五育融合視域下初中創客項目式課程的設計與實踐

摘要：“五育”并舉，融合育人，是新時代基礎教育育人方式轉型提出的重大命題，“智慧農場”的項目式課程融合科技、農業、勞動、藝術、文化、品德多種元素，為學生的全面發展奠定基礎，為五育融合提供了實踐載體。本文通過初中“智慧農場”創客課程探索項目式學習推進五育融合的有效路徑，以期為五育融合的項目式教學提供借鑒和啟示。

關鍵詞：項目式課程；全面發展；五育融合；創客

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2024）16-0071-04

研究背景

《中國教育現代化2035》提出“更加注重學生的全面發展，大力發展素質教育，促進德育、智育、體育、美育、勞動教育的有機融合”的要求，明晰了“五育”融合正式成為我國新階段教育變革與發展的新趨勢。但是，目前“五育融合”理論研究還處于起步階段，在當下中小學教育內外生態中，“五育”常常被分隔，進而導致辦學目標慢慢遠離育人初衷，因此，如何構建“五位一體”的育人體系，成為當前我國新時期深化教育教學改革的攻堅難題。《關于全面加強新時代大中小學勞動教育的意見》也提出：“適應科技發展和產業變革，針對勞動新形態，注重新興技術支撐和社會服務新變化。”可見，勞動教育關乎學生的全面發展，“勞動教育”融入五育并與科學技術結合，是實現“五育融合”理念的關鍵路徑。

新時代的勞動教育需要告別粗糙的內容與形式，將勞動教育與科技教育等相結合，并借助數字化工具形成創新作品，為社會發展提供新血液。而“智慧農場”的項目式課程為五育融合提供了實踐載體，它超越了傳統教育框架，融合科技、農業、勞動、藝術、文化、品德多種元素，旨在培養學生的勞動意識、科學素養、創新精神等，為學生的全面發展奠定基礎，是構建“五位一體”育人模式的一種新探索。

相關理論基礎

1.五育融合教育

五育融合教育是一種符合本土化STEAM教育發展需求并踐行塑造全人教育理念的跨領域融合教育范式，其總體教育目標定位于“塑造完整的人”。“完整的人”不僅是身心協調發展的人，更是知情意行充分發展的人，是德智體美勞全面發展的人。五育融合教育是一種融合德育、智育、體育、美育和勞育的創新教育模式，每個體系包含許多學科知識。五育融合教育強調綜合化評價，沒有明顯的學科傾向性，覆蓋范圍更廣，是一種比跨學科教育抽象層次更高的跨領域教育。

劉登琿等認為，五育融合是依照特定的邏輯，從目標、內容、實施等層面出發把分散的教育要素有機聯結成一個整體，從而促進學生德智體美勞全面發展的過程。另外，五育融合還應包含目標、內容、過程三個方面的融合。這種“三位一體”的融合不僅可以回答“為什么教””“教什么”“怎么教”的問題，還有助于解決教育實踐中出現的重結果輕過程、重教不重學的“二元論”的問題。

2.項目式學習

項目式學習是建構主義理論指導下，以學生為中心，以解決問題為導向，通過合作、調查和創意實踐發展學生核心素養的一種學習模式。項目式學習因其目標的多元性、內容的豐富性、過程的生成性、評價的綜合性打破學科和領域的界限，并在項目引入、分析、實施、進階、評價等環節中深度整合“五育”要素，達到樹德、增智、健體、育美、強勞的效果，為實現“五育”融合提供了有效的實踐路徑。夏雪梅通過研究表明，學科項目式學習專注于核心的學科知識和技能，并利用驅動性問題來引導學生學習這些知識和技能，在尋求解決問題的過程中，實現了學科與學科、學科與生活、學科與人際之間的聯系和拓展，最終通過項目成果展示出學生對知識的創新性應用和深度理解。

項目式學習既沒有弱化知識學習的目的，又能促進與其他幾育更深度的融合，因此，可以利用項目式學習來彌合五育割裂的現實困境。

五育融合的智慧農場項目式學習設計

1.項目背景

“智慧農場”項目旨在引導學生通過親身體驗了解農場的基本運作方式，學習農作物的種植和動物飼養，了解物聯網傳感器在環境監測和自動控制中的應用，并通過智慧農場模型搭建、環境監測和自動控制實踐，以及物聯網與遠程控制技術掌握，促進學生德、智、體、美、勞的全面、整體發展。

2.前期分析

（1）學習者特征分析和學情分析

本研究聚焦于來自佛山的八年級學生，他們對真實的農場生活懷揣著好奇心。在思維領域，他們正處于青少年期形式運算思維的階段，能夠運用抽象邏輯思維進行獨立思考，但同時還需要具體形象的支撐。在心理發展方面，他們正從兒童期向青年期過渡，充滿獨立性和依賴性，但思考問題時容易片面化和主觀化。在情緒情感方面，他們開始關注自己和他人的內心世界，同齡人之間的交往和認同感增強，社會高級情感迅速發展。在學情方面，經過七年級的學習，這些學生已經具備較好的計算機基本操作能力和物聯網知識。在能力方面，他們已經學習并掌握了3D one軟件、思維導圖、mind+、Arduino等軟件的使用。

（2）跨學科教學目標分析

“智慧農場”項目涉及的跨學科知識點及五育融合目標分析如下頁圖所示。

3.教學過程

（1）項目引入

教師引導學生了解農場的基本運作方式；學生學習如何種植農作物和飼養動物，包括農作物的生長過程、土壤改良、病蟲害防治等。通過實地考察、模擬實驗、視頻資料等方式，為學生提供生動形象的講解和實踐機會。

（2）項目分析

①智慧農場的搭建分析。

在親身體驗農場活動后，學生反思智慧農場應該如何設計。教師引導學生通過智慧農場的有效搭建提高農作物的產量和質量，同時實現農場的智能化管理。學生根據教師的指引用3D one軟件嘗試畫出智慧農場初步模型。

②環境監測和自動控制分析。

兩周在教室、家里的“花生種植”的實驗，讓學生通過“有光照”和“無光照”、“有水分”和“無水分”、“有氧氣”和“無氧氣”等對照實驗，探究出植物生長的環境需要的條件有光照、水、氧氣等。

教師介紹常見的物聯網傳感器類型，如溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器等，并解釋它們的工作原理和作用，同時，通過演示和實驗等方式幫助學生更好地理解物聯網傳感器的應用和效果。教師引導學生思考如何使用傳感器、太陽能板、物聯網設備檢測農場環境。例如，使用溫度傳感器和濕度傳感器可以實時監測農作物的生長環境中土壤的水分和降雨量等，使用循環水泵、風扇模塊等可以實現對智慧農場的自動控制，使用太陽能板可以為物聯網設備提供光照能源。

③物聯網與遠程控制分析。

在本環節，學生需要學習物聯網基礎知識、物聯網關鍵技術。學生可以使用Arduino控制板，通過編程語言來連接和控制物聯網設備。同樣，通過實驗、操作演示、小組討論等方式掌握技能并了解如何優化農場物聯網與遠程控制的設計。

（3）項目實施

①智慧農場的搭建。

在3D模型設計完成后，學生將進行農場模型的木工實體搭建。在搭建過程中，學生需要考慮農場布局的合理性、實用性和美觀性，同時，還需要了解各種農作物和動物的生活習性，以便在模型中真實地表現出來。這個過程既考驗了學生的動手能力和團隊協作能力，也加深了他們對農場運行的理解。

②環境監測和自動控制實踐。

在農場模型搭建完成后，學生將進行環境監測和自動控制實踐。他們需要使用溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器等物聯網設備實時監測農作物的生長環境和狀態，同時還需要設計并實現自動控制系統，以根據監測數據進行自動調節。例如，當監測到土壤濕度不足時，系統會自動開啟灌溉裝置為農作物澆水；當監測到光照不足時，系統會自動開啟補光燈為農作物補充光照。在這個過程中，學生需要通過小組討論、實驗和演示等活動不斷優化和完善系統的設計。此外，他們還需要記錄實驗數據和分析結果，以便更好地理解農場環境監測和自動控制的工作原理和效果。

③物聯網與遠程控制實踐。

在完成環境監測和自動控制實踐后，學生將開始進行物聯網與遠程控制實踐。他們需要將物聯網設備連接到物聯網平臺，并使用編程語言編寫控制程序。通過物聯網平臺，學生可以實時查看農作物的生長數據和環境狀態，并可以通過遠程控制程序對農場進行遠程操控。例如，通過手機APP來控制補光燈的開關、調整灌溉裝置的澆水時間等。

（4）項目進階

在完成基本任務之后，可以進一步引導學生進行進階任務，即鼓勵學生優化和改進已經完成的任務。例如，在環境監測和自動控制實踐環節，調整傳感器的靈敏度以提高數據的準確性、設計更高效的太陽能板充電系統以延長設備的續航時間等；在物聯網與遠程控制實踐環節，提高檢測的精度和穩定性、降低能耗等，在利用軟件程序編寫進階任務時，引導學生學習更多的編程知識和技巧、嘗試編寫更復雜的程序、優化程序的性能和穩定性等。

（5）項目評價

項目評價除了讓指學生對項目進行總結展示，分享收獲和體會，還要將過程性評價與總結性評價結合，進行多元化評價，全方面衡量學生德智體美勞各要素。項目評價不僅僅考查學生對學科基礎知識與基本技能的掌握情況，還應關注學生在情感態度與價值觀等方面的變化以及學習過程中方法與能力的進步與提升，注重學生品德修養、人文素養、審美情趣、身體素質、勞動能力等的和諧發展，力求使評價內容更加全面。所以，過程性評價需要通過課堂觀察、成長檔案等多種方式全面了解學生在項目學習過程中的參與度、專注度、進展情況等。總結性評價則包括五育融合的基礎知識測試、項目成果展示和綜合評價表，旨在評估學生對課程知識的掌握程度、項目完成情況和綜合能力。

教學效果分析

教師針對五育融合效果使用李克特量表設計了一個問卷調查，每個“育”分別設三道題。通常，李克特量表的答案采用5級評分制，并對每道題的答案進行賦值，計算每個育的平均得分、標準差以及用SPSS等統計軟件來計算Cronbach's Alpha系數。Cronbach's Alpha系數越接近1，就說明問卷調查的可信度越高。通過每個育的平均得分、標準差和可信度等指標，了解學生對五育融合的看法和態度，為進一步改進教學方法和提高教學質量提供參考。

通過“智慧農場”這一具體案例的實踐數據可以看到，該課程在德育、智育、體育、美育和勞動教育方面的平均得分均高于3分（滿分5分），說明該課程在五育融合方面具有較好的效果。同時，各育的標準差和可信度也顯示出該課程在提高學生綜合素質方面的穩定性和可靠性，如學生基礎知識測試成績都達到良好或優秀水平，以及項目成果展示也很優異。這說明“智慧農場”課程通過項目式學習和實踐操作，不僅提高了學生的科學素養和編程能力，還培養了學生的團隊協作精神、環保意識和勞動技能。此外，該課程還注重美育和德育的滲透，幫助學生樹立正確的價值觀和審美觀。

結語

“智慧農場”課程是本土化STEAM教育的項目式學習，該項目貫徹五育融合的理念，具有一定的前瞻性和實用性，為五育融合的項目式學習提供一定的借鑒和啟示作用。但是，五育融合對教師的能力提出了新的要求。在教學中，單一的學科教師很難適應和勝任德智體美勞全部指標的落實，所以，需要對教師進行專業培養或者鼓勵教師借助生成式人工智能等數字化工具進行專業學習。同時，“五育融合”的項目式學習需要時空保障，因此，應盡可能構建家校社協同的“三位一體”的五育融合的教學機制。

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