人工智能助力五育融合的校本实践

习近平总书记在全国教育大会上提出，要全面贯彻党的教育方针，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。五育融合是五育并举、融合育人的统称，旨在建立五育之间的关联，在贯通融合中实现五育并举，从系统整体角度实现融合育人。五育融合是新时期贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务的重要途径[1]。课堂教学是课程的实践场，中小学课堂教学中能否有效落实五育融合的培养至关重要。《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“课标”）将人工智能（ArtificialIntelligence，AI）纳入课程范围，强调项目化、情境化学习，人工智能项目式学习为五育融合的落地拓宽了课堂教学的时空路径，能够有效解决五育割裂问题[2]。在我市教育科学研究院发布的《五育融合课程教学指导纲要》（以下简称“纲要”）的指导下，我校信息组依托我市“人工智能进百校”项目，结合实际情况，以五育融合的培养为目标开展了教学实践。一、五育融合困境及突围（一）关注五育融合培养，融合载体不确定通过对教育政策及课标的学习，我校教师在思想层面上普遍关注五育融合，对“五育并举、融合育人”的理念认可度极高，但普遍存在“五育”教学割裂的问题。寻找一个能够有效融合五育的教学实施载体是解决问题的关键。课标强调单元学习及项目式学习，强调学生基于真实问题情境开展长周期学习。研究表明，单元教学及项目式学习因其自带的强情境性、长周期性、高融合性，为五育融合的培养提供了有效的教学实施载体[3]。我校将人工智能项目式学习作为载体，在教学实践中落实五育融合。（二）强调五育融合实践，融合落点不明在较长一段时间中，我校关于五育融合的教学实践多呈现融合层次肤浅、融合点牵强等不足。教师对五育融合的认识多停留在德、智、体、美、劳是什么的浅层面，对如何在课堂教学中实践五育融合常常感觉无从下手。五育融合在课堂教学中的落脚点是什么，如何寻找五育融合点，如何有效促进五育融合落地等问题亟待解决。我校教师通过学习纲要，完成了各学科五育融合点的梳理。根据初中人工智能课程内容及特点，教师将融合点聚焦在人工智能课程，融合无从下手的问题得以解决。（三）构建五育融合关联，融合范式不清在清晰各育与人工智能课程的融合点后，实现从单育到多育的贯通融合还需更进一步建立五育之间的联系，从系统整体角度达成立德树人的根本目标。如何建立五育之间的关联？五育融合的范式有哪些？李政涛教授提出的五育融合范式为解决这些问题提供了参照思路，该范式包括3种形式，即：某育融合式、教材—融合式、活动—融合式[4]。二、人工智能助推五育融合模式人工智能课程作为五育融合的实施载体，可以助力五育从分散点状形式走向关联融合状态。本文基于纲要提出的五育融合点及李政涛教授提出的3种五育融合途径方法（Method），结合人工智能教学实践经历，提出人工智能推动五育融合的“5融3M”模式。“5融”即人工智能课程可以承载的德、智、体、美、劳5个维度的融合点，“3M”即某育融合式、教材—融合式、活动—融合式3种融合方法途径，如图1所示。（一）五育内容落地，人工智能技术剖析，从无到有明确界定五育内容是实践五育融合的首要工作。我校基于纲要，剖析人工智能核心技术可以融入的真实情境及教学过程，整理总结人工智能课程与德、智、体、美、劳的融合点，实现五育的从无到有（见表1）。德育。分析人工智能核心技术，建立技术与真实情境之间的关联，赋予技术以情境，将情境浸入爱国主义、国际视野、民族文化、科学素养、个性品质、社会主义核心价值观等内容开展德育。教师还要引导学生辩证看待人工智能，关注人工智能伦理，提升安全意识，将德育更进一步。智育。以信息科技学科核心素养为基础开展智育。深挖人工智能程序算法，培育学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任，发展人工智能思维方式，提升智育水平。体育。人工智能项目式学习多以小组合作的方式开展。在合作过程中，学生不断感知团队的重要性，提升合作技巧。学生在参加人工智能比赛过程中，了解规则，感知竞技精神。小组合作和参加比赛的经历感悟不断内化为学生的体育品德，体育得以落实。美育。人工智能模型的搭建涉及模型结构、颜色搭配，人工智能算法的编写涉及程序的最简化、最优化，教师可引导学生关注硬件拼搭结构美、色彩美、程序逻辑美，提升他们感知美的能力。劳动教育。人工智能的引入影响着各行各业，创新性劳动不断涌入，对学生进行职业规划产生直接影响。（二）五育关联建立，人工智能载体建构，从点到网点状的五育不是融合的五育。建立五育之间的关联，在系统贯通中实现融合是实践五育融合的关键步骤。从五育融合角度看各育，它们之间的关联性、整合度将大大提升。从各育角度看五育融合，各育都会在五育融合的背景下不断调整自身的实践方法和育人方式，从而与其他各育达成更好的关联融合，循环往复推动五育走向更深层次的融合（如图2）。某育融合式。一育引领，构建诸育之间关联融合。以一育为大的背景容器，关联五育、渗透五育、融合五育。最典型的就是劳动教育引领下的“以劳树德、以劳增智、以劳强体、以劳育美、以劳创新”[5]。人工智能内容融合式。教材引领，以人工智能课程的教学内容作为五育融合设计的基础，从五育角度去挖掘教学内容中各育的育人点，进而加以有机融合。人工智能活动融合式。活动引领，选择一种主体活动作为载体融合五育[6]。基于真实情境的人工智能活动具有丰富的育人价值，在活动中学生感知人工智能与人、社会之间的关系，提升社会责任担当。人工智能活动可以将实践性学习、体验性学习融合在一起，是社会教育与学校教育的结合，有助于促成德智体美劳的五育融合。（三）五育融合贯通，人工智能项目实践，从横到纵分散的、孤立的课时不足以成为五育融合的依托载体。将单个课时与项目主题建立关联，融入人工智能项目式学习的入项、知识与能力建构、合作探究、项目成果梳理、出项、复盘反思六个环节[7]有横向和纵向两种途径，人工智能项目进化如图3所示。横向是指围绕项目主题形成子项目，子项目是从不同侧面呈现人工智能项目主题的内容，形成课时系列，丰富人工智能项目主题，让学生从多个角度接触人工智能对项目主题不同方面的影响。纵向是指对项目主题的递进式达成，整个项目的各课时从人工智能情境、人工智能算法、智能套件拼搭等方面分步骤完成项目主题内容。在人工智能项目实践中遵循五育融合范式，达成五育融合的项目目标。三、人工智能助推五育融合的实践“中华儿女一家亲，AI彩灯表心意”人工智能项目式学习采用纵向递进的方法将课时拓展为项目，采用活动融合式建立德智体美劳五育间的联系，在项目实施过程中逐步推进五育融合。（一）人工智能技术剖析，五育融合点落地该项目在设计时参考人工智能课程的五育融合点，从主题出发，通过剖析项目涉及的人工智能核心技术，明确了项目的五育融合点架构（如图4）。“中华儿女一家亲，AI彩灯表心意”项目从引导学生了解厦门地理位置着手，培养学生国家领土意识和爱国情怀方面开展德育。任务“让彩灯亮起来”“让彩灯唱起来”背后都包含了程序顺序结构，学生通过学习程序逻辑结构和代码，提升智育水平。在项目过程中，学生通过与小组成员合作，提升团队合作技巧，发展体育水平。学生通过感知传统节日的文化美，人工智能彩灯的灯型美、灯效美、歌曲韵律美等，提升审美能力。传统彩灯制作属于手艺，利用人工智能硬件搭建人工智能彩灯，学生的创新性劳动技能得以提升。学生循环使用人工智能硬件，做到硬件规范的整理、收纳，增强劳动教育。项目五育融合点如表2所示。（二）人工智能活动融合，五育融合网建立在清晰了五育融合点，教师采用活动融合式建立五育融合网络。该项目式学习的主活动为“元宵节期间，在厦门黄厝海滩举行AI灯会”。围绕这一主活动，教师设计了包含8个子活动的序列：欣赏十大元宵灯火、了解国家领土完整的重要性、设计彩灯灯型及灯效、智能硬件拼搭灯型、AI算法编程灯效、赏析闽南代表歌曲、AI算法编程乐谱、游园中华儿女一家亲彩灯会。这些项目活动从人工智能活动的情境创设、算法应用、团队合作、硬件拼搭等方面，全面关注五育的各个维度。在主活动的背景下，五育之间建立了联系，从而构建了一个五育融合的网络。（三）人工智能项目实践，五育融合度纵深包含多个课时的项目式学习为五育深度融合提供了实践机会。该项目包括4课时，涵盖“入项—知识与能力建构—合作探究—出项”环节。在该项目中，教师引导学生了解彩灯会的传统意义，设计AI彩灯灯型及灯光效果，为AI彩灯添加音效，分步骤递进地完成AI彩灯作品。每课时都紧扣项目主题，循序渐进，逐步实现项目目标，并引导学生深入学习和理解项目内容。在项目实践过程中，并非某特定课时单独达成五育目标，而是德、智、体、美、劳在项目实施的整个过程中相互交织、融合，循环迭代，从而实现五育的深度整合和融合。四、反思与总结实践证明，采用“5融3M”模式，利用人工智能助力五育融合，可以取得显著的融合效果，能够有效突破一线教学中五育割裂困境。在“5融3M”模式的指引下，通过横