２０１８年第３期（总第８８期） 广州广播电视大学学报 ２０１８年６月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＧＵＡＮＧＺＨＯＵ ＯＰＥＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｖｏ１．１８ ＮＯ－３ Ｊｕｎ．２０１８ 近十年我国ＳＴＥＭ教育研究之Ｃｉ ｔｅＳｐａｃｅ可视化分析 刘赣洪魏倩倩 （江西师范大学新闻与传播学院，江西南昌３３００２２） 摘 要：本文以ＣＮＫＩ２００８—２０１７年间检索到的６８４篇ＳＴＥＭ教育研究文献为数据，应用 ＣｉｔｅＳｐａｃｅ５．０进行可视化分析。研究发现，我国近十年来，ＳＴＥＭ教育研究重心出现了四次明显更迭， 相应地研究可分为概念厘定与内涵廓清、ＳＴＥＭ课堂实践探索、ＳＴＥＭ改变教与学方式以及ＳＴＥＭ 与具体学科相融合等四个阶段；其问研究热点指向创客教育、学生素养，且与信息技术密切相关等。 未来ＳＴＥＭ教育需要重点关注ＳＴＥＭ教师培养培训体系以及如何构建学习生态系统等方面。 关键词：ＳＴＥＭ教育；ＣｉｔｅＳｐａｃｅ；可视化分析 中图分类号：Ｇ４２４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—０３８５（２０１８）０３—００１９—０５ 子日君子不器，意在人要全面发展［１１，然 由于社会分工的不断细化，学校为了培养出符 过ＣｉｔｅＳｐａｃｅ知识图谱可视化来描述国内ＳＴＥＭ 教育现状，通过关键词时区视图全面展现ＳＴＥＭ 教育领域的发展情况；对关键词做共现分析， 合社会不同领域和岗位的专业人才［２】，人为的 将学科进行划分，虽然这样做起初促进了课程 聚焦ＳＴＥＭ教育领域的研究热点；分析主要研 究机构以及作者合作网络图谱，廓清主要的研 究力量及其兴趣点所在；进行主题词共现分析、 追踪ＳＴＥＭ教育研究的发展趋势，最终为ＳＴＥＭ 教育绘制一副知识图谱。 一内涵的丰富【３】，培养了大量专业专门人才，但 是长久看来，高度分化的课程体系，导致了学 科之间的孤立，引起知识与实践的混乱，更割 裂了教育和真实世界的联系 】，不利于全面发 展要求的知识体系上的完整统一，制约了创新 性能力发展［５】。１９８６年，美国首次提出ＳＭＥＴ 教育，并于２００７年调整为ＳＴＥＭ教育ｆ６１，旨在 施行一种集合科学、技术、工程、数学具有强 、ＳＴＥＭ教育研究现状 （一）随时间推移，研究重心出现了四次明 显更迭 整合性的教学模式ｐ】，通过教育与生产劳动相 结合喁］、回归教育适应社会生活【９Ｊ、培养符合经 济全球化要求的复合型创新人才 。 我国学者自２００８年开始关注ＳＴＥＭ教育， ＣｉｔｅＳｐａｃｅ时区知识图谱是一种侧重于从 时间维度上来表示知识演进的视图，可以清晰 地展示出文献的更新和相互影响。研究将经 过初步处理后的数据导入Ｃｉｔｅｓｐａｃｅ５．０中，时 间段设成“Ｆｒｏｍ ２００８ ｔｏ ２０１７”，时间切片设置 十年过去了，ＳＴＥＭ教育研究现状及进展如何？ 本文以ＣＮＫＩ数据库为数据来源，以“ＳＴＥＭ教 育”和“ＳＴＥＡＭ教育”为主题进行检索，共检 索到论文８８７篇（截止至２０１７年１１月４日）， 剔除无关文献，得有效文献６８４篇，导出保存 为一年，节点类型选择关键词，阈值设置为 （２，２，２０）、（４，３，２Ｏ）、（４，３，２０），选择每一个切片 的Ｔｏｐ１００％，生成时区知识图谱图１。随着时间 推移，ＳＴＥＭ教育有一个很明显的研究重心变化， 使得研究出现了四个阶段推进。 为Ｒｅｆｗｏｒｋｓ格式，用ＣｉｔｅＳｐａｃｅ５．０处理，力图通 收稿日期：２０１７—０３－２８ 作者简介：刘赣洪，女，副教授，主要研究方向为信息技术教育与教师教育。 魏倩倩，女，在读硕士研究生，主要研究方向为信息技术教育。 １９ ２０１８年第３期（总第８８期） 广州广播电视大学学报 ＼．ｔ １．１ ８ Ｎ（）．３ ｓｔｅａｍ教育 ＩＩ一 啦¨ 教ｒｆ 念学． ｊ 埒 利 一 ／， 一、、 ＼ ～ 教ｆｌ论ｂ、＼鼬 般，｝帐 喇．谭鼽 单般ｎ科 ｎ ．信息技术ｓｔｅｍ￣Ｐ“ ｌ ！Ⅲｔ ～＼｝ ｔｅ 科 拽 …、 ． —ｎ ＃ｎ 萄 学习过 ｌｌ ·改｜ｌ小 学 敉 ，～＾ 培 拈 幸生ｒｌ赏艘 尴 Ｅ …１１ 创客敦疗 ｓｔｅａｍ 、牲ｎ ＼ 图１ ＳＴＥＭ教育ＴＩＭＥＺＯＮＥ趋势图 １．概念厘定与内涵廓清阶段 Ｆｈ于不同学者关键词使用略有差异，ＳＴＥＭ 与ＳＴＥＭ教育基本可以视为同一概念，可见在 ２００８－－２０１２年间，研究重心侧重于“ＳＴＥＭ教 育（ＳＴＥＭ）是什么”、“基本内涵”等辨析与最 终达成共识阶段。ＳＴＥＭ是科学（Ｓｃｉｅｎｃｅ）。技 术（Ｔ ｈｎｏｌｏｇｙ）， Ｔ 程（Ｅｎｇｉｎｅｅ，·ｉｎｇ），数学 （Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ）四¨学科英文首字母的缩写。一 类学者从宏观视角ｆ｝Ｉ发，认为ＳＴＥＭ是一项教 育战略… ；是一种新的教育理念” ；是一种综 合性的探究教育” 、还有一类学者相对较为注 重操作性，认为ＳＴＥＭ是运Ｊ千】跨学科的思维方 式” ，是经整合而成的独立课程” ，以项目学 习为主、着重培养项日学习能力 …，是一种培 养解决 题的教学方式 ：综上，Ｓ＇Ｉ、ＥＭ教育是 为 培养全面发展人才，而专门化设计的融合 科学、技术、Ｔ程以及数学的独立的、综合性 课程，目的在于提升学生的问题解决能力 ２．Ｓ＇Ｉ、ＥＭ升级为ＳＴＥＡＭ、课堂实践探索阶段 ２０１３年，国内第一次引入ＳＴＥＡＭ这个概 念 …，研究者在原有基础中加入Ａｒｔ，ＳＴＥＭ升 级刮ＳＴＥＡＭ【１９１ 展现任 １上，是２０１３～２（）１４年， ＳＴＥＡＭ色环ｆ｝；现，并周边明 分布 ’信息技术、 通用技术、科学教育、３Ｄ打印等色环。文献显 示基础教育领域开始尝试ＳＴＥＭ中小学的应用， 实践中多结合综合实践课或信息技术课进行小 范嗣探索．较多研究者注意力聚焦到ＳＴＥＭ与 信息技术融合层面，如研发基于Ｓｃｒａｔｃｈ编程的 实践课程 ；实施Ａｒｄｕｉｎｃ）互动媒体技术课程１２１１； 设汁适用于小学的３Ｄ打印课程 等 、 同时南于２０１３年提出ＳＴＥＭ教育将成为全 ２０ 球性的科技教育战略 ，多省市如 苏、武汉、 上海等利．技馆开始开展形式多样的ＳＴＥＭ主题 教育活动、 ３．Ｓ ＦＥＭ改变教 学方式阶段 ２０１５年，教育部提 探索ＳＴＥＡＭ、创客等 新教育模式 ， ＥＭ敦育得到＿ｒ。 ｌ】１ｉ发展． 此 时，研究者关注较多的为ＳＴＥＭ教育的课程没 计以及 ＥＭ教育应 模式的研究、创客指把 创意转变成现实的人 ，传统教育·卜死记硬背 的学法束缚了学生的创新思维 ， 创客甄 培养创新能力１２７１ 在教学实践中，研究者发现 创客活动可降低ＳＴＥＭ起步发展的难度 ，丰 富学生的学习内容，通过“造物”的形式不断 激发学生的创新思维１２０１ ４．ＳＴＥＭ与具体学科相融合阶段 ２０１６—２０１７年， 于小学科学、核心素养、 跨学科以及学习活动备受关注，此Ｉｔ寸ＳＴＥＭ教 育人才培养的目标契合同家提…的发展核心素 养，纲要【ｆ】的完善科学体系０“ ，为ＳＴＥＭ教育 的发展指明了方向 有部分研究膏将化学、生 物、数学和物理学科与ＳＴＥＭ教育卡Ｈ结合进行 尝试 从跨学科的视角来说ＳＴＥＭ敦育的最大 一个要素就是学科知 的整合，小止是要丁解 学科知 的核心慨念，还要探究它ｆ『Ｊ的共问点 来找到实现跨学科教育的切入点，＃富ＳＴＥＭ 教育的内涵以及外延，也有助于跨学科的发眨 （二）ＳＴＥＭ教育研究热点指向教与学过程 蕊 … 誉 赫飘 ＾ … … 疗 ｔｎＨ ¨趣解决 惦息技术 拄术＾仃 “ 辩蔓舟 辩 挂 幢 囊 尉＾ Ｊ 创客教ｒＩ 图２ ＳＴＥＭ教育关键词网络共现图谱 在ＣｉｔｅＳｐａｃｅ ｒｆ１，将 点类型选择为“关键 词”，筛选ｍ频次不少于９的关键涮、生成关键 词共现网络图曙（如 ２），每个节点都代表· ２０１８年第３期（总第８８期） 广州广播电视大学学报 一Ｖｏ１．１８ Ｎ（）．３ 个关键词，以年轮的形状呈现。一个圆环代表 一部分，在完成项目的过程中，运用３Ｄ打印制 个年份，ｍ现的频次越高，相应的圆环越厚。 围绕着ＳＴＥＭ和ＳＴＥＡＭ，以“创客教育”、“学 作一些零件设备已经是很普遍的现象。继之虚 习过程”和“信息技术”为中心形成较为明显 的热点。 拟现实、体感技术等进入课堂教学中，会更有 利于促进ＳＴＥＭ教育的跨学科发展。 二、ＳＴＥＭ教育研究趋向 １．实践中ＳＴＥＭ教育主要以创客教育形式 出现 目前国内ＳＴＥＭ教育的研究机构几乎集中 如何实践或实现ＳＴＥＭ教育理念，成为社 会关注之焦点问题，创客以及创客运动孕育了 在高校，如华东师大、北京师大、华南师大等 高校，而中小学更注重实践探索，如北京景山 学校和浙江温州中学等。作者分布较为离散， 创客教育，其频次高达５５，是技术和教育融合 的新型教育范式１３１１￣其倡导的设计和创意理念， 帮助解决ＳＴＥＭ教育发展中学习者缺乏学习兴 并无明显合作团体，这说明ＳＴＥＭ教育发展至 今还没有形成一个连通密集的合作网络。因此． 未来ＳＴＥＭ教育趋向丰富，期待更多研究者与 实践者参与。 趣这一难题１３２１￣无论是ＳＴＥＭ教育还是创客教育， 两者的学习方式几乎是完全相同的，一般采用 基于项目的学习或者基于设计的学习，所以研 究者喜欢把创客教育和ＳＴＥＭ教育放在一起进 行分析，判别两者之间的关系。目前研究者认 为两者之间存在“不辩解”、“包含论”、“载体论” 和“整合论” ，还没有一个被完全认可的观点。 椭ｍ童坤 但在学校内，创客教育通常被视为ＳＴＥＭ教育， 成为ＳＴＥＭ教育在实践中的具体表现形式。 ２．ＳＴＥＭ教育关注在学习过程中提升学生素 育 机器人教学 －－ ＿ ● ¨埔一 ■●ｍ ＃ 养 ＳＴＥＭ教育的本质是培养学生的素养口 ，这 一目标与学习过程相连，学习过程出现频次为 图３ ＳＴＥＭ教育关键词共现图谱 ４８，和之相关的关键词有问题解决、教育模式、 人才培养、创新能力、项目学习等。在学习过 程中注重培养学生的问题解决能力，探索出基 在关键词共现网络图谱中，散落在节点周 围的凸显点说明这些研究领域已经有了一部分 于项目学习的教育模式应用于ＳＴＥＭ教育中。 有研究者认为项目学习对ＳＴＥＭ技能的提升有 的研究文献，但是数量还不是很多，处于发展 的态势［３８１￣如图３所示，散落四周的关键词成群、 聚团分布，具有较明显的趋势指向价值。 （一）ＳＴＥＭ教师培养及其培训体系研究 要想培养出具有ＳＴＥＭ素养的人才，ＳＴＥＭ 教师的培养是关键［３９ｌ￣ＳＴＥＭ教师资源一直困扰 着国内进行ＳＴＥＭ教育实践问题。与ＳＴＥＭ教 育研究不同，国内的ＳＴＥＭ教师教育研究还处 于起步状态，基础教育中少有专业的ＳＴＥＭ教 促进作用【３ ，但目前国内对于项目学习的实践 研究不多，主要关注点是中心项目模式、学生 主导项目模式、基于学生主导项目的课程口酬等 三种国外教学模式的引介与局部实验，这一领 域亟需更多探索。 ３．ＳＴＥＭ教育与信息技术密切相联 信息技术出现的频次为３４，信息技术因其 认知Ｔ具特质，ＳＴＥＭ教育与信息技术发展紧密 相联。一类是在信息技术教学中，开发ＳＴＥＭ教 育背景下的信息技术课程，让课程更加灵动１３７１。 还有一类是应用信息技术，为学生拓展众人创 师，多数是信息技术、物理、化学等教师担任『４“ｊ， 所以教师的ＳＴＥＭ教育能力还需提高。有研究 者提出ＳＴＥＭ教师可以联合培养Ｈ Ｉ，借鉴“大 中小为核心——政府干预——第二三方积极协作” 的合作模式 Ｉ，也有研究者提出对师范生开展 ２ｌ 新的平台，以降低学生开展创新创造活动的成 本，如３Ｄ打印已经成为ＳＴＥＭ教育中很重要的 ２０１８年第３期（总第８８期） ２０ １ ８年６月 广州广播电视大学学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＧＵＡＮＧＺＨＯＵ ＯＰＥＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｖｏ１．１８ Ｎ０．３ Ｊｕｎ．２０１ ８ 职前职后培训Ｈ ，以此来提升教师的ＳＴＥＭ专 业能力。但总体上来看，能胜任ＳＴＥＭ教育的 教师较少、专业ＳＴＥＭ教师更是匮乏，这是教 师教育面临的一个崭新的课题。 （二）国际ＳＴＥＭ教育成果的引入与本土化 研究 一直以来国内学者关注点聚焦在对美国 ＳＴＥＭ教育的发展现状介绍、美国Ｋ一１２中 ＳＴＥＭ教育实践等，也有部分学者开始对美国等 国家的ＳＴＥＭ教育对于中国基础教育的启示与 实践借鉴等进行探索。但ＳＴＥＭ教育本身是引 进的教育理念，带有一定的文化特色［４４］ｏ在丰 富的国际成果引人的同时，有必要加强ＳＴＥＭ 教育理论的本土化研究。尤其是国内基础教育 中ＳＴＥＭ教育实践方面的成果较为薄弱，大部 分还是简单的教学设计和理论方面的研究 ， 引进过程中要小心不要陷入美国ＳＴＥＭ教育的 模仿圈中。 （三）ＳＴＥＭ视野下的机器人教学 在基础教育领域，机器人教学有助于培养 学生的逻辑思维能力和创新能力［４６１。有研究者 分析了几种常见的机器人教学组织模式，并构 建活动设计模型 ，为往后进行机器人教学实 践研究打下基础。机器人教学中通常采用“项 目教学法”［４ ，注重和现实世界的联系，学生 以学为中心进行动手实践。机器人技术涉及了 数学、电学、人工智能等领域，能够更好地将 科学、技术、工程与数学联系起来。例如某品 牌的Ｖ３教育型机器人，不仅可以作为信息技术 课程的学习内容，还能实现数学、物理等学科 工程设计、实验数据采集、实验分析等功能。 （四）构建ＳＴＥＭ学习生态系统 “ＳＴＥＭ学习生态系统”这个概念最先由 美国提出ｌ４ ，也可以称作整合的ＳＴＥＭ学习系 统。其目标在于通过正式教育和非正式教育以 及课外教育相融合，来达到ＳＴＥＭ学习无处不 在的效果［５０１ｏ除了科学博物馆和科学中心，家 庭和社区同样是ＳＴＥＭ学习生态系统的一部分， 为学生提供个性化学习的空间 ”。每一个不同 的环境都有其特有的优势，让学习者在不同的 环境中体验ＳＴＥＭ学习有助于一些复杂技能的 习得。 从第一篇介绍ＳＴＥＭ教育的文章在国内发 ２２ 表，至今已经十年了，ＳＴＥＭ或ＳＴＥＡＭ已然成 为众多领域学者关注的重要研究课题，从最初 的国际成果引入、美国ＳＴＥＭ教育的借鉴与启 示等，逐步转向关注ＳＴＥＭ教育培养学生的跨 学科素养的教学模式、ＳＴＥＭ教育实践中的教学 成果的评价、再到实践中如何考察学生在解决 问题的时候运用到的高阶思维，不同情景下进 行的判断和决策能力形成、合作能力与创新能 力的培养等，ＳＴＥＭ教育研究取得了丰富的理论 与实践成果，期待未来ＳＴＥＭ教育研究在理论 视野与实践操作上作出更丰硕的贡献。 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