基于Citespace 軟件的國外STEM 教育文獻(xiàn)分析

張莉琴，汪 潔

（1.江西科技師范大學(xué) 教育學(xué)院，江西 南昌 330013；2.江西傳媒職業(yè)學(xué)院 傳媒影視系，江西 南昌 330013）

一、引言

科技創(chuàng)新是各國保持國際地位、增強(qiáng)競爭力和綜合國力的重要力量，因此創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是各國教育創(chuàng)新改革的主要目標(biāo)之一。而作為提高國家競爭力、解決創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的教育創(chuàng)新改革的STEM 教育在美國推行后迅速受到世界其他國家的關(guān)注與實(shí)施。隨著我國教育改革的不斷推進(jìn)，STEM 教育在中國也逐漸引起關(guān)注并得以推行。為了進(jìn)一步了解STEM教育研究的主題及熱點(diǎn)、趨勢，促進(jìn)我國STEM教育的理論及實(shí)踐研究，本文采用可視化軟件Citespace 定量分析和文獻(xiàn)分析，梳理了近10年國外STEM 的研究現(xiàn)狀。

二、STEM 教育的研究設(shè)計(jì)

（一）研究對象

研究數(shù)據(jù)通過Web of Science（WOS）數(shù)據(jù)庫以及SSCI（Social Science Citation Index）數(shù)據(jù)庫進(jìn)行下載。以“STEM Education”主題為檢索詞進(jìn)行基本檢索，檢索年限為2008-2018年，剔除一些會議通知、征稿、書目推廣、內(nèi)容較短的評述性文章以及與STEM 教育主題相差甚遠(yuǎn)（如醫(yī)學(xué)類研究）或無關(guān)的文章，最終共檢索到281 條文獻(xiàn)。

281 條文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的下載方式設(shè)定為“全記錄包含所引用的參考文獻(xiàn)”，以此為研究對象對STEM 教育的研究概況、主題、熱點(diǎn)和趨勢進(jìn)行分析。

（二）研究方法及工具

通過使用Citespace 軟件對文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行文獻(xiàn)共被引聚類分析、關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析，來研究討論國外STEM 教育的研究現(xiàn)狀。

三、STEM 教育研究現(xiàn)狀

（一）研究主題的分析

對本研究主題相關(guān)文獻(xiàn)做文獻(xiàn)共被引聚類分析，將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)選擇為“Cited reference”,閾值分別設(shè)為（6，8，20）、（5，7，15）、（6，8，15），每個(gè)時(shí)間切片選為Top50，網(wǎng)絡(luò)裁剪使用Pathfinder，通過對聚類視圖的聚類標(biāo)簽詞分析并結(jié)合各施引文獻(xiàn)內(nèi)容進(jìn)行閱讀，將國外STEM 教育研究主題概括為：STEM 教育研究理論的多元化；研究方法的多樣性；研究對象中對于不足群體代表性的關(guān)注；基礎(chǔ)教育STEM 課程及教學(xué)策略的建設(shè)。

1.STEM 教育研究理論的多元化。通過對各聚類引文獻(xiàn)內(nèi)容的閱讀發(fā)現(xiàn)，目標(biāo)一致性理論、社會職業(yè)認(rèn)知理論(SCCT)、期望價(jià)值理論、成就動機(jī)理論、歸因理論等理論是當(dāng)下STEM教育研究中應(yīng)用較多的理論。期望價(jià)值理論出現(xiàn)頻次最高，常作為研究STEM 教育和職業(yè)選擇上性別差異的理論指導(dǎo)框架；社會職業(yè)認(rèn)知理論主要應(yīng)用于研究STEM 興趣在職業(yè)發(fā)展中的分析探究。有研究者基于Eccles 的預(yù)期價(jià)值理論，探討和研究了刻板印象和性別歧視對于女性在STEM 專業(yè)上的低選擇率和STEM 職業(yè)中的低參與率的原因及解決途徑。他們認(rèn)為Eccles 的預(yù)期價(jià)值理論對于研究個(gè)人和性別差異在數(shù)學(xué)和科學(xué)的學(xué)習(xí)動機(jī)、表現(xiàn)和職業(yè)選擇上的心理和背景因素方面，“是最全面的理論框架之一”[2]。提出動機(jī)信念、職業(yè)興趣和生活方式是導(dǎo)致STEM 專業(yè)選擇的職業(yè)低參與率的主要變量因素，同時(shí)學(xué)校和家庭背景因素也影響著STEM 專業(yè)的選擇。

社會職業(yè)認(rèn)知理論（SCCT）關(guān)注推動職業(yè)發(fā)展的三個(gè)社會認(rèn)知機(jī)制：自我效能感、結(jié)果期望和個(gè)人目標(biāo)及其對個(gè)人的職業(yè)興趣、選擇的影響。如Wang Xueli 通過使用SSCT 描述了一個(gè)職業(yè)發(fā)展框架[3]，運(yùn)用社會職業(yè)認(rèn)知理論與多群體結(jié)構(gòu)方程建模分析(SEM)，研究了學(xué)科準(zhǔn)備、自我效能感、學(xué)術(shù)整合、財(cái)政援助等因素對四年制大學(xué)和社區(qū)大學(xué)學(xué)生的STEM 興趣和選擇的影響，研究認(rèn)為“STEM 興趣與學(xué)生對STEM 學(xué)科的實(shí)際選擇有著最緊密的聯(lián)系，它在社區(qū)學(xué)院和四年制學(xué)生中都相當(dāng)有效”。換句話說，學(xué)生對于STEM 的興趣直接影響了其對于STEM 職業(yè)的選擇。目標(biāo)一致理論中，Diekman 等[4]以目標(biāo)一致性理論為理論框架，得出的結(jié)論發(fā)現(xiàn)“相對于其他職業(yè)，STEM職業(yè)被認(rèn)為阻礙了共同目標(biāo)。”并從公共目標(biāo)如何影響人們對STEM 領(lǐng)域的興趣這個(gè)新的視角中，研究了女性在STEM 領(lǐng)域代表性不足的原因。

2.STEM 教育研究方法的多樣性。STEM 教育強(qiáng)調(diào)將多個(gè)學(xué)科進(jìn)行整合，因此，為滿足其充足的研究力度和說服力度，研究方法中除單一方法外，混合研究方法成為主流。根據(jù)聚類分析統(tǒng)計(jì)，目前關(guān)于STEM 教育的研究方法含括文獻(xiàn)法、定量研究、定性研究、比較研究、問卷調(diào)查法、跨學(xué)科研究、案例研究、訪談法、統(tǒng)計(jì)分析、結(jié)構(gòu)方程模型等，大部分研究者在研究中采用了2 種或更多方法。

文獻(xiàn)法是采用率最高的研究方法，通過豐富的教育文獻(xiàn)資料搜索與研究主題有關(guān)的教育事實(shí)、數(shù)據(jù)、理論、方法、以及科學(xué)假設(shè)和構(gòu)想。針對教師對于STEM 教育態(tài)度的研究中，較多采用了定性的分析方法，包含了案例法、內(nèi)容分析法及訪談法的運(yùn)用。STEM 教育渠道的研究及拓展上則較多的采用結(jié)構(gòu)方程模型、線性模型等的定量分析方法。而更多文獻(xiàn)則采用定量和定性的混合研究法。Besterfield-Sacre等[5]在《改變工程教育：來自美國教師、主席和院長的觀點(diǎn)》中對工程教育的改變進(jìn)行研究時(shí)，采用了“定量和定性的反應(yīng)被分別分析，然后將結(jié)果與Henderson 等人所開發(fā)的四類變化策略模型進(jìn)行混合”的多種研究方法。Dickerson 等人[6]在研究STEM 項(xiàng)目STARBASE是否使數(shù)學(xué)和閱讀成績下降，對城市四、五、六年級學(xué)生對STEM 教育的態(tài)度是否有影響時(shí)，則采用了案例研究、結(jié)構(gòu)化訪談及統(tǒng)計(jì)分析等研究方法。

3.研究對象中對于代表性不足群體的關(guān)注。STEM 教育與國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力有著緊密聯(lián)系，美國的STEM 教育從政策制定、財(cái)政投入、師資培養(yǎng)、社會聯(lián)動機(jī)制的協(xié)作等方面做出了巨大的努力和投資。然而，STEM 勞動力的規(guī)模和組成仍然無法滿足需求。美國國家科學(xué)基金會（NSF）于2012 年通過科學(xué)資源統(tǒng)計(jì)得出在美國只有8%的STEM 工作是由少數(shù)民族婦女擔(dān)任。在STEM 領(lǐng)域的占比中，少數(shù)族裔所占的比例相當(dāng)?shù)?。除了亞裔人口占有小額比例外，黑人或非裔美國人、西班牙或拉美裔、印第安人或阿拉斯加原住民等各個(gè)族裔加起來的占比達(dá)不到STEM 領(lǐng)域博士總數(shù)的20%。反觀在科學(xué)、醫(yī)護(hù)以及工程專業(yè)的博士比例中分別占據(jù)了78.1%、76.1%和58.2%的白人，二者相差甚遠(yuǎn)[7]。因此，在這個(gè)問題上，研究者的研究對象多以女性、少數(shù)種族和具有弱勢群體的學(xué)生為主，希望分析其原因從而促進(jìn)STEM教育群體的平衡發(fā)展。對于這些群體的研究，有研究者基于Eccles的期望價(jià)值模型為理論框架，以STEM 態(tài)度的測量，即自我概念、成功期望和任務(wù)價(jià)值變量進(jìn)行分析，描述在性別和種族的交叉點(diǎn)上高中學(xué)習(xí)階段的數(shù)學(xué)及科學(xué)態(tài)度和成就之間的關(guān)系。結(jié)果表明，態(tài)度是成就的有力預(yù)測因子，女孩和婦女在STEM 領(lǐng)域的代表性不足與性別上的STEM 態(tài)度有關(guān)，自我效能感和自我概念、期望、任務(wù)價(jià)值、興趣、目標(biāo)、社會障礙的感知、性別刻板印象及個(gè)體差異性的相互作用等理論觀點(diǎn)解釋了態(tài)度是STEM 參與的影響因素。

因此研究人員認(rèn)為：“越來越多的證據(jù)表明，這些態(tài)度上的性別差異，而不是能力，是導(dǎo)致STEM 參與的性別差異的原因?！盵8]另有研究通過對38 名黑人和拉丁裔學(xué)生進(jìn)行半結(jié)構(gòu)化的生活故事訪談，揭示了黑人和拉丁人在STEM 領(lǐng)域代表性不足的原因。研究表明，在STEM 領(lǐng)域，影響代表性不足的少數(shù)族裔選擇STEM 專業(yè)和職業(yè)領(lǐng)域的原因與社會公平倫理，或是說與他們自身的集體主義和利他主義的價(jià)值觀有關(guān)。在解決此問題上，Mcgee 等研究者[9]認(rèn)為可以在STEM 培訓(xùn)中強(qiáng)調(diào)公平倫理，建議教育機(jī)構(gòu)和STEM 行業(yè)應(yīng)該建立公共關(guān)系和招聘活動，同時(shí)要促進(jìn)人才的多樣性需求和發(fā)展。

在解決STEM 領(lǐng)域中女性代表性不足的問題上，有學(xué)者認(rèn)為，父母支持、父母的價(jià)值觀、父母的特定行為（鼓勵(lì)，提供教育和其他材料，以及共同活動），能激發(fā)女性對STEM 教育的興趣和成績的提高[10]。還有其他學(xué)者分別從相關(guān)措施如上大學(xué)應(yīng)該延長任期和批準(zhǔn)期限，允許兼職創(chuàng)業(yè)、激勵(lì)鼓勵(lì)婦女繼續(xù)積極參與數(shù)學(xué)和科學(xué)等方面給出了建議。

4.基礎(chǔ)教育STEM 課程體系的建設(shè)。STEM 課程體系建設(shè)主要包含基礎(chǔ)教育、教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)方法及策略、課程、教學(xué)設(shè)計(jì)、教育評價(jià)等探究。其中，以問題為中心的教學(xué)策略受到了學(xué)者的較多關(guān)注，如案例學(xué)習(xí)、項(xiàng)目學(xué)習(xí)、基于問題或基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)和問題解決。作為智能輔導(dǎo)系統(tǒng)方法的一部分，Belland 等人[11]基于計(jì)算機(jī)腳手架的元分析對幾個(gè)不同的以問題為中心的教學(xué)模型通過使用支架的教學(xué)方法，以一種跨不同特性層次的高效干預(yù)，幫助學(xué)生為復(fù)雜的問題、目標(biāo)或任務(wù)生成解決方案，提高高階技能，提升批判性思維能力和深化內(nèi)容知識。如今，空間技能、空間思維和計(jì)算思維與STEM 課程方面的聯(lián)系日益受到重視。

美國國家研究委員會呼吁將空間思維注入到以標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的課程中，特別是在STEM課程中。美國國家科學(xué)基金會建立了大規(guī)模的空間智能和學(xué)習(xí)中心(SILC)，通過跨學(xué)科合作在推進(jìn)空間思維的基礎(chǔ)理論的同時(shí)，促進(jìn)了新的研究[12]。還有研究將計(jì)算思維納入數(shù)學(xué)和科學(xué)課堂，通過數(shù)據(jù)實(shí)踐、建模和模擬實(shí)踐、計(jì)算問題解決實(shí)踐和系統(tǒng)思維實(shí)踐的分類，闡明了“數(shù)學(xué)和科學(xué)的計(jì)算思維的定義”，研究結(jié)果表明計(jì)算思維的納入帶來了“解決了所有學(xué)生的實(shí)際問題”的效果，培養(yǎng)了教學(xué)技能熟練的教師以及使科學(xué)和數(shù)學(xué)教育更符合當(dāng)前這些領(lǐng)域的專業(yè)實(shí)踐”等好處（包含了歷史、語言藝術(shù)、數(shù)學(xué)、藝術(shù)和科學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域），“并為標(biāo)準(zhǔn)、課程和評估的發(fā)展提供了一種語言”[13]。還有研究者認(rèn)為空間活動應(yīng)該與特定的STEM 教育主題相結(jié)合，分別建議從工程設(shè)計(jì)活動、地質(zhì)學(xué)課程的地形圖分析、將空間訓(xùn)練的主題直接嵌入物理課程中等措施來提高空間技能，從而促進(jìn)學(xué)生的STEM 課程中學(xué)生的思維分析能力。

（二）研究熱點(diǎn)分析

對高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，能夠總結(jié)出STEM 教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。獲取文獻(xiàn)后，將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)選擇為“Keyword”，每個(gè)時(shí)間切片選為Top30，閾值選擇分別設(shè)置為（2，2，20）、（4，3，20）、（4，3，20），網(wǎng)絡(luò)裁剪使用Pathfinder，對281 篇文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析，繪制出關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖（圖1）。如圖1 所示，關(guān)鍵詞的網(wǎng)絡(luò)相對密集，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)圖中圍繞 STEM 教育（Stem Education）和科學(xué)（Science）兩大節(jié)點(diǎn)向外擴(kuò)散，說明在281 篇文獻(xiàn)中，研究熱點(diǎn)的主要兩大熱點(diǎn)為STEM 教育及科學(xué)教育。

圖1 高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖

通過統(tǒng)計(jì)關(guān)鍵詞的中心性、頻次，對中心度及頻次較高的關(guān)鍵詞進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而得到STEM 教育的關(guān)鍵詞高頻熱點(diǎn)詞列表（如表1所示）。

表1 中心性、被引頻次前10 的關(guān)鍵詞

根據(jù)表1 及圖1 可知，STEM 教育（STEM Education）、性別（Gender）、教育（Education）、科學(xué)（Science）、效能（Performance）、數(shù)學(xué)（Mathematics）、學(xué)業(yè)成績（Achievement）等7 個(gè)主要的高頻詞且中心度較高的關(guān)鍵詞某種程度上代表了主要的研究熱點(diǎn)。目前STEM 教育研究熱點(diǎn)主要圍繞STEM 教育的理論與實(shí)踐研究、性別差異在STEM 專業(yè)及職業(yè)選擇上的影響、以科學(xué)與數(shù)學(xué)教育為主要研究版塊的學(xué)科研究、學(xué)生學(xué)習(xí)效能與學(xué)習(xí)成績研究等。

（三）研究趨勢分析

突現(xiàn)關(guān)鍵詞表明了某個(gè)研究主題在該詞突現(xiàn)的時(shí)期引起了研究者的高度關(guān)注，突現(xiàn)率（Burst 值）高的關(guān)鍵詞可以代表該研究的發(fā)展趨勢及前沿方向[14]。根據(jù)關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析圖譜，得出STEM教育研究突現(xiàn)關(guān)鍵詞列表（如表2）。

表2 突現(xiàn)關(guān)鍵詞列表

由表2 可知，具有高突現(xiàn)率，位居第一的關(guān)鍵詞是環(huán)境（environment），突現(xiàn)率達(dá)到3.01，其次分別為學(xué)校（school）、教師（teacher）、知識（knowledge）。結(jié)合各突現(xiàn)詞及關(guān)鍵詞的文獻(xiàn)信息，探討STEM 教育研究趨勢。

1.STEM 教師專業(yè)化發(fā)展。由突現(xiàn)關(guān)鍵詞及其文獻(xiàn)內(nèi)容進(jìn)行分析，近幾年世界各國在推行STEM 教育的過程中，發(fā)現(xiàn)一些國家的學(xué)生在STEM 領(lǐng)域（尤其是數(shù)學(xué)和科學(xué)）成績表現(xiàn)不夠理想。2012 年的PISA 測試結(jié)果顯示，美國15 歲學(xué)生數(shù)學(xué)表現(xiàn)低于國際平均水平，科學(xué)素養(yǎng)僅位于中等水平[15]。2009 年國際學(xué)生評估項(xiàng)目（PISA）的結(jié)果顯示，馬來西亞在74個(gè)參與國中排名倒數(shù)第三，科學(xué)和數(shù)學(xué)上表現(xiàn)不足[16]。國際研究如TIMSS（國際數(shù)學(xué)與科學(xué)研究的趨勢）和PISA（國際學(xué)生評估項(xiàng)目）顯示，韓國學(xué)生對科學(xué)和數(shù)學(xué)的興趣非常低，此外，進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)自然科學(xué)和工程的最高能力學(xué)生人數(shù)最近也在減少[17]。究其原因，主要包含了STEM 興趣的下降、種族和性別的影響、教師STEM 非專業(yè)化教學(xué)、教學(xué)技能不足等因素。面對這些問題，各國意識到教師作為STEM教育中的直接參與者，缺乏綜合教學(xué)技能、非專業(yè)化亦是導(dǎo)致學(xué)生較少選擇STEM 教育、興趣不高的原因之一。因此，各國在STEM 教育中更加關(guān)注教師的專業(yè)發(fā)展并采取積極措施提高教師的專業(yè)化水平。

例如美國國家科技委員會和美國STEM教育委員會于2013 年在美國STEM 教育五年戰(zhàn)略計(jì)劃的發(fā)布中，提到要“改善STEM 師資，增加高素質(zhì)教師的數(shù)量，計(jì)劃到2020 年，要培養(yǎng)出10 萬名具備深厚STEM 知識和熟練教學(xué)技能的K-12 階段教師”[18]。馬來西亞為滿足由制造業(yè)轉(zhuǎn)向信息和服務(wù)為基礎(chǔ)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，急需培養(yǎng)一批在STEM 領(lǐng)域受過良好教育的勞動力，因此馬來西亞實(shí)施了Bitara-STEMTM 教師專業(yè)發(fā)展項(xiàng)目的培訓(xùn)。在Bitara-STEMTM 教師專業(yè)發(fā)展培訓(xùn)項(xiàng)目研究中，Shahali 等[16]通過研究發(fā)現(xiàn)“這一項(xiàng)目的參與者在綜合STEM 教學(xué)相關(guān)的知識、態(tài)度、信念和效能方面有顯著的增長”，對于實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生興趣和促進(jìn)STEM 教育質(zhì)量有著積極的作用。自2011 年來，韓國在實(shí)施STEAM 教育中，通過線上和線下結(jié)合的方式實(shí)施了三個(gè)階段的教師在職培訓(xùn)項(xiàng)目，同時(shí)還倡導(dǎo)基于日常生活參與的設(shè)計(jì)可以為教育建立一個(gè)可持續(xù)的環(huán)境：教師學(xué)習(xí)社區(qū)，通過同伴支持來實(shí)施教育[17]。

目前教師專業(yè)發(fā)展的研究主要涉及了教師專業(yè)發(fā)展的理論模型（社會文化模型、成人學(xué)習(xí)理論模型），教師專業(yè)發(fā)展的因素（教師的信念和態(tài)度、教學(xué)能力、知識、教育環(huán)境、自我效能感、感知理念、專業(yè)發(fā)展需求、年齡、性別）研究，教師專業(yè)發(fā)展的形式（項(xiàng)目培訓(xùn)、課程/工作坊、教育會議或研討會、觀察訪問、在線學(xué)習(xí)、個(gè)人或合作研究主題）研究，教師專業(yè)發(fā)展障礙（時(shí)間分配、項(xiàng)目的可用性、工作壓力、家庭、缺乏激勵(lì)）與支持（薪酬激勵(lì)、時(shí)間分配）研究等。綜上所述，教師的專業(yè)化發(fā)展在接下來可能會更多涉及線上與線下的結(jié)合培訓(xùn)、同伴和教師學(xué)習(xí)社區(qū)的可持續(xù)環(huán)境建立，或是專業(yè)學(xué)科與非專業(yè)學(xué)科的合作發(fā)展。

2.STEM 教育模型探究中虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的開發(fā)及應(yīng)用。由突現(xiàn)關(guān)鍵詞環(huán)境、學(xué)校及近三年關(guān)鍵詞模型（model）、K-12 及其文獻(xiàn)內(nèi)容分析，近幾年STEM 多個(gè)學(xué)科的整合發(fā)展是一大趨勢，其目的是為了實(shí)現(xiàn)STEM 教育培養(yǎng)目標(biāo)中對于新一代具備解決問題技能的復(fù)合型人才的培養(yǎng)，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，以技術(shù)作為連接STEM 各個(gè)學(xué)科的橋梁是STEM 發(fā)展的方向。因此以技術(shù)手段為基礎(chǔ)、利用計(jì)算機(jī)來構(gòu)建K-12 虛擬模擬學(xué)習(xí)環(huán)境的模型設(shè)計(jì)作為一種新興的教學(xué)策略，獲得了教育研究者的認(rèn)可。比如基于小學(xué)科學(xué)教育計(jì)算機(jī)建模的游戲?qū)W習(xí)環(huán)境—水晶島的設(shè)計(jì)中，通過一系列的飛行員和實(shí)地測試描述水晶島的演變過程，并結(jié)合課堂整合研究的開展進(jìn)行研究，研究人員認(rèn)為“基于游戲的學(xué)習(xí)環(huán)境對課堂的科學(xué)教育有很大的幫助。這一發(fā)現(xiàn)支持了基于游戲的學(xué)習(xí)環(huán)境不僅增加了學(xué)生的參與度，而且對科學(xué)主題和解決問題的技能產(chǎn)生了積極的影響”[19]。這也表明了基于技術(shù)支持下構(gòu)建的游戲?qū)W習(xí)環(huán)境為STEM 教育提供了巨大的潛力。

VESLL（Virtual Engineering Sciences Learning Lab）是一個(gè)“在虛擬環(huán)境中提供交互式對象和學(xué)習(xí)活動、多媒體展示和即時(shí)反饋程序，通過一系列關(guān)鍵的量化技能和概念指導(dǎo)學(xué)生的用于支持STEM 教育的在線互動環(huán)境”。它被認(rèn)為是解決工程教育中的障礙（如有限的課程資源的可及性問題的解決）和解決婦女及其他群體在STEM 學(xué)科中所占比例較低問題的補(bǔ)救措施。研究表明，VESLL 作為一個(gè)跨學(xué)科、旨在加強(qiáng)合作學(xué)習(xí)和解決問題策略整合的互動式教育創(chuàng)新虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，不僅在提供積極的學(xué)習(xí)體驗(yàn)上有很強(qiáng)的潛力，還能為學(xué)生提供富有想象力的、互動的方式來參與STEM，對解決STEM 中工程教育問題有很大幫助[20]。

3.整合多學(xué)科的STEAM 等教育的發(fā)展。在對STEM 文獻(xiàn)內(nèi)容分析中，在2015 年之前，關(guān)于STEAM 的研究處于空白狀態(tài)，并沒有出現(xiàn)相關(guān)的研究文獻(xiàn)。但自2015 年起三年間共計(jì)有10 篇關(guān)于STEAM 的研究文獻(xiàn)，由此可見近年來STEAM 教育引起了研究者的關(guān)注。STEAM 在STEM 科學(xué)中融入了“Arts”人文科學(xué)的理念，旨在以數(shù)學(xué)、工程、藝術(shù)為基礎(chǔ)，掌握科學(xué)與技術(shù)知識[21]。韓國對于STEAM 研究主要集中在STEAM 教學(xué)方式（項(xiàng)目學(xué)習(xí)）、培養(yǎng)目標(biāo)研究及相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域研究等。Kim[22]通過車輪模型的設(shè)計(jì)，將8 個(gè)核心學(xué)科（科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)、歷史、地理、目錄學(xué)）納入學(xué)科研究，發(fā)展成為一個(gè)多學(xué)科體系。在實(shí)現(xiàn)車輪模型的方式上使用執(zhí)行項(xiàng)目的方法來實(shí)現(xiàn)，研究表明，基于車輪模型的STEAM教育是有意義的，能夠在進(jìn)行項(xiàng)目的同時(shí)進(jìn)行學(xué)術(shù)研究和創(chuàng)造某種產(chǎn)品。有研究者提出，STEAM 教育培養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)意。而創(chuàng)意包含工程學(xué)的概念，對工程的價(jià)值根植于工程師的解決問題能力，因此工程可被定性為一個(gè)產(chǎn)生有效的、新穎的問題解決方案的過程，屬于創(chuàng)意的特殊情況[23]。

從發(fā)展趨勢來說STEAM 跨學(xué)科整合的多學(xué)科體系、與工程領(lǐng)域的聯(lián)系及實(shí)踐研究都值得關(guān)注。同時(shí)，在STEAM 教育中，與3D 打印技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)系也將越來越多。

四、展望

STEM 教育仍在發(fā)展中，其研究也還未詳盡，在進(jìn)一步深入的研究中，今后的研究可能會從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

第一，基礎(chǔ)教育階段STEM 教育的連貫性及銜接性的發(fā)展研究。STEM 教育的研究階段主要集中在中小學(xué)基礎(chǔ)教育、高等教育，而忽視了學(xué)前幼兒教育與基礎(chǔ)教育和高等教育的連貫性及銜接問題。

第二，對STEM 教育本土化研究會更加深入。美國是STEM 教育的引領(lǐng)者，對于效仿美國STEM 教育的其他國家而言，從本國國情、學(xué)情出發(fā)探索適合國家本土化的STEM 教育是必須應(yīng)對的問題。

第三，支持STEM 教育的政策制定與推行。政策的制定與推行能有效推動STEM 實(shí)踐的探索，也為STEM 教育的深度研究提供了堅(jiān)強(qiáng)的后盾。