Kurikulum umělé inteligence pro základní a střední školy

AID_logo_aikurikulum_white_heavy_150

AI na druhém stupni v informatice

Ucelený vzdělávací koncept AI pro informatiku na 2. stupni ZŠ a SŠ je rozdělen na tři úrovně. Doporučené minimum je interaktivní příběh William & Meriwether. Skrze něj žáci a žákyně získají základní přehled v oblastech data, zařízení, strojového učení a předpojatost.

K prohlubování a rozšiřování získaných znalostí slouží tzv. karty. Je to gamifikovaná koncepce s rychlými a jednoduchými aktivitami, které si mohou žáci losovat v hodinách. Za každou splněnou aktivitu získávají dílek do skládačky své mapy učebního pokroku.

Pro hlubší pochopení oblasti strojového učení existuje projektová učebnice Strojové učení pro děti.

William & Meriwether

Doporučeným vstupem do problematiky umělé inteligence v informatice je mnohokrát testovaný interaktivní příběh William & Meriwether. Hravou formou směřuje ke 4 vzdělávacím cílům:

1) Žáci a žákyně uvedou konkrétní příklady dat.
2) Popíší zařízení, která slouží k jejich sběru.
3) Definují pojem strojové učení s učitelem.
4) Vysvětlí pojem předpojatost.

Dotace: 3×45 minut
Cílová skupina: 6. ročníky a výše
Metodiky: 1. hodina, 2. hodina, 3. hodina
Webinář: Učíme online

Příběh je připraven ke hraní. Před hodinou je nutné projít si metodické materiály a vytisknout pracovní listy.

Karty

Karty gamifikovanou formou vzdělávají v oblasti AI v informatice a lze je využít velice jednoduše ve třídách. Každá karta reprezentuje jeden zásadní koncept umělé inteligence a nabízí:

1) vysvětlení pojmu — video a text,
2) aktivita 10—45 minut se zařízením nebo unplugged,
3) metodický materiál, jak s kartou pracovat.

Karty je možné ve třídě losovat (jednotliví žáci, skupiny, celá třída) a vzdělávat tak selektivně. Případně vybrat jen dílčí potřebné koncepty. Nebo jít dle doporučeného postupu od první karty k té poslední. Každá karta je dílkem do skládačky uceleného pochopení základům umělé inteligence.

Velká data

Žáci a žákyně vysvětlí pojem velká data a popíší jejich vznik.

01

Dataset

Žáci a žákyně anotují obrazová data ve formě tabulky.

02

Strojové učení

Žáci a žákyně popíší rozdíl mezi algoritmických přístupem a strojovým učením a vytvoří k nim vlastní analogie.

03

Strojové učení z příkladů

Žáci a žákyně natrénují model strojového učení a popíší proces přípravy dat, trénování a testování modelu.

04

Strojové učení ze zkušeností

Žáci a žákyně vysvětlí pojem posilované strojové učení a vymyslí aplikaci toho přístupu s přínosem pro reálný svět.

05

Předpojatost

Žáci a žákyně vysvětlí pojem předpojatost. Vyberou atributy na trénovacím datasetu a sledují jejich uplatnění na na testovacích datech.

06

Rozhodovací stromy

Žáci a žákyně vysvětlí pojem symbolická reprezentace a vytvoří vlastní rozhodovací strom na libovolné téma.

07

Neuronové sítě

Žáci a žákyně popíší fungování jednoduchého neuronu a vytvoří jednoduchou funkci.

08

Počítačové vidění

Žáci a žákyně vysvětlí, jak vnikají systémy počítačového vidění a uvedou příklady jejich aplikací v kontextu světa.

09

Zpracování přirozeného jazyka

Žáci a žákyně jednoduše vysvětlí pojem zpracování přirozeného jazyka (NLP) a uvedou jejich aplikace v běžném životě.

10

Analýza sentimentu

Žáci a žákyně vysvětlí pojem analýza sentimentu a vytvoří jednoduchou aplikaci, která tuto techniku využívá.

11

Generativní umělá inteligence

Žáci a žákyně vysvětlí pojem generativní umělá inteligence, vyjmenují její aplikace a navrhnou její budoucí využití.

12

Velké jazykové modely

Žáci a žákyně vysvětlí fungování velkých jazykových modelů (LLM), uvedou jejich limitace a prakticky si vyzkouší práci s aplikací využívající LLM.

13

Obrazové generativní modely

Žáci a žákyně vysvětlí fungování difuzních gererativních modelů (DM) a prakticky si vyzkouší práci s aplikací generující obrazy.

14

Robotika

Žáci a žákyně popíší vztahy mezi robotikou a strojovým učením a navrhnou využití robotů v budoucím světě.

15

Etický design AI aplikací

Žáci a žákyně ve skupinách navrhnou vlastní AI aplikaci, v níž zohlední potřeby cílové skupiny a zájmy a hodnoty aktérů zasahujících do vývoje aplikace.

16

Etika umělé inteligence

Žáci a žákyně vysvětlí pojem etika umělé inteligence a na konkrétním příkladě inteligentního systému prodiskutují a zhodnotí potřeby uživatelů a zájmy a hodnoty jeho vývojářů.

17

Ambientní inteligence

Žáci a žákyně vysvětlí pojem ambientní inteligence, navhnou její reálnou aplikaci ve světě a uvedou etické otázky s ní spojené.

18

Učebnice Strojové učení pro děti

Praktická, projektově založená učebnice, která dětem pomůže porozumět, co to je a jak funguje strojové učení. Obsahuje 13 projektů, v nichž si děti natrénují modely strojového učení a rovnou si vyzkouší jejich využití na programovací platformě Scratch.

Učebnice slouží dětem od 12 let a využívá stejnojmenné prostředí Machine Learning for Kids, které je bezplatné.

Učebnici koupíte ve většině knihkupectví v ČR a některých knihkupectvích v SR. Objednat ji můžete také v e-shopu AI dětem za cenu 420 Kč. Školy a knihovny mají slevu 25 %.