新課標下STEAM教育與初中化學教學融合研究

摘 要：新課標下，STEAM教育與化學教學融合具有重要價值，這種融合不僅能打破傳統(tǒng)分科教學的壁壘，促進科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）和數(shù)學（Mathematics）多學科知識的相互滲透與綜合應用，還能豐富化學教學的內容與形式。通過STEAM教育項目，學生能在真實情境中探索化學知識，直觀感受化學的魅力，培養(yǎng)觀察、分析和解決問題的能力。融入藝術元素還能賦予化學學習趣味性，從而提高學生的學習興趣和參與度。論述新課標下STEAM教育與初中化學教學融合的優(yōu)勢，提出相應的教學策略，以期為化學教學提供參考。

關鍵詞：新課標；STEAM教育；初中化學；跨學科教學

作者簡介：任芳娟（1992—），女，甘肅省隴南市宕昌縣舊城中學。

STEAM教育提倡科學（Science）、技術（Techn

ology）、工程（Engineering）、藝術（Art）和數(shù)學（Mathematics）的融合，這與理論和實踐相結合，培養(yǎng)學生綜合素質的化學教育觀念相吻合。融合STEAM教育的化學教學會更加豐富多彩，其一方面有利于學生掌握基本的化學知識，另一方面能在解決問題的過程中提升他們的跨學科學習能力、創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作能力。另外，STEAM教育推崇的項目導向學習方式，允許學生在仿真情境或現(xiàn)實環(huán)境中運用化學知識應對問題，有助于激發(fā)學生的學習熱情和積極性，為培養(yǎng)未來社會所需要的創(chuàng)新型和復合型人才提供了有利條件。

一、STEAM教育的內涵

STEAM教育理念是在STEM理念的基礎上發(fā)展而來的，它強調科學、技術、工程、數(shù)學與藝術的融合，以拓寬學科范圍，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和跨學科解決問題的能力。2010年，美國學者格雷特·亞克門（Georgette Yakman）提出將藝術（Art）加入STEM中，進而形成了STEAM理念。格雷特·亞克門所指的“藝術”不僅是美術，還包括語言、哲學、音樂等有助于培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力的學科。同時，她還提出從具體到抽象的五層“金字塔”狀的STEAM教育框架，旨在引導學生從具體學科知識出發(fā)，逐步掌握跨學科的知識與技能，最終實現(xiàn)終身學習。

二、新課標下STEAM教育與初中化學教學融合的優(yōu)勢

（一）提升學生的綜合素質與實踐能力

將STEAM教育融入初中化學教學中，能夠使課堂更加生動有趣。學生通過參與化學實驗，能親自觀察物質如何轉換，感受化學反應進程，進而深刻把握化學知識［1］。STEAM中的技術元素能為學生提供利用現(xiàn)代科技手段分析數(shù)據(jù)和模擬實驗的機會，增強他們的技術應用能力；工程與藝術的結合則能激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，使他們在把握和運用化學知識的基礎上，設計出兼具吸引力與實用性的作品。這樣的跨學科學習方式突破了傳統(tǒng)學科的界限，能提升學生的實踐操作能力，塑造他們的創(chuàng)新思維和問題解決能力。同時，學生能夠將化學知識應用于日常生活中，這對于他們的成長和未來發(fā)展具有促進作用。

（二）創(chuàng)新教師的教學方式

STEAM教育與化學教學相結合，能促進教師持續(xù)革新教育觀念，追尋更高效的教學模式。傳統(tǒng)的化學教學通常以理論傳授為主，忽略了實踐操作和應用的重要性，而STEAM教育要求教師不僅需要掌握扎實的化學知識，還需要具備跨學科融合的能力。在基于STEAM教育的化學課堂中，教師需要積極整合科學、技術、工程、藝術、數(shù)學等多領域的知識，設計充滿想象力和教學價值的實驗課題，以引導學生在實踐中獲取知識［2］，在趣味探究中吸收新知。這種創(chuàng)新的教學方法能激發(fā)學生的學習熱情，進一步提升教學效果。此外，教師也會不斷進行自我反思與調整，探索與新課標相適應、契合學生個性化需求的教學模式，從而為學生提供更多元化的學習資源。

（三）增強學生的團隊協(xié)作能力

在STEAM教育理念的指導下，學生經(jīng)常需要以團隊合作的方式參與實驗項目或研究課題。團隊中每個成員都有機會展示自己的才能，為集體做出貢獻，同時學會傾聽他人的意見，調和不同的觀點。在化學實驗中，團隊成員之間的分工配合很關鍵，學生必須通力合作，才能確保實驗順利進行，比如有的成員負責準備實驗材料，有的成員負責操作實驗儀器，有的成員負責記錄實驗結果等。通過團隊合作，學生不僅能掌握化學知識，還能提升溝通與合作能力，為未來的學術成長和職業(yè)生涯奠定基礎。

（四）培養(yǎng)學生的科學精神和人文素養(yǎng)

STEAM教育強調科學探索與實證，有利于培養(yǎng)學生的科學精神和人文素養(yǎng)。在化學實驗中，學生需精心設計實驗方案，細致觀察實驗結果，精確記錄實驗數(shù)據(jù)，然后基于數(shù)據(jù)進行分析與推理。這一過程能強化他們的邏輯推理能力，塑造他們嚴謹?shù)目茖W觀念和實證精神。此外，STEAM教育模式中包含藝術要素，將藝術融入化學教學，能為培養(yǎng)學生的人文素質創(chuàng)造機會，讓學生以新的視角感知和領悟化學之美。例如在制作多彩火焰、“水中花園”等實驗活動中，學生能領略化學之妙，提高審美能力和人文素質［3］。

三、新課標下STEAM教育與初中化學教學融合的策略

（一）強化教師的STEAM教育理念

強化教師的STEAM教育觀念的關鍵在于提升教師跨學科的專業(yè)能力。有關部門應制定專門的STEAM師資培養(yǎng)方案，邀請多學科的權威人士，為教師提供跨學科知識培訓。例如，舉辦一場以“水的凈化”為主題的STEAM教育研討會，通過模擬真實環(huán)境下的水凈化實驗，向教師展示如何將化學原理、工程技術與動手操作相結合，設計出富有創(chuàng)造性和互動性的教學實踐活動［4］。此外，定期組織STEAM教育案例分享會，鼓勵教師互相交流教學的成功經(jīng)驗和面臨的挑戰(zhàn)，推動彼此之間的學習和成長。如此一來，不僅能夠增強教師的STEAM意識，還能幫助他們將所學理念和方法有效應用于課堂教學中，提升教學實效。

（二）以問題為導向促進學生探究

以問題為導向的教學模式強調以問題為核心組織教學過程，通過設置充滿挑戰(zhàn)性的問題，激發(fā)學生自主學習和深入思考。該模式不僅著眼于學生對化學基礎知識的掌握，還注重培養(yǎng)學生在不同情境下綜合運用多學科知識解決問題的能力。教師應精心創(chuàng)設與日常生活、工業(yè)生產(chǎn)或科研活動等密切相關的問題情境，使學生能在解決問題的過程中掌握豐富的化學知識，自然而然地實現(xiàn)跨學科教學目標。這種跨學科融合對消除不同學科之間的壁壘具有積極作用，能使學生感受到科學、技術、工程、藝術和數(shù)學等多個學科的價值，進一步提升學生的綜合素質。

例如，在教學“水的凈化”時，教師可以設計一系列循序漸進的問題鏈，以引領學生深度探索。首先，教師可以引入一個現(xiàn)實生活中的問題：“如果在戶外徒步時遇到水源污染的狀況，應如何利用身邊的簡易資源（如沙粒、活性炭、布等）凈化水，從而確保其可以安全飲用？”這一問題能夠將學生引入實際情境中，激發(fā)他們的求知欲和探究熱情。其次，教師可以將學生分成若干小組，每個小組負責不同的水凈化工序，包括過濾、沉淀、吸附等。在實驗過程中，教師可以進一步提出以下問題，引導學生思考：“過濾是如何實現(xiàn)從水中去除較大的顆粒雜質的？”“活性炭在吸附過程中起到什么作用？”“如何判斷凈化后的水是否達到飲用標準？”這些問題不但能促使學生關注實驗現(xiàn)象，而且能推動他們深入探究現(xiàn)象背后的化學原理［5］。最后，教師可以在小組實驗和討論結束后，安排班級分享環(huán)節(jié)，鼓勵各組針對實驗結果進行質疑和補充。在這種交流互動環(huán)節(jié)中，學生不僅能鞏固化學知識，還能掌握運用跨學科知識綜合分析問題的技能。

（三）結合情境教學激發(fā)學生參與熱情

新課標背景下，STEAM教育與初中化學教學的深度整合強調采用情境化的教學方法激發(fā)學生的參與熱情和學習興趣。這種整合能突破傳統(tǒng)的單一學科教育的框架，強化學生的創(chuàng)新實踐技能、批判思維和問題解決能力。情境教學法的核心理念是構建與學生日常生活緊密相關或能激發(fā)學生好奇心的情境，使學生能在解決問題的過程中自發(fā)探索、吸收新知識，并運用所學知識解決問題。

例如，在“自制簡易凈水器”的教學中，教師可以結合日常生活中的飲用水安全問題，創(chuàng)設生活情境，讓學生意識到凈化水的重要性，以此激發(fā)他們的興趣和思考。在科學領域，學生可以探討水體污染的原因，掌握基本的水質評估方法，學習諸如過濾、吸附等凈水工藝。在技術領域，學生應學會運用各種材料，如活性炭、沙子、棉布等，組裝簡易的凈水設備。在工程領域，學生可以通過小組合作設計和制作凈水裝置，這不僅能考驗他們的手工技能水平和團隊協(xié)作精神，還能鍛煉他們的創(chuàng)新思維與解決問題的能力。在藝術領域，學生可以發(fā)揮想象力，設計兼顧實用性與美觀性的凈水器。在數(shù)學領域，學生可以測定凈化效率，并進行數(shù)據(jù)分析，比較不同材料在凈化水質方面的效果，從而加深對化學理論知識的認識。

在這樣的實踐活動中，學生從被動的知識接受者轉變?yōu)橹鲃拥奶剿髡?，積極參與到問題的發(fā)現(xiàn)、分析和解決中。一方面，他們能掌握豐富的化學知識，另一方面，他們能領略科學探索的魅力，提升綜合素質。此外，融合STEAM教育理念的化學教學模式能促進學生間的互動與合作，增強他們的社會責任感與環(huán)保意識。

（四）創(chuàng)新實踐項目指導學生學習

新課標背景下，將STEAM教育融入化學教學的目的是通過跨學科綜合實踐活動培育學生的創(chuàng)新思維、實踐技能和解決問題的能力。這種跨學科融合教學模式與當前的新課改趨勢相契合，是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的有效手段。STEAM教育強調知識應用與具體情境的融合，鼓勵學生在真實或模擬的情境中利用跨學科知識解決問題，這能深化學生對化學知識的理解，激發(fā)他們對化學學科的熱情。因此，化學教師需要及時更新教育觀念，設計充滿趣味和創(chuàng)意的實踐項目，引導學生基于實踐項目展開自主探索、協(xié)作學習和反思總結，促進學生全方位成長。

例如，在“自制酸堿指示劑”的探究活動中，教師可以圍繞科學探究與實踐這一核心素養(yǎng)，引領學生通過實驗探究常見物質的酸堿性。這一實踐活動不僅能加深學生對酸堿性的認知，還能鍛煉他們在實驗設計和數(shù)據(jù)分析方面的能力。在技術領域，學生需要熟練掌握從植物中提取色素并將其用作酸堿指示劑的技巧，包括提取、過濾、稀釋等技術步驟，這些操作有助于提高學生的動手實踐能力和技術應用水平。在工程領域，學生需要設計簡易的酸堿度測試工具，并持續(xù)對工具予以調整和完善。這一過程能增進學生對工程概念的理解，提高他們面對問題時的分析和解決能力。對于化學學習而言，數(shù)學不可或缺，它以記錄、加工與解讀數(shù)據(jù)的方式，滲透到化學實驗的每一個環(huán)節(jié)。在實驗中，學生可以運用比例計算、圖表分析等數(shù)學方法來處理實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結果，從而提高自己在化學領域中運用數(shù)學知識的能力。當然，藝術同樣也在探究活動中發(fā)揮著重要作用。學生可以通過觀察酸堿指示劑的色彩變化，在化學反應中尋找美、感受美。科學與美的結合能激發(fā)學生對化學的熱情，對于學生創(chuàng)新精神的發(fā)展具有積極意義。

結語

綜上所述，新課標背景下，STEAM教育與初中化學教學的深度融合，展現(xiàn)出獨特的教育價值和廣闊的應用前景?？鐚W科的綜合教學模式，不僅能提升學生的化學知識與技能水平，還能促進他們在科學、技術、工程、藝術和數(shù)學等多個領域的全面發(fā)展。通過融合多學科知識，能激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)造力，培養(yǎng)他們在真實情境中解決問題的能力，從而滿足新時代對創(chuàng)新型人才的需求。

展望未來，隨著教育理念的持續(xù)更新和教學技術的進步，STEAM教育與化學教學的融合將會更加深入和廣泛。加強教師培訓，提升教師對STEAM教育理念的理解和實際應用能力，將成為推動這一融合不斷深化的關鍵舉措。我們有理由期待，未來會有更多富有創(chuàng)新性的教學設計和實踐活動為化學教學注入新活力，進一步推動學生實踐能力和創(chuàng)新意識的發(fā)展。

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