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前沿视角

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在“面容钥匙显智能”一课的设计中，笔者依据 三、以情境为纽带，活化“科”技”学习背景
课标“物联网实践与探索”模块的要求，将核心原理 数字时代的学习更注重在真实问题学习情境中
锚定为“生物特征识别中的特征提取与匹配模型”。 的情感反应和心理体验。新课标要求课堂回归生活
围绕此原理，设计层层递进的四级融合目标：第一， 实际，即课堂内容应围绕学生生活和学习中常见的
认识人脸识别（事实性认知）；第二，理解机器视觉的 应用来组织。笔者在课堂教学实践中，以情境为纽
基本流程（原理性理解）；第三，模拟实现刷脸开锁系 带，真实地反映现实生活、尊重生活实际，把课堂的
统（技术性实践）；第四，辩证探讨其伦理与社会影响 问题化解成多个学习目标，把课堂变成知识和能力

（价值性反思）。这一目标链，使“特征提取”原理的学 的生成过程，把学生当成课堂的学习者和合作者，与
习直接支撑“软硬件联调”的实践，实现了目标层面 他们一起讨论、研究学习的问题，引导学生在真实情
的“科”“技”一体化设计。 境中学习信息科技、理解信息社会，以此增强学生的
二、以学情为基点，简化“科”技”认知路径 学习兴趣和参与度，培养学生数字胜任力。
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新课标提出，要按照义务教育阶段学生的认知 在“面容钥匙显智能”一课中，笔者并未采用“先
发展规律，统筹安排各学段学习内容。也就是说，教 讲原理、再做实验”的传统模式，而是创设一个源于
育学生要按照学生的认识规律，其中初中阶段要注 班级共同体真实需求的驱动性情境。首先，将学生注
重加深对基础性、常识性原理的认识，探索利用信息 意力引向前序课程中师生共同制作、正在使用的“物

科技手段解决问题的方法。因此，初中信息科技教学 联网刷卡门锁”实物模型，并提出一个问题：“忘带
要从学生的认知结构出发，结合初中学生的认知发 卡、找卡麻烦，如何让它更智能便捷？”瞬间将学生从
展特点，在学生的能力基础上确保难易程度适中，提 被动的知识接受者转变为“班级智能升级项目”的主
升教学的有效性。这也符合维果茨基的“最近发展 动设计者和问题解决者。接下来，所有关于摄像头感
区”理论：有效教学应发生在学生独立解决问题的现 知、特征提取算法、网络通信协议的学习与探究都服
有水平与在成人指导或同伴协作下所能达到的潜在 务“为我们的门锁设计并实现刷脸功能”这一真实任
水平之间。教学的本质是为学生搭建认知脚手架，简 务，使学生的学习有强烈的目的感和紧迫感。这一

化路径正是在学生的“已知”与学科的“未知”之间构 生活化情境，确保了“技”的操练是面向真实输出的
建可通达的桥梁。 创造性实践，“科”的探究则成为实现创造所必须攻
在“面容钥匙显智能”一课中，“特征提取”是人 克的认知关卡，两者在真实问题的解决过程中实现
脸识别算法的核心原理，教师若直接讲解卷积神经 了自然融合与意义共生。
网络的深层特征映射，显然超出了初中生的认知范 四、以微项目为载体，在课堂实践中真正融合
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畴。为此，笔者设计了两级认知阶梯。其一，从学生 “科”技”
已有的认知经验出发，通过“猜漫画人物”游戏，引 新课标倡导创新教学方式，以真实问题或项目
导学生总结自己是如何根据“眼睛形状”“鼻子特 驱动，引导学生经历原理应用过程、计算思维过程和

征”等关键部位识别人脸的，自然锚定“特征”这一 数字化工具应用过程，建构知识，提升问题解决能
核心概念，完成从生活经验到科学概念的第一次跃 力。目前初中信息科技课程课时安排少（重复周期
迁。其二，引导学生利用数字平台的人脸识别功能， 长），但需学习掌握的知识点不少，这就意味着课堂
亲眼观察机器自动标注出的数十个面部特征点及 必须设置众多的微项目来实现教学目标。根据新课
其坐标数据，并聚焦这些“点”的分布和变化，共同 标，微项目是指把抽象的知识情境化、项目化，紧密
归纳出机器识别的三步简化模型：人脸检测（找到 结合核心知识点设计基于真实情境的微型项目。微

脸）→特征点提取（标出关键点）→特征匹配（比对 项目活动在课时内完成，以促进学生知识的建构，提
点集）。如此，巧妙地将“卷积神经网络”这一“黑箱” 高学生问题解决能力。将学科知识分散为多个微项
科学地转化为基于坐标点集比对的、符合初中生空 目进行，可以使学生在一节课内将“科”与“技”结合，
间与逻辑认知水平的“白箱”模型，实现在“最近发 达成学习目标。这一学习过程符合建构主义学习观。
展区”内的原理建构。 社会建构主义学习理论认为有效的学习环境是那些
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教师纵横 2026.04