孫宗緣 馬秀峰

[摘? ?要]研究者以2010-2020年CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄的STEM教育相關(guān)文獻(xiàn)為數(shù)據(jù)源，利用CiteSpace生成關(guān)鍵詞共現(xiàn)可視化圖譜，梳理和探討了我國(guó)STEM教育的研究熱點(diǎn)及趨勢(shì)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，我國(guó)STEM教育的研究熱點(diǎn)主要集中在與創(chuàng)客教育、核心素養(yǎng)、跨學(xué)科融合、STEM教育本土化密切相關(guān)的四大領(lǐng)域。未來(lái)研究可在已有研究的基礎(chǔ)上，對(duì)STEM教育的發(fā)展進(jìn)行更深入的探究。

[關(guān)鍵詞]CiteSpace;STEM教育;熱點(diǎn);趨勢(shì)

STEM是強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等跨學(xué)科融合的一種綜合型、創(chuàng)新型、素質(zhì)型教育。STEM教育在跨學(xué)科的基礎(chǔ)上，培育學(xué)生以綜合性的方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力，將學(xué)生零散的知識(shí)融合為一個(gè)有機(jī)整體，從而促進(jìn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、理解問(wèn)題、解決問(wèn)題能力等綜合素養(yǎng)的提升。在不斷強(qiáng)調(diào)核心能力的當(dāng)下，STEM教育對(duì)學(xué)生核心能力的培養(yǎng)做出了有效回應(yīng)。STEM教育于1986年在美國(guó)首次提出，三十多年來(lái)，逐漸成為引起世界各國(guó)重視的教育模式。在我國(guó)，STEM教育也成為新的教育熱潮，關(guān)于STEM教育的研究也正在從多個(gè)方面如火如荼地開(kāi)展。為了解我國(guó)STEM教育研究發(fā)展的基本概況，研究者針對(duì)該領(lǐng)域相關(guān)研究成果進(jìn)行了文獻(xiàn)計(jì)量分析，以期為后續(xù)研究的開(kāi)展提供參考。

一、研究設(shè)計(jì)

1.數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

研究者以CNKI中文期刊數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)源，以“STEM教育”為關(guān)鍵詞進(jìn)行主題檢索，選定時(shí)間框?yàn)?010年1月1日—2020年12月31日。在剔除會(huì)議、報(bào)紙、圖書等相關(guān)度很小的文獻(xiàn)后，最終篩選出1852篇中文文獻(xiàn)作為分析樣本。借助科學(xué)引文數(shù)據(jù)可視化軟件CiteSpace對(duì)所有文獻(xiàn)樣本進(jìn)行分析，以高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)的方法進(jìn)行了研究熱點(diǎn)探析，對(duì)當(dāng)前我國(guó)STEM教育領(lǐng)域的研究進(jìn)行了較為詳細(xì)的解讀。

2.研究過(guò)程

將選定的1852篇文獻(xiàn)按照Refwords格式導(dǎo)出;對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行“清洗”、合并、刪除處理，確定高頻關(guān)鍵詞序列，以保證研究結(jié)果的清晰性;通過(guò)CiteSpace制作高頻關(guān)鍵詞聚類圖譜，對(duì)當(dāng)前我國(guó)STEM教育研究熱點(diǎn)進(jìn)行解析。

二、研究熱點(diǎn)分析

高頻關(guān)鍵詞是文章的濃縮精華點(diǎn)，可以反映文章主旨。將CiteSpace中的時(shí)間框設(shè)置為2010-2020年，面板選擇“Keywords”，閾值劃線11，得到如圖1所示的關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識(shí)圖譜。圖中的節(jié)點(diǎn)代表關(guān)鍵詞，節(jié)點(diǎn)越大說(shuō)明關(guān)鍵詞共現(xiàn)次數(shù)越多，所反映的中心度也就越高。總的來(lái)說(shuō)，“STEM”“STEM教育”“創(chuàng)客教育”“中小學(xué)”“美國(guó)”在該領(lǐng)域受關(guān)注最高，熱度最大。通過(guò)圖譜中豐富交叉的連線可知，我國(guó)在STEM教育領(lǐng)域的研究已初具規(guī)模，圍繞“STEM、STEM教育”，形成了以創(chuàng)客教育、STEAM教育、教育理念、中小學(xué)、課程設(shè)計(jì)、美國(guó)、本土化的次級(jí)中心節(jié)點(diǎn)。

為使圖譜更加簡(jiǎn)潔，棄掉頻次在11以下的關(guān)鍵詞，最終得到了更加直觀明確的熱點(diǎn)分析圖。通過(guò)對(duì)熱點(diǎn)區(qū)域的圈定，可劃分為四大領(lǐng)域：面向STEM教育與創(chuàng)客層面的研究、 面向STEM教育課程與核心素養(yǎng)的研究、面向STEM教育理念的跨學(xué)科融合研究 、面向STEM教育本土化對(duì)接實(shí)踐的研究。通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的深度閱讀，研究者對(duì)該四大研究領(lǐng)域進(jìn)行了分析。

1.面向STEM教育與創(chuàng)客層面的研究

此類研究熱點(diǎn)由關(guān)鍵詞“創(chuàng)客教育”“創(chuàng)新能力”“創(chuàng)客”組成。創(chuàng)客教育是以互聯(lián)網(wǎng)、3D打印機(jī)、數(shù)字化技術(shù)設(shè)備所搭建起來(lái)的新型教育模式，契合STEM教育所注重的跨學(xué)科能力，是一種較為先進(jìn)且恰當(dāng)?shù)慕徊鎸W(xué)科教育方式。相關(guān)研究者關(guān)注創(chuàng)客層面的研究，認(rèn)為創(chuàng)客教育在STEM教育中起著不可或缺的作用。如王佑鎂認(rèn)為創(chuàng)客教育的核心是設(shè)計(jì)思維、創(chuàng)新思維[1]，從本質(zhì)上與STEM教育搭起了橋梁，可以支撐STEM教育模式的健全發(fā)展。與此同時(shí)，任友群也指出，當(dāng)前數(shù)字化的背景下，跨學(xué)科的教學(xué)模式必定會(huì)影響我們的教與學(xué)[2]，加強(qiáng)對(duì)創(chuàng)客教育的研究，更有利于發(fā)揮STEM教育的交叉學(xué)科特性。基于創(chuàng)客教育與STEM的密切聯(lián)系，很多學(xué)者側(cè)重于創(chuàng)客教育模式的構(gòu)建，此類文獻(xiàn)多以教育模式平臺(tái)的設(shè)計(jì)為主，具有代表性的是王旭卿所構(gòu)造的面向STEM教育的創(chuàng)客教育模式[3]，以一種指引式的方式推動(dòng)STEM教育的發(fā)展，這是對(duì)交叉教育模式的一次系統(tǒng)闡釋。在該領(lǐng)域的研究中，創(chuàng)客教育為STEM教育提供了新的生長(zhǎng)點(diǎn)，STEM教育又為創(chuàng)客教育的發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。因此，學(xué)者們對(duì)創(chuàng)客教育層面的研究熱度在現(xiàn)在或未來(lái)都會(huì)只增不減。

2.面向STEM教育課程與核心素養(yǎng)的研究

這類研究所對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵詞包括“核心素養(yǎng)”“課程設(shè)計(jì)”“科學(xué)教育”“中小學(xué)”等。STEM教育以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)、提升學(xué)生創(chuàng)新能力為目標(biāo)，注重實(shí)踐能力和思維能力的發(fā)展，并逐漸成為國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)教育改革的新路徑。這類熱點(diǎn)研究集中于教學(xué)案例分析、教學(xué)設(shè)計(jì)建議等方面，研究對(duì)象以中小學(xué)生為主，理論層面的探析較多，實(shí)證研究較少。在理論探析層面，趙中建以北卡羅來(lái)納州科學(xué)和數(shù)學(xué)學(xué)校為研究對(duì)象，深入解析其STEM課程，總結(jié)了在課程設(shè)計(jì)方面我國(guó)可以借鑒的有益經(jīng)驗(yàn)[4]。在教學(xué)模式方面，傅騫對(duì)STEM教育模式進(jìn)行了深度規(guī)劃，指出無(wú)論是驗(yàn)證、探究、制造、創(chuàng)造哪一類教育模式，都應(yīng)理性地實(shí)踐于中小學(xué)課堂[5]。但是，合理設(shè)計(jì)STEM教育體系并融于課堂并不是一蹴而就的，合理的資源共享、教學(xué)策略、教師制定、課程標(biāo)準(zhǔn)的建立，有利于我國(guó)STEM教學(xué)實(shí)踐的開(kāi)展。因此，在后續(xù)研究中，“STEM課程”與“如何提升學(xué)生素養(yǎng)”仍會(huì)是學(xué)者們聚焦的重點(diǎn)。

3.面向STEM教育理念的跨學(xué)科融合研究

此類研究的關(guān)鍵詞包括“STEAM”“STEM教育理念”“STEM理念”“跨學(xué)科”等，研究往往從相關(guān)理念開(kāi)始生根發(fā)芽，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科融合，而跨學(xué)科又處于學(xué)科的邊界和融合處，因此，在發(fā)展和深化過(guò)程中，催生了對(duì)多元理念研究的迫切需求。目前，該領(lǐng)域14.29%的文獻(xiàn)都提及了跨學(xué)科，主要涉及教育理念、跨學(xué)科整合等研究方向。我國(guó)十分重視對(duì)教學(xué)理念的研究，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是對(duì)于STEM教育理念本身的相關(guān)探索，包括概念起源，具體含義，發(fā)展歷史等。如余勝泉對(duì)STEM教育的起源、發(fā)展做了詳細(xì)概述，并系統(tǒng)分析了STEM教育的跨學(xué)科性、藝術(shù)性、情境性等九個(gè)特性[6]，在宏觀角度說(shuō)明了STEM教育。另一方面是建構(gòu)基于STEM教育的基本理念，借助“STEM+”的研究來(lái)探討跨學(xué)科理念的融合。此外，還有學(xué)者從新的研究視角出發(fā)，將“STEM+”與“互聯(lián)網(wǎng)+”相結(jié)合，對(duì)跨學(xué)科理念研究進(jìn)行了新的嘗試?？傮w來(lái)說(shuō)，我國(guó)對(duì)STEM教育理念的研究，已經(jīng)趨近于成熟并取得了一定的成果，雖然探索角度與深度不盡相同，但是普遍認(rèn)為“多元”“跨學(xué)科”是STEM教育理念研究中的重要解讀點(diǎn)。

4.面向STEM教育本土化對(duì)接實(shí)踐的研究

國(guó)內(nèi)在這一主題研究領(lǐng)域的關(guān)鍵詞包括“美國(guó)”“本土化”“校本課程”“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)”等。STEM教育起源于美國(guó)，在全世界的教育行業(yè)都具有巨大的影響。我國(guó)已有學(xué)者對(duì)STEM教育本土化進(jìn)行了梳理和探討，其中張民選通過(guò)對(duì)美國(guó)STEM教育的細(xì)致探析，闡釋了美國(guó)STEM教育的成功經(jīng)驗(yàn)對(duì)于國(guó)內(nèi)推進(jìn)本土化的重要意義[7];亦有學(xué)者從小學(xué)綜合實(shí)踐課程的維度探索了本土化的策略，認(rèn)為貼近生活、回歸社會(huì)的教育會(huì)促進(jìn)本土化的進(jìn)程。而項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、校本課程均是美國(guó)為加強(qiáng)學(xué)生綜合能力，培養(yǎng)學(xué)生多層次發(fā)展而開(kāi)設(shè)的實(shí)踐課程，也是我國(guó)當(dāng)下應(yīng)試教育改革的重點(diǎn)。另外，“如何本土化”“如何應(yīng)用于我國(guó)教育現(xiàn)狀”也是學(xué)者們關(guān)注的重點(diǎn)，如學(xué)者趙呈領(lǐng)立體化地分析了STEM教育本土化所對(duì)應(yīng)的教學(xué)模式、學(xué)習(xí)方式等八個(gè)方面，構(gòu)建了探究式本土化教學(xué)模式，為STEM教育本土化做出了可行的實(shí)踐思考[8]。分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)下學(xué)者們主要以思辨的方式對(duì)這一領(lǐng)域進(jìn)行探尋，因此，加強(qiáng)對(duì)STEM教育本土化實(shí)踐研究成為亟需解決的重點(diǎn)。

三、結(jié)論

綜上所述，雖然我國(guó)對(duì)STEM教育領(lǐng)域的探索起步較晚，但是經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展，已形成了較鮮明的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，對(duì)于STEM教育研究的演進(jìn)脈絡(luò)可以歸納為“理念性—實(shí)踐性—多元擴(kuò)散性”。在現(xiàn)有的研究中，從整體上看，STEM教育始終起著支柱性的作用，研究的關(guān)注點(diǎn)也經(jīng)歷了三個(gè)方面的轉(zhuǎn)化：一是由基本理念探索向整體研究的轉(zhuǎn)變;二是從學(xué)科關(guān)聯(lián)的角度出發(fā)對(duì)STEM教育領(lǐng)域全面深度探索;三是對(duì)STEM教育模式細(xì)微層面的實(shí)踐聚焦。這意味著我國(guó)對(duì)STEM領(lǐng)域的探索正在不斷深化，體系不斷完善，對(duì)未來(lái)的發(fā)展也提出了更高要求。

參考文獻(xiàn)

[1]王佑鎂，錢凱麗，華佳鈺，郭靜.觸摸真實(shí)的學(xué)習(xí)：邁向一種新的創(chuàng)客教育文化——國(guó)內(nèi)外創(chuàng)客教育研究述評(píng)[J].電化教育研究，2017，38（2）：34-43.

[2]楊曉哲，任友群.數(shù)字化時(shí)代的STEM教育與創(chuàng)客教育[J].開(kāi)放教育研究，2015，21（5）：35-40.

[3]王旭卿.面向STEM教育的創(chuàng)客教育模式研究[J].中國(guó)電化教育，2015（8）：36-41.

[4]李謙，趙中建.美國(guó)中小學(xué)實(shí)施STEM教育個(gè)案研究——以北卡羅來(lái)納州科學(xué)和數(shù)學(xué)學(xué)校為例[J].外國(guó)中小學(xué)教育，2014（5）：55-60.

[5]傅騫，劉鵬飛.從驗(yàn)證到創(chuàng)造——中小學(xué)STEM教育應(yīng)用模式研究[J].中國(guó)電化教育，2016（4）：71-78+105.

[6]余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學(xué)科整合模式[J].開(kāi)放教育研究，2015，21（4）：13-22.

[7]李慧，王全喜，張民選.美國(guó)STEM教育的探析及啟示[J].上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2016，45（5）：144-152.

[8]趙呈領(lǐng)，趙文君，蔣志輝.面向STEM教育的5E探究式教學(xué)模式設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2018， 28（3）：106-112.

（責(zé)任編輯? ?郭向和）