我国学前STEM教育的研究综述——基于Citespace5.7软件的可视化分析

郑倩云,王景芝

（河北师范大学a.家政学院,b.教育学院,石家庄 050024）

STEM教育是由科学、技术、工程和数学教育四门学科的英文首字母缩写组成，旨在教师运用多学科领域的教育知识，采用多元化教学方式，培养学生多元化思维和创新意识。STEM教育自美国引进我国以来，得到了我国政府和教育部的大力支持。2016年教育部出台的《教育信息化“十三五”规划》中明确提到了要积极探索STEM教育等新的教育模式，培养学生的创新意识等。随后2017年《中国STEM教育白皮书》的正式颁布，STEM教育的普及程度也不断提高，越来越多的学者开始关注与研究。学前教育作为培养幼儿全面发展的基础阶段，更是幼儿接受教育的启蒙阶段，是重中之重。因此，结合相关文献的梳理与分析，了解我国学前儿童STEM教育的研究热点与发展趋势，为学前教育研究进一步的挖掘提供一些思路。

一、可视化分析设计

本研究以中国知网全文数据库为主要的文献数据来源，以“学前STEM教育”和“幼儿STEM教育”为关键词，时间跨度选为2015年1月～2021年1月，共检索出72篇文献，通过初步的筛选，剔除2篇会议论文，最终确定了70篇文献作为分析样本，然后以r ef wor ks格式导出保存，并使用cit espace5.7可视化分析软件对样本文献进行关键词共现分析和聚类分析，通过共词分析和图谱分析了解我国当前学前儿童STEM教育的研究热点和发展趋势。

二、研究结果分析

（一）发文数量年份分析

从整体研究情况可以看出，我国学前STEM教育逐渐受到重视与关注，具体分布如图1所示，2015～2021年期间，我国学前STEM教育的发文数量随着年份的增长呈递增趋势，2015年学者们开始关注学前STEM教育，起步比较晚；但2017年之后我国关于学前STEM教育的发文数量开始猛增，发展较快。探其原因，随着全球各国对STEM教育人才培养的重视，国家及社会都对STEM教育领域的研究给予了极大的支持，2017年《中国STEM教育白皮书》的正式颁布，给研究者们提供了政策的指引；随后STEM教育研究中心的成立，更是创造了支持与探索的环境。学前教育作为教育的基础阶段，对培养STEM人才，促进学生全面发展具有重要意义。

图1 发文数量年份分布图

（二）作者及机构合作网络分析

1.作者合作网络分析

我国学前STEM教育领域的研究还处于初始阶段，目前有部分学者对学前教育阶段的STEM教育给予了一定的关注与了解，在研究层面上处于核心的位置。结合cit espace5.7软件对作者合作关系的网络分析，可以帮助我们了解我国学前STEM教育领域的核心作者和他们的合作情况。在cit espace5.7分析软件中节点类型勾选“Au‐t hor”进行分析，得到作者合作情况的网络共现图，如图2所示，节点对应字体越大，说明研究越多，从图中可以看出，以华红艳、宋丽博、杨晓萍、于婷等学者为代表在学前STEM教育领域研究得较多；节点与节点之间的连线代表着二者之间存在合作关系，如于婷、刘晓晔和成利新三位学者、张新立，朱萌和胡来林三位学者之间存在合作关系。总体而言，图中节点与节点的连线较少，说明我国大多数学者在学前STEM教育领域是独立研究的。

图2 作者网络共现图

2.机构合作网络分析

在citespace5.7分析软件中，节点类型勾选“inst it ut ion”进行分析，得到机构合作情况的网络共现图，如图3所示。节点对应字体越大，说明所在机构发文量越多。从图中可以看出，以西南大学教育学部、天水师范学院教师教育学院、东北师范大学教育学部等为代表的机构在学前STEM教育研究领域关注较多，研究机构以研究所、高校为主，且主要集中在四川、黑龙江、福建、北京等地区，高校多以师范院校为主，而且研究所与高校、高校与高校之间出现了合作的关系，如西南大学教育学部和重庆市教育科学研究院、西南民族教育与心理研究中心、西华师范大学教师教育学院四个机构之间共同担任了学前STEM教育领域的研究，存在着紧密的合作关系。另外，浙江、江苏等一带地区也对学前STEM教育领域有一定的研究。说明目前我国学前STEM教育在北上广以及华东沿海地区研究较多，成效也较明显[1]。总体而言，大部分机构对学前STEM教育的研究是独立的，很少与其他高校或研究所合作。

图3 机构共现图

（三）研究热点分析

通过分析我国学前STEM教育文献的高频关键词共现网络情况，可以了解学前STEM教育的研究热点。以“STEM教育”“幼儿园”“STEAM教育”“学前教育”“美国”“幼儿教育”“学习品质”“STEM教育理念”等关键词出现的频次较多，从一定的程度上可以反映我国学前STEM教育主要研究的热点。并且随着年份的不断增加，STEM教育领域的研究层次与深度也在不断的探索与挖掘。

首先，采用cit espace5.7可视化分析软件将r ef wor ks格式的文件进行CNKI文件转换到out‐put，时间区域选择2015年1月～2021年1月，时间分区选择1年，节点类型选择“keywor d”，选择条件不变，网络裁剪勾选“Pat hf inder”。由此对70篇样本文献进行关键词共现图谱分析，具体如图4所示，包含97个节点，140条连线，密度为0.031。图中每个圆形代表一个节点，每个节点对应一个关键词。圆形的大小，代表着关键词出现频次的多少，圆形越大，说明关键词出现的次数越多，反之亦然。节点之间的连线代表着关键词之间的联系，同时关键词字体越大，说明此关键词出现的次数越多，研究得越多。从图4可以看出，以“STEM教育”“幼儿园”“STEAM教育”等关键词为中心形成了颜色深，圆形较大的节点。因此，可以得知“STEM教育”“幼儿园”“STEAM教育”等关键词的出现，代表着我国学前STEM教育研究的热点。

图4 关键词共现图

由于本研究针对的是我国学前STEM教育研究的文献，“STEM教育”这一核心词汇，显然出现的次数最多。学前教育是教育的基础阶段，孩子的启蒙学习与教育的主要场所在幼儿园，所以“幼儿园”中的STEM教育研究出现的次数也较多。结合图4，近年来相关学者对STEM教育的深入研究与探讨，发现可以将“A”艺术学科融入到STEM教育当中，“STEAM教育”逐渐受到广大学者们的关注与重视。此外“STEM教学”“课程设计”“STEM教育理念”“项目教学”“主动学习”“培养策略”等关键词也有相关的研究，这些意味着我国STEM教育未来研究的方向和趋势有待进一步的探究与挖掘。

其次，在使用cit espace5.7软件了解关键词共现情况之后，选择“l ayout”一栏中的“Visual‐izat ion”里的“Timezone View”选项进行关键词时间区域分析，进一步分析热点关键词出现的年份情况，具体如图5所示：我国学前STEM教育的相关研究从2017年开始出现以“STEM教育”为中心的节点圆形，STEM教育在学前教育阶段开始受到学者们的关注与探索，如胡恒波结合美国马萨诸塞州学前儿童STEM教育的理念，谈到了我国学前STEM教育实施的建议与启示[2]。到2018年，研究者们意识到“ar t”艺术融合在STEM教育当中并进行研究，如胡英慧[3]、陈大琴[4]、宋丽博[5]等学者开始注重“STEAM教学”“课程设计”“学前儿童科学教育”等方面的研究。2019年至今，国内大力推广学前STEM教育在幼儿园的实施，邬思勇[6]、张璐[7]等学者更多的关注“STEM教学的实施现状”“STEM教育理念对幼儿行为的影响”“核心素养的培养”等问题。

图5 关键词时区共现图

（四）研究内容分析

采用cit espace5.7软件对关键词进行聚类分析，可以聚焦我国学前STEM教育的主要研究情况，从图6可以看出，我国学前STEM教育研究的关键聚类词主要集中在“STEM教育”“幼儿园”“项目教学”“科学教育”四个，根据这四个聚类词延伸出其他相关的研究内容。可见，我国学者主要聚焦在STEM教育在我国学前教育中的发展情况，包含“对国外学前STEM教育的学习与借鉴”、“我国学前STEM教育的价值”、“STEM教育在幼儿园的教学与实践”和“我国学前STEM教育的人才培养”四个方面。

图6 关键词聚类分布图

1.对国外学前STEM教育理念的学习与借鉴

结合分析和了解得知，我国学前STEM教育的研究仍处于初始探索阶段。有部分学者了解了发达国家如美国和澳大利亚STEM教育的发展情况，主要针对国外学前STEM教育的教育理念、课程实施途径以及教师培训等方面进行了较为详细的经验分享。如胡恒波对2013年美国马塞诸塞州出台的《学前儿童STEM教育指南》中STEM教育的理念与实施策略进行详细的解读，并从素养结构、主题项目、有效提问和家园共育四个方面谈到了对我国学前STEM教育的实施建议[2]。韦倩倩总结了澳大利亚政府对幼儿STEM教育以研究支持、技术依托、社会参与、专门培训为关键词的实施举措[8]。丁娴[9]、陈倩茹[10]、张乐乐[11]、王沐阳[12]等学者则对美国学前阶段STEM教育课程的发展情况有所分析，并对构建我国学前STEM教育课程体系提出了一些建议与策略。还有学者通过分析美国新泽西学院STEM教育职前教师培训的过程与特点，进而为我国学前STEM教育师资培训提供一定的借鉴价值[13]。

2.我国学前STEM教育的价值研究

学前STEM教育对社会和个人都具有重要的意义与价值。首先，STEM教育可以提升国家竞争力。美国学者提出STEM的概念旨在推进高等院校科学、技术、工程、数学相关课程的改革,培养更多的科技人才,从而保持世界范围内科技竞争的优势[14]。其次，科学教育在幼儿园教育中较为薄弱，有学者从学前STEM教育跨学科、多元教学的特点探讨了STEM教育重塑幼儿科学教育的重要性[6]。最后，STEM教育对促进幼儿深度学习、提高幼儿的创造性思维、培养幼儿良好的学习品质等方面具有重要的价值。有学者提到STEM教育是幼儿园教育中培养幼儿的逻辑性、思维能力、创新性的整合课程，通过教育资源支持、教育活动本身以及单个人的指导可有效促进幼儿的深度学习[15]。在STEM教育中强调鼓励幼儿主动探究,鼓励幼儿运用所学知识创造性地解决问题,以此增强幼儿的学习兴趣和内驱力,是培养幼儿学习品质的良好途径[4]。

3.STEM教育在幼儿园中的教学与实践研究

首先，STEM教育与幼儿园科学教育融合探究方面。目前，在学前教育阶段，幼儿园五大领域中科学教育与STEM教育的内涵最为贴近，将科学教育与STEM教育相互融合和渗透，不仅可以提高幼儿园科学教育的质量，还可以拓展STEM教育教学实施的途径。有研究者提到，将注重探究精神和科学素养培养的STEM教育理念渗透到幼儿园科学教育之中，能够提高幼儿园科学教育的质量，符合新时代发展对幼儿的培养要求[16]。还有学者从STEM教育的特征分析，审视我国学前儿童科学教育的组织与实施应该注重教学情境的真实性，内容结构的融合性、外延性和进阶性，以及幼儿的设计思维与协作探究能力[6]。

其次，基于项目的教学与实践方面。张俊教授在《幼儿园科学教育》一书中从项目活动、日常活动和游戏活动三个方面谈到了幼儿园STEM的教育教学模式。我国学者对项目活动中STEM教学研究得较多，以秦塞、赵辉等学者为代表，依据“动感小车”和“制作滑轮喂鸟器”的项目活动和案例介绍了幼儿STEM教育的学习模式，并从目标、主题、高阶认知策略、学习实践、产品物化和原则方面设计出幼儿STEM项目学习模式[17-18]。此外，还有一些一线教师结合教学经验尝试对STEM教育项目教学开展了“管道问题”、“水滑梯”等项目活动[19]。

最后，学前STEM教育的课程设计与实施方面。研究者们不仅关注STEM课程本身在幼儿园的教学实践研究，如许翔通过观察和访谈了解了幼儿园开展STEM教育活动的现状，并结合存在的问题提出当前幼儿园开展STEM教育活动应该关注区域与STEM教育的联系，增强教师能力，加强家园合作等措施[20]。贾亚南结合典型的STEM课程案例，构建了初步的STEM教育课程模型，经过前后测检验发现STEM课程在一定程度上提高了幼儿解决问题和创新思维等能力[21]。还有很多学者开始探究园本课程在STEM教育理念下的设计与开发，涉及到幼儿绘本设计、科学区角活动、玩教具活动设计、学前机器人课程等方面研究。此外，秦一丹[22]、黄颖[23]等学者开始关注STEM教学活动对幼儿行为发展影响方面的研究。

4.我国学前STEM教育的人才培养研究

想要发展STEM教育，就要大力培养STEM人才；想要培养STEM人才，教师又是重中之重[24]。在学前教师专业素养方面，学前教育专业学生的核心素养关系到未来幼儿园师资队伍的质量,更关系到未来中国教育的国际竞争力[25]。有学者从分析STEM教育的数学素养出发，提出了以增强实践活动开展、采取多样化方式设计活动、建立多元化评价体系等途径培养学前教育专业师范生的数学素养[26]。赵子云基于STEM教育理念对学前教师的专业知识、专业理念及师德和专业能力方面的现状进行了详细的调查与分析，并结合专业素养中的问题与成因提出了相关建议[27]。还有学者尝试创建“三模块—五层次—全过程实践”的多维课程体系，运用6E教学模式和项目式教学，以此培养社会需要的高素质、应用型学前教育专业人才[28]。此外，在教师角色定位上，从事STEM教育的幼儿园教师是能够熟练掌握STEM教育的核心理念、在教育实践中能够将四种学科知识相互融合、有效的为幼儿提供高质量STEM教育的人员[24]。

三、研究总结与展望

通过在知网（CNKI）检索出我国学前STEM教育2015～2021年相关研究的期刊杂志和硕士论文，对其文献进行梳理与分析可以了解到我国学前STEM教育的相关研究起步较晚，在2017年《中国STEM教育白皮书》正式发布之后才迅速发展起来。总体而言，我国学前STEM教育研究还有很大的探索空间。

第一，在研究群体上，有来自高校师范院校的专家学者，也有来自一线的幼儿园教师，且大多数研究者是独立研究的，尚未建立跨学科、跨文化的合作网络体系，研究者之间缺乏共同交流与探讨的机会，这限制了我国学前STEM教育的进一步发展。第二，在研究方法上虽然有偏理论的思辨研究和实证性研究，实证方法如行动研究、个案研究、调查研究等，但在使用上主要以质性研究为主，缺乏与量化研究的结合。第三，在研究内容上，根据关键词的聚类分析和文献统计分析，我国学前STEM教育研究主要涉及“STEM教育”“幼儿园”“STEAM教育”“项目教学”“研究现状”等方面，整体覆盖范围不够全面，在STEM教育政策、STEM教育师资培训、环境创设以及评价体系等方面缺乏深入的探讨与研究。

因此，基于以上的研究现状，提出几点展望与建议。首先，要发挥STEM教育的跨学科性，国内可以多开展有关STEM教育的学术交流会，增加不同学科、不同领域的研究者们交流学习的机会，提高合作研究的意识，有效促进STEM教育理论与实践的发展；其次，加强实证研究、混合研究方法的使用，实现量化研究与质性研究的有效结合；最后，要扩大学前STEM教育研究内容覆盖的范围，深化研究主题，加强对STEM教育政策、STEM教育师资培育、环境创设以及评价体系等方面的专研与探讨，规划优质的学前STEM教育项目活动与教学案例，构建具有中国特色的学前STEM课程体系。