Komplexné LEGO riešenie Education® Computer Science & AI je navrhnuté tak, aby sprístupnilo informatiku a umelú inteligenciu učiteľom a študentom zrozumiteľným a praktickým spôsobom. Program zahŕňa celkovo 90 kolektívnych a praktických lekcií, ktoré sú pripravené v súlade s vzdelávacími štandardmi.

LEGO Education Science tiež podporuje výučbu informatiky naprieč ročníkmi a zabezpečuje kvalitné a relevantné vyučovanie v rôznych krajinách prostredníctvom silného dodržiavania Next Generation Science Standards (NGSS) a ďalších vzdelávacích rámcov.

Existujú tri riešenia pre rôzne vekové skupiny: Predškolský vek do druhého ročníka, Prvá etapa a Druhá fáza. Každá varianta obsahuje 30 lekcií založených na skúmavom prístupe, ktoré sú navrhnuté tak, aby boli intuitívne nielen pri príprave, ale aj v samotnej triede.

Každá sada je navrhnutá pre prácu skupiny štyroch žiakov a obsahuje stavebné diely, návody a technologické prvky vhodné pre danú vekovú kategóriu.

5+ rokov:
Balík obsahuje 276 dielov, vrátane 1 samostatného motora, 1 farebného senzora, 1 párovacej karty, 1 20 cm USB-C nabíjacieho kábla, transportnej krabičky a tlačených stavebných manuálov.

8+ rokov:
Balenie obsahuje 321 dielov, vrátane 1 dielu dvojmotora, 1 dielu farebného senzora, 1 dielu párovacej karty, 1 dielu 20 cm USB-C nabíjacieho kábla, transportnej krabičky a tlačených návodov na stavbu.

11+ rokov:
Sada obsahuje 379 dielov, vrátane 1 jedného motora, 1 dvojitého motora, 1 farebného senzora, 1 riadiacej karty, 2 párovacích kariet, 1 20 cm USB-C nabíjacieho kábla, transportnej krabice a tlačených stavebných manuálov.

Ďalšie párovacie karty, náhradné diely alebo nabíjacie príslušenstvo je možné zakúpiť samostatne alebo v zľavnených školských balíkoch pre jednoduchšiu organizáciu hodín.

Prostredníctvom pripravených aktivít sa žiaci učia princípy počítačového videnia, klasifikácie a pravdepodobnostného uvažovania. LEGO® Education Informatika a umelá inteligencia približuje umelú inteligenciu praktickým a bezpečným spôsobom, aby študenti nielen pracovali s AI nástrojmi, ale aj rozumeli, ako fungujú.

Všetky AI funkcie sa spracovávajú lokálne priamo na zariadení študenta. Osobné údaje nie sú uložené ani zdieľané s LEGO® Education alebo tretie strany, a v systéme zostávajú len anonymné body reprezentujúce pozíciu tela.

Pochopenie princípov AI

Žiaci sú oboznámení s oblasťami ako zachytávanie dát (vnímanie), reprezentácia informácií, učenie sa z dát, uvažovanie alebo prirodzená interakcia medzi ľuďmi a technológiami. Obsah je založený na rámci CSTA a zároveň dodržiava štandardy AI4K12 a AAAI.

Postupné budovanie zručností

Žiaci môžu postupne rozvíjať svoje vedomosti. Napríklad pracujú s predtrénovaným klasifikátorom, vytvárajú vlastný klasifikátor postoja alebo používajú body scan bloky na riadenie modelov v reálnom čase.

Etický kontext technológií

Výučba zahŕňa aj diskusiu o spravodlivosti, možnej zaujatosti v dátach, ochrane súkromia a širších dopadoch technológií na spoločnosť. Týmto spôsobom žiaci rozvíjajú kritické myslenie a zodpovedný prístup k používaniu AI.

Pripravení na učenie

Systematicky pripravené scenáre umožňujú zavedenie informatiky a umelej inteligencie do školskej praxe. Obsah je prispôsobený veku žiakov a navrhnutý tak, aby bolo vyučovanie jasné a ľahko použiteľné.

Lekcie sú navrhnuté tak, aby sa dali pohodlne odovzdať v jednej štandardnej lekcii. Dĺžka individuálnych aktivít teda zodpovedá približne 45 minútam.

Ideálna je spolupráca štyroch žiakov na jednej skupine LEGO® Education Informatika a umelá inteligencia. Skupiny môžu byť menšie, ale z organizačných dôvodov sa neodporúča viac ako štyria žiaci na skupinu.

Program je úzko prepojený so štandardmi Asociácie učiteľov informatiky (CSTA) a zároveň podporuje výučbu informatiky naprieč ročníkmi. K dispozícii je aj mapovanie na konkrétne štáty a národné vzdelávacie systémy.

Obsah LEGO® Education Informatika a umelá inteligencia pokrýva hlavné oblasti informatiky – výpočtové systémy, prácu s dátami a ich analýzu, algoritmy a programovanie, ako aj základy umelej inteligencie.

Výskumy ukazujú, že vyučovanie založené na bádaní pomáha študentom rozvíjať pokročilé vedecké myslenie, ako je experimentovanie, práca s dôkazmi a vyvodzovanie záverov (DiMauro & Furman, 2016).

Okrem toho prehľad pedagogických prístupov "Learning Through Play at School" (Parker & Thomsen, 2019) potvrdzuje, že táto metóda vyučovania pozitívne podporuje pochopenie vedeckých konceptov aj matematického myslenia. Zároveň zvyšuje zapojenie žiakov do vyučovania a posilňuje ich motiváciu na ďalšie vzdelávanie.

Vďaka tejto metodológii LEGO Education Science podporuje vzdelávacie výsledky všetkých žiakov. Praktické a výskumné aktivity umožňujú každému žiakovi dosiahnuť zmysluplné výsledky v oblasti informatiky a umelej inteligencie.

Na používanie portálu je potrebné mať účet LEGO®. Toto je možné nastaviť zadarmo pomocou e-mailovej adresy alebo cez existujúci účet Google, Facebooku, Apple alebo EPIC Games.

Prihlásenie vám umožní zobraziť len obsah, ktorý zodpovedá lokalite a vekovej skupine alebo ročníkom, ktoré učiteľ učí. To uľahčuje prípravu na vyučovanie, materiály sa rýchlejšie vyhľadávajú a práca s portálom šetrí čas pri plánovaní hodín.

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

Keď si nastavíte profil pre konkrétnu krajinu alebo štát, lekcie sa automaticky prepoja s príslušnými vzdelávacími štandardmi danej lokality.

Lekcie sú dostupné online v portáli pre učiteľov, aby vždy obsahovali aktuálny obsah a všetky funkcie. Preto nie je možné stiahnuť celú lekciu úplne na offline použitie.

Avšak po otvorení sa lekcie načítavajú na pozadí, takže hodiny môžu prebiehať plynulo aj pri menej stabilnom internetovom pripojení. Poznámky pre učiteľov k jednotlivým lekciám si môžete stiahnuť a následne vytlačiť.

Hardvér je možné pripojiť a programovať prostredníctvom prostredia Coding Canvas, ktoré ponúka širokú škálu všeobecných a špecializovaných programovacích blokov. Tieto umožňujú nielen ovládať modely, ale aj získavať dáta a spätnú väzbu z jednotlivých zariadení.

Jednomotorový a dvojmotorový
Motory sa používajú v rôznych modeloch všade tam, kde je potrebný fyzický pohyb. Môžu sa používať samostatne jednoduchým nastavením výstupu, bezdrôtovo pripojené k senzorom pomocou párovacích kariet alebo priamo pripojené k Coding Canvas pre plnú kontrolu nad správaním modelu.

Kontrolér
S ovládačom môžu študenti priamo ovládať model a okamžite sledovať jeho reakcie. Vďaka kompaktnému dizajnu a dvom pákam môže zariadenie fungovať aj ako senzor priamo zabudovaný v modeli.

Farebný senzor
Farebný senzor je jedným z najintuitívnejších senzorických prvkov v sade a môže tiež slúžiť ako svetelný efekt v niektorých lekciách. Keď je pripojený k jednému alebo viacerým motorom, vyvoláva nasledujúce reakcie:

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

*Funkcia otáčania závisí od priemeru kolies a konštrukcie modelu.

Po pripojení k Coding Canvas môže farebný senzor poskytovať aj hodnoty HSV a odrazu, čo umožňuje pokročilejšie spracovanie dát.

Párovacie karty
Na pripojenie zariadení stačí ťuknúť kartou na motory a hardvér sa okamžite spáruje bez potreby ďalšej konfigurácie. Táto metóda je obzvlášť praktická pri pripojení senzora k viacerým motorom súčasne.

Keď sú plne nabité, je možné absolvovať aspoň dve lekcie za sebou bez problémov. Okrem toho je možné predĺžiť výdrž batérie krátkym nabíjaním medzi hodinami – napríklad desaťminútové dobitie môže výrazne pomôcť.

Jednotlivé zariadenia majú rôzne kapacity batérií a rôzne využitia. Približný čas prevádzky pri nepretržitom používaní je nasledovný:

Ovládač: Približne 80 minút*

Farebný senzor: približne 90 minút*

Jeden motor: približne 150 minút*

Dvojitý motor: približne 265 minút*

*Skutočná výdrž závisí od toho, ako študenti pracujú s modelmi.

Zariadenie je potrebné dobiť, keď ho nie je možné zapnúť alebo začne blikať červené svetlo. Skutočný čas nabíjania sa môže líšiť v závislosti od okolitej teploty a aktuálneho stavu batérie, ale približné časy (od 0 % do 100 %) sú nasledovné:

Dvojitý motor: 40 minút

Jeden motor: 40 minút

Farebný senzor: 30 minút

Kontrolór: 30 minút

Párovacie karty si navzájom nezasahujú a môže sa použiť akákoľvek karta z akejkoľvek sady, bez ohľadu na jej farbu. Správna prevádzka teda nie je ovplyvnená, aj keď viaceré skupiny používajú rovnakú farbu karty.

Každá karta obsahuje jedinečný identifikačný kód, ktorý hardvér číta bezdrôtovo. Vďaka tomu systém dokáže rozlíšiť skupiny aj vtedy, keď používajú karty rovnakej farby.

Pri pripojení do Coding Canvas sa farba naskenovanej karty používa aj na filtrovanie zoznamu dostupného hardvéru. Zobrazuje sa aj identifikačné číslo karty, čo uľahčuje výber správneho zariadenia, najmä v triedach s väčším množstvom hardvéru.

Áno, hardvér sa dá pripojiť aj bez použitia párovacej karty. Stačí vybrať možnosť "Pripojiť sa bez karty" a pokračovať v bežnom postupe pripojenia.

Každá sada LEGO Education Computer Science & AI obsahuje jedinečné zodpovedajúce karty. Farba karty nie je rozhodujúca – všetky karty fungujú správne bez ohľadu na ich farebný dizajn.

V prostredí Coding Canvas je možné súčasne pripojiť až 10 hardvérových zariadení v jednom projekte. S väčším počtom pripojených zariadení môže výkon klesať, v závislosti od typu zariadenia a od toho, či sa Bluetooth Low Energy (BLE) používa súčasne na iné funkcie.

Ak je hardvér pripojený k zariadeniu s pripojením na internet a je dostupná nová verzia, aktualizácia prebieha automaticky.

Ak aktualizácia nebude úspešná, zariadenie začne signalizovať stav blikaním v dúhovom vzore. Stačí ho znova zapojiť a systém sa pokúsi automaticky znova spustiť aktualizáciu.

Pre žiakov:

Jedno zariadenie stačí na prácu skupiny štyroch žiakov. Niektoré lekcie vyžadujú notebook alebo Chromebook s pripojením na internet a prehliadač Chromium (napríklad, Google Chrome alebo Microsoft Edge), alebo iPad s nainštalovanou aplikáciou Coding Canvas. Zariadenie musí podporovať Bluetooth pre hardvérové pripojenie a zároveň mať kameru (externé USB alebo zabudované webkamery), aby využilo funkcie AI.

Niektoré lekcie prebiehajú bez obrazovky, takže študenti zariadenie nepotrebujú. Učiteľ však vždy potrebuje zariadenie a projektor alebo plátno na prezentáciu učebného obsahu.

Na zariadeniach Chromebook, PC alebo Mac, na používanie Coding Canvas je potrebné internetové pripojenie. Pre iOS zariadenia je dostupná aplikácia, ktorú je možné používať aj bez internetového pripojenia.

LEGO Education Coding Canvas je navrhnutý s dôrazom na bezpečné používanie a ochranu súkromia študentov. Systém zahŕňa nasledujúce opatrenia:

Žiadne prihlásenie študenta: Študenti môžu aplikáciu používať anonymne bez vytvárania profilov. Žiadne osobné údaje sa neukladajú.

Všetko sa robí lokálne: programy a všetka práca študentov zostávajú uložené priamo na ich zariadení. Dáta z AI sa spracovávajú lokálne, takže ani LEGO Education, ani žiadna tretia strana neukladá obrázky alebo osobné informácie.

AI okamžite vymaže obrázky: Kamera zariadenia slúži len na detekciu polohy tela a pohybu. Po spracovaní sú obrázky okamžite vymazané a pri zdieľaní projektov sa neukladajú ani nepreposielajú iným používateľom.

Tieto opatrenia zabezpečujú bezpečné používanie technológií AI a chránia súkromie žiakov pri vyučovaní.