Преподаватели искусственного интеллекта начинают здесь

Разговор об искусственном интеллекте (ИИ) постоянно развивается в жизни педагогов. Неизбежно, что ИИ станет центральной частью жизни студентов. Хотя мы только начинаем понимать, как это будет выглядеть, мы знаем, что нам необходимо начинать готовить наших учеников к их будущему уже сейчас. Эта страница является отправной точкой для обучения ИИ с помощью VEX и содержит обзор информации и ресурсов, которые помогут вам интегрировать ИИ в свою педагогическую практику.


Важность ИИ

Определение ИИ

Искусственный интеллект, или ИИ, — это раздел компьютерной науки, занимающийся методами, позволяющими компьютерам делать то, что при выполнении людьми считается доказательством интеллекта1.

ИИ является ключевым и постоянным направлением развития компьютерной науки, которое продолжит оказывать значительное влияние на все слои общества. Он основан на таких базовых концепциях компьютерной науки, как алгоритмы и структуры данных, что позволяет компьютерам самостоятельно учиться, рассуждать и принимать решения.

Каждый должен узнать об ИИ

В настоящее время информатика широко признана необходимым навыком для всех учащихся. Поскольку ИИ является неотъемлемой частью компьютерной науки, студентов должны иметь фундаментальное понимание концепций, лежащих в основе ИИ. Концепциям искусственного интеллекта можно обучать непрерывно, начиная с детского сада и продолжая на протяжении всего образовательного пути учащихся. Это обеспечит студентам:

  • Иметь равный доступ к будущим карьерным возможностям: Обучение ИИ гарантирует всем учащимся возможность изучить карьерные пути в таких областях, как компьютерные науки, робототехника, анализ данных и разработка программного обеспечения. Предоставляя возможности каждому, мы помогаем создать разнообразную, инновационную рабочую силу, готовую к будущему.
  • Понимание влияния ИИ на общество: Изучение ИИ дает учащимся знания, необходимые для понимания его потенциала. Понимая ее преимущества и ограничения, учащиеся могут принимать обоснованные решения и вносить свой вклад в ответственное использование этой технологии.
  • Формирование основных навыков и предрасположенностей: Так же, как и изучение информатики, обучение ИИ с использованием информатики способствует формированию основных навыков решения проблем и помогает учащимся развивать навыки вычислительного мышления, такие как алгоритмическое мышление и распознавание образов. Это также создает для студентов среду, в которой они могут практиковать сотрудничество и узнавать новое о собственном обучении. Это готовит их к решению сложных задач с упорством и креативностью.

Наш подход к обучению ИИ

Мы объединяем информатику, искусственный интеллект и робототехнику, чтобы создать аутентичный контекст для изучения искусственного интеллекта, который является безопасным, увлекательным и мотивирующим. Мы делаем упор на практическую робототехнику и датчики зрения ИИ, а не на большие языковые модели (LLM), такие как ChatGPT.

Конфиденциальность данных студентов — наш главный приоритет

Наш подход гарантирует, что данные ваших студентов всегда будут в безопасности.

  • Использование роботов с датчиками зрения ИИ для обучения основам ИИ предлагает и визуально привлекательные способы изучения концепций без потенциальных рисков для конфиденциальности, которые присутствуют в программах магистратуры права.
    • Никакие персональные данные (PII) никогда не собираются.
    • Изображения или видеопотоки с датчиков VEX или роботов никогда не устройство учащегося.
    • Студентам предоставляются предварительно обученные модели искусственного интеллекта, устраняет необходимость сбора и загрузки изображений на и дорогие облачные серверы для обработки.

Роботы делают обучение ИИ видимым

Фундаментальные концепции ИИ можно воплотить в реальность с помощью роботов.

  • Обучение ИИ с помощью робота превращает сложные абстрактные концепции в конкретные практические задания. Использование роботов для акцентирования внимания на концепциях компьютерной науки, лежащих в основе искусственного интеллекта, дает учащимся непосредственный опыт того, как на самом деле работает искусственный интеллект. Это развеивает мифы об искусственном интеллекте и помогает студентам увидеть себя в качестве будущих новаторов и специалистов по решению проблем в области искусственного интеллекта.
  • Датчики зрения на базе искусственного интеллекта предоставляют учащимся немедленную и полезную обратную связь. Учащиеся могут видеть и обрабатывать данные с датчика искусственного интеллекта в режиме реального времени, а также применять их в проектах по кодированию для решения реальных проблем с помощью робота.

Развиваясь вместе с ИИ

Наш подход к образованию в области ИИ постоянно и активно развивается.

  • ИИ постоянно и быстро развивается, и чтобы эффективно поддерживать преподавателей и учащихся в этой динамичной среде, мы должны развиваться в том же темпе. В ближайшие годы системы искусственного интеллекта станут более персонализированными, более эффективными в плане сотрудничества и большей прозрачности, и мы продолжим соответствующим образом разрабатывать ресурсы, чтобы обеспечить процветание студентов и преподавателей.
  • Мы стремимся удовлетворять текущие потребности учителей, создавая простые в использовании учебные материалы на основе при участии учителя. Мы сотрудничали Центром CS Everyone Center при Университете , а также с двумя группами учителей начальной школы, чтобы создать мероприятия, направленные на развитие у учащихся понимания концепции восприятия искусственного интеллекта с использованием VEX 123 и VEX GO для учащихся 1-4 классов. Мероприятия описаны в разделах 123 и GO ниже.

ИИ в континууме VEX

VEX Continuum сочетает практический опыт из реальной жизни с подходящими для развития методами, чтобы гарантировать, что учащиеся всех возрастов смогут быть вовлеченными и успешными на протяжении всего процесса обучения в сфере искусственного интеллекта. Опытное обучение способствует постепенному пониманию концепций компьютерной науки и искусственного интеллекта. Со временем у студентов формируется базовое понимание того, что такое ИИ, как он работает и как его можно использовать.

ВЕКС 123

Два робота VEX 123 на поле 123

Обучение основам искусственного интеллекта начинается рано.

Учащиеся от детского сада до второго класса могут познакомиться с концепциями искусственного интеллекта с помощью VEX 123. Программирование робота 123 помогает учащимся начать понимать различия в том, как люди и компьютеры воспринимают окружающую среду. Встроенный датчик глаза робота 123 позволяет учащимся легко приступить к изучению данных датчиков, одновременно изучая такие основополагающие концепции компьютерной науки, как секвенирование, распознавание образов и базовые алгоритмы.

Проект по программированию, использующий алгоритм обнаружения волков с помощью робота 123 на поле, где находятся волк и дом бабушки.

123 лабораторных модуля STEM, например, Маленький красный робот», создают увлекательный и интересный фон для изучения этих концепций. В этом STEM-лабораторном модуле учащиеся программируют своих роботов, чтобы они добирались до дома бабушки, избегали волков и создавали алгоритм обнаружения волков с помощью датчика глаза.

Три плитки 123 Activities: Что такое ИИ?, Поиск цветовых значений и Картографирование таинственной планеты.

Кроме того, материалы курса VEX 123 по основам искусственного интеллекта заданий по повышению грамотности в этой области) разработаны для обучения студентов фундаментальной концепции восприятия в контексте искусственного интеллекта. Для юных студентов важно сформировать понимание того, как роботы и компьютеры воспринимают мир с помощью датчиков.

Для получения дополнительной информации о VEX 123, посетите эту страницу.

Для получения дополнительной информации о занятиях по курсу VEX 123 и лабораторных занятиях по STEM-дисциплинам страницу.

VEX GO

VEX GO Code Base 2.0 с датчиком движения глаз, направленным вперед.

STEM-образование и искусственный интеллект начинаются с раннего возраста.

Учащиеся третьего и пятого классов могут продолжить свой вводный опыт работы с ИИ с помощью VEX GO, расширяя свои знания за счет более глубокого понимания данных датчиков. Студенты получают представление о том, что такое данные, как они собираются и как их можно использовать для принятия решений.

Робот VEX GO использует датчик движения глаз для обнаружения плитки моста, при этом VEXcode GO показывает значение цветового тона, равное 31 градусу.

В лабораторной работе STEMпо проекту Data Detectives: Bridge Challenge» учащиеся решают реальную задачу, используя данные с глазного датчика, и учатся использовать эти данные для обнаружения трещины в мосту.

Подобные мероприятия помогают учащимся лучше понять, как данные и искусственный интеллект могут быть использованы для помощи их сообществам. Учащиеся VEX GO продолжают развивать свои навыки в области компьютерных наук, решая более сложные задачи с использованием последовательности, принятия решений и алгоритмов.

Три плитки GO Activities: «Что такое ИИ?», «Поиск цветовых значений» и «Картографирование загадочных планет».

Также для VEX GO доступны заданий по развитию грамотности в области ИИ (AI Literacy Activities , которые можно использовать для ознакомления учащихся с восприятием сенсоров или в качестве дополнения к STEM-лабораториям VEX GO, помогая учащимся глубже изучить, как роботы и компьютеры воспринимают окружающую среду.

Для получения дополнительной информации о VEX GO посетите эту страницу

Для получения дополнительной информации о мероприятиях VEX GO и лабораторных модулях STEM страницу.

VEX AIM

Два робота AIM перемещают бочки на поле AIM.

Программирование в реальном мире

Робот для программирования VEX AIM — это робот, предназначенный для учащихся 4-го класса и старше, изучающих информатику. VEX AIM оснащен встроенной системой машинного зрения на основе искусственного интеллекта, что предоставляет возможности для изучения концепций ИИ с помощью физического робота, помогая сделать абстрактные понятия наглядными для учащихся. 

Панель мониторинга AI Vision, отображающая обнаруженные объекты и их данные: слева — AprilTag с ID 4, в центре — Orange Barrel, справа — Blue Barrel.

VEX AIM использует технологию AI Vision, чтобы наделить роботов способностью видеть окружающую среду и взаимодействовать с ней. Датчик может распознавать предварительно обученные объекты, такие как спортивные мячи и бочки, идентифицировать идентификаторы AprilTag, а затем передавать эти данные непосредственно учащимся с помощью кода. Роботов можно программировать как с помощью блоков, так и с помощью Python, что делает VEX AIM доступным для начинающих, одновременно предоставляя возможности для более глубокого изучения. Такой баланс между простотой освоения и возможностью дальнейшего развития позволяет VEX AIM взаимодействовать со студентами на том уровне, на котором они находятся в своем понимании искусственного интеллекта, и постоянно бросать им вызов по мере развития их навыков.

Для получения дополнительной информации о VEX AIM, посетите эту страницу.

Для получения дополнительной информации об обучении с помощью VEX AIM посетите страницу.

На экране отображается робот VEX AIM, пинающий спортивный мяч, при этом на экране появляется подмигивающее лицо с высунутым языком.

Новые поступления ожидаются летом 2026 года:

  • Дополнение для игры в футбол с искусственным интеллектом, включающее футбольное поле и объекты. 
  • Учебная программа и мероприятия по футболу с использованием искусственного интеллекта

VEX IQ

BaseBot использует датчики расстояния и оптические датчики для обнаружения и выталкивания IQ Cube за край поля.

Прикладное обучение с использованием ИИ

VEX IQ (2-го поколения) предоставляет учащимся средних классов дополнительные задачи по изучению искусственного интеллекта с использованием физического робота. IQ дает учащимся возможность решать открытые задачи, собирая и используя данные с нескольких датчиков. Это помогает учащимся развить понимание того, как выбирать правильные датчики для решения конкретной задачи.

Студенты также могут выполнять упражнения по сбору данных с помощью SD-карты, хранящейся в памяти устройства IQ (второго поколения). Студенты могут собирать данные с датчиков, сохранять их в CSV-файл, а затем строить графики на основе этих данных, чтобы полностью понять, как датчики воспринимают окружающую среду.

Более подробную информацию о VEX IQ, см. на этой странице.

Более подробную информацию о лабораторных модулях VEX IQ STEM найти настранице.

Датчик VEX IQ AI Vision Sensor используется для обнаружения и распознавания объектов на основе искусственного интеллекта.

Также доступен автономный датчик VEX IQ AI Vision Sensor для использования с процессорами VEX IQ (второго поколения). Этот датчик можно использовать, как описано ниже, для VEX EXP и VEX V5, но со сборками VEX IQ и кодом, написанным на VEXcode IQ или Microsoft Visual Studio Code.

Для получения дополнительной информации о датчике изображения IQ AI Vision Sensor, ознакомьтесь Начало работы с датчиком изображения AI Vision Sensor с VEX IQ .

Для получения дополнительной информации о приобретении датчика зрения VEX IQ AI страницу.

Коготь робота с датчиком машинного зрения на основе искусственного интеллекта, установленным над клешней.

Новые поступления ожидаются летом 2026 года:

  • Дополнение IQ AI с датчиком зрения IQ AI и отображением объектов.
  • Учебная программа и мероприятия по искусственному интеллекту IQ AI Vision

VEX EXP и V5

Утилита AI Vision Utility отображает в реальном времени данные с датчиков для меток AprilTags и элементов классной игры с включенными настройками классификации.

Реальный ИИ для учебных классов

VEX EXP и V5 открывают новые возможности для обучения ИИ благодаря датчику AI Vision Sensor. Датчик позволяет вашему роботу уникальным образом видеть окружающую среду и взаимодействовать с ней, получая визуальную информацию из широкого поля зрения. Она распознает 2D и 3D объекты, определяет определенные цвета и цветовые сочетания, а также идентифицирует идентификаторы AprilTag и наборы предварительно обученных объектов как для использования в классе, так и для соревнований.

EXP Clawbot с датчиком зрения на основе искусственного интеллекта перемещается по комнатам, отмеченным метками AprilTag, чтобы собирать и доставлять бакиболы и кольца на плитках EXP.

Датчик зрения на базе искусственного интеллекта дает учащимся возможность использовать несколько типов данных датчиков в одном проекте кодирования. Кроме того, поскольку датчик содержит две предварительно обученные модели обнаружения объектов, учащиеся могут увидеть, как работают различные модели ИИ в реальных приложениях. Лабораторная работа STEM Lab Unit по программе EXP Clean Water Mission представляет собой практический, продвинутый ресурс для учащихся, в котором они используют данные с датчика, создавая сложные алгоритмы для автоматизации портативной установки очистки воды.

Для получения дополнительной информации о датчике AI Vision Sensor, ознакомьтесь с Начало работы с датчиком AI Vision Sensor».

Для получения дополнительной информации о приобретении датчика зрения VEX AI страницу.

VEX EXP Clawbot с датчиком машинного зрения на основе искусственного интеллекта, установленным на верхней части манипулятора.

Новые поступления ожидаются летом 2026 года:

  • Дополнение для ИИ с датчиком визуального восприятия и объектами на основе ИИ. 
  • Учебная программа и мероприятия по искусственному интеллекту в области компьютерного зрения

VEX CTE Workcell

В рабочей ячейке VEX CTE сортировка синих кубиков, а также красных и зеленых дисков с помощью роботизированной руки, поднимающей зеленый диск.

Подготовка к карьере и трудоустройству с помощью ИИ

VEX CTE Workcell — это еще один вариант для старшеклассников, позволяющий познакомиться с темами, связанными с искусственным интеллектом. Система VEX CTE Workcell, состоящая из роботизированной руки, конвейеров, датчиков и пневматической системы, предназначена для обучения студентов основам промышленной автоматизации. 

Более подробную информацию о VEX CTE Workcell найти на этой странице.

Более подробную информацию о курсах лабораторных работ VEX CTE STEM найти настранице.

Два датчика VEX AI Vision, расположенные рядом друг с другом.

Новые поступления ожидаются летом 2026 года:

  • Дополнение для ИИ с двумя датчиками и объектами для обработки изображений с использованием ИИ.
  • Учебная программа и мероприятия по искусственному интеллекту в области компьютерного зрения

VEXcode VR

На видео с игрового поля VEXcode VR Rover Rescue Playground показано, как марсоход обнаруживает два минерала и одного врага, используя данные датчиков расстояния, угла и мини-карты.

Программирование виртуальных роботов

VEXcode VR делает обучение искусственному интеллекту более доступным, устраняя аппаратные барьеры и акцентируя внимание на том, как работают интеллектуальные системы. Студенты сосредотачиваются на мышлении, подобном мышлению разработчиков систем искусственного интеллекта, — изучая, как собираются, интерпретируются и используются данные для принятия решений, — а не на управлении физическими роботами.

Система AI Vision Sensor распознает кольца и подвижные цели на площадке High Stakes VR Playground, отображая данные об объектах.

Обладатели премиум-лицензии VEXcode VR или зарегистрированные команды-участницы соревнований могут запрограммировать виртуального робота для участия в матчах по автономному программированию. Для проведения соревнований по робототехнике VEX V5 и VEX IQ доступны площадки! Каждый из этих виртуальных роботов оснащен технологией AI Vision, что позволяет студентам использовать классификацию объектов и другие данные AI Vision в своих проектах по программированию.

Для получения дополнительной информации о программе Virtual Skills, см эту страницу.

Мини-карта VR-маршрутизатора, отображающая находящиеся поблизости минералы и объекты в пределах зоны обнаружения.

Пользователи VEXcode VR Premium могут взаимодействовать с искусственным интеллектом и его рассуждениями на игровой площадке Rover Rescue Playground. В проекте Rover Rescue учащиеся пишут программу для марсохода с использованием искусственного интеллекта, чтобы перемещаться по инопланетному миру, собирая минералы и избегая препятствий и врагов. Встроенная в марсоход технология искусственного интеллекта позволяет ему обнаруживать объекты и сообщать о них данные, включая расстояние до объекта и его относительный угол. Ровер может распознавать предварительно обученные игровые элементы, такие как препятствия, враги и минералы.

Дополнительную информацию об ИИ в Rover Rescue см. в разделе Использование ИИ в Rover Rescue. 

Для получения дополнительной информации о получении лицензии VEXcode VR Premium Licenseпосетите эту страницу. 


Конкурентные программы в области STEM с использованием ИИ.

Соревнования робототехники VEX AI

Система AI Vision, использующая данные о поле зрения датчика и прямую трансляцию в реальном времени для идентификации объектов на местности.

Соревнования по робототехнике VEX AI предоставляют старшеклассникам и студентам возможность посоревноваться в полностью автономном робототехническом проекте, используя мощное сочетание GPS-датчика и системы машинного зрения VEX AI. Учащиеся пишут коды двух роботов, чтобы работать вместе в команде и выполнить задание этого года.

Для получения дополнительной информации страницу соревнований по робототехнике AI.

Соревнования робототехники VEX V5

Утилита AI Vision Utility демонстрирует предварительно обученные объекты игры High Stakes с классификацией, координатами, размером и показателями достоверности.

Студенты могут использовать данные AI Vision в своей стратегии для участия в соревнованиях по робототехнике VEX V5. Благодаря сочетанию данных с датчиков, команды могут интегрировать информацию о предварительно обученных объектах классификации в свои автономные алгоритмы программирования.

Для получения дополнительнойо соревновании по робототехнике VEX V5 страницу соревнования по робототехнике VEX V5.

Соревнования робототехники VEX IQ

Датчик изображения IQ AI Vision Sensor, установленный на роботе-пилоте VEX IQ Herobot Huey, подсвечен для определения местоположения датчика в верхней части лифта.

Учащиеся, принимающие участие в соревнованиях по робототехнике VEX IQ, также могут начать изучать возможности искусственного интеллекта в условиях соревнований с помощью датчика VEX IQ AI Vision Sensor.

Для получения дополнительной информации о соревнованиях по робототехнике VEX IQ страницу соревнований IQ Robotics Competition.


Обучайте ИИ с уверенностью

VEX предоставляет комплексные ресурсы и вспомогательные материалы для обучения ИИ, чтобы вы могли преподавать с уверенностью.

  • VEX STEM Labs предлагают пошаговые инструкции по внедрению, как онлайн-руководство для учителя.
    • В лабораторных работах VEX 123 и GO STEM обзор модуля содержит подробную справочную информацию, чтобы вы были хорошо подготовлены к преподаванию модуля. Например, в справочной информации подразделения VEX GO Data Detectives подробно рассматривается, что такое датчики и как сам датчик Eye Sensor собирает и передает данные.
    • В STEM-лабораториях IQ и EXP руководство по организации занятий содержит справочную информацию, инструкции по внедрению и советы, которые помогут исключить догадки при обучении ИИ.
  • Библиотека VEX и справочник по API VEX — это ресурсы, к которым может получить доступ любой желающий, чтобы узнать больше об обучении ИИ с помощью VEX. Например, используйте библиотеку VEX, чтобы узнать, что такое датчик и для чего он используется. Затем обратитесь к API VEX, чтобы понять блоки кода или команды, связанные с этим датчиком.
  • VEX PD+ обеспечивает постоянное и персонализированное профессиональное развитие для пользователей VEX.
    • Получите сертификат, пройдя вводный курс VEX в PD+, и получите немедленный доступ к сообществу VEX PD+, где преподаватели-единомышленники могут обмениваться вопросами и идеями по поводу обучения ИИ с помощью VEX.
    • Присоединяйтесь к программе PD+ All-Access и:
      • Воспользуйтесь преимуществами индивидуальных сессий, на которых вы сможете обсудить обучение ИИ с экспертом VEX.
      • Посетите Видеотеку, чтобы просмотреть серию видеороликов и узнать больше о датчике зрения на базе искусственного интеллекта.
      • Присоединяйтесь к нам лично на конференции преподавателей робототехники и примите участие в практических семинарах и информационных сессиях, которые проведут ведущие специалисты в области образования в области искусственного интеллекта.

Для получения дополнительной информации о том, как стать участником VEX PD+ All-Access, эту страницу.


For more information, help, and tips, check out the many resources at VEX Professional Development Plus

Last Updated: