淺析我國STEM教育研究熱點

孫宗緣 馬秀峰

[摘? ?要]研究者以2010-2020年CNKI數據庫中收錄的STEM教育相關文獻為數據源，利用CiteSpace生成關鍵詞共現可視化圖譜，梳理和探討了我國STEM教育的研究熱點及趨勢。結果發現，我國STEM教育的研究熱點主要集中在與創客教育、核心素養、跨學科融合、STEM教育本土化密切相關的四大領域。未來研究可在已有研究的基礎上，對STEM教育的發展進行更深入的探究。

[關鍵詞]CiteSpace;STEM教育;熱點;趨勢

STEM是強調科學、技術、工程和數學等跨學科融合的一種綜合型、創新型、素質型教育。STEM教育在跨學科的基礎上，培育學生以綜合性的方法解決實際問題的能力，將學生零散的知識融合為一個有機整體，從而促進學生發現問題、理解問題、解決問題能力等綜合素養的提升。在不斷強調核心能力的當下，STEM教育對學生核心能力的培養做出了有效回應。STEM教育于1986年在美國首次提出，三十多年來，逐漸成為引起世界各國重視的教育模式。在我國，STEM教育也成為新的教育熱潮，關于STEM教育的研究也正在從多個方面如火如荼地開展。為了解我國STEM教育研究發展的基本概況，研究者針對該領域相關研究成果進行了文獻計量分析，以期為后續研究的開展提供參考。

一、研究設計

1.數據來源與方法

研究者以CNKI中文期刊數據庫為數據源，以“STEM教育”為關鍵詞進行主題檢索，選定時間框為2010年1月1日—2020年12月31日。在剔除會議、報紙、圖書等相關度很小的文獻后，最終篩選出1852篇中文文獻作為分析樣本。借助科學引文數據可視化軟件CiteSpace對所有文獻樣本進行分析，以高頻關鍵詞共現的方法進行了研究熱點探析，對當前我國STEM教育領域的研究進行了較為詳細的解讀。

2.研究過程

將選定的1852篇文獻按照Refwords格式導出;對關鍵詞進行“清洗”、合并、刪除處理，確定高頻關鍵詞序列，以保證研究結果的清晰性;通過CiteSpace制作高頻關鍵詞聚類圖譜，對當前我國STEM教育研究熱點進行解析。

二、研究熱點分析

高頻關鍵詞是文章的濃縮精華點，可以反映文章主旨。將CiteSpace中的時間框設置為2010-2020年，面板選擇“Keywords”，閾值劃線11，得到如圖1所示的關鍵詞共現知識圖譜。圖中的節點代表關鍵詞，節點越大說明關鍵詞共現次數越多，所反映的中心度也就越高。總的來說，“STEM”“STEM教育”“創客教育”“中小學”“美國”在該領域受關注最高，熱度最大。通過圖譜中豐富交叉的連線可知，我國在STEM教育領域的研究已初具規模，圍繞“STEM、STEM教育”，形成了以創客教育、STEAM教育、教育理念、中小學、課程設計、美國、本土化的次級中心節點。

為使圖譜更加簡潔，棄掉頻次在11以下的關鍵詞，最終得到了更加直觀明確的熱點分析圖。通過對熱點區域的圈定，可劃分為四大領域：面向STEM教育與創客層面的研究、 面向STEM教育課程與核心素養的研究、面向STEM教育理念的跨學科融合研究 、面向STEM教育本土化對接實踐的研究。通過對相關文獻的深度閱讀，研究者對該四大研究領域進行了分析。

1.面向STEM教育與創客層面的研究

此類研究熱點由關鍵詞“創客教育”“創新能力”“創客”組成。創客教育是以互聯網、3D打印機、數字化技術設備所搭建起來的新型教育模式，契合STEM教育所注重的跨學科能力，是一種較為先進且恰當的交叉學科教育方式。相關研究者關注創客層面的研究，認為創客教育在STEM教育中起著不可或缺的作用。如王佑鎂認為創客教育的核心是設計思維、創新思維[1]，從本質上與STEM教育搭起了橋梁，可以支撐STEM教育模式的健全發展。與此同時，任友群也指出，當前數字化的背景下，跨學科的教學模式必定會影響我們的教與學[2]，加強對創客教育的研究，更有利于發揮STEM教育的交叉學科特性。基于創客教育與STEM的密切聯系，很多學者側重于創客教育模式的構建，此類文獻多以教育模式平臺的設計為主，具有代表性的是王旭卿所構造的面向STEM教育的創客教育模式[3]，以一種指引式的方式推動STEM教育的發展，這是對交叉教育模式的一次系統闡釋。在該領域的研究中，創客教育為STEM教育提供了新的生長點，STEM教育又為創客教育的發展提供了理論基礎。因此，學者們對創客教育層面的研究熱度在現在或未來都會只增不減。

2.面向STEM教育課程與核心素養的研究

這類研究所對應的關鍵詞包括“核心素養”“課程設計”“科學教育”“中小學”等。STEM教育以培養學生核心素養、提升學生創新能力為目標，注重實踐能力和思維能力的發展，并逐漸成為國內基礎教育改革的新路徑。這類熱點研究集中于教學案例分析、教學設計建議等方面，研究對象以中小學生為主，理論層面的探析較多，實證研究較少。在理論探析層面，趙中建以北卡羅來納州科學和數學學校為研究對象，深入解析其STEM課程，總結了在課程設計方面我國可以借鑒的有益經驗[4]。在教學模式方面，傅騫對STEM教育模式進行了深度規劃，指出無論是驗證、探究、制造、創造哪一類教育模式，都應理性地實踐于中小學課堂[5]。但是，合理設計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、教學策略、教師制定、課程標準的建立，有利于我國STEM教學實踐的開展。因此，在后續研究中，“STEM課程”與“如何提升學生素養”仍會是學者們聚焦的重點。

3.面向STEM教育理念的跨學科融合研究

此類研究的關鍵詞包括“STEAM”“STEM教育理念”“STEM理念”“跨學科”等，研究往往從相關理念開始生根發芽，強調多學科融合，而跨學科又處于學科的邊界和融合處，因此，在發展和深化過程中，催生了對多元理念研究的迫切需求。目前，該領域14.29%的文獻都提及了跨學科，主要涉及教育理念、跨學科整合等研究方向。我國十分重視對教學理念的研究，主要體現在兩個方面。一是對于STEM教育理念本身的相關探索，包括概念起源，具體含義，發展歷史等。如余勝泉對STEM教育的起源、發展做了詳細概述，并系統分析了STEM教育的跨學科性、藝術性、情境性等九個特性[6]，在宏觀角度說明了STEM教育。另一方面是建構基于STEM教育的基本理念，借助“STEM+”的研究來探討跨學科理念的融合。此外，還有學者從新的研究視角出發，將“STEM+”與“互聯網+”相結合，對跨學科理念研究進行了新的嘗試。總體來說，我國對STEM教育理念的研究，已經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，但是普遍認為“多元”“跨學科”是STEM教育理念研究中的重要解讀點。

4.面向STEM教育本土化對接實踐的研究

國內在這一主題研究領域的關鍵詞包括“美國”“本土化”“校本課程”“項目式學習”等。STEM教育起源于美國，在全世界的教育行業都具有巨大的影響。我國已有學者對STEM教育本土化進行了梳理和探討，其中張民選通過對美國STEM教育的細致探析，闡釋了美國STEM教育的成功經驗對于國內推進本土化的重要意義[7];亦有學者從小學綜合實踐課程的維度探索了本土化的策略，認為貼近生活、回歸社會的教育會促進本土化的進程。而項目式學習、校本課程均是美國為加強學生綜合能力，培養學生多層次發展而開設的實踐課程，也是我國當下應試教育改革的重點。另外，“如何本土化”“如何應用于我國教育現狀”也是學者們關注的重點，如學者趙呈領立體化地分析了STEM教育本土化所對應的教學模式、學習方式等八個方面，構建了探究式本土化教學模式，為STEM教育本土化做出了可行的實踐思考[8]。分析發現，當下學者們主要以思辨的方式對這一領域進行探尋，因此，加強對STEM教育本土化實踐研究成為亟需解決的重點。

三、結論

綜上所述，雖然我國對STEM教育領域的探索起步較晚，但是經過十余年的發展，已形成了較鮮明的熱點研究領域，對于STEM教育研究的演進脈絡可以歸納為“理念性—實踐性—多元擴散性”。在現有的研究中，從整體上看，STEM教育始終起著支柱性的作用，研究的關注點也經歷了三個方面的轉化：一是由基本理念探索向整體研究的轉變;二是從學科關聯的角度出發對STEM教育領域全面深度探索;三是對STEM教育模式細微層面的實踐聚焦。這意味著我國對STEM領域的探索正在不斷深化，體系不斷完善，對未來的發展也提出了更高要求。

參考文獻

[1]王佑鎂，錢凱麗，華佳鈺，郭靜.觸摸真實的學習：邁向一種新的創客教育文化——國內外創客教育研究述評[J].電化教育研究，2017，38（2）：34-43.

[2]楊曉哲，任友群.數字化時代的STEM教育與創客教育[J].開放教育研究，2015，21（5）：35-40.

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

[4]李謙，趙中建.美國中小學實施STEM教育個案研究——以北卡羅來納州科學和數學學校為例[J].外國中小學教育，2014（5）：55-60.

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

[6]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，2015，21（4）：13-22.

[7]李慧，王全喜，張民選.美國STEM教育的探析及啟示[J].上海師范大學學報（哲學社會科學版），2016，45（5）：144-152.

[8]趙呈領，趙文君，蔣志輝.面向STEM教育的5E探究式教學模式設計[J].現代教育技術，2018， 28（3）：106-112.

（責任編輯? ?郭向和）