Artificial intelligence for teaching programming in the age of Industry 4.0

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989592%3A15410%2F20%3A73606108" target="_blank" >RIV/61989592:15410/20:73606108 - isvavai.cz</a>

Result on the web

<a href="https://obd.upol.cz/id_publ/333185994" target="_blank" >https://obd.upol.cz/id_publ/333185994</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Umělá inteligence při výuce programování v době Průmyslu 4.0

Original language description

S příchodem Průmyslu 4.0 se zásadním způsobem mění trh práce. Nastupující robotizace celých odvětví klade na obsluhu požadavky na schopnost algoritmizace a programování. Střední školy dnes opouští celá řada absolventů s různým stupněm znalostí a dovedností z oblasti programování, kteří dále pokračují ve vysokoškolském studiu. Cílem prvního ročníku bakalářského studia proto často bývá sjednocení řádově i stovek těchto studentů (jejichž počet bude pravděpodobně ještě růst) na potřebnou úroveň znalostí. To však klade velký důraz na efektivitu výuky. Dodnes v tomto pomáhá např. portál ProgTest, provozovaný ČVUT, který si klade za cíl maximálně automatizovat rutinní práci se studenty a uvolnit kapacitu vyučujícího pro individuální případy. Zároveň stanovuje striktní a vymahatelné požadavky na výstup programu. Nové trendy zahrnují také např. webová vývojová prostředí umožňující kolaborativní programování, komunikaci mezi více studenty z pohodlí prohlížeče nebo možnost sledovat a korigovat průběh řešení úlohy vyučujícím. Mohou tak dále zefektivnit výuku a využití času vyučujícího. Pomocí metod umělé inteligence (např. klasifikace textového zadání úloh, příp. složitosti kódu jejich jednotlivých řešení, nebo sledování pohybu očí a reakcí těla programátorů při jejich řešení) je dále možnost stanovit různé složitosti a kategorie úloh a tímto je adaptovat a adresovat dle potřeb konkrétním studentům. Některé principy výuky programování, jako např. algoritmizace, základy programování či robotiky, které absolventům pomohou na budoucím trhu práce v době Průmyslu 4.0, však lze podchytit již na základních školách. K tomu je možné již nyní využít např. různé robotické stavebnice, jako Arduino, nebo Lego WeDo, programovatelné v jazycích C/C++, Scratchi, resp. vlastním ikonickém jazyku. Příp. nástroje jako CodeCombat, které učí principům programování formou ovládání RPG hry. Současné metody umělé inteligence také umožňují programovat robota k jednoduchým úkonům pomocí verbálního popisu algoritmu. Více než dvacet evropských zemí (včetně Česka) si uvědomuje potřebu výuky programování, protože ji zahrnulo do svých učebních osnov. Tato kapitola tedy pojednává o možnostech využití umělé inteligence při efektivní výuce programování počínaje základní školou s cílem připravit žáky a studenty pro jejich budoucí uplatnění na trhu práce v době Průmyslu 4.0.

Czech name

Umělá inteligence při výuce programování v době Průmyslu 4.0

Czech description

S příchodem Průmyslu 4.0 se zásadním způsobem mění trh práce. Nastupující robotizace celých odvětví klade na obsluhu požadavky na schopnost algoritmizace a programování. Střední školy dnes opouští celá řada absolventů s různým stupněm znalostí a dovedností z oblasti programování, kteří dále pokračují ve vysokoškolském studiu. Cílem prvního ročníku bakalářského studia proto často bývá sjednocení řádově i stovek těchto studentů (jejichž počet bude pravděpodobně ještě růst) na potřebnou úroveň znalostí. To však klade velký důraz na efektivitu výuky. Dodnes v tomto pomáhá např. portál ProgTest, provozovaný ČVUT, který si klade za cíl maximálně automatizovat rutinní práci se studenty a uvolnit kapacitu vyučujícího pro individuální případy. Zároveň stanovuje striktní a vymahatelné požadavky na výstup programu. Nové trendy zahrnují také např. webová vývojová prostředí umožňující kolaborativní programování, komunikaci mezi více studenty z pohodlí prohlížeče nebo možnost sledovat a korigovat průběh řešení úlohy vyučujícím. Mohou tak dále zefektivnit výuku a využití času vyučujícího. Pomocí metod umělé inteligence (např. klasifikace textového zadání úloh, příp. složitosti kódu jejich jednotlivých řešení, nebo sledování pohybu očí a reakcí těla programátorů při jejich řešení) je dále možnost stanovit různé složitosti a kategorie úloh a tímto je adaptovat a adresovat dle potřeb konkrétním studentům. Některé principy výuky programování, jako např. algoritmizace, základy programování či robotiky, které absolventům pomohou na budoucím trhu práce v době Průmyslu 4.0, však lze podchytit již na základních školách. K tomu je možné již nyní využít např. různé robotické stavebnice, jako Arduino, nebo Lego WeDo, programovatelné v jazycích C/C++, Scratchi, resp. vlastním ikonickém jazyku. Příp. nástroje jako CodeCombat, které učí principům programování formou ovládání RPG hry. Současné metody umělé inteligence také umožňují programovat robota k jednoduchým úkonům pomocí verbálního popisu algoritmu. Více než dvacet evropských zemí (včetně Česka) si uvědomuje potřebu výuky programování, protože ji zahrnulo do svých učebních osnov. Tato kapitola tedy pojednává o možnostech využití umělé inteligence při efektivní výuce programování počínaje základní školou s cílem připravit žáky a studenty pro jejich budoucí uplatnění na trhu práce v době Průmyslu 4.0.

Type

C - Chapter in a specialist book

CEP classification

—

OECD FORD branch

10201 - Computer sciences, information science, bioinformathics (hardware development to be 2.2, social aspect to be 5.8)

Project

—

Continuities

I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Publication year

2020

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Book/collection name

VZDĚLÁVÁNÍ VE SPOLEČNOSTI 4.0

ISBN

978-80-906287-2-4

Number of pages of the result

27

Pages from-to

329-355

Number of pages of the book

397

Publisher name

OHŘE MEDIA

Place of publication

Ostrava

UT code for WoS chapter

—