La conversation sur l’intelligence artificielle (IA) est une présence en constante évolution dans la vie des éducateurs. Il est inévitable que l’IA devienne un élément central de la vie des étudiants. Même si nous commençons seulement à comprendre à quoi cela ressemblera, nous savons que nous devons commencer à préparer nos étudiants à leur avenir dès maintenant. Cette page est un tremplin pour l’enseignement de l’IA avec VEX et fournit un aperçu des informations et des ressources disponibles pour vous aider à intégrer l’IA dans votre pratique d’enseignement.
L’importance de l’IA
Définition de l'IA
L'intelligence artificielle, ou IA, est une branche de l'informatique qui s'intéresse aux techniques qui permettent aux ordinateurs de faire des choses qui, lorsque les gens les font, sont considérées comme une preuve d'intelligence1.
L’IA est un développement essentiel et continu dans l’évolution de l’informatique qui continuera d’avoir un impact considérable sur tous les secteurs de la société. Il s'appuie sur des concepts informatiques de base tels que les algorithmes et les structures de données, permettant aux ordinateurs d'apprendre, de raisonner et de prendre des décisions par eux-mêmes.
Tout le monde devrait en savoir plus sur l’IA
L’informatique est désormais largement reconnue comme une compétence essentielle pour tous les étudiants. L’IA faisant partie intégrante de l’informatique, étudiant(e) sur mérite d’avoir une compréhension fondamentale des concepts sous-jacents à l’IA. Les concepts de l’IA peuvent être enseignés de manière continue dès la maternelle et tout au long du parcours éducatif des élèves. Cela garantira aux étudiants :
- Avoir un accès équitable aux futures carrières: L’enseignement de l’IA garantit à tous les étudiants la possibilité d’explorer des cheminements de carrière dans des domaines tels que l’informatique, la robotique, l’analyse de données et l’ingénierie logicielle. En offrant des opportunités à tous, nous contribuons à créer une main-d’œuvre diversifiée et innovante, prête pour l’avenir.
- Comprendre l’impact de l’IA sur la société: Apprendre l’IA fournit aux étudiants les connaissances nécessaires pour saisir son potentiel. En comprenant ses avantages et ses limites, les étudiants peuvent prendre des décisions éclairées et contribuer à l’utilisation responsable de cette technologie.
- Développer des compétences et des dispositions essentielles: Tout comme l’apprentissage de l’informatique, l’enseignement de l’IA à l’aide de l’informatique favorise les capacités essentielles de résolution de problèmes et aide les étudiants à développer des compétences de pensée informatique, telles que la pensée algorithmique et la reconnaissance de formes. Il offre également aux étudiants un environnement dans lequel ils peuvent pratiquer la collaboration et en apprendre davantage sur leur propre apprentissage. Cela les prépare à relever des défis complexes avec persévérance et créativité.
Notre approche de l’enseignement de l’IA
Nous réunissons l’informatique, l’IA et la robotique pour offrir un contexte authentique d’apprentissage de l’IA qui soit sûr, amusant et motivant. Nous mettons l’accent sur la robotique pratique et les capteurs de vision IA plutôt que sur les grands modèles de langage (LLM), tels que ChatGPT.
La confidentialité des étudiants est notre priorité absolue
Notre approche garantit que les données de vos étudiants sont toujours sécurisées.
- L'utilisation de robots dotés de capteurs de vision IA pour enseigner l'IA offre des moyens pratiques et visuellement attrayants d'explorer les concepts de l'IA sans les risques potentiels de confidentialité présents avec les LLM.
- Aucune donnée personnelle identifiable (PII) n'est jamais collectée.
- Les images ou les flux vidéo provenant des capteurs ou des robots VEX ne quittent jamais l'appareil d'un étudiant.
- Les étudiants disposent de modèles d'IA pré-entraînés, ce qui élimine le besoin pour eux de collecter et de télécharger des images sur des serveurs cloud puissants et coûteux pour les traiter.
Les robots rendent visible l'apprentissage de l'IA
Les concepts fondamentaux de l’IA peuvent être rendus tangibles grâce à des robots.
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- Enseigner l’IA avec un robot transforme des concepts abstraits complexes en expériences d’apprentissage concrètes et pratiques. L’utilisation de robots pour mettre l’accent sur les concepts informatiques derrière l’IA donne aux étudiants une expérience directe du fonctionnement réel de l’IA. Cela démystifie l’IA et aide les étudiants à se considérer comme de futurs innovateurs et résolveurs de problèmes dans le domaine de l’IA.
- Les capteurs de vision IA fournissent un retour d'information immédiat et exploitable aux étudiants. Les étudiants peuvent voir et manipuler les données d'un capteur de vision IA en temps réel et les appliquer à des projets de codage pour résoudre des problèmes du monde réel à l'aide d'un robot.
Évoluer avec l'IA
Notre approche de l’éducation à l’IA évolue continuellement et activement.
- L’IA évolue constamment et rapidement, et pour soutenir efficacement les enseignants et les étudiants dans cet environnement dynamique, nous devons évoluer au même rythme. Les années à venir apporteront davantage de personnalisation, davantage de collaboration et davantage de transparence aux systèmes d’IA, et nous continuerons à développer des ressources en conséquence, pour garantir que les étudiants et les enseignants puissent s’épanouir.
- Nous nous engageons à répondre aux besoins des enseignants dans l'instant présent en créant des supports pédagogiques d'IA faciles à mettre en œuvre avec la contribution enseignant. Nous collaborons le CS Everyone Center de l'Université de Floride ainsi qu'avec deux cohortes d'enseignants du primaire pour créer une unité d'enseignement sur le concept d'IA de perception en utilisant VEX 123 et VEX GO, pour les élèves de la maternelle à la 4e année. Dans cette unité, les élèves utilisent le capteur oculaire des robots 123 et GO pour explorer une planète invisible créée par un pair, en identifiant des objets de différentes couleurs comme les « extraterrestres » (vert), « l'eau » (bleu) et « les matériaux uniques » (rouge).
L'IA dans le continuum VEX
Le continuum VEX combine des expériences pratiques du monde réel avec des pratiques adaptées au développement pour garantir que les étudiants de tous âges puissent être engagés et réussir tout au long de leur parcours d'apprentissage de l'IA. L’apprentissage expérientiel permet une compréhension progressive des concepts de l’informatique et de l’IA. Au fil du temps, les étudiants développent une compréhension fondamentale de ce qu’est l’IA, de son fonctionnement et de la manière dont elle peut être utilisée.
VEX 123
Les élèves de la maternelle à la deuxième année peuvent être initiés aux concepts de l'IA avec VEX 123. Le codage d’un robot 123 aide les élèves à commencer à développer une compréhension des différences dans la façon dont les humains et les ordinateurs perçoivent leur environnement. Le capteur oculaire intégré du robot 123 offre aux étudiants un moyen simple de commencer à explorer les données des capteurs, tout en apprenant les concepts fondamentaux de l'informatique tels que le séquençage, la reconnaissance de formes et les algorithmes de base.
123 unités de laboratoire STEM, telles que Little Red Robot, offrent une toile de fond attrayante et amusante pour l'apprentissage de ces concepts. Dans cette unité de laboratoire STEM, les élèves codent leurs robots pour se rendre chez grand-mère, éviter le loup et créer un algorithme de détection de loup à l'aide du capteur oculaire.
Pour plus d'informations sur VEX 123 visitez cette.
Pour plus d'informations sur les unités de laboratoire VEX 123 STEM, cette.
VEX ALLER
Les élèves de la troisième à la cinquième année peuvent s'appuyer sur leurs expériences d'introduction à l'IA avec VEX GO, tout en élargissant leurs connaissances pour inclure une compréhension plus approfondie des données des capteurs. Les élèves comprennent ce que sont les données, comment elles sont collectées et comment elles peuvent être utilisées pour prendre des décisions.
Dans le cadre du Data Detectives : Bridge Challenge STEM Lab, les élèves résolvent un problème du monde réel à l'aide des données du capteur oculaire, tout en apprenant à utiliser les données pour identifier une fissure dans un pont.
Des expériences comme celle-ci aident les étudiants à comprendre comment les données et l’IA peuvent être utilisées pour aider leurs communautés. Les étudiants de VEX GO continuent de développer leurs compétences en informatique en résolvant des problèmes plus complexes à l'aide du séquençage, de la prise de décision et des algorithmes.
Pour plus d'informations sur VEX GO, cette.
Pour plus d'informations sur les unités de laboratoire VEX GO STEM, cette.
OBJECTIF VEX
VEX AIM est un nouveau robot destiné à l'enseignement de l'informatique à partir de la 4e année. AIM est équipé d'un capteur de vision IA intégré, offrant des opportunités pratiques d'exploration des concepts d'IA via le codage en blocs et Python. AIM est facile à utiliser et offre un plafond élevé, lui permettant de rencontrer les étudiants là où ils en sont dans leur compréhension de l'IA et de continuer à les mettre au défi à mesure qu'ils grandissent.
La sortie de VEX AIM approche à grands pas et sera accompagnée d'unités de laboratoire STEM ainsi que d'un cours d'introduction au PD+ pour les enseignants, afin de rendre l'intégration d'AIM dans les classes d'informatique et de STEM aussi simple que possible.
Pour plus d'informations sur VEX AIM, cette.
VEX QI
VEX IQ offre aux élèves du collège des défis d'apprentissage de l'IA supplémentaires à l'aide d'un robot physique. IQ donne aux étudiants la possibilité de résoudre des défis ouverts en collectant et en utilisant des données provenant de plusieurs capteurs. Cela aide les étudiants à comprendre comment choisir les bons capteurs pour résoudre un problème donné.
Les étudiants IQ peuvent également participer à des exercices d'enregistrement de données à l'aide du stockage sur carte SD sur l'IQ Brain. Les étudiants peuvent collecter des données de capteurs, les stocker dans un fichier CSV, puis représenter graphiquement les données pour bien comprendre comment les capteurs IQ perçoivent leur environnement.
Les élèves d'IQ continuent également à développer leurs compétences en informatique, en créant des algorithmes pour résoudre des problèmes du monde réel dans les laboratoires STEM du concours IQ axés sur le codage, tels que l'unité de laboratoire STEM Castle Crasher
Pour plus d'informations sur VEX IQ, cette page.
Pour plus d'informations sur les unités de laboratoire VEX IQ STEM, cette.
VEX EXP et VEX V5
Dans la salle de classe du lycée, VEX EXP et VEX V5 ajoutent une autre dimension à l'apprentissage de l'IA avec le capteur de vision .
Le capteur de vision AI pour VEX EXP et VEX V5 permet à votre robot de voir et d'interagir avec son environnement de manière unique, en capturant des informations visuelles à partir d'un large champ de vision. Il détecte les objets 2D et 3D, reconnaît les couleurs et combinaisons de couleurs spécifiques et identifie les AprilTags et les ensembles d'objets pré-entraînés pour la classe et la compétition.
Le capteur de vision AI offre aux étudiants la possibilité d'utiliser plusieurs types de données de capteurs dans un seul projet de codage. De plus, comme le capteur contient deux modèles de détection d’objets pré-entraînés, les étudiants peuvent découvrir comment différents modèles d’IA fonctionnent dans des applications du monde réel. L'unité du laboratoire EXP Clean Water Mission STEM fournit une ressource pratique et avancée aux étudiants dans laquelle ils utilisent les données du capteur, créant des algorithmes complexes pour automatiser une usine de traitement de l'eau portable.
Pour plus d'informations sur le capteur de vision AI, lisez Prise en main du capteur de vision AI avec VEX EXP.
Pour plus d'informations sur l'achat d'un capteur de vision VEX AI, cette.
Cellule de travail VEX CTE
Le VEX CTE Workcell est une autre option de niveau secondaire permettant aux étudiants de s'intéresser à des sujets liés à l'IA. La cellule de travail VEX CTE est un système composé d'un bras robotisé, de convoyeurs, de capteurs et de pneumatiques conçu pour aider les étudiants à apprendre l'automatisation industrielle. Deux cours étudiants sont disponibles pour enseigner aux étudiants d'importantes compétences en automatisation et en informatique liées à l'IA.
Le cours Introduction au bras à 6 axes fournit aux étudiants une base solide en matière de compétences informatiques de base, telles que le séquençage, les boucles, les conditions et les variables.
Le cours Workcell Automation s'appuie sur cela pour inclure des défis ouverts de plus en plus complexes dans l'automatisation du système. Dans ces défis, les étudiants doivent utiliser les données des capteurs pour créer des algorithmes, optimiser leur code et déboguer des projets avec succès.
Pour plus d'informations sur la cellule de travail VEX CTE, cette.
Pour plus d'informations sur les cours de laboratoire VEX CTE STEM, cette.
VEX-AIR
Le drone VEX AIR offre aux étudiants avancés un moyen pratique supplémentaire de s'engager dans l'apprentissage de l'IA. VEX AIR combinera l’excitation des drones de classe avec la technologie de l’IA. Les étudiants peuvent utiliser la combinaison du système à double caméra d'AIR et sa capacité à détecter des objets pré-entraînés ainsi que plusieurs capteurs pour coder le drone afin qu'il navigue dans les airs avec précision.
Pour plus d'informations sur VEX AIR, visitez.
L'IA dans les compétitions VEX
Concours d'IA VEX
Le concours VEX AI offre aux lycéens et aux étudiants une chance de participer à une compétition de robotique entièrement autonome en utilisant la puissante combinaison du capteur GPS et du système de vision VEX AI. Les élèves codent deux robots pour travailler ensemble en équipe afin de relever le défi de cette année.
Pour plus d'informations, la page du concoursAI.
Concours de robotique VEX V5 (V5RC)
Les étudiants peuvent utiliser la capacité du capteur de vision AI à détecter des classifications d'objets pré-entraînées pour créer des algorithmes en combinaison avec une variété d'autres capteurs V5 lors de l'élaboration d'une stratégie pour jouer V5RC High Stakes. Ce faisant, ils peuvent explorer comment les ordinateurs conservent des représentations basées sur des données et les utilisent pour le raisonnement.
Pour plus d'informations sur le concours de robotique VEX V5, la page du concours de robotique VEX.
Capteur GPS VEX V5
Utilisez le capteur GPS dans V5RC Competition ou Virtual Skills pour naviguer sur le terrain en fonction des données de cap et de positionnement x, y fournies par le capteur.
Pour plus d’informations sur le capteur GPS, lisez Utilisation du capteur GPS avec VEX V5.
Pour plus d'informations sur l'achat du capteur GPS , visitez cette.
L'IA dans VEXcode VR
Aire de jeux à enjeux élevés V5RC
Les personnes disposant d'une licence premium VEXcode VR ou d'équipes V5RC enregistrées peuvent jouer à High Stakes avec un robot virtuel, en utilisant les capacités de classification d'objets du capteur de vision IA.
Pour plus d'informations sur l'obtention d'une licence VEXcode VR Premium, visitez cette page.
Pour plus d'informations sur le High Stakes Playground dans VEXcode VR, lisez Premiers pas avec le High Stakes Playground V5RC dans VEXcode VR.
Aire de jeux de sauvetage Rover
Les utilisateurs de VEXcode VR Premium peuvent interagir avec la représentation et le raisonnement de l'IA dans le Rover Rescue Playground. Dans Rover Rescue, les élèves codent un rover utilisant l'IA pour naviguer dans un monde extraterrestre tout en collectant des minéraux et en évitant les obstacles et les ennemis. La technologie d'IA intégrée du Rover lui permet de détecter des objets et de signaler des données à leur sujet, notamment la distance à laquelle se trouve un objet et son angle relatif. Le Rover peut identifier des éléments de jeu pré-entraînés tels que les obstacles, les ennemis et les minéraux.
Pour plus d'informations sur l'aire de jeu Rover Rescue dans VEXcode VR, lisez Premiers pas avec Rover Rescue.
Pour plus d’informations sur l’IA dans Rover Rescue, lisez Utilisation de l’IA dans Rover Rescue.
Pour plus d'informations sur l'obtention d'une licence VEXcode VR Premium, visitez cette page.
Enseignez l'IA en toute confiance
VEX fournit des ressources complètes et du matériel de support pour l'enseignement de l'IA, afin que vous puissiez enseigner en toute confiance.
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VEX STEM Labs propose des instructions étape par étape pour la mise en œuvre, comme un manuel d'enseignant en ligne.
- Dans les laboratoires VEX 123 et GO STEM, l'aperçu de l'unité fournit des informations générales détaillées afin que vous vous sentiez bien préparé à enseigner l'unité. Par exemple, les informations générales de l'unité VEX GO Data Detectives examinent en profondeur ce que sont les capteurs et comment le capteur oculaire lui-même collecte et rapporte les données.
- Dans les laboratoires IQ et EXP STEM, un guide d'animation présente des informations générales, des instructions de mise en œuvre et des conseils qui éliminent les incertitudes liées à l'enseignement de l'IA.
- La bibliothèque VEX et l'API VEX sont des ressources auxquelles tout le monde peut accéder pour en savoir plus sur l'enseignement de l'IA avec VEX. Par exemple, utilisez la bibliothèque VEX pour découvrir ce qu'est un capteur et à quoi il sert. Reportez-vous ensuite à l’API VEX pour comprendre les blocs de code ou les commandes associés à ce capteur.
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VEX PD+ offre un développement professionnel continu et personnalisé aux utilisateurs de VEX.
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- Profitez de séances individuelles, où vous pourrez discuter de l'enseignement de l'IA avec un expert VEX.
- Visitez la vidéothèque pour visionner une série de vidéos afin d'en savoir plus sur le capteur de vision AI.
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