將人工智慧和程式設計融入早期 STEM 教育

我想寫這篇短文，因為我在學習 STEM 概念和教導他人方面有一些經驗。但哪些項目最能幫助我們教導他們呢？

STEM 就業市場正在迅速擴大，但隨著人工智慧的興起，競爭也越來越激烈。在早期階段將人工智慧融入教育可以讓學生具備解決問題、創造力和批判性思維等基本技能。透過儘早引入這些概念，學生（無論是否追求電腦科學）都可以學習在日常生活中有效利用技術，為技術驅動的未來做好準備。

以下是我遇到的四種工具，可以以一種引人入勝且易於理解的方式教授這些主題。適合所有年齡層的低學習曲線

1. 刮擦

   • 麻省理工學院開發的基於視覺塊的程式設計平台
   • 允許創建遊戲、動畫和故事
   • 易於使用來教導複雜的演算法

2. 塊狀

   • Google開發的基於視覺區塊的程式設計平台
   • 提供與 Javascript、Python 和其他程式語言的整合
   • 將區塊翻譯為文字

3. Google 可教學機器

   • 人工智慧訓練平台，用於使用不同類型的資料建立模型
   • 不需要程式設計知識
   • 互動並立即回饋

4. 樂高 SPIKE Prime

   • 基於區塊的視覺化程式設計平台
   • 需要樂高套件
   • 提供課程計畫

這些工具到底教什麼？

• Scratch 教導循環、條件和事件驅動程式設計的概念
• Blockly 教您如何使用多種程式語言及其語法進行編程，類似於 Scratch，但具有基於文字的結構
• Google Teachable Machine 透過基於給定模式的資料驅動決策來教導機器學習基礎
• **樂高 Spike Prime 透過解決問題和感測器整合來教導機器人技術，模擬機器如何使用資料與周圍環境互動

參考資料：
刮刮
塊狀
Google 可教學機器
樂高 Spike Prime

每個工具都有 1 個課程計畫啟動器，如果沒有提供，這就是我通常的授課方式

1. 刮擦

   • 目標：使用循環和條件的簡單動畫
   • 問題：您是否希望您的藝術作品在螢幕上栩栩如生？想探索程式設計的創意世界嗎？
   • 示範：介紹Scratch的介面並製作動畫來示範目標
   • DIY：讓學生有時間製作自己的動畫，幫助其他需要幫助的人做他們想做的動畫 繞房間檢查每個物品

2. 塊狀

   • 目標：建立一個帶有循環和條件的計數器程式
   • 問題：我們可以透過哪些方法重複一個動作多次？我們如何檢查條件？如果我們改變條件怎麼辦？
   • 示範：用 C 建立一個從 1 數到 10 的程序，並檢查數字是否為素數
   • DIY：嘗試切換語言、更改數字或更改條件。隨意發揮創意並在程式碼中加入更多內容

3. Google 可教學機器

   • 目標：訓練模型將影像分類
   • 問題：我們如何教電腦辨識影像？您認為哪一種數據對於在一般市場上訓練模型最有用？
   • 示範：展示如何收集圖像並將其上傳到類別（例如「貓」和「狗」）。演示訓練模型並使用新圖像對其進行測試。
   • DIY：學生將收集並上傳他們的圖像並分類，並訓練模型對其進行分類。檢查每個項目以尋求幫助。如果需要，學生可以探索應用程式中的其他工具。

4. 樂高 Spike Prime

   • 目標：建造一個使用感測器避開障礙物的機器人
   • 問題：你以前玩過樂高嗎？
   • 示範：介紹 LEGO SPIKE Prime 套件並示範如何建造一個簡單的機器人，該機器人可以在使用距離感測器檢測到障礙物時向前移動並停止。
   • DIY：讓學生用感測器搭建他們的機器人，對它們進行編程以避開障礙物。 繞房間檢查每個項目，幫助解決問題並指導學生完成任務。

結論

隨著STEM就業市場不斷擴大，儘早將科技和人工智慧融入教育變得至關重要。 Scratch、Blockly、Google Teachable Machine 和 LEGO SPIKE Prime 等工具為學生提供實務經驗，培養程式設計、解決問題、創造力和批判性思考的技能。這些技能不僅對有抱負的電腦科學家有用，而且對任何想要有效駕馭技術驅動的世界的人也有用。

透過以引人入勝和互動的方式使用這些工具，我們可以確保學生為未來做好充分準備，無論他們是否從事技術職業。向他們介紹循環、條件、人工智慧和機器人等概念，為理解塑造我們日常生活的技術奠定堅實的基礎。

讓我們為下一代提供工具和知識，讓他們在科技驅動的世界中茁壯成長！

以上是將人工智慧和程式設計融入早期 STEM 教育的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！