STEAM教育理念在高中化学教学中的应用与实践

摘要：随着新一轮课程改革的深入推进，传统高中化学教学模式在知识传递方面虽然有一定的成效，但在培养学生综合素养和应对复杂的现实问题能力上还存在一些不足，以人教版教材为例虽然内容编排注重知识系统性但在实际教学中还普遍存在重理论轻实践等问题。STEAM通过真实情境中的项目学习能培养学生综合运用多学科知识解决复杂问题的能力，能推动化学教学从知识传授向培养学生核心素养转变。因此，本文提出基于STEAM的课程设计与开发、创新教学方法和跨学科融合实践以及组织化学科普自媒体创作活动等创新实践策略，能有效提升高中化学教学质量，给化学教师开展跨学科教学提供参考。

关键词：STEAM教育理念；高中化学；应用与实践

引言

在教育不断变革与发展的当下，培养具备综合素养和创新能力的人才是教育的核心目标，高中化学作为一门基础自然科学学科肩负着培养学生科学思维和创新精神以及实践能力的重任。STEAM教育理念能让学生在跨学科的学习环境中把化学知识与其他学科知识相互关联从而更全面深入的理解化学现象和本质，提升学生解决实际问题的能力。

一、STEAM教育理念

STEAM教育是科学、技术、工程、艺术和数学五大学科融合的教育模式，STEAM教育理念并不是简单的把这五个学科拼凑在一起，它打破了传统学科之间的界限通过有机整合让学生们在学习过程中理解各个学科之间的内在联系从而形成综合的知识体系和思维方式。STEAM教育的核心价值在于培养具有创新精神和实践能力的复合型人才，STEAM教育注重培养学生的创新思维和实践能力，倡导学生借助自主学习和合作学习以及探究学习等多元方式解决实际问题，持续推动他们综合素质的提升。[1]

二、传统高中化学教学困境

首先，传统高中化学老师在教学时过于注重理论知识的讲解但忽略了知识和实际生活的联系导致学生虽然记住了化学概念和方程式但在解决实际问题时却无从下手。其次，虽然实验是化学教学的重要组成部分，但大多数的实验都是验证性实验，学生一般做实验时往往按照既定步骤操作缺乏自主思考和创新空间，而且实验教学中各学科的知识相互孤立没有体现出跨学科的融合。比如，在化学实验中涉及到仪器的组装和使用但老师很少从工程设计的角度引导学生思考仪器的优化和改进。最后，传统的化学教学主要以考试成绩作为衡量学生学习的主要标准，老师在进行教学中侧重于考查学生知识的记忆和理解，很难全面评估学生的综合素养。

三、STEAM 教育理念在高中化学教学中的实践策略

（一）基于STEAM的课程设计与开发

老师在高中化学教学中引入STEAM教育理念能有效解决传统教学的实践不足问题。比如，在学习“环境保护与绿色化学”时老师可以以“环保”为主题给学生设计“校园废水处理方案设计”“可降解塑料的研制”或“室内空气净化装置开发”等实践性强的项目让学生在解决真实环境问题的过程中实现跨学科知识的整合应用。以“可降解塑料的研制”项目为例，首先老师组织学生从化学原理出发研究不同聚合物材料的合成方法和降解特性，然后分析影响材料降解速率的化学因素。其次，老师要引导学生运用物理知识通过测试材料的拉伸强度和热变形温度等理解材料结构和性能的关系。在实验过程中学生需要利用数学知识优化反应温度和时间以及催化剂等参数。最后，老师组织学生通过艺术设计把研制出的可降解塑料制品用美观且实用的形式设计出既环保又符合大众审美的塑料制品。 [2]

（二）创新教学方法

游戏化学习模式是一种创新的教学方法，老师在教学时通过创设沉浸式情境能有效解决传统化学教学中学生学习动机不足和知识迁移能力薄弱等问题。以“氧化还原反应”教学为例，老师在教学时可以让学生融合多学科知识设计“密室逃脱”剧情，比如，学生可以设计需要配平复杂氧化还原方程式才能打开的密码锁，让学生在设计过程中促进学生深入理解电子转移和化合价变化等化学知识，学生还需要运用欧姆定律等物理知识设计触发机关，比如通过调节电阻值让电流达到特定数值才能开启下一关。在逻辑推理环节老师还可以引导学生设计数学谜题，比如，学生根据给定的化学反应方程式计算出特定产物的生成量或反应物的消耗量把计算结果作为开启下一关的线索。通过这些设计过程学生既理解了化学能和电能的转化关系还掌握了串联和并联电路的特点同时也检验了学生的计算能力实现了知识的跨学科迁移，在游戏实施阶段老师采用小组合作模式让每个小组完成从剧情设计到道具制作再到关卡测试的全过程，培养学生的团队合作能力，不同学科特长的学生可以在小组中发挥各自的优势让学生之间实现互补共赢。在游戏体验环节老师让学生轮流扮演设计者和解谜者双重角色通过角色转换深化对知识的理解，在游戏设计和破解过程中学生需要不断反思和调整策略，把抽象的化学知识转化成具体的游戏元素。

（三）组织化学科普自媒体创作活动

在信息化时代背景下化学教育需要老师突破传统课堂的时空限制培养学生的科学传播能力。老师在教学时可以组织学生开展化学科普自媒体创作活动。活动开展前老师需要结合人教版高中化学教材内容确定“化学与生活”等贴近学生生活的创作主题范围。学生根据高中化学人教版中的内容自主选择自己感兴趣的主题进行科普创作，比如，学生制作短视频介绍生活中用“食醋除水垢的原理”“洗涤剂的去污”等常见的化学现象。在创作过程中学生需要通过查阅教材和学术资料等深入理解化学反应知识并用通俗易懂生动有趣的方式把专业的化学知识转化成大众语言。然后老师组织学生进行实验拍摄和数据采集用手机记录实验现象，最后学生用剪辑软件合成视频并添加字幕和特效。作品完成后学生把作品发布在微信公众号和抖音等自媒体平台上与更多人分享化学知识。老师要引导学生通过关注作品的阅读量和点赞数以及评论等反馈信息不断优化自己的创作内容和形式。

结语

STEAM教育理念给高中化学教学提供了新的方向，通过基于 STEAM的课程设计与开发和创新教学方法以及组织化学科普自媒体创作活动等多种策略能有效激发学生学习兴趣，培养他们的创新精神和实践能力。在实践过程中学校要加强老师培训，老师要积极探索跨学科教学方法，给学生提供更加丰富多元的学习体验。

参考文献

[1]王敏慧，胡红杏.基于STEAM教育理念的高中化学教学实践——以“一起来创皂”为例[J].化学教与学，2024（1）：54-60.

[2]宋见平.基于STEM理念的高中化学跨学科融合教学策略探究[J].数理化解题研究，2025（3）：115-117.