新課標(biāo)下STEAM教育與初中化學(xué)教學(xué)融合研究

摘 要：新課標(biāo)下，STEAM教育與化學(xué)教學(xué)融合具有重要價(jià)值，這種融合不僅能打破傳統(tǒng)分科教學(xué)的壁壘，促進(jìn)科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Art）和數(shù)學(xué)（Mathematics）多學(xué)科知識(shí)的相互滲透與綜合應(yīng)用，還能豐富化學(xué)教學(xué)的內(nèi)容與形式。通過STEAM教育項(xiàng)目，學(xué)生能在真實(shí)情境中探索化學(xué)知識(shí)，直觀感受化學(xué)的魅力，培養(yǎng)觀察、分析和解決問題的能力。融入藝術(shù)元素還能賦予化學(xué)學(xué)習(xí)趣味性，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。論述新課標(biāo)下STEAM教育與初中化學(xué)教學(xué)融合的優(yōu)勢(shì)，提出相應(yīng)的教學(xué)策略，以期為化學(xué)教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞：新課標(biāo)；STEAM教育；初中化學(xué)；跨學(xué)科教學(xué)

作者簡介：任芳娟（1992—），女，甘肅省隴南市宕昌縣舊城中學(xué)。

STEAM教育提倡科學(xué)（Science）、技術(shù)（Techn

ology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Art）和數(shù)學(xué)（Mathematics）的融合，這與理論和實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的化學(xué)教育觀念相吻合。融合STEAM教育的化學(xué)教學(xué)會(huì)更加豐富多彩，其一方面有利于學(xué)生掌握基本的化學(xué)知識(shí)，另一方面能在解決問題的過程中提升他們的跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。另外，STEAM教育推崇的項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)方式，允許學(xué)生在仿真情境或現(xiàn)實(shí)環(huán)境中運(yùn)用化學(xué)知識(shí)應(yīng)對(duì)問題，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，為培養(yǎng)未來社會(huì)所需要的創(chuàng)新型和復(fù)合型人才提供了有利條件。

一、STEAM教育的內(nèi)涵

STEAM教育理念是在STEM理念的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，它強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)與藝術(shù)的融合，以拓寬學(xué)科范圍，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和跨學(xué)科解決問題的能力。2010年，美國學(xué)者格雷特·亞克門（Georgette Yakman）提出將藝術(shù)（Art）加入STEM中，進(jìn)而形成了STEAM理念。格雷特·亞克門所指的“藝術(shù)”不僅是美術(shù)，還包括語言、哲學(xué)、音樂等有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力的學(xué)科。同時(shí)，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(dǎo)學(xué)生從具體學(xué)科知識(shí)出發(fā)，逐步掌握跨學(xué)科的知識(shí)與技能，最終實(shí)現(xiàn)終身學(xué)習(xí)。

二、新課標(biāo)下STEAM教育與初中化學(xué)教學(xué)融合的優(yōu)勢(shì)

（一）提升學(xué)生的綜合素質(zhì)與實(shí)踐能力

將STEAM教育融入初中化學(xué)教學(xué)中，能夠使課堂更加生動(dòng)有趣。學(xué)生通過參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)，能親自觀察物質(zhì)如何轉(zhuǎn)換，感受化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程，進(jìn)而深刻把握化學(xué)知識(shí)［1］。STEAM中的技術(shù)元素能為學(xué)生提供利用現(xiàn)代科技手段分析數(shù)據(jù)和模擬實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，增強(qiáng)他們的技術(shù)應(yīng)用能力；工程與藝術(shù)的結(jié)合則能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，使他們?cè)诎盐蘸瓦\(yùn)用化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出兼具吸引力與實(shí)用性的作品。這樣的跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式突破了傳統(tǒng)學(xué)科的界限，能提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力，塑造他們的創(chuàng)新思維和問題解決能力。同時(shí)，學(xué)生能夠?qū)⒒瘜W(xué)知識(shí)應(yīng)用于日常生活中，這對(duì)于他們的成長和未來發(fā)展具有促進(jìn)作用。

（二）創(chuàng)新教師的教學(xué)方式

STEAM教育與化學(xué)教學(xué)相結(jié)合，能促進(jìn)教師持續(xù)革新教育觀念，追尋更高效的教學(xué)模式。傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)通常以理論傳授為主，忽略了實(shí)踐操作和應(yīng)用的重要性，而STEAM教育要求教師不僅需要掌握扎實(shí)的化學(xué)知識(shí)，還需要具備跨學(xué)科融合的能力。在基于STEAM教育的化學(xué)課堂中，教師需要積極整合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等多領(lǐng)域的知識(shí)，設(shè)計(jì)充滿想象力和教學(xué)價(jià)值的實(shí)驗(yàn)課題，以引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中獲取知識(shí)［2］，在趣味探究中吸收新知。這種創(chuàng)新的教學(xué)方法能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)一步提升教學(xué)效果。此外，教師也會(huì)不斷進(jìn)行自我反思與調(diào)整，探索與新課標(biāo)相適應(yīng)、契合學(xué)生個(gè)性化需求的教學(xué)模式，從而為學(xué)生提供更多元化的學(xué)習(xí)資源。

（三）增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

在STEAM教育理念的指導(dǎo)下，學(xué)生經(jīng)常需要以團(tuán)隊(duì)合作的方式參與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或研究課題。團(tuán)隊(duì)中每個(gè)成員都有機(jī)會(huì)展示自己的才能，為集體做出貢獻(xiàn)，同時(shí)學(xué)會(huì)傾聽他人的意見，調(diào)和不同的觀點(diǎn)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)成員之間的分工配合很關(guān)鍵，學(xué)生必須通力合作，才能確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，比如有的成員負(fù)責(zé)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，有的成員負(fù)責(zé)操作實(shí)驗(yàn)儀器，有的成員負(fù)責(zé)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。通過團(tuán)隊(duì)合作，學(xué)生不僅能掌握化學(xué)知識(shí)，還能提升溝通與合作能力，為未來的學(xué)術(shù)成長和職業(yè)生涯奠定基礎(chǔ)。

（四）培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和人文素養(yǎng)

STEAM教育強(qiáng)調(diào)科學(xué)探索與實(shí)證，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和人文素養(yǎng)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，細(xì)致觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，精確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后基于數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與推理。這一過程能強(qiáng)化他們的邏輯推理能力，塑造他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)觀念和實(shí)證精神。此外，STEAM教育模式中包含藝術(shù)要素，將藝術(shù)融入化學(xué)教學(xué)，能為培養(yǎng)學(xué)生的人文素質(zhì)創(chuàng)造機(jī)會(huì)，讓學(xué)生以新的視角感知和領(lǐng)悟化學(xué)之美。例如在制作多彩火焰、“水中花園”等實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，學(xué)生能領(lǐng)略化學(xué)之妙，提高審美能力和人文素質(zhì)［3］。

三、新課標(biāo)下STEAM教育與初中化學(xué)教學(xué)融合的策略

（一）強(qiáng)化教師的STEAM教育理念

強(qiáng)化教師的STEAM教育觀念的關(guān)鍵在于提升教師跨學(xué)科的專業(yè)能力。有關(guān)部門應(yīng)制定專門的STEAM師資培養(yǎng)方案，邀請(qǐng)多學(xué)科的權(quán)威人士，為教師提供跨學(xué)科知識(shí)培訓(xùn)。例如，舉辦一場(chǎng)以“水的凈化”為主題的STEAM教育研討會(huì)，通過模擬真實(shí)環(huán)境下的水凈化實(shí)驗(yàn)，向教師展示如何將化學(xué)原理、工程技術(shù)與動(dòng)手操作相結(jié)合，設(shè)計(jì)出富有創(chuàng)造性和互動(dòng)性的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)［4］。此外，定期組織STEAM教育案例分享會(huì)，鼓勵(lì)教師互相交流教學(xué)的成功經(jīng)驗(yàn)和面臨的挑戰(zhàn)，推動(dòng)彼此之間的學(xué)習(xí)和成長。如此一來，不僅能夠增強(qiáng)教師的STEAM意識(shí)，還能幫助他們將所學(xué)理念和方法有效應(yīng)用于課堂教學(xué)中，提升教學(xué)實(shí)效。

（二）以問題為導(dǎo)向促進(jìn)學(xué)生探究

以問題為導(dǎo)向的教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以問題為核心組織教學(xué)過程，通過設(shè)置充滿挑戰(zhàn)性的問題，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和深入思考。該模式不僅著眼于學(xué)生對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，還注重培養(yǎng)學(xué)生在不同情境下綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決問題的能力。教師應(yīng)精心創(chuàng)設(shè)與日常生活、工業(yè)生產(chǎn)或科研活動(dòng)等密切相關(guān)的問題情境，使學(xué)生能在解決問題的過程中掌握豐富的化學(xué)知識(shí)，自然而然地實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科教學(xué)目標(biāo)。這種跨學(xué)科融合對(duì)消除不同學(xué)科之間的壁壘具有積極作用，能使學(xué)生感受到科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等多個(gè)學(xué)科的價(jià)值，進(jìn)一步提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

例如，在教學(xué)“水的凈化”時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)一系列循序漸進(jìn)的問題鏈，以引領(lǐng)學(xué)生深度探索。首先，教師可以引入一個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的問題：“如果在戶外徒步時(shí)遇到水源污染的狀況，應(yīng)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?qū)W(xué)生引入實(shí)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(xué)生分成若干小組，每個(gè)小組負(fù)責(zé)不同的水凈化工序，包括過濾、沉淀、吸附等。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師可以進(jìn)一步提出以下問題，引導(dǎo)學(xué)生思考：“過濾是如何實(shí)現(xiàn)從水中去除較大的顆粒雜質(zhì)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(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)？”這些問題不但能促使學(xué)生關(guān)注實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而且能推動(dòng)他們深入探究現(xiàn)象背后的化學(xué)原理［5］。最后，教師可以在小組實(shí)驗(yàn)和討論結(jié)束后，安排班級(jí)分享環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)各組針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行質(zhì)疑和補(bǔ)充。在這種交流互動(dòng)環(huán)節(jié)中，學(xué)生不僅能鞏固化學(xué)知識(shí)，還能掌握運(yùn)用跨學(xué)科知識(shí)綜合分析問題的技能。

（三）結(jié)合情境教學(xué)激發(fā)學(xué)生參與熱情

新課標(biāo)背景下，STEAM教育與初中化學(xué)教學(xué)的深度整合強(qiáng)調(diào)采用情境化的教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生的參與熱情和學(xué)習(xí)興趣。這種整合能突破傳統(tǒng)的單一學(xué)科教育的框架，強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐技能、批判思維和問題解決能力。情境教學(xué)法的核心理念是構(gòu)建與學(xué)生日常生活緊密相關(guān)或能激發(fā)學(xué)生好奇心的情境，使學(xué)生能在解決問題的過程中自發(fā)探索、吸收新知識(shí)，并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題。

例如，在“自制簡易凈水器”的教學(xué)中，教師可以結(jié)合日常生活中的飲用水安全問題，創(chuàng)設(shè)生活情境，讓學(xué)生意識(shí)到凈化水的重要性，以此激發(fā)他們的興趣和思考。在科學(xué)領(lǐng)域，學(xué)生可以探討水體污染的原因，掌握基本的水質(zhì)評(píng)估方法，學(xué)習(xí)諸如過濾、吸附等凈水工藝。在技術(shù)領(lǐng)域，學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)運(yùn)用各種材料，如活性炭、沙子、棉布等，組裝簡易的凈水設(shè)備。在工程領(lǐng)域，學(xué)生可以通過小組合作設(shè)計(jì)和制作凈水裝置，這不僅能考驗(yàn)他們的手工技能水平和團(tuán)隊(duì)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(shù)領(lǐng)域，學(xué)生可以發(fā)揮想象力，設(shè)計(jì)兼顧實(shí)用性與美觀性的凈水器。在數(shù)學(xué)領(lǐng)域，學(xué)生可以測(cè)定凈化效率，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，比較不同材料在凈化水質(zhì)方面的效果，從而加深對(duì)化學(xué)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)。

在這樣的實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生從被動(dòng)的知識(shí)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的探索者，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(xué)知識(shí)，另一方面，他們能領(lǐng)略科學(xué)探索的魅力，提升綜合素質(zhì)。此外，融合STEAM教育理念的化學(xué)教學(xué)模式能促進(jìn)學(xué)生間的互動(dòng)與合作，增強(qiáng)他們的社會(huì)責(zé)任感與環(huán)保意識(shí)。

（四）創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)

新課標(biāo)背景下，將STEAM教育融入化學(xué)教學(xué)的目的是通過跨學(xué)科綜合實(shí)踐活動(dòng)培育學(xué)生的創(chuàng)新思維、實(shí)踐技能和解決問題的能力。這種跨學(xué)科融合教學(xué)模式與當(dāng)前的新課改趨勢(shì)相契合，是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效手段。STEAM教育強(qiáng)調(diào)知識(shí)應(yīng)用與具體情境的融合，鼓勵(lì)學(xué)生在真實(shí)或模擬的情境中利用跨學(xué)科知識(shí)解決問題，這能深化學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解，激發(fā)他們對(duì)化學(xué)學(xué)科的熱情。因此，化學(xué)教師需要及時(shí)更新教育觀念，設(shè)計(jì)充滿趣味和創(chuàng)意的實(shí)踐項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生基于實(shí)踐項(xiàng)目展開自主探索、協(xié)作學(xué)習(xí)和反思總結(jié)，促進(jìn)學(xué)生全方位成長。

例如，在“自制酸堿指示劑”的探究活動(dòng)中，教師可以圍繞科學(xué)探究與實(shí)踐這一核心素養(yǎng)，引領(lǐng)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究常見物質(zhì)的酸堿性。這一實(shí)踐活動(dòng)不僅能加深學(xué)生對(duì)酸堿性的認(rèn)知，還能鍛煉他們?cè)趯?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析方面的能力。在技術(shù)領(lǐng)域，學(xué)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(shù)步驟，這些操作有助于提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和技術(shù)應(yīng)用水平。在工程領(lǐng)域，學(xué)生需要設(shè)計(jì)簡易的酸堿度測(cè)試工具，并持續(xù)對(duì)工具予以調(diào)整和完善。這一過程能增進(jìn)學(xué)生對(duì)工程概念的理解，提高他們面對(duì)問題時(shí)的分析和解決能力。對(duì)于化學(xué)學(xué)習(xí)而言，數(shù)學(xué)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(xué)實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以運(yùn)用比例計(jì)算、圖表分析等數(shù)學(xué)方法來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而提高自己在化學(xué)領(lǐng)域中運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)的能力。當(dāng)然，藝術(shù)同樣也在探究活動(dòng)中發(fā)揮著重要作用。學(xué)生可以通過觀察酸堿指示劑的色彩變化，在化學(xué)反應(yīng)中尋找美、感受美。科學(xué)與美的結(jié)合能激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)的熱情，對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新精神的發(fā)展具有積極意義。

結(jié)語

綜上所述，新課標(biāo)背景下，STEAM教育與初中化學(xué)教學(xué)的深度融合，展現(xiàn)出獨(dú)特的教育價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。跨學(xué)科的綜合教學(xué)模式，不僅能提升學(xué)生的化學(xué)知識(shí)與技能水平，還能促進(jìn)他們?cè)诳茖W(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的全面發(fā)展。通過融合多學(xué)科知識(shí)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力，培養(yǎng)他們?cè)谡鎸?shí)情境中解決問題的能力，從而滿足新時(shí)代對(duì)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(xué)技術(shù)的進(jìn)步，STEAM教育與化學(xué)教學(xué)的融合將會(huì)更加深入和廣泛。加強(qiáng)教師培訓(xùn)，提升教師對(duì)STEAM教育理念的理解和實(shí)際應(yīng)用能力，將成為推動(dòng)這一融合不斷深化的關(guān)鍵舉措。我們有理由期待，未來會(huì)有更多富有創(chuàng)新性的教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐活動(dòng)為化學(xué)教學(xué)注入新活力，進(jìn)一步推動(dòng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的發(fā)展。

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