STEAM教育中音乐与各主题间的关联及实践探究

摘要：目的：文章探讨STEAM教育理念在音乐教育中的应用，以期为音乐教师提供多元化的教学思路，为音乐教育的发展奠定理论和实践基础，为当下音乐教学树立新风向。方法：采用理论研究与案例分析法，对STEAM教育中科学、技术、工程、艺术、数学5个主题进行深入分析，以音乐为核心，寻找音乐与各主题间的共性，并提出课堂教学中可行的融合方法。结果：运用STEAM教育理念能够有效促进音乐教育改革，激发学生的学习兴趣，提高学生的综合素质。同时，能够打破传统单一的音乐教学模式，进行跨学科教学，增强音乐课堂的丰富性和多样性。结论：融入STEAM理念的教育，能在学生生活实践和学科知识间搭建一座桥梁，帮助学生跨越知识的障碍，提高对音乐的教学预值。STEAM教育理念可以弥补现行音乐教学中的不足，对深化音乐教育改革、培育复合型创新人才具有重要意义。

关键词：STEAM教育；音乐教育；科学；技术；工程；艺术；数学

中图分类号：J60-4 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2024）17-0-03

1 STEAM教育理念

1.1 STEAM的兴起

STEAM教育兴起于20世纪80年代的美国，具体包括Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Art（艺术）、Mathematics（数学）5个主题。最初美国国家科学委员会提出了STEM教育的概念［1］，Art（艺术）并没有包含在内。但STEM教育提出“关键创新”的理念，认为创新能力是推动经济发展的强大动力，也是国家竞争力的核心。而艺术是培养创造能力的重要手段之一，由此，Art（艺术）这一主题进入人们的视野。2006年，乔治·雅克曼（Georgette Yakman）首次提出将艺术融入STEM教育。

1.2 STEAM的内涵

作为一种先进的教育范式，STEAM教育旨在培养学生的整合能力、创新思维及解决问题的能力。2016年，教育部发布《中国学生发展核心素养》总体框架，以培养“全面发展的人”为核心。STEAM教育所倡导的培养复合型创新人才与国家发展战略不谋而合。传统教育中各学科之间的壁垒也将在这一教育理念下被打破，从而促进跨学科融合。《义务教育艺术课程标准（2022年版）》强调了跨学科学习的重要性。教育部印发的《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》也强调加强学科的互相关联，要求各课程不少于10%的课时用来进行跨学科主题的学习。在多元化领域融合的学习过程中，培养学生的动手实践能力和创造能力。

1.3 音乐教育与STEAM的联系

音乐作为Art（艺术）学科中的一个重要领域，是创新的关键，也是促进学生全面发展的重要因素，亦是国家提高文化软实力必不可少的一个环节。音乐教育作为综合人文素养的重要组成部分，在促进学生全面发展、提升学生的审美素养方面具有独特的价值。传统的音乐教育理念单一，难以满足当代学生对多元化知识的需求。因此，融合STEAM教育理念的音乐教育实施策略具有重要意义。

2 STEAM教育中音乐与各主题间的联系与实践

在实践中，STEAM教育的综合性强，以跨学科的方式将抽象的理论知识与现实生活紧密结合，使学生在学习不同学科时能够迁移运用，增强解决问题的实际能力。下文分别探讨音乐与科学技术、音乐与工程、音乐与数学之间的相互作用及实践。

2.1 音乐与科学技术

音乐是一种艺术形式，科学则对客观事物的形式和组织进行有序的检验和解释。两者在概念上看似独立，但存在密不可分的关系。音乐与科学相互促进、相互影响，正如中国物理学家李政道所说，“科学和艺术是不可分割的，就像一枚硬币的两面”。科学技术能够促进音乐发展，是音乐发展的主要推动力。随着古代冶炼技术、磨制工具等的发明创造，编钟、石磬、埙等乐器得以广泛流传。随着现代技术的发展，电子音乐、数字音乐得以诞生。在科技不断发展的同时，音乐的表现范围扩大，能够多维度延伸音乐，多角度发展音乐。音乐与科学是同源同构的，音符的音高与声波的频率密切相关，高频率声波产生高音，反之产生低音；数学和物理可以解释弦乐器的音色，解释弦的震动和共鸣。科学在音乐创作中发挥着关键作用，如贝多芬采用数学中的黄金分割比例来创作音乐；朱载育通过数学公式计算出十二平均律。

在教学过程中，教师可以巧妙融入科学知识，引导学生探索声音的物理原则。以人音版二年级上册音乐教材中第六单元能力进阶阶段的“打击乐器分类”为例，教师除介绍交响乐乐器的音色、形状外，还可以介绍木制乐器、金属乐器、皮制乐器等工作原理及物理规律，如弦乐通过琴弦的振动发声，演奏者手指按压琴弦与指板接触，弓子与琴弦摩擦产生振动，进而产生不同的音高和音色。当然，教师还可以利用AI、VR等数字技术引导学生创新探索，将音乐与科学技术结合，激发学生的想象力和创造力，使音乐课程变得更加多元化。

“科技兴则民族兴，科技强则国家强”，在实现中华民族伟大复兴的征程上，必须坚定不移地走科技强国之路。因此，教师在音乐教学过程中，应拓宽音乐学科的边界，融合科学技术思维。

2.2 音乐与工程

工程学是一门运用工程、物理和材料科学原理，进行机械系统的设计、分析、制造和维护的学科。自古以来，我国就是一个崇尚技艺、尊重工匠的国家，从春秋战国时的鲁班到明朝的宋应星，无数工匠用自己的智慧书写了中华文明的辉煌篇章。工程学中的工程思维是一种创新性思维，是以解决实际问题为最终目的的实践性思维。运用工程思维能够激发各类潜能，协调各方资源，培养学生的发散性思维。因此，教师在音乐教学过程中应遵循STEAM理念，培养学生的工程思维，激发学生对工程设计的兴趣。

在音乐课程中，培养学生的工程思维并非进行工程力学教育，而是基于项目化迭代设计的科学工程思维开展教学。项目化教学即让学生在“做中学”。工程思维培养主要包含四个环节：工程决策、工程设计、工程实施、工程成果展示。教师应以此为导向，设计教学。例如，在以“水”为主题的音乐教学中，教师应收集相关资料，结合“GVC”教学模式为项目作准备，激发学生的学习兴趣，发挥学生的创造能力。根据每个学生的差异，通过不同的方式引导学生了解水的声音，让学生分组搜集有关“水之声”的信息，合作完成思维导图。然后运用科学知识、乐理知识，绘制设计图，并制作小乐器，从而引领学生向高级思维发展。

新课改背景下，培养学生的工程思维是科学教学的重要目标，在音乐教学中融入工程思维，进行学科交叉，既能调动学生学习的积极性，又能将主体地位归还于学生，帮助学生在课堂中发挥主观能动性，从而提升学习效率。

2.3 音乐与艺术

广义的艺术包括实用艺术、造型艺术、表情艺术、综合艺术、语言艺术、民族民间艺术。艺术本质上作为一种特殊的精神生产，是为了满足人们的审美需要。子曰：“志于道，据于德，依于仁，游于艺。”唯有通过艺术，才能创造性地实现道、德和仁。艺术具有审美价值、形式价值，是人类宝贵的精神财富。

音乐作为艺术的子领域，在课堂教学中更应紧密结合。例如，在音乐教学中渗透语文知识，引导学生聆听、欣赏古风类音乐，如《琵琶行》等，使学生感受到古诗词所蕴含的情感与思想。在聆听音乐时，要根据音乐的节奏和情感变化，引导学生感受古文的情感起伏［2］。在听觉与情感的多重刺激下，加深学生对课文的理解与记忆。“凡音之起，由人心生”，学生在感受音乐的同时，能够基于对文学内涵的体悟更好地理解音乐的和声、结构等。

2.4 音乐与数学

数学一直被视为人类认知世界的利器，数学教育的目的不仅仅是传授知识，更在于培养人的思维方式和解决问题的能力。数学实力往往影响着国家实力，几乎所有的重大发现都与数学息息相关，在航空航天、国防安全、生物医药、信息、海洋、能源、人工智能等诸多领域，数学均具有不可替代的重要地位。

音乐具有数学思维，而数学思维所呈现的秩序性可迁移至音乐的创作、演奏、演唱中。

在音乐课程中，运用STEAM理念将数学与音乐相结合，能够在使学生获得思维锻炼的同时，揭示音乐的本质。例如，在钢琴教学过程中，教师可以将斐波那契数列作为一个数学知识点，钢琴的一个8度由13个音符组成，有8个白键、5个黑键。而音阶由8个音组成，其中第3个和第5个音是基本和弦的基础。在音阶中，主音是第5音，也是构成8度的所有13个音中的第8音，8除以13约等于0.6154，近似于黄金比例。其中，3、5、8、13都是斐波那契数列中的数字。数百年来，作曲家和乐器制造商一直用斐波那契数列和黄金比例创作音乐。例如，莫扎特的许多作品都以黄金比例为基础，这一点在其钢琴奏鸣曲中尤为明显。

这种学科融合模式可以使学生对音乐知识有一定的了解，也可以培养学生的运算能力、推理能力，引导学生用数学的眼光观察音乐、理解音乐、创作音乐，符合STEAM教育中发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的理念。音乐与数学同根同源，学生具备理性思维之后，也能用更加严谨的、规范的态度欣赏音乐的美。

3 STEAM在国内音乐教育中的现状与面临的挑战

STEM教育于2008年引入我国，经过多年的演变，逐渐发展为STEAM教育，2016年，教育部在《教育信息化“十三五”规划》中明确提出，“有条件的地区要积极探索信息技术在‘众创空间’、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用”［3］，由此可见STEAM教育的重要性。国内学者对STEAM的研究也日益深入。尽管国家层面给予大力支持，众多学者和一线教师也对此持续关注，但我国STEAM教育发展仍处于初级阶段，尚未形成系统的理论体系。STEAM教育理念下的艺术教育及其子领域音乐教育，相较于理工科的实践研究尚显单薄。不论中小学还是高校，都缺乏系统性的改革策略，也未对教师进行STEAM教育的系统培训。

STEAM教育在我国音乐教育实践中有待进一步深化，其真正落实还面临诸多挑战。只有各学科教研团队进行深度交流沟通，才能确保课程开发的科学性与时效性［4］。当前，教师对STEAM教育理念的认识普遍不足，缺乏实践经验，很容易将音乐课程变成学科教育的“大杂烩”，因此研究团队应构建系统的、基于STEAM教育理念和特点的课程体系，挖掘不同学科之间的内在联系。

4 结语

我国音乐教育在很长一段时间内以理论教育或技能训练的孤立状态存在。在STEAM理念的指引下，将科学、技术、工程、艺术、数学等学科与音乐教育有机结合，有助于提高音乐教学质量，对培养复合型人才具有重要意义，因此进行音乐教育改革势在必行。

参考文献：

［1］ 王腾宇.跨学科视域下的STEAM教育对音乐教育的启示［J］.中国音乐，2019（3）：123-128，142.

［2］ 廖涛，黄智浪.将音乐融合于高中语文古诗词教学的策略［J］.天津教育，2024（28）：29-31.

［3］ 张鸿雁.数学与音乐的联系与融合［J］.宁夏教育，2024（9）：70-72.

［4］ 中国教育信息化网.教育部关于印发“教育信息化‘十三五’规划”的通知（教技［2016］2号）［EB/OL］.中国教育信息化网，（2016-06-17）［2024-10-17］. http：//www.ict.edu.cn/laws/new/n20160617_34574.shtml.

作者简介：胡静 （1994—） ，女，研究方向：音乐教育。

本文引用格式：胡静. STEAM教育中音乐与各主题间的关联及实践探究［J］.艺术科技，2024，37（17）：-.