Introducción a la representación del conocimiento y el razonamiento en educación pre-universitaria mediante una actividad STEM

Abstract

[Resumen]: Este trabajo presenta un recurso docente de acceso libre, orientado a estudiantes de últimos años de secundaria o bachillerato, centrado en el ámbito de la enseñanza de la Inteligencia Artificial (IA) preuniversitaria. En concreto, se plantea una actividad para introducir los conceptos de representación del conocimiento y razonamiento en IA con un enfoque STEM. En esta actividad, los estudiantes desarrollan completamente una aplicación para Smartphone mediante el entorno de programación App Inventor, siguiendo una metodología de aprendizaje basada en proyectos. Exactamente, la aplicación a desarrollar se denomina "The School Path Guide", y tiene como objetivo guiar a los visitantes de un centro educativo de un punto a otro por la ruta más corta utilizando imágenes en primera persona, y considerando posibles situaciones de colapso. Los estudiantes deben realizar un mapa en planta de su centro, tomar fotos de las posibles rutas, crear a partir del mapa una representación en forma de grafo, y añadir a éste probabilidades empíricas de colapso en los enlaces. La programación debe representar adecuadamente el grafo, y debe permitir un razonamiento probabilístico sencillo sobre el mismo. El recurso planteado se ha validado en el marco del proyecto Erasmus+ denominado AI+, liderado por la Universidade da Coruña, con resultados muy satisfactorios.

[Abstract]: This paper presents an open-access teaching resource, aimed at students in their final years of secondary school or high school, focused on the field of pre-university Artificial Intelligence (AI) education. Specifically, an activity is proposed to introduce the concepts of knowledge representation and reasoning in AI with a STEM approach. Students fully develop a Smartphone application using the App Inventor programming environment, following a project-based methodology. Specifically, the developed application is called "The School Path Guide”, and it aims to guide visitors of a school from one point to another by the shortest route using first-person images and considering possible collapse situations. Students must make a floor plan map of their school, take pictures of possible routes, create a graph representation from the map, and add empirical probabilities of collapse at the links. The programming must adequately represent the graph and it must allow for simple probabilistic reasoning about it. The proposed resource has been validated within the framework of the Erasmus+ project called AI+, led by the University of A Coruña, with very satisfactory results.