李申申，崔繼文

（佳木斯大學(xué) 藥學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007）

在社會高度智能化發(fā)展的今天，需要由人完成的認(rèn)知任務(wù)日益復(fù)雜多變，因此，社會需要的不再是單一、專門化的人才，而是能夠應(yīng)對復(fù)雜社會變化的復(fù)合型人才。STEAM教育體現(xiàn)了跨學(xué)科性，有利于復(fù)合型人才的培養(yǎng)，是集科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)5門學(xué)科發(fā)展于一體，基于多學(xué)科交叉融合方式培養(yǎng)復(fù)合創(chuàng)新型人才的教育理念，是一種側(cè)重科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)和計(jì)算機(jī)等學(xué)科的融合教育[1]。為培養(yǎng)更多的科技人才，中國教育發(fā)動了課程改革。在《中國教育現(xiàn)代化2035》對拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需求以及“加大應(yīng)用型、復(fù)合型、技術(shù)技能型人才培養(yǎng)的比重”[2]的客觀現(xiàn)實(shí)要求下，國內(nèi)也開始關(guān)注STEAM教育的發(fā)展與實(shí)施，探索STEAM教育模式，在STEAM教育中應(yīng)用信息技術(shù)，構(gòu)建跨學(xué)科、跨學(xué)段的完整STEAM教育體系[3]。

1 高中化學(xué)融合STEAM教育理念的現(xiàn)實(shí)困境

STEAM教育與新課程改革強(qiáng)調(diào)的以學(xué)生為本，學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會創(chuàng)造，并且能夠應(yīng)用所學(xué)知識解決真實(shí)情境下的問題等理念相契合，但要真正讓STEAM教育理念與化學(xué)進(jìn)行有機(jī)融合，仍面臨一定的現(xiàn)實(shí)困境。

1.1 STEAM教育理念落地受限于分科課程

我國目前的課程體系建立在嚴(yán)格的學(xué)科分類基礎(chǔ)上，能高效地進(jìn)行學(xué)科知識教學(xué)，但知識脫離情境，缺乏綜合性和應(yīng)用性[4]。因此，STEAM教育的內(nèi)涵發(fā)展和外延影響均存在一定的局限。雖然我國在機(jī)器人、3D打印、創(chuàng)客教育方面已經(jīng)取得一定的成績，但并未融入中小學(xué)課程改革，只是激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并未改變基礎(chǔ)教育的本質(zhì)。STEAM教育理念真正落地需要一定的載體，而這個(gè)載體是課程資源的整合。在現(xiàn)有化學(xué)課程資源的整合之下，能夠體現(xiàn)STEAM教育的跨學(xué)科融合性。因此，如何在現(xiàn)有的高中化學(xué)課程資源中融入STEAM教育理念，是首要解決的問題。

1.2 STEAM教育實(shí)踐融合困于教師教學(xué)

STEAM教育如何與現(xiàn)有的高中化學(xué)課程資源相融合，對切實(shí)可行的實(shí)踐方法和手段進(jìn)行探究是當(dāng)前的另一困境。多數(shù)教師在理念上表示認(rèn)同，但苦于找不到合適的方法、手段與具體的實(shí)施方案，致使STEAM教育的落地困于教師的教學(xué)。因此，以何種方式促進(jìn)學(xué)生跨學(xué)科的整合學(xué)習(xí)，是推動STEAM教育理念落實(shí)到化學(xué)教育必須要考量的問題。目前，STEAM教育跨學(xué)科課程以協(xié)同整合、優(yōu)化重組，支持學(xué)生以跨課程的方式開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)[5]。盡管這種開放式的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)并不少見，但在化學(xué)中融合該理念的化學(xué)教師并不多見。因此，教師選擇何種教育方式，是STEAM教育理念落地化學(xué)教育的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2 高中化學(xué)融合STEAM教育理念落地路徑

2.1 整合學(xué)科課程資源，促進(jìn)STEAM教育理念落地

化學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科，與社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會文明關(guān)系密切，也是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要基礎(chǔ)。因此，化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)性、綜合性和應(yīng)用性，與STEAM教育理念存在內(nèi)在的一致性。另外，在2017版的新課程標(biāo)準(zhǔn)中，強(qiáng)調(diào)化學(xué)學(xué)科課程內(nèi)容結(jié)合生活實(shí)際，關(guān)注社會問題，倡導(dǎo)情景的創(chuàng)設(shè)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，注重學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，說明化學(xué)教育與STEAM教育在強(qiáng)調(diào)學(xué)科融合、解決真實(shí)問題、促進(jìn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面存在耦合性，為在化學(xué)教育中落實(shí)STEAM教育理念、幫助學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)、提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力提供了可能性[6]。

2.2 探索項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，注重多學(xué)科融合教學(xué)

STEAM教育以基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、問題的學(xué)習(xí)為主要教學(xué)（學(xué)習(xí)）方式，引導(dǎo)學(xué)生通過合作與實(shí)踐，完成主題項(xiàng)目和解決生活中遇到的難題[7]。在我國現(xiàn)有的分科式教學(xué)的背景下，在化學(xué)學(xué)科內(nèi)開展跨學(xué)科主題項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，無疑是STEAM教育理念落地的可行路徑之一。因此，化學(xué)課程中的跨學(xué)科項(xiàng)目式主題學(xué)習(xí)將從化學(xué)學(xué)科出發(fā)，選取合適的跨學(xué)科教學(xué)主題，運(yùn)用化學(xué)及相關(guān)學(xué)科（如數(shù)學(xué)、物理、生物、地理等學(xué)科）的知識與方法，設(shè)計(jì)和實(shí)施系統(tǒng)化的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用跨學(xué)科思維解決真實(shí)情境下的復(fù)雜問題等能力[8]。

3 踐行STEAM教育理念的高中化學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)建構(gòu)

3.1 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)主題建構(gòu)

跨學(xué)科項(xiàng)目式主題的建構(gòu)是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)建構(gòu)的首要環(huán)節(jié)?？鐚W(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)要求學(xué)生運(yùn)用跨學(xué)科思維，創(chuàng)造性地解決真實(shí)情境下的復(fù)雜問題，并提升學(xué)生解決綜合問題的能力。因此，跨學(xué)科的項(xiàng)目主題應(yīng)具備以下特征：（1）跨學(xué)科性。所選的主題不僅運(yùn)用化學(xué)學(xué)科知識來解決問題，還涉及其他學(xué)科；（2）真實(shí)情境性。選定一個(gè)主題背景，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境貫穿始終，學(xué)生置身于真實(shí)的情境中解決問題；（3）生活的關(guān)聯(lián)性。與生活實(shí)際相聯(lián)系，學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識解釋生活現(xiàn)象以及實(shí)際問題，鍛煉學(xué)生的思維能力，使其向高階思維轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)獨(dú)立思考能力；（4）學(xué)生實(shí)踐性。所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目主題還應(yīng)具備實(shí)踐性，學(xué)生在實(shí)踐探索的過程中，運(yùn)用高階思維解決復(fù)雜問題，提高解決學(xué)科復(fù)雜問題的能力；（5）開放性。主題的選取既能夠體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，又能夠體現(xiàn)社會發(fā)展的價(jià)值和時(shí)代性。綜合以上特征，選定以高中化學(xué)涉及的跨學(xué)科內(nèi)容—乳液的制作為主題。

3.2 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)操作流程建構(gòu)

確定項(xiàng)目主題后，選擇與該主題相關(guān)的跨學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)背景和教學(xué)情境的設(shè)計(jì)?；诖耍瑸閷W(xué)生設(shè)計(jì)驅(qū)動式的問題，并根據(jù)項(xiàng)目主題的任務(wù)進(jìn)行設(shè)定。對學(xué)生所要完成的項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行拆分，形成子任務(wù)，對于每一個(gè)子任務(wù)的完成情況，教師要進(jìn)行有針對性的評價(jià)，評價(jià)方式主要為形成性評價(jià)和總結(jié)性評價(jià)。對于學(xué)生能夠自己完成的任務(wù)，教師無需為學(xué)生提供學(xué)習(xí)支架；若學(xué)生覺得所要完成的項(xiàng)目任務(wù)存在一定的困難，教師應(yīng)給予適當(dāng)?shù)膸椭c引導(dǎo)，與學(xué)生共同完成項(xiàng)目任務(wù)，同時(shí)，組織學(xué)生進(jìn)行最終的項(xiàng)目成果匯報(bào)。具體操作流程如圖1所示。

在該項(xiàng)目式學(xué)習(xí)流程的指導(dǎo)下，以“化妝品—制作乳液”為例進(jìn)行如下課程設(shè)計(jì)。該課程設(shè)計(jì)立足化學(xué)學(xué)科進(jìn)行真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)，學(xué)生在真實(shí)的情境中解決復(fù)雜的問題，領(lǐng)悟科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)跨學(xué)科思維及人文素養(yǎng)，逐步體現(xiàn)出跨學(xué)科項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式在化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力的作用，并驗(yàn)證其操作的可行性，為STEAM教育理念融入化學(xué)學(xué)科提供事實(shí)支撐。

4 高中化學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)案例開發(fā)—以“化妝品—乳液的制作”為例

4.1 項(xiàng)目啟動：確定主題與教學(xué)目標(biāo)

以“化妝品—乳液的制作”為主題的教學(xué)內(nèi)容，是對人教版高中化學(xué)必修二第三章“有機(jī)物”的內(nèi)容進(jìn)行整合。該部分知識與生物、地理、物理等學(xué)科聯(lián)系緊密，有利于開展跨學(xué)科教學(xué)，且適合學(xué)生自己親自動手制作。因此，確定項(xiàng)目主題為“化妝品—乳液的制作”。

教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)為：

（1）了解乳液的制作過程，認(rèn)識并了解芳香植物—薰衣草、洋甘菊（生物），同時(shí)了解兩種植物的生長環(huán)境和相關(guān)氣候（地理）、重要的營養(yǎng)物質(zhì)油脂性質(zhì)（化學(xué)）及古法榨油（物理）。

（2）運(yùn)用蒸餾的方法提取植物中的精油（化學(xué)）。

（3）通過調(diào)查和收集資料尋找證據(jù)，經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題的過程，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、求真務(wù)實(shí)的態(tài)度，與同伴合作進(jìn)行乳液的制作，提高學(xué)生的邏輯思維能力與實(shí)踐能力。

（4）體會化學(xué)與生物、地理、物理等學(xué)科的關(guān)聯(lián)，感悟多學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系。

4.2 項(xiàng)目任務(wù)規(guī)劃：初步了解乳液的制作過程

（1）教師出示多種乳液及說明書，尋找不同乳液的主要成分表，分析各種成分的作用及特點(diǎn)，總結(jié)長期使用對皮膚可能起到的有益作用或不良影響，同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生自己制作好用又安全的乳液。

（2）學(xué)生自主查閱資料或依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分組討論。多數(shù)學(xué)生就精油、植物提取油原料（芳香植物薰衣草、稻米、葡萄）的種植、生產(chǎn)、加工、分類等問題進(jìn)行討論，部分學(xué)生發(fā)現(xiàn)了影響乳液制作的因素并進(jìn)行討論交流。

（3）師生共同匯報(bào)，提供支架，了解制作乳液的步驟及影響乳液制作的因素。

（4）教師引導(dǎo)學(xué)生制定并劃分項(xiàng)目任務(wù)。

任務(wù)一：學(xué)生進(jìn)行小組活動，教師引導(dǎo)學(xué)生針對乳液制作項(xiàng)目設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖（見圖2）。

任務(wù)二：學(xué)生查閱市面上的乳液成分說明以及每種成分的功效，同時(shí)，將涉及的有機(jī)物進(jìn)行分類，主要針對稻米油進(jìn)行重點(diǎn)介紹，了解薰衣草精油。教師引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)學(xué)科的角度了解稻米油屬于油脂，認(rèn)識油脂中液態(tài)油的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、存在形式、提取方法及用途；從生物學(xué)的角度認(rèn)識油脂中固態(tài)脂的分類及作用。

任務(wù)三：設(shè)計(jì)并確定最終的乳液制作方案、小組分工、花費(fèi)的時(shí)間以及查閱制作乳液的相關(guān)注意事項(xiàng)，為乳液的成功制作打下基礎(chǔ)。

任務(wù)四：制作乳液，展示純手工工藝、純天然原料并進(jìn)行匯報(bào)，對項(xiàng)目產(chǎn)品進(jìn)行分析，歸納出成功與不足之處。

4.3 項(xiàng)目活動開展：準(zhǔn)備乳液制作的相關(guān)材料

圖1 具體操作流程

圖2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖

（1）教師對班級同學(xué)進(jìn)行分組，小組同學(xué)進(jìn)行合作與分工，查閱相關(guān)資料，對薰衣草精油和稻米油原料的種植、加工、生產(chǎn)、分類進(jìn)行匯報(bào)。教師引導(dǎo)學(xué)生歸納并總結(jié)本節(jié)課所學(xué)習(xí)的知識（精油的提取及油脂相關(guān)知識的介紹）。

（2）學(xué)生依據(jù)自己查閱的制作乳液的相關(guān)步驟，通過小組交流討論，分析所需的材料、人員的安排以及時(shí)間的合理劃分，在教師的幫助下準(zhǔn)備所需材料來制作乳液，并如實(shí)填寫作品制作記錄表。

（3）教師實(shí)時(shí)關(guān)注學(xué)生的活動過程，適時(shí)給予指導(dǎo)幫助。

4.4 項(xiàng)目作品展示：匯報(bào)成果

（1）教師組織學(xué)生進(jìn)行小組匯報(bào)，展示自己小組的作品—乳液。

（2）學(xué)生小組匯報(bào)并展示各項(xiàng)成果：準(zhǔn)備制作乳液所需的原料及其功效，并將原料中涉及的相關(guān)化學(xué)知識進(jìn)行梳理（以思維導(dǎo)圖的形式呈現(xiàn)），展示過程記錄單、發(fā)言匯報(bào)等。

（3）組織學(xué)生進(jìn)行互評，并揭示該過程中涉及的知識與生物、地理、工程等學(xué)科的聯(lián)系，突出跨學(xué)科性。

（4）拓展延伸，學(xué)生將純天然手工制作的乳液帶回家使用，并與市面上的乳液進(jìn)行對比，記錄效果，寫成一篇科學(xué)小論文。

4.5 《乳液的制作》項(xiàng)目反思

為檢驗(yàn)該模式的實(shí)施效果，在有限的范圍內(nèi)選取案例學(xué)校試驗(yàn)班開始教學(xué)實(shí)踐，并運(yùn)用訪談法，訪談試驗(yàn)學(xué)校的老師，觀察學(xué)生上課前后的狀態(tài)變化。訪談老師認(rèn)為，該課程較好地鍛煉了學(xué)生4個(gè)方面的能力：（1）學(xué)生獲取信息、提取有效信息的能力得到一定的提升；（2）學(xué)生在設(shè)計(jì)乳液制作方案的過程中，邏輯思維能力得到了鍛煉；（3）學(xué)生在制作乳液的過程中，動手操作能力和科學(xué)探究能力得到了提高；（4）學(xué)生在進(jìn)行小組討論和匯報(bào)時(shí)，鍛煉了自主學(xué)習(xí)能力與語言表達(dá)能力，同時(shí)，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識也得到了增強(qiáng)。

5 結(jié)語

跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)有利于融合STEAM教育理念，并且能夠較好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，如學(xué)生在獲取信息、分析問題、解決問題的過程中，逐步運(yùn)用多學(xué)科知識解決問題的能力。然而，在現(xiàn)有的分科教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)在單一學(xué)科、單一領(lǐng)域內(nèi)落實(shí)STEAM教育仍然需要較長時(shí)間的探索。未來在不同的國情、省情、校情之下，STEAM教育的具體落實(shí)路徑是不斷創(chuàng)新豐富的。STEAM教育理念落實(shí)形式多樣，但最關(guān)鍵的在于實(shí)踐效果。實(shí)踐的成功將有助于STEAM教育的推廣與發(fā)展，同時(shí)，在長期的、大規(guī)模的實(shí)證研究中，有利于驗(yàn)證跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式的有效性。