五育融合视域下初中创客项目式课程的设计与实践

摘要：“五育”并举，融合育人，是新时代基础教育育人方式转型提出的重大命题，“智慧农场”的项目式课程融合科技、农业、劳动、艺术、文化、品德多种元素，为学生的全面发展奠定基础，为五育融合提供了实践载体。本文通过初中“智慧农场”创客课程探索项目式学习推进五育融合的有效路径，以期为五育融合的项目式教学提供借鉴和启示。

关键词：项目式课程；全面发展；五育融合；创客

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2024）16-0071-04

研究背景

《中国教育现代化2035》提出“更加注重学生的全面发展，大力发展素质教育，促进德育、智育、体育、美育、劳动教育的有机融合”的要求，明晰了“五育”融合正式成为我国新阶段教育变革与发展的新趋势。但是，目前“五育融合”理论研究还处于起步阶段，在当下中小学教育内外生态中，“五育”常常被分隔，进而导致办学目标慢慢远离育人初衷，因此，如何构建“五位一体”的育人体系，成为当前我国新时期深化教育教学改革的攻坚难题。《关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见》也提出：“适应科技发展和产业变革，针对劳动新形态，注重新兴技术支撑和社会服务新变化。”可见，劳动教育关乎学生的全面发展，“劳动教育”融入五育并与科学技术结合，是实现“五育融合”理念的关键路径。

新时代的劳动教育需要告别粗糙的内容与形式，将劳动教育与科技教育等相结合，并借助数字化工具形成创新作品，为社会发展提供新血液。而“智慧农场”的项目式课程为五育融合提供了实践载体，它超越了传统教育框架，融合科技、农业、劳动、艺术、文化、品德多种元素，旨在培养学生的劳动意识、科学素养、创新精神等，为学生的全面发展奠定基础，是构建“五位一体”育人模式的一种新探索。

相关理论基础

1.五育融合教育

五育融合教育是一种符合本土化STEAM教育发展需求并践行塑造全人教育理念的跨领域融合教育范式，其总体教育目标定位于“塑造完整的人”。“完整的人”不仅是身心协调发展的人，更是知情意行充分发展的人，是德智体美劳全面发展的人。五育融合教育是一种融合德育、智育、体育、美育和劳育的创新教育模式，每个体系包含许多学科知识。五育融合教育强调综合化评价，没有明显的学科倾向性，覆盖范围更广，是一种比跨学科教育抽象层次更高的跨领域教育。

刘登珲等认为，五育融合是依照特定的逻辑，从目标、内容、实施等层面出发把分散的教育要素有机联结成一个整体，从而促进学生德智体美劳全面发展的过程。另外，五育融合还应包含目标、内容、过程三个方面的融合。这种“三位一体”的融合不仅可以回答“为什么教””“教什么”“怎么教”的问题，还有助于解决教育实践中出现的重结果轻过程、重教不重学的“二元论”的问题。

2.项目式学习

项目式学习是建构主义理论指导下，以学生为中心，以解决问题为导向，通过合作、调查和创意实践发展学生核心素养的一种学习模式。项目式学习因其目标的多元性、内容的丰富性、过程的生成性、评价的综合性打破学科和领域的界限，并在项目引入、分析、实施、进阶、评价等环节中深度整合“五育”要素，达到树德、增智、健体、育美、强劳的效果，为实现“五育”融合提供了有效的实践路径。夏雪梅通过研究表明，学科项目式学习专注于核心的学科知识和技能，并利用驱动性问题来引导学生学习这些知识和技能，在寻求解决问题的过程中，实现了学科与学科、学科与生活、学科与人际之间的联系和拓展，最终通过项目成果展示出学生对知识的创新性应用和深度理解。

项目式学习既没有弱化知识学习的目的，又能促进与其他几育更深度的融合，因此，可以利用项目式学习来弥合五育割裂的现实困境。

五育融合的智慧农场项目式学习设计

1.项目背景

“智慧农场”项目旨在引导学生通过亲身体验了解农场的基本运作方式，学习农作物的种植和动物饲养，了解物联网传感器在环境监测和自动控制中的应用，并通过智慧农场模型搭建、环境监测和自动控制实践，以及物联网与远程控制技术掌握，促进学生德、智、体、美、劳的全面、整体发展。

2.前期分析

（1）学习者特征分析和学情分析

本研究聚焦于来自佛山的八年级学生，他们对真实的农场生活怀揣着好奇心。在思维领域，他们正处于青少年期形式运算思维的阶段，能够运用抽象逻辑思维进行独立思考，但同时还需要具体形象的支撑。在心理发展方面，他们正从儿童期向青年期过渡，充满独立性和依赖性，但思考问题时容易片面化和主观化。在情绪情感方面，他们开始关注自己和他人的内心世界，同龄人之间的交往和认同感增强，社会高级情感迅速发展。在学情方面，经过七年级的学习，这些学生已经具备较好的计算机基本操作能力和物联网知识。在能力方面，他们已经学习并掌握了3D one软件、思维导图、mind+、Arduino等软件的使用。

（2）跨学科教学目标分析

“智慧农场”项目涉及的跨学科知识点及五育融合目标分析如下页图所示。

3.教学过程

（1）项目引入

教师引导学生了解农场的基本运作方式；学生学习如何种植农作物和饲养动物，包括农作物的生长过程、土壤改良、病虫害防治等。通过实地考察、模拟实验、视频资料等方式，为学生提供生动形象的讲解和实践机会。

（2）项目分析

①智慧农场的搭建分析。

在亲身体验农场活动后，学生反思智慧农场应该如何设计。教师引导学生通过智慧农场的有效搭建提高农作物的产量和质量，同时实现农场的智能化管理。学生根据教师的指引用3D one软件尝试画出智慧农场初步模型。

②环境监测和自动控制分析。

两周在教室、家里的“花生种植”的实验，让学生通过“有光照”和“无光照”、“有水分”和“无水分”、“有氧气”和“无氧气”等对照实验，探究出植物生长的环境需要的条件有光照、水、氧气等。

教师介绍常见的物联网传感器类型，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，并解释它们的工作原理和作用，同时，通过演示和实验等方式帮助学生更好地理解物联网传感器的应用和效果。教师引导学生思考如何使用传感器、太阳能板、物联网设备检测农场环境。例如，使用温度传感器和湿度传感器可以实时监测农作物的生长环境中土壤的水分和降雨量等，使用循环水泵、风扇模块等可以实现对智慧农场的自动控制，使用太阳能板可以为物联网设备提供光照能源。

③物联网与远程控制分析。

在本环节，学生需要学习物联网基础知识、物联网关键技术。学生可以使用Arduino控制板，通过编程语言来连接和控制物联网设备。同样，通过实验、操作演示、小组讨论等方式掌握技能并了解如何优化农场物联网与远程控制的设计。

（3）项目实施

①智慧农场的搭建。

在3D模型设计完成后，学生将进行农场模型的木工实体搭建。在搭建过程中，学生需要考虑农场布局的合理性、实用性和美观性，同时，还需要了解各种农作物和动物的生活习性，以便在模型中真实地表现出来。这个过程既考验了学生的动手能力和团队协作能力，也加深了他们对农场运行的理解。

②环境监测和自动控制实践。

在农场模型搭建完成后，学生将进行环境监测和自动控制实践。他们需要使用温度传感器、湿度传感器、光照传感器等物联网设备实时监测农作物的生长环境和状态，同时还需要设计并实现自动控制系统，以根据监测数据进行自动调节。例如，当监测到土壤湿度不足时，系统会自动开启灌溉装置为农作物浇水；当监测到光照不足时，系统会自动开启补光灯为农作物补充光照。在这个过程中，学生需要通过小组讨论、实验和演示等活动不断优化和完善系统的设计。此外，他们还需要记录实验数据和分析结果，以便更好地理解农场环境监测和自动控制的工作原理和效果。

③物联网与远程控制实践。

在完成环境监测和自动控制实践后，学生将开始进行物联网与远程控制实践。他们需要将物联网设备连接到物联网平台，并使用编程语言编写控制程序。通过物联网平台，学生可以实时查看农作物的生长数据和环境状态，并可以通过远程控制程序对农场进行远程操控。例如，通过手机APP来控制补光灯的开关、调整灌溉装置的浇水时间等。

（4）项目进阶

在完成基本任务之后，可以进一步引导学生进行进阶任务，即鼓励学生优化和改进已经完成的任务。例如，在环境监测和自动控制实践环节，调整传感器的灵敏度以提高数据的准确性、设计更高效的太阳能板充电系统以延长设备的续航时间等；在物联网与远程控制实践环节，提高检测的精度和稳定性、降低能耗等，在利用软件程序编写进阶任务时，引导学生学习更多的编程知识和技巧、尝试编写更复杂的程序、优化程序的性能和稳定性等。

（5）项目评价

项目评价除了让指学生对项目进行总结展示，分享收获和体会，还要将过程性评价与总结性评价结合，进行多元化评价，全方面衡量学生德智体美劳各要素。项目评价不仅仅考查学生对学科基础知识与基本技能的掌握情况，还应关注学生在情感态度与价值观等方面的变化以及学习过程中方法与能力的进步与提升，注重学生品德修养、人文素养、审美情趣、身体素质、劳动能力等的和谐发展，力求使评价内容更加全面。所以，过程性评价需要通过课堂观察、成长档案等多种方式全面了解学生在项目学习过程中的参与度、专注度、进展情况等。总结性评价则包括五育融合的基础知识测试、项目成果展示和综合评价表，旨在评估学生对课程知识的掌握程度、项目完成情况和综合能力。

教学效果分析

教师针对五育融合效果使用李克特量表设计了一个问卷调查，每个“育”分别设三道题。通常，李克特量表的答案采用5级评分制，并对每道题的答案进行赋值，计算每个育的平均得分、标准差以及用SPSS等统计软件来计算Cronbach's Alpha系数。Cronbach's Alpha系数越接近1，就说明问卷调查的可信度越高。通过每个育的平均得分、标准差和可信度等指标，了解学生对五育融合的看法和态度，为进一步改进教学方法和提高教学质量提供参考。

通过“智慧农场”这一具体案例的实践数据可以看到，该课程在德育、智育、体育、美育和劳动教育方面的平均得分均高于3分（满分5分），说明该课程在五育融合方面具有较好的效果。同时，各育的标准差和可信度也显示出该课程在提高学生综合素质方面的稳定性和可靠性，如学生基础知识测试成绩都达到良好或优秀水平，以及项目成果展示也很优异。这说明“智慧农场”课程通过项目式学习和实践操作，不仅提高了学生的科学素养和编程能力，还培养了学生的团队协作精神、环保意识和劳动技能。此外，该课程还注重美育和德育的渗透，帮助学生树立正确的价值观和审美观。

结语

“智慧农场”课程是本土化STEAM教育的项目式学习，该项目贯彻五育融合的理念，具有一定的前瞻性和实用性，为五育融合的项目式学习提供一定的借鉴和启示作用。但是，五育融合对教师的能力提出了新的要求。在教学中，单一的学科教师很难适应和胜任德智体美劳全部指标的落实，所以，需要对教师进行专业培养或者鼓励教师借助生成式人工智能等数字化工具进行专业学习。同时，“五育融合”的项目式学习需要时空保障，因此，应尽可能构建家校社协同的“三位一体”的五育融合的教学机制。

参考文献：

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[3]陆康其，杨玲.以项目化学习推动五育融合的探索[J].上海教育科研，2021（07）：83-87.

[4]夏雪梅.在学科中进行项目化学习：学生视角[J].全球教育展望，2019，48（02）：83-94.