我國高校STEM教育研究狀況及發(fā)展趨勢綜述

徐奕菊

摘 要： STEM教育在全球教育領(lǐng)域廣泛地展開，為未來教育中人才培養(yǎng)模式提供了一種新范式。高校是培養(yǎng)高級專門人才的重要場所，STEM教育對我國高校發(fā)展的重要性被越來越多的研究者重視。本文從我國高校STEM教育的元研究角度出發(fā)梳理了該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)論文，結(jié)果表明：我國高校STEM教育處于起步階段，但發(fā)展迅速，在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究方面取得了不少成果，但處于初級研究階段，在理論、方法、理論與實踐相結(jié)合等方面的研究仍需加強，還要從研究內(nèi)容、研究方法等方面提出建議，以期為以后的研究和實踐提供借鑒。

關(guān)鍵詞： STEM教育 研究綜述 多維視角

一、引言

近年來，為提高全球競爭力，美國政府出臺了一系列STEM教育政策，以培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的綜合人才。STEM教育由科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的英文首字母組成，是一種多門學(xué)科融合的教育。STEM教育為我國高校提供了新的人才培養(yǎng)理念，開展STEM教育研究能夠更好地指導(dǎo)高校教育教學(xué)實踐。本研究屬于我國高校STEM教育的元研究，綜合分析了高校STEM教育領(lǐng)域研究成果、研究熱點等，力圖對我國高校STEM教育研究現(xiàn)狀進行梳理，為今后的研究與實踐提供借鑒。

二、研究設(shè)計

1.研究對象

本文的研究對象來源于CNKI即“中國期刊全文數(shù)據(jù)庫”，截止到2018年6月份，以“STEM教育+高?！?、“STEM教育+高等教育”為主題詞進行檢索，得到74篇相關(guān)文獻(xiàn)并作為本文的研究對象。

2.研究方法

本研究主要采用定量分析發(fā)與定性研究法相結(jié)合的混合研究法及內(nèi)容分析法，對74篇期刊論文和碩博論文的發(fā)表時間、研究人員、研究熱點等進行統(tǒng)計分析。

3.研究過程

通過CNKI的可視化分析功能及Excel軟件，分別對文獻(xiàn)發(fā)表年份、研究人員機構(gòu)分布、論文合著情況及關(guān)鍵詞頻率進行分析，從而考察研究者交流情況及研究熱點和趨勢。同時，利用內(nèi)容分析法對74篇樣本文獻(xiàn)進行統(tǒng)計分類，獲得研究熱點和不足之處。

三、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

1.論文發(fā)表年限分布

研究成果可以由論文發(fā)表數(shù)量直觀地反映出來。本研究共收集高等教育STEM教育的相關(guān)文獻(xiàn)74篇，將相關(guān)文獻(xiàn)按照出版時間分布統(tǒng)計得到圖1柱狀圖。

通過觀察圖1可以發(fā)現(xiàn)，我國關(guān)于高校STEM教育的研究始于2012年，即解大力發(fā)表的《北美大學(xué)聯(lián)盟的STEM五年教學(xué)規(guī)劃對我國本科教學(xué)的啟示》，他在文章中介紹了北美大學(xué)聯(lián)盟提高STEM本科教學(xué)五年規(guī)劃的內(nèi)容、影響STEM本科教學(xué)的核心問題，并從政策制定、量化指標(biāo)、協(xié)作機制等方面論述了對我國STEM本科教學(xué)的啟示[1]。但直到2015年都處于萌芽期，論文發(fā)表數(shù)量極少；從2016年至2018年上半年，論文發(fā)表量呈遞增趨勢；2018年上半年的論文數(shù)量已達(dá)到10篇，預(yù)計全年論文發(fā)表量會超過2017年；因此，2016年至今屬于我國高校STEM教育的發(fā)展期。

圖1 高校STEM教育相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量按年分布

2.研究人員機構(gòu)分布

通過統(tǒng)計高校STEM教育相關(guān)文獻(xiàn)的第一作者所在單位，可以考察不同機構(gòu)研究者對STEM教育的關(guān)注程度，也可以反映高校STEM教育的研究者層次。在中國知網(wǎng)上以“STEM教育+高校”、“STEM教育+高等教育”為主題詞進行檢索，將檢索結(jié)果按照第一作者所在機構(gòu)進行分組瀏覽，發(fā)現(xiàn)第一作者分屬的機構(gòu)有47家，其中37家機構(gòu)僅有一篇載文，將載文大于等于兩篇的機構(gòu)進行統(tǒng)計，得到高校STEM教育相關(guān)文獻(xiàn)第一作者所在機構(gòu)分布表。

如下表所示，文獻(xiàn)第一作者所在單位都是我國各大高校，這一數(shù)據(jù)說明僅有高校的師生關(guān)注并研究高校STEM教育，而全國各地區(qū)教育部門并未充分重視高校STEM教育的研究。在排名前五的研究機構(gòu)中有四個是師范院校，這表明我國師范院校對高校STEM教育的研究最為關(guān)注；其中位于北京和上海的高校對該領(lǐng)域的研究最多，這說明地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平對該領(lǐng)域的研究有重要的影響。

表 文獻(xiàn)第一作者所在機構(gòu)分布

3.論文合著統(tǒng)計

論文合著指論文的撰寫由兩人或多人合作完成，研究者之間的合作對于跨學(xué)科研究具有積極的推動作用。對74篇樣本文獻(xiàn)進行分析發(fā)現(xiàn)：獨著論文的數(shù)量為39篇，占樣本總數(shù)的52.7%；兩人合作的文獻(xiàn)量為22篇，占總數(shù)的29.7%；由三人合作完成的文獻(xiàn)占總數(shù)的17.6%，共13篇；其中必須由作者獨著完成的碩博論文為16篇，若扣除在外，該領(lǐng)域期刊論文的合著率為69%。這在一定程度上說明，在高校STEM教育研究中，研究者之間的交流較多，這與STEM教育跨學(xué)科的基本特征相符。

4.研究內(nèi)容分析

（1）研究熱點分析

圖2 關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖

關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率可以在一定程度上反映該研究領(lǐng)域的熱點。在74篇樣本文獻(xiàn)中，共有關(guān)鍵詞275個，選取關(guān)鍵詞頻率不低于三次的關(guān)鍵詞，利用CNKI的相應(yīng)分析功能生成關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖，如圖2所示。其中出現(xiàn)頻率最高的關(guān)鍵詞是“STEM”，共39次，“學(xué)習(xí)過程”出現(xiàn)12次，位居第二，“STEAM”、“教育理念”各出現(xiàn)10次，并列位居第三。另外，出現(xiàn)頻率較高的關(guān)鍵詞還有：“STEM”、“創(chuàng)客教育”、“人才培養(yǎng)”、“學(xué)科整合”。不同關(guān)鍵詞之間的直線表示他們在文章中的共現(xiàn)關(guān)系，直線上的數(shù)字代表兩聯(lián)的兩個關(guān)鍵詞在文章中同時出現(xiàn)的頻率。如圖2所示，學(xué)科整合、人才培養(yǎng)、教育理念、學(xué)習(xí)過程等詞周圍產(chǎn)生的聯(lián)系密切，說明了這是我國高校STEM教育研究的重點和相對成熟的領(lǐng)域，“研究生教育”、“教育改革”、“工程教育”出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)邊緣且與其他詞共現(xiàn)次數(shù)較少，說明在這是高校STEM教育研究相對薄弱的領(lǐng)域。從總體看，我國高校STEM教育研究中理論研究相對完善，包括高校STEM教育的理念、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、過程、問題解決等；而高校STEM教育的實踐領(lǐng)域較薄弱，仍需要研究者不斷探索。

（2）研究內(nèi)容分析

通過詳細(xì)分析74篇高校STEM教育樣本文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)其研究內(nèi)容大致集中在兩個方面。

一方面是國外高校STEM教育狀況及其對我國的啟示研究。國外高校STEM教育相關(guān)文獻(xiàn)共33篇，包括美國高校STEM教育相關(guān)文獻(xiàn)31篇，歐洲高校STEM教育相關(guān)文獻(xiàn)2篇。這應(yīng)引起我國研究者的注意和反思，雖然STEM教育發(fā)源于美國，但是STEM教育應(yīng)具有普遍適用性，才能更好地適用于我國高校，因此，研究者應(yīng)放開眼界，研究STEM教育在世界各國高校的教育實踐，才能在我國高校更好地實踐STEM教育思想。在內(nèi)容上，以應(yīng)用研究為主，其中國外高校STEM教育政策解讀的文章共13篇，另外有國外高校STEM教育的組織機構(gòu)研究、教師教育研究、課程整合模式研究等。

另一方面是我國高校STEM教育的應(yīng)用探索研究。從2016年開始，越來越多的研究者由研究國外高校STEM教育轉(zhuǎn)向探索STEM教育在國內(nèi)高校的應(yīng)用。研究的內(nèi)容以高校STEM教育的教學(xué)設(shè)計、課程體系構(gòu)建為主，包含教學(xué)環(huán)境、學(xué)生興趣與滿意度等。例如，方雯等將STEM教育與“配電網(wǎng)自動化技術(shù)”這門課程教學(xué)相結(jié)合，構(gòu)建注重學(xué)生工程知識、能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)的教學(xué)體系[2]；王悅提出了STEM教育理念下職業(yè)教育人才培養(yǎng)能力框架，并借鑒STEM教育理念構(gòu)建了以學(xué)生為中心，以“5+1”職業(yè)能力發(fā)展階段為路徑的“STEM+職業(yè)”綜合能力本位課程體系[3]；常媛指出應(yīng)從教師教育教學(xué)綜合能力、專業(yè)培養(yǎng)模式、高校的社會品牌這三個方面著手提升應(yīng)用型高校STEM專業(yè)學(xué)生的滿意度。[4]董宇指出我國大學(xué)生的STEM學(xué)習(xí)興趣良好，激發(fā)學(xué)生STEM早期學(xué)習(xí)興趣的主要人物是老師和家長，并從家庭教育和學(xué)校教育兩個方面提出了相關(guān)建議[5]。

四、結(jié)論與建議

自2016年以來，我國學(xué)界尤其是師范院校對高校STEM教育的研究越來越重視，我國研究者在高校STEM教育的研究理念、人才培養(yǎng)、教學(xué)模式、課程建設(shè)方面取得了一些成果，但仍處于起步階段，在一些方面存在不足。例如，從研究內(nèi)容上看，高校STEM教育的基礎(chǔ)研究較薄弱，研究僅僅停留在概念內(nèi)涵、性質(zhì)特征、歷史發(fā)展以及現(xiàn)狀趨勢研究，而更深層次的研究例如高校STEM教育的功能、作用、指導(dǎo)思想的研究還有待加強。在應(yīng)用研究方面，主要集中在高校STEM教育的教學(xué)模式的探索和課程體系建設(shè)，與我國高校教育聯(lián)系得不夠緊密。從研究方法上看，我國高校STEM教育研究仍處于文獻(xiàn)搜集和歸納對比的初級階段，而嚴(yán)格意義上的調(diào)查、實驗等定量分析極少。

根據(jù)以上分析，本文有以下建議：首先，應(yīng)提高對高校STEM教育的重視程度。自20世紀(jì)90年代初STEM教育理念首次提出以來，STEM教育在全球廣泛展開，我國基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的STEM教育理論和實踐研究成果不少，而我國高校中涉及STEM教育理念卻相對較少。不僅僅是高校師生，我國教育部門、社會組織也應(yīng)重視STEM教育理念在高校中的應(yīng)用。其次，在研究內(nèi)容上，要加強對高校STEM教育進行更深層次的理論研究，不僅僅研究概念內(nèi)涵、性質(zhì)特征，研究范圍還應(yīng)包含高校STEM教育的功能、作用、指導(dǎo)思想的研究；在應(yīng)用研究方面加強問題、對策、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、評估體系等的研究；另外，在研究方法上，應(yīng)更多地開展實踐研究，不斷提高自身的研究能力，拓寬國際視野，以對我國高校改革發(fā)展起到推動作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]解大力.北美大學(xué)聯(lián)盟的STEM五年教學(xué)規(guī)劃對我國本科教學(xué)的啟示[J].教育探索，2012（08）：151-152.

[2]方雯，李振華，余坤.基于STEM教育理念的“配電網(wǎng)自動化技術(shù)”教學(xué)探究[J].新課程研究（中旬刊），2017（08）：70-71.

[3]王悅.STEM教育理念下職業(yè)教育課程體系構(gòu)建[D].天津：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)，2017.

[4]常媛，吳景松.應(yīng)用型高校STEM專業(yè)學(xué)生滿意度實證研究[J].人民論壇·學(xué)術(shù)前沿，2017（21）：116-119.

[5]董宇.我國大學(xué)生STEM學(xué)習(xí)興趣調(diào)查研究[D].南京：東南大學(xué)，2016.