師生攜手制作智能體溫監(jiān)控器

新課程背景下，全面推進項目式學(xué)習(xí)，探索人工智能技術(shù)的課程教學(xué)價值，是促進教與學(xué)方式變革的重要抓手，當(dāng)人工智能遇上項目式學(xué)習(xí)會擦出怎樣的思維火花呢？

一天，我正依次給學(xué)生做晨檢，突然一名學(xué)生說：“如果在我們教室安裝一個智能體溫監(jiān)控器，自動檢測每個同學(xué)的體溫，老師就不用一個一個做晨檢了！”一石激起千層浪，這個奇異的想法點燃了我，這正是一個基于學(xué)生真實需求的跨學(xué)科項目式學(xué)習(xí)，正好與學(xué)校人工智能“創(chuàng)+”特色課程不謀而合。

第一階段：任務(wù)驅(qū)動。我聯(lián)合本年級“創(chuàng)+”老師，按照“主題—探究—展示”的“活動單元”編制思路，統(tǒng)籌開發(fā)了“制作智能體溫監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”的跨學(xué)科項目課程。課程為期六周，共計24個課時，圍繞“如何利用人工智能實現(xiàn)人體體溫智能監(jiān)控”這一主問題，下設(shè)5個核心問題，一是智能體溫監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)包含哪些部分，二是智能體溫監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)涉及哪些學(xué)科知識，三是如何建模智能體溫監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，四是智能體溫監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的運行如何編程，五是如何進行智能體溫監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的評價與優(yōu)化，引領(lǐng)學(xué)生開啟一場真實的跨學(xué)科探究之旅。

第二階段：知識梳理。我引導(dǎo)學(xué)生通過小組討論，共同梳理與項目相關(guān)的“創(chuàng)+”知識，如學(xué)科傳感器原理、程序編寫，數(shù)學(xué)學(xué)科空間幾何，科學(xué)學(xué)科力學(xué)、紅外線傳播與對比實驗等事實性知識、主題、概念，厘清這些知識縱向、橫向關(guān)系。接著，聯(lián)動相關(guān)學(xué)科教師依托常規(guī)課程教學(xué)，帶領(lǐng)學(xué)生在多樣化的學(xué)習(xí)實踐活動中，掌握3D建模、3D打印、源代碼編程等知識與操作技能，形成漸進性學(xué)習(xí)內(nèi)容框架。

第三階段：開展設(shè)計。第一步是構(gòu)思圖紙。小組學(xué)生化身一個個小工程師，時而測量比例，時而勾勒描繪，合作設(shè)計出了一張合理的“智能體溫監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”圖紙。第二步是模型制作。學(xué)生運用IME3D軟件，根據(jù)圖紙按照實物比例縮小進行建模設(shè)計，再運用3D打印機進行建模制作，伴隨著一陣陣“這是我們設(shè)計的”“我們的作品也被打印出來了”的驚喜聲，學(xué)生們運用人工智能技術(shù)將構(gòu)思轉(zhuǎn)換為模型。第三步是編寫程序。學(xué)生開始基于3D模型組裝配套硬件，當(dāng)人體識別系統(tǒng)檢測到有人員存在，就向測溫系統(tǒng)發(fā)出啟動指令；運用編程軟件編寫指令，當(dāng)體溫高于37.2℃，蜂鳴器發(fā)出警報，經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，使智能監(jiān)控體溫的功能得以實現(xiàn)，LED顯示系統(tǒng)實時顯示并存儲相關(guān)信息，形成人體體溫數(shù)據(jù)庫?？粗硐胫饾u變成現(xiàn)實，我從學(xué)生的目光里讀出了藏不住的歡喜。

第四階段：展示環(huán)節(jié)。在總結(jié)階段的成果匯報和展示中，當(dāng)初的“奇思妙想”變成了一個個獨具特色的智能體溫監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，人工智能讓項目式學(xué)習(xí)更具創(chuàng)造性和生命力！

這個案例讓我真切感受到，人工智能技術(shù)就是打開新時期項目式學(xué)習(xí)的一把鑰匙，學(xué)生愿意用科學(xué)技術(shù)去解決他們的問題，實現(xiàn)他們的夢想，讓我真實地看見“讓學(xué)習(xí)發(fā)生在學(xué)生身上，讓學(xué)習(xí)成為學(xué)生自己的事，讓學(xué)生用自己的方式去學(xué)習(xí)。”

（作者單位系重慶市沙坪壩區(qū)樹人景瑞小學(xué)）

《中國教育報》2024年01月17日第4版