STEAM 教育国内外研究现状述评
□ 海南师范大学教育学院 王海驿
STEAM 是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）、数学（Mathematics）这五门学科英文首字母的缩写，由美国发起集这五门学科于一体的综合教育，但是它并不是这五门学科的简单组合和拼凑，而是把它们进行多视角、多维度的有机整合。STEAM 作为培养创新型人才、综合性人才的新型教育范式，逐渐走进各国的教育领域，在我国，成燎原之势蔓延。在现阶段未成体系的情况下，对STEAM 教育的发展进行文献的梳理，能为相关研究者提供参考框架，找出研究热点与空缺，避免思路重复。
每次测定至少重复3次，实验数据以（平均值±标准差）表示，实验数据处理使用Design Expert 10.0.7，采用Graphpad Prism 7.0等软件进行处理及制图。
一、研究设计
1.研究方法。本研究主要采用的方法是定量分析法与定性分析法相结合的混合研究法以及内容分析法。在中国知网（CNKI）中国学术期刊网络出版总库中，以“STEM 教育”或者“STEAM 教育”为关键词进行检索，文献分类目录里选择教育理论与教育管理、学前教育、初等教育、中等教育、高等教育、职业教育、成人教育与特殊教育，限定期刊来源为CSSCI（中文社会科学引文索引）、核心期刊，检索时段为2007-2019 年进行文献检索（2007 年美国国会通过《创造机会有效促进一流的技术、教育与科学法案》），得到文献共有297 篇。此外，将精心挑选出的发表于核心期刊上的，且引用和下载次数较高的相关文献作为内容分析法的研究样本。细致深入地采用内容分析法进行研究以期梳理研究现状，对研究问题、研究热点等进行归纳总结，对研究趋势进行展望。
2.研究对象。本文的研究对象主要来源于中国知网，以“STEM 教育”或者“STEAM 教育”为主题词进行高级检索，检索到的相关文献是从2007 年开始的，因此本文研究的时间跨度是2007 年到2019 年，一共检索到了核心文献297 条结果。为了研究的全面性、可靠性，本文对搜索到的STEAM 教育的相关文献进行了完全的统计。同时精心选出在核心期刊上公开发表的学术论文，进行了细致深入的内容分析。
二、研究结果分析
对关于STEAM 教育研究领域的所有检索文献发表时间进行统计，如图1 所示，可以看出：我国关于STEAM 教育研究从2010 年起步，2013 年之前相关论文都寥寥无几；2013 年后论文发表迅速增加，在2017 年年度发表攀升至94 篇，并保持持续上升的趋势，由此可预测STEAM 教育近几年依然会是教育领域的研究热点。
图1 STEAM 教育研究论文年度发表趋势
再说，纵是大名鼎鼎的人，实现了多领域斜杠，他的斜杠也有主有从，公众接纳的领域也就只那么一两个。拿王石来说，企业家，做房地产的企业家，是大众视野里的认知，其他的身份，登山、滑伞呀，赛艇、写书呀，并未获得人们广泛了解。
在STEAM 教育课程实施的实施方面，我国学者首先研究了大量国外STEAM 课程模式如乔治亚理工学院的克罗德纳教授的“通过设计学习（Learning By Design）”教学方法，从学生的角度出发，包括设计—再设计循环和调查—探究循环这两个最基本的循环，帮助学生通过反复的循环解决结构不良的问题。还有学者将基于项目的学习法和探究式学习法结合起来提出基于PBL（问题式学习）的STEMSOS 模式，目标“在PBL 项目扩展学生知识面的过程中，持续关注以学生为中心的规范教学方法”。在大量学习和分析国外STEAM 教育理念的基础上，结合我国教育的本土环境，许多学者“洋为中用”提出了符合中国教育环境的STEAM 课程。有学者指出课程设计应该是整合的课程设计模式，强调对知识的应用和对学科之间关系的关注，提倡为学习者提供学习情境，以小组为单位进行活动。余胜泉等人提出STEM 项目设计模式，并从教学设计、学习任务设计、工具与资源设计、学习支架设计等方面进行具体介绍。
如图2 所示，结合关键词共现网络与数据可得出：1.“STEM”频次为119；“STEAM”频次为39；“STEM 教育”频次为35；“STEAM 教育”频次为9，这说明国内学者现阶段对“STEM 教育”的认可度总体大于“STEAM 教育”。2.“STEM”与“STEAM”与所有的关键词都有联系，其中包括“教育标准”“教学策略”“教育形态”“课程设计”等，可看出我国对于STEAM 教育的研究已经初具规模，研究的广度与深度在逐渐扩大与加深。3.“学习过程”作为第二高频关键词频次为68，说明在STEAM 的研究中，学者都很重视STEAM 教育的学习过程。4.“创客教育”与“创客空间”等相关概念与STEAM 教育交织，这说明学界对于STEAM 教育与创客教育的联系成一种认同状态。5.“师资培养”与“教师专业标准”频次为9，表明现阶段我国对于STEAM 教育中的教师研究还没形成规模，是目前相关研究发展的前沿，目前正处于新兴发展的态势。
图2 STEAM 教育关键词共现网络
以“STEM 教育”或含“STEAM 教育”为主题，在中国知网博硕士页面进行高级搜索，共检索到学位论文175 篇，其中博士论文为2 篇，硕士论文占173 篇。对学位授予年度分布进行可视化分析，如图1-3 可见：从2013 年起始至2018 年，关于STEAM 教育的学位研究论文数量急增，在2017 年后呈现井喷状态并仍处于上升阶段，至今未出现回落的现象，这在一定程度上说明了STEAM 教育依然是教育的研究热点。
图3 STEAM 教育研究博硕士论文学位授予年度
40年来，中国货物进出口总额增长198倍，服务贸易进出口总额增长超过147倍，对外投资实现从零到千亿美元的飞跃，中国已成为130多个国家的主要贸易伙伴。
此外，通过EBSCO的Academic Search Complete数据库对“STEM education”或者“STEAM education”进行搜索，限定时间为2007 年1 月1 日～2019 年12 月31 日，搜索结果显示学术理论期刊为3650篇；杂志1656 篇；贸易出版物324 篇；报纸158 篇；书评118 篇等。通过搜索结果数据可得知国外关于STEAM 教育研究已具有一定规模。
1.研究阶段梳理。STEAM 教育从引入到现在的12 年已累计了不少相关研究，各学者都从不同的角度和领域对STEAM 教育进行了研究，但呈现一种零星、未成体系的状态。近两年随着发展队伍的状态，开始有学者对STEAM 教育在国内的研究发展进行了分析总结，力求厘清STEAM 教育在我国的发展脉络。
魏亚丽等根据发文量和科研人员数量将我国STEM 教育研究大致划分为三阶段，第一阶段2007～2009 为初步探索期，2010～2013 为快速发展期，2014～2017 为深化研究期。张春海、叶海燕将我国STEM 教育发展总结为融合与共生，并将国内STEM 教育研究分为三阶段。第一阶段是研究启蒙阶段（2008～2014），研究视角主要是对STEM 教育发展背景及STEM 教育本身概念的界定，处于比较浅显的阶段。第二阶段是研究深化（2015～2017），这个阶段主要研究内容为STEM 教育的引进缘由及引进方式，教育内容研究进一步深化。第三阶段是研究多样化阶段（2017 至今），近几年来关于STEAM 教育研究的研究文献急速增加并呈现精细化和多元化的趋势。更多学者将STEAM 教育带入我国课堂实践中进行落地研究。
根据各文献的相关性与重要性对所检索的文献进行筛选，除去会议通讯、专著介绍等与本研究相关度不高的文章后，最终获得有效文献199 篇。对已筛选文献进行关键词分析，对关键词出现三次以上绘制关键词共现网络，图中每一个圆点代表一个关键词，圆点的尺寸与关键词频次成正比，每条直线代表关键词之间的联系。
三、现状分析
实际上，公共服务均等化供给受到的影响因素显然不限于本文所列举的几个变量。从回归结果中的拟合优度R2值比较低可以看出，我们无法在建模过程中把所有解释变量全部列出，因此三个模型不能排除因为遗漏变量而产生的内生性。
由上可见，国内外关于STEAM 教育的研究，在文献数量总体呈现动态递增的趋势，研究视野不断拓展。2016 年中国教育科学研究院STEM 教育研究中心正式发布《中国STEM 教育白皮书》，其中指出STEM 教育逐渐繁荣的态势。同年关于STEAM教育的研究文献呈现出了爆发式增长，这一年发表论文数量将近300 篇，其中关于基础教育研究超过一半，并在政策、行业指导、科普等领域呈多样化的趋势。可知，STEAM 教育在科学技术不断发展的今天越来越受到教育研究者的关注，其学术价值得到更多研究者的肯定。
总体来说，STEAM 教育在我国经历了理解—引进—生根的三阶段。第一个阶段为理解阶段，2007～2014 年我国关于STEM 教育的研究文献多数聚焦在美国、英国等国家关于STEAM 教育的发展及研究现状。如钟柏昌等人介绍了民间组织“变革方程”通过建设STEM 教育项目数据库和开展教育评估等方式推动STEM 公益教育事业、激励青少年学习STEM 以及鼓励教育改革。许海莹从目的和功能、选择标准到具体的指标维度划分评述了美国STEM 教育监测指标体系。赵中建、龙枚等人指出美国的STEM 教育在提升国民素质、拉动就业及收入分配均衡化、促进民族平等与性别平等、增强国家经济实力、驱动创新等方面均具有显著作用，美国STEM 学习生态系统的构建为推动美国教育改革做出了贡献，并未我国基础教育改革提供可借鉴的范本，第二个阶段为引进期，时间为2015～2017 年，在这个时期STEM 教育在国家政策的支持下逐渐由外引进，在了解的基础上进入中国进行本土化的尝试。2015 年9 月教育部提出《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）》，文件指出有条件的地区要积极探索新技术手段在教学过程中的日常应用，有效利用信息技术推进“众创空间”建设，探索STEAM 教育、创客教育等新教育模式。赵兴龙整理了STEM 教育的研究和应用中在STEM 教育的本质、本地化、人才培养、课程五个方面存在的争议并做出了分析回应。胡畔指出STEAM 教育在我国的推广和实施还存在一些现实问题如缺乏实施STEAM 教育的宏观规划与清晰定位，缺乏课程资源与硬件环境以及专业师资的培训及培养机制。第三个阶段是2017 年至今，STEAM 教育研究文献在近两年成井喷式增长，从数量上可观的预测到将成为教育热点，国内学者从国外经验入手由广到细地研究了国外STEAM 教育的课程模式及教学理念，并将STEAM 模式带入课堂实践中，在数学、化学、物理等科目已有诸多案例可供分析。此外，学者们将STEAM 教育与创客教育及核心素养结合起来，为STEAM 教育在我国生根提供了本土化的土壤，使STEAM 教育与我国教育国情更贴切。
2.我国研究热点聚焦。在我国STEAM 教育研究中，研究的聚焦点一直是分散开花式的，发展前阶段，我国大量的研究集中于STEAM 概念的界定及对国外经验的研究，从不同方面面深度剖析了STEAM 教育的内涵。彭敏、郭梦娇认为STEAM 教育是在真实的问题情境中以学科整合的方式培养学生STEAM 素养的一种教育模式，其基本内涵主要体现于真实问题的解决、学科整合与技能培养三个方面；吴永和等认为STEAM 教育是在STEM 教育的基础上延伸和拓展而来的一种新的教育模式，它以项目学习、问题学习为主要的学习方式，融合技术、工程教育和艺术人文教育，旨在推动技术驱动的教学创新。从教学方式来说：魏晓东、于冰、于海波认为STEAM 教育旨在打破学科领域的界限，倡导基于项目的学习方式，强调体验性和实践性，是一种新的教育理念和学习方法。从教育技术来说：范文翔等认为STEAM 教育作为一种技术教育,是一种跨学科整合的教育、在做中学的教育、创新意识的教育、基于项目与问题的教育、依托工具与资源的教育、真实情境下的探究教育以及多元主体共同参与的教育。袁磊、张昱昕认为STEAM课程的内容应体现跨学科性，知识覆盖要兼顾深度与广度；项目内容要有助于学生的智力发育，并具备趣味性和可操作性等特点；内容类型要丰富多样，培养学生的综合能力及核心素养。
(4)冀东和太行山区矿山开采经济效益明显。2017河北省持证矿山企业利润总额排序依次是冀东34.96亿元、太行山区27.60亿元、冀北4.89亿元、冀西北0.99亿元、冀中平原0.84亿元，分别占全省矿山企业实现利润总额的50.45%、39.84%、7.06%、1.43%、1.21%。数据显示，冀东实现利润占河北省矿山企业利润总额的半数以上，人均利润总额6.07万元；太行山区实现利润近全省矿山企业利润总额的1/3，人均利润总额3.53万元(图3)，说明冀东与太行山区矿山开采经济效益明显。
3.研究趋势。在STEAM 教育进入中国十多年后，我国学者开始对STEAM 教育的发展进行了文献研究整理，尝试通过数据分析来总结之前研究经验，对STEAM 教育进行总结分析并展望，以期找到研究空隙并避免重复研究。梁小帆等人通过数据分析得出我国STEM 教育的研究内容大致集中在STEM 教育国外状况和STEM 教育国内应用探索两个方面，并指出应明确STEM 的重要性，着重推进学科融合，促进复合型人才的培养并将新兴技术理念与STEM 教育融合来推动STEM 教育的发展。常咏梅等人认为我国STEM 教育较美国来说起步晚、实践少、缺乏系统化，应在我国国情基础上促进STEM 教育本土化发展，开展职前职后教师专业培养并加强学科整合，推进STEM 教育实践应用。李欢欢等人运用NVivo10.0 工具对2009～2018 年的273 篇STEM 教育文献进行质性分析得到STEM 教育六条发展规律。研究指出STEAM 教育发展关注STEM 受教育者的兴趣；从数量储备和专业发展两个方面入手培养STEM 教师；在教育媒介上培养STEM 计算思维；教育材料上的STEM 跨学科呈现深度融合与广泛包容趋势，并在知识扩散和聚合基础上形成跨学科知识交流的网络体系；在教育管理主体上重视顶层设计和组织协调、形成混合型STEM 教育环境。
在关于STEAM 教育的研究文献中，STEAM 教育在我国落地发展的最大问题的关键词为“教师培育”“课程设计”与“人才培养”，STEAM 课程设计研究从文献数量中已展现一定的规模，但仍需不断深耕将课程不断完善化、扩大化、形成适合广泛使用的课程，以期大规模的推广来培养学习者在真实情境中解决复杂问题的能力，培养出具备创新素养的综合性人才与具有国际意识并同时通晓科学、技术、工程、艺术以及数学的创新型人才。在教师培育方面，《中国STEM 教育白皮书（2016）》指出，目前STEAM 教育在学校实施中面临的最大瓶颈是教师问题。《中国STEAM 教育发展报告（2017）》指出，我国还没有专职的STEAM 教师，在学校中授课的老师大部分是来自于教育机构的兼职老师，其中多数只接受了STEAM 教育的初级培训。总的来说，严重缺乏具备STEAM 素养的教师。因此，教师队伍建设是发展我国STEAM 教育的关键。近两年来我国关于STEAM 教育的教师培养已经逐渐兴起但未成体系，仍是我国学者在STEAM教育实施的研究中的重要环节。
四、思考总结
1．STEAM 课程研究与实践的统一。STEAM 课程还在逐渐找寻与我国教育情况适切的方法，在几年的研究发展中对STEAM 教育理念、课程背景、课程实施已有了较为一定的基础，然而研究力量主要还是以师范院校的教师为主。课程的实施者主要是一线的小初高教师或者是培训机构教师，从研究到实践尚未形成非常紧密的联系。现我国多个地区如深圳福田区已经组建教学研究基地，能帮助研究者将文献研究与实证研究结合起来，获得更好的研究进展。
这两台机组均为1000 MWe压水堆，分别于1973年6月和1976年4月首次并网发电，根据最初的运行许可证可分别运行至2013年和2015年。运营商安特吉核运营公司(Entergy Nuclear Operations)2007年4月提交这两台机组的运行许可证换发申请。鉴于安特吉在最初许可证到期前5年就提交了申请，因此，尽管当时没有正式批准这两台机组延寿，核管会允许这两台机组在最初的运行许可证失效后继续在“及时换发”(timely renewal)的模式下运行。
2．STEAM 教师队伍政策与建设的统一。STEAM 教师短缺并不仅仅是我国的难题，美国也一直面对着STEAM 教师短缺的难题。STEAM 教育对教师的知识的广度与深度以及教学方法与策略上都有更高的要求，需要专业的师资培养。但是在我国已有的师资培养体制中，没有开设专门的STEAM 教师师范专业，也没有专业的培训课程。我国关于STEAM 教师职前培养的理论研究以及已有教师改造使之成为优秀的STEAM 教师理论研究几乎寥寥无几，在STEAM 教育在全球各国家如火如荼开展的今天，是一块亟待探索与研究的重要方面。
3．校内校外STEAM 课程分化与融合的统一。从STEAM 教育在我国实施的情况看，校内STEAM课程发展与校园STEAM 教育实施呈分化状态。一方面，在校园内开展的STEAM 教育以学科知识整合、项目式教学的形式为主。另一方面，在校外STEAM 教育市场也依赖政策兴起，主要体现为机器人教育、少儿编程教育和创客教育三个形式，相对其他校外教育培训而言，STEAM 教育校外教育培训具有普及率低、硬件要求高和师资稀缺的特点。从需求的角度来看，STEAM 教育培养的学生在真实情境下解决问题的能力，与学习成绩并无直接联系，因此对教育者来说属于非刚性需求。从硬件来说，我国STEAM 教育的课外培训品牌如机器人教育乐博、少儿编程教育小码王以及创客教育火星人俱乐部三者都对硬件的要求非常高，需要大量资金的投入来实施。从软件来看，教育机构的师资属于稀缺状态，能教编程的老师少之又少；从招聘市场看，对口的是计算机相关专业而非专业的教育专业；课程内容和教学形式也没有一个规范的标准，大多是对国外的教材进行翻译和直搬，没有形成规范，也尚需改善。
STEAM 教育在我国发展的道路且长，需要多方研究者共同努力，从理论和实践两方面同时完善，从而融入我国教育改革，建设中国特色STEAM 课程。
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