معظم الأطفال لديهم فضول طبيعي حول أسماك القرش – وخاصة أسنانهم الحادة والوفير. كان لدى فريقنا فكرة استخدام جاذبية مفترس القمة الجذابة هذا لتعليم كيفية استخدام العلماء الذكاء الاصطناعي.
نحن باحثون في معرفة القراءة والكتابة من الذكاء الاصطناعي والعلم العلمي والعلوم والتكنولوجيا والائقة الذين ساعدوا في إنشاء سلسلة من الدروس التي تستخدم أسنان القرش الأحفوري لإظهار قوة ومخاطر الذكاء الاصطناعي.
يوجه المناهج الدراسية طلاب المدارس المتوسطة والمدرسين من خلال بناء وتقييم نماذج رؤية الكمبيوتر التي يمكن أن تصنف بشكل موثوق أسنان القرش الأحفورية. رؤية الكمبيوتر هي نوع من الذكاء الاصطناعي الذي يستخدم الخوارزميات والكثير من بيانات الصورة لتصنيف الكائنات وتحديدها. إنها نفس التكنولوجيا التي تمكن عدسة Google من تحديد أنواع النباتات في الصور الفوتوغرافية أو السيارات ذاتية القيادة للتعرف على الأشخاص والسيارات والدراجات.
يحتوي مناهجنا الحرة في القرش الذكري على خمس وحدات ، والتي تتماشى مع معايير تعليم العلوم الوطنية والولائية. تحدد هذه المعايير المعرفة والمهارات الرئيسية التي يجب على الطلاب تعلمها في كل مستوى الصف. تم تصميم الدروس لتنمية اهتمام الطلاب في الذكاء الاصطناعي وعلوم البيانات وعلم الحفريات وطبيعة العلم.
الهدف العام من Shark AI هو إظهار أنه لا يجب أن يكون عالم الكمبيوتر لاستخدام أو تعليم أو تعلم الذكاء الاصطناعي. نعتقد أن جميع المعلمين يمكنهم ويجب أن يكونوا مستعدين للتدريس حول الذكاء الاصطناعي من أجل تسهيل التكامل المهم للتكنولوجيا في تعليم K-12.
تدريس العلوم مع الذكاء الاصطناعي
منظمة العفو الدولية تعمل بالفعل على تحويل حياتنا بوتيرة مذهلة.
للمساعدة في إعداد الأطفال للعيش والعمل في عالم الذكاء الاصطناعي ، من المهم بالنسبة لهم معرفة التكنولوجيا في المدرسة. تركز معظم الموارد المتاحة لتعليم الذكاء الاصطناعي في الفصول الدراسية K-12 على التكنولوجيا نفسها. نتيجة لذلك ، لا يجوز تقديم هذه الدروس إلا في فصول متخصصة مثل علوم الكمبيوتر والهندسة ، والتي قد لا يتم تقديمها لجميع الطلاب في جميع المدارس.
يعد التكامل المنهجي لمنظمة العفو الدولية في التعليم جديدًا نسبيًا ، حيث بدأت العديد من برامج إعداد المعلمين في دمجها. هناك حاجة لفرص التعلم المهني للمعلمين الذين يعملون بالفعل في المدارس للتعرف على الذكاء الاصطناعي.
يظهر بحثنا أن معلمي العلوم لديهم مجموعة متنوعة من التصورات المسبقة حول الذكاء الاصطناعي. بالإضافة إلى ذلك ، يشعر العديد من المعلمين بالقلق من تدريس شيء لديهم خبرة قليلة معه. أخبر ما يقرب من نصف المعلمين إدويك في دراسة استقصائية “إنهم غير مرتاحين لتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي” ، مما يشير إلى أنهم من غير المرجح أن يضيفوا دروس منظمة العفو الدولية إلى منهجهم المعبأ بالفعل.
فرز أسنان القرش
لتحطيم هذا غير مألوف ، يبدأ المنهج من خلال إدخال أنواع مختلفة من الذكاء الاصطناعى ، مثل معالجة اللغة الطبيعية ، والتعرف على الكلام الآلي ورؤية الكمبيوتر. يقوم الطلاب بعد ذلك بالعمل مع مجموعات الأحفورية التي تحتوي على 15 أسنان القرش الأحفورية الحقيقية وأسنان ميغالودون ثلاثية الأبعاد. كانت ميجالودون أسماك القرش التي تجولت في المياه التي تبدأ قبل 20 مليون عام وهي الآن انقرضت. يقوم الطلاب بفرز الأسنان بأي طريقة يريدون – مثل الحجم أو اللون أو الشكل. بعد ذلك ، يتعلمون كيف يصنف العلماء عادة الحفريات ويمارسون فرز الأسنان بواسطة أنواع القرش وما يأكله.
بعد ذلك ، يستخدم الطلاب جهاز Google Teachable Machine ، وهي أداة مجانية عبر الإنترنت تستخدم نموذج التعلم الآلي TensorFlow.js القوي على ملايين الصور. وهذا يخلق نموذج رؤية الكمبيوتر الخاص بهم لتصنيف أسنان القرش الأحفوري. يمكن أن تكون البيانات التي يستخدمونها الصور التي يلتقطونها من الأسنان الحقيقية في مجموعاتها أو الصور التي يقومون بتحميلها من قواعد البيانات مثل مجموعة Smithsonian الوطنية للتاريخ الطبيعي في علم البيئة الرقمية أو Idigbio.
تعمل النماذج أحيانًا على تصنيف الأسنان ، مما يخلق فرصة للمعلمين لمناقشة التحيز والقيود على رؤية الكمبيوتر ، مثل سبب أهمية تدريب الذكاء الاصطناعي على الكثير من الصور عالية الجودة والمتنوعة.
يختتم منهج Shark AI مع الطلاب إنشاء وعرض ومناقشة نماذج رؤية الكمبيوتر الخاصة بهم.
من خلال هذه الأنشطة ، يتعلم الطلاب عن مفاهيم الذكاء الاصطناعى مثل نقاط القوة والضعف في الذكاء الاصطناعي مقارنة بالذكاء البشري إلى جانب مفاهيم علم الحفريات مثل السجل الأحفوري أو المعلومات التي يمكن تعلمها عن تاريخ الحياة على الأرض من خلال دراسة الحفريات.
يتمتع المعلمون بالمرونة في تعديل الأنشطة والتسلسل والوقت الذي يريدون إنفاقه على المنهج. هذا يسمح لهم بتسليط الضوء على الجوانب التي تجعل الاحتياجات والأهداف التعليمية للغاية.
لإعداد المعلمين لاستخدام Shark AI ، نستضيف جلسة تعليمية مهنية لمدة أسبوع يتعلم فيها المعلمون كيفية استخدام الذكاء الاصطناعي في العلوم. كما يمارسون القيام بالأنشطة في المنهج ، ونترك الكثير من الوقت للمناقشة لإزالة الغموض عن التكنولوجيا.
أحد مكونات التدريب المهم هو إنشاء مجتمع للمعلمين. لديهم فرص لتسجيل الوصول ، العصف الذهني واستكشاف الأخطاء وإصلاحها على مدار العام.
يتحقق موظفو SHARK AI أيضًا بشكل متكرر مع المعلمين بشكل فردي لتوفير دعم مخصص ، وعادةً ما يكون ذلك استكشاف الأخطاء وإصلاحها حول آلة Google Teachable Machine. يجتمع المعلمون كمجموعة مرة واحدة كل بضعة أشهر لبناء المجتمع.
من خلال هذه الدعم ، وجدنا أن المعلمين يمكنهم تغيير فهمهم ومعتقداتهم حول الذكاء الاصطناعي ، ويشعرون بالراحة والاستعداد لتعليم العلوم مع أساليب الذكاء الاصطناعي.
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة ، وهي مؤسسة إخبارية مستقلة غير ربحية تجلب لك الحقائق والتحليلات الجديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتبه: كريستين ووسلكو ، جامعة فلوريدا وبافلو أنطونكو ، جامعة فلوريدا
اقرأ المزيد:
تعمل كريستين ووسيلكو لجامعة فلوريدا وتتلقى تمويلًا من NSF.
يعمل بافلو أنتونينكو في جامعة فلوريدا ويتلقى تمويلًا من NSF.