師生攜手制作智能體溫監控器

新課程背景下，全面推進項目式學習，探索人工智能技術的課程教學價值，是促進教與學方式變革的重要抓手，當人工智能遇上項目式學習會擦出怎樣的思維火花呢？

一天，我正依次給學生做晨檢，突然一名學生說：“如果在我們教室安裝一個智能體溫監控器，自動檢測每個同學的體溫，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，這正是一個基于學生真實需求的跨學科項目式學習，正好與學校人工智能“創+”特色課程不謀而合。

第一階段：任務驅動。我聯合本年級“創+”老師，按照“主題—探究—展示”的“活動單元”編制思路，統籌開發了“制作智能體溫監控預警系統”的跨學科項目課程。課程為期六周，共計24個課時，圍繞“如何利用人工智能實現人體體溫智能監控”這一主問題，下設5個核心問題，一是智能體溫監控預警系統包含哪些部分，二是智能體溫監控預警系統涉及哪些學科知識，三是如何建模智能體溫監控預警系統，四是智能體溫監控預警系統的運行如何編程，五是如何進行智能體溫監控預警系統的評價與優化，引領學生開啟一場真實的跨學科探究之旅。

第二階段：知識梳理。我引導學生通過小組討論，共同梳理與項目相關的“創+”知識，如學科傳感器原理、程序編寫，數學學科空間幾何，科學學科力學、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、橫向關系。接著，聯動相關學科教師依托常規課程教學，帶領學生在多樣化的學習實踐活動中，掌握3D建模、3D打印、源代碼編程等知識與操作技能，形成漸進性學習內容框架。

第三階段：開展設計。第一步是構思圖紙。小組學生化身一個個小工程師，時而測量比例，時而勾勒描繪，合作設計出了一張合理的“智能體溫監控預警系統”圖紙。第二步是模型制作。學生運用IME3D軟件，根據圖紙按照實物比例縮小進行建模設計，再運用3D打印機進行建模制作，伴隨著一陣陣“這是我們設計的”“我們的作品也被打印出來了”的驚喜聲，學生們運用人工智能技術將構思轉換為模型。第三步是編寫程序。學生開始基于3D模型組裝配套硬件，當人體識別系統檢測到有人員存在，就向測溫系統發出啟動指令；運用編程軟件編寫指令，當體溫高于37.2℃，蜂鳴器發出警報，經過反復調試，使智能監控體溫的功能得以實現，LED顯示系統實時顯示并存儲相關信息，形成人體體溫數據庫。看著理想逐漸變成現實，我從學生的目光里讀出了藏不住的歡喜。

第四階段：展示環節。在總結階段的成果匯報和展示中，當初的“奇思妙想”變成了一個個獨具特色的智能體溫監控預警系統，人工智能讓項目式學習更具創造性和生命力！

這個案例讓我真切感受到，人工智能技術就是打開新時期項目式學習的一把鑰匙，學生愿意用科學技術去解決他們的問題，實現他們的夢想，讓我真實地看見“讓學習發生在學生身上，讓學習成為學生自己的事，讓學生用自己的方式去學習。”

（作者單位系重慶市沙坪壩區樹人景瑞小學）

《中國教育報》2024年01月17日第4版