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

Komplexní řešení LEGO Education® Computer Science & AI obsahuje 90 kolaborativních, praktických a se standardy sladěných lekcí, jejichž cílem je učinit informatiku a umělou inteligenci smysluplnou, relevantní a intuitivní pro učitele i žáky.

Tři řešení přizpůsobená věku žáků nabízí LEGO Education Science: předškolní věk až druhou třídu, první stupeň a druhý stupeň. Každé z těchto řešení zahrnuje 30 lekcí v souladu se vzdělávacími standardy a založených na badatelském přístupu, které jsou intuitivní jak na přípravu, tak na realizaci.

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

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

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.

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

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

Veškeré AI funkce běží lokálně na zařízení žáka a žádná data se nesdílejí s LEGO® Education ani s třetími stranami. Osobně identifikovatelná data se neukládají – 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 a s nově vznikajícími standardy pro výuku AI, jako jsou AI4K12 a AAAI.

Postupná vzdělávací trajektorie

Své dovednosti mohou žáci rozvíjet postupně. Pracují s předtrénovaným klasifikátorem, vytvářejí vlastní klasifikátor postojů a využívají bloky pro snímání těla pro řízení pohybu v reálném čase.

Etika a odpovědnost

Otázky spravedlnosti, zkreslení, ochrany soukromí i širších společenských dopadů technologií žáci aktivně hodnotí a rozvíjejí tak kritické myšlení spolu s tvořivým využíváním AI.

Připraveno pro výuku

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

Každá lekce LEGO® Education Computer Science je navržena tak, aby byla odučena během 45 minut.

Skupiny s více než čtyřmi žáky se nedoporučují. Program LEGO® Education Computer Science & AI je navržen pro práci čtyř žáků současně, přičemž skupiny mohou být i menší než čtyřčlenné.

Je navržen tak, aby podporoval výuku informatiky napříč ročníky, přičemž silně odpovídá standardům Computer Science Teachers Association (CSTA), s doplňujícím mapováním na jednotlivé státy a země.

Obsah LEGO® Education Computer Science & AI pokrývá základní koncepty informatiky, včetně výpočetních systémů, dat a analýzy, algoritmů a programování a umělé inteligence (AI).

Podobně výzkumy ukazují, že žáci zapojení do badatelsky orientované výuky rozvíjejí pokročilé dovednosti vědeckého myšlení, jako je experimentování, vyhodnocování důkazů a vyvozování závěrů (DiMauro & Furman, 2016).

Přehled integrovaných pedagogických přístupů „Learning Through Play at School“ (Parker & Thomsen, 2019) naznačuje, že badatelsky orientovaná výuka má pozitivní dopad na rozvoj vědeckých dovedností a porozumění vědeckým konceptům, na učení matematiky i na silné zapojení a motivaci žáků, čímž podporuje pozitivní vztah k celoživotnímu učení.

Díky ověřené metodice podporuje LEGO Education Science vzdělávací výsledky všech žáků. Badatelsky orientované, praktické učení zajišťuje, že každý žák dosahuje smysluplných výsledků v oblasti informatiky a AI.

Účet LEGO® lze vytvořit zdarma pomocí e-mailové adresy nebo stávajícího účtu Google, Facebook, Apple nebo EPIC Games. Pro přihlášení je potřeba mít účet LEGO®.

Když si vytvoříte profil, uvidíte pouze ten nejrelevantnější obsah na základě vaší lokality a věku/ročníků, které vyučujete. Vytvoření přihlášení minimalizuje čas strávený hledáním a přípravou lekcí a zároveň zjednodušuje zkušenosti učitele.

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

Jakmile se přihlásíte a nastavíte svůj profil podle vaší země nebo státu, všechny lekce budou přiřazeny k příslušným standardům pro tuto lokalitu.

Stažení lekcí pro offline použití není možné; když však otevřete lekci, načte se na pozadí, aby byla zajištěna plynulá zkušenost i při nestabilním internetovém připojení.

Lekce jsou poskytovány v online formátu prostřednictvím portálu pro učitele, aby byly vždy aktuální a zahrnovaly všechny potřebné funkce. Poznámky pro učitele ke každé lekci jsou k dispozici ke stažení a tisku.

Prostřednictvím Coding Canvas lze všechen hardware připojit a programovat. Využít můžete širokou škálu obecných a hardware-specifických programovacích bloků, které oživí vaše modely, a zároveň zde získat podrobnou zpětnou vazbu a data z hardware.

Single a Dvojitý Motor
V široké škále modelů jsou tato zařízení používána tam, kde je potřebný fyzický pohyb pro funkce nebo pro zvýšení zapojení žáků. Jakýkoli motor může být použit samostatně – jednoduše nastavíte výstup motoru, aby se spustil – nebo může být připojen bezdrátově k senzorům pomocí připojovacích karet, případně připojen k Coding Canvas pro plnou kontrolu.

Ovladač
S ovladačem mohou žáci dělat mnohem víc a obecně milují mít přímou kontrolu nad modelem. Jeho kompaktní design a všestrannost dvou páček znamená, že může fungovat také jako senzor uvnitř modelu.

Senzor Barev
Jedním z nejrelevantnějších a nejintuitivnějších senzorických funkcí, které jsou k dispozici, je senzor barev. V některých lekcích může být tento ultra-kompaktní senzor dokonce použit jako světelný efekt. Když je přímo spárován s jedním nebo více motory, způsobí, že motory budou reagovat následovně:

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.

Senzor barev může při připojení k Coding Canvas poskytovat také hodnoty HSV a odrazu pro pokročilejší použití.

Párovací karta
Stačí pouze přiložit kartu k motorům a okamžitě se spárují bez potřeby další konfigurace, pokud chcete připojit senzor k několika motorům.

Hardware má různé kapacity baterie a různé způsoby použití. Pokud je plně nabitý, je v praxi možné provést alespoň dvě lekce po sobě. Výkon lze výrazně zvýšit nabíjením mezi lekcemi, i když jen na 10 minut. Následující časy běhu platí při stálém použití:

Ovladač: přibližně 80 minut nepřetržitého použití*

Senzor barev: přibližně 90 minut nepřetržitého použití*

Single motor: přibližně 150 minut nepřetržitého použití*

Dvojitý motor: přibližně 265 minut nepřetržitého použití*

*Výrazně závisí na tom, jak žáci interagují s modely.

Je čas na nabíjení, když hardware už nelze zapnout nebo začne blikat červeně. Přibližné doby nabíjení (od 0% do 100%) jsou následující, přičemž doba závisí na faktorech, jako je teplota a úroveň nabití baterie:

Dvojitý motor: 40 minut

Single motor: 40 minut

Senzor barev: 30 minut

Ovladač: 30 minut

Jakoukoliv kartu z jakéhokoliv setu můžete použít a bez ohledu na barvu se karty vzájemně nebudou rušit. Vše bude fungovat správně, i když máte pět skupin, které všechny používají modrou kartu. Každá karta obsahuje jedinečné ID, které je bezdrátově skenováno hardwarem, a to mu pomáhá rozlišit mezi skupinami, i když používají stejnou barvu.

Při připojování k Coding Canvas jsou párovací karty také užitečné, protože barva naskenované karty se používá k filtrování seznamu hardwaru, který lze připojit. ID naskenované karty se navíc zobrazuje, což pomáhá identifikovat správný hardware v seznamu. Zejména ve třídách s velkým množstvím hardwaru je to velmi užitečné.

I bez karty můžete hardware připojit. Stačí zvolit možnost „Připojit bez karty“ a pokračovat v procesu připojení.

Jedinečné párovací karty obsahuje každá sada LEGO Education Computer Science & AI, přičemž jakákoliv karta jakékoliv barvy bude fungovat.

Až 10 kusů hardwaru je možné připojit v jednom projektu v Coding Canvas. Při připojení více zařízení najednou se výkon může snížit, v závislosti na zařízení a na tom, zda je BLE (Bluetooth Low Energy) používáno i pro jiné účely současně.

Když je hardware připojen k zařízení s připojením k internetu, automaticky se aktualizuje (pokud je k dispozici aktualizace). Pokud aktualizace selže, začne blikat duhovým vzorem. V takovém případě se prosím pokuste znovu připojit a hardware se pokusí aktualizaci provést automaticky znovu.

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

Některé lekce jsou „bez obrazovky“ a žáci tak nepotřebují přístup k zařízení. Učitelé však stále potřebují zařízení a projektor/obrazovku pro výukový obsah.

Coding Canvas vyžaduje připojení k internetu pro Chromebooky, PC, Mac a podobná zařízení. Pro iOS existuje aplikace, která může být používána i offline.

LEGO Education Coding Canvas je navrženo tak, aby chránilo soukromí žáků a bylo bezpečné. Bylo přijato několik opatření, aby bylo zajištěno bezpečné použití:

Bez přihlášení žáků: Žáci mohou používat Coding Canvas anonymně, bez jakéhokoliv profilování. Neukládají se tak žádné osobní údaje žáků.

Všechno běží na zařízení žáka: Programy žáků i vše, co dělají v Coding Canvas, zůstává v aplikaci na jejich zařízení. Data z AI jsou také zpracována lokálně na zařízení žáka, takže LEGO Education ani žádná třetí strana neukládá žádné obrázky ani osobní data.

AI funkce okamžitě smaže obrázky: I když AI funkce používá kameru zařízení žáka pro detekci pozic a sledování těla, obrázky jsou ihned odstraněny, když jsou data používaná pro trénování modelu uložena v projektu. Pokud žáci sdílejí své projekty s ostatními žáky nebo učiteli, obrázky použité v procesu nejsou uloženy, a proto nejsou sdíleny.

Tato opatření byla zavedena za účelem zajištění ochrany soukromí žáků a bezpečnosti při používání AI technologií.