我国高校STEM教育研究状况及发展趋势综述

徐奕菊

摘 要： STEM教育在全球教育领域广泛地展开，为未来教育中人才培养模式提供了一种新范式。高校是培养高级专门人才的重要场所，STEM教育对我国高校发展的重要性被越来越多的研究者重视。本文从我国高校STEM教育的元研究角度出发梳理了该领域的学术论文，结果表明：我国高校STEM教育处于起步阶段，但发展迅速，在基础研究和应用研究方面取得了不少成果，但处于初级研究阶段，在理论、方法、理论与实践相结合等方面的研究仍需加强，还要从研究内容、研究方法等方面提出建议，以期为以后的研究和实践提供借鉴。

关键词： STEM教育 研究综述 多维视角

一、引言

近年来，为提高全球竞争力，美国政府出台了一系列STEM教育政策，以培养具有STEM素养的综合人才。STEM教育由科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）的英文首字母组成，是一种多门学科融合的教育。STEM教育为我国高校提供了新的人才培养理念，开展STEM教育研究能够更好地指导高校教育教学实践。本研究属于我国高校STEM教育的元研究，综合分析了高校STEM教育领域研究成果、研究热点等，力图对我国高校STEM教育研究现状进行梳理，为今后的研究与实践提供借鉴。

二、研究设计

1.研究对象

本文的研究对象来源于CNKI即“中国期刊全文数据库”，截止到2018年6月份，以“STEM教育+高校”、“STEM教育+高等教育”为主题词进行检索，得到74篇相关文献并作为本文的研究对象。

2.研究方法

本研究主要采用定量分析发与定性研究法相结合的混合研究法及内容分析法，对74篇期刊论文和硕博论文的发表时间、研究人员、研究热点等进行统计分析。

3.研究过程

通过CNKI的可视化分析功能及Excel软件，分别对文献发表年份、研究人员机构分布、论文合著情况及关键词频率进行分析，从而考察研究者交流情况及研究热点和趋势。同时，利用内容分析法对74篇样本文献进行统计分类，获得研究热点和不足之处。

三、数据统计与分析

1.论文发表年限分布

研究成果可以由論文发表数量直观地反映出来。本研究共收集高等教育STEM教育的相关文献74篇，将相关文献按照出版时间分布统计得到图1柱状图。

通过观察图1可以发现，我国关于高校STEM教育的研究始于2012年，即解大力发表的《北美大学联盟的STEM五年教学规划对我国本科教学的启示》，他在文章中介绍了北美大学联盟提高STEM本科教学五年规划的内容、影响STEM本科教学的核心问题，并从政策制定、量化指标、协作机制等方面论述了对我国STEM本科教学的启示[1]。但直到2015年都处于萌芽期，论文发表数量极少；从2016年至2018年上半年，论文发表量呈递增趋势；2018年上半年的论文数量已达到10篇，预计全年论文发表量会超过2017年；因此，2016年至今属于我国高校STEM教育的发展期。

图1 高校STEM教育相关文献数量按年分布

2.研究人员机构分布

通过统计高校STEM教育相关文献的第一作者所在单位，可以考察不同机构研究者对STEM教育的关注程度，也可以反映高校STEM教育的研究者层次。在中国知网上以“STEM教育+高校”、“STEM教育+高等教育”为主题词进行检索，将检索结果按照第一作者所在机构进行分组浏览，发现第一作者分属的机构有47家，其中37家机构仅有一篇载文，将载文大于等于两篇的机构进行统计，得到高校STEM教育相关文献第一作者所在机构分布表。

如下表所示，文献第一作者所在单位都是我国各大高校，这一数据说明仅有高校的师生关注并研究高校STEM教育，而全国各地区教育部门并未充分重视高校STEM教育的研究。在排名前五的研究机构中有四个是师范院校，这表明我国师范院校对高校STEM教育的研究最为关注；其中位于北京和上海的高校对该领域的研究最多，这说明地区经济发展水平对该领域的研究有重要的影响。

表 文献第一作者所在机构分布

3.论文合著统计

论文合著指论文的撰写由两人或多人合作完成，研究者之间的合作对于跨学科研究具有积极的推动作用。对74篇样本文献进行分析发现：独著论文的数量为39篇，占样本总数的52.7%；两人合作的文献量为22篇，占总数的29.7%；由三人合作完成的文献占总数的17.6%，共13篇；其中必须由作者独著完成的硕博论文为16篇，若扣除在外，该领域期刊论文的合著率为69%。这在一定程度上说明，在高校STEM教育研究中，研究者之间的交流较多，这与STEM教育跨学科的基本特征相符。

4.研究内容分析

（1）研究热点分析

图2 关键词共现网络图

关键词出现的频率可以在一定程度上反映该研究领域的热点。在74篇样本文献中，共有关键词275个，选取关键词频率不低于三次的关键词，利用CNKI的相应分析功能生成关键词共现网络图，如图2所示。其中出现频率最高的关键词是“STEM”，共39次，“学习过程”出现12次，位居第二，“STEAM”、“教育理念”各出现10次，并列位居第三。另外，出现频率较高的关键词还有：“STEM”、“创客教育”、“人才培养”、“学科整合”。不同关键词之间的直线表示他们在文章中的共现关系，直线上的数字代表两联的两个关键词在文章中同时出现的频率。如图2所示，学科整合、人才培养、教育理念、学习过程等词周围产生的联系密切，说明了这是我国高校STEM教育研究的重点和相对成熟的领域，“研究生教育”、“教育改革”、“工程教育”出现在网络边缘且与其他词共现次数较少，说明在这是高校STEM教育研究相对薄弱的领域。从总体看，我国高校STEM教育研究中理论研究相对完善，包括高校STEM教育的理念、质量标准、过程、问题解决等；而高校STEM教育的实践领域较薄弱，仍需要研究者不断探索。

（2）研究内容分析

通过详细分析74篇高校STEM教育样本文献发现其研究内容大致集中在两个方面。

一方面是国外高校STEM教育状况及其对我国的启示研究。国外高校STEM教育相关文献共33篇，包括美国高校STEM教育相关文献31篇，欧洲高校STEM教育相关文献2篇。这应引起我国研究者的注意和反思，虽然STEM教育发源于美国，但是STEM教育应具有普遍适用性，才能更好地适用于我国高校，因此，研究者应放开眼界，研究STEM教育在世界各国高校的教育实践，才能在我国高校更好地实践STEM教育思想。在内容上，以应用研究为主，其中国外高校STEM教育政策解读的文章共13篇，另外有国外高校STEM教育的组织机构研究、教师教育研究、课程整合模式研究等。

另一方面是我国高校STEM教育的应用探索研究。从2016年开始，越来越多的研究者由研究国外高校STEM教育转向探索STEM教育在国内高校的应用。研究的内容以高校STEM教育的教学设计、课程体系构建为主，包含教学环境、学生兴趣与满意度等。例如，方雯等将STEM教育与“配电网自动化技术”这门课程教学相结合，构建注重学生工程知识、能力和素养的培养的教学体系[2]；王悦提出了STEM教育理念下职业教育人才培养能力框架，并借鉴STEM教育理念构建了以学生为中心，以“5+1”职业能力发展阶段为路径的“STEM+职业”综合能力本位课程体系[3]；常媛指出应从教师教育教学综合能力、专业培养模式、高校的社会品牌这三个方面着手提升应用型高校STEM专业学生的满意度。[4]董宇指出我国大学生的STEM学习兴趣良好，激发学生STEM早期学习兴趣的主要人物是老师和家长，并从家庭教育和学校教育两个方面提出了相关建议[5]。

四、结论与建议

自2016年以来，我国学界尤其是师范院校对高校STEM教育的研究越来越重视，我国研究者在高校STEM教育的研究理念、人才培养、教学模式、课程建设方面取得了一些成果，但仍处于起步阶段，在一些方面存在不足。例如，从研究内容上看，高校STEM教育的基础研究较薄弱，研究仅仅停留在概念内涵、性质特征、历史发展以及现状趋势研究，而更深层次的研究例如高校STEM教育的功能、作用、指导思想的研究还有待加强。在应用研究方面，主要集中在高校STEM教育的教学模式的探索和课程体系建设，与我国高校教育联系得不够紧密。从研究方法上看，我国高校STEM教育研究仍处于文献搜集和归纳对比的初级阶段，而严格意义上的调查、实验等定量分析极少。

根据以上分析，本文有以下建议：首先，应提高对高校STEM教育的重视程度。自20世纪90年代初STEM教育理念首次提出以来，STEM教育在全球广泛展开，我国基础教育领域的STEM教育理论和实践研究成果不少，而我国高校中涉及STEM教育理念却相对较少。不仅仅是高校师生，我国教育部门、社会组织也应重视STEM教育理念在高校中的应用。其次，在研究内容上，要加强对高校STEM教育进行更深层次的理论研究，不仅仅研究概念內涵、性质特征，研究范围还应包含高校STEM教育的功能、作用、指导思想的研究；在应用研究方面加强问题、对策、质量标准、评估体系等的研究；另外，在研究方法上，应更多地开展实践研究，不断提高自身的研究能力，拓宽国际视野，以对我国高校改革发展起到推动作用。

参考文献：

[1]解大力.北美大学联盟的STEM五年教学规划对我国本科教学的启示[J].教育探索，2012（08）：151-152.

[2]方雯，李振华，余坤.基于STEM教育理念的“配电网自动化技术”教学探究[J].新课程研究（中旬刊），2017（08）：70-71.

[3]王悦.STEM教育理念下职业教育课程体系构建[D].天津：天津职业技术师范大学，2017.

[4]常媛，吴景松.应用型高校STEM专业学生满意度实证研究[J].人民论坛·学术前沿，2017（21）：116-119.

[5]董宇.我国大学生STEM学习兴趣调查研究[D].南京：东南大学，2016.