朱萌 胡來林 王艷茹 張新立

【摘 要】本研究在2010-2018年CNKI期刊數(shù)據(jù)庫中進行“STEM教育”課題研究搜索，并使用CiteSpace軟件對相關文獻進行可視化處理。研究結果發(fā)現(xiàn)：（1）研究主題主要集中于STEM教育相關的理論，STEM教育的目標體系，STEM教育領域的研究，STEM教育的課程開發(fā)、教學模式及學習方式5個方面的研究;（2）我國的STEM教育研究在高校較多，且內(nèi)容多樣化，但在基礎教育領域中STEM研究不多;（3）當前STEM課程開發(fā)的研究呈增長趨勢。

【關鍵詞】STEM教育;熱點主題;研究趨勢;CiteSpace

【中圖分類號】G427? 【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2019）02、03-059-04

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

數(shù)據(jù)來源與處理方法

本研究在中國知網(wǎng)中選擇“高級搜索”選項，檢索領域設為“期刊”，以“STEM教育/stem教育”為檢索主題，年限為2010-2018年，經(jīng)過檢索，共收集263篇文獻（截至2018年3月21日）。排除會議通知、報告、角色介紹、叢書介紹和會議散文等，剩余有價值文獻243篇，由知網(wǎng)導出reforwork格式原始研究數(shù)據(jù)。

英籍華人學者陳超美開發(fā)的CiteSpace可視化分析軟件，可以挖掘、呈現(xiàn)學術領域的熱點與趨勢，這是本研究的主要數(shù)據(jù)分析工具。

國內(nèi)STEM教育的研究熱點主題

經(jīng)過對243篇文獻提取關鍵詞聚類操作可以得到 Modularity Q=0.497，Mean Silhouette=0.869，分別表明網(wǎng)絡的模塊性為0.497，平均等值線為0.869。根據(jù)網(wǎng)絡模塊的聚類度和平均等值線，發(fā)現(xiàn)有7個聚類結果顯著——創(chuàng)客教育、STEM、教育活動、教學設計、STEM課程、創(chuàng)新能力、課程開發(fā)，表明這七個方面的研究較為密集。根據(jù)圖譜節(jié)點的大小、關鍵詞分析（中心度、出現(xiàn)頻次）和相關文獻分析，本研究總結了STEM教育的五大研究熱點主題和相關關鍵詞，如表1所示。

1.STEM教育相關的理論研究

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，基本是以跨學科整合為理念，從科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學（Mathematics）四門學科方面強調(diào)多學科的交叉融合。在歷史發(fā)展領域，研究人員從美國STEM教育出現(xiàn)、興起、傳入中國等多個時間節(jié)點梳理，探討了各種新興技術的應用和社會發(fā)展促使STEM新型教育理念興起。在STEM教育的特點特性領域，余勝泉、胡翔（2015）認為，STEM教育有著跨學科性的、趣味性的、情境性的、體驗性的、設計性的、協(xié)作性的、實證性的、藝術性的和技術增強性的突出特點。

2.STEM教育的目標體系

結合相關文獻的分析可以看出，目標體系的研究主要集中在STEM跨學科思維和能力素養(yǎng)兩個方面。一些研究者構建了STEM教育目標體系，并分析了實現(xiàn)不同教育目標所需的教育策略。同時，另外一些研究人員探討了STEM教育目標與創(chuàng)客教育目標、STEM教育與社會責任、國家競爭力與核心素養(yǎng)等之間的相關關系。如有研究者提出了以創(chuàng)客為形式的STEM課程，把培養(yǎng)學生創(chuàng)作、創(chuàng)意和視覺素養(yǎng)作為教育目標。

3.STEM教育領域的研究

國內(nèi)STEM教育涉及領域主要為高校和中小學。高等教育領域的STEM教育主要通過基于項目、問題的設計與學習（PBL）方式來改造學科教育，推動我國高等教育學科面向未來、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學習項目通過面向真實情境解決問題，契合了高校技術、工程教育的學習的本質(zhì)，培養(yǎng)了高校學生跨學科思維和綜合能力素養(yǎng)。而中小學的STEM教育以綜合實踐活動課程、科學課程和創(chuàng)客課程等形式進行實踐，貼合中小學生的知識體系和興趣愛好，使中小學STEM教育生態(tài)極具活力。

4.STEM教育的課程開發(fā)研究

結合相關文獻的分析，可以知道當前國內(nèi)STEM教育課程的開發(fā)方向主要是基于問題、項目或者工程設計，將科學、技術、工程和數(shù)學知識融入實踐學習中。例如，傅騫和劉鵬飛（2016）將STEM課程類型分為四種，從教育成果（如驗證、詢問、制造和創(chuàng)造）的角度探討STEM課程的基礎和內(nèi)涵，構建了將跨學科知識融入各個環(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)基礎教育階段學生跨學科素養(yǎng)的課程開發(fā)構想。

5.教學模式及學習方式的轉變

STEM教育最初是從非正式學習（如游戲化學習、博物館教育）開始的，引起重視后逐步轉向正式學習領域。如今，技術環(huán)境的快速變化導致現(xiàn)行的教學模式、學習方法都面臨轉變的壓力。因此，構建相應的STEM教學模式、探索新的學習方式方法，把單一維度的傳統(tǒng)教學模式轉變?yōu)槎嗑S度的質(zhì)量教學模型，是STEM教育研究人員和教學人員的重要任務。目前，關于STEM教學模式和學習方法的研究不多，大致是從課程目標、人才培養(yǎng)、跨學科培訓和STEM素養(yǎng)這幾個角度探討STEM教學模式的設計、開發(fā)?；凇翱鐚W科項目式學習”的教學策略和學習方式是當前一個主要方向。

我國STEM教育的發(fā)展趨勢

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

1.增長型趨勢

可以發(fā)現(xiàn)STEM教育、STEM課程的研究呈增長型趨勢，這和社會發(fā)展的現(xiàn)實需求有關。在“問題意識”愈發(fā)重要的今天，面向解決問題、實現(xiàn)項目、工程設計等方式的課程開發(fā)及實踐越來越引發(fā)人們的興趣。在增長的領域內(nèi)，STEM教育研究不斷細化，由最初的整體理論、宏觀架構方面的研究轉向?qū)?STEM教育生態(tài)層面深入探討，例如技術環(huán)境（編程技術、電子電路技術、機械技術等）、資源環(huán)境（師資力量、學具套件、器材等）、物理環(huán)境（創(chuàng)客空間、綜合實驗室、試驗場地等）等方面的研究大量出現(xiàn)。

2.減弱型趨勢

STEM教育強調(diào)跨學科理念的實現(xiàn)，而創(chuàng)客教育則更關注動手制作，強調(diào)作品的呈現(xiàn)和學生的個性化輸出。從多角度看，創(chuàng)客教育與STEM教育有著天然的關聯(lián)性，因此經(jīng)常被國內(nèi)學者并列進行比較研究。最普遍的觀點為“相互包含說”與“創(chuàng)客教育（狹義）包含于STEM教育”兩種觀點，前者認為創(chuàng)客教育與STEM教育為兩個彼此獨立的教育概念，但雙方在一些領域存在重合;后者認為STEM教育范圍廣闊，創(chuàng)客教育（狹義范圍）是STEM教育的一個下屬分支。近年來，隨著國內(nèi)學者對STEM教育研究的深入，曾經(jīng)火爆的創(chuàng)客教育研究開始趨于減弱。

總結與反思

1.STEM教育研究多樣化

有關STEM教育的研究者涉及大學、高等職業(yè)學校和基礎教育的研究人員。高校研究者更加重視相關的理論探索和生態(tài)建設，由于信息便捷、資金充裕、政策相對自由，近幾年來高校STEM領域的研究處于蓬勃發(fā)展階段。在高校理工科學科，“新工科”的政策導向更是為高校STEM教育發(fā)展提供了一種新的思路;而以學前教育、基礎教育為代表的教育學科中，“全科教學”“綜合實踐活動”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展，不少幼兒園以主題周的形式引入STEM活動開展日常游戲化活動，而小學階段也將曾經(jīng)的信息技術活動、工程技術活動、創(chuàng)客等活動向STEM教育靠攏，取得了喜人的突破。

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

2.缺乏對STEM教育評估方面的研究

當前STEM教育研究的重點是教學模式、課程資源和項目建設，而對于相關教師培訓、技術支持和應用以及STEM教育評估的研究較少。從長遠看，缺乏完善的教育評估體系將會限制中國STEM教育的健康發(fā)展。教育評估評價是教育發(fā)展的“尺子”和“防火墻”，一方面通過教育評估可以指明國內(nèi)STEM教育發(fā)展的方向，建立健全STEM教育的行業(yè)標準;另一方面完善的評估體系可以鼓勵優(yōu)秀的教師、教育團隊的創(chuàng)新和優(yōu)秀STEM項目的推廣。

而在實踐探索中摸索出一條中國STEM教育的評估評價之路是STEM教育良性發(fā)展的保障。這不僅需要國家政策的頂層規(guī)劃，更需要地方教育部門的積極行動。如，對于中小學的STEM教育發(fā)展，地方教育部門應該對從事STEM教育探索的學校和中小學教師積極支持，在職稱評定、薪資獎勵等領域給予傾斜照顧。

3.STEM課程、項目、STEM教學模式和學習方法的研究呈現(xiàn)出增長態(tài)勢，STEM教育過程的研究依然較弱

當前，大量高校、機構、中小學乃至企業(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、學習項目井噴的趨勢，STEM教育行業(yè)迎來了突破式發(fā)展。但STEM教育過程的探索卻依然處于弱勢地位。課程、項目、教學模式、學習方法都是STEM教育的外在和載體，而STEM教育真正能給學生帶來的學習過程轉變，對學習內(nèi)容和學習方式的改造是其真正的魅力所在，而這些都要依托對STEM教育的實施過程的研究。因此，STEM教育的過程研究意義重大，否則國內(nèi)STEM教育就會陷入課程與學習項目“重復建設”的怪圈。在未來的相當長的時間內(nèi)，STEM學習過程的特點、STEM教育過程中的內(nèi)部驅(qū)動等問題都將是中小學教學工作者和研究人員進一步探索的關鍵領域。

參考文獻

姜勝文.復雜網(wǎng)絡中重要節(jié)點的發(fā)現(xiàn)[J].現(xiàn)代計算機（專業(yè)版），2017（9）：7-10.

曾凡梅，魏延.基于CiteSpace的國內(nèi)智慧學習研究熱點及趨勢分析[J].中國教育信息化，2018（3）：6-10.

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

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

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

傅騫，劉鵬飛.從驗證到創(chuàng)造—中小學STEM教育應用模式研究[J].中國電化教育，2016（4）：71-78，105.

王素.《2017年中國STEM教育白皮書》解讀[J].現(xiàn)代教育，2017（7）：4-7.