S1–S3 香港住哪裡:用評分模型比較居住選擇(數學建模)
- 學習階段S1-S3
- 科目數學
- 學習範疇應用人工智能的反思
- 對應官方文件《中小學人工智能素養學習架構(應用場景示例)》
- 一節時間1 節(60 分鐘)
學生把「住哪裡較適合」變成一個小型數學模型:最多三個因素、1–5 分整數、三個權重合共 10,用一條加權平均式計算三個虛構居住選項的總分,再填寫方法檢視紀錄,說明模型何時可信、何時不可以當答案。

- 所需器材投影;工作紙列印;計數機(可用可不用);查閱官方數字時需要上網
- 版本1.1
- 最後修改2026-10-17
| 學習領域 | 學習元素 | 運用人工智能注意事項 |
|---|---|---|
| 數學教育學習領域 | 數學建模、數據、統計、度量、單位、比較、解難 | 事實查證:AI 可以提供因素、評分準則與數字,但每個數字都要能追到來源,並與政府公布的統計數字比對;留意人工智能幻覺與數據偏見,模型結果不可以當作事實。 |
這個資源解決什麼問題
「香港人住哪裡、住多大」是學生每天見到、卻很少查證的題目。向 AI 問一句,它會給出一個說得頭頭是道的答案——一個面積、一個比例、一條趨勢——通常沒有來源,也沒有說明它怎樣比較。
本課把這個問題變成一個小型數學模型:選出最多三個因素,為每個因素訂 1–5 分的整數準則,設定三個權重(合共 10),再用一條加權平均式計算總分。學生用頁內的虛構示例數字完成模型,然後填寫「方法檢視紀錄」,指出模型在哪裡主觀、在哪裡需要真實數據,以及可以怎樣用官方統計數字取代示例數字。
核實的精神保留不變:工具可以提供方向,但每一個數字都要寫出來源,並與官方公布的統計比對。模型只幫助我們把想法寫清楚,不會替我們決定哪一個選擇「正確」。
本課只用到一條加權平均式。標準差、迴歸、敏感度分析、統計顯著性與相關係數不在本課範圍。
本課是初中數學「數據與統計」單元的一節,示範在數學科的學與教裏如何專業把關 AI 的輸出:當 AI 自信地報出一個沒有來源的數字,那就是一次人工智能幻覺;要消除它,只能靠事實查證與核實官方統計數字。本課亦可接入學校數字教育規劃中「應用人工智能的反思」的部分,以慎思明辨為價值取向,並提醒學生不過度依賴工具——選因素、訂準則與計算,仍要自己動手。
學習目標
學生能夠:
- 把「住哪裡較適合」這個生活問題,寫成一個可以計算的模型,並選出最多三個因素。
- 為每個因素訂出 1–5 分的整數評分準則,並設定三個權重,使它們合共 10。
- 用一條加權平均式計算三個選項的總分,排名並說明結果。
- 填寫方法檢視紀錄,指出模型的三項限制(因素選擇、評分主觀、數據來源),並說明如何用官方數字取代虛構示例。
本課對應初中階段,並扣連人工智能素養中「應用人工智能的反思」學習範疇,重點在人腦為主、工具為輔。
教學步驟
- 提出問題與界定模型(15 分鐘) — 投影工作紙上的三個居住選項與虛構數字,提問:如果要比較這三個選擇,你會看哪幾樣?全班把意見收窄到最多三個因素,寫成一句模型問題:「哪一個選擇在__、__、__三方面整體較好?」
- 訂立評分準則與權重(20 分鐘) — 分組為每個因素寫出 1 分與 5 分是什麼樣子,中間的 2–4 分由全班共同補上;然後分配三個權重,合共 10。每組要寫一句理由:為什麼這個因素值得這個重量。
- 計算、排名與核對(18 分鐘) — 用工作紙的加權平均式計算三個選項的總分:總分 =(因素一 × 權重一 + 因素二 × 權重二 + 因素三 × 權重三)÷ 10。核對每個總分是否落在 1–5 之間,列出排名,並逐格檢查計算。
- 方法檢視與總結(7 分鐘) — 每組完成方法檢視紀錄,然後用一句話報告:「我們的模型顯示__較好,最大的限制是__。」
模型上限(全課不變)
- 因素最多三個,不可以加第四個。
- 每項評分只可以是 1、2、3、4、5 的整數。
- 三個權重合共 10。
- 只用一條加權平均式。
虛構示例數字(頁內練習用,不是資料)
| 選項 | 實用面積(平方米) | 每月租金(港元) | 每天通勤(分鐘) |
|---|---|---|---|
| 甲 | 38 | 12,000 | 25 |
| 乙 | 45 | 15,500 | 40 |
| 丙 | 32 | 9,800 | 15 |
上表數字全部是為本練習而設的虛構示例,不代表任何真實屋苑、地區或市場價格。要換成真實數字,請到政府統計處、香港房屋委員會及房屋署、差餉物業估價署的官方統計取得,並記下年份與表號。
官方來源(課後補上真實數字時使用,學生自行查閱並記下來源與年份)
| 要查的是 | 官方來源 |
|---|---|
| 人口數字與住戶統計 | 政府統計處(Census and Statistics Department):https://www.censtatd.gov.hk/en/web_table.html?id=110-01001 |
| 公營房屋(公屋、資助出售房屋)的數量、輪候與居住面積 | 香港房屋委員會及房屋署 · 統計資料:https://www.housingauthority.gov.hk/en/about-us/publications-and-statistics/index.html |
| 私人住宅的單位數目、面積與租金 | 差餉物業估價署 · 香港物業報告:https://www.rvd.gov.hk/en/publications/hkpr.html |
答案與評分要點
學生的因素與權重可以不同。 以下是一組可行的模型,用來示範計算與紀錄應該長什麼樣子:
| 因素 | 1 分 | 3 分 | 5 分 | 權重 |
|---|---|---|---|---|
| 空間 | 30 平方米或以下 | 36–40 平方米 | 46 平方米或以上 | 4 |
| 租金負擔 | 16,000 港元或以上 | 12,000–13,999 港元 | 9,999 港元或以下 | 4 |
| 通勤 | 45 分鐘或以上 | 25–34 分鐘 | 14 分鐘或以下 | 2 |
把三個虛構選項代入:
| 選項 | 空間 | 租金 | 通勤 | 加權平均計算 | 總分 |
|---|---|---|---|---|---|
| 甲 | 3 | 3 | 3 | (3×4 + 3×4 + 3×2) ÷ 10 | 3.0 |
| 乙 | 4 | 2 | 2 | (4×4 + 2×4 + 2×2) ÷ 10 | 2.8 |
| 丙 | 2 | 4 | 4 | (2×4 + 4×4 + 4×2) ÷ 10 | 3.2 |
排名:丙 3.2 > 甲 3.0 > 乙 2.8。丙的面積最小,但租金最低、通勤最短,所以在這組權重下總分最高——這個結果值得全班討論:模型「計得對」不等於「選得對」,因為權重是我們自己定的。
答案不唯一。 換一組合理的因素或權重,排名可以改變;只要合乎上面四項上限、每一步寫得出理由,就是有效答案。要判斷的是模型與紀錄是否一致,不是哪一個選項「真正」最好。
評分以過程為本:
| 檢查項目 | 達標 | 需補強 |
|---|---|---|
| 模型界定 | 最多三個因素,寫成一句可以計算的問題 | 列了五六個因素,沒有收窄 |
| 評分準則 | 每一級都是整數,準則寫得具體(有數字或清楚描述) | 只用「好/不好」而沒有定義 |
| 權重 | 三個權重合共 10,並寫出理由 | 權重隨意,或合共不是 10 |
| 計算 | 只用一條加權平均式,每格正確,總分在 1–5 之間 | 自創第二條公式,或把加權後的分數直接相加 |
| 方法檢視 | 三項限制都寫到,並提出一個可行的資料來源 | 只寫「模型不準確」 |
方法檢視紀錄要看到的三件事:
- 因素選擇——為什麼是這三個?如果換成另外三個,結論可能不同。
- 評分主觀——同一間屋,兩個人可能給不同分數;準則寫得越具體,分歧越少。
- 數據來源——示例數字是虛構的;真實數字要來自官方統計,並記下年份與表號。
核心判斷:「無法核實」仍然是一個正當的答案。 如果一個數字沒有來源、單位不一致,或把估算講成事實,就不可以放進模型當作數據——這正是人工智能幻覺最常見的藏身之處。
學生若想用 AI 幫忙選因素或寫準則,可以,但要把 AI 的建議當成草稿:追問來源、對照官方數字,並在方法檢視紀錄寫明哪些部分由 AI 提出、哪些由自己修改。
附件
內含:給教師的使用說明、三個虛構居住選項的示例數字、評分模型表(因素/1 分/3 分/5 分/權重)、加權平均計算表、方法檢視紀錄,以及答案與評分要點。
官方文件參考
本資源庫所有資源均按《中小學人工智能素養學習架構》編寫,並屬《中小學數字教育發展藍圖》的政策範圍。
本資源對應:
- 《中小學人工智能素養學習架構(應用場景示例)》(p.13):以初中數學科的數據與統計課題為例,要求學生向人工智能追問資料來源,並以官方公布的統計數字核實其輸出。
學習範疇:應用人工智能的反思
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