國內(nèi)STEAM教育研究熱點及趨勢

陳月 楊上影 甘有洪 田雨林

摘要：隨著社會各界對現(xiàn)代化教學(xué)的不斷反思，STEAM教育開始走進學(xué)者的視野，相應(yīng)的研究成果也逐漸增多。STEAM教育旨在打破傳統(tǒng)教學(xué)的框架，著重培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力和創(chuàng)新意識。文章以2013-2019年CNKI收錄的388篇以STEAM教育為主題的文獻資料為樣本，運用CNKI計量可視化應(yīng)用得到樣本文獻的發(fā)文量趨勢圖和可視化軟件CiteSpace繪制出關(guān)鍵詞、作者及研究機構(gòu)、突現(xiàn)詞的知識結(jié)構(gòu)圖譜。研究發(fā)現(xiàn)，STEAM教育相關(guān)文獻從時間上看在2013-2015年逐漸涌現(xiàn)，2015-2018年文獻量迅速增加;在內(nèi)容上看，研究熱點有“中小學(xué)”“創(chuàng)客教育”“核心素養(yǎng)”等;文章最后給出思考與總結(jié)，以期為STEAM教育的繼續(xù)研究提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：STEAM教育;前沿?zé)狳c;可視化;CiteSpace

中圖分類號：TP3? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）24-0113-04

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

1 引言

近年來，隨著我國信息化進程的加快，傳統(tǒng)的教學(xué)已不能滿足現(xiàn)代社會對人才的要求，由于社會分工的不斷深化，學(xué)校在教學(xué)中以此為導(dǎo)向，將學(xué)科進行人為劃分，擬培養(yǎng)各學(xué)科專業(yè)人才。這雖然短期促進了學(xué)科的深化發(fā)展，培養(yǎng)了大量的各學(xué)科專業(yè)技術(shù)人才;但是長期來看，學(xué)生通過孤立的學(xué)科學(xué)習(xí)，難以構(gòu)建全面科學(xué)的知識理論框架，導(dǎo)致了學(xué)科之間的分裂，[1]從而難以達到學(xué)科的交叉融合，不利于學(xué)生知識體系的完整統(tǒng)一，制約著學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。[2]STEAM教育旨在通過多學(xué)科的學(xué)習(xí)，提高孩子的各領(lǐng)域綜合素養(yǎng)。同時，通過教育和生產(chǎn)勞動的結(jié)合，讓教育培養(yǎng)出符合信息化時代的復(fù)合型創(chuàng)新人才。[3]

具體來看，STEAM教育是科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)的簡稱。[4]2016年教育部發(fā)布的《教育信息化十三五規(guī)劃》中，明確提出“積極探索信息技術(shù)在‘創(chuàng)造空間等新型教育模式中的應(yīng)用，跨學(xué)科學(xué)習(xí)（STEAM教育）和創(chuàng)造性教育，培養(yǎng)全面的創(chuàng)新型人才。”[5]STEAM教育致力于破除學(xué)科之間的界限，把有關(guān)課程進行融合交叉，構(gòu)成知識邏輯框架，幫助解決實際問題。它不僅能讓學(xué)科實現(xiàn)融合，更是一種新的教學(xué)理念和模式;同時能提高學(xué)生的創(chuàng)造力和實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。因此，了解我國STEAM教育的整體發(fā)展概況，把握STEAM教育的研究前沿與熱點，梳理該領(lǐng)域的熱點話題，顯得十分必要。

為此，筆者使用CiteSpace軟件對STEAM教育研究領(lǐng)域的關(guān)鍵詞、文獻作者、機構(gòu)等相關(guān)信息進行可視化分析，嘗試借此對STEAM教育的發(fā)展?fàn)顩r，研究熱點，主要的研究趨勢和研究力量做出描繪，總體把握STEAM教育發(fā)展概況，最終梳理出國內(nèi)STEAM教育的研究熱點、趨勢和前沿，為其他研究者在STEAM教育領(lǐng)域進行研究提供借鑒和思考。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中選擇“高級檢索”，繼續(xù)選擇“主題”檢索，檢索條件主題為“STEAM教育”、檢索區(qū)間從2013-2019年，題錄信息采集時間為2019年3月3日，共檢索出388篇文獻。以6年間的主題為STEAM教育的研究文獻作為研究樣本。

2.2 研究方法和工具

文獻計量法采用統(tǒng)計學(xué)和數(shù)學(xué)的方法來描述和評價文獻資料的外部特征，從而預(yù)測該研究領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀與趨勢發(fā)展，是一種定量分析方法，輸出內(nèi)容也是量化的。先利用CiteSpace對下載的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，以預(yù)處理后的文件作為數(shù)據(jù)源，接著再使用CiteSpace進行可視化操作。

文獻計量軟件CiteSpace是陳超美博士基于JAVA平臺開發(fā)，可用于對文獻資料中的最新趨勢和動態(tài)進行識別與可視化，在科學(xué)文獻計量分析領(lǐng)域被廣泛地使用。通過CiteSpace能夠進行作者、機構(gòu)和關(guān)鍵詞等信息的共現(xiàn)分析，通過聚類圖和時間區(qū)域圖能夠清晰地展示特定研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀、熱點和前沿。同時，文章還使用Excel對文獻年發(fā)文量，作者發(fā)文量，機構(gòu)發(fā)文量、關(guān)鍵詞等部分數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計描述和分析。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 STEAM教育研究年發(fā)文量

圖1為2013-2018年CNKI數(shù)據(jù)庫中關(guān)于STEAM教育為主題的發(fā)文量走勢圖，對STEAM教育為主題的文獻在CNKI計量可視化分析后可以看出文獻的總體發(fā)文量呈快速上升趨勢，由上升的梯度可將STEAM教育研究領(lǐng)域劃分為兩個階段：第一階段：平穩(wěn)發(fā)展期（2013-2015），這期間發(fā)文量相對較少，自從2013年第一屆中小學(xué)STEAM教育創(chuàng)新論壇在溫州舉辦，[6]STEAM開始在我國被提及，STEAM教育還只是概念的提及，學(xué)者對這方面的研究并不多。第二階段：快速發(fā)展期（2015-2018），2015年后，文獻數(shù)量迅速增加，這期間呈現(xiàn)爆發(fā)式增長， 2018年達到頂峰，相關(guān)發(fā)文量達到189篇，占總發(fā)文量的51.2%。增長近37倍。STEAM教育年發(fā)文量由2013年的5篇到2018年的189篇，增長近37倍，分析其原因，2015年國務(wù)院提出“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”，隨后創(chuàng)客教育、STEAM教學(xué)模式開始走進中小學(xué)課堂。[7]隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，STEAM教育能激發(fā)孩子的好奇心和動手探索能力，在實踐中培養(yǎng)創(chuàng)新意識。可見STEAM教育在國家政策引領(lǐng)下，相關(guān)的研究成果也逐漸增多，不斷受到學(xué)者們的關(guān)注和重視，已經(jīng)成為一個熱點話題。由于樣本選擇截至2019年3月，這一年度的期刊數(shù)量不能完全統(tǒng)計，故不能完全反映出這一年的發(fā)文情況。

3.2 STEAM教育研究熱點分析

關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜：

頻次和中心性較高的關(guān)鍵詞說明是該時期研究者研究的熱點問題。從表1中發(fā)現(xiàn)，2013-2015年間的研究的熱點關(guān)鍵詞有：STEAM、中小學(xué)、創(chuàng)客教育，說明該階段主要探討了STEAM教育主要應(yīng)用于中小學(xué)，STEAM和創(chuàng)客教育的研究通過游戲及活動的設(shè)計，培養(yǎng)中小學(xué)生獨立思考和動手實踐的能力。2015-2018年間的研究熱點有：創(chuàng)客、教育理念、核心素養(yǎng)、創(chuàng)新能力、創(chuàng)客空間、STEM、課程設(shè)計等，可以分析出STEAM教育研究主題主要集中在創(chuàng)客教育、創(chuàng)新能力、核心素養(yǎng)的探討層面上。STEAM教育重視學(xué)科之間融合，關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，未來的教育目標(biāo)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新整合能力，能夠發(fā)現(xiàn)問題，動手實踐的人才。

圖2是STEAM教育關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜，圖中每個十字架節(jié)點代表一個關(guān)鍵詞，十字架的大小表示關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次，十字架越大，該關(guān)鍵詞的頻次越高，能體現(xiàn)出該領(lǐng)域的研究熱點，連接線代表關(guān)鍵詞之間的共現(xiàn)關(guān)系。由圖2可看出，圖譜中最大的節(jié)點是STEAM教育，隨后依次是STEAM、創(chuàng)客教育、核心素養(yǎng)、創(chuàng)新能力、創(chuàng)客、中小學(xué)、創(chuàng)客空間、教育理念、課程設(shè)計等。這說明STEAM教育的研究主題主要集中在創(chuàng)新能力和中小學(xué)課程教學(xué)的討論中。在現(xiàn)實中，STEAM教育主要通過編程和媒體制作軟件在中小學(xué)教育中推廣，并多以通用技術(shù)課程、信息技術(shù)課程和綜合實踐課程為主。[8]

從關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜中看出，在STEAM教育相關(guān)領(lǐng)域中熱門的詞還有融合、科學(xué)教育、信息技術(shù)、課程改革，表明STEAM教育研究同樣關(guān)注教學(xué)模式的改革，關(guān)注學(xué)生如何在學(xué)習(xí)過程中更好地接受STEAM教育。STEAM教育重點在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，強調(diào)通過動手實踐與項目探索，在解決實際問題過程中將各學(xué)科知識融合，而諸多研究側(cè)重于探討STEAM教育的內(nèi)涵，并從核心素養(yǎng)、創(chuàng)新能力等維度和切入點展開研究。

突現(xiàn)詞指在某段時間內(nèi)出現(xiàn)次數(shù)較多或使用頻率較高的詞，我們可以根據(jù)突現(xiàn)詞的出現(xiàn)頻率變化就可以判斷某個領(lǐng)域的前沿發(fā)展趨勢。表1包含3個突現(xiàn)詞， “中小學(xué)”“STEAM”和“創(chuàng)客教育”表明我國STEAM研究高度集中在中小學(xué)及創(chuàng)客教育等方面。

3.3 研究合作網(wǎng)絡(luò)分布

1）作者合作網(wǎng)絡(luò)分析

利用CiteSpace可以分析某個研究領(lǐng)域的研究者之間的合作關(guān)系。對2013-2019.3月3日截止年間發(fā)表關(guān)于STEAM教育研究成果的作者進行了合作網(wǎng)絡(luò)分析，得到如下所示的效果圖。從圖3可以看出，國內(nèi)STEAM教育研究者之間的合作比較分散，發(fā)文量靠前的作者有王同聚，發(fā)文量8篇，排居第二的作者是彭敏和高云峰，發(fā)文量4篇，緊隨其后的是劉黨生，袁磊等。大多數(shù)作者的文獻發(fā)表數(shù)量是2篇。部分學(xué)者之間有合作，如李祖亮和李洪圳，王巍和袁磊，高云峰和師保國等，總體上合作密切度低。王同聚主要研究智能機器人科技教育、教育信息化應(yīng)用研究，關(guān)注STEAM教育、創(chuàng)客教育，思維能力的學(xué)習(xí)，是“智創(chuàng)空間”創(chuàng)始人，他注重實踐探究，提出基于智能機器人開展創(chuàng)客教育和STEAM教育，利用校本選修課和信息技術(shù)課在學(xué)校開設(shè)智能編程課程、組建興趣小組，認為“互聯(lián)網(wǎng)+”的提出對新型教育提出挑戰(zhàn)，STEAM課程和傳統(tǒng)課程有很大不同，重視項目化學(xué)習(xí)，跨學(xué)科學(xué)習(xí)，在實踐的過程中不斷激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。[9]彭敏認為STEAM教學(xué)通過學(xué)做合一，改變傳統(tǒng)的呆板教學(xué)方式，她提出了STEAM教育課程改革的難點和改革措施，需要提升教師教學(xué)技能，以適應(yīng)未來教育的發(fā)展。基于中美國情情況的差異，中國大班額的教學(xué)會影響STEAM在課堂上老師對學(xué)生的創(chuàng)新指導(dǎo)。開展STEAM教學(xué)，需要相應(yīng)的教學(xué)活動空間和資源，這就需要資金的提供。高云峰和師保國等學(xué)者提出學(xué)生為了適應(yīng)終身發(fā)展的需要應(yīng)具備創(chuàng)新素養(yǎng)能力，而steam教育提供了一個有效途徑。強調(diào)多學(xué)科的融合，不斷動手操練，從項目和問題中去培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)。[10]在跨學(xué)科環(huán)境下，STEAM教育與創(chuàng)客教育兩者融合對人才培養(yǎng)有促進作用。目前STEAM教學(xué)主要應(yīng)用于中小學(xué)生，作為教學(xué)內(nèi)容進入中小學(xué)還處于起步階段，較多的是以興趣班、課外活動、培訓(xùn)班的形式開展STEAM教學(xué)，盡管深知STEAM教育對學(xué)生邏輯思維、動手實踐等方面的能力有很大提升，但目前未進入國內(nèi)主流教育領(lǐng)域。

2）機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)分布

對文獻的研究機構(gòu)進行分析，各節(jié)點表示機構(gòu)文獻數(shù)量發(fā)表情況，節(jié)點越大，發(fā)文量越多，連接線表示機構(gòu)之間有合作關(guān)系，文獻高產(chǎn)機構(gòu)代表了這一領(lǐng)域的權(quán)威，它們是本領(lǐng)域研究相對集中的知識聚集地。從圖4可以看出節(jié)點互相之間連接線不多，各機構(gòu)之間聯(lián)系不是很密切，合作密度低。

（1）研究機構(gòu)的發(fā)文數(shù)量

圖4是關(guān)于STEAM教育發(fā)文量前18所機構(gòu)的分布情況，位居第一的陜西師范大學(xué)教育學(xué)院，其2017年發(fā)表了相關(guān)學(xué)術(shù)文章7篇;2016年廣州市教育信息中心發(fā)表了6篇，排居第二;清華大學(xué)航天航空學(xué)院、東北師范大學(xué)緊隨其后，各自發(fā)表了相關(guān)文章4篇。說明陜西師范大學(xué)、清華大學(xué)、東北師范大學(xué)、中國人民大學(xué)等師范高校在STEAM教育的研究中處于引領(lǐng)地位。從一定角度可以看出，STEAM教育依賴于教育科學(xué)研究。另外，河南省水利水電學(xué)校、中國人民大學(xué)附屬中學(xué)、西北師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)校也對STEAM教育的發(fā)展做出了重要貢獻。

（2）研究機構(gòu)地域分布

根據(jù)我國行政區(qū)域的劃分，STEAM教育的相關(guān)研究機構(gòu)發(fā)文量統(tǒng)計占比情況如下：西北地區(qū)占比19%，華北地區(qū)占比18%，華東地區(qū)占比16%，華中地區(qū)占比15%，華南地區(qū)和東北地區(qū)占比11%，西南地區(qū)占比8%，研究STEAM教育地域分布占比最高的西北地區(qū)主要集中在陜西師范大學(xué)，處于經(jīng)濟較好的省會城市，華北地區(qū)主要集中在北京，華東地區(qū)主要集中上海，華南地區(qū)主要集中在廣州，這些地區(qū)都是經(jīng)濟發(fā)展前沿的城市，西南地區(qū)分布的城市有四川、重慶，不過占比較少，呈現(xiàn)出非均衡化發(fā)展。（見表3）

4 研究結(jié)論

STEAM教育是培養(yǎng)綜合性人才的教育模式，對社會發(fā)展和教育變革都具有重要意義。[11]STEAM教育提倡在科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)學(xué)科中實現(xiàn)交互應(yīng)用，培養(yǎng)孩子各個方面的技能和創(chuàng)造。文章使用CiteSpace軟件對國內(nèi)STEAM教育進行可視化分析，探討了國內(nèi)STEAM教育近6年的發(fā)文量、熱點趨勢、作者及研究力量的分布，得到以下結(jié)論：

（1）根據(jù)發(fā)表文獻的時間趨勢圖表明，2015年以來，有關(guān)STEAM教育的研究文獻開始迅速增加，STEAM教育的研究步伐逐步加快，國內(nèi)STEAM教育相關(guān)研究文獻發(fā)文不多，但總體上文獻呈現(xiàn)上升趨勢，預(yù)測未來還會持續(xù)增長，說明STEAM教育開始進入一個熱點時期，根據(jù)文獻發(fā)文量的增多預(yù)計未來會有更多研究者參與到STEAM教育的研究。

（2）STEAM教育的研究者主要以廣州市教育信息中心王同聚、首都師范大學(xué)的師保國和清華大學(xué)高云峰等為代表，大多數(shù)研究者獨立開展研究，研究者之間缺乏廣泛合作;研究機構(gòu)力量主要分布在陜西師范大學(xué)教育學(xué)院、廣州市教育信息中心、清華大學(xué)航空航天學(xué)校，東北師范大學(xué)等，從機構(gòu)分布中可看出集中在高校居多，研究力量比較分散，機構(gòu)之間合作不夠密切。

（3）國內(nèi)STEAM教育的研究熱點主要集中在創(chuàng)客教育、核心素養(yǎng)、創(chuàng)新能力等，說明STEAM教育的研究主要是對中小學(xué)生核心素養(yǎng)、創(chuàng)造力的探討。在教學(xué)研究中，針對中小學(xué)教育研究較多，高等教育領(lǐng)域?qū)嵺`研究較少。突現(xiàn)詞檢測發(fā)現(xiàn)STEAM教育的研究前沿在STEAM、中小學(xué)和創(chuàng)客教育，研究熱點主要集中在中小學(xué)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

本研究的意義是通過citespace軟件對國內(nèi)STEAM教育研究成果文獻數(shù)據(jù)進行科學(xué)計量分析，準(zhǔn)確掌握國內(nèi)STEAM教育的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，以期能夠為STEAM教育后續(xù)研究給予借鑒和幫助。

參考文獻：

[1] 秦瑾若，傅鋼善.STEM教育：基于真實問題情景的跨學(xué)科式教育[J].中國電化教育，2017（04）：67-74.

[2] 王永斌.促進人的全面發(fā)展：教育創(chuàng)新的根本使命[J].當(dāng)代教育與文化，2010，2（05）：16-20.

[3] 劉贛洪，魏倩倩.近十年我國STEM教育研究之CiteSpace可視化分析[J].廣州廣播電視大學(xué)學(xué)報，2018，18（03）：19-23.

[4] 魏曉東，于冰，于海波.美國STEAM教育的框架、特點及啟示[J].華東師范大學(xué)學(xué)報（教育科學(xué)版），2017，35（04）：40-46.

[5] 胡畔，蔣家傅，陳子超.我國中小學(xué)STEAM教育發(fā)展的現(xiàn)實問題與路徑選擇[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2016，26（08）：22-27.

[6] 第一屆中小學(xué)STEAM教育創(chuàng)新論壇在溫州舉行[J].中國信息技術(shù)教育.

[7] 王娟，陳世超，王林麗，等.基于CiteSpace的教育大數(shù)據(jù)研究熱點與趨勢分析[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2016，26（02）：5-13.

[8] 曾婷.STEAM教育的內(nèi)涵、特征與實施路徑[J].教育現(xiàn)代化，2017（33）：271-273.

[9] 王同聚.創(chuàng)客教育和STEAM教育有助于提升學(xué)生創(chuàng)新思維能力[J].中國信息技術(shù)教育，2016（22）：66-67.

[10] 師保國，高云峰，馬玉赫.STEAM教育對學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的影響及其實施策略[J].中國電化教育，2017（04）：75-79.

[11] 胡畔，蔣家傅，陳子超.我國STEAM教育發(fā)展的現(xiàn)實困難與對策[J].中國信息技術(shù)教育，2015（09）：46-47.

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