STEM教育研究与发展：一个快速成长的国际化领域

李业平



STEM教育研究与发展：一个快速成长的国际化领域

李业平

（德克萨斯农工大学 教学与文化系，德克萨斯州 77843，美国）

介绍美国和其他国家STEM教育发展的历史，通过聚焦《国际STEM教育学报》创刊5年来的发展，分析揭示了STEM教育研究不仅在学术文章发表上，而且在读者群的国际扩展中，都展示了STEM教育过去5年在国际范围内的快速发展并成长为一个国际化领域．

STEM教育；期刊出版；国际读者；研究和发展

1 引言

通过回顾《国际STEM教育学报》（，简写IJ-STEM）最近发表文章的综述可发现，从2014年8月—2018年7月底，IJ-STEM在过去4年的出版周期中取得了巨大的发展（Li[1]，2018）．尽管IJ-STEM只有很短的出版历史，但通过该杂志的出版回顾可以窥见STEM教育领域在过去几年里惊人的发展速度．在中国见证到的情况也可以证明这一点：大约5~6年前，中国学者和学校几乎不了解STEM教育，而现在，它已经成为中国学校里广泛谈论的话题．下面将首先展现STEM教育发展简史，然后通过聚焦在过去几年间IJ-STEM杂志的文章出版和读者增长的案例展示STEM教育的研究发展．文章最后简要向读者们介绍从这个特别专集的后续几篇文章中可以了解到的信息．

2 STEM教育发展历史简介

在美国，STEM教育领域近年来取得了巨大的发展．长期以来，学校教育一直强调数学和科学（而不是工程和技术）对中小学学生的重要性．如何支持和建立科学与数学之间的内在联系也一直为学者们所关注，并且可以追溯到一百多年前学校教育中整合科学和数学的努力．例如，学校科学和数学协会成立于1901年，其4个主要目标之一是“通过研究科学和数学教育及它们的结合来推进学术知识的发展”．其官方期刊《学校科学与数学》（）也创立于1901年，旨在展示“课堂内科学和数学学科本身及两学科交叉的问题、疑惑和课例研究”．

然而，美国STEM教育的最新发展已经超越了单纯地关注数学和科学，进一步强调将数学和科学教育与工程和技术相结合的重要性．美国国家科学基金会（National Science Foundation）在20世纪90年代以SMET（在现有的科学和数学基础上增加工程和技术）作为开端，正式将教育重点扩大到工程和技术领域．21世纪初，美国国家科学基金会将这一概念改为STEM（Chute[2]，2009）．此后，STEM教育项目和相关研究取得了巨大的发展，得到了多个层面的大力支持（Li[3]，2014）．近年来，STEM教育的发展与传统教育在许多方面有所不同，这些区别包括：（1）更大范围的学生学习领域；（2）信息技术在教育中更显著和更广泛的使用；（3）学术领域和各种就业单位不断呼吁增加对学生STEM素养的培养机会和要求，特别是为培养女性和少数族裔的STEM素养；（4）对STEM融合教育发展，及有关研究、记录学生如何在融合模式下学习的议题，有着越来越急切的需求【如，Honey和Schweingruber[4]（2014）；National Science Foundation[5]（2010）；National Research Council（2011[6]、2011[7]、2013[8]）】．毫无疑问，推进STEM教育需要有新的、更深入的学术研究支持，但此类研究仍处于起步阶段．

在国际上，STEM不再只是一个流行词．尽管STEM一词是由美国国家科学基金会创造的，但它现在代表着世界许多教育体系中的一场教育运动．这一不断扩大的运动激励了无数的教育工作者、政策制定者和普通大众，在他们自己的教育系统和社会文化背景下，发现和重视STEM融合教育的价值．例如，在澳大利亚，STEM教育已经被视为学校教育改革的一个重要机会，包括但不限于数学和科学教育（Office of the Chief Scientist[9]，2016）．澳大利亚制定了2016—2026年的国家STEM学校教育战略规划（National Council[10]，2015），目标是让所有学生参与进来，并让他们具备强大的STEM基础技能和能力．在中国，STEM教育也同样成为一个运动，而且它给中国教育工作者提供了一个大视野去反思学校教育中的相关问题，如，学校教育应为并能为学生做什么，以帮助他们为未来的发展做好准备，应该如何教育学生、评估学生的学习等．中国正在努力探索通过STEM教育激发学生的探究、创新和批判性思维，教育工作者看到了STEM教育的这种潜力（STEM教育中心[11]，2018；中国教育科学研究院[12]，2017）．当然，包括以上提到的和世界上其他国家的教育计划，都需要大量的学术研究支持．因此，推动STEM教育研究的发展也很快变得紧迫起来．

3 一个国际期刊的文章出版和读者发展案例

《国际STEM教育学报》是一份多学科、开源的、严格同行审议的学术研究期刊．在STEM教育领域，该期刊的创立在以下几点上弥补了以往仅仅关注单门学科教育期刊的不足：（1）为来自不同学科和具有不同方法观点的研究者和学者提供了发表、共享研究成果的渠道；（2）通过开源平台拓宽了研究者和教育工作者获取研究成果的渠道；（3）激励科学家和教育研究者合作，进一步拓宽关于STEM教育的知识面（Li[3]，2014）．该刊发表了大量文章，包括原创研究、研究综述、简短报告和评论．值得一提的是，该杂志重视并欢迎来自不同视角的原创学术贡献，这些视角包括传统定义的STEM分科教育，或是一个相互联系的STEM跨学科或交叉学科的教育．该杂志于2014年8月开始刊发文章．

截至2018年底，该期刊在过去5年里共发表144篇各类型的文章，平均每年刊发28篇．图1显示了从2014—2018年底该期刊每年发表的文章数量．很明显，期刊年发表文章量增长迅速．与2014年8月—2016年底的前3年（2014年13篇，2015年20篇，2016年21篇）相比，该期刊从2017年开始接受和发表了更多文章（2017年34篇，2018年56篇）．文章数量的增长很好地反映了STEM教育领域学术研究的增长．

图1 每年发表文章数量

自创刊以来，该期刊的发表文章已被世界各地的研究人员和读者访问下载．图2显示了每年访问该杂志文章的总数．总体来看，近5年，该杂志文章的访问下载量有3次大幅增长．（1）2015年，杂志文章的访问量从2014年的6 669次大幅增长至55 698次，2015年增幅为735%，净增49 029次；（2）2017年访问下载由2016年的54 883次大幅增加至119 095次，增长117%，净增64 212次；（3）2018年，访问下载从2017年的119 095次大幅增加到217 873次，增长83%，净增98 778次．据此可以合理地假设，2014—2015年的第一次大幅增长，可能是由于期刊于2014年8月创刊，2015年有更多的读者想了解此期刊．然而，第二次和第三次（2016—2017和2017—2018）访问量的急剧增加，应该归因于：（1）该杂志发表的高质量文章；（2）人们获取STEM教育研究信息的兴趣显著增加．此外，值得一提的是，第二次和第三次大幅增加的访问量（图2）与期刊文章出版呈现出相同的模式：即读者访问量和在同一时间内发表文章数量双双大增（见图1）．该期刊在这期间的增长模式表明在过去几年中STEM教育研究和读者的大幅增加．

除了访问的数量之外，了解访问该期刊的读者群体也可以更好地探索STEM教育研究的辐射面．表1总结了2015—2018年访问该期刊文章数量前5名的国家和地区．从表1可清楚地看出，该期刊的读者群是国际性的，而且这些年来经历了巨大的变化．例如，2015年、2016年和2017年，美国是研究者和读者获取该期刊信息最多的国家．但在2018年，印度取而代之排名第一．2015—2017年，巴西从没有进入前5名，但在2018年，巴西成为该期刊阅读访问数第三多的国家．事实上，该期刊的读者群分布在全球五大洲，其中2015年和2016年来自美洲的阅读访问数量最多，2017年和2018亚洲取而代之．

注：访问的定义，直接从期刊网站和SpringerLink访问文章全文或PDF版本的次数．下载定义为HTML、LookInside、PDF和Epub单击；而且这些并不包括从PubMed Central等镜像数据库下载的次数．

表1 各年度获取该期刊文章最多的前5位国家和地区

该杂志的文章出版和读者人数的迅速增长，得益于该杂志所发表文章的高质量．从2018年初开始，《国际STEM教育学报》除了被SCOPUS、谷歌Scholar等近二十项数据检索和索引服务收录外，还被选入了科学网的（Web of Science）新兴资源引文索引（ESCI）．被ESCI接受是获得影响因子评估过程中的第一步，这当然是非常重要的一步．纳入ESCI意味着该杂志已被确定为能为舆论决策者、基金会和评估者提供重要的学术研究信息．ESCI使得研究人员可在不断发展的学术研究中发现新的研究领域，并能提供与快速变化的研究领域相关的跨学科学术内容．该期刊文章已经被科学网络记载登录，这意味着文章可在此处查阅，并记录有完整的引用计数、作者信息和其它丰富的信息．鉴于该杂志出版历史较短，这确实是一个了不起的成就．据Springer Nature Insights的初步分析统计，截至2018年底，142篇文章（144篇中除去2篇勘误）共被引用417次．这也很好地反映了该杂志发表了STEM教育领域所需的高质量文章．

与此相关的是，另一份新期刊《STEM教育研究学报》，该刊是STEM教育领域的交叉学科教育研究期刊．2018年12月，该刊的第一期发表了9篇文章，2018年仅在SpringerLink上就有5 147次下载．相比之下，从IJ-STEM的第一年访问量（即从2014年8月开始发表的13篇文章，有6 669次访问下载）相比可看出，《STEM教育研究学报》在第一年就获得了大量的访问．它的下载量进一步证实了，STEM教育作为一个国际化领域正在经历持续的快速发展．

4 该STEM教育特别专集中其它文章的简要介绍

上面讨论的期刊在出版文章和读者人数上的显著增长，很好地说明了STEM教育在全球范围的迅速增长．为了进一步了解这一令人兴奋的新领域，特别撰写并仔细整理了后续的4篇文章，以便从不同的视角来帮助读者了解STEM教育研究及其发展趋势．下面是对这4篇文章的简要介绍．希望这个专栏不仅能帮助研究者和读者更多地了解国际STEM教育的研究和发展，也能激发更多关于中国STEM教育的讨论和研究，推动该领域持续向前发展．

第二篇文章同样采用了关注期刊出版文章的方式，对2000年—2018年10月期间发表在国际几十种期刊上的英文文章进行了分析研究．该文章筛选了603篇STEM教育研究论文并进行编码分析，以便读者可以了解STEM教育学术研究发展的现状和趋势．分析包括谁在发表这些文章，这些文章在哪里发表，这些年来研究的主题是什么等．期望读者由此可以得到一个全球性的视野，以及具体的关于STEM教育的研究和发展信息．

第三篇文章从一个不同的视角帮助读者了解STEM教育研究的现状和发展趋势．该文章通过对美国教育科学研究院（U.S. Institute of Education Sciences，隶属于美国联邦教育部）资助的STEM教育项目的研究，来分析介绍46个受到资助的STEM教育项目的特点和发展趋势．

第四篇着重论述了STEM教育的一个具体方面：STEM教师教育．文章采用了与前3篇文章完全不同的视角和方法．该文章通过构建一个特定的STEM教师工作满意度模型，使用美国现有的大规模学校人员调查数据来验证该模型的有效性，以帮助了解在学校要稳定保持雇佣STEM教师时，可能存在的问题以及解决的方法．

第五篇旨在为STEM教育的进一步探讨和研究提供一个可能发展的方向．该文章以思维为主题，先简要回顾历年来相关的研究发展．然后在现代STEM教育的背景下对传统的思维概念提出了质疑，并为未来的相关研究提出了一些新思路和发展领域．

[1] LI Y. International Journal of STEM Education----A platform to promote STEM education and research worldwide [J]. International Journal of STEM Education, 2014 (1): 1.

[2] CHUTE E. STEM education is branching out [EB/OL]. (2019-02-09) [2019-03-16]. https://www.post-gazette.com/ news/education/2009/02/10/STEM-education-is-branching-out/stories/200902100165.

[3] LI Y. Four years of development as a gathering place for international researchers and readers in STEM education [J]. International Journal of STEM Education, 2018 (5): 54.

[4] HONEY M, PEARSON G, SCHWEINGRUBER H. STEM integration in K-12 education: Status, prospects, and an agenda for research [M]. Washington, DC: National Academies Press, 2014: 1-180.

[5] National Science Foundation. Preparing the next generation of STEM innovators: Identifying and developing our nation’s human capital [R]. Arlington, Washington DC, 2010: 1-49.

[6] National Research Council. Successful K–12 STEM education: Identifying effective approaches in science, technology, engineering, and mathematics [EB/OL]. [2019-05-20]. www.nap.edu/catalog.php?record_id=13158.

[7] National Research Council. Learning science through computer games and simulations [EB/OL]. [2019-05-20]. www.nap.edu/catalog.php?record_id=13078.

[8] National Research Council. Next Generation Science Standards: For states, by states [EB/OL]. [2019-05-20]. www.nap.edu/NGSS/.

[9] Office of the Chief Scientist. Australia’s STEM workforce: Science, technology, engineering and mathematics [M]. Canberra: Commonwealth of Australia, 2016: 1-204.

[10]  National Council. National STEM School Education Strategy, 2016—2026 [EB/OL]. [2019-05-20]. http://www.education council.edu.au/site/DefaultSite/filesystem/documents/National%20STEM%20School%20Education%20Strategy.pdf.

[11] 中国教育科学研究院STEM教育研究中心．中国STEM教育2029创新行动计划[EB/OL]．（2019-02-13）[2019-05-20]. http://www.nies.net.cn/xw/wyxw/201706/t20170606_324550.html.

[12] 中国教育科学研究院．中国STEM教育白皮书（精华版）[M]．北京：中国教育科学研究院，2017：1-14．

STEM Education Research and Development as a Rapidly Evolving and International Field

LI Ye-ping

(Department of Teaching, Learning & Culture, Texas A & M University, College Station, Texas 77843, USA)

This article provides a brief history of STEM education development in the United States and beyond, and then highlights its dramatic and international development over the past five years illustrated by the case of one international journal’s publication and readership development, and concludes with a brief instruction about the structure and content of follow-up four articles included in this collection.

STEM education; journal publication; international readership; research and development

2019–05–25

李业平（1964—），男，浙江建德人，美国德克萨斯农工大学终身教授，博士生导师，《国际STEM教育学报》和《STEM教育研究学报》创刊主编，主要从事数学教育、STEM教育和教师教育研究．

G420

A

1004–9894（2019）03–0042–03

李业平．STEM教育研究与发展：一个快速成长的国际化领域[J]．数学教育学报，2019，28（3）：42-44．

[责任编校：周学智、陈汉君]