中学阶段学生STEM教育中的创造力：一项系统性文献综述(Systematic Literature Review)

创造力日益被公认为关键的21世纪技能，STEM教育（Science, Technology, Engineering, and Mathematics，科学、技术、工程与数学教育）已成为培养中学生创造力的核心策略。然而，STEM领域中创造力的定义与测量方式各异，教学实践活动也存在广泛差异。本研究旨在明确现有文献中探讨的创造力维度、所使用的测量工具，以及STEM项目中常用教学实践的其特征。为此，研究人员依据PRISMA（Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses）指南进行系统性文献综述，检索Web of Science与Scopus数据库，经MMAT（Mixed Methods Appraisal Tool，混合方法评价工具）质量评价后纳入22篇研究。主要发现如下：多数研究采用定量方法，聚焦于学生创造能力；创造力通常按多类别界定，其中科学创造力(Scientific Creativity)最常使用领域特异性工具评估；研究中创造力的定义一般与其评估维度相符；基于设计(Design-Based)的方法学常被用于STEM项目实施。本综述为教育工作者与研究人员提供建议，强调在中学STEM教育中采用基于设计的方法学及完善创造力测量技术。

论文解读：《Secondary School Students' Creativity in STEM Education: A Systematic Literature Review》发表于《Thinking Skills and Creativity》

一、研究背景与问题提出

创造力被视为21世纪核心素养，中学阶段是创造力与自我认同发展的关键期。STEM教育具跨学科特性，被认为能促进发散思维与创造性问题解决，但目前存在三方面问题：（1）创造力的概念界定混乱，存在将创造性思维、问题解决、高阶思维与科学创造力混用现象；（2）缺乏针对中学生STEM情境中创造力测量维度的共识，多数沿用通用发散思维测验，领域特异性评估不足；（3）尽管设计本位学习(DBL)、工程设计流程(EDP)等被广泛采用以培养创造力，但极少研究以创造过程本身为分析对象，且欧洲及多元文化背景下实证研究匮乏。因此，有必要通过系统性综述厘清中学生STEM教育中创造力的概念化、测量工具及促创教学特征。

二、研究方法概要

研究人员依据PRISMA指南，以PICOC框架构建检索式，检索Web of Science与Scopus至2024年末收录的同行评审英文及西班牙文期刊实证论文。初检WoS(N=205)、Scopus(N=372)，去重及初筛后由两名研究者独立题摘及全文筛检，分歧由第三人仲裁，最终经MMAT（Mixed Methods Appraisal Tool）质量评价排除3篇低质研究，纳入22篇。数据提取涵盖出版信息、研究设计、受试者年龄国别、创造力定义维度、干预特征（时长、教学法、技术工具）。采用整合4Ps模型（Person, Process, Product, Press）、5As模型（Actor, Action, Artifact, Audience, Affordances）及7Cs模型（Creator, Creating, Creation, Consumption, Context, Collaboration, Curriculum）的分类框架对创造力维度编码归类，并进行描述性统计分析。

三、研究结果

3.1 纳入研究总体特征（General Characteristics and Objectives of Included Studies）

22项研究多集中于亚洲（土耳其、韩国、中国台湾、印尼等），仅2项来自马耳他、澳大利亚；样本量24–近900人，覆盖11–16岁初中生。73%为定量设计，17%为混合方法，10%为定性。多数研究检验特定STEM项目（如STEAM设计流程、工程设计学习循环EDELCY、5E教学模式、人本设计、Scratch编程）对学生创造力的影响，部分比较不同教学法效果。除创造力外常同时测查21世纪技能、计算思维(Computational Thinking)、批判性思维或学科成绩。

3.2 STEM教育中被测量的创造力维度（Creativity Aspects Measured in Included Studies）

所有研究均评估个体层面（Person/Actor/Creator）创造力——含发散思维能力（流畅性Fluency、灵活性Flexibility、独创性Originality、精细性Elaboration）、科学/数学创造力、创造性问题解决倾向、21世纪创新技能。少数研究同时评估产品层面（Product/Artifact）——由专家或教师评量学生设计方案的新颖性与解决度；仅3项定性研究考察过程层面（Process/Action）——如设计过程中的想法生成、风险承担与反思。情境(Press/Affordances)多被描述为干预背景而非因变量；社会接受度(Audience/Consumption)、协作(Collaboration)、课程(Curriculum)维度极少被操作化为测评指标。部分研究采用Hu & Adey (2002)科学创造力测验(SCT)测领域特异性流畅性、灵活性、独创性；也有使用TTCT（Torrance Test of Creative Thinking）、RIBS（Runco Ideational Behavior Scale）、WCAT（Williams' Creativity Aptitude Test）等通用工具。

3.3 中学生创造力测量工具（Instruments for Measuring Students' Creativity）

20项研究使用定量工具：最常用为Hu & Adey科学创造力测验(Scientific Creativity Test, SCT, 3篇)，其次为TTCT( verbal/figural)、WCAT、RIBS、CPAM（Creative Product Analysis Matrix）、CPSPI（Creative Problem-Solving Profile Inventory）及各类自编21世纪技能量表。多数沿用已有信效度证据，改编版常报告Cronbach's α；少数新开发工具经专家内容效度(Aiken's V)或验证性因子分析(CFA)检验，个别未报告信效度。表明标准化工具沿用普遍，但部分自制工具心理测量属性报告不充分。

3.4 增强创造力的STEM项目特征（Characteristics of STEM Programs Developed to Enhance Creativity）

除2项二手数据分析未详述干预外，其余采用项目式学习(Project-Based Learning, PBL, 5项)、工程设计流程(Engineering Design Process/EDELCY, 2项)、设计本位学习(Design-Based Learning, DBL)、设计思维(Design Thinking)、5E模型、问题导向学习(Problem-Based Learning, PBL变体)及人文中心设计等。常结合数字技术与创客工具（Micro:bit、3D打印机、Scratch、Makey Makey）。COVID-19期间6项研究转为或部分使用在线平台。多数项目要求学生产出设计方案解决问题，但鲜有明确要求学生在过程中自行定义问题或记录创意生成路径。

四、讨论与结论总结

讨论指出：现存文献过度聚焦个体特质与产品结果，忽视创造过程(Process)及社会文化情境维度，与4Ps/5As/7Cs多维理论框架脱节；虽设计本位教学法广泛用于促创，评估却偏重静态结果，存方法论错位。领域特异性创造力（尤科学创造力）测量仍较少，数学与工程创造力几未涉及。亚洲研究占绝大多数，需更多欧美及跨文化样本。未来应引入出声思维(Think-Aloud Protocols)、行为编码、纵向过程追踪等混合方法深入探究创造过程，并提升测量工具心理测量报告规范性。

结论：中学生STEM教育创造力研究目前局限于个体能力与终端产品评估，概念操作化较窄。设计本位方法是促创主流实践。建议后续研究扩展至过程导向评估、领域比较创造力及更严谨的多维测量，以深化对STEM情境中创造力培育机制的理解，并为中学STEM课程设计提供实证依据。