Um guia completo para as escolas oferecerem Inteligência Artificial (AI) prática na educação K-12

A AI está moldando o mundo de mais formas do que podemos imaginar, e seu avanço trouxe uma onda de disrupção sem precedentes em todos os setores. Precisamos treinar nossa futura força de trabalho para que domine as habilidades necessárias e também torná-la consciente das responsabilidades éticas que acompanham o poder da Inteligência Artificial (AI).

Isso gerou conversas sobre como oferecer uma educação prática em inteligência artificial (AI) para estudantes do K-12. Para viabilizar a AI no K-12, educadores e desenvolvedores de currículo precisam do material didático certo que apoie a aprendizagem prática. Tecnologias baseadas em nuvem oferecem soluções seguras e escaláveis para a aprendizagem de AI.

O aumento da educação viabilizada por AI é evidente no número de escolas públicas que estão adotando iniciativas de integração de ferramentas de AI para a educação em sala de aula. A Flórida se tornou pioneira ao adotar um currículo integrado com AI para o K-12. Da mesma forma, um distrito escolar no condado de Gwinnett, na Geórgia, introduziu um currículo integrado com AI, levando tecnologia para as salas de aula e proporcionando aos estudantes o letramento em AI. Alcançar essa tarefa fenomenal de introduzir a educação em AI aos estudantes escolares traz seu próprio conjunto de desafios.

Neste blog, vamos nos aprofundar no que é necessário para que os desenvolvedores de currículo realizem essa tarefa monumental e em como equipar os estudantes com uma educação prática em AI por meio de uma plataforma de aprendizagem impulsionada pela tecnologia.

Elementos-chave para viabilizar a educação em AI no K-12

Para introduzir os estudantes aos conceitos e tecnologias essenciais da Inteligência Artificial (AI), o ensino baseado em livros didáticos não é suficiente. Os educadores precisam ir além da pedagogia convencional. Eles precisam de material didático impulsionado pela tecnologia que não apenas dê vida aos conceitos abstratos dos livros didáticos, mas também equipe os estudantes com prática direta.

Com o material didático e os recursos certos, os estudantes podem aprender fazendo, construindo e quebrando, tentando e testando. Seja implantando uma máquina virtual (VM) ou desenvolvendo um chatbot, os estudantes podem se envolver totalmente com as tecnologias de AI. O corpo docente escolar precisará atender aos seguintes requisitos para conseguir oferecer educação em AI aos estudantes.

1. Viabilizar a aprendizagem prática:

Como já discutimos por que a aprendizagem prática é imperativa quando se trata de uma educação orientada pela tecnologia, vamos aprofundar sua importância.

Inteligência Artificial (AI) e Robótica são tópicos complexos que exigem pensamento analítico e habilidades de resolução de problemas por parte dos estudantes. Essas habilidades só podem ser desenvolvidas com experiências práticas diretas.

Como os laboratórios virtuais práticos podem servir como as melhores ferramentas para a educação em AI no K-12

• Estes são ambientes virtuais baseados em nuvem, que podem simular desafios do mundo real para equipar os estudantes com habilidades práticas.
• Ambientes fora de produção para uma aprendizagem segura.
• Os estudantes podem vivenciar uma aprendizagem prática guiada e explorar diversos aspectos da AI, incluindo Machine Learning, Processamento de Linguagem Natural e Visão Computacional.

2. Desenvolver o material didático necessário:

Desenvolver o material didático certo inclui selecionar o tipo de laboratórios que atendam aos seus objetivos de treinamento, ajudar os estudantes com materiais de prática e fornecer testes práticos para avaliar o conhecimento e as habilidades dos estudantes. Além disso, instrutores que vêm lecionando no sistema educacional convencional podem não se sentir totalmente familiarizados com a gestão de laboratórios baseados em nuvem.

Para facilitar a integração, o corpo docente escolar precisa de laboratórios pré-construídos, como os laboratórios AI-900 fornecidos pela CloudLabs. Estes são laboratórios pré-construídos e completamente prontos para uso, gerenciados de ponta a ponta pela equipe da CloudLabs. O corpo docente escolar não precisaria de nenhum suporte de TI ou experiência em programação para lançar e distribuir esses laboratórios.

3. Capacitação dos instrutores:

A capacitação dos instrutores é uma parte crucial de qualquer programa educacional. Para garantir que a adoção da educação em AI no K-12 seja bem-sucedida, programas de desenvolvimento profissional devem ser colocados em prática como parte de um treinamento imerso em AI. Para ajudar os professores a se familiarizarem com o que serão suas sessões de aula, permitir que pratiquem com os laboratórios AI-900 pode ser o primeiro passo. No entanto, os instrutores devem receber apoio adicional com planos de aula e recursos didáticos

Etapas adicionais que podem ajudar os instrutores a integrar a educação em AI ao currículo do K-12:

• Acesso a materiais didáticos, recursos e módulos curriculares apropriados para a idade, projetados para envolver os estudantes em diferentes níveis de desenvolvimento.
• Oportunidades de aprendizagem contínua para se manter atualizado sobre as abordagens educacionais em evolução e as tecnologias emergentes de AI relevantes para diferentes faixas etárias.
• Em colaboração com os desenvolvedores de currículo, os instrutores precisam de orientação para integrar os currículos atuais com conceitos e aplicações de AI, com planos de aula e conteúdos personalizados alinhados aos padrões de ensino estabelecidos pela secretaria de educação do respectivo estado.

Desafios enfrentados pelas escolas K-12 na oferta de treinamento em AI:

As escolas distritais, ao implementar a educação em AI no nível K-12, enfrentam vários desafios. A falta do material didático necessário, a experiência limitada no uso de tecnologia de software tanto para instrutores quanto para estudantes, aliada a questões de privacidade de dados, dificulta a adoção em larga escala da AI no K-12.

1. Falta de recursos:

O desafio mais significativo enfrentado pelas escolas é a falta de material didático e recursos. Para facilitar a aprendizagem viabilizada por AI nas salas de aula, os laboratórios pré-construídos AI-900 podem ser um material didático essencial. No entanto, para usar laboratórios baseados em nuvem, os estudantes precisam de recursos de nuvem para concluir várias tarefas. Por exemplo: os estudantes precisarão do Azure Bot Services para desenvolver chatbots, do Azure Computer Vision para realizar reconhecimento de imagem, e assim por diante durante suas tarefas de laboratório.

A disponibilidade desses recursos baseados em nuvem é um grande desafio. Embora o programa Azure for Students da Microsoft seja uma boa opção para iniciantes, ele traz suas próprias desvantagens. O crédito gratuito de $100 em nuvem fornecido pela Microsoft não pode ser reabastecido antes do fim do ano. Além disso, certos recursos têm acesso restrito nesse programa. Consequentemente, o corpo docente escolar precisaria investir bastante tempo desenvolvendo seus próprios recursos.

Como esse programa está vinculado às contas Azure dos estudantes, os instrutores não têm nenhuma visibilidade das atividades de laboratório dos usuários, dos recursos que estão provisionando ou dos créditos que consumiram. Assim, rastrear o progresso e a avaliação dos estudantes seria desafiador. O corpo docente escolar precisa de uma alternativa melhor, uma que suporte todos os recursos necessários, pela duração necessária, junto com o controle centralizado de todos os ambientes dos estudantes.

2. A avaliação individual dos estudantes é exaustiva e consome muito tempo dos instrutores:

Não há nada de convencional no treinamento em sala de aula imerso em AI, e por isso a avaliação dos estudantes também precisa de uma alternativa melhor, uma que não consuma tempo nem seja exaustiva. As vantagens adicionais dessa alternativa devem incluir a Validação de Habilidades para identificar se os alunos foram totalmente capazes de compreender os conceitos e aplicar seu treinamento na prática. Esse modelo de avaliação, que é completamente automatizado e pode demonstrar as habilidades dos alunos, é possível graças ao recurso de Validação de Laboratório da CloudLabs.

3. Determinar o sucesso da certificação entre os estudantes:

O corpo docente escolar precisa de uma análise detalhada do desempenho dos estudantes e da taxa de conclusão dos laboratórios para determinar o sucesso da certificação. Ao rastrear a atividade dos estudantes, o status dos laboratórios e as pontuações dos laboratórios, é possível identificar áreas de melhoria e desenvolver estratégias baseadas em dados para um programa de certificação bem-sucedido.

Como a CloudLabs conseguiu viabilizar a educação em AI em escala

Os desafios que restringem a adoção da AI para o K-12 em escala podem ser efetivamente mitigados com as capacidades da CloudLabs. A CloudLabs é uma plataforma de laboratórios virtuais que busca tornar o treinamento em TI imersivo com experiências práticas. No entanto, são os múltiplos recursos da plataforma e a ênfase acentuada em atender a cada exigência exclusiva de nossos parceiros que fazem da CloudLabs a solução preferida para viabilizar a inteligência artificial na educação K-12.

• Laboratórios pré-construídos disponíveis instantaneamente:

A CloudLabs simplificou a implantação de laboratórios virtuais com laboratórios pré-configurados prontamente disponíveis e totalmente gerenciados de ponta a ponta. Esses laboratórios não requerem nenhuma configuração complexa ou ajuste adicional. A fácil acessibilidade aos laboratórios virtuais o torna a solução ideal, sem sobrecarga de TI para o corpo docente escolar e com custos mínimos de infraestrutura.

• Distribuição fácil de laboratórios:

A implantação de laboratórios é uma experiência tranquila que os estudantes podem realizar em algumas etapas simples. Assim que o instrutor compartilha a URL, os estudantes podem acessar seus laboratórios no portal da CloudLabs. Como os laboratórios são pré-implantados, os ambientes virtuais (VMs) sobem facilmente em poucos minutos. Os estudantes não precisam de nada além de uma conexão de internet potente. Os instrutores podem facilmente escalar o número de laboratórios de acordo com a quantidade de estudantes, sem dependência de infraestrutura. Todo o processo não envolve nenhuma solução de problemas, tornando-o uma opção altamente viável para o corpo docente escolar.

• Infraestrutura de laboratório otimizada:

A CloudLabs fornece provisionamento de laboratório de ponta a ponta. A infraestrutura de laboratório é altamente otimizada para atender aos requisitos dos usuários. Todos os recursos necessários são pré-configurados, e as licenças são estendidas a todos os usuários de acordo com o requisito de treinamento. Os instrutores podem se concentrar exclusivamente no treinamento sem gastar tempo provisionando recursos ou ajustando as VMs.

• Um material didático abrangente para a aprendizagem prática:

Os instrutores precisam de material didático abrangente para um treinamento em sala de aula impactante, oferecendo suporte essencial aos estudantes. Aqueles que interagem com tecnologias de AI em ambientes de laboratório baseados em nuvem pela primeira vez podem encontrar dificuldades para navegar pelas tarefas do laboratório, o que leva a erros, etapas negligenciadas e resultados não intencionais.

Para superar esse desafio, a CloudLabs fornece guias de laboratório detalhados com instruções passo a passo a serem seguidas para uma determinada tarefa de laboratório. Os estudantes também recebem um conjunto de testes práticos para avaliar as habilidades e os conhecimentos adquiridos durante as sessões práticas. Isso alivia uma tarefa pesada para os instrutores, que consiste em elaborar material didático do zero.

• Validação de laboratório para determinar o sucesso da certificação:

Para determinar o sucesso do programa de certificação, é necessário praticar a Validação de Habilidades para os estudantes. Os estudantes podem ativar o recurso de Validação de Laboratório e demonstrar as habilidades adquiridas com a prática direta. Após concluir as tarefas, os estudantes podem validar seus laboratórios clicando no botão de validação de laboratório na máquina virtual.

Um status de validação de laboratório bem-sucedido implica a conclusão correta da tarefa, ao passo que, se alguma etapa for omitida ou realizada incorretamente, os estudantes receberão uma mensagem de revisão para tentar novamente e corrigir. Embora os estudantes possam praticar a autoavaliação, já que têm uma segunda chance de corrigir seus erros e aprender com eles, os instrutores podem automatizar o processo de avaliação dos estudantes, economizando ainda mais tempo.

Por que a CloudLabs é a solução ideal para a AI na educação K-12:

1. Melhores resultados de aprendizagem com suporte integral ao estudante:

Para garantir resultados de aprendizagem bem-sucedidos, o suporte integral ao estudante mostrou-se crucial. Os instrutores podem monitorar de perto as atividades dos estudantes e intervir sempre que estes precisarem de apoio, por meio dos Shadow Labs.

Os shadow labs oferecem uma visão por cima do ombro dos laboratórios dos estudantes, para fornecer suporte em tempo real.

2. Simplificar a avaliação dos estudantes com a validação de laboratório:

Com o recurso de Validação de Laboratório, a correção automática dos laboratórios dos estudantes tornou a carga de trabalho dos instrutores significativamente mais leve. Os instrutores podem obter uma visão completa do desempenho da turma para um determinado módulo de laboratório, com a pontuação individual de cada laboratório.

3. Geração automática de relatórios de certificação:

Determine o sucesso da certificação analisando a taxa de conclusão bem-sucedida dos laboratórios. Oferece relatórios do Power BI sobre as atividades de laboratório e as pontuações dos usuários.

4. Um sistema de faturamento transparente:

A CloudLabs segue um sistema de faturamento fixo para os laboratórios pré-construídos. Sem cobranças extras por consumo de recursos ou orçamento excedido.

Destaques adicionais da plataforma CloudLabs para um programa de treinamento em AI bem-sucedido:

• Console de administração:

Os instrutores podem ter visibilidade e controle total sobre os ambientes de laboratório dos estudantes com o Console de Administração da CloudLabs. O Console de Administração é um portal de autoatendimento fácil de usar que concede controles administrativos aos instrutores, com os quais eles podem:

• Habilitar o acesso de usuário para estudantes registrados e distribuir laboratórios.
• Monitorar o status do laboratório dos estudantes, seja Aprovado, Implantando, Falhou ou Excluído.
• Aprovar as licenças necessárias para os estudantes.
• Controlar os laboratórios dos usuários com o recurso Iniciar/Suspender.
• Acessar o relatório de Validação de cada participante para acompanhar seu progresso.
• Substituir o status de validação; com esse recurso, os instrutores podem alterar o status de validação dos usuários conforme a necessidade: por exemplo, o status de validação ‘Falhou’ pode ser alterado para ‘Bem-sucedido’
• Portal da CloudLabs para alunos:

O portal da CloudLabs foi projetado para uma experiência de aprendizagem tranquila, com integração rápida, navegação simples e uma interface de usuário imersiva. Os alunos podem otimizar sua jornada de aprendizagem com uma série de recursos incorporados ao portal.

• Os alunos podem lançar facilmente seus laboratórios em algumas etapas simples com o link de cadastro e o código de ativação/código de voucher.
• A máquina virtual vem com uma tela dividida dedicada a todos os detalhes necessários, como a duração do laboratório e as instruções de navegação.
• As instruções de navegação são divididas em uma série de abas para guias de laboratório, detalhes do ambiente e informações de recursos que são úteis ao trabalhar com os laboratórios.
• Os guias de laboratório oferecem instruções passo a passo para realizar a tarefa do laboratório com sucesso.
• Os detalhes do ambiente oferecem as credenciais de login do Azure e as credenciais da máquina virtual.
• Os alunos também podem acompanhar os recursos implantados no ambiente fornecido e seu limite máximo de tempo de atividade. Ao iniciar e parar a máquina virtual, os alunos podem gerenciar seus recursos com eficiência.
• Os estudantes que concluíram sua tarefa de laboratório podem clicar no botão de validação de laboratório e passar por uma autoavaliação para identificar erros e corrigi-los com a revisão de erros fornecida pela plataforma.
• Conformidade com as políticas de proteção da privacidade dos estudantes:

A CloudLabs se destaca como a plataforma de treinamento ideal para escolas distritais devido à sua estrita adesão às políticas de privacidade e proteção de dados dos EUA para estudantes escolares. Ao cumprir o Children’s Online Privacy Protection Act (“COPPA”) e o Family Educational Rights and Privacy Act (“FERPA”), a CloudLabs garante a proteção completa dos dados e dos direitos de privacidade dos estudantes, tornando-a uma escolha confiável e segura para instituições educacionais.

• Estrutura de automação da CloudLabs:

Os instrutores obtêm laboratórios totalmente gerenciados com uma sólida estrutura de automação, reduzindo a carga de trabalho e viabilizando um programa de certificação escalável

• Um único modelo de laboratório pode ser reutilizado várias vezes para replicar ambientes de laboratório semelhantes sem esforço.
• Agendar a duração do laboratório, após a qual todos os laboratórios são excluídos automaticamente.
• Os recursos de correção automática da CloudLabs ajudam na avaliação dos estudantes em escala.

Conclusão:

A CloudLabs é uma plataforma de treinamento virtual que se esforça para tornar o treinamento em TI imersivo com sua aplicação prática. No entanto, navegar pelo treinamento baseado em nuvem pode se tornar complicado. Para ajudar instrutores e administradores escolares a configurar um programa de certificação como a AI para o K12, os laboratórios pré-construídos AI-900 da CloudLabs podem ajudar a mitigar os diversos desafios com seus recursos centrados no cliente, permitindo uma integração perfeita com o currículo escolar. Saiba mais sobre os laboratórios virtuais da CloudLabs e veja como as principais instituições educacionais estão transformando seus campi com as capacidades da CloudLabs.