STEAM教育研究现状的文献梳理与量化分析

张晓萌

（曲阜师范大学 传媒学院，山东日照 276826）

STEAM 教育已经在学校进行了缓慢起步以及迅猛发展，2016年国家《教育信息化“十三五规划”》中提出，跨学科学习的STEAM 教育，同时还提出众创空间、创客教育等一系列的创新性的教育教学模式，STEAM 教育开始逐步得到学校教育教学的关注。本文主要利用CiteSpace 软件对STEAM 教育相关文献的关键词、关键词时间信息、发文作者以及所属研究机构四个方面进行可视化分析，透过浅层的可视化图表剖析现象及其背后的原因，探索归纳出STEAM 教育发展过程中的热点研究问题及发展策略。

一、研究设计

（一）文献数据来源

所选文献主要来源于中国学术期刊全文数据库（CNKI）。首先，以主题词=“STEAM 教育”或含主题词=“STEM 教育”对期刊文献进行高级检索，选择期刊来源为“核心期刊”和“CSSCI”，设置检索时间为2010年1月至2020年4月，共检索到中文文献454 篇，通过对题目和摘要的粗略筛选，排除不符合主题研究的文献，包括微新闻、月度看点、咨询等不相关文献，共筛选掉19 篇，最终得到435 篇样本文献用于文献研究。

（二）研究方法与工具

本文主要采用文献计量法和知识图谱分析法进行统计与分析。文献计量法是一种可以通过数据更客观有效地观察本质的定量分析方法，借助大量文献的各种特征来评估和预测科学技术的现状和发展趋势。热点知识图可以以图像的形式更直观地显示学科领域的前沿知识主题和热点信息收集点，有利于研究者全方位、多层次的深入分析。

本研究采用Excel 软件和具有可视化功能的CiteSpace 软件绘制STEAM 教育的各类知识图谱。通过研读以往STEAM 教育领域的核心文章，并结合CiteSpace形成的数据分析结果，概括研究热点、梳理研究现状、归纳STEAM 教育发展中存在的问题并提出解决策略。

二、研究结果与分析

（一）关键词分析

关键字是对文章核心内容的最精细的解释。关键字共现的分析可以确定特定领域中的研究主题，并揭示主题之间的界限是否清晰。运用CiteSpace 可视化软件，将网络节点选择为“keyword”，对435 篇期刊进行关键词共现分析，绘制出关键词共现网络图（图1）。年轮大小以及词条字体大小表示关键词出现频次的高低，年轮之间的细线表明各关键词之间存在相关性。

图1 关键词共现网络图

以“STEM 教育”“STEM”“STEAM 教 育”“创 客 教育”“美国”“STEAM”“科学教育”等高频关键词为中心形成了颜色较深、范围较大的年轮，说明关于STEAM 教育的文章中对于这些关键词的研究热度较高。

由于在进行检索时的主题词选择的是“STEAM 教育”“STEM 教育”，所以这两类关键词出现的频次自然很高，其中“STEAM 教育”和“STEAM”共出现85 次；“STEM 教育”和“STEM”共出现246 次，这表明研究者对于STEM 教育的研究时间更早也更为广泛。但从图1 中可以看出，以“创客教育”“创客”“创客空间”为代表的关键词出现的频次也较高，这在一定程度上可以反映出STEAM 教育和创客教育不断相融合的一种趋势。

单从语义层面看，反启蒙即是启蒙的对立面，然而实际上这两个术语本身及它们之间的关系远没有这么简单。就启蒙自身而言，对于什么是启蒙这个问题历经无数思想家、哲学家的论述迄今依然没有定论。因此，作为其语义上的对立面的反启蒙也不能一概而论，而实际上反启蒙的复杂性也印证了这一点。因此，有必要效仿18世纪那个著名的提问来问一下“什么是反启蒙”？

从关键词的频次及中心性可以看出，中小学的STEAM 教育还未获得足够的重视，近年来，越来越多的技术在教育中的创新性运用促进教育教学效果的不断发展，许多中小学也开展了一系列STEAM 项目，如机器人技术、3D 打印和创客等，并取得了一定的成果。但是，由于受到政策支持力度、学科渗透及有效评价等的影响，无法满足对于学生STEAM 整合能力的发展需求。

（二）研究内容分析

将聚类包含的关键词按照时间线铺开后得到关键词时间线信息图（图2）。

图2 关键词时间线信息图

每个聚类词前面的数字代表了该聚类中所包含关键词种类的多少，同一聚类中的若干个关键词都是存在紧密关联的，围绕这些聚类词，在同一信息线上的内容是由此延伸出来的相关内容。从图2 可以看出，研究热点主要集中于STEAM 教育的理论研究、STEAM 教育与创客教育的融合、STEAM 教学设计与课程开发。

1.落地开花——理论研究逐步转为教学实践

由图2 中第七聚类“中小学”可以看出，关于STEAM教育的研究最早是从中小学领域中STEM 理念的提法开始的；第三聚类“美国”以及第五聚类“美国STEAM 教育”中可以看出，刚开始对STEAM 教育进行接触时，研究者的研究重点多聚焦于美国的STEAM 教育理念，包括基本概念、基本理论、应用实践等的翻译借鉴；在第二聚类“STEAM 课程”中可以看出在2012年STEM 的年轮圈最大，说明在早期的STEAM 课程研究阶段，研究者多关注于基本概念、理论的解读。

在第二聚类“STEAM 课程”时间线上可以看出，从2015年开始出现“课程整合与教学启示”，说明研究者已经开始关注STEAM 课程资源的设计开发，注重将理论与实际课堂相结合；2016年初开始关注“教学设计”“教师培养”和“科学课程”等领域，并结合“人工智能”“互联网+”等新兴技术，更加关注STEAM 对于实际课堂教学的促进作用，注重STEAM 教师的培养，致力于设计开发系统、完善、有效的STEAM 教育课程。

2.整合创新——STEAM 教育与创客教育渗透融合

STEAM 教育缘起于美国，最早是以政府政策的形式呈现的，其注重的是跨学科学习，强调学科知识在项目中的应用，是一种过程导向的教育形式；创客教育缘起欧美地区的创客运动，核心要义是创造，在创作的过程中会使用到一些学科知识，是以结果为导向，更加注重最终的成品。STEAM 教育与创客教育虽在缘起、核心要义等方面有所出入，但二者都涉及了跨学科、多学科的融合。

由图2 可以看出，包含关键词种类最多的第一聚类就是“创客”，在第一聚类时间线上2014年开始出现“STEAM 教育”，最早关于STEAM 教育与创客教育融合的文章是由北京师范大学教育技术学院的傅骞、王辞晓撰写的《当创客遇上STEAM 教育》，文章指出将创客教育与STEAM 教育二者相互融合，注重学生综合能力的培养。二者的不断融合有利于将STEAM 教育的理念落地于创客教育的实践中来，尤其是以STEAM 教育中的“工程（Engineering）”的思想和模式让学生在“做中学”，实现培养具有创新意识和动手创造能力的社会主义建设者和接班人的伟大目标。由此可以看出，STEAM 教育与创客教育的创新融合会是研究者重点关注的领域。

3.回归课堂——注重STEAM 教学设计与课程开发

由图2 可以看出，在第二聚类“STEAM 课程”中最早开始出现关键词“教学设计”是在2016年，在此之前，2014年在第四聚类“STEAM”中出现关键词“基于项目的学习”；2015年第七聚类“中小学”中出现关键词“课程设计”。STEAM 教学设计是以典型的项目式教学为主，注重在情境中学习，解决实际生活中存在的现实问题等，教学主要按照策划、设计、制作流程三个步骤进行设计，在这个过程中集中培养学生的设计思维和工程思维。

STEAM 教育课程设计的开放性，一方面，能够释放学生的潜能，充分发挥想象力，培养设计思维和发散性思维，在解决实际问题的过程中可以培养学生的思辨能力和知识运用能力，将新兴技术合理的应用与教育教学，指引学生的职业生涯规划；另一方面，STEAM 教育展现其优势的同时也对STEAM 教学设计和课程开发提出了更高的要求和更大的挑战，现如今，STEAM 教育的课程实施也面临着教学课时不够、课程资源不足以及学生先前知识匮乏的情况。课程资源的设计多依靠翻译一些已有的教学形式，不乏存在以一种拿来主义的形式借鉴的情况，这也造成了课程不系统，很多课程仅依靠硬件和技术，偏向于技术操纵的教育，偏向于技能培养。

尽管STEAM 课程设计存在一定的难度，但是越来越注重STEAM 教学设计和课程资源的开发已然成为趋势。

（三）发文作者分析

将搜集到的435 篇文献导读到CiteSpace 中，仅勾选“Author”选项，得到STEAM 教育发文作者共现情况。节点上年轮的大小表示作者发表的文章数量，年轮越大，发文数量越多，年轮之间的连接线表明了作者之间的紧密关系。

1.通力协作——形成跨校合作共同体

其中以袁磊为主，与赵玉婷、王巍等人组成了一个跨校合作共同体，袁磊曾任东北师范大学教育技术系主任，现任广西师范大学教育技术学科带头人，专注于信息技术教育和STEAM 教育的研究，赵玉婷、王巍等文献所属单位为东北师范大学。

2018年东北师范大学袁磊、赵玉婷在《现代远距离教育》期刊上所发表的《STEAM 理念与小学“研究性学习”课程的深度融合研究》一文中表明，要在理论研究的基础上，提出STEAM 理念与小学课堂中的研究性学习深度融合的基本思路。2019年广西师范大学袁磊与东北师范大学信息科学与技术学院张昱昕在“开放教育研究”期刊上发表的《学科课程项目化：STEAM 课程内容设计》一文中提出STEAM 课程内容设计的相关理念、遵循的原则、课程资源的开发流程以及可供参考的教学设计案例。在以袁磊为主的团队中，根据发表文献的内容可以看出，所关注的重点主要在STEAM 课程资源设计和课堂教学实践上，逐渐从STEAM 教育概念的探讨转变为对于课程内容的总体设计，这也将是STEAM 教育研究的关注热点和重要趋势。

2.领域渗透——促进STEAM教育多元发展

同样，河南大学教育科学学院的赵慧臣、陆晓婷等人之间也有较强的联系与合作关系。在以赵慧臣为主要发文作者的《跨学科视野下“工匠型”创新人才的培养策略——基于美国STEAM 教育活动设计的启示》一文中，发文作者的所属单位是河南大学教育科学学院现代教育研究所、河南省教育信息化发展研究中心以及河南大学图书馆，发文作者所属单位的多样性也在一定程度上表明了STEAM 教育的跨学科性、融合性和多元性。这对于未来STEAM 教育的研究提供了一定的借鉴作用，关注STEAM 教育的各学科、各领域的渗透融合将是研究关注的热点。

对发文作者共现图进行整体分析来看，各个研究团体之间的联系程度并不高，较为分散，从这一方面来说，研究团体之间的零散分布并不利于STEAM 教育的融会贯通。

（四）研究机构分析

运用CiteSpace 软件，对435 篇文献作者所在的单位或机构进行聚类分析，得到研究机构共现情况。从每个节点之间连接的紧密程度可以看出，STEAM 教育研究的同区域合作以及跨区域合作都有良好的发展，同一地域的研究机构合作关系中，南京师范大学教育科学学院与南京师范大学教师教育学院、南京晓庄学院环境科学学院联系密切，合作度高；在跨区域机构合作研究方面，北京师范大学教育学部和陕西师范大学教育学院有较强联系，另外东北师范大学信息科学与技术学院与广西师范大学教育学部也存在较强关联，这与以袁磊为主的研究团体的研究具有极大的关联，学科带头人的跨校调动推进了研究成果跨校、跨区域的交流。

研究机构总体上呈现出同区域与跨区域并存、机构合作较为分散、机构间关联较弱且不够密集的分布情况，这在一定程度上可以反映出STEAM 教育研究机构的同区域合作以及跨区域合作都有良好的进展，但机构之间的关联性仍有待加强，区域发展不均衡，研究机构主要聚集在高校信息技术学院以及专业培养机构，加大跨区域的多方合作，更有利于STEAM 教育的长远发展和将研究成果在机构之间实现落地、开花、结果般的实质性转变。

综上所述，《中国教育现代化2035》明确指出，有必要促进智能技术与教育教学全过程的深度融合，充分利用虚拟现实技术，增强现实技术，建设智能学习空间和学习体验中心等，以促进场景风格，体验式和沉浸式学习。在新的时代背景下，为STEAM 教育的改革提供了机会和条件，但同时也提出了更高的要求，如何引领STEAM 教育发展？如何在当前中小学中开发本土化的STEAM 课程资源？如何创新性的培养具有问题解决能力的21 世纪人才？这些问题仍需要我们紧跟信息技术发展演进的步伐，结合学生身心发展及教育改革的浪潮，齐头并进，改革创新，形成切实可行的本土化、中国化的STEAM 教育体系。