Le débat 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. Bien que nous commencions seulement à comprendre à quoi cela ressemblera, nous savons que nous devons commencer dès maintenant à préparer nos élèves à leur avenir. Cette page constitue un tremplin pour l'enseignement de l'IA avec VEX et offre un aperçu des informations et des ressources disponibles pour vous accompagner dans l'intégration de l'IA à votre pratique pédagogique.
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 permettant aux ordinateurs de faire des choses qui, lorsqu'elles sont faites par des humains, sont considérées comme une preuve d'intelligence1.
L'IA est un développement crucial et continu dans l'évolution de l'informatique qui continuera d'affecter considérablement tous les pans de la société. Elle s'appuie sur des concepts fondamentaux de l'informatique 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 s'informer sur l'IA
L'informatique est aujourd'hui largement reconnue comme une compétence essentielle pour tous les étudiants. L'IA étant une partie intégrante de l'informatique, étudiants méritent 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 scolaire des élèves. Cela permettra aux étudiants de :
- Accès équitable aux carrières futures: L'enseignement de l'IA garantit à tous les élèves la possibilité d'explorer des parcours professionnels dans des domaines tels que l'informatique, la robotique, l'analyse de données et le génie logiciel. 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: L'apprentissage de l'IA permet aux étudiants d'acquérir les connaissances nécessaires pour saisir son potentiel. En comprenant ses avantages et ses limites, les élèves peuvent prendre des décisions éclairées et contribuer à une 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 élèves à développer des compétences de pensée informatique, comme la pensée algorithmique et la reconnaissance de formes. Elle offre également aux élèves un environnement propice à la collaboration et à l'apprentissage de leurs propres processus d'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 d'apprentissage de l'IA authentique, sûr, ludique et motivant. Nous privilégions la robotique pratique et les capteurs de vision IA plutôt que les grands modèles de langage (LLM), tels que ChatGPT.
La confidentialité des données des élèves est notre priorité absolue.
Notre approche garantit la sécurité permanente des données de vos élèves.
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L'utilisation de robots dotés de capteurs de vision IA pour enseigner l'IA offre des moyens
et visuellement attrayants d'explorer les concepts de l' sans risques
pour la vie privée liés aux LLM.
- Aucune donnée permettant d'identifier une personne (PII) n'est jamais collectée.
- Les images ou les flux vidéo provenant des capteurs ou robots VEX ne quittent jamais appareil étudiant.
- Les étudiants disposent de modèles d'IA pré-entraînés, qui élimine la nécessité pour eux de collecter et de télécharger des images sur des serveurs cloud et coûteux pour traitement.
Les robots rendent l'apprentissage de l'IA visible
Les concepts fondamentaux de l'IA peuvent être concrétisés grâce aux robots.
- L'enseignement de l'IA à l'aide d'un robot transforme les concepts abstraits complexes en expériences d'apprentissage concrètes et pratiques. L'utilisation de robots pour mettre en évidence les concepts informatiques sous-jacents à l'IA permet aux étudiants de vivre une expérience directe du fonctionnement réel de l'IA. Cela démystifie l'IA et aide les étudiants à se percevoir comme de futurs innovateurs et résolveurs de problèmes dans le domaine de l'IA.
- Les capteurs de vision à intelligence artificielle fournissent aux élèves un retour d'information immédiat et exploitable. Les étudiants peuvent visualiser et manipuler en temps réel les données provenant d'un capteur de vision IA, et les appliquer à des projets de programmation 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 élèves dans cet environnement dynamique, nous devons évoluer au même rythme. Les prochaines années verront une plus grande personnalisation, une collaboration accrue et une plus grande transparence dans les systèmes d'IA, et nous continuerons à développer des ressources en conséquence, afin de garantir la réussite des élèves et des enseignants.
- Nous nous engageons à répondre aux besoins des enseignants au moment présent en créant des ressources pédagogiques d'IA faciles à mettre en œuvre, nécessitant que contribution de l'enseignant. Nous avons collaboré avec CS Everyone Center de l'Université de Floride ainsi qu'avec deux cohortes d'enseignants du primaire pour créer des activités conçues pour développer la compréhension par les élèves du concept d'IA de perception en utilisant VEX 123 et VEX GO, pour les élèves de la maternelle à la 4e année. Les activités sont décrites dans les sections 123 et GO ci-dessous.
L'IA à travers le continuum VEX
Le VEX Continuum allie des expériences pratiques et concrètes à des pratiques adaptées au développement afin de garantir que les élèves de tous âges puissent s'impliquer et réussir tout au long de leur parcours d'apprentissage en IA. L'apprentissage par l'expérience permet de développer progressivement une compréhension des concepts de l'informatique et de l'IA. Au fil du temps, les étudiants acquièrent une compréhension fondamentale de ce qu'est l'IA, de son fonctionnement et de ses applications.
VEX 123
Les élèves de la maternelle à la deuxième année peuvent être initiés aux concepts de l'IA avec VEX 123. Programmer un robot 123 aide les élèves à commencer à comprendre les différences entre la façon dont les humains et les ordinateurs perçoivent leur environnement. Le capteur oculaire intégré du robot 123 offre aux élèves un moyen simple de commencer à explorer les données des capteurs, tout en apprenant des concepts fondamentaux de l'informatique tels que le séquençage, la reconnaissance de formes et les algorithmes de base.
Les unités de laboratoire STEM 123, telles que Petit robot rouge, offrent un cadre attrayant et amusant pour l'apprentissage de ces concepts. Dans cette unité de laboratoire STEM, les élèves programment leurs robots pour qu'ils se rendent chez leur grand-mère, évitent le loup et créent un algorithme de détection des loups à l'aide du capteur oculaire.
De plus, les activités d'alphabétisation en IA pour VEX 123 sont conçues pour enseigner aux étudiants le concept fondamental de l'IA qu'est la perception. Il est important que les jeunes élèves comprennent comment les robots et les ordinateurs perçoivent le monde, grâce à leurs capteurs.
Les activités d'alphabétisation en IA, qui peuvent être utilisées comme leçons autonomes ou en série, donnent aux élèves la possibilité de résoudre des problèmes du monde réel grâce à la perception des capteurs, en utilisant VEXcode 123 et le capteur oculaire. Ces activités permettent de comprendre le fonctionnement des capteurs de manière ludique et accessible.
Pour plus d'informations sur le VEX 123, consultez cette page.
Pour plus d'informations sur les unités de laboratoire VEX 123 STEM, consulterpage.
VEX GO
Les élèves de la troisième à la cinquième année peuvent s'appuyer sur leurs premières expériences en IA avec VEX GO, tout en élargissant leurs connaissances pour inclure une compréhension plus approfondie des données des capteurs. Les étudiants acquièrent une compréhension de ce que sont les données, de la manière dont elles sont collectées et de la façon dont elles peuvent être utilisées pour prendre des décisions.
Dans le laboratoire STEMData Detectives : Bridge Challenge, les élèves résolvent un problème du monde réel en utilisant les 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 élèves à comprendre comment les données et l'IA peuvent être utilisées pour aider leurs communautés. De plus, les élèves du programme VEX GO continuent de développer leurs compétences en informatique en résolvant des problèmes plus complexes à l'aide de séquences, de prises de décision et d'algorithmes.
Des activités d'initiation à l'IA sont également disponibles pour VEX GO et peuvent être utilisées pour initier les élèves à la perception sensorielle ou en complément des laboratoires STEM de VEX GO, aidant ainsi les élèves à approfondir la manière dont les robots et les ordinateurs perçoivent leur environnement.
Les activités d'alphabétisation en IA VEX utilisent le capteur oculaire en combinaison avec VEXcode GO et peuvent être utilisées en série pour développer progressivement la compréhension de la perception sensorielle des élèves, ou comme activités autonomes.
Pour plus d'informations sur VEX GO consultezpage.
Pour plus d'informations sur les unités de laboratoire VEX GO STEM, page.
VEX AIM
Le robot de codage VEX AIM est un robot pédagogique en informatique destiné aux élèves de la 4e année et plus. VEX AIM est équipé d'un capteur de vision IA intégré, offrant la possibilité d'explorer les concepts de l'IA avec un robot physique, ce qui contribue à rendre les concepts abstraits de l'IA concrets pour les étudiants.
Le capteur de vision IA confère au robot la capacité de voir et d'interagir avec son environnement. Il peut détecter et afficher des données sur des objets pré-entraînés, tels que des balles et des barils, ainsi que sur les étiquettes April Tags. Le robot peut être programmé à la fois avec des blocs et avec Python. VEX AIM est facile à prendre en main et offre un potentiel élevé, ce qui lui permet de s'adapter au niveau de compréhension de l'IA des étudiants et de continuer à les mettre au défi à mesure qu'ils progressent.
Le cours d'introduction VEX AIM destiné aux étudiants initie ces derniers à l'utilisation du capteur de vision IA avec le robot, en leur permettant d'explorer en profondeur le fonctionnement du capteur, de tester ses capacités et ses limites. Ils programment le robot pour qu'il ramasse et livre des marchandises à des endroits précis en utilisant la vision par IA, dans le cadre de leur projet final basé sur la vision par IA.
Le cours de certification VEX AIM Educator en PD+ fournit aux éducateurs les connaissances dont ils ont besoin pour commencer à enseigner avec VEX AIM dans leurs classes. Une fois certifiés, les formateurs AIM peuvent publier dans la catégorie VEX AIM de la communauté PD+ pour partager des idées et poser des questions à d'autres personnes qui aident leurs élèves à explorer les concepts de l'IA avec VEX AIM.
Pour plus d'informations sur l'enseignement avec VEX AIM consultezpage.
VEX IQ
VEX IQ propose aux élèves du collège des défis d'apprentissage supplémentaires en IA utilisant un robot physique. IQ offre aux élèves la possibilité de résoudre des problèmes ouverts en collectant et en utilisant des données provenant de multiples capteurs. Cela aide les élèves à comprendre comment choisir les capteurs appropriés pour résoudre un problème donné.
Les élèves utilisant le programme IQ Brain peuvent également effectuer des exercices d'enregistrement de données en utilisant le stockage sur carte SD de l'IQ Brain. Les étudiants peuvent collecter des données de capteurs, les stocker dans un fichier CSV, puis les représenter graphiquement afin de bien comprendre comment les capteurs IQ perçoivent leur environnement.
Pour plus d'informations sur VEX IQ, voir cette page.
Pour plus d'informations sur les unités de laboratoire VEX IQ STEM, page.
Il existe également un capteur de vision IA autonome disponible pour VEX IQ (2e génération). Ce capteur peut être utilisé comme décrit ci-dessous pour VEX EXP et VEX V5, mais avec les versions VEX IQ (2e génération) et codées dans VEXcode IQ ou Microsoft Visual Studio Code.
Pour plus d'informations sur le capteur de vision IA, consultez le guide Premiers pas avec le capteur de vision IA et VEX IQ.
Pour plus d'informations sur l'achat d'un capteur de vision VEX IQ AI, page.
VEX EXP et VEX V5
Dans les salles de classe du lycée, VEX EXP et VEX V5 ajoutent une nouvelle dimension à l'apprentissage de l'IA grâce au capteur de vision IA
Le capteur de vision IA 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 provenant d'un large champ de vision. Il détecte les objets 2D et 3D, reconnaît des couleurs spécifiques et des combinaisons de couleurs, et identifie les AprilTags et les ensembles d'objets pré-entraînés pour la salle de classe et la compétition.
Le capteur de vision IA offre aux étudiants la possibilité d'utiliser plusieurs types de données de capteurs dans un seul projet de programmation. De plus, comme le capteur contient deux modèles de détection d'objets pré-entraînés, les étudiants peuvent expérimenter le fonctionnement de différents modèles d'IA dans des applications réelles. L'unité du laboratoire STEM de la mission EXP Clean Water offre une ressource pratique et avancée aux étudiants dans laquelle ils utilisent les données du capteur, créant des algorithmes complexes pour automatiser une station de traitement d'eau portable.
Pour plus d'informations sur le capteur de vision IA, consultez Premiers pas avec le capteur de vision IA et VEX EXP.
Pour plus d'informations sur l'achat d'un capteur de vision VEX AI, page.
Cellule de travail VEX CTE
Le VEX CTE Workcell est une autre option de niveau secondaire permettant aux élèves de s'engager dans 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 dispositifs pneumatiques, conçu pour aider les étudiants à apprendre l'automatisation industrielle. Deux cours sont proposés aux étudiants pour leur enseigner des compétences importantes en automatisation et en informatique liées à l'IA.
Le cours d'introduction au bras à 6 axes offre aux étudiants une base progressive en compétences informatiques de base, telles que le séquençage, les boucles, les conditions et les variables.
Le cours d'automatisation des cellules de travail s'appuie sur ces bases pour inclure des défis ouverts de plus en plus complexes en matière d'automatisation du système. Dans le cadre de ces défis, les étudiants doivent utiliser des données de capteurs pour créer des algorithmes, optimiser leur code et déboguer leurs projets avec succès.
Pour plus d'informations sur la cellule de travail VEX CTE, page.
Pour plus d'informations sur les cours d'unités de laboratoire VEX CTE STEM consultezpage.
VEX AIR
Le drone VEX AIR offre aux étudiants avancés une méthode pratique supplémentaire pour s'initier à l'apprentissage de l'IA. VEX AIR combinera l'attrait des drones en classe avec la technologie de l'IA. Les étudiants peuvent utiliser la combinaison du système à double caméra d'AIR et de sa capacité à détecter des objets pré-enregistrés, ainsi que de multiples capteurs, pour programmer le drone afin qu'il navigue dans les airs avec précision.
L'IA dans les compétitions VEX
Concours d'IA VEX
Le concours VEX AI offre aux lycéens et aux étudiants la possibilité de participer à une compétition de robotique entièrement autonome grâce à la puissante combinaison du capteur GPS et du système de vision VEX AI. Les élèves programment deux robots pour qu'ils travaillent en équipe afin de relever le défi de cette année.
Pour plus d', la page du concours VEX AI.
Compétition 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 la construction d'une stratégie pour jouer V5RC High Stakes. Ce faisant, ils peuvent explorer comment les ordinateurs maintiennent des représentations basées sur les données et les utilisent pour le raisonnement.
Pour plus d'sur le concours de robotique VEX V5, la page dédiée.
Capteur GPS VEX V5
Utilisez le capteur GPS dans la compétition V5RC ou les compétences virtuelles pour naviguer sur le terrain en fonction du cap et des données 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 V5, page.
L'IA dans VEXcode VR
Terrain de jeu à enjeux élevés V5RC
Les détenteurs d'une licence premium VEXcode VR ou les 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, consultez cette page.
Pour plus d'informations sur le mode High Stakes Playground de VEXcode VR, consultez le guide avec le mode High Stakes Playground de V5RC dans VEXcode VR.
Aire de jeux Rover Rescue
Les utilisateurs de VEXcode VR Premium peuvent interagir avec la représentation et le raisonnement de l'IA dans l'environnement de jeu Rover Rescue Playground. Dans Rover Rescue, les élèves programment un rover utilisant l'IA pour naviguer sur un monde extraterrestre tout en collectant des minéraux et en évitant les obstacles et les ennemis. La technologie d'IA intégrée au Rover lui permet de détecter les objets et de fournir des données à leur sujet, notamment la distance qui les sépare et leur angle relatif. Le Rover peut identifier des éléments de jeu pré-enregistrés tels que les obstacles, les ennemis et les minéraux.
Pour plus d'informations sur l'aire de jeux Rover Rescue dans VEXcode VR, consultez le 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, consultez cette page.
Enseigner l'IA en toute confiance
VEX fournit des ressources complètes et du matériel de soutien pour l'enseignement de l'IA, vous permettant ainsi d'enseigner en toute confiance.
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VEX STEM Labs proposent des instructions étape par étape pour la mise en œuvre, comme un manuel pédagogique en ligne.
- Dans VEX 123 et GO STEM Labs, la présentation de l'unité fournit des informations générales détaillées afin que vous vous sentiez bien préparé pour enseigner l'unité. Par exemple, la section « Informations générales sur l'unité VEX GO Data Detectives » explique en détail ce que sont les capteurs et comment le capteur oculaire lui-même collecte et transmet 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 accessibles à tous 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.
- Obtenez votre certification en suivant un cours d'introduction VEX PD+ et accédez immédiatement à la communauté VEX PD+ où des enseignants partageant les mêmes idées peuvent échanger des questions et des idées sur l'enseignement de l'IA avec VEX.
- Devenez membre PD+ All-Access et
- Profitez des séances individuelles, où vous pourrez discuter de l'enseignement de l'IA avec un expert VEX.
- Consultez la vidéothèque pour visionner une série de vidéos et en savoir plus sur le capteur de vision IA.
- Rejoignez-nous en personne à la conférence Robotics Educators et participez à des ateliers pratiques et à des séances informatives animées par des leaders d'opinion dans le domaine de l'éducation à l'IA.
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