Il dibattito sull'intelligenza artificiale (IA) è una presenza in continua evoluzione nella vita degli educatori. È inevitabile che l'intelligenza artificiale diventi una parte centrale della vita degli studenti. Anche se stiamo solo iniziando a capire come sarà, sappiamo che dobbiamo cominciare fin da ora a preparare i nostri studenti per il loro futuro. Questa pagina è un trampolino di lancio per l'insegnamento dell'intelligenza artificiale con VEX e fornisce una panoramica delle informazioni e delle risorse disponibili per supportarti nell'integrazione dell'intelligenza artificiale nella tua pratica didattica.
L'importanza dell'intelligenza artificiale
Definizione di IA
L'intelligenza artificiale, o IA, è una branca dell'informatica che si occupa di tecniche che consentono ai computer di fare cose che, quando le fanno le persone, sono considerate prova di intelligenza1.
L'intelligenza artificiale è uno sviluppo fondamentale e continuo nell'evoluzione dell'informatica, che continuerà ad avere un impatto significativo su tutti gli ambiti della società. Si basa su concetti fondamentali dell'informatica, come algoritmi e strutture dati, consentendo ai computer di apprendere, ragionare e prendere decisioni in autonomia.
Tutti dovrebbero imparare a conoscere l'intelligenza artificiale
L'informatica è ormai ampiamente riconosciuta come una competenza essenziale per tutti gli studenti. Poiché l'intelligenza artificiale è parte integrante dell'informatica, studenti meritano di avere una comprensione fondamentale dei concetti alla base dell'intelligenza artificiale. I concetti di intelligenza artificiale possono essere insegnati in modo continuativo, a partire dalla scuola materna e proseguendo lungo tutto il percorso educativo degli studenti. Ciò garantirà agli studenti:
- Avere un accesso equo alle future carriere: Insegnare l'intelligenza artificiale garantisce a tutti gli studenti la possibilità di esplorare percorsi di carriera in settori quali informatica, robotica, analisi dei dati e ingegneria del software. Offrendo opportunità a tutti, contribuiamo a creare una forza lavoro diversificata e innovativa, pronta per il futuro.
- Comprendere l'impatto dell'IA sulla società: Imparare l'IA fornisce agli studenti le conoscenze necessarie per coglierne il potenziale. Comprendendone i vantaggi e i limiti, gli studenti possono prendere decisioni consapevoli e contribuire all'uso responsabile di questa tecnologia.
- Sviluppare competenze e disposizioni essenziali: Proprio come accade nell'apprendimento dell'informatica, insegnare l'intelligenza artificiale tramite l'informatica promuove capacità essenziali di risoluzione dei problemi e aiuta gli studenti a sviluppare capacità di pensiero computazionale, come il pensiero algoritmico e il riconoscimento di schemi. Offre inoltre agli studenti un ambiente in cui mettere in pratica la collaborazione e apprendere in prima persona. Ciò li prepara ad affrontare sfide complesse con perseveranza e creatività.
Il nostro approccio all'insegnamento dell'intelligenza artificiale
Uniamo informatica, intelligenza artificiale e robotica per fornire un contesto autentico per l'apprendimento dell'intelligenza artificiale, sicuro, divertente e motivante. Diamo importanza alla robotica pratica e ai sensori di visione basati sull'intelligenza artificiale piuttosto che ai modelli linguistici di grandi dimensioni (LLM), come ChatGPT.
La privacy degli studenti è la nostra massima priorità
Il nostro approccio garantisce che i dati dei tuoi studenti siano sempre al sicuro.
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L'utilizzo di robot con sensori di visione AI per insegnare l'intelligenza artificiale offre modi
e visivamente coinvolgenti per esplorare i concetti di intelligenza senza
rischi per la privacy presenti con gli LLM.
- Non vengono mai raccolti dati personali identificabili (PII).
- Le immagini o i flussi video provenienti dai sensori o dai robot VEX non lasciano mai dispositivo di uno studente.
- Agli studenti vengono forniti modelli di intelligenza artificiale pre-addestrati, eliminando necessità di raccogliere e caricare immagini su e costosi server cloud per l'elaborazione.
I robot rendono visibile l'apprendimento dell'intelligenza artificiale
I concetti fondamentali dell'intelligenza artificiale possono essere resi tangibili utilizzando i robot.
- Insegnare l'intelligenza artificiale con un robot trasforma concetti astratti e complessi in esperienze di apprendimento concrete e pratiche. L'uso dei robot per mettere in risalto i concetti informatici alla base dell'intelligenza artificiale offre agli studenti un'esperienza diretta del funzionamento effettivo dell'intelligenza artificiale. Ciò demitizza l'intelligenza artificiale e aiuta gli studenti a vedersi come futuri innovatori e risolutori di problemi nel campo dell'intelligenza artificiale.
- I sensori di visione AI forniscono agli studenti un feedback immediato e fruibile. Gli studenti possono visualizzare e manipolare i dati provenienti da un sensore di visione AI in tempo reale e applicarli a progetti di codifica per risolvere problemi del mondo reale utilizzando un robot.
Evolversi insieme all'intelligenza artificiale
Il nostro approccio all'istruzione sull'intelligenza artificiale è in continua e attiva evoluzione.
- L'intelligenza artificiale è in continua e rapida evoluzione e, per supportare efficacemente insegnanti e studenti in questo ambiente dinamico, dobbiamo evolverci allo stesso ritmo. Nei prossimi anni i sistemi di intelligenza artificiale saranno caratterizzati da maggiore personalizzazione, collaborazione e trasparenza, e continueremo a sviluppare risorse di conseguenza per garantire che studenti e insegnanti possano prosperare.
- Ci impegniamo a soddisfare le esigenze degli insegnanti nel momento presente creando materiali didattici basati sull'intelligenza artificiale facili da implementare, con input da insegnante. Abbiamo collaborato con CS Everyone Center dell'Università della e con due gruppi di insegnanti di scuola elementare per creare attività pensate per aiutare gli studenti a comprendere il concetto di percezione dell'intelligenza artificiale utilizzando VEX 123 e VEX GO, per studenti dalla scuola materna alla quarta elementare. Le attività sono descritte nelle sezioni 123 e GO di seguito.
Intelligenza artificiale nel continuum VEX
Il VEX Continuum unisce esperienze pratiche e concrete con pratiche appropriate allo sviluppo per garantire che gli studenti di tutte le età possano essere coinvolti e avere successo durante tutto il loro percorso di apprendimento dell'intelligenza artificiale. L'apprendimento esperienziale sviluppa una comprensione incrementale dei concetti di informatica e intelligenza artificiale. Col tempo, gli studenti acquisiscono una comprensione di base di cosa sia l'intelligenza artificiale, come funzioni e come possa essere utilizzata.
VEX 123
Con VEX 123 è possibile introdurre i concetti dell'intelligenza artificiale agli studenti dalla scuola materna alla seconda elementare. Coding a 123 Robot aiuta gli studenti a iniziare a comprendere le differenze nel modo in cui gli esseri umani e i computer percepiscono l'ambiente circostante. Il sensore oculare integrato nel robot 123 offre agli studenti un modo semplice per iniziare a esplorare i dati dei sensori, imparando allo stesso tempo concetti fondamentali dell'informatica quali sequenziamento, riconoscimento di modelli e algoritmi di base.
123 unità di laboratorio STEM, come Little Red Robot, forniscono uno sfondo coinvolgente e divertente per apprendere questi concetti. In questa unità di laboratorio STEM, gli studenti programmano i loro robot affinché guidino fino alla casa della nonna, evitino il lupo e creino un algoritmo per il rilevamento dei lupi utilizzando l'Eye Sensor.
Inoltre, le attività di alfabetizzazione sull'intelligenza per VEX 123 sono progettate per insegnare agli studenti il concetto fondamentale dell'intelligenza artificiale di percezione. È importante che i giovani studenti comprendano come i robot e i computer percepiscono il mondo, attraverso i sensori.
Le attività di alfabetizzazione sull'intelligenza artificiale, che possono essere utilizzate come lezioni autonome o in serie, offrono agli studenti l'opportunità di risolvere problemi del mondo reale con la percezione dei sensori, utilizzando VEXcode 123 e l'Eye Sensor. Queste attività aiutano a comprendere il funzionamento dei sensori in modo divertente e accessibile.
Per maggiori informazioni su VEX 123, visita questa pagina.
Per maggiori informazioni sulle unità di laboratorio STEM VEX 123, visita questa pagina
VEX GO
Gli alunni dalla terza alla quinta elementare possono approfondire le loro esperienze introduttive sull'intelligenza artificiale con VEX GO, ampliando le proprie conoscenze e includendo una comprensione più approfondita dei dati dei sensori. Gli studenti acquisiscono la comprensione di cosa sono i dati, come vengono raccolti e come possono essere utilizzati per prendere decisioni.
Esperienze come questa aiutano gli studenti a comprendere come i dati e l'intelligenza artificiale possano essere utilizzati per aiutare le loro comunità. Inoltre, gli studenti del VEX GO continuano ad ampliare le proprie competenze informatiche, impegnandosi a risolvere problemi più complessi utilizzando sequenziamento, processi decisionali e algoritmi.
Le attività di alfabetizzazione all'intelligenza artificiale sono disponibili anche per VEX GO e possono essere utilizzate per introdurre gli studenti alla percezione tramite sensori o come supplemento ai VEX GO STEM Labs, aiutando gli studenti ad approfondire il modo in cui robot e computer percepiscono i loro ambienti.
Le attività di alfabetizzazione IA VEX GO utilizzano l'Eye Sensor in combinazione con VEXcode GO e possono essere utilizzate in serie per sviluppare gradualmente la comprensione della percezione sensoriale da parte degli studenti, oppure come attività autonome.
Per maggiori informazioni su VEX GO, visita questa pagina.
Per maggiori informazioni sulle unità di laboratorio VEX GO STEM, visita questa pagina
VEX AIM
Il robot di codifica VEX AIM è un robot didattico per l'informatica adatto alle classi dalla quarta elementare in su. VEX AIM è dotato di un sensore di visione AI integrato, che offre l'opportunità di esplorare i concetti di intelligenza artificiale con un robot fisico, contribuendo a rendere tangibili i concetti astratti di intelligenza artificiale per gli studenti.
Il sensore di visione AI consente al robot di vedere e interagire con l'ambiente circostante. Può rilevare e visualizzare dati su oggetti pre-addestrati, come palline e barili, nonché tag di aprile. Il robot può essere programmato sia con blocchi che con Python. VEX AIM è facile da usare e offre un livello di preparazione elevato, consentendo di soddisfare il livello di comprensione dell'intelligenza artificiale degli studenti e di continuare a stimolarli man mano che crescono.
Il corso introduttivo VEX AIM per studenti introduce gli studenti all'uso del sensore di visione AI con il robot, analizzando in dettaglio il funzionamento del sensore e testandone le capacità e limiti. Programmano il robot per prelevare e consegnare merci in luoghi specifici utilizzando AI Vision, mentre si preparano a una Capstone Challenge basata su AI Vision.
Il corso di certificazione per educatori VEX AIM in PD+ fornisce agli educatori le conoscenze necessarie per iniziare a insegnare con VEX AIM nelle loro classi. Una volta certificati, gli educatori AIM possono pubblicare nella categoria VEX AIM della community PD+ per condividere idee e porre domande ad altri che aiutano i loro studenti a esplorare i concetti di intelligenza artificiale con VEX AIM.
Per ulteriori informazioni sull'insegnamento con VEX AIM, visita questa pagina
VEX IQ
VEX IQ offre agli studenti delle scuole medie ulteriori sfide di apprendimento basate sull'intelligenza artificiale utilizzando un robot fisico. IQ offre agli studenti l'opportunità di risolvere sfide aperte raccogliendo e utilizzando dati provenienti da più sensori. Ciò aiuta gli studenti a comprendere come scegliere i sensori giusti per risolvere un dato problema.
Gli studenti IQ possono anche cimentarsi in esercizi di registrazione dei dati utilizzando la memoria della scheda SD su IQ Brain. Gli studenti possono raccogliere i dati dei sensori, memorizzarli in un file CSV e quindi rappresentare graficamente i dati per comprendere appieno il modo in cui i sensori del QI percepiscono l'ambiente circostante.
Per maggiori informazioni su VEX IQ, vedere questa pagina.
Per maggiori informazioni sulle unità di laboratorio STEM VEX IQ, vedere questa pagina
È disponibile anche un sensore di visione AI autonomo per VEX IQ (2a generazione). Questo sensore può essere utilizzato come descritto di seguito per VEX EXP e VEX V5, ma con build VEX IQ (2a generazione) e codificato in VEXcode IQ o Microsoft Visual Studio Code.
Per maggiori informazioni sul sensore di visione AI, leggere Introduzione al sensore di visione AI con VEX IQ.
Per maggiori informazioni sull'acquisto di un sensore di visione VEX IQ AI, visita questa pagina
VEX EXP e VEX V5
Nelle classi delle scuole superiori, VEX EXP e VEX V5 aggiungono un'altra dimensione all'apprendimento dell'intelligenza artificiale con il sensore di visione AI.
Il sensore di visione AI per VEX EXP e VEX V5 consente al tuo robot di vedere e interagire con l'ambiente circostante in modo unico, catturando informazioni visive da un ampio campo visivo. Rileva oggetti 2D e 3D, riconosce colori e combinazioni di colori specifici e identifica AprilTags e set di oggetti pre-addestrati sia per l'aula che per la competizione.
Il sensore di visione AI offre agli studenti l'opportunità di utilizzare più tipi di dati dei sensori in un unico progetto di codifica. Inoltre, poiché il sensore contiene due modelli di rilevamento degli oggetti pre-addestrati, gli studenti possono sperimentare il funzionamento di diversi modelli di intelligenza artificiale in applicazioni del mondo reale. L'unità del laboratorio STEM della missione EXP Clean Water fornisce agli studenti una risorsa pratica e avanzata in cui possono utilizzare i dati del sensore, creando algoritmi complessi per automatizzare un impianto portatile di trattamento delle acque.
Per maggiori informazioni sul sensore di visione AI, leggere Introduzione al sensore di visione AI con VEX EXP.
Per maggiori informazioni sull'acquisto di un sensore di visione VEX AI, visita questa pagina
Cella di lavoro VEX CTE
Il VEX CTE Workcell è un'altra opzione di livello superiore per gli studenti che desiderano confrontarsi con argomenti di intelligenza artificiale. Il VEX CTE Workcell è un sistema composto da braccio robotico, trasportatori, sensori e componenti pneumatici, progettato per supportare gli studenti nell'apprendimento dell'automazione industriale. Sono disponibili due corsi per studenti che insegnano importanti competenze informatiche e di automazione legate all'intelligenza artificiale.
Il corso Introduzione al braccio a 6 assi fornisce agli studenti una solida base di competenze informatiche di base, come sequenziamento, cicli, condizionali e variabili.
Il corso Workcell Automation si basa su questo per includere sfide aperte progressivamente più complesse nell'automazione del sistema. In queste sfide, gli studenti devono utilizzare i dati dei sensori per creare algoritmi, ottimizzare il loro codice e risolvere con successo i progetti.
Per maggiori informazioni sulla VEX CTE Workcell, vedere questa pagina.
Per maggiori informazioni sui corsi di laboratorio STEM CTE VEX, vedere questa pagina
VEX AIR
Il drone VEX AIR offre agli studenti avanzati un ulteriore modo pratico per interagire con l'apprendimento dell'intelligenza artificiale. VEX AIR combinerà l'entusiasmo dei droni scolastici con la tecnologia dell'intelligenza artificiale. Gli studenti possono utilizzare la combinazione del sistema a doppia telecamera di AIR e la sua capacità di rilevare oggetti pre-addestrati insieme a più sensori per programmare il drone in modo che navighi in aria con precisione.
Per maggiori informazioni su VEX AIR, visita questa pagina.
L'intelligenza artificiale nelle competizioni VEX
Concorso VEX AI
La VEX AI Competition offre agli studenti delle scuole superiori e dell'università la possibilità di competere in una gara di robotica completamente autonoma utilizzando la potente combinazione del sensore GPS e del sistema di visione VEX AI. Gli studenti programmano due robot che lavoreranno insieme come una squadra per completare la sfida di quest'anno.
Per maggiori informazioni, la pagina della competizioneAI.
Competizione di robotica VEX V5 (V5RC)
Gli studenti possono sfruttare la capacità del sensore di visione AI di rilevare classificazioni di oggetti pre-addestrati per creare algoritmi in combinazione con una varietà di altri sensori V5 quando elaborano una strategia per giocare V5RC High Stakes. In questo modo, possono esplorare il modo in cui i computer mantengono rappresentazioni basate sui dati e le utilizzano per il ragionamento.
Per maggiori informazioni sulla competizione di robotica VEX V5, visita la pagina della competizione di robotica VEX V5.
Sensore GPS VEX V5
Utilizzare il sensore GPS in V5RC Competition o Virtual Skills per navigare sul campo in base alla direzione e ai dati di posizionamento x, y forniti dal sensore.
Per ulteriori informazioni sul sensore GPS, leggere Utilizzo del sensore GPS con VEX V5.
Per maggiori informazioni sull'acquisto del sensore GPS V5, visita questa pagina.
Intelligenza artificiale in VEXcode VR
Parco giochi ad alto rischio V5RC
Chi è in possesso di una licenza premium VEXcode VR o di team V5RC registrati può giocare a High Stakes con un robot virtuale, sfruttando le capacità di classificazione degli oggetti del sensore di visione AI.
Per maggiori informazioni su come ottenere una licenza VEXcode VR Premium, visita questa pagina.
Per maggiori informazioni su High Stakes Playground in VEXcode VR, leggi Inizia con V5RC High Stakes Playground in VEXcode VR.
Parco giochi di soccorso Rover
Gli utenti VEXcode VR Premium possono interagire con la rappresentazione e il ragionamento dell'IA nel Rover Rescue Playground. In Rover Rescue, gli studenti programmano un rover che utilizza l'intelligenza artificiale per navigare in un mondo alieno, raccogliendo minerali ed evitando ostacoli e nemici. La tecnologia di intelligenza artificiale integrata nel Rover consente di rilevare oggetti e di comunicare dati su di essi, tra cui la distanza dell'oggetto e il suo angolo relativo. Il Rover è in grado di identificare elementi di gioco pre-addestrati, come ostacoli, nemici e minerali.
Per maggiori informazioni sul parco giochi Rover Rescue in VEXcode VR, leggi Introduzione a Rover Rescue.
Per maggiori informazioni sull'intelligenza artificiale in Rover Rescue, leggere Utilizzo dell'intelligenza artificiale in Rover Rescue.
Per maggiori informazioni su come ottenere una licenza VEXcode VR Premium, visita questa pagina.
Insegnare l'intelligenza artificiale con sicurezza
VEX fornisce risorse complete e materiali di supporto per l'insegnamento dell'intelligenza artificiale, così puoi insegnare con sicurezza.
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VEX STEM Labs offrono istruzioni dettagliate per l'implementazione, come un manuale per insegnanti online.
- Nei laboratori VEX 123 e GO STEM, la panoramica dell'unità fornisce informazioni di base dettagliate, così ti sentirai ben preparato a insegnare l'unità. Ad esempio, le informazioni di base dell'unità VEX GO Data Detectives approfondiscono cosa sono i sensori e come l'Eye Sensor stesso raccoglie e segnala i dati.
- Nei laboratori IQ ed EXP STEM, una guida per la facilitazione fornisce informazioni di base, istruzioni per l'implementazione e suggerimenti che eliminano le congetture nell'insegnamento dell'intelligenza artificiale.
- La libreria VEX e l'API VEX sono risorse a cui chiunque può accedere per saperne di più sull'insegnamento dell'intelligenza artificiale con VEX. Ad esempio, utilizzare la libreria VEX per scoprire cos'è un sensore e a cosa serve. Quindi fare riferimento all'API VEX per comprendere i blocchi di codice o i comandi associati a quel sensore.
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VEX PD+ offre uno sviluppo professionale continuo e personalizzato per gli utenti VEX.
- Ottieni la certificazione frequentando un corso introduttivo VEX in PD+ e accedi immediatamente alla community VEX PD+, dove insegnanti con idee simili possono condividere domande e idee sull'insegnamento dell'intelligenza artificiale con VEX.
- Iscriviti come membro PD+ All-Access e
- Approfitta delle sessioni individuali, in cui potrai discutere dell'insegnamento dell'intelligenza artificiale con un esperto VEX.
- Visita la Videoteca per visualizzare una serie di video che ti aiuteranno a scoprire di più sul sensore di visione AI.
- Unisciti a noi di persona alla conferenza VEX Robotics Educators e partecipa a workshop pratici e sessioni informative guidate da opinion leader nel campo dell'istruzione sull'intelligenza artificiale.
Per maggiori informazioni su come diventare un membro VEX PD+ All-Access, visita questa pagina.