LEGO Education Science podporuje výuku informatiky a umělé inteligence napříč ročníky a zároveň zajišťuje kvalitní a relevantní výuku ve všech státech díky silnému souladu se standardy Next Generation Science Standards (NGSS) a dalšímu mapování na specifické státní vzdělávací standardy.

Cílem komplexního řešení LEGO Education® Computer Science & AI je učinit informatiku a umělou inteligenci smysluplnou, relevantní a intuitivní pro učitele i žáky. Obsahuje 120 kolaborativních, praktických a se standardy sladěných lekcí.

LEGO Education Science nabízí tři řešení přizpůsobená věku žáků: předškolní věk až druhou třídu, první stupeň a druhý stupeň. Každé z těchto řešení zahrnuje 40 lekcí založených na badatelském přístupu a v souladu se vzdělávacími standardy, které jsou intuitivní jak na přípravu, tak na realizaci.

Každá sada je určena pro 4 žáky a obsahuje následující prvky.

Součástí balení jsou vždy stavební návody, kostky i příslušné technologické prvky určené pro danou věkovou skupinu.

5+ let:
276ks dílků, včetně 1ks single motoru, 1ks barevného senzoru, 1ks párovací karty, 1ks 20cm USB-C nabíjecího kabelu, 1ks přepravní box a tištěné příručky se stavebními návody.

8+ let:
321ks dílků, včetně 1ks dvojitého motoru, 1ks barevného senzoru, 1ks párovací karty, 1ks 20cm USB-C nabíjecího kabelu, 1ks přepravní box a tištěné příručky se stavebními návody.

11+ let:
379ks dílků, včetně 1ks jednoduchého motoru, 1ks dvojitého motoru, 1ks barevného senzoru, 1ks ovladače, 2ks párovacích karet, 1ks 20cm USB-C nabíjecího kabelu, 1ks přepravní box a tištěné příručky se stavebními návody.

Další párovací karty, náhradní sady dílků i nabíječky pro jednodušší správu výuky ve třídě lze dokoupit samostatně nebo ve zvýhodněných setech pro školy.

Žáci objevují počítačové vidění, klasifikaci i pravděpodobnostní uvažování prostřednictvím hravých aktivit připravených pro výuku. LEGO® Education Computer Science & AI zpřístupňuje umělou inteligenci bezpečně, prakticky a srozumitelně, takže žáci nejen používají AI, ale zároveň chápou, jak funguje.

Žádná data se nesdílejí s LEGO® Education ani s třetími stranami a veškeré AI funkce běží lokálně na zařízení žáka. Neukládají se osobně identifikovatelná data – v zařízení zůstávají pouze body představující polohu těla.

Výuka klíčových principů AI

Žáci pracují s oblastmi jako vnímání (snímání dat), reprezentace a usuzování, učení z dat, přirozená interakce a společenský dopad technologií. Obsah je v souladu s rámcem CSTA i s nově vznikajícími standardy pro výuku AI, jako jsou AI4K12 a AAAI.

Postupná vzdělávací trajektorie

Postupně mohou žáci rozvíjet své dovednosti. Vytvářejí vlastní klasifikátor postojů, pracují s předtrénovaným klasifikátorem a využívají bloky pro snímání těla pro řízení pohybu v reálném čase.

Etika a odpovědnost

Žáci aktivně hodnotí otázky spravedlnosti, zkreslení, ochrany soukromí i širších společenských dopadů technologií a zároveň rozvíjejí kritické myšlení spolu s tvořivým využíváním AI.

Připraveno pro výuku

Řešení je snadno použitelné, metodicky vedené a přizpůsobené věku žáků. Připravené scénáře výuky umožňují efektivní zavedení informatiky a AI do školní praxe a zároveň snižují složitost.

Lekce LEGO® Education Computer Science jsou koncipovány tak, aby je bylo možné pohodlně odučit během jedné vyučovací hodiny, tedy 45 minut.

Program LEGO® Education Computer Science & AI je navržen pro spolupráci čtyř žáků u jedné sady. Skupiny mohou být i menší, avšak více než čtyři žáci na jednu sadu se nedoporučují.

Program podporuje výuku informatiky napříč ročníky a je silně v souladu se standardy Computer Science Teachers Association (CSTA). Současně je doplněn mapováním na konkrétní státy a země.

Obsah LEGO® Education Computer Science & AI zahrnuje klíčové oblasti informatiky – výpočetní systémy, data a jejich analýzu, algoritmy a programování i umělou inteligenci (AI).

Výzkumy potvrzují, že žáci zapojení do badatelsky orientované výuky rozvíjejí pokročilé dovednosti vědeckého myšlení, například experimentování, vyhodnocování důkazů a vyvozování závěrů (DiMauro & Furman, 2016).

Přehled integrovaných pedagogických přístupů „Learning Through Play at School“ (Parker & Thomsen, 2019) uvádí, že badatelsky orientovaná výuka pozitivně ovlivňuje rozvoj vědeckých dovedností, porozumění vědeckým konceptům i učení matematiky. Zároveň podporuje silné zapojení a motivaci žáků, a tím i jejich pozitivní vztah k celoživotnímu vzdělávání.

Díky této ověřené metodice podporuje LEGO Education Science vzdělávací výsledky všech žáků. Prakticky zaměřené a badatelské učení umožňuje každému žákovi dosahovat smysluplných výsledků v oblasti informatiky a AI.

Pro přístup je potřeba mít účet LEGO®. Ten lze zdarma vytvořit pomocí e-mailové adresy nebo prostřednictvím existujícího účtu Google, Facebook, Apple či EPIC Games.

Po vytvoření profilu se zobrazí pouze relevantní obsah podle vaší lokality a věku či ročníků, které vyučujete. Přihlášení tak zjednodušuje práci učitele, šetří čas při vyhledávání materiálů a usnadňuje přípravu lekcí.

Ano, všechny lekce jsou poskytovány zdarma a jsou online dostupné prostřednictvím učitelského portálu.

Po přihlášení a nastavení profilu podle země či státu budou všechny lekce automaticky přiřazeny k odpovídajícím vzdělávacím standardům dané lokality.

Lekce jsou poskytovány online prostřednictvím portálu pro učitele, aby byly vždy aktuální a obsahovaly všechny potřebné funkce. Stažení celé lekce pro offline použití není možné.

Po otevření se však lekce načítá na pozadí, což zajišťuje plynulý chod i při nestabilním internetovém připojení. Poznámky pro učitele ke každé lekci je možné stáhnout a vytisknout.

Veškerý hardware lze připojit a programovat prostřednictvím Coding Canvas. K dispozici je široká škála obecných i hardwarově specifických programovacích bloků, které oživí vaše modely a zároveň umožní získávat podrobnou zpětnou vazbu i data z hardwaru.

Single a dvojitý motor
Tato zařízení se využívají v celé řadě modelů všude tam, kde je potřeba fyzický pohyb – ať už pro funkčnost modelu, nebo pro zvýšení zapojení žáků. Každý motor lze použít samostatně jednoduchým nastavením výstupu, případně jej lze bezdrátově propojit se senzory pomocí párovacích karet nebo připojit k Coding Canvas pro plnou kontrolu.

Ovladač
Díky ovladači mohou žáci převzít přímou kontrolu nad modelem, což výrazně zvyšuje jejich zapojení. Kompaktní design a dvě páčky umožňují využít ovladač také jako senzor přímo uvnitř modelu.

Senzor barev
Jednou z nejintuitivnějších senzorických funkcí je senzor barev. V některých lekcích jej lze využít i jako světelný efekt. Pokud je přímo spárován s jedním nebo více motory, vyvolá následující reakce:

Bílá (barva LEGO 001)
Akce jednoho motoru: Ignorovat
Akce dvojitého motoru: Ignorovat

Modrá (barva LEGO 023)
Akce jednoho motoru: Jedno otočení po směru hodinových ručiček
Akce dvojitého motoru: Pohyb vpřed o jedno otočení

Žlutá (barva LEGO 024)
Akce jednoho motoru: Jedno otočení proti směru hodinových ručiček
Akce dvojitého motoru: Pohyb zpět o jedno otočení

Zelená (barva LEGO 028)
Akce jednoho motoru: Devadesát stupňů po směru hodinových ručiček
Akce dvojitého motoru: Otočení o devadesát stupňů*

Červená (barva LEGO 021)
Akce jednoho motoru: Devadesát stupňů proti směru hodinových ručiček
Akce dvojitého motoru: Otočení o devadesát stupňů*

Fialová (barva LEGO 324)
Akce jednoho motoru: Režim kopání
Akce dvojitého motoru: Režim kopání

Modro-zelená (barva LEGO 107)
Akce jednoho motoru: Režim vrtění
Akce dvojitého motoru: Režim vrtění

*Funkce otáčení závisí na průměru kola a konstrukci modelu.

Při připojení k Coding Canvas může senzor barev poskytovat také hodnoty HSV a odrazu pro pokročilejší využití.

Párovací karta
Pro spárování stačí kartu přiložit k motorům a zařízení se okamžitě propojí bez nutnosti další konfigurace. To je praktické zejména při připojení senzoru k více motorům.

Jednotlivá zařízení mají rozdílnou kapacitu baterie i způsob využití. Při plném nabití je možné bez problémů realizovat alespoň dvě vyučovací lekce po sobě. Výdrž lze prodloužit i krátkým nabíjením mezi lekcemi – například desetiminutové dobití může výkon výrazně zvýšit.

Orientační doba provozu při nepřetržitém používání:

Ovladač: přibližně 80 minut*

Senzor barev: přibližně 90 minut*

Single motor: přibližně 150 minut*

Dvojitý motor: přibližně 265 minut*

*Skutečná výdrž závisí na způsobu, jakým žáci s modely pracují.

Zařízení je potřeba nabít ve chvíli, kdy jej nelze zapnout nebo začne blikat červená kontrolka. Přibližné doby nabíjení (od 0 % do 100 %) jsou následující – skutečný čas se může lišit v závislosti na teplotě a aktuálním stavu baterie:

Dvojitý motor: 40 minut

Single motor: 40 minut

Senzor barev: 30 minut

Ovladač: 30 minut

Jakoukoli kartu z jakéhokoli setu lze použít bez ohledu na její barvu a karty se vzájemně neruší. Vše bude fungovat správně i v případě, že pět skupin používá stejnou modrou kartu.

Každá karta obsahuje jedinečné ID, které hardware bezdrátově načítá. Díky tomu dokáže rozlišit jednotlivé skupiny, i když používají karty stejné barvy.

Při připojování k Coding Canvas jsou párovací karty užitečné také proto, že barva naskenované karty slouží k filtrování seznamu dostupného hardwaru. Zobrazuje se i ID karty, což usnadňuje identifikaci správného zařízení – zejména ve třídách s větším množstvím hardwaru.

Ano, hardware lze připojit i bez karty. Stačí zvolit možnost „Připojit bez karty“ a pokračovat v procesu připojení.

Každá sada LEGO Education Computer Science & AI obsahuje jedinečné párovací karty. Jakákoli karta, bez ohledu na barvu, bude fungovat správně.

V jednom projektu v Coding Canvas je možné připojit až 10 zařízení současně. Při větším počtu připojených zařízení může dojít ke snížení výkonu v závislosti na typu zařízení a na tom, zda je technologie BLE (Bluetooth Low Energy) současně využívána i pro jiné účely.

Pokud je hardware připojen k zařízení s přístupem k internetu, aktualizace probíhají automaticky (je-li dostupná nová verze).

V případě neúspěšné aktualizace začne zařízení blikat duhovým vzorem. Stačí jej znovu připojit a aktualizace se pokusí spustit automaticky znovu.

Pro žáky:

Pro skupinu čtyř žáků postačí jedno zařízení. U některých lekcí je potřeba laptop nebo Chromebook s připojením k internetu a prohlížečem Chromium (např. Google Chrome nebo Microsoft Edge) či iPad s nainstalovanou aplikací Coding Canvas. Zařízení musí podporovat Bluetooth pro připojení hardwaru a mít kameru (externí USB nebo vestavěnou webkameru) pro využití AI funkcí.

Některé lekce jsou „bez obrazovky“ a žáci tedy zařízení nepotřebují. Učitel však vždy potřebuje zařízení a projektor nebo obrazovku pro prezentaci výukového obsahu.

Pro Chromebooky, PC, Mac a obdobná zařízení vyžaduje Coding Canvas připojení k internetu. Pro iOS je k dispozici aplikace, kterou lze používat i offline.

LEGO Education Coding Canvas je navrženo s důrazem na bezpečnost a ochranu soukromí žáků. Byla zavedena následující opatření:

Bez přihlášení žáků: Žáci mohou aplikaci používat anonymně bez jakéhokoli profilování. Neukládají se žádné osobní údaje.

Vše běží na zařízení žáka: Programy i veškerá práce zůstávají uložené přímo v aplikaci na zařízení. Data z AI jsou zpracovávána lokálně, takže LEGO Education ani třetí strany neukládají obrázky ani osobní informace.

AI funkce okamžitě maže obrázky: Kamera zařízení slouží k detekci pozic a sledování těla, avšak po zpracování jsou obrázky ihned odstraněny. Pokud žáci sdílejí projekty s ostatními žáky či učiteli, použité obrázky se neukládají ani nesdílejí.

Tato opatření zajišťují ochranu soukromí a bezpečné využívání AI technologií ve výuce.