LEGO Education® Computer Science & AI je komplexní řešení obsahující 120 kolaborativních, praktických a se standardy sladěných lekcí, které mají za cíl učinit informatiku a umělou inteligenci smysluplnou, relevantní a intuitivní pro učitele i žáky.

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, což zajišťuje relevantní a kvalitní výuku ve všech státech.

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

Každá sada obsahuje stavební návody, kostky a příslušné technologické prvky určené pro danou věkovou skupinu, kterou sada pokrývá.

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

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 a nabíječky pro snadnější správu výuky ve třídě lze zakoupit samostatně nebo jako součást zvýhodněných setů pro školy.

LEGO® Education Computer Science & AI zpřístupňuje umělou inteligenci prakticky, srozumitelně a bezpečně, takže žáci AI nejen používají, ale také chápou, jak funguje. Prostřednictvím hravých aktivit připravených pro výuku objevují počítačové vidění, klasifikaci a pravděpodobnostní uvažování, přičemž důraz je kladen na soukromí a bezpečnost už od návrhu.

Veškeré AI funkce běží lokálně na zařízení žáka a žádná data se nesdílejí s LEGO® Education ani s třetími stranami. Osobně identifikovatelná data (například surové snímky z kamery) se neukládají – v zařízení zůstávají pouze body představující polohu těla.

Výuka klíčových principů AI

Žáci pracují s těmito oblastmi:

Vnímání (snímání dat)

Reprezentace a usuzování

Učení z dat

Přirozená interakce

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

Žáci mohou postupně rozvíjet své dovednosti:

Předtrénovaný klasifikátor: interpretace tříd a míry spolehlivosti (confidence).

Vlastní klasifikátor postojů: sběr příkladů, iterace a reflexe možného zkreslení (bias).

Bloky pro snímání těla: práce přímo s klíčovými body (souřadnice X, Y), úhly a vzdálenostmi pro řízení pohybu v reálném čase.

Etika a odpovědnost

Žáci hodnotí otázky zkreslení, spravedlnosti, ochrany soukromí a širších společenských dopadů technologií. Rozvíjejí tak kritické myšlení společně s tvořivým využíváním AI.

Připraveno pro výuku

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

Každá lekce je navržena tak, aby byla odučena během 45 minut.

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

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

Badatelsky orientovaná výuka je dlouhodobě podporována výzkumy. Studie ukazují, že žáci zapojení do tohoto typu učení rozvíjejí pokročilé dovednosti vědeckého myšlení, například experimentování, práci s důkazy nebo vyvozování závěrů (DiMauro & Furman, 2016).

Podle přehledu integrovaných pedagogických přístupů „Learning Through Play at School“ (Parker & Thomsen, 2019) má tento způsob výuky pozitivní vliv nejen na rozvoj vědeckých dovedností, ale také na porozumění vědeckým konceptům a na učení matematiky.

Významnou roli hraje také zapojení žáků. Badatelský přístup podporuje jejich motivaci, aktivní účast ve výuce a zároveň posiluje pozitivní vztah k celoživotnímu vzdělávání.

Právě na těchto principech staví LEGO Education Science. Prakticky zaměřené badatelské učení umožňuje žákům dosahovat smysluplných výsledků v oblasti informatiky a AI a zároveň podporuje vzdělávací výsledky všech žáků.

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

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

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

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

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

Všechen hardware lze připojit a programovat prostřednictvím Coding Canvas. Zde můžete získat podrobnou zpětnou vazbu a data z hardware a využít širokou škálu obecných a hardware-specifických programovacích bloků, které oživí vaše modely.

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

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

Senzor Barev
Senzor barev je jedním z nejrelevantnějších a nejintuitivnějších senzorických funkcí, které jsou k dispozici. Tento ultra-kompaktní senzor může být dokonce použit jako světelný efekt v některých lekcích. Když je přímo spárován s jedním nebo více motory, senzor barev 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.

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

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

Hardware má různé kapacity baterie a způsoby použití. V praxi je možné provést alespoň dvě lekce po sobě, pokud je hardware plně nabitý. Výkon lze výrazně zvýšit, pokud je produkt nabíjen mezi lekcemi, i když jen na 10 minut. Při stálém použití jsou následující časy běhu:

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.

Když hardware už nelze zapnout nebo začne blikat červeně, je čas na nabíjení. Doba nabíjení závisí na faktorech, jako je teplota a úroveň nabití baterie, ale přibližné doby nabíjení (od 0% do 100%) jsou následující:

Dvojitý motor: 40 minut

Single motor: 40 minut

Senzor barev: 30 minut

Ovladač: 30 minut

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

Párovací karty jsou také užitečné při připojování k Coding Canvas, protože barva naskenované karty se používá k filtrování seznamu hardwaru, který lze připojit. Kromě toho se zobrazuje ID naskenované karty, což pomáhá identifikovat správný hardware v seznamu. To je velmi užitečné, zejména ve třídách s velkým množstvím hardwaru.

Ano, hardware můžete 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, přičemž jakákoliv karta jakékoliv barvy bude fungovat.

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

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

Pro žáky:
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. Pro skupinu čtyř žáků je potřeba pouze jedno zařízení. Zařízení musí mít Bluetooth pro připojení k hardwaru a kameru (externí USB nebo vestavěnou webkameru) pro použití AI funkcí.

Další lekce jsou "bez obrazovky" a nevyžadují, aby žáci měli přístup k zařízení. Učitelé však stále potřebují zařízení a projektor/obrazovku pro výukový obsah.

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

LEGO Education Coding Canvas je navrženo tak, aby bylo bezpečné a chránilo soukromí žáků. Byly přijaty několik opatření, aby bylo zajištěno, že je bezpečné pro použití:

Bez přihlášení žáků: žáci mohou používat Coding Canvas anonymně, bez jakéhokoliv profilování. To znamená, že se neukládají žádné osobní údaje žáků.

Všechno běží na vašem zařízení: To znamená, že programy žáků a vše, co dělají v Coding Canvas, zůstává v aplikaci na jejich zařízení. Také data z AI jsou zpracována lokálně na zařízení studenta, 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 studenta pro detekci pozic a sledování těla, obrázky jsou ihned odstraněny, když jsou data používaná pro trénování modelu uložena v projektu. I když studenti sdílejí své projekty s ostatními studenty nebo učiteli, obrázky použité v procesu nejsou uloženy, a tedy nejsou sdíleny.

Tato opatření byla zavedena, aby byla zajištěna ochrana soukromí studentů a bezpečnost při používání AI technologií.