基于AIGC的劳动课程教学变革

以智慧农业项目“智能温控灌溉系统的设计”为例【摘要】人工智能技术的快速发展，不仅为传统劳动课程拓展了知识边界、丰富了学习资源，也为教师的教和学生的学提供了个性化、创新性支持，同时也促使劳动课程的教学方法和学习路径出现了根本性革新。本文结合义务教育劳动课程标准的相关要求，探讨了生成式人工智能技术（AIGC）在中学劳动课程实施过程中的赋能作用，通过智慧农业项目“智能温控灌溉系统的设计”案例分析，较为详实地阐述了AIGC在优化教学内容、创新教学方法、提升学生融入感和培养学生创新思维等方面的显著优势，为推动劳动课程在新技术领域的发展提供了具有实践价值的参考。中共中央、国务院印发的《教育强国建设规划纲要（2024一2035年）》中提出，“实施劳动习惯养成计划，提升学生动手实践能力、解决复杂问题能力和社会适应能力”“探索数字赋能大规模因材施教、创新性教学的有效途径，主动适应学习方式变革”。同时，义务教育劳动课程标准要求，劳动课程要培养“学生在学习和劳动实践过程中逐步形成的、适应个人终身发展和社会发展所需要的正确的价值观、必备品格和关键能力”[1]。劳动课程作为义务教育的重要组成部分，在培养学生的劳动技能、劳动观念和劳动精神过程中发挥着重要的作用。然而，传统的劳动教育模式面临着资源分配不均、教学效率低下等问题。随着人工智能技术的不断发展和深入应用，劳动课程正迎来一场革命性的变革。在当今科技飞速发展的时代，人工智能技术正以前所未有的速度渗透到教育领域的各个角落，为劳动教育课堂增添了新的活力和可能性。以众多大语言模型为代表的AIGC工具对教育过程中的知识交互模式做了重新定义，同时也对课堂教学过程中教师的教学和学生的学习带来了颠覆性变革。本文致力于探讨AIGC技术在劳动课堂中的应用，作为课堂主体的教师和学生应该如何应对这一转变，以及教学方式将发生哪些变革。AIGC为劳动课程提供的理论实践创新1.打造虚拟和现实相结合的“双师型”劳动课程模式AIGC在课程中所提供的价值是人工智能赋能教育教学的综合实现。这种价值并非某一项技术的直接体现，而是人工智能领域和劳动课程知识体系的结合，可以使学习者构建更加精准的学习模式和更加个性化的学习路径。教师和学生可以创建个性化的智能体辅助教学和学习过程，智能体提供灵活多样化的学习资源，实现对学习服务的支持、对完成数据的实时反馈和分析。在虚拟和现实相结合的“双师型”劳动课程（图1）中，劳动知识的习得、劳动能力和素养的提升、虚实结合的劳动活动以及伴随劳动场景切换而进行的适当性多元评价，都打破了传统劳动课程的限制。AIGC不但在课堂上帮助教师完成教学活动，帮助学生完成学习活动，而且借助技术和资源形成的全新教学和学习场景，让师生超越了传统课堂带来的收获和感受，进而形成了劳动课程教与学的创新形态。图1“双师型”劳动课程模式关系图式2.促使劳动课程培养目标向智慧劳动素养提升转变人工智能时代对劳动教育和劳动课程中学生主体的要求，不仅关注其具体劳动技能的学习，更加注重学生综合实践能力和创新能力的培养。新时代的劳动教育内涵也从传统的技能培训转向了正确劳动价值观的培养和智慧劳动素养的提升。AIGC能够在一定程度上根据每位学生的学习进度、兴趣爱好和能力水平，为其提供定制化的学习内容和学习路径，实现真正意义上的因材施教。同时，它还为学生营造逼真的劳动场景和情境，让学生仿佛身临其境，极大地增强了学习的趣味性和吸引力。它通过对学生学习数据的深度分析，帮助教师精准把握学生的学习情况和需求，为教学决策提供科学依据。AIGC与劳动课程实践特性的高度契合，为劳动教育的创新发展提供了技术支撑，同时也为学生在劳动课堂中摆脱单纯的操作技能训练，走向智慧劳动素养的提升铺平了道路。AIGC赋能劳动课程案例分析以智慧农业项目“智能温控灌溉系统的设计”为例，下面详细阐述AIGC是如何赋能劳动课程的。1.教学目标引导学生了解智慧农业的基本概念、关键技术和发展趋势。熟练掌握智能灌溉、智能温控、农业物联网等相关技术的原理和操作方法。学会运用数据分析和智能决策工具，解决智慧农业生产中的实际问题。引导学生运用科学思维和方法，对智慧农业实践中的现象和问题进行分析、推理和解决。激发学生对智慧农业的兴趣和热爱，增强学生对农业科技创新的认同感和责任感，树立正确的劳动价值观[3]。2.教学准备（1）教师准备。深入研究智慧农业相关知识和技术，制订详细的教学计划和教案。收集和整理各类教学资源，包括图片、视频、文献资料等，并利用AIGC工具对这些资源进行优化，整合生成“劳动课程专题知识库”。创建教学辅助智能体教师“小智”，辅助学生进行活动实践。准备好实验设备和材料，如智能灌溉、温控系统套件、传感器等。（2）学生准备。自主查阅智慧农业的相关资料，初步了解智慧农业的基本概念和应用场景。分组并确定小组负责人，明确小组分工和合作方式。利用课堂相关问题提前与智能体“小智”老师、“劳动课程知识库”进行信息交换，掌握应用方法。3.教学过程（1）主题式课堂导入教师利用AIGC生成的场景，展示传统农业与智慧农业的对比画面。引导学生观察并思考两种农业模式的差异，激发学生的好奇心和求知欲，从而引出项目主题：智慧农业中的智能灌溉和温度控制系统的设计。（2）驱动型问题引导教师通过AIGC辅助制作的动画和视频，向学生系统讲解智慧农业的基本概念、发展历程和关键技术。同时设置问题引导学生思考，如“智能灌溉系统是如何实现节约用水的？”“应如何设置场景实现温度的控制？”等问题，培养学生的劳动思维能力。（3）驱动问题转化形成学习项目针对驱动型问题，转化形成创新学习项目。学生在转化和项目形成过程中，找到突破传统劳动方式的创新点，提出项目方案，确定实施路径，将新技术手段与劳动过程相结合，提升劳动效率和质量。（4）项目学习活动基础材料的分析整理。学生分组进行课堂主题任务基础材料的分析和整理，为系统设计提供基础支持。教师通过提供材料和“小智”交互工程中提供的基础性材料，为系统设计的初始方案形成材料储备。同时，教师利用建设的“劳动课程知识库”平台，获取系统设计的关键要素，为系统设计提供数据支撑。系统初始设计。学生通过教师给出的辅助性学习材料，结合AIGC工具进行小组自主学习，并给出系统局部初始设计方案。例如，在学习智能灌溉技术时，AIGC较为清晰地展示了土壤湿度传感器是如何实时监测土壤水分含量，以及当水分低于设定阈值时，自动灌溉系统是如何精准地为农作物浇水的过程。完善系统设计并进行虚拟实践。教师根据系统局部初始设计，整合完善形成整体系统设计。利用AIGC工具实时提供操作指导和错误提示，帮助学生顺利完成虚拟实践。例如，当学生连接传感器的线路出现错误时，教师会及时提醒学生检查线路连接，并给出正确的连接方法。在教师的指导下，学生根据完善后的系统设计组装硬件设备，利用AIGC提供的程序样例修正、测试控制程序，实现对灌溉和温控系统的自动化控制。图2通过AIGC辅助完善设计方案项目结论探究和评价。学习项目组针对形成的最后设计方案，反馈给教师和虚拟教师“小智”进行分别测评，对比测评结果进行反馈修正，形成项目结论并进行项自组展示评价。展示过程中，学生们相互启发、相互补充，不断完善自己的观点。教师则适时参与讨论，引导学生从不同角度思考问题，培养学生的辩证思维能力[4]。AIGC给劳动课程带来的革新性样态1.劳动课程中人机协同模式逐渐建立在人工智能赋能教育的大背景下，人机协同模式已成为劳动教育课堂的重要实施抓手。人的思考和技术的高效率相结合，为劳动教育提供了新的视角和实践方式。在劳动教育课堂中，AIGC的应用为学生创造在模拟环境中进行实践操作，进而提高实际操作能力的机会，并在可视化的操作过程中加深对复杂技术的理解。2.劳动课程中知识拓展和学科融合成为常态数字技术的融入，让劳动教育的知识内容成功突破了时空的束缚，既能够实现广泛获取，又能够进行深度挖掘。其一，互联网平台上丰富的海量资源，为劳动教育构建了庞大的素材库；其二，大数据分析、人工智能算法等数字技术的运用，能够依照学生的兴趣、能力以及需求，为劳动教育提供个性化的学习路径。另外，数字技术也推动了跨学科知识的整合，促使劳动教育不再仅仅是技能的传递，而成为了对学生综合素质的培育[5]3.劳动课程中虚实结合成就了劳动教育智慧形态虚实结合的劳动教育智慧空间是AIGC为劳动教育赋能的关键成果。在学习过程中，学生不但留存了实体空间所具有的真实感，而且还融入了虚拟空间的便捷性、交互性以及可扩展性，给劳动教育打造了一个灵活且高效的教学平台。在虚实结合的智慧空间里，学生能够随时随地展开学习与实践，不会受到时空的约束。与此同时，虚拟空间还能支持实时的协作和互动，让师生之间的交流变得更为便捷和高效。结语AIGC为劳动课堂带来了前所未有的变革机遇。然而，在积极拥抱这一技术变革的过程中，我们也必须清醒地认识到所面临的挑