近五年国内学前STEM教育研究热点和前沿演进

2022-05-30张亚杰滑婧旸

早期教育·教研版 2022年8期

张亚杰滑婧旸

【摘要】近年来STEM教育为幼儿教育提供了一种全新的教育视角，引发了我国学术界对幼儿STEM教育的探讨。为更客观、清晰地了解近五年我国学前STEM教育的研究热点和趋势，本文采用文献计量法、内容分析法、引文空间法对学前STEM教育相关文献进行分析。结果发现，当前我国学前STEM教育的研究主要集中在STEM教育课程设计、STEM教育与幼儿学习的关系、提升学前教师STEM素养、国外学前STEM教育经验借鉴、学前STEM教育实施现状五个方面。未来学前STEM教育研究应重视跨学者、跨机构之间的合作，探索本土化学前STEM课程建构标准，探究如何培养学前教育专业学生的STEM核心素养，注重对学前STEM教育评价标准的架构、整合和完善等。

【关键词】学前STEM教育；研究热点；前沿演进

【中图分类号】G610 【文献标识码】A 【文章编号】1005-6017（2022）07/08-0003-06

【作者简介】张亚杰（1975-），女，河南平顶山人，河南大学教育学部学前教育系副系主任、副教授、碩士生导师，博士；滑婧旸（1996-），女，河南周口人，河南大学教育学部硕士研究生。

一、引言

STEM起源于美国，是一门融合科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）多学科的综合教育。美国相继出台一系列国家法案来支持STEM集成战略的实施，在美国发展进程中起到了关键引领作用[1]。也有学者提出融入艺术（Art）学科形成STEAM教育[2]。本研究所指的STEM教育包括了这一类一脉相承的演化概念，后文不再加以区分。

学前STEM教育以幼儿的真实生活世界为情境导向，以幼儿所处环境中的真实问题为驱动，教师引导幼儿进行跨学科、跨领域学习，调动幼儿所学各项知识与已有能力去解决问题，把幼儿培养成完整的人。我国STEM教育研究起步相对较晚，陈超（2008）[3]对美国世界一流大学战略进行详述，引发了我国各类学者对STEM教育理论的关注和研究。郝和平（2016）[4]对美国幼教界的STEM教育进行了研究和剖析，也让更多学者关注到幼儿STEM教育领域。

现有的基于知识图谱视角来探讨学前STEM教育的文献[5]分析了该领域已有文献的分布特征、研究热点与发展趋势，更重视从知识图谱的角度着手分析。相关综述研究数量相对较少，鲜有文献从文章内容上对主题进行深层挖掘与解析。因此，本研究采用定量和定性相结合的方法，力求对近五年我国学前STEM教育领域的研究主题和前沿演进进行全面、直观的分析，主要围绕相关文献的年度发文量、核心作者和核心机构、热点主题、前沿演进等方面展开。

二、研究方法

（一）研究样本

为保障原始数据的全面性和客观性，本研究以“幼儿STEM”和“学前STEM”为主题词在中国知网（CNKI）检索相关的学位论文和期刊论文，将时间跨度限定为2017年1月1日至2021年11月10日，共得到学术期刊68篇、学位论文57篇，在人工剔除5篇期刊论文和2篇学位论文之后，共得到学术期刊63篇、学位论文55篇，总样本数为118篇，以此作为本研究的全部分析数据。

（二）研究方法

为更好地了解国内幼儿STEM教育研究已经积累了哪些成果，还有哪些科研理论需要进一步完善，本研究运用文献计量法、内容分析法、引文空间法等从知识图谱可视化分析技术视角出发，对文献数据进行定量研究，并在此基础上进行定性分析，对前人研究的基本特点和成果进行总结，力求客观、全面地反映出学前STEM教育这一研究领域的分布情况，以期能够准确地对我国学前STEM教育未来的研究趋势与发展方向加以把握，对我国未来幼儿STEM教育研究有所启发。

三、研究结果与分析

（一）近五年我国学前STEM教育研究的年度发文量

年度发文量可以直观表现出某一研究领域在当年的受关注程度，清晰地探测到该主题的发展状况，是衡量我国学前STEM教育研究热度和发展趋势的一个重要指标。图1是对我国学前STEM教育领域自2017年以来学术期刊和学位论文的年度发文量进行的统计分析。从该领域发文的总量和增量来看，无论是学术期刊还是学位论文都体现出了相同的趋势，在研究热度和发展历程上呈现出完全一致性。首先，就发文的数量来说，学前STEM教育领域发文量虽然呈现出递增趋势，但由于我国STEM教育起步较晚，将其应用于学前领域的时间就更短，因此总发文的数量相对于其他领域来说较少，也由此说明该领域是一个新兴的研究关注点。其次，学术期刊和学位论文的发文量都是在2020年达到近五年内的峰值，分别是24篇和25篇，初步分析可能是由于国内学者和幼儿教师经过对STEM教育理念的内化，可以相应地实施STEM项目，对儿童开展一些个案研究。

（二）近五年我国学前STEM教育研究的核心作者和核心机构

1. 近五年我国学前STEM教育研究的核心作者

国内学前STEM教育研究文献的作者共现知识图谱如图2所示。从中可清晰看出，关于学前STEM教育研究文献的作者分布较为零散，各作者节点之间的连线只有几条，尤其体现在2017年至2020年，在2021年节点连线达到了14条。这说明该研究领域的作者合作较少，多为2～3人间的小规模合作，没有形成一定规模的学术共同体，大多数的作者还是独立研究。经统计发现，发文量排在前五的作者有杨晓萍、杨柳玉、宋丽博、彭杜宏、华红艳，均为2篇，未形成明显的核心作者群。

2. 近五年我国学前STEM教育研究的核心机构

在机构合作研究方面（见图3，下页），整个图谱的网络比较零散，只有少数几个研究机构之间存在合作，如北京教育学院和首都师范大学，总体没有形成明显的聚类。这反映出该领域的研究基本为独立研究，研究人员和研究机构的合作意识较为薄弱，研究成果的分享性和流动性存在一定局限。表1（见下页）列举了近五年来发文量排名在前20的发文机构，其中，上海师范大学以13篇的发文量成为该领域发文量最高的学术机构，西南大学以9篇的发文量位居第二，其余机构的发文量均在2～4篇。这表明在学前STEM教育研究领域中，各大师范院校为该研究领域的主力军，并取得了一些学术成果。同时，一些幼儿园已开展相对应的STEM活动，并进行了相关研究。

（三）近五年我国学前STEM教育研究的热点主题

研究热点是指在某一时间段内，一定数量的、具有某种内在联系的文献所共同探讨的研究问题。关键词体现了作者对其所写文章的主题及核心内容的高度凝练，出现频次高的关键词可以用来大致确定某一个研究领域的热点问题。本研究通过CiteSpace软件对2017～2021年我国学前STEM教育研究文献进行关键词聚类分析，选取前10个最大的聚类进行展示，得到图4。聚类词前数字越小，表明该聚类词出现频次越高。这些聚类词在一定程度上反映出近五年我国学前STEM教育领域的研究热点，包括“STEM教育”“幼儿园”“STEAM教育”“联邦政府”“幼儿园科学教育”“策略分析”“教学思路”“幼儿园科学活动”“美术核心素养”“行动研究”10个聚类标签。

在关键词聚类知识图谱的基础上，本研究进一步得到近五年我国学前STEM教育研究文献关键词共现网络聚类表（见表2），聚类标签词提取采用LLR算法。结合对表2各聚类中关键词及文献内容的分析，本研究将近五年我国学前STEM教育研究的热点主题大致归结为以下五个方面。

1. 国内学前STEM教育课程设计研究

STEM活动作为近年来新引入的教育方式，在与我国幼儿本土课程相融合的过程中，引发了一些新的思考。翟蕊蕊[6]基于STEM教育理念，参考ADDIE教学设计模式为幼儿园构建包括分析、设计、开发、实施、评价在内的科学领域活动框架，并在济南市H园开展教学实践，为教师提供活动范例。胡英慧[7]和严巨学[8]通过自己设计的课程进行研究和探讨，优化幼儿园STEM课程，给出了符合我国国情的学前儿童STEM课程的研究设计思路。贾亚南[9]围绕“幼儿园大班如何开展STEAM课程”展开研究，设计STEAM课程示例和实践，证实STEAM教育在一定程度上具有可行性。孙红艳、樊俊杰[10]和宋烁琪[11]都强调了学前STEM课程要与本土相适应、相融合，设计开展植根于当地文化的幼儿STEM课程很重要。

2. 学前STEM教育与幼儿学习的关系研究

学前STEM教育与幼儿学习的关系研究主要集中在其与幼儿学习品质的关系及其与幼儿深度学习的关系上。幼儿学习品质是指幼儿在参与整个活动过程中所有的心理特征的总和。其所包含的要素主要有：学习态度、习惯、方法、能力、行为等[12]。幼儿在活动过程中表现出的积极态度和良好行为倾向是终身学习与发展所必需的宝贵品质，也是影响幼儿可持续发展的核心因素[13]。陈大琴[14]和王媛、王馨雨[15]等认为儿童早期STEM教育因具有趣味性、问题性、协作性、融合性等特征，对培养幼儿学习品质具有重要意义。深度学习缘起于人工智能、机器学习领域，近年来应用于幼儿学习领域，与STEM教育理念具有高度的重合性，因此越来越多的学者关注到从STEM项目引发的幼儿深度学习的探讨。雷有光[16]等基于深度学习和STEM教育的内在关系，对幼儿深度学习的过程进行研究，呈现了幼儿整合性学习的发展过程以及各要素和环节之间的交互关系。蒋小丽[17]和祖静[18]等对引发幼儿深度学习的条件和机制进行了探讨，STEM项目基于幼儿自身真实的生活环境，解决与幼儿自身联系较为密切的问题，引发幼儿探究的兴趣，将先前经验和环境资源进行整合，而这几种特征是引发幼儿深度学习的关键。

3. 提升学前教师STEM素养研究

大量研究表明，幼儿教师的质量直接决定着幼儿的发展质量，因此幼儿教师掌握大量科学的STEM知识，拥有科学的STEM教育思维，对开展高质量的幼儿STEM活动起着关键的决定性作用。李跃枝[19]对当地8名幼儿教师进行了行动研究，以期探讨如何能够在实践过程中提升幼儿教师的STEM教学能力。赵子云[20]通过问卷调查法对学前教师专业现状进行了系统分析，认为影响学前教师专业素养发展的原因主要包括教师主观因素和教育资源不均、幼儿园体制僵化等客观因素两方面。李玲、蔡永辉[21]和宋丽博[22]在STEM教育背景下，对学前教育专业学生所必备的核心素养进行了研究，并进一步构建了培养体系，为其专业发展奠定基础。

4. 国外学前STEM教育经验借鉴研究

STEM教育起源于美国，在将近30年的发展过程中，其价值理念、活动建构、项目评价等一系列体系已趋近成熟与完善，好的教育经验值得学习和改进。我國对STEM教育的研究主要以美国为范式，但由于近年来STEM教育作为新风潮在各个国家开始盛行，因此也有部分学者对实施STEM教育效果较为显著的国家展开了研究，以此作为经验范本，以期对我国学前STEM教育进行本土化应用提出新的思考点。孙银铃[23]从美国早期STEM教育的发展背景、战略规划、经费支持、师资队伍这几个方面着手分析，对我国的教育改革发展进行思考。韦倩倩[24]梳理了澳大利亚幼儿园STEM教育的发展动因、目标原则、实施策略和保障措施，为我国幼儿园开展STEM教育提供参考和借鉴。

5. 学前STEM教育实施现状研究

STEM教育自引入我国幼儿教育领域以来，与国内一些幼儿园的课程模式、幼儿教师观念等产生了一些碰撞。一些学者对我国幼儿STEM教育实施现状进行了研究和剖析。崔璐[25]调查了STEAM教学活动在某所幼儿园中的开发利用现状，结果表明，该幼儿园在教育内容上缺乏体系化，在教育评价上缺乏多元化，在教师结构上存在不均衡化，在教育形式上存在单一化。秦赛[26]结合国内外文献与教学案例对学前STEM教育理论与教学模式进行探析，认为我国之所以缺少高质量的学前STEM活动，主要是因为教师未形成正确的科学教育和科学探究的观念，政府层面缺乏对STEM教育的重视等。张新立、朱萌[27]等进行了问卷调查研究，旨在了解幼儿教师对STEM教育的认识、态度和实践，结果发现，大部分幼儿教师缺乏STEM素养和正确的认识，所在幼儿园由于经费、政策、求助渠道等各方面的阻碍而无法正常开展STEM活动。

（四）近五年我国学前STEM教育研究的前沿演进

了解某一研究领域的前沿演进可以为研究者提供该学科研究的最新动态，预测其研究趋势并以此作为需要进一步探索的问题。在CiteSpace软件中，突现词是在一定时间段内被引频次突然增多的关键词，能够反映该时间段内的研究趋势。由图5可看出，突现词“STEM教育”“美国马萨诸塞州”出现时间最早，为2017年。2018～2019年的突现词为“互联网+”“核心素养”“美术能力”，说明在这一时间段，大部分的研究主题已经不再是对STEM教育理念和要素的分析，而是转向了STEM教育对幼儿核心素养的影响的探讨。2018～2020年的突现词有“STEAM”“实践性知识”“职前幼儿教师”，说明该阶段大部分学者持续对培养幼儿教师STEM科学思维和知识进行讨论和研究。2018～2021年的突现词有“学前儿童科学教育”“行动导向”，说明二者为我国学前STEM教育目前研究的主要趋势。

四、启示与展望

（一）重视跨学者、跨机构之间的合作

由年度发文量分析可知，我国学前STEM教育研究的相关文献总体呈平稳增长趋势，但由于幼儿STEM教育的引入时间较短，该理论的普及、接纳与应用仍需很长一段时间。当前我国幼儿STEM教育研究内容和学者分布都比较松散，没有构成领域内的学术共同体，现有研究成果流动性较差，各机构和各作者之间的知识共享意识较为薄弱，未形成结构比较完整的知识体系，导致出现一些不必要的重复研究。未来各学者和各机构之间应增强合作意识，就研究成果与研究经验及时进行交流与分享，提升我国学前STEM教育研究的进度与效率，使得我国幼儿STEM教育研究能够相互交叉、有所交融，推进我国学前STEM教育研究体系更加全面、系统和规范。

（二）探索本土化学前STEM课程建构标准

STEM教育最早起源于美国，在借鉴国外STEM课程模式时，学者需要结合国内本土概念和特点对幼儿STEM课程进行合理建构，开发适合我国幼儿教育的特色STEM课程案例。现有文献大多集中在个案研究，或是对不同领域课程的探讨，缺少对我国幼儿园STEM课程标准的本土化研究。同时相较于国外已经建立较为完善的学前STEM课程设计标准，我国政府层面的幼儿STEM课程标准仍处于探索时期，这就需要研究者未来共同深入探讨，推动国家、各级政府和幼儿园建立适合我国幼儿园的、本土化的STEM课程标准。

（三）探究如何培养学前教育专业学生的STEM核心素养

幼儿教师是实施学前STEM教育的根本保证，其素养直接影响幼儿在STEM教育活动中的表现。赵子云[28]指出，学前教师缺乏技术工程学科知识及教育组织能力，在科学教育活动设计上表现出较大困难。周敏[29]采用扎根理论研究了幼儿教师在STEM实践中的教育反思问题，认为由于工程教育的缺乏，部分教师难免产生畏难情绪。学前教师对STEM教育的内化理解程度直接决定着幼儿的学习成效和后续学习的主动性，因此，培养和提升学前教育专业学生的STEM核心素养已成为重中之重。目前我国师范类院校对学前教育专业学生STEM核心素养的培养方案仍存在较多问题，面对当前现状，学者亟须在已有研究的基础上，开发一套根植于我国国情及教育背景的培养方案，以确保能够切实提升学生的STEM核心素养。

（四）注重對学前STEM教育评价标准的架构、整合和完善

现有文献中尚未有专门针对幼儿STEM教育评价指标和标准的研究，虽然有一些个案研究提到了STEM评价，但其对于STEM活动的评价较为笼统，大多基于研究者的主观判断，采用形成性评价和总结性评价，没有具体的评价内容和评价标准。课程评价在幼儿STEM教育活动中起着至关重要的作用，教师在实施过程中进行评价能够及时调整优化教学策略，在实施后进行评价有助于反思及提高幼儿的思维能力。未来研究应聚焦于对学前STEM教育评价标准的架构、整合和完善，建立质性和量化相结合的评价标准，开发多元化动态评价模式，帮助教师在实施STEM活动时能够更加清晰地了解幼儿发展水平，适时调整教育策略以更好地促进幼儿的发展。

【参考文献】

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[6] 翟蕊蕊.基于STEM教育理念的幼儿园科学领域活动设计研究[D].兰州：西北师范大学，2021.

[7] 胡英慧.学前儿童STEAM教育课程设计及案例研究[D].长春：东北师范大学，2018.

[8] 严巨学.幼儿园STEM教育课程设计与实践研究[D].哈尔滨：哈尔滨师范大学，2020.

[9] 贾亚南.幼儿园大班STEAM课程设计研究[D].银川：宁夏大学，2019.

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