Het gesprek over kunstmatige intelligentie (AI) speelt een steeds grotere rol in het leven van docenten. Het is onvermijdelijk dat AI een centrale rol gaat spelen in het leven van studenten. Hoewel we nog maar net beginnen te begrijpen hoe dit eruit zal zien, weten we dat we onze studenten nu al moeten voorbereiden op hun toekomst. Deze pagina is een springplank voor het doceren van AI met VEX en biedt een overzicht van de informatie en bronnen die beschikbaar zijn om u te ondersteunen bij het integreren van AI in uw lespraktijk.
Het belang van AI
AI definiëren
Kunstmatige intelligentie, of AI, is een tak van de computerwetenschap die zich bezighoudt met technieken waarmee computers dingen kunnen doen die, wanneer mensen ze doen, worden beschouwd als bewijs van intelligentie1.
AI is een cruciale en voortdurende ontwikkeling in de evolutie van de computerwetenschap die een grote impact zal blijven hebben op alle geledingen van de samenleving. Het bouwt voort op kernconcepten uit de computerwetenschappen, zoals algoritmen en datastructuren, waardoor computers zelfstandig kunnen leren, redeneren en beslissingen kunnen nemen.
Iedereen zou over AI moeten leren
Tegenwoordig wordt computerwetenschappen algemeen erkend als een essentiële vaardigheid voor alle studenten. Omdat AI een integraal onderdeel is van computerwetenschappen, verdienen studenten een fundamenteel begrip van de concepten die ten grondslag liggen aan AI. AI-concepten kunnen op een continuüm worden onderwezen, beginnend in de kleuterklas en doorlopend gedurende de gehele leerweg van leerlingen. Hiermee wordt gegarandeerd dat studenten:
- Gelijke toegang tot toekomstige carrières: Door AI te onderwijzen, krijgen alle studenten de kans om carrièrepaden te verkennen in vakgebieden zoals computerwetenschappen, robotica, data-analyse en software-engineering. Door iedereen kansen te bieden, dragen we bij aan een divers en innovatief personeelsbestand dat klaar is voor de toekomst.
- Begrijp de impact van AI op de maatschappij: Door te leren over AI krijgen studenten de kennis om het potentieel ervan te begrijpen. Als studenten de voordelen en beperkingen begrijpen, kunnen ze weloverwogen beslissingen nemen en bijdragen aan het verantwoord gebruik van deze technologie.
- Essentiële vaardigheden en disposities opbouwen: Net zoals bij het leren van computerwetenschappen, bevordert het onderwijzen van AI met behulp van computerwetenschappen essentiële probleemoplossende vaardigheden en helpt het studenten bij het ontwikkelen van computationele denkvaardigheden, zoals algoritmisch denken en patroonherkenning. Het biedt studenten bovendien een omgeving waarin ze kunnen oefenen met samenwerking en waarin ze meer kunnen leren over hun eigen leerproces. Hierdoor zijn ze voorbereid om complexe uitdagingen met doorzettingsvermogen en creativiteit aan te pakken.
Onze aanpak voor het onderwijzen van AI
Wij brengen computerwetenschappen, AI en robotica samen om een authentieke context te creëren waarin AI veilig, leuk en motiverend kan worden geleerd. Wij leggen de nadruk op praktische robotica en AI Vision Sensors in plaats van op Large Language Models (LLM's), zoals ChatGPT.
De privacy van studenten is onze hoogste prioriteit
Dankzij onze aanpak zijn de gegevens van uw studenten altijd veilig.
-
Het gebruik van robots met AI-zichtsensoren om les te geven over AI biedt
en visueel aantrekkelijke manieren om AI-concepten te verkennen zonder
privacyrisico's die LLM's met meebrengen.
- Er worden nooit persoonlijk identificeerbare gegevens (PII) verzameld.
- Afbeeldingen of videostreams van VEX-sensoren of robots verlaten nooit apparaat van een student.
- Studenten krijgen vooraf getrainde AI-modellen ter beschikking, waardoor ze langer afbeeldingen hoeven te verzamelen en te uploaden naar en dure cloudservers voor verwerking.
Robots maken AI-leren zichtbaar
Fundamentele AI-concepten kunnen tastbaar worden gemaakt met behulp van robots.
- Door AI te doceren met een robot worden uitdagende abstracte concepten omgezet in concrete, praktische leerervaringen. Door robots in te zetten om de computerwetenschappelijke concepten achter AI te benadrukken, krijgen leerlingen direct inzicht in hoe AI in de praktijk werkt. Hiermee wordt AI ontdaan van zijn mystiek en kunnen studenten zichzelf zien als toekomstige vernieuwers en probleemoplossers op het gebied van AI.
- AI Vision-sensoren bieden studenten directe, bruikbare feedback. Studenten kunnen gegevens van een AI Vision Sensor in realtime bekijken en manipuleren, en deze toepassen op codeerprojecten om echte problemen op te lossen met behulp van een robot.
Evolueren samen met AI
Onze aanpak van AI-onderwijs is voortdurend en actief in ontwikkeling.
- AI ontwikkelt zich voortdurend en snel. Om docenten en studenten in deze dynamische omgeving effectief te ondersteunen, moeten we in hetzelfde tempo evolueren. De komende jaren zullen we meer personalisatie, meer samenwerking en meer transparantie in AI-systemen brengen. We zullen hierop inspelen door middelen te blijven ontwikkelen, zodat studenten en docenten optimaal kunnen presteren.
- Wij streven ernaar om op dit moment te voldoen aan de behoeften van docenten door eenvoudig te implementeren AI-lesmateriaal te creëren met inputs per docent. We werkten samen met CS Everyone Center aan de Universiteit van en twee groepen basisschoolleraren om activiteiten te creëren die het begrip van leerlingen over het AI-concept van perceptie vergroten met behulp van VEX 123 en VEX GO, voor leerlingen van groep 1 t/m 4. De activiteiten worden hieronder beschreven in de secties 123 en GO.
AI in het VEX-continuüm
Het VEX-continuüm combineert praktische ervaringen uit de echte wereld met ontwikkelingsgerichte praktijken om ervoor te zorgen dat leerlingen van alle leeftijden betrokken zijn en succesvol zijn tijdens hun AI-leertraject. Ervaringsgericht leren zorgt voor een geleidelijk begrip van computerwetenschappen en AI-concepten. Na verloop van tijd ontwikkelen leerlingen een fundamenteel begrip van wat AI is, hoe het werkt en hoe het kan worden gebruikt.
VEX 123
Leerlingen van de kleuterschool tot en met groep 2 kunnen kennismaken met AI-concepten met VEX 123. Met het programmeren van een 123-robot krijgen leerlingen inzicht in de verschillen tussen de manier waarop mensen en computers hun omgeving waarnemen. Dankzij de ingebouwde oogsensor van de 123 Robot kunnen leerlingen eenvoudig sensorgegevens gaan verkennen en tegelijkertijd fundamentele computerwetenschappelijke concepten leren, zoals sequenties, patroonherkenning en basisalgoritmen.
123 STEM Lab Units, zoals Little Red Robot, bieden een boeiende en leuke achtergrond om deze concepten te leren. In deze STEM-labeenheid programmeren leerlingen hun robots om naar het huis van oma te rijden, de wolf te ontwijken en een algoritme te creëren dat wolven detecteert met behulp van de oogsensor.
Bovendien zijn de AI-geletterdheidsactiviteiten voor VEX 123 ontworpen om studenten te leren over het fundamentele AI-concept van perceptie. Het is belangrijk dat jonge leerlingen inzicht krijgen in hoe robots en computers de wereld waarnemen - via sensoren.
De AI-geletterdheidsactiviteiten, die als afzonderlijke lessen of in een serie kunnen worden gebruikt, geven leerlingen de kans om echte problemen op te lossen met sensorische perceptie, met behulp van VEXcode 123 en de oogsensor. Met deze activiteiten vergroot u op een leuke en toegankelijke manier uw begrip van de werking van sensoren.
Voor meer informatie over VEX 123, bezoek deze pagina.
Voor meer informatie over VEX 123 STEM Lab Units, bezoek deze pagina.
VEX GO
Leerlingen uit groep 3 tot en met 5 kunnen met VEX GO voortbouwen op hun inleidende AI-ervaringen en hun kennis uitbreiden met een dieper inzicht in sensorgegevens. Studenten krijgen inzicht in wat data is, hoe data wordt verzameld en hoe data gebruikt kan worden om beslissingen te nemen.
In de Data Detectives: Bridge Challenge STEM Lablossen leerlingen een realistisch probleem op met behulp van oogsensorgegevens. Ze leren hoe ze de gegevens kunnen gebruiken om een scheur in een brug te identificeren.
Ervaringen als deze helpen studenten inzicht te krijgen in hoe data en AI kunnen worden gebruikt om hun gemeenschappen te helpen. Bovendien blijven VEX GO-studenten hun computerwetenschappelijke vaardigheden ontwikkelen doordat ze steeds complexere problemen oplossen met behulp van sequentiebepaling, besluitvorming en algoritmen.
Er zijn ook AI-geletterdheidsactiviteiten beschikbaar voor VEX GO. Deze kunnen worden gebruikt om leerlingen kennis te laten maken met sensorische perceptie of als aanvulling op VEX GO STEM Labs. Zo kunnen leerlingen dieper ingaan op de manier waarop robots en computers hun omgeving waarnemen.
De VEX GO AI Literacy-activiteiten maken gebruik van de oogsensor in combinatie met VEXcode GO en kunnen worden gebruikt als serie om geleidelijk het begrip van sensorische perceptie bij leerlingen te vergroten, of als op zichzelf staande activiteiten.
Voor meer informatie over VEX GO, deze pagina.
Voor meer informatie over VEX GO STEM Lab Units, deze pagina.
VEX-DOEL
De VEX AIM Coding Robot is een computerwetenschapsonderwijsrobot voor groep 4 en hoger. VEX AIM is uitgerust met een ingebouwde AI Vision Sensor, die de mogelijkheid biedt om AI-concepten te verkennen met een fysieke robot. Zo worden abstracte AI-concepten tastbaar voor studenten.
Dankzij de AI Vision Sensor kan de robot zijn omgeving zien en ermee interacteren. Het kan vooraf getrainde objecten, zoals ballen en vaten, en ook apriltags detecteren en er gegevens over weergeven. De robot kan zowel met blokken als met Python worden geprogrammeerd. Met VEX AIM kun je eenvoudig aan de slag en het biedt een hoog plafond, waardoor je tegemoet kunt komen aan het huidige niveau van je kennis over AI en je studenten blijft uitdagen naarmate ze groeien.
De VEX AIM Intro Cursus voor studenten introduceert studenten in het gebruik van de AI Vision Sensor met de robot, terwijl studenten dieper ingaan op de werking van de sensor en de mogelijkheden en beperkingen ervan testen. Ze programmeren de robot om vracht op te halen en af te leveren op specifieke locaties met behulp van AI Vision, terwijl ze toewerken naar een door AI Vision aangestuurde Capstone Challenge.
De VEX AIM Educator Certification Course in PD+ biedt docenten de kennis die ze nodig hebben om te beginnen met lesgeven met VEX AIM in hun klaslokalen. Nadat ze zijn gecertificeerd, kunnen AIM-docenten berichten plaatsen in de VEX AIM-categorie van de PD+ Community om ideeën te delen en vragen te stellen aan anderen die hun studenten helpen AI-concepten te verkennen met VEX AIM.
Voor meer informatie over lesgeven met VEX AIM bezoek deze pagina.
VEX IQ
VEX IQ biedt middelbare scholieren extra AI-leeruitdagingen met behulp van een fysieke robot. Met IQ krijgen leerlingen de kans om open uitdagingen op te lossen door gegevens van meerdere sensoren te verzamelen en te gebruiken. Hiermee krijgen leerlingen inzicht in hoe ze de juiste sensoren kunnen kiezen om een bepaald probleem op te lossen.
IQ-studenten kunnen ook deelnemen aan dataloggingoefeningen met behulp van de SD-kaartopslag op de IQ Brain. Studenten kunnen sensorgegevens verzamelen, deze opslaan in een CSV-bestand en de gegevens vervolgens grafisch weergeven om volledig inzicht te krijgen in de manier waarop IQ-sensoren hun omgeving waarnemen.
Voor meer informatie over VEX IQ, deze pagina.
Voor meer informatie over VEX IQ STEM Lab Units, deze pagina.
Er is ook een zelfstandige AI Vision Sensor beschikbaar voor VEX IQ (2e generatie). Deze sensor kan worden gebruikt zoals hieronder beschreven voor VEX EXP en VEX V5, maar met VEX IQ (2e generatie) builds en gecodeerd in VEXcode IQ of Microsoft Visual Studio Code.
Voor meer informatie over de AI Vision Sensor, lees Aan de slag met de AI Vision Sensor met VEX IQ.
Bezoek deze pagina voor meer informatie over de aanschafeen VEX IQ AI Vision Sensor.
VEX EXP en VEX V5
In het klaslokaal van de middelbare school voegen VEX EXP en VEX V5 een extra dimensie toe aan AI-leren met de AI Vision Sensor.
Dankzij de AI Vision Sensor voor VEX EXP en VEX V5 kan uw robot zijn omgeving op unieke wijze zien en ermee interacteren. Hierbij wordt visuele informatie vastgelegd vanuit een breed gezichtsveld. Het detecteert 2D- en 3D-objecten, herkent specifieke kleuren en kleurcombinaties en identificeert AprilTags en sets van vooraf getrainde objecten voor zowel in de klas als in wedstrijden.
Met de AI Vision Sensor kunnen studenten meerdere soorten sensorgegevens gebruiken in één codeerproject. Omdat de sensor twee vooraf getrainde objectdetectiemodellen bevat, kunnen studenten bovendien ervaren hoe verschillende AI-modellen in de praktijk werken. De EXP Clean Water Mission STEM Lab Unit biedt een praktische, geavanceerde bron voor studenten waarin ze gegevens van de sensor gebruiken om complexe algoritmen te creëren om een draagbare waterzuiveringsinstallatie te automatiseren.
Voor meer informatie over de AI Vision Sensor, lees Aan de slag met de AI Vision Sensor met VEX EXP.
Bezoek deze pagina voor meer informatie over de aanschafeen VEX AI Vision Sensor.
VEX CTE-werkcel
De VEX CTE Werkcel is een andere optie voor leerlingen op middelbareschoolniveau om zich met AI-onderwerpen bezig te houden. De VEX CTE Workcell is een systeem bestaande uit een robotarm, transportbanden, sensoren en pneumatiek dat is ontworpen om studenten te ondersteunen bij het leren over industriële automatisering. Er zijn twee cursussen beschikbaar om studenten belangrijke AI-gerelateerde automatiserings- en computerwetenschapsvaardigheden bij te brengen.
De cursus Inleiding tot de 6-assige arm biedt studenten een stevige basis in basisvaardigheden in de computerwetenschappen, zoals sequenties, lussen, voorwaarden en variabelen.
De cursus Workcell Automation bouwt hierop voort en omvat steeds complexere, open uitdagingen bij het automatiseren van het systeem. Bij deze uitdagingen moeten studenten sensorgegevens gebruiken om algoritmen te creëren, hun code te optimaliseren en projecten succesvol te debuggen.
Voor meer informatie over de VEX CTE-werkcel, deze pagina.
Voor meer informatie over VEX CTE STEM Lab Unit-cursussen, deze pagina.
VEX LUCHT
Met de VEX AIR-drone kunnen gevorderde studenten op een praktische manier kennismaken met AI. VEX AIR combineert de spanning van drones in het klaslokaal met AI-technologie. Studenten kunnen gebruikmaken van de combinatie van het dubbele camerasysteem van AIR en de mogelijkheid om vooraf getrainde objecten te detecteren, in combinatie met meerdere sensoren, om de drone zo te programmeren dat deze nauwkeurig door de lucht navigeert.
Voor meer informatie over VEX AIR, deze pagina.
AI in VEX-competities
VEX AI-competitie
Met de VEX AI-competitie krijgen middelbare scholieren en studenten de kans om deel te nemen aan een volledig autonome roboticawedstrijd met behulp van de krachtige combinatie van de GPS-sensor en het VEX AI Vision System. Studenten programmeren twee robots die als team samenwerken om de uitdaging van dit jaar tot een goed einde te brengen.
Voor meer informatie, de VEX AI-wedstrijdpagina.
VEX V5 Robotica Competitie (V5RC)
Studenten kunnen de mogelijkheid van de AI Vision Sensor gebruiken om vooraf getrainde objectclassificaties te detecteren en algoritmen te creëren in combinatie met diverse andere V5-sensoren bij het ontwikkelen van een strategie voor het spelen van V5RC High Stakes. Zo kunnen ze onderzoeken hoe computers op gegevens gebaseerde representaties bijhouden en deze gebruiken voor redeneringen.
Voor meer informatie over de VEX V5 Robotics Competition, de VEX V5 Robotics Competition-pagina
VEX V5 GPS-sensor
Gebruik de GPS-sensor in V5RC Competition of Virtual Skills om door het veld te navigeren op basis van de koers- en x, y-positiegegevens die de sensor levert.
Voor meer informatie over de GPS-sensor, lees De GPS-sensor gebruiken met VEX V5.
Bezoek deze pagina voor meer informatie over de aanschafde V5 GPS-sensor.
AI in VEXcode VR
V5RC High Stakes Speeltuin
Spelers met een VEXcode VR Premium-licentie of geregistreerde V5RC-teams kunnen High Stakes spelen met een virtuele robot, waarbij ze gebruikmaken van de objectclassificatiemogelijkheden van de AI Vision Sensor.
Bezoek deze pagina voor meer informatie over het verkrijgen van een VEXcode VR Premium-licentie.
Voor meer informatie over de High Stakes Playground in VEXcode VR, lees Aan de slag met de V5RC High Stakes Playground in VEXcode VR.
Rover Rescue Speeltuin
VEXcode VR Premium-gebruikers kunnen in de Rover Rescue Playground kennismaken met AI-representatie en -redenering. In Rover Rescue programmeren leerlingen een rover met behulp van AI om door een buitenaardse wereld te navigeren, terwijl ze mineralen verzamelen en obstakels en vijanden ontwijken. Dankzij de ingebouwde AI-technologie van de Rover kan hij objecten detecteren en er gegevens over rapporteren, zoals de afstand tot een object en de relatieve hoek ervan. De Rover kan vooraf getrainde spelelementen identificeren, zoals obstakels, vijanden en mineralen.
Voor meer informatie over de Rover Rescue-speeltuin in VEXcode VR, lees Aan de slag met Rover Rescue.
Voor meer informatie over AI in Rover Rescue, lees AI gebruiken in Rover Rescue.
Bezoek deze pagina voor meer informatie over het verkrijgen van een VEXcode VR Premium-licentie.
Geef AI met vertrouwen les
VEX biedt uitgebreide bronnen en ondersteunend materiaal voor het lesgeven in AI, zodat u met vertrouwen kunt lesgeven.
-
VEX STEM Labs bieden stapsgewijze instructies voor implementatie, zoals een online handleiding voor docenten.
- In VEX 123 en GO STEM Labs biedt het Unitoverzicht gedetailleerde achtergrondinformatie, zodat u zich goed voorbereid voelt om de unit te doceren. De achtergrondinformatie van de VEX GO Data Detectives Unit gaat bijvoorbeeld dieper in op wat sensoren zijn en hoe de oogsensor zelf gegevens verzamelt en rapporteert.
- In IQ en EXP STEM Labs is een handleiding opgenomen met achtergrondinformatie, implementatie-instructies en tips waarmee u het giswerk bij het lesgeven over AI kunt elimineren.
- De VEX-bibliotheek en de VEX API zijn bronnen waar iedereen toegang toe heeft om meer te leren over het lesgeven in AI met VEX. Gebruik bijvoorbeeld de VEX-bibliotheek om te ontdekken wat een sensor is en waarvoor hij wordt gebruikt. Raadpleeg vervolgens de VEX API om inzicht te krijgen in de codeblokken of opdrachten die aan die sensor zijn gekoppeld.
-
VEX PD+ biedt voortdurende en gepersonaliseerde professionele ontwikkeling voor VEX-gebruikers.
- Behaal uw certificering door de VEX Intro Course in PD+ te volgen en krijg direct toegang tot de VEX PD+ Community, waar gelijkgestemde docenten vragen en ideeën kunnen delen over het lesgeven in AI met VEX.
- Word lid van PD+ All-Access en
- Profiteer van 1-op-1-sessies, waarin u met een VEX-expert kunt praten over het lesgeven in AI.
- Bezoek de videobibliotheek om een reeks video's te bekijken waarin u meer te weten komt over de AI Vision Sensor.
- Kom persoonlijk naar de VEX Robotics Educators Conference en neem deel aan praktische workshops en informatieve sessies die worden geleid door thought leaders op het gebied van AI-onderwijs.
Voor meer informatie over hoe u lid kunt worden van VEX PD+ All-Access, gaat naar deze pagina.