我国STEM教育的发展历程、特点与展望

摘要：自从2012年STEM教育正式进入我国教育研究者的视野以来，为了全面了解STEM教育在我国目前的研究现状，文章基于中国知网数据库，采用文献计量法和通过知网数据的可视化分析系统，对2012年至今有关STEM教育的研究文献进行了大量阅读，最后从总体文献的发文量、文献发文机构以及研究内容三个方面对所收集到的文献进行了综述，并且总结了STEM教育在我国的发展历程、特征、不足以及对未来的展望。

关键词：STEM教育;可视化;创客教育

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）08-0159-05

1 前言

STEM教育是由科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）四个英文单词首字母缩写而来[1]。STEM教育最早由美国国家科学基金会所提出，在2012年在我国北京召开的第二届STEM教育应用国家会议之后正式进入我国教育学者们的研究视野[2]。STEM教育的提出是知识经济时代发展的产物，并且STEM教育着重在于对问题的解决、强调学习的过程、重视各个学科知识之间的深度融合、加强学生的创新思维实践能力与核心素养为培养目标，成为当下教育领域人才培养的新方向。

2 我国STEM教育研究的文献分析

2.1研究对象与数据来源

本研究通过贵州师范大学图书馆数据库进入中国知网，以“STEM教育”作为主题进行检索。文献时间限制在STEM教育正式进入我国教育学者们的研究视野，也就是2012年至今的检索日期2021年3月18日，文献来源限定在SCI、SSCI、北大核心和CSSCI，总共得到536篇。人工去除相关的学位论文和各种会议文件，最后得到440篇有关STEM教育的期刊文献作为此次研究的研究对象。

2.2数据分析

由图1STEM教育年度发文量可以得知：自从2012年STEM教育进入我国教育研究学者的视野开始，每年关于STEM教育的相关文章总体呈上升趋势。2012年有关STEM教育的文献仅有7篇，占总体发文量的1.3%;2013年有关STEM教育的文献有5篇，占总体发文量的0.9%;2014有关STEM教育的文献有9，占总体发文量的1.7;2015年有关STEM教育的文献有20篇，占总体发文量的3.7%;由此可以看出从2012年到2015年这四年有关STEM教育的相关文献的数量并不是很多，而2016年有关STEM教育的文献增加到了42篇，占总体发文量的7.8%;2017年有关STEM教育的文献84篇，占总体发文量的15.7%;2018年有关STEM教育的文献有略微的减少，但也有64篇，占总体发文量的12%;2019年有关STEM教育的文献再次增加到113篇，占总体发文量的21.1%;2020年有关STEM教育的文献略有波动，有82篇，占总体发文量的15.3%;到2021年有关STEM教育的有关文献有110篇，占总体发文量的20.5%。

由以上数据可以得出;自从2012年STEM教育进入我国教育研究者的视野以来，STEM教育的研究得到了快速的发展，也逐渐走向成熟。同时STEM教育也得到了国家的大力支持，在2015年我国教育部就发布了《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》中就有提出：要“努力积极探索STEAM教育以及创客教育等新教育模式”。并且我国教育部在2016年《教育信息化“十三五”规划》中指出：根据各个地区条件的不同，有条件的地区要努力积极地研究信息技术在“众创空间、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育”等新的教育模式中的应用，并且指出要以提高学生的综合信息素养、创新思维和创新意识和能力、养成学生的数字化学习习惯、促进学生的全面发展为培养目标，起到未来培养高素质人才的作用。并且中国教育科学研究院在2018年4月正式发布了《中国STEM教育白皮书》，在白皮书中指出：STEM教育的战略地位需要在我国整个教育体系中重新定位，是培养学生综合素质的承载体。该机构相继在同年11月推出《中国STEM教育2029创新行动计划》，在该计划中明确指出了要在新中国成立一百周年时，把中国建成一个创新型国家，因此STEM教育要成为我国教育创新的一个不可替代的抓手。同时根据图1中每年关于STEM教育的发文量的上升趋势，可以预测未来的一段时间里关于STEM教育的研究将持续上升。

3 我国STEM教育研究的发展历程和特点

3.1 STEM教育研究的发展历程

通过对440篇STEM教育相关文献的统计分析和在前研究者的基础上，本研究发现：STEM教育研究的开端于美国的国家科学委员会在1986年出台的“本科的科学、数学、工程教育”报告。在此报告之后，美国对于STEM教育研究的热度整体呈上升趋势，但当时的研究相对还是较少，而且对STEM教育的研究主要是对STEM教育的相关概念的理论研究。在1996年之后，才有学者通过初步探索，逐渐完善对STEM教育的实施路径进行研究，从而拓宽了其对STEM教育的研究领域，使STEM教育研究进入了一个新的发展时期。在此之后，直到2007年美国发布了“国家行动计划”，该计划的出台使得STEM教育研究进入了全景式的研究阶段，STEM教育在该阶段研究的数量呈指数式上升，这意味着STEM教育研究在美国已经达到了深化拓展阶段。

我国STEM教育研究是在美国的基础上逐渐引入到我国的，并且在2009年才有初步的萌芽，直到2012年在北京召开的第二届STEM教育应用国际会议之后STEM教育才正式进入我国教育学者的研究视野，在此次会议之后，我国有关STEM教育研究的相关文献才逐渐增加[3]。本研究通过对所收集到的440篇文献进行阅读和整理，根据有关STEM教育年度发文量的数量，将STEM教育在我国的发展大致分为以下四个阶段：

（1）STEM教育在我国的萌芽阶段（2009年～2011年）

STEM教育最早被国人发现是在2009年由我国学者姜峰在《美国竞争法》的评述中所提及之后，才逐渐进入我国极少数的研究学者的视野[4]。在此期间有少量的研究学者对STEM教育进行了初步的了解和浅在的研究，在这期间有关STEM教育研究的相关文献很少只有少数几篇。

（2）STEM教育在我国的初步成型阶段（2012年～2014年）

自从STEM一词在2009年被姜峰所提出之后，直到2012年在我国北京召开的第二届STEM教育应用国际会议之后，才正式进入我国教育研究者的视野。在此次STEM教育应用国际会议中，我国相关的学者和国际上对STEM教育研究的相关学者进行了初次深度交流，此次会议主要是对STEM教育的基本内容和基本理念的确认、与其他学科有机融合的路径、学生综合素质的培养、STEM教师的相关培训等问题进行了深度的交流[5]。同年，在南京大学开展了国际科学教育研讨会，在此会议中把STEM教育主导的一些国家科学教育政策作为初步的研究热点，也因此STEM教育成为我国教育研究学者广泛研究的热点问题。但在同年美国出台的《美国竞争力与创新力》报告中指出，美国对STEM教育研究的现状存在许多的不足之处，导致不足的原因有;美国政府对STEM教育资金的投入不足和教师有关STEM教育的能力不足所引起，因此，在2013年美国政府对此提出了相应的措施并出台了《提升和改变教学专业蓝图》文件作为提高STEM教师质量的蓝本[6]。但我国研究学者直到2014年才对美国出台的报告和文件进行评述，并且在美国相应的应对措施中结合我国的实际情况提取出有用之处加以总结应用，因此直到2014年，我国对STEM教育的研究在理论和实践的基础上，通过吸取国际上对STEM教育研究的精华之处，试图找到符合我国教育现状的STEM教育的实施策略。

（3）STEM教育与我国融入阶段（2015年～2016年）

为了支持STEM教育的相关发展，我国教育部在2015年发布了《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》[7]，在该意见中提到了“STEAM教育”“创客教育”等相关的指导意见，因此在意见颁布之后我国有关STEM教育研究的热点方向为“创客教育”和“STEAM教育”。在此我国的教育研究者大多数都肯定了“创客教育”对我国教育发展的价值，因此将“创客教育”与“STEM教育”比作你中有我、我中有你的关系，并且认为“创客教育”的出现为我国教育的发展提供了新鲜血液。同时有研究学者开始探索将“创客教育”与“STEM教育”结合的路径进行研究。次年，我国教育部又在出台的《教育信息化“十三五”》中指出：“要着力加强对学生的信息素养、创新意识和创新能力的培养”[8]。由此可见在这一阶段学生的创新和创造能力的培养是STEM教育研究的热点内容。同时，因“创客教育”所拥有的开放性特点，因此，STEM教育的非正规教育也成了该阶段研究的重点内容。在此阶段，我国学者开始对美国有关STEM教育的主要社会组织（项目引路和变革方程）的价值、课程样式、行动路径等进行分析解读，希望在此基础上能为我国STEM教育的非正式教育的发展提供一定的可用价值。在这一阶段可清晰地看到，我国学者在此阶段关注的是社会组织和非正规教育对学生STEM素养的影响，并且研究学者认为要创设出真实的学习情境和有效的培养学生在实际生活中解决遇到的问题就必须要联系生活组织社会实践。

在对STEM教育相关的实践方法论研究的基础上，我国的研究学者开始尝试将STEM教育与我国现有的教育进行初步融合的实践探索：例如，尝试将STEM教育应用到中小学课堂上，同时也有学者尝试运用STEM教育的理念设计校本课程等等。并且，在教育部出台的《教育信息化“十三五”规划》中也有指出：要探索STEM教育模式的应用。同时在2016年10月，在北京师范大学举办的第四届STEM国际教育大会上提到国内外创新智慧学习平台的构建情况、STEM教师的培训现状、STEM教育的教学设计与实践以及STEM教育的实践评估等相关内容。由此可见，在该阶段有关STEM教育研究已经开始逐渐向具体的实践问题进行发展。

（4）STEM教育的整合实践探索阶段（2017～至今）

中国教育科学研究院在2017年6月颁布了《中国STEM教育白皮书》，在该文件中明确界定了中国当前背景下的STEM教育的内涵，同时提出了“中国STEM2029计划”[9]。该计划从两个方面对STEM进行了设计和规划：第一方面是从国家的政治层面对STEM教育的开展进行了顶层设计;第二方面是对STEM教育课程整合的具体实施路径进行了明确的规划。由此在2017年我国对STEM教育的研究重点集中在了“整合”上。这里所说的“整合”，主要从三个方面进行理解：第一方面是学科间的整合，例如有学者以情景学习、工程设计、科学探究、数学分析、科技技术等为核心创建了一种情景整合模式教学;也有研究学者以初中各学科的学习内容为例，分析美国的“6E学习模式”，以此为基础来促进各学科间知识的整合;第二方面是现代教育技术与STEM教育课程的整合。随着时代的发展，信息技术为教育提供了更多的可能性，例如课程资源的获取途径、真实学习情境的创设等，都可以把现代信息技术作为一种辅助性的教学工具;还有研究学者根据知识类型的不同，对开展STEM教育所需要的技术进行了分析。第三方面是校内外教育资源的整合。随着STEM教育在我国研究的不断深入，有研究学者发现了STEM教育大多都是限于与理科之间的有机整合，忽视了对学生人文素养的培养，因此STEAM教育也受到了大量研究学者的广泛关注。由此可以明晰，跨学科间的整合，不能仅仅是在理工科目的基础上整合，还应该将科学和人文艺术包括其中，以此来建立STEM教育的学习生态系统。通过对学校资源和校外各种资源的整合，为学生打造更加真实完整的学习环境。