LEGO® Education 45521 Počítačová veda a AI (vek 8+) Trieda

LEGO Education® Computer Science & AI je komplexné riešenie obsahujúce 120 kolaboratívnych, praktických a štandardmi zosúladených lekcií, ktorých cieľom je urobiť informatiku a umelú inteligenciu zmysluplnými, relevantnými a intuitívnymi pre učiteľov aj študentov.

LEGO Education Science podporuje výučbu informatiky a umelej inteligencie naprieč ročníkmi prostredníctvom silného dodržiavania Next Generation Science Standards (NGSS) a ďalšieho mapovania na konkrétne štátne vzdelávacie štandardy, čím zabezpečuje relevantné a kvalitné vyučovanie vo všetkých štátoch.

LEGO Education Science ponúka tri vekovo vhodné riešenia: Predškolský vek až do druhej triedy, Prvá etapa a Druhá fáza. Každé riešenie obsahuje 30 lekcií založených na skúmavom prístupe a v súlade s vzdelávacími štandardmi, ktoré sú intuitívne na prípravu a implementáciu.

Každá sada obsahuje stavebné inštrukcie, tehly a vhodné technologické prvky navrhnuté pre danú vekovú skupinu.

Každá sada je určená pre 4 žiakov a obsahuje nasledujúce prvky:

5+ rokov:
276 kusov kusov, vrátane 1 diel jednomotorového, 1 diel farebného senzora, 1 diel párovacej karty, 1 diel 20cm USB-C nabíjacieho kábla, 1 diel prepravnej krabice a tlačených manuálov s návodom na stavbu.

8+ rokov:
321 kusov vrátane 1 diel dvojmotora, 1 diel farebného senzora, 1 diel párovacej karty, 1 diel 20cm USB-C nabíjacieho kábla, 1 diel prepravnej krabice a tlačených manuálov s návodom na stavbu.

11+ rokov:
379 kusov kusov, vrátane 1 dielu s jedným motorom, 1 diel dvojmotora, 1 diel farebného senzora, 1 diel ovládača, 2 dielne párovacie karty, 1 diel 20cm USB-C nabíjacieho kábla, 1 diel prepravnej krabice a tlačených manuálov s návodom na stavbu.

Ďalšie párovacie karty, náhradné sady dielov a nabíjačky pre jednoduchšiu správu triedy je možné zakúpiť samostatne alebo ako súčasť zľavnených sád pre školy.

LEGO® Education Informatika a umelá inteligencia sprístupňuje AI praktickým, zrozumiteľným a bezpečným spôsobom, takže študenti nielen používajú AI, ale aj rozumejú, ako funguje. Prostredníctvom hravých, na výučbu pripravených aktivít objavujú počítačové videnie, klasifikáciu a pravdepodobnostné uvažovanie, pričom dôraz na súkromie a bezpečnosť je už navrhnutý.

Všetky AI funkcie bežia lokálne na zariadení študenta a žiadne dáta sa nezdieľajú LEGO® Education Ani s tretími stranami. Osobné identifikovateľné údaje (ako surové snímky z fotoaparátu) sa neukladajú – na zariadení zostávajú len body predstavujúce polohu tela.

Výučba kľúčových princípov AI

Žiaci pracujú v nasledujúcich oblastiach:

Vnímanie (snímanie dát)

Reprezentácia a odôvodnenie

Učenie sa z dát

Prirodzená interakcia

Spoločenský dopad technológií

Obsah je v súlade s rámcom CSTA a s novými štandardmi pre výučbu AI, ako sú AI4K12 a AAAI.

Postupná vzdelávacia trajektória

Žiaci môžu postupne rozvíjať svoje zručnosti:

Predtrénovaný klasifikátor: interpretácia tried a úrovní dôvery.

Vlastný klasifikátor postojov: zbierka príkladov, iterácia a reflexia možného zaujatosti.

Body Sensing Blocks: pracujú priamo s kľúčovými bodmi (X, Y súradnice), uhlami a vzdialenosťami pre riadenie pohybu v reálnom čase.

Etika a zodpovednosť

Žiaci hodnotia otázky zaujatosti, spravodlivosti, súkromia a širších spoločenských dopadov technológií. Týmto spôsobom rozvíjajú kritické myslenie spolu s kreatívnym využitím AI.

Pripravení na učenie

Riešenie je jednoduché na používanie, systematicky vedené a prispôsobené veku žiakov. Hotové vyučovacie scenáre znižujú zložitosť a umožňujú efektívne zavedenie informatiky a umelej inteligencie do školskej praxe.

Každá lekcia je navrhnutá tak, aby trvala 45 minút.

Program LEGO® Education Počítačová veda a umelá inteligencia je navrhnutá tak, aby pracovala so štyrmi študentmi naraz. Skupiny môžu byť menšie ako štyria, ale skupiny s viac ako štyrmi študentmi sa neodporúčajú.

Obsah LEGO® Education Informatika a umelá inteligencia pokrýva základné koncepty informatiky, vrátane výpočtových systémov, dát a analýz, algoritmov a programovania, ako aj umelej inteligencie (AI).
Je navrhnutý tak, aby podporoval výučbu informatiky naprieč ročníkmi, pričom silne zodpovedá štandardom Asociácie učiteľov informatiky (CSTA), s dodatočným mapovaním na jednotlivé štáty a krajiny.

Výučba založená na bádaní je dlhodobo podporovaná výskumom. Štúdie ukazujú, že žiaci zapojení do tohto typu učenia rozvíjajú pokročilé vedecké myslenie, ako je experimentovanie, práca s dôkazmi alebo vyvodenie záverov (DiMauro & Furman, 2016).

Podľa prehľadu integrovaných pedagogických prístupov "Learning Through Play at School" (Parker & Thomsen, 2019) má tento spôsob vyučovania pozitívny vplyv nielen na rozvoj vedeckých zručností, ale aj na pochopenie vedeckých konceptov a na učenie matematiky.

Dôležitú úlohu zohráva aj zapojenie žiakov. Výskumný prístup podporuje ich motiváciu, aktívnu účasť na vyučovaní a zároveň posilňuje pozitívny postoj k celoživotnému vzdelávaniu.

Toto sú princípy, na ktorých LEGO Education Science stavia. Praktické vzdelávanie založené na bádaní umožňuje študentom dosahovať zmysluplné výsledky v informatike a umelej inteligencii, pričom podporuje vzdelávacie výsledky všetkých študentov.

Na prihlásenie potrebujete mať účet. LEGO®. Účet LEGO® Môže byť vytvorený zadarmo pomocou e-mailovej adresy alebo existujúceho účtu Google, Facebooku, Apple alebo EPIC Games.

Vytvorenie prihlasovacieho čísla zjednodušuje učiteľský zážitok a minimalizuje čas strávený hľadaním a prípravou lekcií. Keď vytvoríte profil, uvidíte len najrelevantnejší obsah založený na vašej lokalite a veku/ročníkoch, ktoré učíte.

Áno, všetky lekcie sú zadarmo a dostupné online cez Portál pre učiteľov.

Áno, keď sa prihlásite a nastavíte profil podľa svojej krajiny alebo štátu, všetky lekcie budú priradené podľa príslušných štandardov pre danú lokalitu.

Lekcie sú poskytované online prostredníctvom Teacher Portalu, aby boli vždy aktuálne a obsahovali všetky potrebné funkcie. Nie je možné stiahnuť lekcie na offline použitie; avšak po otvorení lekcie sa načíta na pozadí, aby bol zážitok plynulý aj pri nestabilnom internetovom pripojení. Poznámky učiteľov ku každej lekcii sú dostupné na stiahnutie a tlač.

Všetok hardvér je možné pripojiť a programovať cez Coding Canvas. Tu môžete získať podrobnú spätnú väzbu a dáta z hardvéru a využiť širokú škálu generických a hardvérovo špecifických programovacích blokov na oživenie svojich modelov.

Jednomotorový a dvojmotorový
Tieto zariadenia sa používajú v širokej škále modelov, kde je fyzický pohyb potrebný na funkciu alebo na zvýšenie zapojenia zreničiek. Každý motor môže byť použitý samostatne, stačí nastaviť štart motora, pripojiť ho bezdrôtovo k senzorom pomocou pripojovacích kariet alebo pripojiť k Coding Canvas pre úplnú kontrolu.

Kontrolér
Žiaci zvyčajne radi majú priamu kontrolu nad modelom, a s ovládačom to môžu robiť a ešte oveľa viac! Jeho kompaktný dizajn a univerzálnosť s dvoma páčkami znamenajú, že môže slúžiť aj ako senzor v rámci modelu.

Farebný senzor
Farebný senzor je jednou z najrelevantnejších a najintuitívnejších senzorických funkcií. Tento ultrakompaktný senzor môže byť dokonca použitý ako svetelný efekt v niektorých lekciách. Keď je priamo spárovaný s jedným alebo viacerými motormi, farebný senzor spôsobí, že motory reagujú nasledovne:

Biela (farba LEGO 001)
Jednomotorová akcia: Ignorovať
Dvojitá motorická akcia: Ignorovať

Modrá (farba LEGO 023)
Jednomotorový pohyb: Jeden otoč v smere hodinových ručičiek
Dvojmotorický pohyb: Posuňte sa o jeden otoč dopredu

Žltá (farba LEGO 024)
Jednomotorová akcia: Jedno otočenie proti smeru hodinových ručičiek
Dvojitá motorická akcia: Ustúpte o jeden otoč

Zelená (farba LEGO 028)
Jednomotorová akcia: deväťdesiat stupňov v smere hodinových ručičiek
Dvojitý motorický pohon: Otáčanie o deväťdesiat stupňov*

Červená (farba LEGO 021)
Jednomotorová akcia: deväťdesiat stupňov proti smeru hodinových ručičiek
Dvojitý motorický pohon: Otáčanie o deväťdesiat stupňov*

Fialová (farba LEGO 324)
Jednomotorová akcia: Režim kopania
Dvojitý motorický mechanizmus: Režim kopania

Modro-zelená (LEGO 107 Color)
Jednomotorová akcia: Režim kývania
Dvojmotorová akcia: Režim kývania

*Rotačná funkcia závisí od priemeru kolesa a konštrukcie modelu.

Po pripojení k Coding Canvas môže farebný senzor poskytovať aj hodnoty HSV a odrazu pre pokročilejšie použitie.

Párovacie karty
Chcete pripojiť senzor k viacerým motorom? Stačí ťuknúť na kartu na motoroch a spárujú sa okamžite bez potreby ďalšej konfigurácie.

Hardvér má rôzne kapacity batérií a využitie. V praxi je možné absolvovať aspoň dve lekcie za sebou, ak je hardvér plne nabitý. Výkon sa môže výrazne zvýšiť, ak sa produkt nabíja medzi lekciami, aj keď len 10 minút. Pri neustálom používaní sú nasledujúce doby behu:

Ovládač: Približne 80 minút nepretržitého používania*

Farebný senzor: Približne 90 minút nepretržitého používania*

Jeden motor: približne 150 minút nepretržitého používania*

Dvojmotor: približne 265 minút nepretržitého používania*

*Veľmi závisí od toho, ako študenti interagujú s modelmi.

Keď hardvér už nie je možné zapnúť alebo začne blikať červeno, je čas na nabíjanie. Doba nabíjania závisí od faktorov ako teplota a úroveň batérie, ale približné časy nabíjania (od 0 % do 100 %) sú nasledovné:

Dvojitý motor: 40 minút

Jeden motor: 40 minút

Farebný senzor: 30 minút

Kontrolór: 30 minút

Môžete použiť akúkoľvek kartu z akéhokoľvek setu a karty si navzájom nebudú prekážať, bez ohľadu na farbu. Aj keď máte päť skupín, ktoré všetky používajú modrú kartu, všetko bude fungovať správne. Každá karta obsahuje jedinečné ID, ktoré hardvér bezdrôtovo skenuje, čo mu pomáha rozlíšiť skupiny, aj keď používajú rovnakú farbu.

Párovacie karty sú tiež užitočné pri pripájaní na kódovacie plátno, pretože farba skenovanej karty sa používa na filtrovanie zoznamu hardvéru, ktorý je možné pripojiť. Okrem toho sa zobrazuje ID naskenovanej karty, čo pomáha identifikovať správny hardvér v zozname. To je veľmi užitočné, najmä v triedach s veľkým množstvom hardvéru.

Áno, hardvér môžete pripojiť aj bez karty. Stačí vybrať možnosť "Pripojiť bez karty" a pokračovať v procese pripojenia.

Každá sada LEGO Education Computer Science & AI obsahuje jedinečné zodpovedajúce karty, pričom funguje akákoľvek karta akejkoľvek farby.

V Coding Canvas je možné pripojiť až 10 kusov hardvéru v jednom projekte. Výkon môže klesnúť pri pripojení viacerých zariadení naraz, v závislosti od zariadenia a od toho, či sa BLE (Bluetooth Low Energy) používa zároveň na iné účely.

Hardvér sa automaticky aktualizuje, keď je pripojený k zariadeniu s internetovým pripojením (ak je dostupná aktualizácia).
Ak aktualizácia zlyhá, hardvér začne blikať dúhovým vzorom. V takom prípade sa prosím pokúsite znovu pripojiť a hardvér sa pokúsi aktualizáciu vykonať automaticky znova.

Pre žiakov:
Na niektoré hodiny potrebujú študenti zariadenie, ako je notebook alebo Chromebook s pripojením na internet a prehliadačom Chromium (napr. Google Chrome alebo Microsoft Edge), alebo iPad s nainštalovanou aplikáciou Coding Canvas. Pre skupinu štyroch študentov je potrebné len jedno zariadenie. Zariadenie musí mať Bluetooth na pripojenie k hardvéru a kameru (externé USB alebo zabudovanú webkameru), aby mohlo využívať AI funkcie.

Ostatné hodiny sú "bez obrazovky" a nevyžadujú, aby študenti mali prístup k zariadeniu. Učitelia však stále potrebujú zariadenie a projektor/plátno na výučbu obsahu.

Pre Chromebooky, PC, Mac a podobné zariadenia Coding Canvas vyžadujú internetové pripojenie.
Existuje aplikácia pre iOS, ktorú je možné používať offline.

LEGO Education Coding Canvas je navrhnutý tak, aby bol bezpečný a chránil súkromie študentov. Bolo prijatých niekoľko opatrení na zabezpečenie jeho bezpečnosti pri používaní:

Žiadne prihlásenie študenta: Študenti môžu používať Coding Canvas anonymne, bez akéhokoľvek profilovania. To znamená, že sa neukladajú žiadne osobné údaje študentov.

Všetko beží na vašom zariadení: To znamená, že programy študentov a všetko, čo robia v Coding Canvas, zostáva v aplikácii na ich zariadení. Dáta z AI sa tiež spracovávajú lokálne na zariadení študenta, takže ani LEGO Education, ani žiadna tretia strana neukladá žiadne obrázky ani osobné údaje.

AI funkcia okamžite vymaže obrázky: Aj keď funkcia AI používa kameru zariadenia študenta na detekciu pozícií a sledovanie tela, obrázky sa okamžite vymažú, keď sú dáta použité na trénovanie modelu uložené v projekte. Aj keď študenti zdieľajú svoje projekty s inými študentmi alebo učiteľmi, obrázky použité v procese sa neukladajú a teda sa nezdieľajú.

Tieto opatrenia boli zavedené na zabezpečenie ochrany súkromia a bezpečnosti študentov pri používaní technológií AI.