朱萌 胡來(lái)林 王艷茹 張新立

【摘 要】本研究在2010-2018年CNKI期刊數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行“STEM教育”課題研究搜索，并使用CiteSpace軟件對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行可視化處理。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）研究主題主要集中于STEM教育相關(guān)的理論，STEM教育的目標(biāo)體系，STEM教育領(lǐng)域的研究，STEM教育的課程開(kāi)發(fā)、教學(xué)模式及學(xué)習(xí)方式5個(gè)方面的研究;（2）我國(guó)的STEM教育研究在高校較多，且內(nèi)容多樣化，但在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域中STEM研究不多;（3）當(dāng)前STEM課程開(kāi)發(fā)的研究呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】STEM教育;熱點(diǎn)主題;研究趨勢(shì);CiteSpace

【中圖分類號(hào)】G427? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【論文編號(hào)】1671-7384（2019）02、03-059-04

信息技術(shù)（如人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等）的快速迭代和應(yīng)用對(duì)人才的教育與培養(yǎng)模式提出了更高要求。STEM教育融合了跨學(xué)科思維和新的教育理念。近年來(lái)，STEM理念已在全球主要國(guó)家引起關(guān)注和推廣，STEM教育研究正在蓬勃發(fā)展。為了解中國(guó)STEM教育的研究熱點(diǎn)和演變趨勢(shì)，本文基于CiteSpace軟件的視覺(jué)知識(shí)圖進(jìn)行分析。

數(shù)據(jù)來(lái)源與處理方法

本研究在中國(guó)知網(wǎng)中選擇“高級(jí)搜索”選項(xiàng)，檢索領(lǐng)域設(shè)為“期刊”，以“STEM教育/stem教育”為檢索主題，年限為2010-2018年，經(jīng)過(guò)檢索，共收集263篇文獻(xiàn)（截至2018年3月21日）。排除會(huì)議通知、報(bào)告、角色介紹、叢書(shū)介紹和會(huì)議散文等，剩余有價(jià)值文獻(xiàn)243篇，由知網(wǎng)導(dǎo)出reforwork格式原始研究數(shù)據(jù)。

英籍華人學(xué)者陳超美開(kāi)發(fā)的CiteSpace可視化分析軟件，可以挖掘、呈現(xiàn)學(xué)術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)與趨勢(shì)，這是本研究的主要數(shù)據(jù)分析工具。

國(guó)內(nèi)STEM教育的研究熱點(diǎn)主題

經(jīng)過(guò)對(duì)243篇文獻(xiàn)提取關(guān)鍵詞聚類操作可以得到 Modularity Q=0.497，Mean Silhouette=0.869，分別表明網(wǎng)絡(luò)的模塊性為0.497，平均等值線為0.869。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)模塊的聚類度和平均等值線，發(fā)現(xiàn)有7個(gè)聚類結(jié)果顯著——?jiǎng)?chuàng)客教育、STEM、教育活動(dòng)、教學(xué)設(shè)計(jì)、STEM課程、創(chuàng)新能力、課程開(kāi)發(fā)，表明這七個(gè)方面的研究較為密集。根據(jù)圖譜節(jié)點(diǎn)的大小、關(guān)鍵詞分析（中心度、出現(xiàn)頻次）和相關(guān)文獻(xiàn)分析，本研究總結(jié)了STEM教育的五大研究熱點(diǎn)主題和相關(guān)關(guān)鍵詞，如表1所示。

1.STEM教育相關(guān)的理論研究

STEM教育的理論研究主要包括概念、歷史發(fā)展和特點(diǎn)特性等方面。目前，STEM教育概念的定義大致相同，基本是以跨學(xué)科整合為理念，從科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門(mén)學(xué)科方面強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交叉融合。在歷史發(fā)展領(lǐng)域，研究人員從美國(guó)STEM教育出現(xiàn)、興起、傳入中國(guó)等多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)梳理，探討了各種新興技術(shù)的應(yīng)用和社會(huì)發(fā)展促使STEM新型教育理念興起。在STEM教育的特點(diǎn)特性領(lǐng)域，余勝泉、胡翔（2015）認(rèn)為，STEM教育有著跨學(xué)科性的、趣味性的、情境性的、體驗(yàn)性的、設(shè)計(jì)性的、協(xié)作性的、實(shí)證性的、藝術(shù)性的和技術(shù)增強(qiáng)性的突出特點(diǎn)。

2.STEM教育的目標(biāo)體系

結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)的分析可以看出，目標(biāo)體系的研究主要集中在STEM跨學(xué)科思維和能力素養(yǎng)兩個(gè)方面。一些研究者構(gòu)建了STEM教育目標(biāo)體系，并分析了實(shí)現(xiàn)不同教育目標(biāo)所需的教育策略。同時(shí)，另外一些研究人員探討了STEM教育目標(biāo)與創(chuàng)客教育目標(biāo)、STEM教育與社會(huì)責(zé)任、國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力與核心素養(yǎng)等之間的相關(guān)關(guān)系。如有研究者提出了以創(chuàng)客為形式的STEM課程，把培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)作、創(chuàng)意和視覺(jué)素養(yǎng)作為教育目標(biāo)。

3.STEM教育領(lǐng)域的研究

國(guó)內(nèi)STEM教育涉及領(lǐng)域主要為高校和中小學(xué)。高等教育領(lǐng)域的STEM教育主要通過(guò)基于項(xiàng)目、問(wèn)題的設(shè)計(jì)與學(xué)習(xí)（PBL）方式來(lái)改造學(xué)科教育，推動(dòng)我國(guó)高等教育學(xué)科面向未來(lái)、面向創(chuàng)新和面向差異化發(fā)展。這一方面切合高等教育“新工科”的改革方向，另一方面高校STEM學(xué)習(xí)項(xiàng)目通過(guò)面向真實(shí)情境解決問(wèn)題，契合了高校技術(shù)、工程教育的學(xué)習(xí)的本質(zhì)，培養(yǎng)了高校學(xué)生跨學(xué)科思維和綜合能力素養(yǎng)。而中小學(xué)的STEM教育以綜合實(shí)踐活動(dòng)課程、科學(xué)課程和創(chuàng)客課程等形式進(jìn)行實(shí)踐，貼合中小學(xué)生的知識(shí)體系和興趣愛(ài)好，使中小學(xué)STEM教育生態(tài)極具活力。

4.STEM教育的課程開(kāi)發(fā)研究

結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)的分析，可以知道當(dāng)前國(guó)內(nèi)STEM教育課程的開(kāi)發(fā)方向主要是基于問(wèn)題、項(xiàng)目或者工程設(shè)計(jì)，將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)知識(shí)融入實(shí)踐學(xué)習(xí)中。例如，傅騫和劉鵬飛（2016）將STEM課程類型分為四種，從教育成果（如驗(yàn)證、詢問(wèn)、制造和創(chuàng)造）的角度探討STEM課程的基礎(chǔ)和內(nèi)涵，構(gòu)建了將跨學(xué)科知識(shí)融入各個(gè)環(huán)節(jié)中的STEM課程理論框架。王旭卿（2015）的研究提出了面向STEM改造已有創(chuàng)客課程，培養(yǎng)基礎(chǔ)教育階段學(xué)生跨學(xué)科素養(yǎng)的課程開(kāi)發(fā)構(gòu)想。

5.教學(xué)模式及學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變

STEM教育最初是從非正式學(xué)習(xí)（如游戲化學(xué)習(xí)、博物館教育）開(kāi)始的，引起重視后逐步轉(zhuǎn)向正式學(xué)習(xí)領(lǐng)域。如今，技術(shù)環(huán)境的快速變化導(dǎo)致現(xiàn)行的教學(xué)模式、學(xué)習(xí)方法都面臨轉(zhuǎn)變的壓力。因此，構(gòu)建相應(yīng)的STEM教學(xué)模式、探索新的學(xué)習(xí)方式方法，把單一維度的傳統(tǒng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑S度的質(zhì)量教學(xué)模型，是STEM教育研究人員和教學(xué)人員的重要任務(wù)。目前，關(guān)于STEM教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方法的研究不多，大致是從課程目標(biāo)、人才培養(yǎng)、跨學(xué)科培訓(xùn)和STEM素養(yǎng)這幾個(gè)角度探討STEM教學(xué)模式的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)?；凇翱鐚W(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)”的教學(xué)策略和學(xué)習(xí)方式是當(dāng)前一個(gè)主要方向。

我國(guó)STEM教育的發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)CiteSpace相關(guān)分析圖譜，可以探討我國(guó)STEM教育的發(fā)展趨勢(shì)。

1.增長(zhǎng)型趨勢(shì)

可以發(fā)現(xiàn)STEM教育、STEM課程的研究呈增長(zhǎng)型趨勢(shì)，這和社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求有關(guān)。在“問(wèn)題意識(shí)”愈發(fā)重要的今天，面向解決問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目、工程設(shè)計(jì)等方式的課程開(kāi)發(fā)及實(shí)踐越來(lái)越引發(fā)人們的興趣。在增長(zhǎng)的領(lǐng)域內(nèi)，STEM教育研究不斷細(xì)化，由最初的整體理論、宏觀架構(gòu)方面的研究轉(zhuǎn)向?qū)?STEM教育生態(tài)層面深入探討，例如技術(shù)環(huán)境（編程技術(shù)、電子電路技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等）、資源環(huán)境（師資力量、學(xué)具套件、器材等）、物理環(huán)境（創(chuàng)客空間、綜合實(shí)驗(yàn)室、試驗(yàn)場(chǎng)地等）等方面的研究大量出現(xiàn)。

2.減弱型趨勢(shì)

STEM教育強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科理念的實(shí)現(xiàn)，而創(chuàng)客教育則更關(guān)注動(dòng)手制作，強(qiáng)調(diào)作品的呈現(xiàn)和學(xué)生的個(gè)性化輸出。從多角度看，創(chuàng)客教育與STEM教育有著天然的關(guān)聯(lián)性，因此經(jīng)常被國(guó)內(nèi)學(xué)者并列進(jìn)行比較研究。最普遍的觀點(diǎn)為“相互包含說(shuō)”與“創(chuàng)客教育（狹義）包含于STEM教育”兩種觀點(diǎn)，前者認(rèn)為創(chuàng)客教育與STEM教育為兩個(gè)彼此獨(dú)立的教育概念，但雙方在一些領(lǐng)域存在重合;后者認(rèn)為STEM教育范圍廣闊，創(chuàng)客教育（狹義范圍）是STEM教育的一個(gè)下屬分支。近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)STEM教育研究的深入，曾經(jīng)火爆的創(chuàng)客教育研究開(kāi)始趨于減弱。

總結(jié)與反思

1.STEM教育研究多樣化

有關(guān)STEM教育的研究者涉及大學(xué)、高等職業(yè)學(xué)校和基礎(chǔ)教育的研究人員。高校研究者更加重視相關(guān)的理論探索和生態(tài)建設(shè)，由于信息便捷、資金充裕、政策相對(duì)自由，近幾年來(lái)高校STEM領(lǐng)域的研究處于蓬勃發(fā)展階段。在高校理工科學(xué)科，“新工科”的政策導(dǎo)向更是為高校STEM教育發(fā)展提供了一種新的思路;而以學(xué)前教育、基礎(chǔ)教育為代表的教育學(xué)科中，“全科教學(xué)”“綜合實(shí)踐活動(dòng)”等理念都與STEM教育不謀而合。幼兒階段的STEM教育探索也在多角度開(kāi)展，不少幼兒園以主題周的形式引入STEM活動(dòng)開(kāi)展日常游戲化活動(dòng)，而小學(xué)階段也將曾經(jīng)的信息技術(shù)活動(dòng)、工程技術(shù)活動(dòng)、創(chuàng)客等活動(dòng)向STEM教育靠攏，取得了喜人的突破。

STEM教育作為一種面向未來(lái)的人才培養(yǎng)新模式，打造貫穿學(xué)前階段至高等教育階段的一體化教育體系，是未來(lái)中國(guó)STEM教育發(fā)展的必然取向。這一方面需要國(guó)家在頂層設(shè)計(jì)上給予支持，同時(shí)更需要各教育階段的學(xué)校和STEM教育研究人員展開(kāi)合作，尤其應(yīng)鼓勵(lì)高等院校、高職院校與中小學(xué)組建STEM教育聯(lián)盟。

2.缺乏對(duì)STEM教育評(píng)估方面的研究

當(dāng)前STEM教育研究的重點(diǎn)是教學(xué)模式、課程資源和項(xiàng)目建設(shè)，而對(duì)于相關(guān)教師培訓(xùn)、技術(shù)支持和應(yīng)用以及STEM教育評(píng)估的研究較少。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，缺乏完善的教育評(píng)估體系將會(huì)限制中國(guó)STEM教育的健康發(fā)展。教育評(píng)估評(píng)價(jià)是教育發(fā)展的“尺子”和“防火墻”，一方面通過(guò)教育評(píng)估可以指明國(guó)內(nèi)STEM教育發(fā)展的方向，建立健全STEM教育的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);另一方面完善的評(píng)估體系可以鼓勵(lì)優(yōu)秀的教師、教育團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新和優(yōu)秀STEM項(xiàng)目的推廣。

而在實(shí)踐探索中摸索出一條中國(guó)STEM教育的評(píng)估評(píng)價(jià)之路是STEM教育良性發(fā)展的保障。這不僅需要國(guó)家政策的頂層規(guī)劃，更需要地方教育部門(mén)的積極行動(dòng)。如，對(duì)于中小學(xué)的STEM教育發(fā)展，地方教育部門(mén)應(yīng)該對(duì)從事STEM教育探索的學(xué)校和中小學(xué)教師積極支持，在職稱評(píng)定、薪資獎(jiǎng)勵(lì)等領(lǐng)域給予傾斜照顧。

3.STEM課程、項(xiàng)目、STEM教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方法的研究呈現(xiàn)出增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，STEM教育過(guò)程的研究依然較弱

當(dāng)前，大量高校、機(jī)構(gòu)、中小學(xué)乃至企業(yè)都投入到了STEM教育的新興行業(yè)，出現(xiàn)了STEM教育的課程、學(xué)習(xí)項(xiàng)目井噴的趨勢(shì)，STEM教育行業(yè)迎來(lái)了突破式發(fā)展。但STEM教育過(guò)程的探索卻依然處于弱勢(shì)地位。課程、項(xiàng)目、教學(xué)模式、學(xué)習(xí)方法都是STEM教育的外在和載體，而STEM教育真正能給學(xué)生帶來(lái)的學(xué)習(xí)過(guò)程轉(zhuǎn)變，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式的改造是其真正的魅力所在，而這些都要依托對(duì)STEM教育的實(shí)施過(guò)程的研究。因此，STEM教育的過(guò)程研究意義重大，否則國(guó)內(nèi)STEM教育就會(huì)陷入課程與學(xué)習(xí)項(xiàng)目“重復(fù)建設(shè)”的怪圈。在未來(lái)的相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，STEM學(xué)習(xí)過(guò)程的特點(diǎn)、STEM教育過(guò)程中的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)等問(wèn)題都將是中小學(xué)教學(xué)工作者和研究人員進(jìn)一步探索的關(guān)鍵領(lǐng)域。

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