基于可視化大數據的STEAM教育研究狀況分析

翟晶敏

摘? 要 我國大力提倡探索STEAM教育、創客教育等新教育模式。利用大數據對STEAM教育進行篩選，通過可視化分析，認識STEAM教育在我國的發展歷程、趨勢、熱點，便于明確研究主題、發展方向和未來進程。對STEAM教育研究情況進行概述，利用可視化大數據對STEAM教育進行分析研究，研究內容包括論文發表量、基金項目分布、研究人員機構、關鍵詞網絡共現等主題。

關鍵詞 STEAM教育;大數據;創客教育

中圖分類號：G630? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）01-0071-03

1 STEAM教育研究綜述

STEAM教育模式來源于美國[1]，五個大寫字母分別對應科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）、數學（Mathematics），其核心理念是以數學為基礎，從工程和藝術的角度解讀科學和技術[2]。STEAM通過跨學科教育整合，將五門學科融合應用，為現代社會的發展提供優秀的人力資源支持。它并不是簡單疊加五門學科，而是將不同學科知識通過跨學科方式加以整合，加強學科的交叉融合，形成有機整體，從而培養學生的解決問題能力、實踐操作能力以及創新精神[3-4]。

美國STEAM教育的形成是為了解決美國極度缺乏技術型與創新型理工科人才的問題，滿足美國社會發展對多元復合型人才的需求[5]。STEAM教育具有階段性的發展，經歷了STS—STEM—STEAM的發展階段。2006年，格雷特·亞克門（Georgette Yakman）在已有的STEM教育中融入代表人文藝術的Arts，創新性地提出STEAM教育理念[6]。增加了人文藝術（A），STEM教育的趣味性提高了，加強了學習者的主動性，利于培養全面發展的復合型人才，適應未來社會的挑戰，提高國家競爭實力[6]。

當前不少國家已經認同STEAM教育，通過STEM教育的途徑可以培養創新復合型人才，提升國家整體競爭力。我國大力提倡探索STEAM教育、創客教育等新教育模式。2015年9月，教育部發布《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》，指出鼓勵探索STEAM教育模式[7]。可見國家重視STEAM教育，并且大力支持發展STEAM教育。

2 STEAM教育研究的計量可視化分析

應用大數據對STEAM教育進行篩選，通過可視化分析，認識STEAM教育在我國的發展歷程、趨勢、熱點，便于明確研究主題、發展方向和未來進程。

中國知網STEAM論文發文量分析? 在中國知網（CNKI）全文數據庫中高級檢索，文獻分類目錄選定教育理論與教育管理、初等教育、中等教育，篇名選定STEAM或STEM，發表時間選擇從2011年1月1日開始，到2017年12月31日結束，檢索到的結果是365篇論文。其中2011年3篇，2012年4篇，2013年13篇，2014年20篇，2015年36篇，2016年68篇，2017年220篇，如圖1所示。

從圖1可以看出，2011年和2012年這兩年，論文發表屈指可數，表明我國剛開始嘗試研究STEAM教育;2013—2016年，論文發表量逐年翻倍，說明我國STEAM教育研究受到學術界重視;2017年論文發表量更是到達220篇，是2016年論文總量的三倍，反映在國家政策的支持下，我國STEAM教育研究已逐漸成為熱點，開始走向繁榮。

基金項目分布? 檢索的論文中有不少論文屬于國家級基金項目或省部級基金項目的階段性研究成果，如圖2所示。按照基金項目中包含論文數目多少對基金項目進行排序，依次是全國教育科學規劃、國家自然科學基金、河南省軟科學研究計劃、國家社會科學基金、國家留學基金、國家科技支撐計劃、湖南省教委科研基金、國家高技術研究發展計劃、浙江省教委科研基金、上海市軟科學研究計劃、教育部留學回國人員科學基金、中國博士后科學基金、上海市科技攻關計劃、湖南省社會科學基金。其中，全國教育科學規劃14篇，國家自然科學基金5篇，河南省軟科學研究計劃5篇，國家社會科學基金4篇，國家留學基金2篇，國家科技支撐計劃2篇。

國家級基金項目反映了國內重點、熱點以及亟待解決的研究科研項目。排名前六的基金項目中就有五個是國家級基金項目，所占比重非常大，因而在研究項目領域起到帶頭引領作用。可見STEAM教育的研究受到國家及各方基金委員會的重視，這反映出國家大力扶持STEAM教育的科學研究，開展STEAM教育是未來教育的發展趨勢。

論文所屬機構分布? 我國STEAM教育研究論文所屬機構分布如圖3所示，按論文發布數量，從左到右依次是華東師范大學、北京師范大學、上海師范大學、南京師范大學、河南大學、首都師范大學、東北師范大學、陜西師范大學、東南大學、廣西師范大學、華南師范大學、天津師范大學、武漢大學、四川師范大學、華中師范大學、浙江師范大學、北京教育學院、河南師范大學、西北師范大學、湖南師范大學、南京曉莊學院、中國教育科學研究院、重慶師范大學、黑龍江省科學技術館、北京商報、西南大學、清華大學、溫州大學、上海外國語大學、曲阜師范大學、北京市景山學校、重慶市第一中學、北京理工大學、南昌師范高等專科學校、湖南省科學技術館、佛山科學技術學院、中國駐紐約總領事館、沈陽師范大學、中南大學、南京外國語學校、中國人民大學附屬中學、西安市高新國際學校、廣東外語外貿大學、北京大學、云南師范大學、山東師范大學、江蘇吳江松陵鱸鄉實驗小學、北京郵電大學、南京城市職業學院。排名前十的高校中有八所是師范大學，體現了STEAM教育研究在師范類學校起步較早，受到教育學者的廣泛關注。分析研究論文的全部機構，其中絕大多數是大學，有少量的研究院、中小學及其他單位。這說明對于STEMA教育的研究還集中于學術界理論研究，教學一線應用實踐的中小學機構較少。

關鍵詞分析（圖4）

1）通過可視化的方法可以分析文章的主題，圖片中的圓圈大小反映了該詞對應的主題出現的頻次高低。可以看出頻次較多的關鍵詞有STEM教育（176次）、STEM（51次）、創客教育（40次）、STEAM教育（37次）、STEAM（29次）、美國（23次）、科學教育（19次）、創新能力（11次）、核心素養（10次）。處于中心的“STEM教育”出現頻次最高共有176次，與所有關鍵詞都有聯系，是研究的核心內容。這九個關鍵詞的頻次最高，反映出教育研究者關注的重點圍繞這些關鍵詞開展，是研究內容的熱點主題。

2）連接線的粗細表示兩個節點詞的共現頻次，可視化的連線粗細反映了主題間的聯系密切程度。可以看出較粗的連接線對應的主題有STEM教育與創客教育（15次）、STEM教育與美國（13次）、STEM教育與科學教育（9次）、STEM教育與教學模式（6次）、STAEM教育與創新能力（6次）。這五個主題反映了當下STEM教育的研究熱點，教育研究人員現在的研究重點大部分集中在此。這五個主題反映了現在STEAM教育的熱點主要集中在STEAM教育與創客教育的融合，國外理論介紹、經驗總結和成果介紹、STEAM教育教學本土化課程體系的建設、跨學科整合下的人才培養。

3）頻次較低的邊緣關鍵詞有中小學、3D打印、教學模式、教學設計、課程設計、教學策略、基礎教育、互聯網、科技館和小學教育等，這些主題的論文發布時間都是近期，具有前瞻性，體現了研究重點開始由理論走向實踐，值得研究者關注。雖然這些主題目前還不是熱點，但是在不久的將來將是研究的熱點內容，得到廣大研究者的重視，體現我國未來研究的方向。

3 STEAM大數據分析的啟示

我國STEAM教育研究還處于探索階段，剛剛起步，但是在學術界的帶領下呈現日漸繁榮之勢，日后將逐漸發展成熱點研究。學術界和高校的研究多處于國外理論介紹、經驗總結和成果介紹階段。研究熱點以學習美國為主，也有少部分嘗試結合國內的情景，但是實踐探索的不多，缺乏可推廣的適合我國國情的STEAM課堂教學模式以及一線課堂教學的實踐研究，因此，我國STEAM教育迫切需要教學一線的實踐探索。

STEAM作為跨學科整合型課程，課堂教學模式有別于傳統的教學，因此對學校資源建設及教師跨學科整合能力提出較高的要求，STEAM教育的實施是我國中小學面臨的挑戰。基于此，我國推行STEAM教育應重視課堂教學模式、課程設計及教學一線的課堂實施。■

參考文獻

[1]蔡蘇，王沛文.美國STEM教育中社會組織的作用及對我國的啟示[J].中國電化教育，2016（10）：74-78.

[2]趙慧臣，陸曉婷.開展STEAM教育，提高學生創新能力：訪美國STEAM教育知名學者格雷特·亞克門教授[J].開放教育研究，2016（5）：4-10.

[3]董宏建，白敏.中國理工科STEM教育發展探究[J].現代教育技術，2016（7）：12-17.

[4]余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究，2015（4）：13-22.

[5]范文翔，趙瑞斌，張一春.美國STEAM教育的發展脈絡、特點與主要經驗[J].比較教育研究，2018（6）：17-26.

[6]Yakman G. STEAM education： An Overview of Crea-ting a Model of Integrative Education[EB/OL].[2017-09-13].http：//steamedu.com/wp-content/uploads/2014/12/2008-PATT-Publication-STEAM.pdf.

[7]尹合棟，陳軍.“互聯網+”環境下新建應用型本科院校教育信息化建設構想：以重慶第二師范學院為例[J].重慶高教研究，2015（6）：87-94.