浅析我国STEM教育研究热点
孙宗缘 马秀峰
[摘? ?要]研究者以2010-2020年CNKI数据库中收录的STEM教育相关文献为数据源，利用CiteSpace生成关键词共现可视化图谱，梳理和探讨了我国STEM教育的研究热点及趋势。结果发现，我国STEM教育的研究热点主要集中在与创客教育、核心素养、跨学科融合、STEM教育本土化密切相关的四大领域。未来研究可在已有研究的基础上，对STEM教育的发展进行更深入的探究。
[关键词]CiteSpace;STEM教育;热点;趋势
STEM是强调科学、技术、工程和数学等跨学科融合的一种综合型、创新型、素质型教育。STEM教育在跨学科的基础上，培育学生以综合性的方法解决实际问题的能力，将学生零散的知识融合为一个有机整体，从而促进学生发现问题、理解问题、解决问题能力等综合素养的提升。在不断强调核心能力的当下，STEM教育对学生核心能力的培养做出了有效回应。STEM教育于1986年在美国首次提出，三十多年来，逐渐成为引起世界各国重视的教育模式。在我国，STEM教育也成为新的教育热潮，关于STEM教育的研究也正在从多个方面如火如荼地开展。为了解我国STEM教育研究发展的基本概况，研究者针对该领域相关研究成果进行了文献计量分析，以期为后续研究的开展提供参考。
一、研究设计
1.数据来源与方法
研究者以CNKI中文期刊数据库为数据源，以“STEM教育”为关键词进行主题检索，选定时间框为2010年1月1日—2020年12月31日。在剔除会议、报纸、图书等相关度很小的文献后，最终筛选出1852篇中文文献作为分析样本。借助科学引文数据可视化软件CiteSpace对所有文献样本进行分析，以高频关键词共现的方法进行了研究热点探析，对当前我国STEM教育领域的研究进行了较为详细的解读。
2.研究过程
将选定的1852篇文献按照Refwords格式导出;对关键词进行“清洗”、合并、删除处理，确定高频关键词序列，以保证研究结果的清晰性;通过CiteSpace制作高频关键词聚类图谱，对当前我国STEM教育研究热点进行解析。
二、研究热点分析
高频关键词是文章的浓缩精华点，可以反映文章主旨。将CiteSpace中的时间框设置为2010-2020年，面板选择“Keywords”，阈值划线11，得到如图1所示的关键词共現知识图谱。图中的节点代表关键词，节点越大说明关键词共现次数越多，所反映的中心度也就越高。总的来说，“STEM”“STEM教育”“创客教育”“中小学”“美国”在该领域受关注最高，热度最大。通过图谱中丰富交叉的连线可知，我国在STEM教育领域的研究已初具规模，围绕“STEM、STEM教育”，形成了以创客教育、steam教育、教育理念、中小学、课程设计、美国、本土化的次级中心节点。
为使图谱更加简洁，弃掉频次在11以下的关键词，最终得到了更加直观明确的热点分析图。通过对热点区域的圈定，可划分为四大领域：面向STEM教育与创客层面的研究、 面向STEM教育课程与核心素养的研究、面向STEM教育理念的跨学科融合研究 、面向STEM教育本土化对接实践的研究。通过对相关文献的深度阅读，研究者对该四大研究领域进行了分析。
1.面向STEM教育与创客层面的研究
此类研究热点由关键词“创客教育”“创新能力”“创客”组成。创客教育是以互联网、3D打印机、数字化技术设备所搭建起来的新型教育模式，契合STEM教育所注重的跨学科能力，是一种较为先进且恰当的交叉学科教育方式。相关研究者关注创客层面的研究，认为创客教育在STEM教育中起着不可或缺的作用。如王佑镁认为创客教育的核心是设计思维、创新思维[1]，从本质上与STEM教育搭起了桥梁，可以支撑STEM教育模式的健全发展。与此同时，任友群也指出，当前数字化的背景下，跨学科的教学模式必定会影响我们的教与学[2]，加强对创客教育的研究，更有利于发挥STEM教育的交叉学科特性。基于创客教育与STEM的密切联系，很多学者侧重于创客教育模式的构建，此类文献多以教育模式平台的设计为主，具有代表性的是王旭卿所构造的面向STEM教育的创客教育模式[3]，以一种指引式的方式推动STEM教育的发展，这是对交叉教育模式的一次系统阐释。在该领域的研究中，创客教育为STEM教育提供了新的生长点，STEM教育又为创客教育的发展提供了理论基础。因此，学者们对创客教育层面的研究热度在现在或未来都会只增不减。
2.面向STEM教育课程与核心素养的研究
这类研究所对应的关键词包括“核心素养”“课程设计”“科学教育”“中小学”等。STEM教育以培养学生核心素养、提升学生创新能力为目标，注重实践能力和思维能力的发展，并逐渐成为国内基础教育改革的新路径。这类热点研究集中于教学案例分析、教学设计建议等方面，研究对象以中小学生为主，理论层面的探析较多，实证研究较少。在理论探析层面，赵中建以北卡罗来纳州科学和数学学校为研究对象，深入解析其STEM课程，总结了在课程设计方面我国可以借鉴的有益经验[4]。在教学模式方面，傅骞对STEM教育模式进行了深度规划，指出无论是验证、探究、制造、创造哪一类教育模式，都应理性地实践于中小学课堂[5]。但是，合理设计STEM教育体系并融于课堂并不是一蹴而就的，合理的资源共享、教学策略、教师制定、课程标准的建立，有利于我国STEM教学实践的开展。因此，在后续研究中，“STEM课程”与“如何提升学生素养”仍会是学者们聚焦的重点。
3.面向STEM教育理念的跨学科融合研究
此类研究的关键词包括“STEAM”“STEM教育理念”“STEM理念”“跨学科”等，研究往往从相关理念开始生根发芽，强调多学科融合，而跨学科又处于学科的边界和融合处，因此，在发展和深化过程中，催生了对多元理念研究的迫切需求。目前，该领域14.29%的文献都提及了跨学科，主要涉及教育理念、跨学科整合等研究方向。我国十分重视对教学理念的研究，主要体现在两个方面。一是对于STEM教育理念本身的相关探索，包括概念起源，具体含义，发展历史等。如余胜泉对STEM教育的起源、发展做了详细概述，并系统分析了STEM教育的跨学科性、艺术性、情境性等九个特性[6]，在宏观角度说明了STEM教育。另一方面是建构基于STEM教育的基本理念，借助“STEM+”的研究来探讨跨学科理念的融合。此外，还有学者从新的研究视角出发，将“STEM+”与“互联网+”相结合，对跨学科理念研究进行了新的尝试。总体来说，我国对STEM教育理念的研究，已经趋近于成熟并取得了一定的成果，虽然探索角度与深度不尽相同，但是普遍认为“多元”“跨学科”是STEM教育理念研究中的重要解读点。
4.面向STEM教育本土化对接实践的研究
国内在这一主题研究领域的关键词包括“美国”“本土化”“校本课程”“项目式学习”等。STEM教育起源于美国，在全世界的教育行业都具有巨大的影响。我国已有学者对STEM教育本土化进行了梳理和探讨，其中张民选通过对美国STEM教育的细致探析，阐释了美国STEM教育的成功经验对于国内推进本土化的重要意义[7];亦有学者从小学综合实践课程的维度探索了本土化的策略，认为贴近生活、回归社会的教育会促进本土化的进程。而项目式学习、校本课程均是美国为加强学生综合能力，培养学生多层次发展而开设的实践课程，也是我国当下应试教育改革的重点。另外，“如何本土化”“如何应用于我国教育现状”也是学者们关注的重点，如学者赵呈领立体化地分析了STEM教育本土化所对应的教学模式、学习方式等八个方面，构建了探究式本土化教学模式，为STEM教育本土化做出了可行的实践思考[8]。分析发现，当下学者们主要以思辨的方式对这一领域进行探寻，因此，加强对STEM教育本土化实践研究成为亟需解决的重点。
三、结论
综上所述，虽然我国对STEM教育领域的探索起步较晚，但是经过十余年的发展，已形成了较鲜明的热点研究领域，对于STEM教育研究的演进脉络可以归纳为“理念性—实践性—多元扩散性”。在现有的研究中，从整体上看，STEM教育始终起着支柱性的作用，研究的关注点也经历了三个方面的转化：一是由基本理念探索向整体研究的转变;二是从学科关联的角度出发对STEM教育领域全面深度探索;三是对STEM教育模式细微层面的实践聚焦。这意味着我国对STEM领域的探索正在不断深化，體系不断完善，对未来的发展也提出了更高要求。
参考文献
[1]王佑镁，钱凯丽，华佳钰，郭静.触摸真实的学习：迈向一种新的创客教育文化——国内外创客教育研究述评[J].电化教育研究，2017，38（2）：34-43.
[2]杨晓哲，任友群.数字化时代的STEM教育与创客教育[J].开放教育研究，2015，21（5）：35-40.
[3]王旭卿.面向STEM教育的创客教育模式研究[J].中国电化教育，2015（8）：36-41.
[4]李谦，赵中建.美国中小学实施STEM教育个案研究——以北卡罗来纳州科学和数学学校为例[J].外国中小学教育，2014（5）：55-60.
[5]傅骞，刘鹏飞.从验证到创造——中小学STEM教育应用模式研究[J].中国电化教育，2016（4）：71-78+105.
[6]余胜泉，胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究，2015，21（4）：13-22.
[7]李慧，王全喜，张民选.美国STEM教育的探析及启示[J].上海师范大学学报（哲学社会科学版），2016，45（5）：144-152.
[8]赵呈领，赵文君，蒋志辉.面向STEM教育的5E探究式教学模式设计[J].现代教育技术，2018， 28（3）：106-112.
（责任编辑? ?郭向和）
