基于AIGC的勞動課程教學(xué)變革

以智慧農(nóng)業(yè)項目“智能溫控灌溉系統(tǒng)的設(shè)計”為例【摘要】人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，不僅為傳統(tǒng)勞動課程拓展了知識邊界、豐富了學(xué)習(xí)資源，也為教師的教和學(xué)生的學(xué)提供了個性化、創(chuàng)新性支持，同時也促使勞動課程的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)路徑出現(xiàn)了根本性革新。本文結(jié)合義務(wù)教育勞動課程標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，探討了生成式人工智能技術(shù)（AIGC）在中學(xué)勞動課程實施過程中的賦能作用，通過智慧農(nóng)業(yè)項目“智能溫控灌溉系統(tǒng)的設(shè)計”案例分析，較為詳實地闡述了AIGC在優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法、提升學(xué)生融入感和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維等方面的顯著優(yōu)勢，為推動勞動課程在新技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展提供了具有實踐價值的參考。中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《教育強國建設(shè)規(guī)劃綱要（2024一2035年）》中提出，“實施勞動習(xí)慣養(yǎng)成計劃，提升學(xué)生動手實踐能力、解決復(fù)雜問題能力和社會適應(yīng)能力”“探索數(shù)字賦能大規(guī)模因材施教、創(chuàng)新性教學(xué)的有效途徑，主動適應(yīng)學(xué)習(xí)方式變革”。同時，義務(wù)教育勞動課程標(biāo)準(zhǔn)要求，勞動課程要培養(yǎng)“學(xué)生在學(xué)習(xí)和勞動實踐過程中逐步形成的、適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展所需要的正確的價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力”[1]。勞動課程作為義務(wù)教育的重要組成部分，在培養(yǎng)學(xué)生的勞動技能、勞動觀念和勞動精神過程中發(fā)揮著重要的作用。然而，傳統(tǒng)的勞動教育模式面臨著資源分配不均、教學(xué)效率低下等問題。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展和深入應(yīng)用，勞動課程正迎來一場革命性的變革。在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的時代，人工智能技術(shù)正以前所未有的速度滲透到教育領(lǐng)域的各個角落，為勞動教育課堂增添了新的活力和可能性。以眾多大語言模型為代表的AIGC工具對教育過程中的知識交互模式做了重新定義，同時也對課堂教學(xué)過程中教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了顛覆性變革。本文致力于探討AIGC技術(shù)在勞動課堂中的應(yīng)用，作為課堂主體的教師和學(xué)生應(yīng)該如何應(yīng)對這一轉(zhuǎn)變，以及教學(xué)方式將發(fā)生哪些變革。AIGC為勞動課程提供的理論實踐創(chuàng)新1.打造虛擬和現(xiàn)實相結(jié)合的“雙師型”勞動課程模式AIGC在課程中所提供的價值是人工智能賦能教育教學(xué)的綜合實現(xiàn)。這種價值并非某一項技術(shù)的直接體現(xiàn)，而是人工智能領(lǐng)域和勞動課程知識體系的結(jié)合，可以使學(xué)習(xí)者構(gòu)建更加精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)模式和更加個性化的學(xué)習(xí)路徑。教師和學(xué)生可以創(chuàng)建個性化的智能體輔助教學(xué)和學(xué)習(xí)過程，智能體提供靈活多樣化的學(xué)習(xí)資源，實現(xiàn)對學(xué)習(xí)服務(wù)的支持、對完成數(shù)據(jù)的實時反饋和分析。在虛擬和現(xiàn)實相結(jié)合的“雙師型”勞動課程（圖1）中，勞動知識的習(xí)得、勞動能力和素養(yǎng)的提升、虛實結(jié)合的勞動活動以及伴隨勞動場景切換而進行的適當(dāng)性多元評價，都打破了傳統(tǒng)勞動課程的限制。AIGC不但在課堂上幫助教師完成教學(xué)活動，幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)活動，而且借助技術(shù)和資源形成的全新教學(xué)和學(xué)習(xí)場景，讓師生超越了傳統(tǒng)課堂帶來的收獲和感受，進而形成了勞動課程教與學(xué)的創(chuàng)新形態(tài)。圖1“雙師型”勞動課程模式關(guān)系圖式2.促使勞動課程培養(yǎng)目標(biāo)向智慧勞動素養(yǎng)提升轉(zhuǎn)變?nèi)斯ぶ悄軙r代對勞動教育和勞動課程中學(xué)生主體的要求，不僅關(guān)注其具體勞動技能的學(xué)習(xí)，更加注重學(xué)生綜合實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。新時代的勞動教育內(nèi)涵也從傳統(tǒng)的技能培訓(xùn)轉(zhuǎn)向了正確勞動價值觀的培養(yǎng)和智慧勞動素養(yǎng)的提升。AIGC能夠在一定程度上根據(jù)每位學(xué)生的學(xué)習(xí)進度、興趣愛好和能力水平，為其提供定制化的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)路徑，實現(xiàn)真正意義上的因材施教。同時，它還為學(xué)生營造逼真的勞動場景和情境，讓學(xué)生仿佛身臨其境，極大地增強了學(xué)習(xí)的趣味性和吸引力。它通過對學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的深度分析，幫助教師精準(zhǔn)把握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和需求，為教學(xué)決策提供科學(xué)依據(jù)。AIGC與勞動課程實踐特性的高度契合，為勞動教育的創(chuàng)新發(fā)展提供了技術(shù)支撐，同時也為學(xué)生在勞動課堂中擺脫單純的操作技能訓(xùn)練，走向智慧勞動素養(yǎng)的提升鋪平了道路。AIGC賦能勞動課程案例分析以智慧農(nóng)業(yè)項目“智能溫控灌溉系統(tǒng)的設(shè)計”為例，下面詳細闡述AIGC是如何賦能勞動課程的。1.教學(xué)目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生了解智慧農(nóng)業(yè)的基本概念、關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢。熟練掌握智能灌溉、智能溫控、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)技術(shù)的原理和操作方法。學(xué)會運用數(shù)據(jù)分析和智能決策工具，解決智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實際問題。引導(dǎo)學(xué)生運用科學(xué)思維和方法，對智慧農(nóng)業(yè)實踐中的現(xiàn)象和問題進行分析、推理和解決。激發(fā)學(xué)生對智慧農(nóng)業(yè)的興趣和熱愛，增強學(xué)生對農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的認同感和責(zé)任感，樹立正確的勞動價值觀[3]。2.教學(xué)準(zhǔn)備（1）教師準(zhǔn)備。深入研究智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)知識和技術(shù)，制訂詳細的教學(xué)計劃和教案。收集和整理各類教學(xué)資源，包括圖片、視頻、文獻資料等，并利用AIGC工具對這些資源進行優(yōu)化，整合生成“勞動課程專題知識庫”。創(chuàng)建教學(xué)輔助智能體教師“小智”，輔助學(xué)生進行活動實踐。準(zhǔn)備好實驗設(shè)備和材料，如智能灌溉、溫控系統(tǒng)套件、傳感器等。（2）學(xué)生準(zhǔn)備。自主查閱智慧農(nóng)業(yè)的相關(guān)資料，初步了解智慧農(nóng)業(yè)的基本概念和應(yīng)用場景。分組并確定小組負責(zé)人，明確小組分工和合作方式。利用課堂相關(guān)問題提前與智能體“小智”老師、“勞動課程知識庫”進行信息交換，掌握應(yīng)用方法。3.教學(xué)過程（1）主題式課堂導(dǎo)入教師利用AIGC生成的場景，展示傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與智慧農(nóng)業(yè)的對比畫面。引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考兩種農(nóng)業(yè)模式的差異，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，從而引出項目主題：智慧農(nóng)業(yè)中的智能灌溉和溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計。（2）驅(qū)動型問題引導(dǎo)教師通過AIGC輔助制作的動畫和視頻，向?qū)W生系統(tǒng)講解智慧農(nóng)業(yè)的基本概念、發(fā)展歷程和關(guān)鍵技術(shù)。同時設(shè)置問題引導(dǎo)學(xué)生思考，如“智能灌溉系統(tǒng)是如何實現(xiàn)節(jié)約用水的？”“應(yīng)如何設(shè)置場景實現(xiàn)溫度的控制？”等問題，培養(yǎng)學(xué)生的勞動思維能力。（3）驅(qū)動問題轉(zhuǎn)化形成學(xué)習(xí)項目針對驅(qū)動型問題，轉(zhuǎn)化形成創(chuàng)新學(xué)習(xí)項目。學(xué)生在轉(zhuǎn)化和項目形成過程中，找到突破傳統(tǒng)勞動方式的創(chuàng)新點，提出項目方案，確定實施路徑，將新技術(shù)手段與勞動過程相結(jié)合，提升勞動效率和質(zhì)量。（4）項目學(xué)習(xí)活動基礎(chǔ)材料的分析整理。學(xué)生分組進行課堂主題任務(wù)基礎(chǔ)材料的分析和整理，為系統(tǒng)設(shè)計提供基礎(chǔ)支持。教師通過提供材料和“小智”交互工程中提供的基礎(chǔ)性材料，為系統(tǒng)設(shè)計的初始方案形成材料儲備。同時，教師利用建設(shè)的“勞動課程知識庫”平臺，獲取系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵要素，為系統(tǒng)設(shè)計提供數(shù)據(jù)支撐。系統(tǒng)初始設(shè)計。學(xué)生通過教師給出的輔助性學(xué)習(xí)材料，結(jié)合AIGC工具進行小組自主學(xué)習(xí)，并給出系統(tǒng)局部初始設(shè)計方案。例如，在學(xué)習(xí)智能灌溉技術(shù)時，AIGC較為清晰地展示了土壤濕度傳感器是如何實時監(jiān)測土壤水分含量，以及當(dāng)水分低于設(shè)定閾值時，自動灌溉系統(tǒng)是如何精準(zhǔn)地為農(nóng)作物澆水的過程。完善系統(tǒng)設(shè)計并進行虛擬實踐。教師根據(jù)系統(tǒng)局部初始設(shè)計，整合完善形成整體系統(tǒng)設(shè)計。利用AIGC工具實時提供操作指導(dǎo)和錯誤提示，幫助學(xué)生順利完成虛擬實踐。例如，當(dāng)學(xué)生連接傳感器的線路出現(xiàn)錯誤時，教師會及時提醒學(xué)生檢查線路連接，并給出正確的連接方法。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)完善后的系統(tǒng)設(shè)計組裝硬件設(shè)備，利用AIGC提供的程序樣例修正、測試控制程序，實現(xiàn)對灌溉和溫控系統(tǒng)的自動化控制。圖2通過AIGC輔助完善設(shè)計方案項目結(jié)論探究和評價。學(xué)習(xí)項目組針對形成的最后設(shè)計方案，反饋給教師和虛擬教師“小智”進行分別測評，對比測評結(jié)果進行反饋修正，形成項目結(jié)論并進行項自組展示評價。展示過程中，學(xué)生們相互啟發(fā)、相互補充，不斷完善自己的觀點。教師則適時參與討論，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度思考問題，培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力[4]。AIGC給勞動課程帶來的革新性樣態(tài)1.勞動課程中人機協(xié)同模式逐漸建立在人工智能賦能教育的大背景下，人機協(xié)同模式已成為勞動教育課堂的重要實施抓手。人的思考和技術(shù)的高效率相結(jié)合，為勞動教育提供了新的視角和實踐方式。在勞動教育課堂中，AIGC的應(yīng)用為學(xué)生創(chuàng)造在模擬環(huán)境中進行實踐操作，進而提高實際操作能力的機會，并在可視化的操作過程中加深對復(fù)雜技術(shù)的理解。2.勞動課程中知識拓展和學(xué)科融合成為常態(tài)數(shù)字技術(shù)的融入，讓勞動教育的知識內(nèi)容成功突破了時空的束縛，既能夠?qū)崿F(xiàn)廣泛獲取，又能夠進行深度挖掘。其一，互聯(lián)網(wǎng)平臺上豐富的海量資源，為勞動教育構(gòu)建了龐大的素材庫；其二，大數(shù)據(jù)分析、人工智能算法等數(shù)字技術(shù)的運用，能夠依照學(xué)生的興趣、能力以及需求，為勞動教育提供個性化的學(xué)習(xí)路徑。另外，數(shù)字技術(shù)也推動了跨學(xué)科知識的整合，促使勞動教育不再僅僅是技能的傳遞，而成為了對學(xué)生綜合素質(zhì)的培育[5]3.勞動課程中虛實結(jié)合成就了勞動教育智慧形態(tài)虛實結(jié)合的勞動教育智慧空間是AIGC為勞動教育賦能的關(guān)鍵成果。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不但留存了實體空間所具有的真實感，而且還融入了虛擬空間的便捷性、交互性以及可擴展性，給勞動教育打造了一個靈活且高效的教學(xué)平臺。在虛實結(jié)合的智慧空間里，學(xué)生能夠隨時隨地展開學(xué)習(xí)與實踐，不會受到時空的約束。與此同時，虛擬空間還能支持實時的協(xié)作和互動，讓師生之間的交流變得更為便捷和高效。結(jié)語AIGC為勞動課堂帶來了前所未有的變革機遇。然而，在積極擁抱這一技術(shù)變革的過程中，我們也必須清醒地認識到所面臨的挑