Umělá inteligence při výuce programování v době Průmyslu 4.0

Kód výsledku v 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>

Výsledek na webu

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

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Umělá inteligence při výuce programování v době Průmyslu 4.0

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

Artificial intelligence for teaching programming in the age of Industry 4.0

Popis výsledku anglicky

The labour market has changed significantly with the arrival of Industry 4.0. The upcoming robotization of whole areas requires capabilities like algorithmization and programming. Today, many graduates leaves high schools with various level of knowledge and skills in programming. When continuing in studies at universities, they are then unified to the same level necessary for followinf education. Today we are talking about hundrends of such students and we expect this number to grow. This requires high efficiency of teaching as well. In these days, ProgTest portal operated by ČVUT helps teachers to relieve the amount of routine work with students by its automatization and frees their capacities for individual cases. It also sets strict and demandable requirements on program output. New trends includes web development environments allowing collaborative programming and communication among multiple students comfortably from a browser, as well as the ability to watch and adjust the progress of problem solving by teacher. This can make the teaching more effective. Using artificial intelligence methods such as problem description classification, code complexity of solutions or eye tracking and watching body reactions of programmers it is also possible to establish different categories of problem difficulty and thus adapt and address them to concrete students. Some principles of taching programming, such as algoritmization, programming basics or robotics which are going to be useful to absolvents on future labour market in Industry 4.0 era can also be teached on elementary schools. For this, various robotic kits such as Arduino or Lego WeDo programmable in C/C++, Scratch or its own iconic programming language can be used. Or maybe tools like CodeCombat that teaches programming by playing RPG computer game. Current methods of artificial intelligence also allows to program a robot to perform simple tasks by verbal description of the algorithm. More then twenty European countries are aware of the need of teaching programming (including Czechia) as they included it in their curriculums. This chapter then describes possibilities of using artificial intelligence for teaching programming starting by elementary school with the aim to prepare students for their future employment in Industry 4.0 era.

Druh

C - Kapitola v odborné knize

CEP obor

—

OECD FORD obor

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

Projekt

—

Návaznosti

I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Rok uplatnění

2020

Kód důvěrnosti údajů

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

Název knihy nebo sborníku

VZDĚLÁVÁNÍ VE SPOLEČNOSTI 4.0

ISBN

978-80-906287-2-4

Počet stran výsledku

27

Strana od-do

329-355

Počet stran knihy

397

Název nakladatele

OHŘE MEDIA

Místo vydání

Ostrava

Kód UT WoS kapitoly

—