La mayoría de los niños tienen curiosidad natural sobre los perros marinos, especialmente sus dientes afilados y pesados. Nuestro equipo tuvo la idea de utilizar el atractivo de este ápice carismático del depredador para enseñar que los científicos usan inteligencia artificial.
Somos investigadores en alfabetización de IA y educación de un tallo que ayudó a crear una serie de lecciones utilizadas por los tiburones fósiles de dientes para demostrar la fuerza y las trampas de la IA.
El plan de estudios lleva a los estudiantes y maestros de secundaria a través de la construcción y evaluación de modelos de visión por computadora que pueden clasificar de manera confiable los dientes de tiburón fósil. La visión por computadora es un tipo de inteligencia artificial que utiliza algoritmos y muchos datos sobre imágenes para la clasificación e identificación de objetos. Es la misma tecnología que permite a las lentes de Google identificar especies de plantas en fotos o autoconfianza para reconocer a las personas, automóviles y bicicletas.
Nuestro plan de estudios marino gratuito también tiene cinco módulos, que se armonizan con los estándares nacionales y estatales de educación científica. Estas estándares deja el conocimiento y las habilidades clave que los estudiantes deben aprender en cada nivel de clase. Las lecciones están diseñadas para cultivar los intereses de los estudiantes para la IA, la ciencia de datos, la paleontología y la naturaleza de la ciencia.
Los estudiantes aprenden sobre diferentes tipos de tiburones de tiburones y cómo se ven. Departamento de Educación, Universidad de Florida, CC BI-ND
Los grados y los estudiantes analizan diferentes tipos de tiburones de tiburones. Bruce MacFadden Photo Composite, CC BI-ND
El objetivo general de la IA de tiburones es mostrar que alguien no tiene que ser un informático que usará, enseñe o aprenda IA. Creemos que todos los maestros pueden y deben estar preparados para someterse a la IA para facilitar la integración tecnológica significativa en la educación K-12.
Enseñanza de ciencias con IA
AI ya transforma nuestras vidas en un ritmo vertiginoso.
Para ayudar a la preparación de los niños para vivir y trabajar en el mundo, es importante aprender sobre la tecnología en la escuela. La mayoría de los recursos disponibles para enseñar IA en las aulas K-12 se centran en la tecnología misma. Como resultado, estas lecciones solo se pueden ofrecer en lecciones especiales, como informática e ingeniería, que no se pueden ofrecer a todos los estudiantes en todas las escuelas.
La IA de integración sistemática en la educación es relativamente nueva, por lo que muchos maestros están preparados solo para instalarla. Existe la necesidad de oportunidades de aprendizaje profesional para que los maestros que ya trabajen en las escuelas aprendan sobre la IA.
Nuestra investigación muestra que los maestros de ciencias tienen varios prejuicios sobre la IA. Además, a muchos maestros les preocupa que enseñe algo que tienen poca experiencia. Casi la mitad del educador le dijo a Edveek en la investigación que "inquietamente con la tecnología de IA", que no cree que las lecciones probablemente se sujan a su plan de estudios ya lleno de gente.
Clasificando los dientes de tiburón
Para romper esta ignorancia, el plan de estudios comienza con la introducción de varias especies y, como el procesamiento del lenguaje natural, el reconocimiento automático de voz y la visión por computadora. Luego, los estudiantes trabajan en el trabajo con sets fósiles que contienen 15 dientes reales de tiburones fósiles y un diente de megalodon 3D. Los megalodones eran tiburones que deambularon hace 20 millones de años, comenzando hace 20 millones de años y ahora están extintos. Los estudiantes de cualquier manera clasifican sus dientes: como tamaño, color o forma. Luego aprenden cómo los científicos generalmente clasifican los fósiles y practican especies de clasificación de dientes con tiburones y lo que come.
El estudiante examina las características del fósil de los dientes de tiburón. Christine Vusilko, CC BI-ND
Después de eso, los estudiantes usan una herramienta en línea gratuita de Google, que utiliza un poderoso modelo de aprendizaje moderno de Menzerflow.js en militas. Esto crea su propio modelo de computadora para clasificar los dientes de tiburón fósil. Los datos que usan pueden ser imágenes que toman dientes reales en sus conjuntos o imágenes establecidas en la base de datos, como la colección digital paleobiológica del Museo Nacional Smithsonian Paleobiological o Idigbio.
Los modelos ocasionalmente usan mal dientes, lo que crea una oportunidad para que los maestros discutan el sesgo y la visión por computadora, como importante para entrenar a la IA en muchas imágenes de alta calidad y variadas.
El plan de estudios de Ajkule también concluye con los estudiantes que crean, dicen y discuten sus propios modelos de computadora.
Diferentes formas en que los estudiantes clasifican fósiles. Christine Vusilko, CC BI-ND
A través de estas actividades, los estudiantes aprenden sobre conceptos de IA como fortalezas y debilidades y en comparación con la inteligencia humana, y con conceptos paleontológicos, como el registro fósil o la información que se puede aprender sobre la historia de la vida en el mundo que estudian fósiles.
Los maestros tienen flexibilidad para cambiar las actividades, el orden y el tiempo que desean gastar en un plan de estudios. Esto les permite señalar aspectos que sienten la mayor parte de sus necesidades y objetivos de instrucción.
Para preparar a los maestros para usar Shark AI, organizamos la sesión de aprendizaje profesional en la que los maestros aprenden a medida que se usan en la ciencia. También practican actividades de trabajo en el plan de estudios, y soy suficiente para discutir la desmitificación de la tecnología.
Un componente importante de la capacitación es crear una comunidad para los maestros. Tienen la oportunidad de registrarse, hacer una lluvia de ideas y solucionar problemas juntos durante todo el año.
El personal de Ajkula AI también a menudo espera con los maestros individualmente para brindar apoyo personalizado, generalmente resolviendo problemas sobre la máquina de enseñanza de Google. Los maestros se reúnen como grupo una vez cada pocos meses para construir una comunidad.
Los instructores trabajan con tiburones y durante la sesión de aprendizaje profesional en el aprendizaje profesional semanal. Fotos cortesía de UF College for Education., CC BI-ND
Además de este apoyo, hemos descubierto que los maestros pueden cambiar su comprensión y creencias de la IA y sentirse cómodos y listos para aprender ciencia con métodos de IA.
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