STEM教育研究的现状和发展趋势:综述2000—2018年间期刊发表的论文
2019-07-08李业平
李业平,王 科,肖 煜
STEM教育研究的现状和发展趋势:综述2000—2018年间期刊发表的论文
李业平,王 科,肖 煜
(德克萨斯农工大学 教学与文化系,德克萨斯州 77843,美国)
为了解21世纪STEM教育研究的现状和发展趋势,采用期刊文章综述的方法,对2000年以来发表在26种期刊杂志上的603篇STEM教育文章进行分析综述,并总结STEM教育文章的特征与发展趋势.研究分析包括文章的基本信息和研究信息两个方面.研究发现,文章作者主要来自美国;近5年来文章发表量激增;国际STEM教育杂志文章量增长最快;文章主要研究对象为大学非师范生和中小学教师;文章主要采用定性或定量方法为主;文章主题聚焦于STEM情感、态度、信念,以及STEM项目的评估与介绍.研究启示:世界STEM教育研究正在经历快速发展期,中国STEM教育研究可结合当前教育现状,从研究对象、研究方法和研究主题3个方面探索前沿研究,论证符合中国国情的STEM教育实践模式,进一步推进STEM教育研究和实践的开展,提升中国STEM教育研究水平.
STEM教育研究;期刊文章;现状与趋势
1 引言
随着STEM教育在过去几十年的巨大发展,可以看到发展学术研究来支持STEM教育发展的迫切需要(Li,2014[1],2018[2]).研究人员和教育工作者对这一持续不断的呼吁做出了回应,并通过许多不同的渠道出版了他们的学术著作,包括期刊、书籍和会议文集.在2019年1月的一次谷歌搜索中,“STEM”“STEM教育”或“STEM教育研究”都显示了5.48亿或更多的条目.如此大量的信息表明了STEM教育的迅速发展,说明STEM教育是一个充满活力的研究领域,但这并不一定表明存在大量的STEM教育研究.因此,特别有必要全面地了解STEM教育研究的发展现状和趋势,这对进一步开展和提高STEM教育研究具有重要的意义,对世界范围内的STEM教育发展也可以提供更好的参考.
在教育研究中,对特定学科教育的现状和发展趋势进行系统地回顾与总结是很常见的.例如,在数学教育领域,研究人员调查了数学教育研究的历史发展(Kilpatrick, 1992[3]),或数学教育研究的一个特定方面,如技术使用(Bray和Tangney,2017[4]).同样,在科学教育方面,Minner、Levy和Century(2010[5])对在1984—2002年间发表的关于探究性科学教学的研究成果进行了综合调查.中国台湾的蔡教授和他的同事们从1998年开始,每5年(如,1998—2002、2003—2007、2008—2012、2013—2017)对3种主要的科学教育杂志所发表的文章进行一系列的综述(Lin、Potvin和Tsai,2019[6];Tsai和Wen,2005[7]).这3本杂志是《科学教育》(),《国际科学教育杂志》(),以及《科学教学研究杂志》().所有这些文献综述类评论在不同的学科教育领域都受到了好评.虽然这些综述采用了不同的方法来识别、收集和分析相关研究,但通常都是根据具体的目标和重点、时间段和文献选择范围来确定的.对期刊文章发表的考察,通常被认为是一种重要方法来探讨不同的研究课题,如:了解和比较一些学术机构的研究能力(Howard、Maxwell、Berra和Sternitzke,1985[8];Howard、Cole和Maxwell,1987[9]),特定领域学术研究的质量(Eybe和Schmidt,2001[10])、现状、发展趋势(Hynes、Mathis、Purzer、rynilson和Silverling,2017[11];Lin,2019[6])和学术期刊质量(Williams和Leatham,2017[12]).在此研究中,研究者也采用了期刊文章识别、收集与分析的方法,来综述当前STEM教育研究的现状与发展趋势.
2 STEM教育的文献综述
2.1 已有的STEM教育研究综述
对STEM教育研究进行综述的文章不少,如,Brown(2012)[13];Henderson、Beach和Finkelstein(2011)[14];Kim、Sinatra和Seyranian(2018)[15];Margot和Kettler (2019)[16];Minichiello、Hood和Harkness(2018)[17];Wu和Rau(2019)[18].Henderson等人(2011)[18]对STEM本科课程教学变革的相关文献进行了综述,但是他们没有提供关于STEM教育研究的一般综述,而是选择了在1995—2008年间发表的191篇概念性和实证性的文章,对其在促进STEM本科教学实践变革的学术现状方面进行了综述.最近有一些关于STEM教育的综述,如,Kim、Sinatra和Seyranian(2018)[15];Margot和Kettler(2019)[16];Minichiello、Hood和Harkness(2018)[17];Schreffler、Vasquez III、Chini 和James(2019)[19];Wu和Rau(2019)[18].举例来说,Margot和Kettler(2019)[16]对STEM教育研究中的一个特定主题进行了系统的文献综述:教师对STEM整合和人才发展教育的看法.他们在谷歌学者(Google Scholar)和多个数据库中搜索了相关术语,最终找到并综述了25篇英文文章.这些文章发表在2000—2016年间.他们的研究表明,教师重视STEM教育,但在实施STEM教育的过程中面临着许多挑战.虽然所有这些综述都是有价值的,但它们都集中在与STEM教育相关的特定主题或某个方面.
Brown(2012)[13]考察了STEM教育在各个学科的研究情况.这篇综述是根据一些大学和中小学教师的建议,选择了8种期刊.每个学科两种:一种学术研究期刊(如《科学教学研究》)和一种实践性为主期刊(如《科学教师》).在2007年1月1日—2010年10月1日期间,这8种期刊共计刊发了1 100篇文章,Brown根据文章作者是否使用STEM一词找出了60篇STEM文章,并发现这60篇文章中绝大多数关注的是两科或多学科融入的研究.虽然实践类的期刊为教师提供了更多的活动和见解,但Brown还是建议所有的期刊都有必要进一步促进STEM教育研究,尤其是这些学科教育领域里的学术研究期刊.Brown的综述评论发表于7年前,然而STEM教育在过去的7年间经历了巨大的变化(Li,2018[20]).不但发表的文章量急剧增加,而且文章的作者和发表内容也在急剧地变化.因此,对STEM教育研究进行更进一步地分析综述显得非常有必要.
对STEM教育研究的现状和发展趋势的综述类文章很少,究其原因可能包括以下两点:首先,相比于其它基于学科的教育(例如科学教育),STEM教育研究的历史短暂;其次,对STEM和STEM教育存在着不同的观点,也会影响综述类研究,如何筛选特定期刊和STEM教育研究文章(简称:STEM教育文章).第一个原因比较容易理解,但近年来STEM教育研究的快速发展表明,研究者有必要做更全面的综述类研究.同时,这样的综述类研究需要明确综述的范围,以确定期刊和文章的选择.
2.2 研究范围与研究问题
在进行综述类研究(如探讨STEM教育研究现状与发展趋势)时,研究者首先需要明确的是已发表的STME教育文章的范围是什么:如学者们发表了什么,以及他们在哪里发表STEM教育文章.在确定研究的综述范围时,研究者考虑了两个方面:一方面,发表STEM教育文章的期刊出版机构的类型;另一方面,如何在STEM教育研究的期刊中识别此类文章.STEM教育不同于那些以传统学科为基础的成熟的教育领域:因为STEM不是一个单一的学科领域,它可以有多种解释.有学者认为STEM是传统独立学科的集合,也有学者认为STEM是以特定的方式将选定的学科(不一定是STEM中的所有4个学科)整合在一起(English,2016[21];Li,2014[1]).因此,STEM教育可以被理解为多学科的,也可以被理解为跨学科的.这些不同的观点很容易导致STEM教育文章出现在许多不同的期刊上,这对筛选已发表的STEM教育文章提出挑战.因此,研究者需要首先确定STEM文章期刊来源.
此外,尽管提升学生对STEM学科产生学习兴趣可以追溯到20世纪90年代,那时美国国家科学基金会(National Science Foundation)正式扩大聚焦范围,将工程和技术纳入学校教育(Li,2018[2]),然而STEM缩写的出现是在21世纪初(Chute,2009[22]).“STEM”这个词本身并不足以引起美国和世界上其他国家对STEM学习的极大关注.而这个术语本身具有象征意义,这有助于将当前对STEM教育的关注和努力与过去的情况区分开来.
由于该研究对STEM教育有着明确的解释,且聚焦在STEM教育的现状和发展趋势.因此,研究者使用STEM这个缩略词作为筛选STEM教育文章的标识符.这种筛选方法与Brown(2012)[13]使用的方法类似.研究者从2000年1月开始筛选自定义的STEM教育文章,因为这个时间应该足够可以包括所有可能包含STEM术语的文章.此外,研究者也分析综述了STEM教育文章所关注的研究主题,以及这些STEM教育文章在不同主题之间的分布情况和发展趋势.具体而言,将解答以下两个问题:(1)这些STEM教育研究文章的特征是什么?(2)这些STEM教育研究文章特征的趋势是什么?
3 研究方法
此研究的文献分析方法遵循谨慎的程序性步骤,以确保结果的有效性.在这里,研究者将详细地描述这些步骤,以帮助读者理解该研究所采取的措施,同时说明研究者如何分析解答文章所提出的问题.具体来说,在确定、收集和分析有关STEM教育文章方面采取了3个步骤:期刊搜索、STEM教育文章筛选以及编码分析框架.
3.1 期刊搜索
由于STEM教育通常涉及多个学科,研究者首先倾向于确定所有关注STEM中两个或两个以上学科的期刊.因此,研究者进行谷歌检索,以确定所有指定为STEM两科、STEM三科、STEM四科或STEM五科(即,STEAM)教育期刊.例如,为了搜索仅包括两门学科的教育期刊,研究者搜索了STEM中两门不同学科的所有组合.同样的过程,研究者搜索了包括STEM中的3门学科、STEM以及STEAM.结果共搜索得到30种不同的期刊(如表1所示).
其次,由于单一学科的教育类期刊和一般教育类期刊种类众多,搜索所有期刊中发表的STEM文章缺乏可行性.同时,研究者注意到耶鲁大学普尔沃教学中心有一个网页,其中列出了STEM教育研究文章的教育类期刊推荐表.因此,研究者从该列表中选择了具有代表性的5种期刊(见表2).
3.2 STEM文章搜索
对于这35种期刊,研究者浏览和搜索了在2000年1月—2018年10月期间发表的所有文章,并判别筛选文章作者自定义的STEM教育文章.具体的作者自定义标准为:文章标题或摘要中必须包含“STEM”这个词,同时剔除书评类文章、实践指导非研究性文章和杂志编辑的一般评论文章.如果符合标准,即认定为STEM教育文章.在此过程中,研究者共发现8种期刊不包含STEM教育文章(见表1和表2中,斜体字标注的期刊),以及一种以土耳其语而非英语出版的期刊.最后,研究者确定了26种期刊,从其中共筛选出603篇已发表的STEM教育的英文文章.
表1 多科目教育类期刊
注:J1=; J2=; J3=; J4=; J5=; J6=; J7=; J8=; J9=; J10=; J11=; J12=; J13=; J14=; J15=; J16=; J17=; J18=; J19=; J20=; J21=J22=; J23=; J24=; J25=; J26=; J27=; J28=; J29=; J30=.
表2 其它类期刊
注:J31=; J32=; J33=; J34=J35.
3.3 编码及分析框架
根据研究问题,研究者建立了编码框架.该框架包括两个方面:基本信息以及研究信息.基本信息包括出版年份、标题以及第一作者所属国家或地区;研究信息包括研究对象、研究方法以及研究主题.对于基本信息的编码,年份和标题可以直接编码,而第一作者的所属国家或地区,编码者根据第一作者所在机构的所属国家或地区来编码.然而对于第一作者有多个机构的情况,编码者只按照第一机构的所在地来编码.
对于研究信息的编码和分析框架的建立,研究者分3个步骤来进行.首先,选取50个样本,由两个编码者独立录入原始的信息,例如:编码研究对象、方法以及主题的原始信息.如,无研究对象、初中生、二年级~八年级、初中教师、STEM学校等.研究方法种类包括:定量研究、定性研究、理论研究、文献研究等.研究主题包括学生对STEM专业的兴趣、态度、职业选择;对单个科目的研究、双科或多科目融入的研究;对STEM政策、标准、课程、劳动力以及学校的研究;对STEM专业的理论与模型探讨以及其它.
然后,两编码者再对编码进行校对,并初步建立编码框架如下:研究对象包括无研究对象、小学生、中学生、高中生、大学生非师范生、师范生、中小学教师、大学教师、以及其他;研究方法包括定量、定性、定性定量混合、理论性探讨、文献综述、以及其它;研究主题包括单科研究、双科融合研究以及多科目融合研究;多科目融合研究包括STEM专业兴趣、STEM职业方法、STEM专业毕业率、STEM专业学习态度、有关STEM项目的评估、STEM项目介绍、STEM教师教育、STEM教师专业化发展、STEM教师信念与实践、理论与模型以及其它.编码框架建立之后,两位编码者根据框架对所有文章进行独立编码.编码完成之后,对所有的编码进行一致性分析,发现一致性达到88.1%.最后,3位研究者对其中不一致的编码进行讨论,并最终确定编码.
编码完成之后,研究者们对编码框架进行讨论与修正,并最终确定研究信息类的编码框架.即,研究对象包括10类:(1)无研究对象;(2)小学生;(3)中学生;(4)高中生;(5)大学生非师范生;(6)师范生;(7)中小学教师;(8)大学教师;(9)跨年级;(10)其它.其它的类别中包括政策、问题、学校等.研究方法包括6类:(1)定量研究;(2)定性研究;(3)定性定量混合研究;(4)理论建构与模型验证;(5)文献内容分析;(6)其它.其它的类别中包括介绍、分享陈述类文章等.研究主题包括6类:(1)STEM专业兴趣、STEM职业方法、STEM专业毕业率、STEM专业学习态度等;(2)有关STEM项目的评估以及介绍;(3)STEM教师教育以及专业化发展;(4)STEM教师的信念以及教学实践;(5)STEM政策、STEM学校以及STEM劳动力;(6)STEM的概念、课程、文化、能力以及模型框架.
4 研究结果与讨论
研究者从基本信息和研究信息两个方面,对从26种期刊杂志中筛选出的603篇STEM教育文章进行了编码,并分析总结了STEM教育文章的特征,再根据这些特征在年度上的分布来总结特征趋势.对于研究问题的解答,首先研究者分析编码,总结出STEM教育文章在基本信息与研究信息的特征来回答第一个研究问题;其次,文章通过分析这两个方面的特征在年度水平上的分布来分析STEM教育的研究发展趋势.在结果呈现部分,研究者按照STEM教育文章的基本信息和研究信息来分别呈现其特征与趋势.
4.1 STEM教育文章的基本信息
4.1.1 STEM教育文章的年度分布
在2000—2018年10月底期间,总共有603篇STEM教育文章,如图1所示,STEM教育文章发表量逐年增加,特别是2014—2018年间,STEM教育文章的发表量呈现急速增长,分别是49篇、58篇、109篇、118篇和166篇.
图1 STEM教育文章的发表年份分布
4.1.2 STEM教育文章的题目
在2000—2018年10月期间,总共603篇STEM教育文章,其中429篇文章的题目中包括“STEM”,174篇文章的题目中不包括“STEM”而其摘要中包括“STEM”.
从发展趋势上来看,STEM教育文章标题中含有单词“STEM”和不含单词“STEM”的文章都呈现快速递增的趋势(见图2),相比较而言,标题中含有单词“STEM”的文章发表量呈逐年急速递增趋势.因此,从图中可推理出当前国际上越来越多的研究者们关注STEM教育的领域,并发表他们的研究成果,尤其是在标题中突出显示“STEM”.
图2 STEM教育文章标题中包括“STEM”和不含“STEM”年发表量的特征趋势
4.1.3 STEM教育文章的期刊来源
统计发现,在2000—2018年10月期间发表的603篇STEM教育文章分布在26种期刊中;发表STEM教育文章最多的5种期刊依次是:《科学教育与技术杂志》(J8,12.8%,=77),《STEM教育杂志》(J26,11.6%,=70),《国际STEM教育杂志》(J23,9.5%,=57),《欧亚数学科学技术教育杂志》(J17,6.6%,=40)和《科学教学研究杂志》(J33,6.5%,=39),详见图3.
图3 STEM教育文章的期刊来源分布
此外,研究者统计发表量最多的5种杂志的年度发表量的特征趋势.如图4所示,5种杂志中,《国际STEM教育杂志》(J23)年度发表STEM文章量呈现稳定地飞速增长趋势.《科学教育与技术杂志》(J8)和《STEM教育杂志》(J26)年度发表量呈现震荡递增趋势.《欧亚数学科学技术教育杂志》(J17)和《科学教学研究杂志》(J33)呈现稳定匀速递增趋势.
图4 5种STEM教育文章发表量最多的杂志的年度STEM文章发表特征趋势
4.1.4 文章的期刊来源所含STEM科目
如表1中的第三列所示,根据期刊来源所含的STEM科目数量,研究者把期刊分为5类:双科、三科、四科、五科以及其它(单科或无).研究者统计了5类期刊的STEM文章发表总量,如图5所示.在2000—2018年期间,期刊名称中包含STEM和包括STEM中的两科的文章发表总量最大,分别是192篇(31.8%)和176篇(29.2%).
图5 STEM教育文章在包括STEM科目种类的期刊来源分布
研究者也统计了5类期刊年度发表STEM教育文章总量的特征趋势.如图6所示,杂志名中含“STEM”期刊的STEM教育文章发表总量递增速度最快,其次是含有两科的所有杂志的和4种其它类杂志的年度STEM文章发表量也都是稳步递增.包括三科的所有杂志的年度发表总量呈现震荡递增趋势,含有“STEAM”的杂志的年度STEM教育文章发表总量整体上呈现微弱的增长趋势.
图6 STEM教育文章在5类STEM期刊中的年度发表量特征趋势
4.1.5 STEM教育文章的第一作者所在国家或地区
统计显示,在所有的STEM教育文章中,来自美国的研究者作为第一作者发表了461篇文章,占76.5%,其次是来自澳大利亚的研究者发表了25篇,占4.1%,排在第三到第六的是,加拿大、以色列、韩国和中国台湾(后面3个并列),详见表3.
表3 文章作者单位所在国家或地区
此外,统计展示了发表STEM教育文章最多的3个国家的年度发表文章量的特征趋势.如图7所示,美国研究者每年发表STEM文章量呈现稳定的急速增长趋势;而澳大利亚和加拿大发表的STEM文章量并没有明显的递增趋势.
图7 “美国”“澳大利亚”“加拿大”学者发表的STEM教育文章的年度分布特征趋势
4.2 STEM教育文章的研究特征
4.2.1 STEM教育文章的研究对象
统计发现,在603篇STEM教育文章中,研究对象主要是针对大学非师范生、高中生以及中小学教师的文章量分别是143篇、92篇以及90篇.研究对象针对的是跨类别、初中、其他以及大学教师的文章分别是45篇、41篇、30篇以及29篇.研究对象是小学生和师范生的文章都是23篇,如图8所示.
图8 STEM教育文章的研究对象类别的分布
从年度分布趋势上来看,在过去的19年,研究对象是大学非师范生、中小学教师、高中生和没有研究对象的STEM文章都呈现显著递增的趋势(见图9).研究对象是小学生、初中生以及大学教师的STEM文章整体上呈现波动增长的趋势(见图10).研究对象是师范生、其他类以及跨类别的STEM文章增长趋势波动较大,但整体上也呈现递增趋势(详见图9和图10).
图9 STEM教育文章排名前5类研究对象的类别年度分布特征趋势
图10 STEM教育文章的排名后5类研究对象的类别年度分布特征趋势
4.2.2 STEM教育文章的研究方法
统计发现,在603篇STEM教育文章中,定性研究文章有223篇,占总体的37.0%;定量研究文章有189篇,占31.3%;采用混合研究方法的文章有74篇,占12.3%;理论探讨文章和文献分析文章各43篇和25篇,分别占总体的7.1%和4.1%;其它类文章有49篇,占8.1%.
从年度分布趋势上来看,在过去的19年,定性和定量的文章都呈现显著递增的趋势,尤其是定性的文章.采用混合研究方法的文章、理论与模型的文章以及文献内容分析的都呈现稳步增长的趋势,但是增长速度依次递减.其它类的文章整体上呈现波动增长趋势(见图11).
图11 STEM教育文章研究方法类别的年度分布特征趋势
4.2.3 STEM教育文章的研究主题
统计发现,在603篇STEM教育文章中,关于情感、态度、信念的STEM教育文章有229篇,占总体的38%;关于STEM教育项目评估与介绍的文章有157篇,占26%;关于STEM课程、概念、素养、能力以及模型的文章有91篇,占15%;有关STEM教师信念与教学实践的文章有60篇,占10%;有关STEM教师教育和教师专业化发展的文章有43篇,占7%;关于STEM教育政策、STEM学校以及STEM劳动力的文章有23篇,占4%.
如图12所示,从年度分布趋势上来看,在过去的19年,有关STEM情感、态度、信念的文章和STEM项目评估与介绍的文章都呈现显著递增的趋势.关于STEM课程、概念、素养、能力、模型的文章,STEM教师信念与实践的文章,以及STEM教师教育与教师专业化发展的文章都稳步增长的趋势.唯有关于STEM政策、STEM学校以及STEM劳动力的文章并无明显的增长趋势.
图12 STEM教育文章研究主题类别的年度分布特征趋势
5 讨论
该研究编码并分析了603篇STEM教育文章,总结了这些文章的研究特征与研究趋势.基于以上发现,研究者认为有以下几点值得中国STEM教育研究者和政策制定者参考.首先,STEM教育文章发表总量是在最近的5年呈现爆发式增长,可见STEM教育研究的发展仍处于初级阶段.因此,中国作为21世纪世界重要经济体之一,务必抓住这个难得机遇期,聚焦 STEM教育研究发展与实践,推动社会各相关机构积极合作推进STEM教育发展.政府引导,并大量投资STEM教育研究项目,为教育机构和企业合作提供适宜的实践环境.其次,研究发现,STEM教育文章的作者主要是来自美国,即STEM教育研究者,四分之三以上是来自美国.美国自21世纪初,提出“STEM教育”以来,一直致力于推进STEM教育研究与实践,从政策到投资,再到合作实践.这一发现进一步证实了美国的STEM教育研究的投入政策正在发挥着作用.再次,研究发现,STEM教育文章主要聚焦于大学非师范生、高中生和中小学教师.可以看出,研究者所在国家(特别是美国)特别关注两个方面的研究:STEM专业的教育和STEM教师的教育.因为美国大学的STEM专业的学生毕业率不高,而美国对STEM专业人才需求量很高,以至于美国政府在过去的20年一直在大力培养STEM专业人才,为应对美国企事业单位对STEM专业人才急剧上升的需求.同时,美国政府也在大力扎根培养认证的中小学STEM教师以满足短缺的STEM教师需求.
对于中国的STEM教育来说,可以根据中国中小学教育的特点,加大STEM教师的培养和教师专业化发展研究与探索.在培养模式实践中,尤其需要注重采用质性的研究方式来探索.同时,中国教育系统的特色为STEM教育提供助力.中国中小学教师的数学、物理、化学的知识基础都比较好.因此,这一优势可以在政策的引导下得到更好地发挥来促进STEM教育的实践开展.最后,STEM教育文章的研究主题主要聚集在关注STEM情感、态度、信念以及STEM项目评估与介绍.因此,中国学者可以从已发表的大量的质性和量化的研究中学习他们的研究方法,如文章中有各种关于态度、信念、兴趣量表,以及各种访谈问题提纲,分析数据的方法等,尤其是质性研究方法,中国学者仍需要致力于STEM教育研究模式的探索和STEM教育理论的探讨.总之,中国学者可以在国家大力推动STEM教育的形势背景下,抓住机遇期,更全面、更广泛地推进融合STEM教育的研究实践,培养高质量的STEM人才,从而为中国经济和科技创新发展提供充足的潜力和人力.
6 结论
为了解STEM教育研究的现状和发展趋势,研究者采用了期刊文章识别与分析综述的方法,对2000年以来发表在26种期刊杂志上的603篇STEM教育文章从文章基本信息和研究信息两个方面进行编码,并描述、分析、总结文章的特征与发展趋势,从而可以为中国的STEM教育研究发展与实践提供参考.具体来说,STEM教育文章的特征和趋势如下.(1)在19年间,26种期刊杂志共发表了603篇STEM教育研究类文章,特别是过去的5年,STEM教育文章发表量急速增加.(2)文章题目中有429篇含有“STEM”一词,同时这类文章数量也呈现快速增长趋势.(3)所分析的STEM教育文章来源于26种期刊杂志,刊发STEM教育文章最多的5种杂志分别为:《科学教育与技术杂志》《STEM教育杂志》《国际STEM教育杂志》《欧亚数学科学技术教育杂志》《科学教学研究杂志》.其中《国际STEM教育杂志》刊发STEM文章的数量递增速度最快.(4)包括“STEM”的期刊和包括STEM中两科目的期刊发表文章数量多,增长快.(5)美国研究者发表的STEM文章的数量最多、占了总体的近77%.同时,近5年发表的文章量急剧增加,而排第二、第三的澳大利亚和加拿大的研究者发表的STEM教育文章量占总体的4%和3%,他们之间的差距巨大.(6)STEM教育文章主要聚焦于大学非师范生、高中生以及中小学教师这些研究对象.在过去的5年,研究对象是大学非师范生、中小学教师、高中生以及没有研究对象的STEM教育文章都呈现显著递增的趋势.(7)定性类研究文章和定量类研究文章占主体,呈现显著递增趋势.(8)文章的研究主题主要聚焦于3类:有关STEM情感、态度、信念的,有关STEM项目评估与项目介绍的,以及有关STEM课程、概念、素养、能力、模型的.前两类的主题呈现显著递增趋势.基于以上关于已发表的STEM教育文章的特征分析与总结,教育研究者可以窥视当今世界上的学者,特别是STEM教育研究的领跑者美国学者对STEM教育的最新研究方向,从而了解前沿研究动态,紧跟全球领先的研究步伐,更好地开展中国特色的STEM教育的研究与实践,更好地服务于培养中国所需的STEM人才,为中国更进一步地繁荣发展做出应有的贡献.
[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] LI Y. Journal for STEM Education Research----Promoting the development of interdisciplinary research in STEM education [J]. Journal for STEM Education Research, 2018, 1 (1–2): 1–6.
[3] KILPATRICK J. A history of research in mathematics education [M] // GROUWS D A. Handbook of research on mathematics teaching and learning. New York, NY: Macmillan, 1992: 3–38.
[4] BRAY A, TANGNEY B. Technology usage in mathematics education research----A systematic review of recent trends [J]. Computers & Education, 2017 (114): 255–273.
[5] MINNER D D, LEVY A J, CENTURY J. Inquiry-based science instruction----What is it and does it matter? Results from a research synthesis years 1984 to 2002 [J]. Journal of Research in Science Teaching, 2010, 47 (4): 474–496.
[6] LIN TJ, LIN T C, POTVIN P, et al. Research trends in science education from 2013 to 2017: A systematic content analysis of publications in selected journals [J]. International Journal of Science Education, 2019, 41 (3): 367–387.
[7] TSAI C C, WEN L M C. Research and trends in science education from 1998 to 2002: A content analysis of publication in selected journals [J]. International Journal of Science Education, 2005, 27 (1): 3–14.
[8] HOWARD G S, MAXWELL S E, BERRA S M, et al. Institutional research productivity in industrial / organizational psychology [J]. Journal of Applied Psychology, 1985 (70): 233–236.
[9] HOWARD G S, COLE D A, MAXWELL S E. Research productivity in psychology based on publication in the Journals of the American Psychological Association [J]. American Psychologist, 1987, 42 (11): 975–986.
[10] EYBE J, SCHMIDT H J. Quality criteria and exemplary papers in chemistry education research [J]. International Journal of Science Education, 2001 (23): 209–225.
[11] HYNES M M, MATHIS C, PURZER S, et al. Systematic review of research in P-12 engineering education from 2000—2015 [J]. International Journal of Engineering Education, 2017, 33 (1B): 453–462.
[12] WILLIAMS S R, LEATHAM K R. Journal quality in mathematics education [J]. Journal for Research in Mathematics Education, 2017, 48 (4): 369–396.
[13] BROWN J. The current status of STEM education research [J]. Journal of STEM Education: Innovations & Research, 2012, 13 (5): 7–11.
[14] HENDERSON C, BEACH A, FINKELSTEIN N. Facilitating change in undergraduate STEM instructional practices: An analytic review of the literature [J]. Journal of Research in Science Teaching, 2011, 48 (8): 952–984.
[15] KIM A Y, SINATRA G M, SEYRANIAN V. Developing a STEM identity among young women: A social identity perspective [J]. Review of Educational Research, 2018, 88 (4): 589–625.
[16] MARGOT K C, KETTLER T. Teachers’ perception of STEM integration and education: A systematic literature review [J]. International Journal of STEM Education, 2019 (6): 2.
[17] MINICHIELLO A, HOOD J R, HARKNESS D S. Bring user experience design to bear on STEM education: A narrative literature review [J]. Journal for STEM Education Research, 2018, 1 (1–2): 7–33.
[18] WU S P W, RAU M A. How students learn content in science, technology, engineering, and mathematics (STEM) through drawing activities [J]. Educational Psychology Review, 2019, 31 (1): 87–120.
[19] SCHREFFLER J, VASQUEZ III E, CHINI J, et al. Universal design for learning in postsecondary STEM education for students with disabilities: A systematic literature review [J]. International Journal of STEM Education, 2019 (6): 8.
[20] 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.
[21] ENGLISH L D. STEM education K-12: Perspectives on integration [J]. International Journal of STEM Education, 2016 (3): 3.
[22] CHUTE E. STEM education is branching out [EB/OL].(2009–02–09) [2019–03–16]. https://www.post-gazette.com/ news/education/2009/02/10/STEM-education-is-branching-out/stories/200902100165.
Exploring the Status and Development Trends of STEM Education Research: A Review of Research Articles Published in Selected Journals between 2000 and 2018
LI Ye-ping, WANG Ke, XIAO Yu
(Department of Teaching, Learning & Culture, Texas A & M University, College Station, Texas 77843, USA)
In order to study the status and development trends of STEM education research in the 21st century, this article adopted the method of journal article review to examine and summarize 603 STEM papers published in 26 selected journals since 2000, and summarized the characteristics and development trends of these STEM papers. The analyses included both basic information and research features of the papers identified. The study found that the vast majority of these published papers were contributed by American scholars, and the number of published papers had been increasing rapidly over the past five years. The number of published papers in the International Journal of STEM Education shows the fastest growth among all the journals. These published STEM papers mainly studied post-secondary students (non-preservice teachers) and school teachers, and mainly employed qualitative or quantitative methods. Also, these published papers mainly focused on STEM careers, interest, attitudes, and beliefs, and the assessment and introduction of STEM projects. The findings have important implications for the research development and practice of STEM education in China.
STEM education research; journal articles; status and development trends
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》杂志创刊主编,主要从事数学教育、STEM教育和教师教育研究.
G420
A
1004–9894(2019)03–0045–08
李业平,王科,肖煜.STEM教育研究的现状和发展趋势:综述2000—2018年间期刊发表的论文[J].数学教育学报,2019,28(3):45-52.
[责任编校:周学智、陈汉君]