文獻分析視角下的國內STEM教育研究現狀概述

朱少義

摘 ? 要：近年來，隨著“雙創”熱潮洶涌而至，創客教育和STEM教育成為新一輪教育改革的重要發力點和突破口。STEM教育在基礎教育領域如火如荼地開展，也促使許多研究者把視野轉向STEM教育理論與實踐研究。通過對在中國知網檢索的STEM教育類文獻進行統計分析，以期厘清國內STEM教育研究發展脈絡，掌握國內STEM教育研究基本內容，發現當前國內STEM教育研究不足之處并對今后的研究提出建設性意見。

關鍵詞：STEM教育;共現分析;內容分析

中圖分類號：G420 ? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：1009-010X（2019）15-0017-06

一、引言

STEM課程是將科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineer）和數學（Mathematics）四門學科內容進行跨學科整合并綜合應用的課程，STEM課程鼓勵學生通過動手實操，協作探究來解決問題，注重培養學生的關鍵能力。從國家長遠發展來看，推廣和普及STEM教育有利于提高勞動力水平，優化人力資源結構。因此，許多國家從戰略層面制定了STEM教育政策，在學前教育、基礎教育、高等教育、職業技術教育中廣泛開展促進STEM教育和人才培養的項目。近年來，隨著國內課程改革不斷深入，中國STEM教育已被納入國家發展戰略和宏觀政策，2017年頒布的《國家教育事業“十三五”規劃》明確提出“培養學生創新創業精神與能力，加強對學生科學素質、信息素養和創新能力的培養”。在國家政策驅動作用下，國內STEM教育在近幾年迅速發展，一些省份陸續出臺舉措助力STEM教育在國內“落地生根”。江蘇省于2015年在全國率先啟動STEM教育試點項目，探索建立本校STEM教育課程體系，鍛造綜合素質強的師資團隊，培養學生的綜合素養和創新能力;浙江省教育廳2017年出臺文件，選拔中小學STEM教育項目種子學校和培育學校，推動中小學校深化義務教育課程改革，創新人才培養模式。國內研究者也加強了對STEM教育源起、特征、教學類型與模式、課程本土化實踐等方面的研究，并取得了一定成果。筆者對近幾年收錄于中國知網上有關STEM教育的文獻整理分析，旨在梳理國內STEM教育研究發展脈絡，掌握研究現狀和熱點，探討不足和薄弱之處，并提出相關建議。

二、研究對象與方法

（一）研究對象

本文研究文獻來源于中國知網（CNKI）期刊數據庫，在知網“社會科學Ⅱ輯”欄目下，以“STEM教育”為主題詞進行搜索，時間節點截止于2018年11月，檢索出共計644篇文獻。

借助書目共現分析系統Bicomb、Microsoft Excel 2016，從研究文獻的基本情況（發表時間、期刊分布、作者機構）、研究內容兩個維度四個方面進行研究。

（二）研究方法

將檢索出的文獻以NoteFirst格式導出題錄信息，將數據包導入書目共現分析系統Bicomb，提取關鍵字段進行統計，將統計出的結果整理并導出到Excel進行圖表繪制和數據分析。

三、STEM教育研究文獻基本情況分析

（一）基于STEM教育研究文獻發表時間的分析

通過對文獻發表時間的分析，可以梳理出國內STEM教育研究的時間脈絡，在Bicomb中以“年代”為關鍵字段進行統計，繪制圖1所示STEM教育研究文獻時間分布圖

分析圖1數據可知，國內STEM教育研究時間并不長，始于2010年，并且在很長的一段時間內研究成果并不顯著，2016年之前文獻數量增長緩慢，年均僅為17篇。2016年文獻數量增速加快，僅2017年發表的文獻數量就超過前六年之和，這說明我國STEM教育研究自2017年起進入到快速發展階段，其原因可能受2017年《國家教育事業“十三五”規劃》以及《義務教育小學科學課程標準》發布的影響，在這兩個文件中均涉及STEM教育相關內容，這在一定程度上引起了社會各界尤其是教育領域的關注。作為“舶來品”的STEM教育，如何讓其適應中國土壤，助力國內教育;STEM課程中教師如何授課，學生怎么學;STEM教育課程體系建設等一系列問題都催生出大量研究成果，引發了近幾年STEM教育領域的研究熱潮。

（二）基于STEM教育研究文獻來源期刊的分析

通過對文獻來源期刊分布的分析，可以掌握國內STEM教育不同階段的研究側重點，在Bicomb中以“期刊”為關鍵字段進行統計，繪制表1（見下頁）所示STEM教育文獻來源期刊分布表。

結合表1和圖1的統計數據，可以將國內STEM教育研究具體劃分為三個發展階段。

第一階段為2010～2012年的起步階段，這一階段研究成果比較少，一共8篇，從內容上來看，基本上以對美國STEM教育政策，發展狀況所進行的系統性介紹和描述為主，該階段國內STEM教育研究基本處于空白狀態。

第二階段為2013～2015年的探索階段，這一階段的研究成果較上一階段明顯增加。一方面，越來越多的學者開始關注STEM教育在國外尤其是美國的發展，出現了一批對美國STEM教育領域政策文件如《STEM教育法（2015）年》《下一代科學教育標準》《研究生STEM教育未來報告》等的解讀文章。并逐漸由理論政策研究向STEM教學實踐研究領域邁進，如STEM課程設置，人才培養模式，監測評價方式，K—12各個階段與STEM教育融合等研究。另一方面，從來源期刊種類上可以看出，這一階段的STEM教育研究文獻在教育信息技術領域期刊的刊載量明顯增加。究其原因，數字化教學不斷推進，創客、慕課、網絡直播課、翻轉課堂等一系列新型教學形式在國內方興未艾，“中國制造2025”計劃迫切需要培養一批能夠為推動中國由制造業大國向制造業強國邁進的綜合性人才。在政策環境的方向指引和信息化背景外力條件的綜合作用下，這一階段的STEM教育研究開始注重與國情、教情相結合。

第三階段為2016～2018年的迅速發展階段，這一階段研究文章數量呈現爆發增長趨勢，研究成果更加豐富，研究領域更加多元化，研究方向更加注重本土化。從刊載期刊種類來看，《物理之友》《基礎教育參考》等雜志載文數量增長，表明這一階段更加注重對基礎教育領域的STEM校本課程建設與開發、教學模式創制與設計、學習方式與方法的研究。如蔡靜禁等通過系統分析STEM課程開發背景，與信息技術教師和科學教師合作，設計出契合學校實情的校本課程。秦瑾若等人基于STEM教育的四個方面提出了面向STEM教育的設計性學習模式，并借助“空氣動力”教學案例的設計來闡述該學習模式的方式及特點。

總體來看，國內STEM教育研究時間并不長，但是近幾年呈現迅速發展趨勢，從早期國外STEM政策、現狀分析，到結合國情開展STEM本土化培育探索，時至今日，STEM教育研究更加注重探索STEM教育在實際教學中的應用。

（三）基于STEM教育研究文獻作者機構的分析

通過對發文機構類別的分析，可以了解國內STEM教育研究領域研究人員的基本構成情況，在Bicomb中以“作者單位”為關鍵詞進行統計，繪制表2所示發文作者機構統計表和表3所示機構發文篇數統計表。

通過知網篩選出的644篇STEM教育文獻來自國內外共計556個單位。表3顯示以南京師范大學為代表的各師范類院校所開展的相關研究較多。結合表2來看，無論從發文機構數量還是機構發文篇數，高等院校都占據一定優勢，5所高等院校共計發文45篇，占排名前五發文機構發文總篇數的60%;3所科研機構發文24篇，占比32%;1所中學發文6篇，占比8%。這說明目前國內STEM教育的研究主力集中于高等院校。值得一提的是，中國教育科學研究院于2017年6月份在北京成立STEM教育研究中心，并在成立不久后就相繼發布《中國STEM教育白皮書》和《STEM教師能力等級標準》兩項科研成果;與此同時，筆者發現在統計結果中出現了一些公司、活動中心等市場化、社會性的教育機構和組織，這表明隨著STEM教育不斷深入發展，已經引起了相關教育部門及社會各界的關注，這勢必會對未來STEM教育的研究與發展產生極大助推作用。學校是將STEM教育理論落地應用并實踐的最佳場所，556個單位中包括北京景山學校等在內共計176所從幼兒園到高中的各類學校，這表明越來越多的一線教師致力于涵蓋STEM教育教學理念的實踐探索研究。結合區域位置來看，表中統計出的單位位于北京和上海的居多，這也說明地區經濟發展水平對STEM教育的研究與推廣也有著重要影響。

四、STEM教育研究文獻內容分析

通過對文獻內容的整體把握和分析，可以更加明確當前STEM教育領域的研究熱點，掌握該領域研究的不足之處，從而使未來的研究更具針對性和深入性。筆者從統計出的644篇文獻中勾選出刊載于核心期刊的共計180篇文獻，按照文獻研究內容分為三個研究大類，并劃分具體類別和統計相應篇目數量，統計結果如表4所示。

統計結果顯示，目前國內STEM教育研究主要集中在國外STEM教育發展現狀調查研究;其次是STEM教學實踐應用研究以及STEM教育跨學科和與具體學科相結合的課程實踐研究。在實踐研究中，有關STEM教師培養與發展的研究較少。

第一，目前國內STEM教育研究主要集中在國外STEM教育發展現狀研究，隨著STEM教育的不斷發展，STEM教育研究者所聚焦的研究重點也是動態變化的，基本上經歷了以美國為主要國家的STEM教育政策發展脈絡研究、結合個案的國外STEM教育實踐研究，STEM教育全球化視野下的STEM教育政策對比研究以及借鑒國外經驗的國內STEM教育發展啟示研究漸進發展的過程。

第二，STEM教育研究愈發注重本土化教學研究，如核心素養，校本課程等與STEM教學理念相結合的課程設計研究;同時，在宏觀層面，研究者關注STEM教育與工程，人工智能，藝術，IT等跨領域學科的結合研究;在微觀層面，物理，生物，化學，地理，科學，信息技術等學科的教育工作者以課本授課內容為資源，設計并探索課堂中實踐STEM教學理念的方式方法。

第三，實踐研究中，關注STEM教師專業發展的研究偏少，統計出的8篇文獻中，僅有4篇對教師發展提出可行性建議和具體策略。這表明我國STEM 教師培養處于起步階段，目前尚無權威性教師培養實踐經驗，更缺乏學術界相關探討。STEM專職教師數量短缺，培養體系不健全，準入標準不明確，缺少政策支撐和職業發展指導等現實問題都制約了國內STEM教育發展進程。

五、研究總結與反思

STEM教育在國內的研究起步較晚，研究主力集中于高等院校。研究熱點集中在STEM教育政策研究，學科實踐研究，跨學科融合研究等方面。從研究內容來看，國內STEM教育研究內容愈加多元化，但是不夠深入和全面，理論性研究多于實踐性研究，主要以政策解讀性研究為主，系統性、實踐性、應用性類研究相對欠缺。

筆者認為，在未來的研究中，應從以下三個方面努力：

第一，更加注重STEM教育本土化研究。STEM教育理念源起于美國的教育領域，受意識形態的影響，中美兩國在文化風俗、教育方式與方法、學生情感態度價值觀等方面都存在一定差異性。因此，作為一種“引進來”式的舶來品研究，僅停留在翻譯式的解讀研究層面是不夠的。研究者要秉持去粗取精的精神，培養甄別能力，提高鑒識意識，對美國式，別國式的STEM教育理念進行選擇性吸收和研究。研究者要立足我國基本國情，了解教育領域相關政策動向，以追求社會主義核心價值觀為導向，以提升學生核心素養為目標，加強國內STEM課程體系、知識結構、教學實踐等方面的研究，在不斷深入的本土化研究進程中豐富和完善具有中國特色的STEM教育研究體系。

第二，鼓勵一線教師與高校研究者合作研究。中小學校是STEM教育理論應用于實踐的主要場所，而上文研究結論顯示，目前我國STEM教育研究的主要力量集中在各大高校，長此以往，就會導致理論研究與實踐研究相脫節。一線教師缺乏理論指導，影響STEM教育理念的最終實踐和應用;高校研究者缺乏實踐經驗，理論研究難以契合教育教學的發展變化。因此，一線教師和高校研究者都要提升彼此交流合作，協同探究的能力，以理論為支撐，以實踐為方式，在實踐中總結教訓，吸收經驗，將具有普遍性、指導性的經驗上升為理論。在良性的互動循環中，打通STEM教育理論和實踐的邊界，讓兩者向著協同平衡的方向發展。

第三，關注STEM教師能力培養與職業發展研究。教師是課堂教學實踐的直接參與者，教師的知識儲備和執教能力直接影響學生的學習效果。作為一種深度融合的跨學科課程，STEM課程強調引導學生綜合運用多領域知識，這就對STEM教師提出了新的要求，因此不同領域的研究者都應該更加關注STEM教師培養與發展研究。首先，高校研究者要關注STEM專職教師培養工作，在高校探索設立STEM教育專業，培養從專業知識體系到就業指向全方位覆蓋的STEM教育人才，為學校輸送高質量的STEM教師;其次，科研機構要致力于STEM教師培養的頂層設計研究，2018年5月8日，中國教育科學研究院STEM教育研究中心對外正式發布《STEM教師能力等級標準（試行）》，該標準對STEM教師需要掌握的專業知識和專業技能及實踐操作等方面提出了指導意見，能夠更加有效的幫助教師對標標準加快職業成長;最后，教師隊伍要加強交流與合作，STEM教育強調不同學科的融合，因此，不同學科間的教師可以組成教研隊伍，定期組織集體教研，逐步成長為學習共同體，提高自身STEM教學水平。

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