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分科教學的壁壘，促進科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）和數學（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）和數學（Mathematics）的融合，這與理論和實踐相結合，培養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、創新思維和團隊協作能力。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實環境中運用化學知識應對問題，有助于激發學生的學習熱情和積極性，為培養未來社會所需要的創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理念的基礎上發展而來的，它強調科學、技術、工程、數學與藝術的融合，以拓寬學科范圍，培養學生的創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、音樂等有助于培養學生創新思維和創造力的學科。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，逐步掌握跨學科的知識與技能，最終實現終身學習。

二、新課標下STEAM教育與初中化學教學融合的優勢

（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代科技手段分析數據和模擬實驗的機會，增強他們的技術應用能力；工程與藝術的結合則能激發學生的創新思維，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學科的界限，能提升學生的實踐操作能力，塑造他們的創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展具有促進作用。

（二）創新教師的教學方式

STEAM教育與化學教學相結合，能促進教師持續革新教育觀念，追尋更高效的教學模式。傳統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。這種創新的教學方法能激發學生的學習熱情，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）增強學生的團隊協作能力

在STEAM教育理念的指導下，學生經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生涯奠定基礎。

（四）培養學生的科學精神和人文素養

STEAM教育強調科學探索與實證，有利于培養學生的科學精神和人文素養。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，精確記錄實驗數據，然后基于數據進行分析與推理。這一過程能強化他們的邏輯推理能力，塑造他們嚴謹的科學觀念和實證精神。此外，STEAM教育模式中包含藝術要素，將藝術融入化學教學，能為培養學生的人文素質創造機會，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能力。有關部門應制定專門的STEAM師資培養方案，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驗和面臨的挑戰，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，通過設置充滿挑戰性的問題，激發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。教師應精心創設與日常生活、工業生產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象，而且能推動他們深入探究現象背后的化學原理［5］。最后，教師可以在小組實驗和討論結束后，安排班級分享環節，鼓勵各組針對實驗結果進行質疑和補充。在這種交流互動環節中，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學生的參與熱情和學習興趣。這種整合能突破傳統的單一學科教育的框架，強化學生的創新實踐技能、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學生好奇心的情境，使學生能在解決問題的過程中自發探索、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，創設生活情境，讓學生意識到凈化水的重要性，以此激發他們的興趣和思考。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作精神，還能鍛煉他們的創新思維與解決問題的能力。在藝術領域，學生可以發揮想象力，設計兼顧實用性與美觀性的凈水器。在數學領域，學生可以測定凈化效率，并進行數據分析，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為主動的探索者，積極參與到問題的發現、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保意識。

（四）創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，是培養學生核心素養的有效手段。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，設計充滿趣味和創意的實踐項目，引導學生基于實踐項目展開自主探索、協作學習和反思總結，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，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據分析方面的能力。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，數學不可或缺，它以記錄、加工與解讀數據的方式，滲透到化學實驗的每一個環節。在實驗中，學生可以運用比例計算、圖表分析等數學方法來處理實驗數據，分析實驗結果，從而提高自己在化學領域中運用數學知識的能力。當然，藝術同樣也在探究活動中發揮著重要作用。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學生對化學的熱情，對于學生創新精神的發展具有積極意義。

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，展現出獨特的教育價值和廣闊的應用前景。跨學科的綜合教學模式，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、藝術和數學等多個領域的全面發展。通過融合多學科知識，能激發學生的學習興趣和創造力，培養他們在真實情境中解決問題的能力，從而滿足新時代對創新型人才的需求。

展望未來，隨著教育理念的持續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新意識的發展。

［參考文獻］

[1]鄭燕嫻，李梅，錢揚義.STEAM教育理念下傳統文化與化學教學的融合：以融入扎染工藝的“化學反應速率”教學為例［J］.化學教育（中英文），2024，45（3）：81-83.

[2]闕榮輝，周麗芳.STEAM教育跨學科思維評價研究：基于化學師范生的實證分析［J］.化學教育（中英文），2023，44（6）：59-66.

[3]馬玥，莫尊理.基于中華傳統文化的STEAM項目式初中化學教學探索：以馬家窯彩陶為例［J］.化學教學，2023（3）：41-47.

[4]李翠珊.素養導向下STEAM教育理念的化學實驗課堂6E教學模式：以“化學密信送情報”為例［J］.化學工程與裝備，2022（12）：341-342.

[5]李申申，崔繼文.STEAM教育理念在高考化學復習中的應用：以“無機工藝流程題”為例［J］.云南化工，2022，49（2）：159-161.