新课标下STEAM教育与初中化学教学融合策略探析

赵智

摘要：STEAM教育注重跨学科融合，通过解决实际问题来培养学生的问题解决能力、实践能力及创新能力。初中化学同样注重培养学生的实践能力，与STEAM教育有共同的培养目标。新课标下，STEAM教育与初中化学教学的融合是教育领域研究的热点问题。在教学实践中，教师要积极转变教学理念，基于学科融合、真实情境、实践性等原则，以问题为导向激发学生的探索欲望，以情境创设降低知识的理解难度，并引导学生在情境中学化学、用化学。

关键词：初中化学；STEAM教育；融合；问题；情境；实践

中图分类号：G633.8文献标志码：A文章编号：1008-3561（2024）14-0121-04

随着经济的转型升级，社会对高新技术人才的需求不断扩大。为此，教育部门积极推进教育改革，通过课程统整、开展综合活动等方式积极培养学生的创新思维、创新能力，使教育与时代发展需求接轨。STEAM教育是新课标下的教学实践，其应用于初中化学教学中，有助于降低知识理解难度，并提升学生的问题解决能力、实践能力及创新能力。本文结合教学实践，在分析STEAM教育内涵的基础上，探究基于STEAM教育理念的初中化学教学模式搭建原则及搭建策略，以此构建高效化学课堂，提升学生的化学学科素养。

一、STEAM教育内涵

STEAM是在STEM基础上发展而来的教育理念，其强调科学、技术、工程、数学与艺术的融合，以拓宽学科范围，培养学生的创新思维和跨学科解决问题能力[1][2]。2010年，美国维吉尼亚科技大学学者格雷特·亚克门（Georgette Yakman）提出将艺术元素加入STEM中，从而形成STEAM理念。Yakman所指的艺术不仅是美术，还包括人文、哲学等有助于培养学生创新思维和创造力的学科。另外，Yakman还提出从具体到抽象的五层“金字塔”状的STEAM教育框架。这个框架包括底层的基础知识、中间的技能和工具、上层的高级技能和工具、顶层的创新和设计，以及底层的艺术和人文知识，旨在帮助学生从基础知识出发，逐渐掌握高级技能和工具，最终实现创新和设计[3]。其中，最底层是具体课程层，这一层主要涵盖科学、技术、工程、艺术和数学等各个学科下的具体课程。第二层是特定学科层，旨在讨论科学、技术、工程、艺术与数学之间的联系。第三层是艺术渗透层，旨在强调艺术类学科对其他学科的渗透和影响。第四层是学科综合层，旨在强调STEAM教育支持学生以跨学科的视角，通过亲身实践、团队协作的方式发现并解决问题。第五层是金字塔的顶端，即最终的教育目标。这样，通过STEAM教育，学生可获得更全面的知识和创新思维、实践能力等技能，不仅能在特定领域取得成功，还能实现终身学习、全面发展，从而更好地迎接未来的挑战[4]。

二、新课标下基于STEAM教育的初中化学教学设计原则

1.学科融合原则

STEAM教育强调多学科的交叉融合。因此，在化学教学中，教师应注重与其他学科的交叉融合，如与物理、生物等学科进行交叉融合，让学生更好地理解化学反应背后的物理和生物学原理，从而加深对化学知识的理解[5]。

2.真实情境原则

化学知识与实际生活密切相关。在化学教学中，教师应注重真实情境的创设，如通过模拟实验、实地考察等方式，让学生了解化学知识在实际生活中的应用，以此激发学生对化学知识的学习兴趣，提高学生的认知。

3.实践性原则

STEAM教育强调实践操作。在化学教学中，教师应注重实践性原则，如通过实验操作、探究性学习等方式，让学生亲自动手实践，并在这一过程中加深对化学知识的理解。

三、基于STEAM教育理念的初中化学教学模式搭建

1.教学模式分析

新课标下，一些新的教学方法广泛应用于教育领域，如基于项目的学习、基于设计的教学、以科研与探索为引导的“5E学习环”及混合式学习等[6]。（1）基于项目的学习，旨在引导学生通过实际操作、动手实践来获取知识，形成创新思维，提高实践能力。在基于项目的学习中，学生要在特定的时间段内，以小组的形式完成一个真实的、有实际意义的项目。（2）基于设计的教学，旨在通过实际设计过程来教授概念和理论，以此培养学生的创新思维，提高其解决问题能力。在基于设计的教学中，学生要利用所学知识，通过设计和迭代来解决问题。（3）“5E学习环”，即以科研与探索为引导的教学方法。其包括五个步骤，即吸引、探索、解释、扩展和评价。在“5E学习环”中，学生可通过主动参与和探索来了解概念和原理，以此形成批判性思维和解决问题能力。（4）混合式学习，即结合在线学习和面对面教学的学习模式。在混合式学习中，学生可通过在线课程、数字化资源以及实时互动工具进行自主学习，并与教师、同学进行面对面的交流和讨论[7]。这种教学方法可为学生提供更加灵活的学习方式，满足其不同的学习需求。总结以上教学模式的共同要素，笔者提炼出真实情境、关键问题、设计方案与实施方案的教学模式设计方案。

2.教学模式设计

（1）真实情境。基于真实生活情境的学习是建立在学生已有的生活经验和知识技能基础上的，其通过创设真实的问题情境，引发学生思考，并制造认知矛盾，促使学生在探究中积累新的知识和经验。在这个过程中，教师要不断创设新的情境，让学生应用新的知识和经验进行延展和创新。STEAM教育特别注重面向真实问题的解决，其通过将科学、技术、工程、艺术和数学融合在一起，鼓勵学生运用这些学科知识和技能去解决真实世界中的问题。这种教育模式能够培养学生的综合思维能力、创新能力和解决问题能力，使其能够在未来更好地适应复杂多变的社会环境[8]。（2）问题提出。在问题提出阶段，教师可根据创设的真实情境，设计、提出与化学相关的问题与任务，让学生通过小组讨论、研究文献和查找互联网资源等方式来深入探究问题。问题可涉及化学原理、化学反应、化学材料的应用等方面，以激发学生的思考和好奇心。（3）设计方案。教师可根据问题要求和目标进行实验设计、模型构建或解决方案设计，引导学生运用所学的化学知识和技能，结合科学原理和工程思维，提出创新的解决方案。在这一过程中，教师要提供必要的指导和支持，以发展学生的创造力和团队合作精神。（4）实施和改进方案。教师可根据实际情况改进、调整、优化教学方案，并引导学生分析数据、评估结果，以培养其科学思维和实验技能。（5）产品展示交流。在产品展示交流阶段，学生要展示其实验成果、模型设计或解决方案，并与同学、教师进行交流和讨论。

3.教师教学流程设计

针对初中学生抽象思维能力较弱的特点，STEAM教育应该采用契合学生已有认知和经验的方式进行。第一步，选择合适的课程内容，即根据课程标准选择适合开展STEAM教育的课程内容。这些内容应具有跨学科性质，涉及科学、技术、工程、艺术和数学等多个领域，且能通过一个具体情境或一个项目来呈现。第二步，分析跨学科知识分布，即确定各领域知识的比例和结合方式，以确保教育内容的平衡和融合。同时，教师要了解学习者的背景和已有经验，以便设计后续教学活动。第三步，制定课程目标，即根据学习者的实际情况和课程内容，制定明确的课程目标。这些目标应能量化和评估，以便在学习过程中和结束后对教师、学生进行测量和评估。第四步，设计开发课程活动。教师可根据课程目标和学习者情况，设计具体课程活动。这些活动应具有实践性和探究性，有助于培养学生的创造力和合作精神。第五步，实践教学，即在真实课堂上进行教学实践，以检验教学设计的效用性。在实践中，教师要注重学生的参与和互动，并及时调整教学策略和活动设计，以确保教学效果。第六步，评价与改进，即在实践教学结束后进行课程评价和改进。评价应包括学生的学习效果、教师的教学效果和课程设计的优缺点等，便于教师在评价的基础上对课程设计和教学活动进行改进和优化，以更好地满足学生的学习需求并提高教学效果。

4.学生学习流程

接受任务→查阅资料→小组合作→数据整理→汇报结果→拓展延伸。

5.新课标下基于STEAM教育的初中化学教学评价方式

在新课标背景下，基于STEAM教育的初中化学教学评价方式应呈现多元化特征。（1）过程性评价与总结性评价相结合。过程性评价重在关注学生在学习过程中的表现，如课堂参与度、实验操作规范、团队合作能力等。总结性评价则在课程结束时考核学生的知识掌握情况，如期末考试。两者相结合可更全面地评价学生的学习成果，不仅关注其知识掌握程度，还关注其综合素质和技能提升情况[9]。（2）多元化评价。多元化评价是指在评价中采用多种不同的评价方式和标准，如学生自我评价、同伴互评、教师评价等。学生自我评价可让学生以自我反思的方式达成内省，发现自身学习中存在的不足。同伴互评可帮助学生发现自我评价中没有发现的问题，从而更全面地了解自身的学习情况。教师评价则具有权威性和指导性，可为学生提供针对性的反馈和建议。多元化评价可更全面、客观地评价学生的学习情况。（3）交互式评价。交互式评价是指在评价过程中师生之间进行的互动和交流，其有助于激发学生的学习兴趣和学习积极性。在化学教学中，教师可通过教学反馈、问答互动、实验互动等方式来实现交互式评价，从而更好地了解学生的学习需求和问题，并以此为依据调整教学进度和方法，为学生提供更好的支持和指导[10]。

四、新课标下STEAM教育与初中化学教学的融合策略

1.转变教育理念，提高STEAM教学意识

传统化学教学注重知识的单向传授和学生对知识的记忆，而STEAM教育强调跨学科的综合能力培养。化学学科并不是孤立的，与其他学科有着紧密联系，为此，教师可借助相关培训和研讨会，深入了解STEAM教育理念和实践方法，学习如何设计和实施STEAM化学实验和项目，如基于学生的兴趣和能力水平，确保实验和项目的挑战性、趣味性，以吸引学生的注意力并激发其探究欲望。

2.以问题为导向，激发学生化学探索欲望

在STEAM教育中，教师可根据学生的实际情况和教学内容，设计具有挑战性和趣味性的问题，引导学生通过合作、探究等方式解决问题，以此激发学生的探究欲望和学习兴趣，提高学生的参与度，如引导学生探究不同金属在酸中的不同反应以及为什么有的物质可导电，有的物质不导电。在解决问题过程中，学生要不断尝试、反思、调整方案，以发现问题本质。这不仅有助于学生深入理解化学知识，提高探究能力和解决问题能力，还有助于培养学生的批判性思维和创新思维。

3.重视情境教学的结合

化学是从宏观和微观两个角度研究物质组成结构及性质的，内容比较抽象。对此，教师可根据学生的认知规律和教学特点创设有效情境，以此淡化知识的抽象性、专业性，强化其直观性、形象性，引导学生在情境中学化学、用化学。

（1）生活情境教学。STEAM教育理念强调实践性，倡导学生在运用所学化学知识解决实际问题过程中巩固所学内容。为此，教师要重视生活化教学手段的运用，选取学生熟悉的事物创设情境，引导学生探究其化学性质、用途等。例如，在“珍惜和保护金属资源”教学中，教师可借助学生常见的生活现象创设教学情境，引发学生对铁金属锈蚀现象的关注和思考，如将一张白纸或一根铁钉放在室外晾衣架上一段时间后，白纸没有变化，但铁钉表面出现了锈蚀。之后，可引导学生结合情境大胆猜测“铁生锈的原因”，如空气、水、土壤等。学生可在猜测的基础上设计针对性的对比实验，以验证自己的猜测，如将洁净的铁钉分别放入干燥的试管或蒸馏水、食盐水中，观察其变化情况。通过实验，学生可发现：铁钉在干燥的试管中没有生锈，而在蒸馏水和食盐水中都生锈了。这表明水是造成铁生锈的因素之一，但并非唯一因素，食盐中的氯离子对铁生锈起到的是加速作用。借助这种教学方法，学生可深度了解铁生锈的原理，并结合生活情境理解金属腐蚀现象及其对人类生活的影响。再如，在“特殊生活中一些物质的pH”教学中，教师可以亲身示范的方式，让学生知晓如何运用pH试纸测量pH值，然后让学生以课后作业的方式寻找生活中可用pH试纸进行测量的物体，对其进行测量，并记录下具体数值。这种教学方式可拉近教材知识与学生之间的“距离”，帮助学生更好地理解知识内涵。

（2）借助传统文化创设教学情境。将传统文化融入教学中并创设教学情境，可引导学生在了解傳统文化的基础上，自觉弘扬、传承传统文化。例如，“酒文化”和“醋文化”是中华优秀传统文化的重要组成部分，乙醇和乙酸是这两种文化中的主要物质，其在酒和醋的起源和发展中扮演着重要角色。结合这两种文化的起源和发展历程来创设教学情境，可将化学知识与学生的日常生活经验联系起来，有助于激发学生的学习兴趣，引导学生从科学角度认识古法工艺的原理内涵，从人文角度感受民族智慧与文化底蕴，以此提升学生的文化自觉与文化自信。第一，以酒文化中的古诗词名篇导入新课。在教学中，教师可引入唐代诗人李白的《将进酒》或宋代词人苏轼的《念奴娇·赤壁怀古》等经典名篇，让学生深刻理解古人对酒的热爱和欣赏之情，并探讨酒文化的内涵和历史背景。第二，结合与酒相关的古诗词引出乙醇氧化的化学知识，实现知识的自然融合。例如，教师可以《过故人庄》中的“把酒话桑麻”引入乙醇氧化的化学反应，帮助学生理解乙醇在自然界的转化过程。第三，引导学生在课余调研古代制酒、制醋工艺。学生通过自主探究古代制酒、制醋工艺的流程和原理，可更深入地了解这两种传统文化的历史背景和传承价值。

五、结语

综上所述，将STEAM教育与初中化学教学相结合，不仅有助于提升教学质量和效率，还有助于培养学生的创新能力和实践能力，从而为其未来发展打下坚实的知识、技能、素养基础。STEAM教育强调多学科融合，以实际问题解决为导向，教师可以项目式学习等方式，引导学生综合运用多学科知识解决实际问题。在未来，教育工作者要继续关注并探究STEAM教育的理论内涵和实践，设计出更符合学生需求的化学项目和活动，同时加强与其他学科的交叉融合，积极提升学生的综合素养，促进其全面发展。

参考文献：

[1]田沛瑶，丘月婷，等.STEM视域下初中化学跨学科实践活动的项目化设计与实践———以“走近污水处理厂”为例[J].化学教学，2023（06）：40-46.

[2]马玥，莫尊理.基于中华传统文化的STEAM项目式初中化学教学探索———以马家窑彩陶为例[J].化学教学，2023（03）：41-47.

[3]刘亚丽，木偉伟，朱金苗.现代信息技术在中学化学实验教学中的应用[J].合肥师范学院学报，2014，32（03）：127-129.

[4]景文卓.义务教育化学课程内容的结构化方法[J].中学化学教学参考，2023（11）：15-16.

[5]陈立铭，李德前，经雪茜，等.基于化学史实构建真实情境的复习课教学实践———初中化学“常见气体的制备”[J].化学教育，2023，44（09）：56-61.

[6]王艳春.初中化学教学中融合多媒体教学的策略研究[J].中国多媒体与网络教学学报，2023（02）：148-150.

[7]查维娟.基于STEAM理念的初中化学实验探究式教学———以沪教版“氧气的制取与性质”的探究性教学为例[J].数理化解题研究， 2023（02）：124-126.

[8]甘磊，李彬.在初中化学教学中引导学生深度学习[J].中国教育学刊，2023（03）：104.

[9]杨瑞.基于STEAM教育的初中化学教学实践研究[D].武汉：华中师范大学，2022.

[10]李梦莹，许丽苹，王秀艳.新课标下初中化学生活化教学设计———以“酸碱指示剂”教学为例[J].理科考试研究，2022，29（08）：49-52.

Exploration of the Integration Strategy of STEAM Education and Junior Middle School Chemistry Teaching under the New Curriculum Standards

Zhao Zhi

（Guizhou Province Tongren City No. 9 Middle School， Tongren 554300， China）

Abstract： STEAM education emphasizes interdisciplinary integration， cultivating students problem-solving， practical， and innovative abilities by solving practical problems. Junior middle school chemistry also focuses on cultivating students practical abilities， which share the same training goals as STEAM education. Under the new curriculum standards， the integration of STEAM education and middle school chemistry teaching is a hot research topic in the field of education. In teaching practice， teachers should actively change their teaching philosophy， based on the principles of subject integration， real-life situations， and practicality. They should be problem oriented to stimulate students desire to explore， create situations to reduce the difficulty of understanding knowledge， and guide students to learn chemistry and apply chemistry in situations.

Key words： junior middleschoolchemistry；STEAM education；integration；problem；situation；practice