Cuộc trò chuyện về Trí tuệ nhân tạo (AI) đang không ngừng phát triển trong cuộc sống của các nhà giáo dục. Không thể tránh khỏi việc AI sẽ trở thành một phần trung tâm trong cuộc sống của học sinh. Mặc dù chúng ta mới chỉ bắt đầu hiểu điều này sẽ như thế nào, nhưng chúng ta biết rằng chúng ta phải bắt đầu chuẩn bị cho tương lai của học sinh ngay từ bây giờ. Trang này là bước đệm để giảng dạy AI bằng VEX và cung cấp tổng quan về thông tin và tài nguyên có sẵn để hỗ trợ bạn khi tích hợp AI vào hoạt động giảng dạy của mình.
Tầm quan trọng của AI
Định nghĩa AI
Trí tuệ nhân tạo, hay AI, là một nhánh của khoa học máy tính liên quan đến các kỹ thuật cho phép máy tính thực hiện những việc mà khi con người thực hiện, chúng được coi là bằng chứng của trí thông minh1.
AI là bước phát triển quan trọng và liên tục trong quá trình tiến hóa của khoa học máy tính, sẽ tiếp tục ảnh hưởng lớn đến mọi mặt của xã hội. Nó dựa trên các khái niệm cốt lõi của khoa học máy tính như thuật toán và cấu trúc dữ liệu, cho phép máy tính tự học, suy luận và đưa ra quyết định.
Mọi người nên tìm hiểu về AI
Khoa học máy tính hiện nay được công nhận rộng rãi là một kỹ năng thiết yếu đối với tất cả học sinh. Vì AI là một phần không thể thiếu của khoa học máy tính, cả học sinh xứng đáng có được hiểu biết cơ bản về các khái niệm cơ bản của AI. Các khái niệm về AI có thể được giảng dạy liên tục bắt đầu từ bậc mẫu giáo và kéo dài trong suốt hành trình giáo dục của học sinh. Điều này sẽ đảm bảo cho sinh viên:
- Có quyền tiếp cận công bằng với các nghề nghiệp tương lai: Giảng dạy AI đảm bảo tất cả học sinh đều có cơ hội khám phá con đường sự nghiệp trong các lĩnh vực như khoa học máy tính, robot, phân tích dữ liệu và kỹ thuật phần mềm. Bằng cách tạo cơ hội cho mọi người, chúng tôi giúp tạo ra lực lượng lao động đa dạng, sáng tạo, sẵn sàng cho tương lai.
- Hiểu tác động của AI lên xã hội: Học tập AI trang bị cho học sinh kiến thức để nắm bắt tiềm năng của nó. Bằng cách hiểu được lợi ích và hạn chế của công nghệ này, học sinh có thể đưa ra quyết định sáng suốt và đóng góp vào việc sử dụng công nghệ này một cách có trách nhiệm.
- Xây dựng các kỹ năng và khuynh hướng thiết yếu: Cũng giống như việc học khoa học máy tính, việc dạy AI bằng khoa học máy tính sẽ thúc đẩy khả năng giải quyết vấn đề thiết yếu và giúp học sinh phát triển các kỹ năng tư duy tính toán, như tư duy thuật toán và nhận dạng mẫu. Nó cũng cung cấp cho sinh viên một môi trường để thực hành hợp tác và tìm hiểu về cách học của chính mình. Điều này giúp họ chuẩn bị để giải quyết những thách thức phức tạp bằng sự kiên trì và sáng tạo.
Cách tiếp cận của chúng tôi để giảng dạy AI
Chúng tôi kết hợp khoa học máy tính, AI và robot để cung cấp bối cảnh học AI đích thực, an toàn, thú vị và có tính khích lệ. Chúng tôi nhấn mạnh vào robot thực hành và Cảm biến thị giác AI hơn là Mô hình ngôn ngữ lớn (LLM), chẳng hạn như ChatGPT.
Quyền riêng tư của sinh viên là ưu tiên hàng đầu của chúng tôi
Phương pháp của chúng tôi đảm bảo dữ liệu của học sinh luôn được an toàn.
-
Sử dụng Robot có Cảm biến thị giác AI để giảng dạy về AI mang đến những cách thực hành
và hấp dẫn về mặt hình ảnh để khám phá các khái niệm AI mà không có trong
rủi ro tiềm ẩn về quyền riêng tư thường gặp ở LLM.
- Không bao giờ thu thập dữ liệu nhận dạng cá nhân (PII).
- Hình ảnh hoặc luồng video từ cảm biến VEX hoặc robot không bao giờ rời thiết bị của học sinh.
- Học sinh được cung cấp các mô hình AI được đào tạo trước, giúp học sinh cần phải thu thập và tải hình ảnh lên các máy chủ đám mây mạnh và đắt tiền để xử lý.
Robot giúp AI học tập dễ dàng hơn
Các khái niệm AI cơ bản có thể được hiện thực hóa bằng cách sử dụng robot.
- Việc giảng dạy AI bằng robot sẽ biến những khái niệm trừu tượng khó hiểu thành những trải nghiệm học tập thực tế, cụ thể. Sử dụng robot để nhấn mạnh các khái niệm khoa học máy tính đằng sau AI giúp sinh viên có được trải nghiệm trực tiếp về cách AI thực sự hoạt động. Điều này giúp làm sáng tỏ AI và giúp sinh viên thấy mình là những nhà đổi mới và người giải quyết vấn đề trong tương lai trong lĩnh vực AI.
- Cảm biến thị giác AI cung cấp phản hồi tức thì và có thể thực hiện được cho học sinh. Học sinh có thể xem và thao tác dữ liệu từ Cảm biến thị giác AI theo thời gian thực và áp dụng vào các dự án lập trình để giải quyết các vấn đề thực tế bằng cách sử dụng robot.
Tiến hóa cùng với AI
Phương pháp tiếp cận giáo dục AI của chúng tôi liên tục và tích cực phát triển.
- AI đang phát triển liên tục và nhanh chóng, và để hỗ trợ hiệu quả cho giáo viên và học sinh trong môi trường năng động này, chúng ta phải phát triển theo cùng tốc độ. Những năm tới sẽ mang lại nhiều tính cá nhân hóa, cộng tác và minh bạch hơn cho các hệ thống AI và chúng tôi sẽ tiếp tục phát triển các nguồn lực phù hợp để đảm bảo học sinh và nhà giáo dục có thể phát triển.
- Chúng tôi cam kết đáp vào từ giáo viên. Chúng tôi đã hợp tác Trung tâm CS Everyone tại Đại học Florida cùng với hai nhóm giáo viên tiểu học để tạo ra các Hoạt động được thiết kế nhằm xây dựng sự hiểu biết của học sinh về khái niệm nhận thức của AI bằng cách sử dụng VEX 123 và VEX GO dành cho học sinh từ lớp K-4. Các hoạt động được mô tả trong phần 123 và GO bên dưới.
AI trên toàn bộ chuỗi VEX
VEX Continuum kết hợp những trải nghiệm thực tế, thực hành với các phương pháp phù hợp với sự phát triển để đảm bảo học sinh ở mọi lứa tuổi đều có thể tham gia và thành công trong suốt hành trình học AI của mình. Học tập trải nghiệm giúp xây dựng sự hiểu biết gia tăng về khoa học máy tính và các khái niệm AI. Theo thời gian, học sinh sẽ có được hiểu biết cơ bản về AI là gì, cách thức hoạt động và cách sử dụng AI.
VEX 123
Học sinh từ mẫu giáo đến lớp hai có thể được giới thiệu về khái niệm AI với VEX 123. Việc lập trình Robot 123 giúp học sinh bắt đầu phát triển sự hiểu biết về sự khác biệt trong cách con người và máy tính cảm nhận môi trường xung quanh. Cảm biến mắt tích hợp của Robot 123 cung cấp cho học sinh cách dễ dàng để bắt đầu khám phá dữ liệu cảm biến, đồng thời học các khái niệm khoa học máy tính cơ bản như giải trình tự, nhận dạng mẫu và các thuật toán cơ bản.
123 Đơn vị phòng thí nghiệm STEM, chẳng hạn như Little Red Robot, cung cấp bối cảnh hấp dẫn và thú vị để học các khái niệm này. Trong Đơn vị thí nghiệm STEM này, học sinh sẽ lập trình cho robot của mình lái đến nhà bà, tránh sói và tạo ra thuật toán phát hiện sói bằng Cảm biến mắt.
Ngoài ra, Hoạt động nâng cao kiến thức về AI dành cho VEX 123 được thiết kế để dạy cho học sinh về khái niệm AI cơ bản về Nhận thức. Điều quan trọng là học sinh phải hiểu được cách robot và máy tính nhận thức thế giới thông qua các cảm biến.
Các hoạt động về kiến thức AI có thể được sử dụng như các bài học độc lập hoặc theo chuỗi bài học, giúp học sinh có cơ hội giải quyết các vấn đề thực tế bằng nhận thức cảm biến, bằng cách sử dụng VEXcode 123 và Cảm biến mắt. Các hoạt động này giúp trẻ hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của cảm biến theo cách thú vị và dễ hiểu.
Để biết thêm thông tin về VEX 123, hãy truy cập trang này.
Để biết thêm thông tin về VEX 123 STEM Lab Units, truy cập trang này.
VEX GO
Học sinh lớp ba đến lớp năm có thể phát triển kinh nghiệm AI cơ bản của mình với VEX GO, khi các em mở rộng kiến thức để hiểu sâu hơn về dữ liệu cảm biến. Học sinh hiểu được dữ liệu là gì, cách thu thập dữ liệu và cách sử dụng dữ liệu để đưa ra quyết định.
Trong Phòng thí nghiệm STEMvề Thử thách cầu: Thám tử dữ liệu , học sinh giải quyết một vấn đề thực tế bằng cách sử dụng Dữ liệu cảm biến mắt khi học cách sử dụng dữ liệu để xác định vết nứt trên cầu.
Những trải nghiệm như thế này giúp học sinh hiểu rõ hơn về cách sử dụng dữ liệu và AI để giúp ích cho cộng đồng của mình. Và, học sinh VEX GO tiếp tục phát triển các kỹ năng khoa học máy tính của mình khi tham gia giải quyết các vấn đề phức tạp hơn bằng cách sử dụng trình tự, ra quyết định và thuật toán.
Các hoạt động về kiến thức AI cũng có sẵn cho VEX GO và có thể được sử dụng để giới thiệu nhận thức cảm biến cho học sinh hoặc làm phần bổ sung cho Phòng thí nghiệm STEM của VEX GO, giúp học sinh tìm hiểu sâu hơn về cách robot và máy tính nhận thức môi trường của chúng.
Các hoạt động học tập AI VEX GO sử dụng Cảm biến mắt kết hợp với VEXcode GO và có thể được sử dụng như một chuỗi hoạt động để dần dần giúp học sinh hiểu về nhận thức cảm biến hoặc như các hoạt động độc lập.
Để biết thêm thông tin về VEX GO, truy cập trang này.
Để biết thêm thông tin về Đơn vị phòng thí nghiệm STEM VEX GO, truy cập trang này.
VEX AIM
Robot mã hóa VEX AIM là robot giảng dạy khoa học máy tính dành cho học sinh lớp 4 trở lên. VEX AIM được trang bị Cảm biến thị giác AI tích hợp, mang đến cơ hội khám phá các khái niệm AI bằng robot vật lý, giúp biến các khái niệm AI trừu tượng thành hiện thực đối với học sinh.
Cảm biến thị giác AI giúp robot có khả năng quan sát và tương tác với môi trường xung quanh. Nó có thể phát hiện và hiển thị dữ liệu về các vật thể được đào tạo trước, chẳng hạn như bóng và thùng, cũng như Thẻ tháng Tư. Robot có thể được mã hóa bằng cả khối và Python. VEX AIM rất dễ bắt đầu và cung cấp một giới hạn cao, cho phép đáp ứng nhu cầu hiểu biết của học sinh về AI và tiếp tục thử thách các em khi các em phát triển.
Khóa học giới thiệu VEX AIM dành cho học sinh sẽ giới thiệu cho học sinh cách sử dụng Cảm biến thị giác AI với rô-bốt, khi học sinh tìm hiểu sâu về cách thức hoạt động của cảm biến, kiểm tra khả năng và hạn chế của cảm biến. Họ lập trình robot để nhận và giao hàng đến các địa điểm cụ thể bằng AI Vision khi họ xây dựng Thử thách Capstone được hỗ trợ bởi AI Vision.
Khóa học chứng nhận dành cho nhà giáo dục VEX AIM ở PD+ cung cấp cho các nhà giáo dục kiến thức họ cần để bắt đầu giảng dạy bằng VEX AIM trong lớp học của mình. Sau khi được chứng nhận, các nhà giáo dục AIM có thể đăng bài trong danh mục VEX AIM của Cộng đồng PD+ để chia sẻ ý tưởng và đặt câu hỏi cho những người khác đang giúp học sinh của mình khám phá các khái niệm AI với VEX AIM.
Để biết thêm thông tin về việc giảng dạy với VEX AIM, truy cập trang này.
VEX IQ
VEX IQ cung cấp cho học sinh trung học những thử thách học tập AI bổ sung bằng cách sử dụng robot vật lý. IQ mang đến cho học sinh cơ hội giải quyết các thử thách mở bằng cách thu thập và sử dụng dữ liệu từ nhiều cảm biến. Điều này giúp học sinh hiểu được cách chọn cảm biến phù hợp để giải quyết một vấn đề nhất định.
Học sinh IQ cũng có thể tham gia các bài tập ghi dữ liệu bằng cách sử dụng thẻ nhớ SD trên IQ Brain. Học sinh có thể thu thập dữ liệu cảm biến, lưu trữ trong tệp CSV, sau đó biểu đồ hóa dữ liệu để hiểu đầy đủ về cách các cảm biến IQ nhận biết môi trường của chúng.
Để biết thêm thông tin về VEX IQ, xem trang này.
Để biết thêm thông tin về Đơn vị phòng thí nghiệm STEM VEX IQ, hãy xem trang này.
Ngoài ra còn có Cảm biến thị giác AI Vision Sensor lập dành cho VEX IQ (thế hệ thứ 2). Cảm biến này có thể được sử dụng như mô tả bên dưới cho VEX EXP và VEX V5, nhưng với bản dựng VEX IQ (thế hệ thứ 2) và mã hóa trong VEXcode IQ hoặc Microsoft Visual Studio Code.
Để biết thêm thông tin về Cảm biến thị giác AI, hãy đọc Bắt đầu với Cảm biến thị giác AI với VEX IQ.
Để biết thêm thông tin về việc mua Cảm biến thị giác AI VEX IQ, truy cập trang này.
VEX EXP và VEX V5
Trong lớp học trung học, VEX EXP và VEX V5 bổ sung thêm một chiều hướng khác cho việc học AI với Cảm biến thị giác AI
Cảm biến thị giác AI dành cho VEX EXP và VEX V5 cho phép robot của bạn quan sát và tương tác với môi trường xung quanh một cách độc đáo, thu thập thông tin hình ảnh từ trường nhìn rộng. Thiết bị này có khả năng phát hiện các vật thể 2D và 3D, nhận dạng các màu sắc và tổ hợp màu sắc cụ thể, đồng thời xác định AprilTag và các bộ vật thể được đào tạo trước cho cả lớp học và cuộc thi.
Cảm biến thị giác AI mang đến cho sinh viên cơ hội sử dụng nhiều loại dữ liệu cảm biến trong một dự án lập trình. Ngoài ra, vì cảm biến chứa hai mô hình phát hiện đối tượng được đào tạo trước nên sinh viên có thể trải nghiệm cách các mô hình AI khác nhau hoạt động trong các ứng dụng thực tế. Phòng thí nghiệm STEM Đơn vị của Sứ mệnh Nước sạch EXP cung cấp nguồn tài nguyên thực hành, nâng cao cho sinh viên, trong đó họ sử dụng dữ liệu từ cảm biến, tạo ra các thuật toán phức tạp để tự động hóa nhà máy xử lý nước di động.
Để biết thêm thông tin về Cảm biến thị giác AI, hãy đọc Bắt đầu với Cảm biến thị giác AI với VEX EXP.
Để biết thêm thông tin về việc mua Cảm biến tầm nhìn VEX AI, truy cập trang này.
VEX CTE Workcell
VEX CTE Workcell là một lựa chọn khác ở cấp trung học để học sinh tham gia vào các chủ đề về AI. VEX CTE Workcell là hệ thống gồm cánh tay rô-bốt, băng tải, cảm biến và khí nén được thiết kế để hỗ trợ sinh viên tìm hiểu về tự động hóa công nghiệp. Có hai khóa học dành cho sinh viên nhằm dạy cho sinh viên các kỹ năng quan trọng về khoa học máy tính và tự động hóa liên quan đến AI.
Khóa học Giới thiệu về cánh tay 6 trục cung cấp cho sinh viên nền tảng vững chắc về các kỹ năng khoa học máy tính cơ bản, chẳng hạn như giải trình tự, vòng lặp, điều kiện và biến.
Khóa học Tự động hóa Workcell được xây dựng dựa trên khóa học này để đưa vào những thách thức mở phức tạp hơn trong việc tự động hóa hệ thống. Trong những thử thách này, học sinh phải sử dụng dữ liệu cảm biến để tạo thuật toán, tối ưu hóa mã và gỡ lỗi dự án thành công.
Để biết thêm thông tin về VEX CTE Workcell, hãy xem trang này.
Để biết thêm thông tin về các khóa học VEX CTE STEM Lab Unit, hãy xem trang này.
VEX AIR
Máy bay không người lái VEX AIR cung cấp thêm một cách thực hành cho học sinh nâng cao để tham gia vào quá trình học AI. VEX AIR sẽ kết hợp sự thú vị của máy bay không người lái trong lớp học với công nghệ AI. Học sinh có thể sử dụng kết hợp hệ thống camera kép của AIR và khả năng phát hiện các vật thể được đào tạo trước cùng với nhiều cảm biến để lập trình cho máy bay không người lái điều hướng trên không một cách chính xác.
Để biết thêm thông tin về VEX AIR, truy cập trang này.
Cuộc thi AI trong VEX
Cuộc thi AI VEX
Cuộc thi VEX AI mang đến cho học sinh trung học và sinh viên cơ hội tham gia cuộc thi robot hoàn toàn tự động bằng cách sử dụng sự kết hợp mạnh mẽ giữa Cảm biến GPS và Hệ thống thị giác VEX AI. Học sinh lập trình hai robot để làm việc cùng nhau theo nhóm nhằm hoàn thành thử thách năm nay.
Để biết thêm thông tin, truy cập trang Cuộc thi AI VEX.
Cuộc thi Robot VEX V5 (V5RC)
Học sinh có thể sử dụng khả năng phát hiện phân loại đối tượng được đào tạo trước của Cảm biến thị giác AI để tạo ra các thuật toán kết hợp với nhiều cảm biến V5 khác khi xây dựng chiến lược chơi V5RC High Stakes. Khi làm như vậy, họ có thể khám phá cách máy tính duy trì biểu diễn dựa trên dữ liệu và sử dụng chúng để lập luận.
Để biết thêm thông tin về Cuộc thi Robot VEX V5, truy cập trang Cuộc thi Robot VEX V5.
Cảm biến GPS VEX V5
Sử dụng Cảm biến GPS trong Cuộc thi V5RC hoặc Kỹ năng ảo để điều hướng sân dựa trên hướng và dữ liệu định vị x, y do cảm biến cung cấp.
Để biết thêm thông tin về Cảm biến GPS, hãy đọc Sử dụng Cảm biến GPS với VEX V5.
Để biết thêm thông tin về việc mua Cảm biến GPS V5, truy cập trang này.
AI trong VEXcode VR
Sân chơi High Stakes V5RC
Những người có giấy phép VEXcode VR cao cấp hoặc đội V5RC đã đăng ký có thể chơi High Stakes với Robot ảo bằng cách sử dụng khả năng phân loại đối tượng của AI Vision Sensor.
Để biết thêm thông tin về cách nhận Giấy phép VEXcode VR Premium, hãy truy cập trang này.
Để biết thêm thông tin về High Stakes Playground trong VEXcode VR, hãy đọc Bắt đầu với V5RC High Stakes Playground trong VEXcode VR.
Sân chơi cứu hộ Rover
Người dùng VEXcode VR Premium có thể tham gia vào quá trình biểu diễn và lập luận của AI trong Rover Rescue Playground. Trong Rover Rescue, học sinh sẽ lập trình một xe tự hành bằng AI để di chuyển trong thế giới ngoài hành tinh trong khi thu thập khoáng chất và tránh chướng ngại vật cũng như kẻ thù. Công nghệ AI tích hợp của Rover cho phép phát hiện các vật thể và báo cáo dữ liệu về chúng, bao gồm khoảng cách của vật thể và góc tương đối của nó. Rover có thể xác định các yếu tố trò chơi được đào tạo trước như chướng ngại vật, kẻ thù và khoáng chất.
Để biết thêm thông tin về sân chơi Rover Rescue trong VEXcode VR, hãy đọc Bắt đầu với Rover Rescue.
Để biết thêm thông tin về AI trong Rover Rescue, hãy đọc Sử dụng AI trong Rover Rescue.
Để biết thêm thông tin về cách nhận Giấy phép VEXcode VR Premium, hãy truy cập trang này.
Dạy AI một cách tự tin
VEX cung cấp các nguồn tài nguyên và tài liệu hỗ trợ toàn diện để giảng dạy AI, giúp bạn có thể giảng dạy một cách tự tin.
-
VEX STEM Labs cung cấp hướng dẫn từng bước để triển khai, giống như sách hướng dẫn trực tuyến dành cho giáo viên.
- Trong VEX 123 và GO STEM Labs, Tổng quan về đơn vị cung cấp thông tin cơ bản chi tiết để bạn cảm thấy sẵn sàng giảng dạy Đơn vị đó. Ví dụ, Thông tin cơ bản về Đơn vị thám tử dữ liệu VEX GO sẽ đi sâu vào tìm hiểu cảm biến là gì và cách Cảm biến mắt thu thập và báo cáo dữ liệu.
- Trong IQ và EXP STEM Labs, hướng dẫn thực hiện cung cấp thông tin cơ bản, hướng dẫn triển khai và mẹo giúp loại bỏ sự phỏng đoán khi giảng dạy AI.
- Thư viện VEX và API VEX là những tài nguyên mà bất kỳ ai cũng có thể truy cập để tìm hiểu thêm về cách giảng dạy AI bằng VEX. Ví dụ, hãy sử dụng Thư viện VEX để khám phá cảm biến là gì và được sử dụng để làm gì. Sau đó tham khảo VEX API để hiểu các khối mã hoặc lệnh liên quan đến cảm biến đó.
-
VEX PD+ cung cấp chương trình phát triển chuyên môn liên tục và được cá nhân hóa cho người dùng VEX.
- Nhận chứng chỉ bằng cách tham gia Khóa học giới thiệu VEX về PD+ và được quyền truy cập ngay vào Cộng đồng VEX PD+, nơi các nhà giáo dục có cùng chí hướng có thể chia sẻ các câu hỏi và ý tưởng về việc giảng dạy AI bằng VEX.
- Tham gia với tư cách là thành viên PD+ All-Access và
- Tận dụng các buổi học 1-1, nơi bạn có thể thảo luận về việc giảng dạy AI với chuyên gia VEX.
- Truy cập Thư viện video để xem loạt video tìm hiểu về Cảm biến thị giác AI.
- Hãy tham gia trực tiếp cùng chúng tôi tại Hội nghị Giáo dục Robot VEX và tham gia các hội thảo thực hành và các buổi thông tin do những nhà lãnh đạo tư tưởng trong lĩnh vực giáo dục AI dẫn dắt.
Để biết thêm thông tin về việc trở thành thành viên VEX PD+ All-Access, truy cập trang này.