文獻(xiàn)分析視角下的國內(nèi)STEM教育研究現(xiàn)狀概述

朱少義

摘 ? 要：近年來，隨著“雙創(chuàng)”熱潮洶涌而至，創(chuàng)客教育和STEM教育成為新一輪教育改革的重要發(fā)力點(diǎn)和突破口。STEM教育在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域如火如荼地開展，也促使許多研究者把視野轉(zhuǎn)向STEM教育理論與實(shí)踐研究。通過對在中國知網(wǎng)檢索的STEM教育類文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計分析，以期厘清國內(nèi)STEM教育研究發(fā)展脈絡(luò)，掌握國內(nèi)STEM教育研究基本內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前國內(nèi)STEM教育研究不足之處并對今后的研究提出建設(shè)性意見。

關(guān)鍵詞：STEM教育;共現(xiàn)分析;內(nèi)容分析

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

一、引言

STEM課程是將科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineer）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行跨學(xué)科整合并綜合應(yīng)用的課程，STEM課程鼓勵學(xué)生通過動手實(shí)操，協(xié)作探究來解決問題，注重培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力。從國家長遠(yuǎn)發(fā)展來看，推廣和普及STEM教育有利于提高勞動力水平，優(yōu)化人力資源結(jié)構(gòu)。因此，許多國家從戰(zhàn)略層面制定了STEM教育政策，在學(xué)前教育、基礎(chǔ)教育、高等教育、職業(yè)技術(shù)教育中廣泛開展促進(jìn)STEM教育和人才培養(yǎng)的項目。近年來，隨著國內(nèi)課程改革不斷深入，中國STEM教育已被納入國家發(fā)展戰(zhàn)略和宏觀政策，2017年頒布的《國家教育事業(yè)“十三五”規(guī)劃》明確提出“培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神與能力，加強(qiáng)對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)”。在國家政策驅(qū)動作用下，國內(nèi)STEM教育在近幾年迅速發(fā)展，一些省份陸續(xù)出臺舉措助力STEM教育在國內(nèi)“落地生根”。江蘇省于2015年在全國率先啟動STEM教育試點(diǎn)項目，探索建立本校STEM教育課程體系，鍛造綜合素質(zhì)強(qiáng)的師資團(tuán)隊，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力;浙江省教育廳2017年出臺文件，選拔中小學(xué)STEM教育項目種子學(xué)校和培育學(xué)校，推動中小學(xué)校深化義務(wù)教育課程改革，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。國內(nèi)研究者也加強(qiáng)了對STEM教育源起、特征、教學(xué)類型與模式、課程本土化實(shí)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(wǎng)上有關(guān)STEM教育的文獻(xiàn)整理分析，旨在梳理國內(nèi)STEM教育研究發(fā)展脈絡(luò)，掌握研究現(xiàn)狀和熱點(diǎn)，探討不足和薄弱之處，并提出相關(guān)建議。

二、研究對象與方法

（一）研究對象

本文研究文獻(xiàn)來源于中國知網(wǎng)（CNKI）期刊數(shù)據(jù)庫，在知網(wǎng)“社會科學(xué)Ⅱ輯”欄目下，以“STEM教育”為主題詞進(jìn)行搜索，時間節(jié)點(diǎn)截止于2018年11月，檢索出共計644篇文獻(xiàn)。

借助書目共現(xiàn)分析系統(tǒng)Bicomb、Microsoft Excel 2016，從研究文獻(xiàn)的基本情況（發(fā)表時間、期刊分布、作者機(jī)構(gòu)）、研究內(nèi)容兩個維度四個方面進(jìn)行研究。

（二）研究方法

將檢索出的文獻(xiàn)以NoteFirst格式導(dǎo)出題錄信息，將數(shù)據(jù)包導(dǎo)入書目共現(xiàn)分析系統(tǒng)Bicomb，提取關(guān)鍵字段進(jìn)行統(tǒng)計，將統(tǒng)計出的結(jié)果整理并導(dǎo)出到Excel進(jìn)行圖表繪制和數(shù)據(jù)分析。

三、STEM教育研究文獻(xiàn)基本情況分析

（一）基于STEM教育研究文獻(xiàn)發(fā)表時間的分析

通過對文獻(xiàn)發(fā)表時間的分析，可以梳理出國內(nèi)STEM教育研究的時間脈絡(luò)，在Bicomb中以“年代”為關(guān)鍵字段進(jìn)行統(tǒng)計，繪制圖1所示STEM教育研究文獻(xiàn)時間分布圖

分析圖1數(shù)據(jù)可知，國內(nèi)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(nèi)研究成果并不顯著，2016年之前文獻(xiàn)數(shù)量增長緩慢，年均僅為17篇。2016年文獻(xiàn)數(shù)量增速加快，僅2017年發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)量就超過前六年之和，這說明我國STEM教育研究自2017年起進(jìn)入到快速發(fā)展階段，其原因可能受2017年《國家教育事業(yè)“十三五”規(guī)劃》以及《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)布的影響，在這兩個文件中均涉及STEM教育相關(guān)內(nèi)容，這在一定程度上引起了社會各界尤其是教育領(lǐng)域的關(guān)注。作為“舶來品”的STEM教育，如何讓其適應(yīng)中國土壤，助力國內(nèi)教育;STEM課程中教師如何授課，學(xué)生怎么學(xué);STEM教育課程體系建設(shè)等一系列問題都催生出大量研究成果，引發(fā)了近幾年STEM教育領(lǐng)域的研究熱潮。

（二）基于STEM教育研究文獻(xiàn)來源期刊的分析

通過對文獻(xiàn)來源期刊分布的分析，可以掌握國內(nèi)STEM教育不同階段的研究側(cè)重點(diǎn)，在Bicomb中以“期刊”為關(guān)鍵字段進(jìn)行統(tǒng)計，繪制表1（見下頁）所示STEM教育文獻(xiàn)來源期刊分布表。

結(jié)合表1和圖1的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可以將國內(nèi)STEM教育研究具體劃分為三個發(fā)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(nèi)容上來看，基本上以對美國STEM教育政策，發(fā)展?fàn)顩r所進(jìn)行的系統(tǒng)性介紹和描述為主，該階段國內(nèi)STEM教育研究基本處于空白狀態(tài)。

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(xué)者開始關(guān)注STEM教育在國外尤其是美國的發(fā)展，出現(xiàn)了一批對美國STEM教育領(lǐng)域政策文件如《STEM教育法（2015）年》《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》《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(xué)實(shí)踐研究領(lǐng)域邁進(jìn)，如STEM課程設(shè)置，人才培養(yǎng)模式，監(jiān)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(xiàn)在教育信息技術(shù)領(lǐng)域期刊的刊載量明顯增加。究其原因，數(shù)字化教學(xué)不斷推進(jìn)，創(chuàng)客、慕課、網(wǎng)絡(luò)直播課、翻轉(zhuǎn)課堂等一系列新型教學(xué)形式在國內(nèi)方興未艾，“中國制造2025”計劃迫切需要培養(yǎng)一批能夠為推動中國由制造業(yè)大國向制造業(yè)強(qiáng)國邁進(jìn)的綜合性人才。在政策環(huán)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(jié)合。

第三階段為2016～2018年的迅速發(fā)展階段，這一階段研究文章數(shù)量呈現(xiàn)爆發(fā)增長趨勢，研究成果更加豐富，研究領(lǐng)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(chǔ)教育參考》等雜志載文數(shù)量增長，表明這一階段更加注重對基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的STEM校本課程建設(shè)與開發(fā)、教學(xué)模式創(chuàng)制與設(shè)計、學(xué)習(xí)方式與方法的研究。如蔡靜禁等通過系統(tǒng)分析STEM課程開發(fā)背景，與信息技術(shù)教師和科學(xué)教師合作，設(shè)計出契合學(xué)校實(shí)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(shè)計性學(xué)習(xí)模式，并借助“空氣動力”教學(xué)案例的設(shè)計來闡述該學(xué)習(xí)模式的方式及特點(diǎn)。

總體來看，國內(nèi)STEM教育研究時間并不長，但是近幾年呈現(xiàn)迅速發(fā)展趨勢，從早期國外STEM政策、現(xiàn)狀分析，到結(jié)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(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用。

（三）基于STEM教育研究文獻(xiàn)作者機(jī)構(gòu)的分析

通過對發(fā)文機(jī)構(gòu)類別的分析，可以了解國內(nèi)STEM教育研究領(lǐng)域研究人員的基本構(gòu)成情況，在Bicomb中以“作者單位”為關(guān)鍵詞進(jìn)行統(tǒng)計，繪制表2所示發(fā)文作者機(jī)構(gòu)統(tǒng)計表和表3所示機(jī)構(gòu)發(fā)文篇數(shù)統(tǒng)計表。

通過知網(wǎng)篩選出的644篇STEM教育文獻(xiàn)來自國內(nèi)外共計556個單位。表3顯示以南京師范大學(xué)為代表的各師范類院校所開展的相關(guān)研究較多。結(jié)合表2來看，無論從發(fā)文機(jī)構(gòu)數(shù)量還是機(jī)構(gòu)發(fā)文篇數(shù)，高等院校都占據(jù)一定優(yōu)勢，5所高等院校共計發(fā)文45篇，占排名前五發(fā)文機(jī)構(gòu)發(fā)文總篇數(shù)的60%;3所科研機(jī)構(gòu)發(fā)文24篇，占比32%;1所中學(xué)發(fā)文6篇，占比8%。這說明目前國內(nèi)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(xué)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(fā)布《中國STEM教育白皮書》和《STEM教師能力等級標(biāo)準(zhǔn)》兩項科研成果;與此同時，筆者發(fā)現(xiàn)在統(tǒng)計結(jié)果中出現(xiàn)了一些公司、活動中心等市場化、社會性的教育機(jī)構(gòu)和組織，這表明隨著STEM教育不斷深入發(fā)展，已經(jīng)引起了相關(guān)教育部門及社會各界的關(guān)注，這勢必會對未來STEM教育的研究與發(fā)展產(chǎn)生極大助推作用。學(xué)校是將STEM教育理論落地應(yīng)用并實(shí)踐的最佳場所，556個單位中包括北京景山學(xué)校等在內(nèi)共計176所從幼兒園到高中的各類學(xué)校，這表明越來越多的一線教師致力于涵蓋STEM教育教學(xué)理念的實(shí)踐探索研究。結(jié)合區(qū)域位置來看，表中統(tǒng)計出的單位位于北京和上海的居多，這也說明地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)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(xiàn)內(nèi)容分析

通過對文獻(xiàn)內(nèi)容的整體把握和分析，可以更加明確當(dāng)前STEM教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，掌握該領(lǐng)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(tǒng)計出的644篇文獻(xiàn)中勾選出刊載于核心期刊的共計180篇文獻(xiàn)，按照文獻(xiàn)研究內(nèi)容分為三個研究大類，并劃分具體類別和統(tǒng)計相應(yīng)篇目數(shù)量，統(tǒng)計結(jié)果如表4所示。

統(tǒng)計結(jié)果顯示，目前國內(nèi)STEM教育研究主要集中在國外STEM教育發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)查研究;其次是STEM教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用研究以及STEM教育跨學(xué)科和與具體學(xué)科相結(jié)合的課程實(shí)踐研究。在實(shí)踐研究中，有關(guān)STEM教師培養(yǎng)與發(fā)展的研究較少。

第一，目前國內(nèi)STEM教育研究主要集中在國外STEM教育發(fā)展現(xiàn)狀研究，隨著STEM教育的不斷發(fā)展，STEM教育研究者所聚焦的研究重點(diǎn)也是動態(tài)變化的，基本上經(jīng)歷了以美國為主要國家的STEM教育政策發(fā)展脈絡(luò)研究、結(jié)合個案的國外STEM教育實(shí)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(jīng)驗的國內(nèi)STEM教育發(fā)展啟示研究漸進(jìn)發(fā)展的過程。

第二，STEM教育研究愈發(fā)注重本土化教學(xué)研究，如核心素養(yǎng)，校本課程等與STEM教學(xué)理念相結(jié)合的課程設(shè)計研究;同時，在宏觀層面，研究者關(guān)注STEM教育與工程，人工智能，藝術(shù)，IT等跨領(lǐng)域?qū)W科的結(jié)合研究;在微觀層面，物理，生物，化學(xué)，地理，科學(xué)，信息技術(shù)等學(xué)科的教育工作者以課本授課內(nèi)容為資源，設(shè)計并探索課堂中實(shí)踐STEM教學(xué)理念的方式方法。

第三，實(shí)踐研究中，關(guān)注STEM教師專業(yè)發(fā)展的研究偏少，統(tǒng)計出的8篇文獻(xiàn)中，僅有4篇對教師發(fā)展提出可行性建議和具體策略。這表明我國STEM 教師培養(yǎng)處于起步階段，目前尚無權(quán)威性教師培養(yǎng)實(shí)踐經(jīng)驗，更缺乏學(xué)術(shù)界相關(guān)探討。STEM專職教師數(shù)量短缺，培養(yǎng)體系不健全，準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)不明確，缺少政策支撐和職業(yè)發(fā)展指導(dǎo)等現(xiàn)實(shí)問題都制約了國內(nèi)STEM教育發(fā)展進(jìn)程。

五、研究總結(jié)與反思

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

筆者認(rèn)為，在未來的研究中，應(yīng)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(lǐng)域，受意識形態(tài)的影響，中美兩國在文化風(fēng)俗、教育方式與方法、學(xué)生情感態(tài)度價值觀等方面都存在一定差異性。因此，作為一種“引進(jìn)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(yǎng)甄別能力，提高鑒識意識，對美國式，別國式的STEM教育理念進(jìn)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(lǐng)域相關(guān)政策動向，以追求社會主義核心價值觀為導(dǎo)向，以提升學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)，加強(qiáng)國內(nèi)STEM課程體系、知識結(jié)構(gòu)、教學(xué)實(shí)踐等方面的研究，在不斷深入的本土化研究進(jìn)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(xué)校是STEM教育理論應(yīng)用于實(shí)踐的主要場所，而上文研究結(jié)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(dǎo)致理論研究與實(shí)踐研究相脫節(jié)。一線教師缺乏理論指導(dǎo)，影響STEM教育理念的最終實(shí)踐和應(yīng)用;高校研究者缺乏實(shí)踐經(jīng)驗，理論研究難以契合教育教學(xué)的發(fā)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(xié)同探究的能力，以理論為支撐，以實(shí)踐為方式，在實(shí)踐中總結(jié)教訓(xùn)，吸收經(jīng)驗，將具有普遍性、指導(dǎo)性的經(jīng)驗上升為理論。在良性的互動循環(huán)中，打通STEM教育理論和實(shí)踐的邊界，讓兩者向著協(xié)同平衡的方向發(fā)展。

第三，關(guān)注STEM教師能力培養(yǎng)與職業(yè)發(fā)展研究。教師是課堂教學(xué)實(shí)踐的直接參與者，教師的知識儲備和執(zhí)教能力直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。作為一種深度融合的跨學(xué)科課程，STEM課程強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用多領(lǐng)域知識，這就對STEM教師提出了新的要求，因此不同領(lǐng)域的研究者都應(yīng)該更加關(guān)注STEM教師培養(yǎng)與發(fā)展研究。首先，高校研究者要關(guān)注STEM專職教師培養(yǎng)工作，在高校探索設(shè)立STEM教育專業(yè)，培養(yǎng)從專業(yè)知識體系到就業(yè)指向全方位覆蓋的STEM教育人才，為學(xué)校輸送高質(zhì)量的STEM教師;其次，科研機(jī)構(gòu)要致力于STEM教師培養(yǎng)的頂層設(shè)計研究，2018年5月8日，中國教育科學(xué)研究院STEM教育研究中心對外正式發(fā)布《STEM教師能力等級標(biāo)準(zhǔn)（試行）》，該標(biāo)準(zhǔn)對STEM教師需要掌握的專業(yè)知識和專業(yè)技能及實(shí)踐操作等方面提出了指導(dǎo)意見，能夠更加有效的幫助教師對標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)加快職業(yè)成長;最后，教師隊伍要加強(qiáng)交流與合作，STEM教育強(qiáng)調(diào)不同學(xué)科的融合，因此，不同學(xué)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(xué)習(xí)共同體，提高自身STEM教學(xué)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅 ? 琪.我國STEM教師培養(yǎng)中的問題及其應(yīng)對策略[J].教學(xué)與管理，2018，（24）：58～61.

[2]梁小帆，趙冬梅，陳 ? 龍.STEM教育國內(nèi)研究狀況及發(fā)展趨勢綜述[J].中國教育信息化，2017，（09）：8～11.

[3]石寅霞，喬愛玲.基于內(nèi)容分析視角的國內(nèi)STEM教育研究概況綜述[J].中國教育技術(shù)裝備，2017，（08）：16～19.

[4]李 ? 芳.國外近十年STEM教育的研究現(xiàn)狀與可視化分析——基于WOS文獻(xiàn)的共詞分析[J].教育信息技術(shù)，2018，（09）：46～50.

[5]支彬茹.我國STEM教育研究熱點(diǎn)與發(fā)展趨勢分析[J].中小學(xué)信息技術(shù)育，2017，（06）：39～42.

[6]趙中建.美國中小學(xué)STEM教育政策分析.[J]中國民族教育，2018，（Z1）：3～6.

[7]葉兆寧，楊元魁.構(gòu)建STEM教育的課程觀—STEM教師專業(yè)發(fā)展的必由之路[J].人民教育，2018，（08）：63～67.

[8]趙興龍，許 ? 林.STEM教育的五大爭議及回應(yīng)[J].中國電化教育，2016，（10）：62～65.