我國學前STEM教育的研究綜述
——基于Citespace5.7軟件的可視化分析

鄭倩云,王景芝

（河北師范大學a.家政學院,b.教育學院,石家莊 050024）

STEM教育是由科學、技術、工程和數學教育四門學科的英文首字母縮寫組成，旨在教師運用多學科領域的教育知識，采用多元化教學方式，培養學生多元化思維和創新意識。STEM教育自美國引進我國以來，得到了我國政府和教育部的大力支持。2016年教育部出臺的《教育信息化“十三五”規劃》中明確提到了要積極探索STEM教育等新的教育模式，培養學生的創新意識等。隨后2017年《中國STEM教育白皮書》的正式頒布，STEM教育的普及程度也不斷提高，越來越多的學者開始關注與研究。學前教育作為培養幼兒全面發展的基礎階段，更是幼兒接受教育的啟蒙階段，是重中之重。因此，結合相關文獻的梳理與分析，了解我國學前兒童STEM教育的研究熱點與發展趨勢，為學前教育研究進一步的挖掘提供一些思路。

一、可視化分析設計

本研究以中國知網全文數據庫為主要的文獻數據來源，以“學前STEM教育”和“幼兒STEM教育”為關鍵詞，時間跨度選為2015年1月～2021年1月，共檢索出72篇文獻，通過初步的篩選，剔除2篇會議論文，最終確定了70篇文獻作為分析樣本，然后以r ef wor ks格式導出保存，并使用cit espace5.7可視化分析軟件對樣本文獻進行關鍵詞共現分析和聚類分析，通過共詞分析和圖譜分析了解我國當前學前兒童STEM教育的研究熱點和發展趨勢。

二、研究結果分析

（一）發文數量年份分析

從整體研究情況可以看出，我國學前STEM教育逐漸受到重視與關注，具體分布如圖1所示，2015～2021年期間，我國學前STEM教育的發文數量隨著年份的增長呈遞增趨勢，2015年學者們開始關注學前STEM教育，起步比較晚；但2017年之后我國關于學前STEM教育的發文數量開始猛增，發展較快。探其原因，隨著全球各國對STEM教育人才培養的重視，國家及社會都對STEM教育領域的研究給予了極大的支持，2017年《中國STEM教育白皮書》的正式頒布，給研究者們提供了政策的指引；隨后STEM教育研究中心的成立，更是創造了支持與探索的環境。學前教育作為教育的基礎階段，對培養STEM人才，促進學生全面發展具有重要意義。

圖1 發文數量年份分布圖

（二）作者及機構合作網絡分析

1.作者合作網絡分析

我國學前STEM教育領域的研究還處于初始階段，目前有部分學者對學前教育階段的STEM教育給予了一定的關注與了解，在研究層面上處于核心的位置。結合cit espace5.7軟件對作者合作關系的網絡分析，可以幫助我們了解我國學前STEM教育領域的核心作者和他們的合作情況。在cit espace5.7分析軟件中節點類型勾選“Au‐t hor”進行分析，得到作者合作情況的網絡共現圖，如圖2所示，節點對應字體越大，說明研究越多，從圖中可以看出，以華紅艷、宋麗博、楊曉萍、于婷等學者為代表在學前STEM教育領域研究得較多；節點與節點之間的連線代表著二者之間存在合作關系，如于婷、劉曉曄和成利新三位學者、張新立，朱萌和胡來林三位學者之間存在合作關系。總體而言，圖中節點與節點的連線較少，說明我國大多數學者在學前STEM教育領域是獨立研究的。

圖2 作者網絡共現圖

2.機構合作網絡分析

在citespace5.7分析軟件中，節點類型勾選“inst it ut ion”進行分析，得到機構合作情況的網絡共現圖，如圖3所示。節點對應字體越大，說明所在機構發文量越多。從圖中可以看出，以西南大學教育學部、天水師范學院教師教育學院、東北師范大學教育學部等為代表的機構在學前STEM教育研究領域關注較多，研究機構以研究所、高校為主，且主要集中在四川、黑龍江、福建、北京等地區，高校多以師范院校為主，而且研究所與高校、高校與高校之間出現了合作的關系，如西南大學教育學部和重慶市教育科學研究院、西南民族教育與心理研究中心、西華師范大學教師教育學院四個機構之間共同擔任了學前STEM教育領域的研究，存在著緊密的合作關系。另外，浙江、江蘇等一帶地區也對學前STEM教育領域有一定的研究。說明目前我國學前STEM教育在北上廣以及華東沿海地區研究較多，成效也較明顯[1]。總體而言，大部分機構對學前STEM教育的研究是獨立的，很少與其他高校或研究所合作。

圖3 機構共現圖

（三）研究熱點分析

通過分析我國學前STEM教育文獻的高頻關鍵詞共現網絡情況，可以了解學前STEM教育的研究熱點。以“STEM教育”“幼兒園”“STEAM教育”“學前教育”“美國”“幼兒教育”“學習品質”“STEM教育理念”等關鍵詞出現的頻次較多，從一定的程度上可以反映我國學前STEM教育主要研究的熱點。并且隨著年份的不斷增加，STEM教育領域的研究層次與深度也在不斷的探索與挖掘。

首先，采用cit espace5.7可視化分析軟件將r ef wor ks格式的文件進行CNKI文件轉換到out‐put，時間區域選擇2015年1月～2021年1月，時間分區選擇1年，節點類型選擇“keywor d”，選擇條件不變，網絡裁剪勾選“Pat hf inder”。由此對70篇樣本文獻進行關鍵詞共現圖譜分析，具體如圖4所示，包含97個節點，140條連線，密度為0.031。圖中每個圓形代表一個節點，每個節點對應一個關鍵詞。圓形的大小，代表著關鍵詞出現頻次的多少，圓形越大，說明關鍵詞出現的次數越多，反之亦然。節點之間的連線代表著關鍵詞之間的聯系，同時關鍵詞字體越大，說明此關鍵詞出現的次數越多，研究得越多。從圖4可以看出，以“STEM教育”“幼兒園”“STEAM教育”等關鍵詞為中心形成了顏色深，圓形較大的節點。因此，可以得知“STEM教育”“幼兒園”“STEAM教育”等關鍵詞的出現，代表著我國學前STEM教育研究的熱點。

圖4 關鍵詞共現圖

由于本研究針對的是我國學前STEM教育研究的文獻，“STEM教育”這一核心詞匯，顯然出現的次數最多。學前教育是教育的基礎階段，孩子的啟蒙學習與教育的主要場所在幼兒園，所以“幼兒園”中的STEM教育研究出現的次數也較多。結合圖4，近年來相關學者對STEM教育的深入研究與探討，發現可以將“A”藝術學科融入到STEM教育當中，“STEAM教育”逐漸受到廣大學者們的關注與重視。此外“STEM教學”“課程設計”“STEM教育理念”“項目教學”“主動學習”“培養策略”等關鍵詞也有相關的研究，這些意味著我國STEM教育未來研究的方向和趨勢有待進一步的探究與挖掘。

其次，在使用cit espace5.7軟件了解關鍵詞共現情況之后，選擇“l ayout”一欄中的“Visual‐izat ion”里的“Timezone View”選項進行關鍵詞時間區域分析，進一步分析熱點關鍵詞出現的年份情況，具體如圖5所示：我國學前STEM教育的相關研究從2017年開始出現以“STEM教育”為中心的節點圓形，STEM教育在學前教育階段開始受到學者們的關注與探索，如胡恒波結合美國馬薩諸塞州學前兒童STEM教育的理念，談到了我國學前STEM教育實施的建議與啟示[2]。到2018年，研究者們意識到“ar t”藝術融合在STEM教育當中并進行研究，如胡英慧[3]、陳大琴[4]、宋麗博[5]等學者開始注重“STEAM教學”“課程設計”“學前兒童科學教育”等方面的研究。2019年至今，國內大力推廣學前STEM教育在幼兒園的實施，鄔思勇[6]、張璐[7]等學者更多的關注“STEM教學的實施現狀”“STEM教育理念對幼兒行為的影響”“核心素養的培養”等問題。

圖5 關鍵詞時區共現圖

（四）研究內容分析

采用cit espace5.7軟件對關鍵詞進行聚類分析，可以聚焦我國學前STEM教育的主要研究情況，從圖6可以看出，我國學前STEM教育研究的關鍵聚類詞主要集中在“STEM教育”“幼兒園”“項目教學”“科學教育”四個，根據這四個聚類詞延伸出其他相關的研究內容。可見，我國學者主要聚焦在STEM教育在我國學前教育中的發展情況，包含“對國外學前STEM教育的學習與借鑒”、“我國學前STEM教育的價值”、“STEM教育在幼兒園的教學與實踐”和“我國學前STEM教育的人才培養”四個方面。

圖6 關鍵詞聚類分布圖

1.對國外學前STEM教育理念的學習與借鑒

結合分析和了解得知，我國學前STEM教育的研究仍處于初始探索階段。有部分學者了解了發達國家如美國和澳大利亞STEM教育的發展情況，主要針對國外學前STEM教育的教育理念、課程實施途徑以及教師培訓等方面進行了較為詳細的經驗分享。如胡恒波對2013年美國馬塞諸塞州出臺的《學前兒童STEM教育指南》中STEM教育的理念與實施策略進行詳細的解讀，并從素養結構、主題項目、有效提問和家園共育四個方面談到了對我國學前STEM教育的實施建議[2]。韋倩倩總結了澳大利亞政府對幼兒STEM教育以研究支持、技術依托、社會參與、專門培訓為關鍵詞的實施舉措[8]。丁嫻[9]、陳倩茹[10]、張樂樂[11]、王沐陽[12]等學者則對美國學前階段STEM教育課程的發展情況有所分析，并對構建我國學前STEM教育課程體系提出了一些建議與策略。還有學者通過分析美國新澤西學院STEM教育職前教師培訓的過程與特點，進而為我國學前STEM教育師資培訓提供一定的借鑒價值[13]。

2.我國學前STEM教育的價值研究

學前STEM教育對社會和個人都具有重要的意義與價值。首先，STEM教育可以提升國家競爭力。美國學者提出STEM的概念旨在推進高等院校科學、技術、工程、數學相關課程的改革,培養更多的科技人才,從而保持世界范圍內科技競爭的優勢[14]。其次，科學教育在幼兒園教育中較為薄弱，有學者從學前STEM教育跨學科、多元教學的特點探討了STEM教育重塑幼兒科學教育的重要性[6]。最后，STEM教育對促進幼兒深度學習、提高幼兒的創造性思維、培養幼兒良好的學習品質等方面具有重要的價值。有學者提到STEM教育是幼兒園教育中培養幼兒的邏輯性、思維能力、創新性的整合課程，通過教育資源支持、教育活動本身以及單個人的指導可有效促進幼兒的深度學習[15]。在STEM教育中強調鼓勵幼兒主動探究,鼓勵幼兒運用所學知識創造性地解決問題,以此增強幼兒的學習興趣和內驅力,是培養幼兒學習品質的良好途徑[4]。

3.STEM教育在幼兒園中的教學與實踐研究

首先，STEM教育與幼兒園科學教育融合探究方面。目前，在學前教育階段，幼兒園五大領域中科學教育與STEM教育的內涵最為貼近，將科學教育與STEM教育相互融合和滲透，不僅可以提高幼兒園科學教育的質量，還可以拓展STEM教育教學實施的途徑。有研究者提到，將注重探究精神和科學素養培養的STEM教育理念滲透到幼兒園科學教育之中，能夠提高幼兒園科學教育的質量，符合新時代發展對幼兒的培養要求[16]。還有學者從STEM教育的特征分析，審視我國學前兒童科學教育的組織與實施應該注重教學情境的真實性，內容結構的融合性、外延性和進階性，以及幼兒的設計思維與協作探究能力[6]。

其次，基于項目的教學與實踐方面。張俊教授在《幼兒園科學教育》一書中從項目活動、日常活動和游戲活動三個方面談到了幼兒園STEM的教育教學模式。我國學者對項目活動中STEM教學研究得較多，以秦塞、趙輝等學者為代表，依據“動感小車”和“制作滑輪喂鳥器”的項目活動和案例介紹了幼兒STEM教育的學習模式，并從目標、主題、高階認知策略、學習實踐、產品物化和原則方面設計出幼兒STEM項目學習模式[17-18]。此外，還有一些一線教師結合教學經驗嘗試對STEM教育項目教學開展了“管道問題”、“水滑梯”等項目活動[19]。

最后，學前STEM教育的課程設計與實施方面。研究者們不僅關注STEM課程本身在幼兒園的教學實踐研究，如許翔通過觀察和訪談了解了幼兒園開展STEM教育活動的現狀，并結合存在的問題提出當前幼兒園開展STEM教育活動應該關注區域與STEM教育的聯系，增強教師能力，加強家園合作等措施[20]。賈亞南結合典型的STEM課程案例，構建了初步的STEM教育課程模型，經過前后測檢驗發現STEM課程在一定程度上提高了幼兒解決問題和創新思維等能力[21]。還有很多學者開始探究園本課程在STEM教育理念下的設計與開發，涉及到幼兒繪本設計、科學區角活動、玩教具活動設計、學前機器人課程等方面研究。此外，秦一丹[22]、黃穎[23]等學者開始關注STEM教學活動對幼兒行為發展影響方面的研究。

4.我國學前STEM教育的人才培養研究

想要發展STEM教育，就要大力培養STEM人才；想要培養STEM人才，教師又是重中之重[24]。在學前教師專業素養方面，學前教育專業學生的核心素養關系到未來幼兒園師資隊伍的質量,更關系到未來中國教育的國際競爭力[25]。有學者從分析STEM教育的數學素養出發，提出了以增強實踐活動開展、采取多樣化方式設計活動、建立多元化評價體系等途徑培養學前教育專業師范生的數學素養[26]。趙子云基于STEM教育理念對學前教師的專業知識、專業理念及師德和專業能力方面的現狀進行了詳細的調查與分析，并結合專業素養中的問題與成因提出了相關建議[27]。還有學者嘗試創建“三模塊—五層次—全過程實踐”的多維課程體系，運用6E教學模式和項目式教學，以此培養社會需要的高素質、應用型學前教育專業人才[28]。此外，在教師角色定位上，從事STEM教育的幼兒園教師是能夠熟練掌握STEM教育的核心理念、在教育實踐中能夠將四種學科知識相互融合、有效的為幼兒提供高質量STEM教育的人員[24]。

三、研究總結與展望

通過在知網（CNKI）檢索出我國學前STEM教育2015～2021年相關研究的期刊雜志和碩士論文，對其文獻進行梳理與分析可以了解到我國學前STEM教育的相關研究起步較晚，在2017年《中國STEM教育白皮書》正式發布之后才迅速發展起來。總體而言，我國學前STEM教育研究還有很大的探索空間。

第一，在研究群體上，有來自高校師范院校的專家學者，也有來自一線的幼兒園教師，且大多數研究者是獨立研究的，尚未建立跨學科、跨文化的合作網絡體系，研究者之間缺乏共同交流與探討的機會，這限制了我國學前STEM教育的進一步發展。第二，在研究方法上雖然有偏理論的思辨研究和實證性研究，實證方法如行動研究、個案研究、調查研究等，但在使用上主要以質性研究為主，缺乏與量化研究的結合。第三，在研究內容上，根據關鍵詞的聚類分析和文獻統計分析，我國學前STEM教育研究主要涉及“STEM教育”“幼兒園”“STEAM教育”“項目教學”“研究現狀”等方面，整體覆蓋范圍不夠全面，在STEM教育政策、STEM教育師資培訓、環境創設以及評價體系等方面缺乏深入的探討與研究。

因此，基于以上的研究現狀，提出幾點展望與建議。首先，要發揮STEM教育的跨學科性，國內可以多開展有關STEM教育的學術交流會，增加不同學科、不同領域的研究者們交流學習的機會，提高合作研究的意識，有效促進STEM教育理論與實踐的發展；其次，加強實證研究、混合研究方法的使用，實現量化研究與質性研究的有效結合；最后，要擴大學前STEM教育研究內容覆蓋的范圍，深化研究主題，加強對STEM教育政策、STEM教育師資培育、環境創設以及評價體系等方面的專研與探討，規劃優質的學前STEM教育項目活動與教學案例，構建具有中國特色的學前STEM課程體系。