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Importância do Ensino de Inteligência Artificial na Educação Básica

Authors:

Abstract

Vídeo da apresentação: https://youtu.be/btHBCNWdbwg?t=264
Ensino de Inteligência
Artificial na Educação Básica
Profa. Dra. rer. nat. Christiane Gresse von Wangenheim, PMP
Graduação e Pós-Graduação em Ciência da
Computação na Universidade de
Kaiserslautern/Alemanha
Pesquisa na área de medição de software
Professora do Departamento de
Informática e Estatística da Universidade
Federal de Santa Catarina
Coordenadora da iniciativa Computação na
Escola
Profa. Dra. rer. nat. Christiane Gresse von Wangenheim, PMP
Copyright © Computação na Escola/INCoD/INE/UFSC. Todos os Direitos Reservados. Proibida a distribuição e reprodução sem autorização prévia. Imagens: freepik.com
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Pesquisa, desenvolvimento e aplicação voltado a criar as condições para que alunos
na Educação Básica tenham a oportunidade de aprender computação
Conceitos
Fundamentais
Algoritmos e
programação
Dados e
análise
Sistemas
computacionais
Impactos da
computação
Redes e
internet
Práticas
Fundamentais
Reconhecer e
definir problemas
Colaborar na
computação
Desenvolver e
usar abstrações
Comunicar
sobre
computação
Promover
uma cultura de
computação
inclusiva
Testar e refinar
artefatos
computacionais
Criar artefatos
computacionais
Computação na Educação Básica
Copyright © Computação na Escola/INCoD/INE/UFSC. Todos os Direitos Reservados. Proibida a distribuição e reprodução sem autorização prévia.
Pensar
criticamente e
resolver
problemas
Pensar
criativamente e
implementar
inovações
Liderar outros
e assumir
responsabilidade
...
Habilidades
do Século 21
Flexibilidade e
adaptabilidade
Responsabilidade
Mas é suficiente de ensinar estes
conceitos e práticas de computação?
Inteligência Artificial já está em todos os lugares
DETEÇÃO DE OBJETOS
Inteligência Artificial já está em todos os lugares
DETEÇÃO DE OBJETOS
Inteligência Artificial já está em todos os lugares
RECONHECIMENTO DE IMAGENS
Inteligência Artificial já está em todos os lugares
RECONHECIMENTO DE IMAGENS
Inteligência Artificial já está em todos os lugares
PROCESSAMENTO DE LINGUAGEM NATURAL
Mudanças no mercado de trabalho
[World Economic forum. The Future of Jobs Report 2021]
Mudanças no mercado de trabalho
[World Economic forum. The Future of Jobs Report 2021]
Mudanças no mercado de trabalho
[World Economic forum. The Future of Jobs Report 2021]
Mudanças no mercado de trabalho
[World Economic forum. The Future of Jobs Report 2021]
IA
97 milhões
novos empregos
por meio de IA
até 2025
[World Economic Forum. The Future of Jobs Report 2021]
Ensinar Inteligência Artificial a partir da Educação Básica
IA
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Ensino de
Inteligência Artificial
na escola
visando um futuro em que os alunos sejam
cidadãos capazes de:
discutir criticamente tópicos de Inteligência
Artificial e seu impacto
desenvolver conhecimento e artefatos
computacionais “inteligentes” para resolver
problemas de forma criativa
Ao aplicar Inteligência Artificial como uma
ferramenta de expressão em uma variedade de
disciplinas, os alunos participarão ativamente de um
mundo cada vez mais influenciado pela IA
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Inteligência artificial
refere-se a sistemas que exibem
comportamento inteligente analisando
seu ambiente e realizando ações, com
algum grau de autonomia, para atingir
objetivos específicos
5 Grandes Ideas
de Inteligência Artificial
na Educação Básica
Uma iniciativa conjunta da
Associação para o Avanço da
Inteligência Artificial (AAAI) e da
Associação de Professores de
Ciência da Computação (CSTA)
Machine Learning
Machine Learning
fornece aos sistemas a capacidade de
aprender e melhorar automaticamente
com a experiência sem ser explicitamente
programado
Inteligência
Artificial
Machine
Learning
Redes
Neurais Deep
Learning
Aprender
MACHINE LEARNING
Conceitos básicos
Fundamentos de redes neurais
Processo de Machine Learning
Questões éticas e limitações
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Ensino de IA na Educação Básica
[Lívia S. Marques, Christiane Gresse von Wangenheim, Jean C. R. Hauck. Teaching Machine Learning in School:
A Systematic Mapping of the State of the Art. Informatics in Education, 19(2), 2020]
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Ensino de IA na Educação Básica
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Ensino de IA desenvolvendo jogos
[machinelearningforkids.co.uk]
[studio.code.org/s/oceans]
Artbot
Ensino de IA baseado em jogos
[learnml.eu/artbot.php]
Artbot
Ensino de IA baseado em jogos
while True: learn()
[luden.io/wtl]
Ensino de IA baseado em jogos
Ensinando a aplicação de ML
Ensino de IA na Educação Básica
[machinelearningforkids.co.uk]
Ensino de IA na Educação Básica
[teachablemachine.withgoogle.com]
Ensino de IA na Educação Básica
[Christiane Gresse von Wangenheim, Jean C. R. Hauck, Fernando S. Pacheco, Matheus F. Bertonceli Bueno. Visual Tools for Teaching Machine
Learning in K-12: A Ten-Year Systematic Mapping, Education and Information Technologies, 26(5), 5733-5778, 2021.]
Ensino de IA na Educação Básica
[www.techgirlz.org/topic/artificial-intelligence-computers-learn]
CURSO ONLINE
Machine Learning
para Todos
Conceitos básicos de ML e redes neurais
Desenvolvimento de um modelo de ML
Questões éticas e impactos
Duração 4 horas
Nível Iniciante
Faixa-etária 12 – 18 anos
[https://cursos.computacaonaescola.ufsc.br/cursos/curso-mlparatodos]
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Preparação dos dados Treinamento
do modelo
Avaliação do modelo
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Análise dos
requisitos
Coleta de
dados
Limpeza de
dados
Rotulação de
dados
Treinamento
do modelo
Avaliação
do modelo
Implantação
do modelo
Preparação dos dados
Personal Image Classifier (PIC) App Inventor
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Análise dos
requisitos
Coleta de
dados
Limpeza de
dados
Rotulação de
dados
Treinamento
do modelo
Avaliação
do modelo
Implantação
do modelo
Preparação dos dados
Personal Image Classifier (PIC) App Inventor
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Conceitos
Fundamentais
Algoritmos e
programação
Dados e
análise
Sistemas
computacionais
Impactos da
computação
Redes e
internet
Práticas
Fundamentais
Reconhecer e
definir problemas
Colaborar na
computação
Desenvolver e
usar abstrações
Comunicar
sobre
computação
Promover
uma cultura de
computação
inclusiva
Testar e refinar
artefatos
computacionais
Criar artefatos
computacionais
Áreas
Relacionadas
Interação
humano-
computador
Engenharia de
software
...
Inteligência
Artificial
Privacidade e
segurança
Conceitos e práticas abordados
Interdisciplinaridade
Ciência: Reciclagem
...
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Habilidades Gerais
do Século 21
Pensar
criticamente e
resolver
problemas
Pensar
criativamente e
implementar
inovações
Liderar outros
e assumir
responsabilidade
...
Aplicação do curso Machine Learning para Todos!
Online de forma independente
Presencial/híbrido/online com aulas síncronas e asíncronas
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Definição de diretrizes curriculares
Desenvolvimento de unidades instrucionais completas
Suporte para facilitar a aplicação prática na sala de aula
Formação continuada de professores
Inclusão de minorias
Pesquisa para sistematicamente melhorar o ensino de IA
DESAFIOS
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