Integration von KI und Codierung in die frühe MINT-Ausbildung

Ich wollte diesen kurzen Artikel schreiben, da ich einige Erfahrungen darin gesammelt habe, MINT-Konzepte selbst zu erlernen und anderen beizubringen. Aber welche Programme würden uns am meisten dabei helfen, sie zu unterrichten?

Der MINT-Arbeitsmarkt wächst schnell, ist aber mit dem Aufkommen der künstlichen Intelligenz immer wettbewerbsintensiver geworden. Die frühzeitige Integration von KI in die Bildung kann Schülern grundlegende Fähigkeiten wie Problemlösungsfähigkeiten, Kreativität und kritisches Denken vermitteln. Durch die frühzeitige Einführung dieser Konzepte können Studierende – unabhängig davon, ob sie Informatik studieren oder nicht – lernen, Technologie effektiv in ihrem Alltag zu nutzen und sich so auf eine technologiegetriebene Zukunft vorzubereiten.

Hier sind vier Tools, auf die ich gestoßen bin, um diese Themen auf ansprechende und leicht zugängliche Weise zu vermitteln. Enthält eine niedrige Lernkurve für alle Altersgruppen

1. Kratzer

   • Visuelle blockbasierte Programmierplattform, entwickelt vom MIT
   • Ermöglicht die Erstellung von Spielen, Animationen und Geschichten
   • Einfach zu verwenden, um komplexe Algorithmen zu lehren

2. Blockly

   • Visuelle blockbasierte Programmierplattform, entwickelt von Google
   • Bietet Integration mit Javascript, Python und anderen Programmiersprachen
   • Übersetzt Block in Text

3. Google Teachable Machine

   • Trainingsplattform für künstliche Intelligenz zur Erstellung von Modellen unter Verwendung verschiedener Datentypen
   • Erfordert keine Programmierkenntnisse
   • Interaktiv mit sofortigem Feedback

4. LEGO SPIKE Prime

   • Visuelle blockbasierte Programmierplattform
   • Erfordert Lego-Bausätze
   • Stellt Unterrichtspläne bereit

Was genau lehren diese Tools?

• Scratch vermittelt Konzepte von Schleifen, Bedingungen und ereignisgesteuerter Programmierung
• Blockly bringt Ihnen das Programmieren mit mehreren Programmiersprachen und deren Syntax bei, ähnlich wie Scratch, aber mit einer textbasierten Struktur
• Google Teachable Machine vermittelt Grundlagen des maschinellen Lernens mit datengesteuerten Entscheidungen basierend auf vorgegebenen Mustern
• **LEGO Spike Prime lehrt Robotik durch Problemlösung und Sensorintegration und simuliert, wie Maschinen Daten nutzen, um mit ihrer Umgebung zu interagieren

Referenzen:
Kratzer
Blockhaft
Google Teachable Machine
LEGO Spike Prime

1 Unterrichtsplan-Starter für jedes Werkzeug, so mache ich normalerweise Unterricht, wenn nicht gegeben

1. Kratzer

   • Ziel: Einfache Animation mit Schleifen und Bedingungen
   • Fragen: Möchten Sie, dass Ihre Kunst jemals auf der Leinwand zum Leben erweckt wird? Möchten Sie die kreative Welt des Programmierens erkunden?
   • Demo: Stellen Sie die Benutzeroberfläche von Scratch vor und erstellen Sie eine Animation, die das Ziel demonstriert
   • DIY: Geben Sie den Schülern Zeit, ihre Animationen zu erstellen, und helfen Sie anderen, die Hilfe benötigen, das zu tun, was sie in der Animation wollen Gehen Sie durch den Raum und schauen Sie sich jedes Projekt an

2. Blockly

   • Ziel: Erstellen Sie ein Zählerprogramm mit Schleifen und Bedingungen
   • Fragen: Wie können wir eine Aktion mehrmals wiederholen? Wie können wir einen Zustand überprüfen? Was passiert, wenn wir die Bedingung ändern?
   • Demo: Erstellen Sie ein Programm in C, das von 1 bis 10 zählt und prüft, ob eine Zahl eine Primzahl ist oder nicht
   • DIY: Versuchen Sie, die Sprache zu ändern, die Zahlen zu ändern oder die Bedingung zu ändern. Seien Sie ruhig kreativ und fügen Sie dem Code noch mehr hinzu

3. Google Teachable Machine

   • Ziel: Ein Modell trainieren, um Bilder in Kategorien zu klassifizieren
   • Fragen: Wie können wir einem Computer beibringen, Bilder zu erkennen? Welche Art von Daten sind Ihrer Meinung nach am nützlichsten für das Training eines Modells auf dem allgemeinen Markt?
   • Demo: Zeigen Sie, wie Sie Bilder sammeln und in Kategorien hochladen (z. B. „Katze“ und „Hund“). Demonstrieren Sie das Training des Modells und testen Sie es mit neuen Bildern.
   • DIY: Die Schüler sammeln und laden ihre Bilder in Kategorien hoch und trainieren das Modell, um sie zu klassifizieren. Melden Sie sich bei jedem Projekt an, um Unterstützung zu erhalten. Schüler können bei Bedarf andere Tools in der Anwendung erkunden.

4. LEGO Spike Prime

   • Ziel: Bauen Sie einen Roboter, um mithilfe von Sensoren Hindernissen auszuweichen
   • Fragen: Haben Sie schon einmal mit Legosteinen gespielt?
   • Demo: Stellen Sie das LEGO SPIKE Prime-Kit vor und demonstrieren Sie den Bau eines einfachen Roboters, der sich vorwärts bewegen und anhalten kann, wenn er mithilfe des Abstandssensors ein Hindernis erkennt.
   • DIY: Lassen Sie die Schüler ihre Roboter mit den Sensoren bauen und sie so programmieren, dass sie Hindernissen ausweichen. Gehen Sie durch den Raum und überprüfen Sie jedes Projekt, helfen Sie bei der Fehlerbehebung und leiten Sie die Schüler an, ihre Aufgaben zu erledigen.

Abschluss

Da der MINT-Arbeitsmarkt weiter wächst, wird es wichtig, Technologie und KI frühzeitig in die Bildung zu integrieren. Tools wie Scratch, Blockly, Google Teachable Machine und LEGO SPIKE Prime bieten Schülern praktische Erfahrungen und fördern Fähigkeiten in den Bereichen Programmierung, Problemlösung, Kreativität und kritisches Denken. Diese Fähigkeiten sind nicht nur für angehende Informatiker nützlich, sondern auch für jeden, der sich effektiv in einer technologiegetriebenen Welt zurechtfinden möchte.

Durch die ansprechende und interaktive Nutzung dieser Tools können wir sicherstellen, dass Studierende gut auf die Zukunft vorbereitet sind, unabhängig davon, ob sie eine technische Karriere anstreben. Die Einführung in Konzepte wie Schleifen, Bedingungen, KI und Robotik bildet eine solide Grundlage für das Verständnis der Technologie, die unser tägliches Leben prägt.

Lasst uns die nächste Generation mit den Werkzeugen und dem Wissen ausstatten, um in einer technologiegetriebenen Welt erfolgreich zu sein!

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonIntegration von KI und Codierung in die frühe MINT-Ausbildung. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!