STEAM教育研究現(xiàn)狀的文獻(xiàn)梳理與量化分析

張曉萌

（曲阜師范大學(xué) 傳媒學(xué)院，山東日照 276826）

STEAM 教育已經(jīng)在學(xué)校進(jìn)行了緩慢起步以及迅猛發(fā)展，2016年國家《教育信息化“十三五規(guī)劃”》中提出，跨學(xué)科學(xué)習(xí)的STEAM 教育，同時(shí)還提出眾創(chuàng)空間、創(chuàng)客教育等一系列的創(chuàng)新性的教育教學(xué)模式，STEAM 教育開始逐步得到學(xué)校教育教學(xué)的關(guān)注。本文主要利用CiteSpace 軟件對STEAM 教育相關(guān)文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞、關(guān)鍵詞時(shí)間信息、發(fā)文作者以及所屬研究機(jī)構(gòu)四個(gè)方面進(jìn)行可視化分析，透過淺層的可視化圖表剖析現(xiàn)象及其背后的原因，探索歸納出STEAM 教育發(fā)展過程中的熱點(diǎn)研究問題及發(fā)展策略。

一、研究設(shè)計(jì)

（一）文獻(xiàn)數(shù)據(jù)來源

所選文獻(xiàn)主要來源于中國學(xué)術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫（CNKI）。首先，以主題詞=“STEAM 教育”或含主題詞=“STEM 教育”對期刊文獻(xiàn)進(jìn)行高級檢索，選擇期刊來源為“核心期刊”和“CSSCI”，設(shè)置檢索時(shí)間為2010年1月至2020年4月，共檢索到中文文獻(xiàn)454 篇，通過對題目和摘要的粗略篩選，排除不符合主題研究的文獻(xiàn)，包括微新聞、月度看點(diǎn)、咨詢等不相關(guān)文獻(xiàn)，共篩選掉19 篇，最終得到435 篇樣本文獻(xiàn)用于文獻(xiàn)研究。

（二）研究方法與工具

本文主要采用文獻(xiàn)計(jì)量法和知識圖譜分析法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。文獻(xiàn)計(jì)量法是一種可以通過數(shù)據(jù)更客觀有效地觀察本質(zhì)的定量分析方法，借助大量文獻(xiàn)的各種特征來評估和預(yù)測科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。熱點(diǎn)知識圖可以以圖像的形式更直觀地顯示學(xué)科領(lǐng)域的前沿知識主題和熱點(diǎn)信息收集點(diǎn)，有利于研究者全方位、多層次的深入分析。

本研究采用Excel 軟件和具有可視化功能的CiteSpace 軟件繪制STEAM 教育的各類知識圖譜。通過研讀以往STEAM 教育領(lǐng)域的核心文章，并結(jié)合CiteSpace形成的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，概括研究熱點(diǎn)、梳理研究現(xiàn)狀、歸納STEAM 教育發(fā)展中存在的問題并提出解決策略。

二、研究結(jié)果與分析

（一）關(guān)鍵詞分析

關(guān)鍵字是對文章核心內(nèi)容的最精細(xì)的解釋。關(guān)鍵字共現(xiàn)的分析可以確定特定領(lǐng)域中的研究主題，并揭示主題之間的界限是否清晰。運(yùn)用CiteSpace 可視化軟件，將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)選擇為“keyword”，對435 篇期刊進(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）。年輪大小以及詞條字體大小表示關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次的高低，年輪之間的細(xì)線表明各關(guān)鍵詞之間存在相關(guān)性。

圖1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖

以“STEM 教育”“STEM”“STEAM 教 育”“創(chuàng) 客 教育”“美國”“STEAM”“科學(xué)教育”等高頻關(guān)鍵詞為中心形成了顏色較深、范圍較大的年輪，說明關(guān)于STEAM 教育的文章中對于這些關(guān)鍵詞的研究熱度較高。

由于在進(jìn)行檢索時(shí)的主題詞選擇的是“STEAM 教育”“STEM 教育”，所以這兩類關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次自然很高，其中“STEAM 教育”和“STEAM”共出現(xiàn)85 次；“STEM 教育”和“STEM”共出現(xiàn)246 次，這表明研究者對于STEM 教育的研究時(shí)間更早也更為廣泛。但從圖1 中可以看出，以“創(chuàng)客教育”“創(chuàng)客”“創(chuàng)客空間”為代表的關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次也較高，這在一定程度上可以反映出STEAM 教育和創(chuàng)客教育不斷相融合的一種趨勢。

單從語義層面看，反啟蒙即是啟蒙的對立面，然而實(shí)際上這兩個(gè)術(shù)語本身及它們之間的關(guān)系遠(yuǎn)沒有這么簡單。就啟蒙自身而言，對于什么是啟蒙這個(gè)問題歷經(jīng)無數(shù)思想家、哲學(xué)家的論述迄今依然沒有定論。因此，作為其語義上的對立面的反啟蒙也不能一概而論，而實(shí)際上反啟蒙的復(fù)雜性也印證了這一點(diǎn)。因此，有必要效仿18世紀(jì)那個(gè)著名的提問來問一下“什么是反啟蒙”？

從關(guān)鍵詞的頻次及中心性可以看出，中小學(xué)的STEAM 教育還未獲得足夠的重視，近年來，越來越多的技術(shù)在教育中的創(chuàng)新性運(yùn)用促進(jìn)教育教學(xué)效果的不斷發(fā)展，許多中小學(xué)也開展了一系列STEAM 項(xiàng)目，如機(jī)器人技術(shù)、3D 打印和創(chuàng)客等，并取得了一定的成果。但是，由于受到政策支持力度、學(xué)科滲透及有效評價(jià)等的影響，無法滿足對于學(xué)生STEAM 整合能力的發(fā)展需求。

（二）研究內(nèi)容分析

將聚類包含的關(guān)鍵詞按照時(shí)間線鋪開后得到關(guān)鍵詞時(shí)間線信息圖（圖2）。

圖2 關(guān)鍵詞時(shí)間線信息圖

每個(gè)聚類詞前面的數(shù)字代表了該聚類中所包含關(guān)鍵詞種類的多少，同一聚類中的若干個(gè)關(guān)鍵詞都是存在緊密關(guān)聯(lián)的，圍繞這些聚類詞，在同一信息線上的內(nèi)容是由此延伸出來的相關(guān)內(nèi)容。從圖2 可以看出，研究熱點(diǎn)主要集中于STEAM 教育的理論研究、STEAM 教育與創(chuàng)客教育的融合、STEAM 教學(xué)設(shè)計(jì)與課程開發(fā)。

1.落地開花——理論研究逐步轉(zhuǎn)為教學(xué)實(shí)踐

由圖2 中第七聚類“中小學(xué)”可以看出，關(guān)于STEAM教育的研究最早是從中小學(xué)領(lǐng)域中STEM 理念的提法開始的；第三聚類“美國”以及第五聚類“美國STEAM 教育”中可以看出，剛開始對STEAM 教育進(jìn)行接觸時(shí)，研究者的研究重點(diǎn)多聚焦于美國的STEAM 教育理念，包括基本概念、基本理論、應(yīng)用實(shí)踐等的翻譯借鑒；在第二聚類“STEAM 課程”中可以看出在2012年STEM 的年輪圈最大，說明在早期的STEAM 課程研究階段，研究者多關(guān)注于基本概念、理論的解讀。

在第二聚類“STEAM 課程”時(shí)間線上可以看出，從2015年開始出現(xiàn)“課程整合與教學(xué)啟示”，說明研究者已經(jīng)開始關(guān)注STEAM 課程資源的設(shè)計(jì)開發(fā)，注重將理論與實(shí)際課堂相結(jié)合；2016年初開始關(guān)注“教學(xué)設(shè)計(jì)”“教師培養(yǎng)”和“科學(xué)課程”等領(lǐng)域，并結(jié)合“人工智能”“互聯(lián)網(wǎng)+”等新興技術(shù)，更加關(guān)注STEAM 對于實(shí)際課堂教學(xué)的促進(jìn)作用，注重STEAM 教師的培養(yǎng)，致力于設(shè)計(jì)開發(fā)系統(tǒng)、完善、有效的STEAM 教育課程。

2.整合創(chuàng)新——STEAM 教育與創(chuàng)客教育滲透融合

STEAM 教育緣起于美國，最早是以政府政策的形式呈現(xiàn)的，其注重的是跨學(xué)科學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識在項(xiàng)目中的應(yīng)用，是一種過程導(dǎo)向的教育形式；創(chuàng)客教育緣起歐美地區(qū)的創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)，核心要義是創(chuàng)造，在創(chuàng)作的過程中會(huì)使用到一些學(xué)科知識，是以結(jié)果為導(dǎo)向，更加注重最終的成品。STEAM 教育與創(chuàng)客教育雖在緣起、核心要義等方面有所出入，但二者都涉及了跨學(xué)科、多學(xué)科的融合。

由圖2 可以看出，包含關(guān)鍵詞種類最多的第一聚類就是“創(chuàng)客”，在第一聚類時(shí)間線上2014年開始出現(xiàn)“STEAM 教育”，最早關(guān)于STEAM 教育與創(chuàng)客教育融合的文章是由北京師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)院的傅騫、王辭曉撰寫的《當(dāng)創(chuàng)客遇上STEAM 教育》，文章指出將創(chuàng)客教育與STEAM 教育二者相互融合，注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。二者的不斷融合有利于將STEAM 教育的理念落地于創(chuàng)客教育的實(shí)踐中來，尤其是以STEAM 教育中的“工程（Engineering）”的思想和模式讓學(xué)生在“做中學(xué)”，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和動(dòng)手創(chuàng)造能力的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人的偉大目標(biāo)。由此可以看出，STEAM 教育與創(chuàng)客教育的創(chuàng)新融合會(huì)是研究者重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。

3.回歸課堂——注重STEAM 教學(xué)設(shè)計(jì)與課程開發(fā)

由圖2 可以看出，在第二聚類“STEAM 課程”中最早開始出現(xiàn)關(guān)鍵詞“教學(xué)設(shè)計(jì)”是在2016年，在此之前，2014年在第四聚類“STEAM”中出現(xiàn)關(guān)鍵詞“基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)”；2015年第七聚類“中小學(xué)”中出現(xiàn)關(guān)鍵詞“課程設(shè)計(jì)”。STEAM 教學(xué)設(shè)計(jì)是以典型的項(xiàng)目式教學(xué)為主，注重在情境中學(xué)習(xí)，解決實(shí)際生活中存在的現(xiàn)實(shí)問題等，教學(xué)主要按照策劃、設(shè)計(jì)、制作流程三個(gè)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)，在這個(gè)過程中集中培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)思維和工程思維。

STEAM 教育課程設(shè)計(jì)的開放性，一方面，能夠釋放學(xué)生的潛能，充分發(fā)揮想象力，培養(yǎng)設(shè)計(jì)思維和發(fā)散性思維，在解決實(shí)際問題的過程中可以培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力和知識運(yùn)用能力，將新興技術(shù)合理的應(yīng)用與教育教學(xué)，指引學(xué)生的職業(yè)生涯規(guī)劃；另一方面，STEAM 教育展現(xiàn)其優(yōu)勢的同時(shí)也對STEAM 教學(xué)設(shè)計(jì)和課程開發(fā)提出了更高的要求和更大的挑戰(zhàn)，現(xiàn)如今，STEAM 教育的課程實(shí)施也面臨著教學(xué)課時(shí)不夠、課程資源不足以及學(xué)生先前知識匱乏的情況。課程資源的設(shè)計(jì)多依靠翻譯一些已有的教學(xué)形式，不乏存在以一種拿來主義的形式借鑒的情況，這也造成了課程不系統(tǒng)，很多課程僅依靠硬件和技術(shù)，偏向于技術(shù)操縱的教育，偏向于技能培養(yǎng)。

盡管STEAM 課程設(shè)計(jì)存在一定的難度，但是越來越注重STEAM 教學(xué)設(shè)計(jì)和課程資源的開發(fā)已然成為趨勢。

（三）發(fā)文作者分析

將搜集到的435 篇文獻(xiàn)導(dǎo)讀到CiteSpace 中，僅勾選“Author”選項(xiàng)，得到STEAM 教育發(fā)文作者共現(xiàn)情況。節(jié)點(diǎn)上年輪的大小表示作者發(fā)表的文章數(shù)量，年輪越大，發(fā)文數(shù)量越多，年輪之間的連接線表明了作者之間的緊密關(guān)系。

1.通力協(xié)作——形成跨校合作共同體

其中以袁磊為主，與趙玉婷、王巍等人組成了一個(gè)跨校合作共同體，袁磊曾任東北師范大學(xué)教育技術(shù)系主任，現(xiàn)任廣西師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)科帶頭人，專注于信息技術(shù)教育和STEAM 教育的研究，趙玉婷、王巍等文獻(xiàn)所屬單位為東北師范大學(xué)。

2018年東北師范大學(xué)袁磊、趙玉婷在《現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育》期刊上所發(fā)表的《STEAM 理念與小學(xué)“研究性學(xué)習(xí)”課程的深度融合研究》一文中表明，要在理論研究的基礎(chǔ)上，提出STEAM 理念與小學(xué)課堂中的研究性學(xué)習(xí)深度融合的基本思路。2019年廣西師范大學(xué)袁磊與東北師范大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院張昱昕在“開放教育研究”期刊上發(fā)表的《學(xué)科課程項(xiàng)目化：STEAM 課程內(nèi)容設(shè)計(jì)》一文中提出STEAM 課程內(nèi)容設(shè)計(jì)的相關(guān)理念、遵循的原則、課程資源的開發(fā)流程以及可供參考的教學(xué)設(shè)計(jì)案例。在以袁磊為主的團(tuán)隊(duì)中，根據(jù)發(fā)表文獻(xiàn)的內(nèi)容可以看出，所關(guān)注的重點(diǎn)主要在STEAM 課程資源設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)實(shí)踐上，逐漸從STEAM 教育概念的探討轉(zhuǎn)變?yōu)閷τ谡n程內(nèi)容的總體設(shè)計(jì)，這也將是STEAM 教育研究的關(guān)注熱點(diǎn)和重要趨勢。

2.領(lǐng)域滲透——促進(jìn)STEAM教育多元發(fā)展

同樣，河南大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院的趙慧臣、陸曉婷等人之間也有較強(qiáng)的聯(lián)系與合作關(guān)系。在以趙慧臣為主要發(fā)文作者的《跨學(xué)科視野下“工匠型”創(chuàng)新人才的培養(yǎng)策略——基于美國STEAM 教育活動(dòng)設(shè)計(jì)的啟示》一文中，發(fā)文作者的所屬單位是河南大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院現(xiàn)代教育研究所、河南省教育信息化發(fā)展研究中心以及河南大學(xué)圖書館，發(fā)文作者所屬單位的多樣性也在一定程度上表明了STEAM 教育的跨學(xué)科性、融合性和多元性。這對于未來STEAM 教育的研究提供了一定的借鑒作用，關(guān)注STEAM 教育的各學(xué)科、各領(lǐng)域的滲透融合將是研究關(guān)注的熱點(diǎn)。

對發(fā)文作者共現(xiàn)圖進(jìn)行整體分析來看，各個(gè)研究團(tuán)體之間的聯(lián)系程度并不高，較為分散，從這一方面來說，研究團(tuán)體之間的零散分布并不利于STEAM 教育的融會(huì)貫通。

（四）研究機(jī)構(gòu)分析

運(yùn)用CiteSpace 軟件，對435 篇文獻(xiàn)作者所在的單位或機(jī)構(gòu)進(jìn)行聚類分析，得到研究機(jī)構(gòu)共現(xiàn)情況。從每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間連接的緊密程度可以看出，STEAM 教育研究的同區(qū)域合作以及跨區(qū)域合作都有良好的發(fā)展，同一地域的研究機(jī)構(gòu)合作關(guān)系中，南京師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院與南京師范大學(xué)教師教育學(xué)院、南京曉莊學(xué)院環(huán)境科學(xué)學(xué)院聯(lián)系密切，合作度高；在跨區(qū)域機(jī)構(gòu)合作研究方面，北京師范大學(xué)教育學(xué)部和陜西師范大學(xué)教育學(xué)院有較強(qiáng)聯(lián)系，另外東北師范大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院與廣西師范大學(xué)教育學(xué)部也存在較強(qiáng)關(guān)聯(lián)，這與以袁磊為主的研究團(tuán)體的研究具有極大的關(guān)聯(lián)，學(xué)科帶頭人的跨校調(diào)動(dòng)推進(jìn)了研究成果跨校、跨區(qū)域的交流。

研究機(jī)構(gòu)總體上呈現(xiàn)出同區(qū)域與跨區(qū)域并存、機(jī)構(gòu)合作較為分散、機(jī)構(gòu)間關(guān)聯(lián)較弱且不夠密集的分布情況，這在一定程度上可以反映出STEAM 教育研究機(jī)構(gòu)的同區(qū)域合作以及跨區(qū)域合作都有良好的進(jìn)展，但機(jī)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)性仍有待加強(qiáng)，區(qū)域發(fā)展不均衡，研究機(jī)構(gòu)主要聚集在高校信息技術(shù)學(xué)院以及專業(yè)培養(yǎng)機(jī)構(gòu)，加大跨區(qū)域的多方合作，更有利于STEAM 教育的長遠(yuǎn)發(fā)展和將研究成果在機(jī)構(gòu)之間實(shí)現(xiàn)落地、開花、結(jié)果般的實(shí)質(zhì)性轉(zhuǎn)變。

綜上所述，《中國教育現(xiàn)代化2035》明確指出，有必要促進(jìn)智能技術(shù)與教育教學(xué)全過程的深度融合，充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，建設(shè)智能學(xué)習(xí)空間和學(xué)習(xí)體驗(yàn)中心等，以促進(jìn)場景風(fēng)格，體驗(yàn)式和沉浸式學(xué)習(xí)。在新的時(shí)代背景下，為STEAM 教育的改革提供了機(jī)會(huì)和條件，但同時(shí)也提出了更高的要求，如何引領(lǐng)STEAM 教育發(fā)展？如何在當(dāng)前中小學(xué)中開發(fā)本土化的STEAM 課程資源？如何創(chuàng)新性的培養(yǎng)具有問題解決能力的21 世紀(jì)人才？這些問題仍需要我們緊跟信息技術(shù)發(fā)展演進(jìn)的步伐，結(jié)合學(xué)生身心發(fā)展及教育改革的浪潮，齊頭并進(jìn)，改革創(chuàng)新，形成切實(shí)可行的本土化、中國化的STEAM 教育體系。