A discussão sobre a Inteligência Artificial (IA) está em constante evolução na vida dos educadores. É inevitável que a IA se torne uma parte central da vida dos estudantes. Embora estejamos apenas a começar a compreender como será, sabemos que devemos começar a preparar os nossos alunos para o futuro agora. Esta página serve como ponto de partida para o ensino da IA com VEX e oferece uma visão geral das informações e recursos disponíveis para o apoiar na integração da IA na sua prática de ensino.
A importância da IA
Definindo IA
A Inteligência Artificial, ou IA, é um ramo da ciência da computação que se ocupa de técnicas que permitem aos computadores fazer coisas que, quando as pessoas as fazem, são consideradas evidência de inteligência1.
A inteligência artificial é um desenvolvimento crucial e contínuo na evolução da ciência da computação, que continuará a afetar profundamente todos os setores da sociedade. Baseia-se em conceitos fundamentais da ciência da computação, como algoritmos e estruturas de dados, permitindo que os computadores aprendam, raciocinem e tomem decisões por conta própria.
Todos deveriam aprender sobre IA.
A ciência da computação é hoje amplamente reconhecida como uma competência essencial para todos os estudantes. Uma vez que a IA é parte integrante da ciência da computação, alunos merecem ter uma compreensão fundamental dos conceitos que a sustentam. Os conceitos de IA podem ser ensinados de forma contínua, começando no jardim de infância e estendendo-se por todo o percurso educativo dos alunos. Isto garantirá que os alunos:
- Acesso equitativo a futuras carreiras:O ensino da IA garante que todos os alunos têm a oportunidade de explorar percursos de carreira em áreas como a ciência da computação, robótica, análise de dados e engenharia de software. Ao oferecer oportunidades para todos, ajudamos a criar uma força de trabalho diversificada e inovadora, preparada para o futuro.
- Compreender o impacto da IA na sociedade: A aprendizagem da IA proporciona aos alunos o conhecimento necessário para compreender o seu potencial. Ao compreenderem os seus benefícios e limitações, os alunos podem tomar decisões informadas e contribuir para a utilização responsável desta tecnologia.
- Desenvolver competências e atitudes essenciais: Tal como a aprendizagem da ciência da computação, o ensino da IA com recurso à ciência da computação promove competências essenciais de resolução de problemas e ajuda os alunos a desenvolver competências de pensamento computacional, como o pensamento algorítmico e o reconhecimento de padrões. Isto também proporciona aos alunos um ambiente no qual podem praticar a colaboração e aprender sobre a sua própria aprendizagem. Isto prepara-os para enfrentar desafios complexos com persistência e criatividade.
A nossa abordagem para o ensino de IA
Unimos a ciência da computação, a IA e a robótica para proporcionar um contexto autêntico de aprendizagem da IA que é seguro, divertido e motivador. Damos ênfase à robótica prática e aos sensores de visão com inteligência artificial, em vez de grandes modelos de linguagem (LLMs), como o ChatGPT.
A privacidade dos alunos é a nossa maior prioridade.
A nossa abordagem garante que os dados dos seus alunos estão sempre seguros.
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A utilização de robôs com sensores de visão de IA para ensinar sobre IA oferece formas
e visualmente envolventes de explorar conceitos de sem
riscos de privacidade presentes nos LLM.
- Nenhum dado de identificação pessoal (PII) é recolhido.
- As imagens ou transmissões de vídeo dos sensores ou robôs VEX nunca saem dispositivo do aluno.
- Os alunos recebem modelos de IA pré-treinados, a necessidade de recolher e enviar imagens para servidores na nuvem e dispendiosos para processamento.
Os robôs tornam o aprendizado de IA visível
Os conceitos fundamentais de IA podem tornar-se tangíveis usando robôs.
- Ensinar IA com um robô transforma conceitos abstratos complexos em experiências de aprendizagem concretas e práticas. Utilizar robôs para enfatizar os conceitos de ciência da computação por detrás da IA proporciona aos alunos experiência direta de como a IA funciona na prática. Isto desmistifica a IA e ajuda os alunos a verem-se como futuros inovadores e solucionadores de problemas na área da IA.
- Os sensores de visão com IA fornecem feedback imediato e prático aos alunos. Os alunos podem visualizar e manipular dados de um sensor de visão com inteligência artificial em tempo real e aplicá-los a projetos de programação para resolver problemas do mundo real utilizando um robô.
Evoluindo juntamente com a IA
A nossa abordagem ao ensino da IA está em constante e ativa evolução.
- A inteligência artificial está em constante e rápida evolução, e para apoiar eficazmente os professores e os alunos neste ambiente dinâmico, devemos evoluir ao mesmo ritmo. Os próximos anos trarão mais personalização, mais colaboração e mais transparência aos sistemas de IA, e continuaremos a desenvolver recursos de acordo com isso, para garantir que os alunos e os educadores possam prosperar.
- Estamos empenhados em satisfazer as necessidades dos professores neste momento, criando materiais curriculares de IA fáceis de implementar com intervenção do professor. Colaborámos com CS Everyone Center da Universidade da juntamente com duas turmas de professores do ensino básico, para criar atividades destinadas a desenvolver a compreensão dos alunos sobre o conceito de perceção em inteligência artificial, utilizando o VEX 123 e o VEX GO, para alunos do jardim de infância ao 4º ano. As atividades estão descritas nas secções 123 e GO abaixo.
Inteligência Artificial em todo o espectro VEX
O VEX Continuum combina experiências práticas do mundo real com práticas adequadas ao desenvolvimento para garantir que os alunos de todas as idades se possam envolver e ter sucesso na sua jornada de aprendizagem de IA. A aprendizagem experimental constrói uma compreensão incremental dos conceitos de ciência da computação e inteligência artificial. Com o tempo, os alunos desenvolvem uma compreensão fundamental do que é a IA, como funciona e como pode ser utilizada.
VEX 123
Os alunos do jardim de infância até ao segundo ano do ensino básico podem ser apresentados a conceitos de IA com o VEX 123. Programar um robô 123 ajuda os alunos a começar a desenvolver uma compreensão das diferenças na forma como os humanos e os computadores percecionam os seus ambientes. O sensor ocular integrado do robô 123 oferece aos alunos uma forma fácil de começar a explorar dados de sensores, enquanto aprendem conceitos fundamentais de ciência da computação, como sequenciação, reconhecimento de padrões e algoritmos básicos.
As 123 unidades do Laboratório STEM, como Little Red Robot, proporcionam um cenário envolvente e divertido para a aprendizagem destes conceitos. Nesta unidade de laboratório STEM, os alunos programam os seus robôs para conduzirem até à casa da avó, evitarem o lobo e criarem um algoritmo de deteção de lobos utilizando o sensor ocular.
Além disso, as Atividades de Literacia em IA para VEX 123 foram concebidas para ensinar os alunos sobre o conceito fundamental de IA de Perceção. É importante que os jovens estudantes desenvolvam uma compreensão de como os robôs e os computadores percecionam o mundo – através dos sensores.
As atividades de literacia em IA, que podem ser utilizadas como aulas independentes ou em série, oferecem aos alunos a oportunidade de resolver problemas do mundo real com perceção sensorial, utilizando o VEXcode 123 e o sensor ocular. Estas atividades ajudam a compreender como funcionam os sensores de uma forma divertida e acessível.
Para mais informações sobre o VEX 123 visite esta página.
Para mais informações sobre as Unidades de Laboratório STEM VEX 123 visitepágina.
VEX GO
Os alunos do terceiro ao quinto ano podem melhorar as suas experiências introdutórias em IA com o VEX GO, expandindo os seus conhecimentos para incluir uma compreensão mais aprofundada dos dados dos sensores. Os alunos adquirem compreensão sobre o que são dados, como são recolhidos e como podem ser utilizados para tomar decisões.
No laboratório STEM programa Detetives de Dados: Desafio da Ponte, os alunos resolvem um problema do mundo real utilizando dados do sensor ocular, enquanto aprendem a utilizar esses dados para identificar uma fissura numa ponte.
Experiências como esta ajudam os alunos a desenvolver uma compreensão de como os dados e a IA podem ser utilizados para ajudar as suas comunidades. Além disso, os alunos do VEX GO continuam a desenvolver as suas competências em ciência da computação à medida que se envolvem na resolução de problemas mais complexos utilizando sequenciação, tomada de decisões e algoritmos.
As atividades de Literacia em IA também estão disponíveis para o VEX GO e podem ser utilizadas para apresentar a perceção sensorial aos alunos ou como um complemento aos Laboratórios STEM do VEX GO, ajudando os alunos a aprofundar a forma como os robôs e os computadores percecionam os seus ambientes.
As Atividades de Literacia em IA VEX GO utilizam o Sensor Ocular em combinação com o VEXcode GO e podem ser utilizadas em série para desenvolver gradualmente a compreensão dos alunos sobre a perceção sensorial ou como atividades independentes.
Para mais informações sobre o VEX GO, página.
Para mais informações sobre as unidades de laboratório VEX GO STEM, página.
VEX AIM
O robô de programação VEX AIM é um robô de ensino de informática para alunos a partir do 4º ano do ensino básico. O VEX AIM está equipado com um sensor de visão de IA integrado, proporcionando oportunidades para explorar conceitos de IA com um robô físico, o que ajuda a tornar os conceitos abstratos de IA tangíveis para os alunos.
O sensor de visão com inteligência artificial permite ao robô ver e interagir com o ambiente que o rodeia. Consegue detetar e exibir dados sobre objetos pré-treinados, como bolas e barris, bem como etiquetas April. O robô pode ser programado tanto com blocos como com Python. O VEX AIM é fácil de utilizar e oferece um elevado nível de desenvolvimento, permitindo que os alunos se adaptem ao seu nível de compreensão da IA e continuem a ser desafiados à medida que progridem.
O curso de Certificação para Educadores VEX AIM , incluído no PD+ fornece aos educadores os conhecimentos necessários para começar a ensinar com o VEX AIM nas suas salas de aula. Após a certificação, os educadores AIM podem publicar na categoria VEX AIM da Comunidade PD+ para partilhar ideias e colocar questões a outros que estejam a ajudar os seus alunos a explorar conceitos de IA com o VEX AIM.
Para obter informações adicionais sobre o ensino com VEX AIM, página.
VEX IQ
VEX IQ oferece aos alunos do ensino básico desafios adicionais de aprendizagem em IA utilizando um robô físico. O IQ oferece aos alunos a oportunidade de resolver desafios complexos, recolhendo e utilizando dados de múltiplos sensores. Isto ajuda os alunos a desenvolver uma compreensão de como escolher os sensores adequados para resolver um determinado problema.
Os alunos do IQ Brain também podem realizar exercícios de registo de dados utilizando o armazenamento em cartão SD. Os alunos podem recolher dados dos sensores, armazená-los num ficheiro CSV e, em seguida, criar gráficos com esses dados para compreender completamente como os sensores de QI percecionam os seus ambientes.
Para mais informações sobre o VEX IQ, esta página.
Para mais informações sobre as unidades de laboratório VEX IQ STEM, página.
Está também disponível um sensor de visão AI independente para o VEX IQ (2ª geração). Este sensor pode ser utilizado como descrito abaixo para VEX EXP e VEX V5, mas com builds VEX IQ (2ª geração) e codificado em VEXcode IQ ou Microsoft Visual Studio Code.
Para mais informações sobre o sensor de visão com IA, leia Primeiros passos com o sensor de visão com IA doIQ".
Para mais informações sobre a compra de um sensor de visão VEX IQ AI, página.
VEX EXP e VEX V5
Na sala de aula do Ensino Secundário, o VEX EXP e o VEX V5 acrescentam uma nova dimensão à aprendizagem da IA com o sensor de visão da IA
O sensor de visão com IA para VEX EXP e VEX V5 permite que o seu robô veja e interaja com o ambiente que o rodeia de forma única, captando informações visuais de um amplo campo de visão. Deteta objetos 2D e 3D, reconhece cores e combinações de cores específicas e identifica AprilTags e conjuntos de objetos pré-treinados, tanto para utilização em sala de aula como para competições.
O Sensor de Visão com IA oferece aos alunos a oportunidade de utilizar vários tipos de dados de sensores num único projeto de programação. Além disso, uma vez que o sensor contém dois modelos de deteção de objetos pré-treinados, os alunos podem experimentar como funcionam diferentes modelos de IA em aplicações do mundo real. O Laboratório STEM da Missão Água Limpa EXP, Unidade oferece um recurso prático e avançado para os alunos, no qual utilizam os dados dos sensores para criar algoritmos complexos e automatizar uma estação de tratamento de água portátil.
Para mais informações sobre o sensor de visão com IA, leia Primeiros passos com o sensor de visão com IA do VEX EXP.
Para mais informações sobre a compra de um sensor de visão VEX AI, página.
Célula de trabalho VEX CTE
O VEX CTE Workcell é outra opção para os alunos do ensino secundário se envolverem com temas de IA. A célula de trabalho VEX CTE é um sistema composto por um braço robótico, tapetes transportadores, sensores e pneumática, concebido para auxiliar os alunos na aprendizagem sobre a automação industrial. Estão disponíveis dois cursos para estudantes, com o objetivo de ensinar competências importantes em automação e ciência da computação relacionadas com a IA.
O curso Introdução ao Braço de 6 Eixos oferece aos alunos uma base estruturada em competências básicas de ciência da computação, tais como sequenciação, loops, condicionais e variáveis.
O curso de Automação de Células de Trabalho parte deste princípio, incluindo desafios progressivamente mais complexos e de final aberto na automação do sistema. Nestes desafios, os alunos devem utilizar os dados dos sensores para criar algoritmos, otimizar os seus códigos e depurar projetos com sucesso.
Para mais informações sobre a célula de trabalho VEX CTE, página.
Para mais informações sobre os cursos da Unidade Laboratorial STEM do VEX CTE consultepágina.
VEX AIR
O drone VEX AIR oferece uma forma prática adicional para os alunos avançados se envolverem com a aprendizagem da IA. O VEX AIR combinará a excitação dos drones na sala de aula com a tecnologia de IA. Os alunos podem utilizar a combinação do sistema de câmara dupla do AIR e a sua capacidade de detetar objetos pré-treinados, juntamente com vários sensores, para programar o drone para navegar pelo ar com precisão.
Inteligência Artificial em Competições VEX
Competição de IA VEX
A Competição VEX AI oferece aos alunos do ensino secundário e universitário a oportunidade de competir numa competição de robótica totalmente autónoma, utilizando a poderosa combinação do sensor GPS e do sistema de visão VEX AI. Os alunos programam dois robôs para trabalharem juntos como uma equipa para completar o desafio deste ano.
Para mais informações, a página da CompetiçãoAI.
Competição de Robótica VEX V5 (V5RC)
Os alunos podem utilizar a capacidade do sensor de visão de IA para detetar classificações de objetos pré-treinadas para criar algoritmos em combinações com uma variedade de outros sensores V5 ao construir uma estratégia para jogar V5RC High Stakes. Ao fazê-lo, podem explorar como os computadores mantêm representações baseadas em dados e as utilizam para raciocínio.
Para mais informações sobre a CompetiçãoRobótica VEX V5, a página da Competição de Robótica VEX V5.
Sensor GPS VEX V5
Utilize o sensor GPS na competição V5RC ou nas habilidades virtuais para navegar pelo campo com base na direção e nos dados de posicionamento x, y fornecidos pelo sensor.
Para mais informações sobre o sensor GPS, leia Utilizar o sensor GPS com o VEX V5.
Para mais informações sobre a compra do sensor GPS V5, página.
IA em realidade virtual com VEXcode
Parque de diversões V5RC de alto risco
Quem possui uma licença premium do VEXcode VR ou é uma equipa registada no V5RC pode jogar High Stakes com um robô virtual, utilizando as capacidades de classificação de objetos do sensor de visão com IA.
Para mais informações sobre como adquirir uma licença VEXcode VR Premium, visite esta página.
Para mais informações sobre o High Stakes Playground no VEXcode VR, leia Primeiros passos com o V5RC High Stakes Playground no VEXcode VR.
Parque infantil Rover de resgate
Os utilizadores do VEXcode VR Premium podem interagir com a representação e o raciocínio da IA no Rover Rescue Playground. Em Rover Rescue, os alunos programam um veículo explorador utilizando inteligência artificial para navegar num mundo alienígena enquanto recolhem minerais e evitam obstáculos e inimigos. A tecnologia de IA integrada no Rover permite-lhe detetar objetos e reportar dados sobre os mesmos, incluindo a distância do objeto e o seu ângulo relativo. O Rover consegue identificar elementos de jogo pré-treinados, como obstáculos, inimigos e minerais.
Para mais informações sobre o parque infantil Rover Rescue no VEXcode VR, leia Primeiros passos com o Rover Rescue.
Para mais informações sobre a IA no Resgate de Rovers, leia Utilizar a IA no Resgate de Rovers.
Para mais informações sobre como adquirir uma licença VEXcode VR Premium, visite esta página.
Ensine a IA com confiança
A VEX oferece recursos abrangentes e materiais de apoio para o ensino da IA, para que possa ensinar com confiança.
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Os laboratórios VEX STEM oferecem instruções passo a passo para a implementação, como um manual do professor online.
- Nos laboratórios VEX 123 e GO STEM, a Visão Geral da Unidade fornece informações básicas detalhadas para que se sinta bem preparado para lecionar a Unidade. Por exemplo, a secção "Informações básicas da unidade VEX GO Data Detectives" explora em detalhe o que são os sensores e como o próprio Sensor Ocular recolhe e reporta dados.
- Nos laboratórios IQ e EXP STEM, um guia de facilitação apresenta informações básicas, instruções de implementação e dicas que eliminam as dúvidas no ensino da IA.
- A Biblioteca VEX e a API VEX são recursos a que qualquer pessoa pode aceder para saber mais sobre o ensino da IA com VEX. Por exemplo, utilize a biblioteca VEX para descobrir o que é um sensor e para que serve. Em seguida, consulte a API VEX para compreender os blocos de código ou comandos associados a este sensor.
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VEX PD+ oferece um desenvolvimento profissional contínuo e personalizado para os utilizadores VEX.
- Obtenha a certificação fazendo um Curso Introdutório de VEX no PD+ e tenha acesso imediato à Comunidade VEX PD+, onde educadores com interesses semelhantes podem trocar dúvidas e ideias sobre o ensino de IA com VEX.
- Torne-se membro PD+ com acesso total e
- Aproveite as sessões individuais, onde poderá discutir o ensino da IA com um especialista da VEX.
- Visite a Videoteca para ver uma série de vídeos e aprender sobre o Sensor de Visão com IA.
- Participe presencialmente na VEX Robotics Educators Conference e participe em workshops práticos e sessões informativas conduzidas por líderes de pensamento na área da educação em IA.
Para mais informações sobre como se tornar membro VEX PD+ All-Access, esta página.