国内STEAM教育研究热点及趋势

陈月 杨上影 甘有洪 田雨林

摘要：随着社会各界对现代化教学的不断反思，STEAM教育开始走进学者的视野，相应的研究成果也逐渐增多。STEAM教育旨在打破传统教学的框架，着重培养学生的动手实践能力和创新意识。文章以2013-2019年CNKI收录的388篇以STEAM教育为主题的文献资料为样本，运用CNKI计量可视化应用得到样本文献的发文量趋势图和可视化软件CiteSpace绘制出关键词、作者及研究机构、突现词的知识结构图谱。研究发现，STEAM教育相关文献从时间上看在2013-2015年逐渐涌现，2015-2018年文献量迅速增加;在内容上看，研究热点有“中小学”“创客教育”“核心素养”等;文章最后给出思考与总结，以期为STEAM教育的继续研究提供借鉴和参考。

关键词：STEAM教育;前沿热点;可视化;CiteSpace

中图分类号：TP3        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）24-0113-04

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 引言

近年来，随着我国信息化进程的加快，传统的教学已不能满足现代社会对人才的要求，由于社会分工的不断深化，学校在教学中以此为导向，将学科进行人为划分，拟培养各学科专业人才。这虽然短期促进了学科的深化发展，培养了大量的各学科专业技术人才;但是长期来看，学生通过孤立的学科学习，难以构建全面科学的知识理论框架，导致了学科之间的分裂，[1]从而难以达到学科的交叉融合，不利于学生知识体系的完整统一，制约着学生创新能力的发展。[2]STEAM教育旨在通过多学科的学习，提高孩子的各领域综合素养。同时，通过教育和生产劳动的结合，让教育培养出符合信息化时代的复合型创新人才。[3]

具体来看，STEAM教育是科学、技术、工程、艺术和数学的简称。[4]2016年教育部发布的《教育信息化十三五规划》中，明确提出“积极探索信息技术在‘创造空间等新型教育模式中的应用，跨学科学习（STEAM教育）和创造性教育，培养全面的创新型人才。”[5]STEAM教育致力于破除学科之间的界限，把有关课程进行融合交叉，构成知识逻辑框架，帮助解决实际问题。它不仅能让学科实现融合，更是一种新的教学理念和模式;同时能提高学生的创造力和实践能力，培养学生的创新意识。因此，了解我国STEAM教育的整体发展概况，把握STEAM教育的研究前沿与热点，梳理该领域的热点话题，显得十分必要。

为此，笔者使用CiteSpace软件对STEAM教育研究领域的关键词、文献作者、机构等相关信息进行可视化分析，尝试借此对STEAM教育的发展状况，研究热点，主要的研究趋势和研究力量做出描绘，总体把握STEAM教育发展概况，最终梳理出国内STEAM教育的研究热点、趋势和前沿，为其他研究者在STEAM教育领域进行研究提供借鉴和思考。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

在中国知网数据库中选择“高级检索”，继续选择“主题”检索，检索条件主题为“STEAM教育”、检索区间从2013-2019年，题录信息采集时间为2019年3月3日，共检索出388篇文献。以6年间的主题为STEAM教育的研究文献作为研究样本。

2.2 研究方法和工具

文献计量法采用统计学和数学的方法来描述和评价文献资料的外部特征，从而预测该研究领域的研究现状与趋势发展，是一种定量分析方法，输出内容也是量化的。先利用CiteSpace对下载的数据进行预处理，以预处理后的文件作为数据源，接着再使用CiteSpace进行可视化操作。

文献计量软件CiteSpace是陈超美博士基于JAVA平台开发，可用于对文献资料中的最新趋势和动态进行识别与可视化，在科学文献计量分析领域被广泛地使用。通过CiteSpace能够进行作者、机构和关键词等信息的共现分析，通过聚类图和时间区域图能够清晰地展示特定研究领域的现状、热点和前沿。同时，文章还使用Excel对文献年发文量，作者发文量，机构发文量、关键词等部分数据进行统计描述和分析。

3 研究结果与分析

3.1 STEAM教育研究年发文量

图1为2013-2018年CNKI数据库中关于STEAM教育为主题的发文量走势图，对STEAM教育为主题的文献在CNKI计量可视化分析后可以看出文献的总体发文量呈快速上升趋势，由上升的梯度可将STEAM教育研究领域划分为两个阶段：第一阶段：平稳发展期（2013-2015），这期间发文量相对较少，自从2013年第一届中小学STEAM教育创新论坛在温州举办，[6]STEAM开始在我国被提及，STEAM教育还只是概念的提及，学者对这方面的研究并不多。第二阶段：快速发展期（2015-2018），2015年后，文献数量迅速增加，这期间呈现爆发式增长， 2018年达到顶峰，相关发文量达到189篇，占总发文量的51.2%。增长近37倍。STEAM教育年发文量由2013年的5篇到2018年的189篇，增长近37倍，分析其原因，2015年国务院提出“大众创业，万众创新”，随后创客教育、STEAM教学模式开始走进中小学课堂。[7]随着信息技术的飞速发展，STEAM教育能激发孩子的好奇心和动手探索能力，在实践中培养创新意识。可见STEAM教育在国家政策引领下，相关的研究成果也逐渐增多，不断受到学者们的关注和重视，已经成为一个热点话题。由于样本选择截至2019年3月，这一年度的期刊数量不能完全统计，故不能完全反映出这一年的发文情况。

3.2 STEAM教育研究热点分析

关键词共现网络图谱：

頻次和中心性较高的关键词说明是该时期研究者研究的热点问题。从表1中发现，2013-2015年间的研究的热点关键词有：STEAM、中小学、创客教育，说明该阶段主要探讨了STEAM教育主要应用于中小学，STEAM和创客教育的研究通过游戏及活动的设计，培养中小学生独立思考和动手实践的能力。2015-2018年间的研究热点有：创客、教育理念、核心素养、创新能力、创客空间、STEM、课程设计等，可以分析出STEAM教育研究主题主要集中在创客教育、创新能力、核心素养的探讨层面上。STEAM教育重视学科之间融合，关注学生创新思维的培养，未来的教育目标是培养具有创新整合能力，能够发现问题，动手实践的人才。

图2是STEAM教育关键词共现知识图谱，图中每个十字架节点代表一个关键词，十字架的大小表示关键词出现的频次，十字架越大，该关键词的频次越高，能体现出该领域的研究热点，连接线代表关键词之间的共现关系。由图2可看出，图谱中最大的节点是STEAM教育，随后依次是STEAM、创客教育、核心素养、创新能力、创客、中小学、创客空间、教育理念、课程设计等。这说明STEAM教育的研究主题主要集中在创新能力和中小学课程教学的讨论中。在现实中，STEAM教育主要通过编程和媒体制作软件在中小学教育中推广，并多以通用技术课程、信息技术课程和综合实践课程为主。[8]

从关键词共现知识图谱中看出，在STEAM教育相关领域中热门的词还有融合、科学教育、信息技术、课程改革，表明STEAM教育研究同样关注教学模式的改革，关注学生如何在学习过程中更好地接受STEAM教育。STEAM教育重点在于培养学生的创新能力，强调通过动手实践与项目探索，在解决实际问题过程中将各学科知识融合，而诸多研究侧重于探讨STEAM教育的内涵，并从核心素养、创新能力等维度和切入点展开研究。

突现词指在某段时间内出现次数较多或使用频率较高的词，我们可以根据突现词的出现频率变化就可以判断某个领域的前沿发展趋势。表1包含3个突现词， “中小学”“STEAM”和“创客教育”表明我国STEAM研究高度集中在中小学及创客教育等方面。

3.3 研究合作网络分布

1）作者合作网络分析

利用CiteSpace可以分析某个研究领域的研究者之间的合作关系。对2013-2019.3月3日截止年间发表关于STEAM教育研究成果的作者进行了合作网络分析，得到如下所示的效果图。从图3可以看出，国内STEAM教育研究者之间的合作比较分散，发文量靠前的作者有王同聚，发文量8篇，排居第二的作者是彭敏和高云峰，发文量4篇，紧随其后的是刘党生，袁磊等。大多数作者的文献发表数量是2篇。部分学者之间有合作，如李祖亮和李洪圳，王巍和袁磊，高云峰和师保国等，总体上合作密切度低。王同聚主要研究智能机器人科技教育、教育信息化应用研究，关注STEAM教育、创客教育，思维能力的学习，是“智创空间”创始人，他注重实践探究，提出基于智能机器人开展创客教育和STEAM教育，利用校本选修课和信息技术课在学校开设智能编程课程、组建兴趣小组，认为“互联网+”的提出对新型教育提出挑战，STEAM课程和传统课程有很大不同，重视项目化学习，跨学科学习，在实践的过程中不断激发学生的创新思维。[9]彭敏认为STEAM教学通过学做合一，改变传统的呆板教学方式，她提出了STEAM教育课程改革的难点和改革措施，需要提升教师教学技能，以适应未来教育的发展。基于中美国情情况的差异，中国大班额的教学会影响STEAM在课堂上老师对学生的创新指导。开展STEAM教学，需要相应的教学活动空间和资源，这就需要资金的提供。高云峰和师保国等学者提出学生为了适应终身发展的需要应具备创新素养能力，而steam教育提供了一个有效途径。强调多学科的融合，不断动手操练，从项目和问题中去培养学生的创新素养。[10]在跨学科环境下，STEAM教育与创客教育两者融合对人才培养有促进作用。目前STEAM教学主要应用于中小学生，作为教学内容进入中小学还处于起步阶段，较多的是以兴趣班、课外活动、培训班的形式开展STEAM教学，尽管深知STEAM教育对学生逻辑思维、动手实践等方面的能力有很大提升，但目前未进入国内主流教育领域。

2）机构合作网络分布

对文献的研究机构进行分析，各节点表示机构文献数量发表情况，节点越大，发文量越多，连接线表示机构之间有合作关系，文献高产机构代表了这一领域的权威，它们是本领域研究相对集中的知识聚集地。从图4可以看出节点互相之间连接线不多，各机构之间联系不是很密切，合作密度低。

（1）研究机构的发文数量

图4是关于STEAM教育发文量前18所机构的分布情况，位居第一的陕西师范大学教育学院，其2017年发表了相关学术文章7篇;2016年广州市教育信息中心发表了6篇，排居第二;清华大学航天航空学院、东北师范大学紧随其后，各自发表了相关文章4篇。说明陕西师范大学、清华大学、东北师范大学、中国人民大学等师范高校在STEAM教育的研究中处于引领地位。从一定角度可以看出，STEAM教育依赖于教育科学研究。另外，河南省水利水电学校、中国人民大学附属中学、西北师范大学物理与电子工程学校也对STEAM教育的发展做出了重要贡献。

（2）研究机构地域分布

根据我国行政区域的划分，STEAM教育的相关研究机构发文量统计占比情况如下：西北地区占比19%，华北地区占比18%，华东地区占比16%，华中地区占比15%，华南地区和东北地区占比11%，西南地区占比8%，研究STEAM教育地域分布占比最高的西北地区主要集中在陕西师范大学，处于经济较好的省会城市，华北地区主要集中在北京，华东地区主要集中上海，华南地区主要集中在广州，这些地区都是经济发展前沿的城市，西南地区分布的城市有四川、重庆，不过占比较少，呈现出非均衡化发展。（见表3）

4 研究结论

STEAM教育是培养综合性人才的教育模式，对社会发展和教育变革都具有重要意义。[11]STEAM教育提倡在科学、技术、工程、數学、艺术学科中实现交互应用，培养孩子各个方面的技能和创造。文章使用CiteSpace软件对国内STEAM教育进行可视化分析，探讨了国内STEAM教育近6年的发文量、热点趋势、作者及研究力量的分布，得到以下结论：

（1）根据发表文献的时间趋势图表明，2015年以来，有关STEAM教育的研究文献开始迅速增加，STEAM教育的研究步伐逐步加快，国内STEAM教育相关研究文献发文不多，但总体上文献呈现上升趋势，预测未来还会持续增长，说明STEAM教育开始进入一个热点时期，根据文献发文量的增多预计未来会有更多研究者参与到STEAM教育的研究。

（2）STEAM教育的研究者主要以广州市教育信息中心王同聚、首都师范大学的师保国和清华大学高云峰等为代表，大多数研究者独立开展研究，研究者之间缺乏广泛合作;研究机构力量主要分布在陕西师范大学教育学院、广州市教育信息中心、清华大学航空航天学校，东北师范大学等，从机构分布中可看出集中在高校居多，研究力量比较分散，机构之间合作不够密切。

（3）国内STEAM教育的研究热点主要集中在创客教育、核心素养、创新能力等，说明STEAM教育的研究主要是对中小学生核心素养、创造力的探讨。在教学研究中，针对中小学教育研究较多，高等教育领域实践研究较少。突现词检测发现STEAM教育的研究前沿在STEAM、中小学和创客教育，研究熱点主要集中在中小学创新能力的培养。

本研究的意义是通过citespace软件对国内STEAM教育研究成果文献数据进行科学计量分析，准确掌握国内STEAM教育的研究现状和发展趋势，以期能够为STEAM教育后续研究给予借鉴和帮助。

参考文献：

[1] 秦瑾若，傅钢善.STEM教育：基于真实问题情景的跨学科式教育[J].中国电化教育，2017（04）：67-74.

[2] 王永斌.促进人的全面发展：教育创新的根本使命[J].当代教育与文化，2010，2（05）：16-20.

[3] 刘赣洪，魏倩倩.近十年我国STEM教育研究之CiteSpace可视化分析[J].广州广播电视大学学报，2018，18（03）：19-23.

[4] 魏晓东，于冰，于海波.美国STEAM教育的框架、特点及启示[J].华东师范大学学报（教育科学版），2017，35（04）：40-46.

[5] 胡畔，蒋家傅，陈子超.我国中小学STEAM教育发展的现实问题与路径选择[J].现代教育技术，2016，26（08）：22-27.

[6] 第一届中小学STEAM教育创新论坛在温州举行[J].中国信息技术教育.

[7] 王娟，陈世超，王林丽，等.基于CiteSpace的教育大数据研究热点与趋势分析[J].现代教育技术，2016，26（02）：5-13.

[8] 曾婷.STEAM教育的内涵、特征与实施路径[J].教育现代化，2017（33）：271-273.

[9] 王同聚.创客教育和STEAM教育有助于提升学生创新思维能力[J].中国信息技术教育，2016（22）：66-67.

[10] 师保国，高云峰，马玉赫.STEAM教育对学生创新素养的影响及其实施策略[J].中国电化教育，2017（04）：75-79.

[11] 胡畔，蒋家傅，陈子超.我国STEAM教育发展的现实困难与对策[J].中国信息技术教育，2015（09）：46-47.

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