谢晋

2016年，国务院《全民科学素质行动计划纲要实施方案（2016—2020年）》提出：“推进义务教育阶段的科技教育，增强中学数学、物理、化学、生物等学科教学的横向配合”。可见，学校教育的目的不能仅仅停留在让学生掌握各领域的基本知识，更要注重培养学生综合运用所学知识创造性地解决实际社會、生活问题的能力。本文以“趣味智能识别功能”项目课程为例，阐述混合理论下的项目式学习课程的开发与建设，同时也为探索培养学生创新能力、设计思维和高阶思维提供途径，以期将来为项目式课程建设提供参考。

课程背景

应用系统在使用中，用户在使用“输入账号和密码”传统登录方式时，会出现登录不成功、账号或密码遗忘等。对于小学生用户群体而言，登录缺少趣味性。特别是随着孩子的成长，到一定年龄段，会出现头像无法识别等问题。这些问题引发了我的思考：如何能让所有用户易登录、趣登录呢？为此，我设计制作了“趣味智能识别密码功能”，试图通过探究分析问题、解决问题。

课程目标

””认知领域：使学生能在真实情景的应用中描述遇到的具体问题，产生学习需求，学会全面分析问题，对问题进行深入探究，进而尝试解决问题。

””技能领域：使学生能够综合运用多学科知识初步设计解决密码登录问题的解决方案，利用问卷、调查、统计等多种方法，通过不断试错、分析、解释并验证方案的可行性。分析比较不同方案的优缺点，优化登录的解决方案。

””情感领域：使学生在创新密码登录项目的研究过程中学会合作、交流，并以积极的态度和热情投入项目研究设计活动中，培养用工程思维和设计思维创新解决问题的习惯。

课程核心任务

制作人工智能趣味识别一键登录方式，使STEM学习全过程动态评价系统登录方式实现趣味智能识别功能，解决登录中存在的现实难题，并能扩展到其他软件系统登录应用。

课程实施过程

本项目基于混合理论下的项目式课程，共设计3个主题，遵循发现问题（提出创意）—分析问题（设计构图）—解决问题（制作验证）的思路进行项目设计，具体采用斯坦福设计研究院开发的EDIPT模型，即同理心、需求、创想、原型、测试5个阶段进行实施（图1）。

主题一：趣味智能识别功能我发现第1阶段——同理心，即共情阶段，要求设计者站在应用者的角度思考，以此获得对某种客体的共同感，确保产出的成果符合应用者的需求。在实际使用过程中，针对用户在使用输入账号和密码传统登录方式时出现的问题，采用观察、问卷调查等方法，深入了解软件用户发现的问题，收集尽可能多的信息，站在用户角度解决用户遇到的问题。

主题二：趣味智能识别功能我设计第2阶段——需求，学生通过问卷星、访问用户等方法收集了大量的软件登录方式信息，团队合作，精确分析用户需求，并使需求具有可操作性，以便于为下一阶段问题的解决寻求可行的实施方案。

第3阶段——创想，在这一阶段着手解决系统难登录问题的关键，根据上阶段形成的需求，依据市场人脸识别及密码登录的实际情况，尽可能多地提出各种解决登录问题的方法，应用头脑风暴，打破惯性思维，得出多种方案——指纹识别登录、声音识别登录和人脸识别登录（表1）。

主题三：趣味智能识别功能我制作

第4阶段——原型，在专家指导下，学生创作了智能人脸识别的初步设计草图（图2），开始做智能识别的人脸模型训练，通过人脸识别软件，对同一个人不同成长时期照片、不同表情进行训练，采集训练数据，分析建构智能人脸成长模型，用于测试上一阶段提出的问题，并初步确定解决方案，也为下一阶段不断迭代提供可供参考的登录方式。

第5阶段——测试，通过模拟不同登录环境严格测试，检测趣味智能识别登录是否解决，初步满足用户需求。此阶段很重要，一些想法可能会被重新定义甚至发现新的问题，故测试阶段需要不断迭代和完善。

思维模型的5个阶段是非线性的关系，在使用的过程中，任何时间段都可以重复整个或某个过程，最终完成本项目的测试。

课程进度规划

每个主题2课时。

课程设计反思

本课程对象为四五年级的学生，他们对编程软件有一定的了解，但是对专业的系统的网站软件还是首次接触，对于学生来说知识储备量不够，在自己的知识储备能力范围不足以解决此问题时，可以寻求专业帮助。

课程应用价值

趣味智能识别登录方式将会被更广泛地运用于门禁、智慧教室的无感知校园体温检测、班牌自动签到和校园安全预警、智慧化安全校园管控、儿童校车智慧接送、儿童不同时期成长档案袋记录，以及走失儿童寻找等各领域多应用场景。