Розмова про штучний інтелект (ШІ) постійно змінюється в житті освітян. Неминуче, що штучний інтелект стане центральною частиною життя студентів. Хоча ми лише починаємо розуміти, як це виглядатиме, ми знаємо, що повинні почати готувати наших студентів до їхнього майбутнього вже зараз. Ця сторінка є трампліном для викладання ШІ за допомогою VEX та надає огляд інформації та ресурсів, доступних для підтримки вас під час інтеграції ШІ у вашу педагогічну практику.
Важливість штучного інтелекту
Визначення ШІ
Штучний інтелект, або ШІ, — це розділ інформатики, що займається методами, що дозволяють комп’ютерам робити речі, які, коли їх виконують люди, вважаються доказом інтелекту1.
Штучний інтелект — це ключовий та постійний розвиток інформатики, який продовжуватиме суттєво впливати на всі сфери суспільства. Він базується на основних концепціях інформатики, таких як алгоритми та структури даних, що дозволяє комп'ютерам навчатися, міркувати та приймати рішення самостійно.
Кожен повинен знати про ШІ
Інформатика зараз широко визнана важливою навичкою для всіх учнів. Оскільки штучний інтелект є невід'ємною частиною інформатики, заслуговують на фундаментальне розуміння концепцій, що лежать в основі штучного інтелекту. Концепції штучного інтелекту можна викладати безперервно, починаючи з дитячого садка та поширюючись на весь освітній шлях учнів. Це забезпечить студентам:
- Мати рівний доступ до майбутніх кар'єр: Викладання штучного інтелекту гарантує, що всі студенти мають можливість досліджувати кар'єрні шляхи в таких галузях, як інформатика, робототехніка, аналіз даних та розробка програмного забезпечення. Надаючи можливості кожному, ми допомагаємо створити різноманітну, інноваційну робочу силу, готову до майбутнього.
- Зрозумійте вплив штучного інтелекту на суспільство: Вивчення штучного інтелекту надає учням знання для розуміння його потенціалу. Розуміючи її переваги та обмеження, студенти можуть приймати обґрунтовані рішення та робити свій внесок у відповідальне використання цієї технології.
- Розвиток необхідних навичок та схильностей: Так само, як вивчення інформатики, навчання штучному інтелекту за допомогою інформатики сприяє розвитку необхідних навичок вирішення проблем та допомагає учням розвивати навички обчислювального мислення, такі як алгоритмічне мислення та розпізнавання образів. Це також надає учням середовище, в якому вони можуть практикувати співпрацю та дізнаватися про власне навчання. Це готує їх до вирішення складних завдань із наполегливістю та креативністю.
Наш підхід до навчання ШІ
Ми об'єднуємо інформатику, штучний інтелект та робототехніку, щоб забезпечити автентичний контекст для вивчення штучного інтелекту, який є безпечним, цікавим та мотивуючим. Ми робимо акцент на практичній робототехніці та сенсорах зору на основі штучного інтелекту, а не на моделях великих мов програмування (LLM), таких як ChatGPT.
Конфіденційність студентів – наш найвищий пріоритет
Наш підхід гарантує постійну безпеку даних ваших учнів.
-
Використання роботів із датчиками зору на базі штучного інтелекту для навчання про штучний інтелект пропонує
та візуально захопливі способи вивчення концепцій інтелекту без
потенційних ризиків для конфіденційності, пов'язаних з програмами магістратури з права (LLM).
- Жодні персональні дані (PII) ніколи не збираються.
- Зображення або відеопотоки з датчиків VEX або роботів ніколи не пристрій учня.
- Студентам надаються попередньо навчені моделі штучного інтелекту, що позбавляє необхідності збирати та завантажувати зображення на потужні та дорогі хмарні сервери для обробки.
Роботи роблять навчання штучного інтелекту видимим
Фундаментальні концепції штучного інтелекту можуть бути втілені в життя за допомогою роботів.
- Навчання штучного інтелекту за допомогою робота перетворює складні абстрактні поняття на конкретний, практичний навчальний досвід. Використання роботів для акцентування уваги на концепціях інформатики, що лежать в основі штучного інтелекту, дає учням безпосередній досвід того, як насправді працює штучний інтелект. Це розвінчує таємниці штучного інтелекту та допомагає студентам бачити себе майбутніми новаторами та вирішувачами проблем у сфері штучного інтелекту.
- Датчики зору на основі штучного інтелекту надають учням негайний та практичний зворотний зв'язок. Студенти можуть бачити та маніпулювати даними з датчика штучного інтелекту в режимі реального часу, а також застосовувати їх до проектів кодування для вирішення реальних проблем за допомогою робота.
Розвиток разом зі штучним інтелектом
Наш підхід до освіти в галузі штучного інтелекту постійно та активно розвивається.
- Штучний інтелект постійно та швидко розвивається, і щоб ефективно підтримувати вчителів та учнів у цьому динамічному середовищі, ми повинні розвиватися в тому ж темпі. У найближчі роки системи штучного інтелекту стануть більш персоналізованими, ширшими та прозорішими, і ми продовжуватимемо відповідно розробляти ресурси, щоб забезпечити процвітання учнів та викладачів.
- Ми прагнемо задовольняти потреби вчителів у сьогоденні, створюючи прості у впровадженні навчальні матеріали основі штучного інтелекту з участю одного вчителя. Ми співпрацювали Центром CS Everyone при Університеті разом з двома групами вчителів початкової школи, щоб створити завдання, спрямовані на покращення розуміння учнями концепції сприйняття зі штучним інтелектом за допомогою VEX 123 та VEX GO для учнів з дитячого садка до 4-го класу. Ці види діяльності описані в розділах 123 та GO нижче.
Штучний інтелект у континуумі VEX
VEX Continuum поєднує практичний досвід реального світу з практиками, що відповідають розвитку, щоб забезпечити залученість та успіх учнів будь-якого віку протягом усього навчального процесу зі штучним інтелектом. Досвідне навчання розвиває поступове розуміння інформатики та концепцій штучного інтелекту. З часом студенти розвивають базове розуміння того, що таке штучний інтелект, як він працює та як його можна використовувати.
VEX 123
Учнів від дитячого садка до другого класу можна ознайомити з концепціями штучного інтелекту за допомогою VEX 123. Програмування робота 123 допомагає учням почати розуміти відмінності у тому, як люди та комп'ютери сприймають своє оточення. Вбудований датчик ока робота 123 забезпечує учням простий спосіб почати досліджувати дані датчиків, одночасно вивчаючи базові концепції інформатики, такі як послідовність, розпізнавання образів та основні алгоритми.
123 лабораторні модулі STEM, такі як Маленький червоний робот, забезпечують захопливий та веселий фон для вивчення цих концепцій. У цьому навчальному блоці STEM-лабораторії учні програмують своїх роботів, щоб вони доїжджали до будинку бабусі, уникали вовка та створювали алгоритм виявлення вовків за допомогою датчика ока.
Крім того, завдань з розвитку грамотності зі штучного інтелекту для VEX 123 розроблені для того, щоб навчити учнів фундаментальній концепції сприйняття, яку використовують у сфері штучного інтелекту. Важливо, щоб молоді студенти розуміли, як роботи та комп'ютери сприймають світ — через датчики.
Вправи з розвитку грамотності на основі штучного інтелекту, які можна використовувати як окремі уроки або в серії, дають учням можливість вирішувати реальні проблеми за допомогою сенсорного сприйняття, використовуючи VEXcode 123 та датчик ока. Ці вправи розвивають розуміння того, як працюють датчики, у цікавий та доступний спосіб.
Для отримання додаткової інформації про VEX 123, відвідайте цю сторінку.
Щоб отримати додаткову інформацію про лабораторні установки VEX 123 STEM відвідайте цю сторінку
VEX GO
Учні третього-п'ятого класів можуть спиратися на свій вступний досвід роботи зі штучним інтелектом у VEX GO, розширюючи свої знання, включаючи глибше розуміння даних датчиків. Студенти отримують розуміння того, що таке дані, як вони збираються та як їх можна використовувати для прийняття рішень.
У лабораторії STEMДетективи даних: Виклик мосту» учні розв’язують реальну задачу за допомогою даних датчика зору, навчаючись використовувати ці дані для виявлення тріщини в мосту.
Такий досвід допомагає студентам зрозуміти, як дані та штучний інтелект можна використовувати для допомоги їхнім громадам. А студенти VEX GO продовжують розвивати свої навички з інформатики, займаючись вирішенням складніших задач за допомогою послідовностей, прийняття рішень та алгоритмів.
Вправи з розвитку грамотності в галузі штучного інтелекту також доступні для VEX GO та можуть бути використані для ознайомлення учнів із сенсорним сприйняттям або як доповнення до VEX GO STEM Labs, допомагаючи учням глибше зануритися в те, як роботи та комп'ютери сприймають своє оточення.
У завданнях VEX GO AI Literacy Activities використовується датчик зору в поєднанні з VEXcode GO, і їх можна використовувати як серію для поступового формування розуміння учнями сенсорного сприйняття або як окремі завдання.
Щоб отримати додаткову інформацію про VEX GO, відвідайте цю сторінку.
Щоб отримати додаткову інформацію про лабораторні установки VEX GO STEM відвідайте цю сторінку
VEX AIM
Датчик зору на базі штучного інтелекту дає роботу можливість бачити навколишнє середовище та взаємодіяти з ним. Він може виявляти та відображати дані про попередньо навчені об'єкти, такі як м'ячі та бочки, а також теги April. Робота можна написати як за допомогою блоків, так і на Python. З VEX AIM легко почати працювати, і він пропонує високий рівень розуміння, що дозволяє студентам досягти того рівня, на якому вони знаходяться в їхньому розумінні ШІ, та продовжувати кидати їм виклик у міру їхнього розвитку.
Курс сертифікації викладачів AIM у програмі PD+ надає викладачам знання, необхідні для початку викладання з VEX AIM у своїх класах. Після отримання сертифікації викладачі AIM можуть публікувати дописи в категорії VEX AIM спільноти PD+, щоб ділитися ідеями та ставити запитання іншим, хто допомагає своїм учням досліджувати концепції штучного інтелекту за допомогою VEX AIM.
Для отримання додаткової інформації про навчання за допомогою VEX AIM сторінку.
VEX IQ
VEX IQ надає учням середньої школи додаткові навчальні завдання зі штучним інтелектом за допомогою фізичного робота. IQ дає учням можливість вирішувати відкриті задачі, збираючи та використовуючи дані з кількох датчиків. Це допомагає студентам розвинути розуміння того, як вибрати правильні датчики для вирішення певної проблеми.
Студенти з IQ також можуть виконувати вправи з реєстрації даних, використовуючи SD-карту пам'яті на IQ Brain. Студенти можуть збирати дані датчиків, зберігати їх у файлі CSV, а потім відображати дані у вигляді графіків, щоб повністю зрозуміти, як датчики IQ сприймають навколишнє середовище.
Щоб отримати додаткову інформацію про VEX IQ, див. цю сторінку.
Для отримання додаткової інформації про лабораторні пристрої VEX IQ STEM сторінку.
Також для VEX IQ (2-го покоління) датчик зору зі штучним інтелектом. Цей датчик можна використовувати, як описано нижче, для VEX EXP та VEX V5, але зі збірками VEX IQ (2-го покоління) та кодом, написаним у VEXcode IQ або Microsoft Visual Studio Code.
Щоб отримати докладнішу інформацію про датчик зору зі штучним інтелектом, прочитайте Початок роботи з датчиком зору зі штучним інтелектом із VEX IQ.
Щоб отримати додаткову інформацію про придбання датчика зору VEX IQ AI, сторінку.
VEX EXP та VEX V5
У класі старшої школи VEX EXP та VEX V5 додають ще один вимір до навчання зі штучним інтелектом за допомогою датчика зору AI
Датчик зору зі штучним інтелектом для VEX EXP та VEX V5 дозволяє вашому роботу унікальним чином бачити навколишнє середовище та взаємодіяти з ним, захоплюючи візуальну інформацію з широкого поля зору. Він виявляє 2D та 3D об'єкти, розпізнає певні кольори та їх комбінації, а також ідентифікує AprilTags та набори попередньо навчених об'єктів як для класу, так і для змагань.
Датчик зору зі штучним інтелектом надає студентам можливість використовувати різні типи даних датчиків в одному проєкті кодування. Крім того, оскільки датчик містить дві попередньо навчені моделі виявлення об'єктів, студенти можуть побачити, як різні моделі штучного інтелекту працюють у реальних застосунках. Лабораторний модуль STEM програми EXP «Місія чистої води» надає студентам практичний, розширений ресурс, у якому вони використовують дані з датчика, створюючи складні алгоритми для автоматизації портативної водоочисної станції.
Щоб отримати докладнішу інформацію про датчик зору зі штучним інтелектом, прочитайте Початок роботи з датчиком зору зі штучним інтелектом із VEX EXP.
Щоб отримати додаткову інформацію про придбання датчика зору VEX AI, цю сторінку
Робоча клітина VEX CTE
Робоча клітина VEX CTE – це ще один варіант для учнів старшої школи, щоб вони могли ознайомитися з темами штучного інтелекту. Робоча клітина VEX CTE — це система з роботизованої руки, конвеєрів, датчиків та пневматики, призначена для допомоги студентам у вивченні промислової автоматизації. Для навчання студентів важливим навичкам автоматизації та інформатики, пов'язаним зі штучним інтелектом, доступні два студентські курси.
Курс «Вступ до 6-осьової руки» надає студентам ґрунтовну основу з базових навичок інформатики, таких як послідовності, цикли, умовні оператори та змінні.
Курс автоматизації робочих клітин базується на цьому, включаючи поступово складніші відкриті завдання автоматизації системи. У цих завданнях студенти повинні використовувати дані датчиків для створення алгоритмів, оптимізації свого коду та успішного налагодження проектів.
Для отримання додаткової інформації про робочу клітинку VEX CTEцю сторінку.
Для отримання додаткової інформації про лабораторні модулі VEX CTE STEM .сторінку.
VEX AIR
Дрон VEX AIR надає додатковий практичний спосіб для досвідчених учнів взаємодіяти з навчанням за допомогою штучного інтелекту. VEX AIR поєднає захопливі можливості використання дронів у класі з технологією штучного інтелекту. Студенти можуть використовувати комбінацію системи подвійних камер AIR та її здатність виявляти попередньо навчені об'єкти разом з кількома датчиками, щоб кодувати дрон для точної навігації в повітрі.
Щоб отримати додаткову інформацію про VEX AIR відвідайте цю сторінку
Штучний інтелект у змаганнях VEX
Конкурс штучного інтелекту VEX
Змагання VEX AI надають учням старших класів та коледжів можливість позмагатися у повністю автономних змаганнях з робототехніки, використовуючи потужне поєднання GPS-датчика та системи візуального зору VEX AI. Студенти програмують двох роботів, щоб працювати разом як команда, щоб виконати цьогорічне завдання.
Для отримання додаткової інформації відвідайте сторінку конкурсу VEX AI.
Змагання з робототехніки VEX V5 (V5RC)
Студенти можуть використовувати здатність датчика зору зі штучним інтелектом виявляти попередньо навчені класифікації об'єктів для створення алгоритмів у комбінаціях з різноманітними іншими датчиками V5 під час побудови стратегії гри V5RC High Stakes. Роблячи це, вони можуть досліджувати, як комп'ютери підтримують представлення на основі даних та використовують їх для міркувань.
Щоб отримати додаткову інформацію про змагання з робототехніки VEX V5, відвідайте сторінку змагань з робототехніки VEX V5.
GPS-сенсор VEX V5
Використовуйте GPS-датчик у змаганнях V5RC або Virtual Skills для навігації по полю на основі даних про напрямок руху та позиціонування x та y, що надаються датчиком.
Щоб отримати додаткові відомості про GPS-датчик, прочитайте Використання GPS-датчика з VEX V5.
Щоб отримати додаткову інформацію про придбання GPS-датчика V5 відвідайте цю сторінку
Штучний інтелект у VEXcode VR
Дитячий майданчик з високими ставками V5RC
Ті, хто має преміум-ліцензію VEXcode VR або зареєстровані команди V5RC, можуть грати в High Stakes з віртуальним роботом, використовуючи можливості класифікації об'єктів датчика зору штучного інтелекту.
Щоб отримати додаткову інформацію про отримання преміум-ліцензії VEXcode VR, відвідайте цю сторінку.
Щоб отримати додаткову інформацію про ігровий майданчик High Stakes у VEXcode VR, прочитайте Початок роботи з ігровим майданчиком High Stakes V5RC у VEXcode VR.
Дитячий майданчик рятувальників Rover
Користувачі VEXcode VR Premium можуть взаємодіяти з представленням та міркуваннями штучного інтелекту на ігровому майданчику Rover Rescue Playground. У грі «Порятунок марсохода» студенти програмують марсохід за допомогою штучного інтелекту для навігації в чужому світі, збираючи мінерали та уникаючи перешкод і ворогів. Вбудована технологія штучного інтелекту марсохода дозволяє йому виявляти об'єкти та повідомляти про них дані, зокрема про відстань до об'єкта та його відносний кут. Марсохід може ідентифікувати попередньо навчені ігрові елементи, такі як перешкоди, вороги та мінерали.
Щоб отримати додаткову інформацію про ігровий майданчик Rover Rescue у VEXcode VR, прочитайте Початок роботи з Rover Rescue.
Щоб отримати додаткову інформацію про штучний інтелект у Rover Rescue, прочитайте Використання штучного інтелекту в Rover Rescue.
Щоб отримати додаткову інформацію про отримання преміум-ліцензії VEXcode VR, відвідайте цю сторінку.
Навчайте ШІ з упевненістю
VEX надає комплексні ресурси та допоміжні матеріали для навчання штучному інтелекту, щоб ви могли викладати з упевненістю.
-
VEX STEM Labs пропонують покрокові інструкції з впровадження, такі як онлайн-посібник для вчителів.
- У VEX 123 та GO STEM Labs огляд модулів містить детальну довідкову інформацію, щоб ви були добре підготовлені до викладання модуля. Наприклад, у розділі «Довідкова інформація про детективи даних VEX GO» детально розглядається, що таке датчики, а також як сам датчик ока збирає та передає дані.
- У IQ та EXP STEM Labs посібник з фасилітації містить довідкову інформацію, інструкції з впровадження та поради, які усувають здогадки під час навчання ШІ.
- Бібліотека VEX та API VEX – це ресурси, до яких кожен може отримати доступ, щоб дізнатися більше про навчання ШІ за допомогою VEX. Наприклад, скористайтеся бібліотекою VEX, щоб дізнатися, що таке датчик і для чого він використовується. Потім зверніться до VEX API, щоб зрозуміти блоки коду або команди, пов'язані з цим датчиком.
-
VEX PD+ забезпечує постійний та персоналізований професійний розвиток для користувачів VEX.
- Отримайте сертифікат, пройшовши вступний курс VEX з PD+, та отримайте негайний доступ до спільноти VEX PD+, де однодумці-викладачі можуть ділитися питаннями та ідеями щодо викладання штучного інтелекту за допомогою VEX.
- Приєднуйтесь як учасник PD+ All-Access та
- Скористайтеся індивідуальними сесіями, де ви можете обговорити викладання штучного інтелекту з експертом VEX.
- Відвідайте відеотеку, щоб переглянути серію відеороликів про датчик зору зі штучним інтелектом.
- Приєднуйтесь до нас особисто на конференції викладачів робототехніки та візьміть участь у практичних семінарах та інформативних сесіях, які проводять лідери думок у сфері освіти в галузі штучного інтелекту.
Щоб отримати докладнішу інформацію про те, як стати учасником VEX PD+ All-Access, відвідайте цю сторінку.