Foundations for Teaching Artificial Intelligence with Explainable Neural Networks: A Constructionist Approach Mediated by the Open Roberta Lab Robotic Simulator
DOI:
https://doi.org/10.37497/rev.artif.intell.educ.v7ii.87Keywords:
Artificial Intelligence, Explainable Neural Networks, Constructionism, Open Roberta Lab, Educational Robotics.Abstract
Purpose: To analyze the fundamentals for teaching Artificial Intelligence (AI) with Explainable Neural Networks (XAI), from a constructionist approach, investigating the Open Roberta Lab robotic simulator as a pedagogical mediator.
Method: This study adopts a qualitative, theoretical-analytical approach, based on a literature review and the analysis of an educational artifact. The research was conducted in three stages: (i) theoretical review on AI in education, XAI, and constructionism; (ii) exploration of the Open Roberta Lab with examples involving neural networks; and (iii) analysis of the environment based on criteria such as artifact construction, interactivity, explainability, usability, and pedagogical mediation.
Results: The findings indicate that the Open Roberta Lab robotic simulator has significant potential for AI education, particularly by promoting active learning, experimentation, and visualization of neural network processes. The integration of block-based programming, simulation, and XAI contributes to reducing the complexity of models and fostering a more critical and reflective understanding.
Discussion: The study highlights the importance of articulating pedagogical and technological foundations in AI education, emphasizing the role of XAI in promoting AI literacy. Furthermore, robotic simulators emerge as accessible alternatives for implementing constructionist practices, especially in contexts with limited infrastructure.
Originality and value: As an original contribution, the study proposes a connection between constructionism, XAI (Interactive Application of Technology), and robotic simulation, offering theoretical support for the development of more accessible pedagogical practices.
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