基于CiteSpace對我國STEAM教育的可視化分析

孟金毅 秦健

（陜西師范大學(xué)教育學(xué)院 陜西省西安市 710000）

1 研究問題

STEAM 教育是以科學(xué)，技術(shù)，工程，藝術(shù)和數(shù)學(xué)于一體的多學(xué)科融合的綜合教育[1]，在中小學(xué)得到廣泛關(guān)注，并從最初的STEM 教育發(fā)展為STEAM 教育。其中“Art”的增加，應(yīng)證了習(xí)近平總書記在2018年全國教育大會中所強(qiáng)調(diào)的思想，著重培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型及應(yīng)用型人才，基于此，本文對知網(wǎng)相關(guān)STEAM 教育文獻(xiàn)進(jìn)行分析。

2 研究方法

2.1 研究工具

CiteSpace 是美國華人學(xué)者陳超美博士開發(fā)，旨在通過直觀的知識圖譜，識別并展現(xiàn)領(lǐng)域的熱點(diǎn)關(guān)鍵詞、研究進(jìn)展和前沿方向的一款軟件[2]。本文在知網(wǎng)檢索與STEAM 教育相關(guān)的期刊文獻(xiàn)，并對其進(jìn)行可視化分析，包括年度發(fā)文情況、研究的機(jī)構(gòu)、核心作者及關(guān)鍵詞。

2.2 文獻(xiàn)來源

文章相關(guān)研究文獻(xiàn)均來自中國知網(wǎng)(CNKI)全文數(shù)據(jù)庫，為提升本次數(shù)據(jù)的全面性和可靠性，在知網(wǎng)上進(jìn)行高級檢索，將檢索條件設(shè)置為期刊檢索，篇名設(shè)為STEAM 教育，且檢索條件為精確，得到355 篇有效文獻(xiàn)。

3 數(shù)據(jù)結(jié)果分析

3.1 發(fā)展歷程

3.1.1 期刊發(fā)文量分布

圖1為我國STEAM 教育研究論文在中國知網(wǎng)的發(fā)文量情況。其最早發(fā)表于2013年，2013年到2016年間發(fā)文量極少，為10 篇左右。2016年后相關(guān)發(fā)文量呈現(xiàn)出大幅增長的趨勢，到2020年達(dá)到頂峰，為170 篇。由此看出，近年來我國STEAM 教育受到研究者們廣泛關(guān)注。

3.1.2 論文機(jī)構(gòu)分析

圖1：發(fā)文量隨年份變化圖

圖2：機(jī)構(gòu)共現(xiàn)知識圖譜

在使用CiteSpace 時(shí)，將時(shí)間切片設(shè)置為1年，時(shí)間跨度為2013-2020年，節(jié)點(diǎn)類型選擇Institution，其他參數(shù)默認(rèn)設(shè)置，得到節(jié)點(diǎn)數(shù)：62，連線數(shù)：108，密度：0.0032 的機(jī)構(gòu)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖（見圖2）。武漢大學(xué)信息管理學(xué)院、沈陽師范大學(xué)圖書館、武漢工程大學(xué)管理學(xué)院、浙江工商大學(xué)工商管理學(xué)院在所有發(fā)文機(jī)構(gòu)中占比大，說明以上四所機(jī)構(gòu)在STEAM 教育的學(xué)術(shù)科研能力較強(qiáng)。此外，由于各機(jī)構(gòu)間連線數(shù)較少，密度為0.0032，可知各機(jī)構(gòu)間聯(lián)系較少，缺乏合作意識。

3.1.3 論文作者分析

在CiteSpace 中，將節(jié)點(diǎn)類型設(shè)為Author，其它參數(shù)默認(rèn)，得到節(jié)點(diǎn)數(shù)：415，連線數(shù)：347，密度：0.004 的作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)知識圖譜（見圖3）。由圖可知，發(fā)文量最大的學(xué)者為曹芬芳，發(fā)表5篇與STEAM 教育相關(guān)文獻(xiàn)；接著是明均仁，4 篇；黃麗霞、李燕萍、熊麗君、王?；?、孫建輝、馬駿、謝守美等人均為3 篇。圖譜中存在以王?；?、明均仁、熊麗君、謝守美為首的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；孫建輝與黃麗霞等高產(chǎn)作者合作較少；而曹芬芳、馬駿等人為單獨(dú)節(jié)點(diǎn)研究者，以上表明我國學(xué)者對STEAM 教育的研究同樣缺乏溝通交流。

圖3：作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜

圖4：關(guān)鍵詞聚類網(wǎng)絡(luò)圖譜

圖5：關(guān)鍵詞時(shí)序圖譜

3.2 研究熱點(diǎn)

3.2.1 12 個(gè)聚類

在CiteSpace 中，設(shè)置節(jié)點(diǎn)類型為Keywords，采用LLR 算法，得到圖4所示關(guān)鍵詞聚類網(wǎng)絡(luò)圖譜。該12 個(gè)聚類，反應(yīng)了我國STEAM 教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，依次為“眾創(chuàng)空間”“圖書館服務(wù)”“圖書館”“創(chuàng)客教育”“高校圖書館”“創(chuàng)客”“扎根理論”“創(chuàng)新”“創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)”“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育”“商業(yè)模式”和“高職院?！薄?/p>

表1：關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聚類表

3.2.2 4 個(gè)主題

點(diǎn)擊“Summary Table”，得到關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聚類表（見表1）。

根據(jù)表1，可將我國STEAM 教育的研究歸納為“創(chuàng)客教育”“創(chuàng)新2.0”“圖書館”“生態(tài)”四個(gè)主題領(lǐng)域，詳述如下：

主題1：“創(chuàng)客教育”。該領(lǐng)域包含“創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)”“創(chuàng)客空間”“3D打印服務(wù)”“眾創(chuàng)空間”等關(guān)鍵詞。李小濤等人提出由于STEAM課程的特點(diǎn)，研究者紛紛轉(zhuǎn)向以STEAM 為基礎(chǔ)的創(chuàng)客教育和創(chuàng)客空間的研究[3]。王娟及吳永和提出要與3D 打印攜手，與創(chuàng)客教育融合[4]。

主題2：“創(chuàng)新2.0”。當(dāng)中包括“高職院?！薄按髮W(xué)生創(chuàng)業(yè)”“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”“大眾創(chuàng)業(yè)”等關(guān)鍵詞。創(chuàng)新2.0 背景下，各大中小學(xué)校及中、高職院校也重視起創(chuàng)客教育、STEAM 教育，相當(dāng)一部分學(xué)校建設(shè)有物理創(chuàng)客空間，并不斷引進(jìn)創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)教師，支持、鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的學(xué)生。

主題3：“圖書館”?！案咝D書館”“圖書館館長”“公共圖書館”“圖書館服務(wù)”等關(guān)鍵詞與其相聯(lián)系。Diane Arrieta 檢驗(yàn)了佛羅里達(dá)大西洋大學(xué)圖書館如何通過視覺藝術(shù)規(guī)劃而促進(jìn)學(xué)生的成功[5]。韓汶榛、許春漫調(diào)查顯示STEAM 教育在美國公共圖書館的普及率比較高，說明STEAM 教育的開展一定程度上離不開獨(dú)立的空間[6]。

主題4：“生態(tài)”。包含“生態(tài)位理論”“生態(tài)環(huán)境”“創(chuàng)業(yè)生態(tài)環(huán)境”等關(guān)鍵詞。STEAM 教育與生態(tài)結(jié)合，側(cè)重在與生物有關(guān)的環(huán)境保護(hù)方面，通過這種多學(xué)科融合的綜合教育，使學(xué)生從多角度出發(fā)，全面體會、理解、運(yùn)用所學(xué)知識，進(jìn)而提出創(chuàng)造性的解決方法。

3.2.3 研究趨勢

在關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖基礎(chǔ)上，生成關(guān)鍵詞時(shí)序圖譜（見圖5）。關(guān)鍵詞時(shí)序圖能體現(xiàn)出某一研究主題的研究內(nèi)容在不同時(shí)間的變換，這有利于把握某一時(shí)段的研究趨勢。選擇FindCluters，得到Q值為0.8031，說明該聚類顯著，結(jié)構(gòu)良好。由圖可知，不同時(shí)期我國STEAM 教育的關(guān)注點(diǎn)不同，可將其演變過程分為早期、繁榮和新發(fā)展階段三個(gè)時(shí)期，以便更清晰地對我國STEAM 教育進(jìn)行分析。

早期發(fā)展階段（2013年-2016年）。這一階段為初步探索階段，我國STEAM 教育在國內(nèi)少部分學(xué)校開展。第一屆中小學(xué)STEAM教育創(chuàng)新論壇的開設(shè)，讓人們初步了解到STEAM 教育究竟是什么，也是從這一時(shí)期開始，學(xué)者們逐漸對STEAM 教育開始關(guān)注。

繁榮階段（2016-2019年）。這一時(shí)期，STEAM 教育研究大幅增加，研究方向呈多元化，大致涉及跨學(xué)科、核心素養(yǎng)、項(xiàng)目學(xué)習(xí)、互聯(lián)網(wǎng)+、創(chuàng)客等方面。在中小學(xué)出現(xiàn)許多STEAM 教育理念與與中小學(xué)課程的模式探究，創(chuàng)新能力和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)等成為這一時(shí)期的熱點(diǎn)主題。

新興發(fā)展階段（2019-2020年）。隨著我國科技的日益發(fā)展，人工智能的出現(xiàn)被廣泛研究，而將其與STEAM 教育相結(jié)合，激發(fā)了中小學(xué)生的興趣，編程、機(jī)器人教育得到認(rèn)可，因而對該教學(xué)設(shè)計(jì)的要求越來越高。

4 研究結(jié)論

（1）目前我國STEAM 教育相關(guān)發(fā)文量呈上升趨勢，且STEAM 教育在我國的發(fā)展和研究隊(duì)伍不斷壯大。

（2）機(jī)構(gòu)間、作者間發(fā)文量差異明顯，兩者間連線較少，溝通合作貧乏，建議之后均能加強(qiáng)合作交流，突破STEAM 教育在我國的研究進(jìn)度，跨學(xué)科融合，達(dá)到核心素養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的學(xué)生。

（3）該研究主要圍繞創(chuàng)2.0、創(chuàng)客教育、圖書館、生態(tài)等主題展開，創(chuàng)客空間服務(wù)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)是未來研究趨勢。

因此，高校應(yīng)在培養(yǎng)師范生時(shí)，將STEAM 教育納入授課內(nèi)容，建設(shè)新型教師隊(duì)伍，而教師要積極參加STEAM 教育與創(chuàng)客教育相關(guān)培訓(xùn)，家校社攜手，打造有利于STEAM 教育開展的環(huán)境，共同促進(jìn)STEAM 教育發(fā)展。