STEM，即科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)与数学(Mathematics) 。美国政府STEM计划是一项鼓励学生主修科学、技术、工程和数学(STEM)领域的计划，并不断加大科学、技术、工程和数学教育的投入，培养学生的科技理工素养。

简介

STEM代表科学（Science）, 技术（Technology）, 工程（Engineering）, 数学（Mathematics）。STEM教育就是科学，技术，工程，数学的教育。在国家实力的比较中，获得STEM学位的人数成为一个重要的指标。

STEM课程重点是加强对学生四个方面的教育：

一是科学素养，即运用科学知识（如物理、化学、生物科学和地球空间科学）理解自然界并参与影响自然界的过程；

二是技术素养，也就是使用、管理、理解和评价技术的能力；

三是工程素养，即对技术工程设计与开发过程的理解；

四是数学素养，也就是学生发现、表达、解释和解决多种情境下的数学问题的能力。

背景

2006年1月31日，美国总统布什在其国情咨文中公布一项重要计划——《美国竞争力计划》（American Competitiveness Initiative, ACI），提出知识经济时代教育目标之一是培养具有STEM素养的人才，并称其为全球竞争力的关键。由此，美国在STEM教育方面不断加大投入，鼓励学生主修科学、技术、工程和数学，培养其科技理工素养。

2009年1月11日，美国国家科学委员会(National Science Board，以下简称委员会)代表NSF发布致美国当选总统奥巴马的一封公开信，其主题是《改善所有美国学生的科学、技术、工程和数学(以下简称STEM》教育》。明确指出：国家的经济繁荣和安全要求美国保持科学和技术的世界领先和指导地位。大学前的STEH教育是建立领导地位的基础，而且应当是国家最重要的任务之一。委员会敦促新政府抓住这个特殊的历史时刻，并动员全国力量支持所有的美国学生发展高水平的STEM知识和技能。

2011年，奥巴马总统推出了旨在确保经济增长与繁荣的新版的《美国创新战略》。新版的《美国创新战略》指出，美国未来的经济增长和国际竞争力取决于其创新能力。“创新教育运动”指引着公共和私营部门联合，以加强科学、技术、工程和数学（STEM）教育。

由美国技术教育协会主办的73届国际技术教育大会于2011年3月24日-26日在美国明尼苏达州明尼阿波利斯市举行。会议主题为“准备STEM劳动力：为了下一代”。

基本要素

一个有效的STEM教育系统的基本要素：

1．民众、学生及家长的积极参与：新的行政系统为复苏美国STEH教育开启了一扇窗。它需要国家领导的关注。总统及其管理部门应该尽早并时常向公众强调夯实教育基础的重要性，尤其是STEM教育对所有学生的重要性。必须要唤起公众的意识，就像过去唤醒公众的健康意识一样(如：食物金字塔、抵制吸烟等)。家长的理解尤其重要。总统应该号召所有家长运用他们在各个层面的影响力——家庭、学校和衽区——带来我们所期望的变化。家长、政府、商业和企业、私人和公共基金会、社会名人、科学家和工程师、媒体和其他利益相关者之间应组成各种联盟，共同关注这一需求，并在当地合作采取相关策略，为所有学生提供高质量的STEM教育。

2．明确的教育目标和评估机制：美国教育系统分散管理的特征导致学区课程的易变性。尽管这是美国教育系统的优势，但缺乏一致性也会导致地区间严重的不平衡，给那些经常在学区间流动的学生带来不便。管理部门应明确指出学生应该掌握的核心概念和技能，并对个体在学习上的差异做出反应。州和地方学区在确保本学期学生掌握了核心技能和概念的前提下。可以改编具体的课程，便于更好地反映出地区背景和个体学生需求。联邦政府应该帮助开发评估机制，促进学生在STEM领域的学习，培养学生的批判思维、沟通以及解决问题的能力；同时应该设计一些有挑战性的问题，甄选出能力较强的学生。这些STEM评估工具可帮助州和当地教育机构衡量学生学习上的进步。联邦政府应确保开发所有可能成为STEM领域创新者或优秀的STEM专家的儿童的才能。

3．高素质的教师：具有奉献精神的高素质师资队伍是确保所有学生接受高质量STEM教育的核心因素。我们只有付给他们与其在STEM业界所获酬劳相当的薪水，才能确保最好和最有潜力的STEM教师不流失。在劳动力市场上，这些受过STEM教育的专业人员会获得比教学职业更多的报酬——这是使STEM教师放弃教学的一个原因。管理部门必须发展创新机制，与国会和州政府进行合作，分配财源，给STEM教师支付合适的酬劳，以应对劳动力市场的竞争。继续给某些项目提供稳定的资助，如NSF的“罗伯特·诺伊斯教师奖学金项目”，帮助STEM本科专业的学生和STEM专家成为基础教育领域的科学和数学教师，解决师资短缺的问题。

4．给教师提供世界一流的资源和支持：即使是最好的教师也需要教学材料、技术和资源专家的支持。教师没有必要开发自己教授STEM课程所需的所有工具。先进的技术可以提供很多用于课堂教学的工具。联邦政府应采取行动来检测在教育中应用技术的最佳方式。应建立由在职和退休的专业人员组成的“科学团队”，在课堂、学校和社区等各个层面帮助教师。强化课堂学习的暑期和校外项目也可以利用这种支持性的科学团队。应开发经同行评估的有关STEM教材和最佳实践方式的网络资源，甄别出经证实是有价值的、高效率的教学材料和实践方式。这种资源可以包括其他国家开发的、被证明是有效的材料和实践方式。应开发让教育者和政策决策者都了解的网络资源，该网络资源应汇集与教育实践相关的认知科学研究和STEM教育领域的研究。有关儿童如何学习以及优质教学方式的研究已经发表了很多见解深刻的成果。然而，如同其他一些关键问题一样，我们还需要做更多的研究。因此，应该提高对同行评审的资助经费，并且必须提高对学习问题和STEM教学研究的资助经费。

5．尽早接触科学：儿童接触STEM概念越早，他们在今后的生活中越能游刃有余。STEM的核心理念和思想应该包含在(提前教育)和其他各种早期教育计划中。应该优先考虑提高小学STEM教育的范围和质量。总统应该经常运用他的领导力，并积极鼓励家长和社区成员支持这些目标。

6．交流、协作和合作：地区的卓越、国家的和谐以及STEM教育的全球相关性只有在所有利益相关者的共同参与下才能实现，家长是其中最重要的成员。联合组织应该推动基础教育学校体系、2年制和4年制高校、非正式的科学教育组织、工业和商业界之间的交互活动，推进21世纪所需的STEM技能的发展。应该加强和推广相应机制，让联邦政府协调STEM教育研究和大规模的教育活动，并向国家和地方教育机构进行宣传。

中国

汤莫斯·弗瑞德曼在《世界是平的》中写到，2003年世界上共授予二百八十万个科学和工程的学士学位。其中一百二十万个学位被授予在亚洲大学里的亚洲学生。八十三万个学位授予给欧洲的学生。四十万个学位授予美国的学生。在中国百分之六十的学士学位是授予科学和工程专业的学生，而美国只有百分之三十一。这一支训练有素的科学与工程队伍正在加强一个国家的竞争力。在一个科学和技术占主导地位的世界里，这是一个国家竞争力的重要因素。 

美国教育部密切注意到在中国有多于50%的学士学位是授予科学，技术，工程和数学的学生，而在美国只有17%的学士学位是授予这些领域的学生。统计数据显示，美国生产的科学与工程方面的博士数量的全球份额正从二十世纪七十年代高于50%的水平下降到2010年的15%。正是中国，印度，韩国等国家加大在教育，技术和研发方面的投资，使得美国感到自己已经不再是世界创新的产权绝对拥有者，从而美国经济的领袖地位受到挑战。 

2016年教育部出台的《教育信息化“十三五”规划”》中明确指出有效利用信息技术推进“众创空间”建设，探索STEM教育、创客教育等新教育模式，使学生具有较强的信息意识与创新意识，养成数字化学习习惯，具备重视信息安全、遵守信息社会伦理道德与法律法规的素养。

小学

科学问题本就源于自然，源于某一现象的问题，如“为什么杯子里的热水会变凉？”工程学则源于需要解决的某个难题，例如“怎样让房子更保暖？”这两个貌似不相同的问题，其本质却都是热学中能量的传递问题。当教学围绕这个本质展开时，就有了一条隐形的线索，将科学和工程问题有效地结合在一起。可见，STEM的教学并不是简单地将科学与工程组合起来，而是要把学生学习到的零碎的知识与机械过程转变成一个探究世界相互联系的不同侧面的过程。

在科学、技术、工程、数学之间存在着一种相互支撑、相互补充、共同发展的关系。如果要了解它们，尤其是它们之间的关系，就不能独立其中任何一个部分，只有在交互中，在相互的碰撞中，才能实现深层次的学习、理解性学习，也才能真正培养儿童各个方面的技能和认识。

可见，当教师在考虑如何将STEM教育引入中小学科学课堂时，必须将它们看作4种彩线，交织在一起，融合在一起，才能织出绚丽的画卷。

2016年10月20日上午，来自印第安娜州的美国老师September在杭州时代小学小礼堂，用英文指导孩子做电路实验；同一时间，美国老师Brent在保俶塔实验学校为学生解读建筑设计，美国高中生物老师Joye在杭州十四中授课。前一天，杭州这三所学校的科学、数学老师，也给美国老师们还原了他们的stem课程。省教育厅教研室副主任张丰指出，今后将推进中小学stem教育纳入“十三五”工作重点，加大财政支持。

中学

2015年9月，江苏省青少年科技中心、江苏省科技教育协会和教育部基础教育实验室建设与实验教学研究中心（南京市教育局）签订合作框架协议，正式实施STEM课程，推进中小学教育创新。

2015年11月16日，教育部基础教育实验室建设与实验教学研究中心建设工作推进会在南京举行，金陵中学、中华中学上新河初中、小营小学等30所学校正式授牌教育部基础教育实验室建设与实验教学研究中心第一批基地学校，96位研究人员正式受聘。

2016年联合国教科文组织亚太国际教育与价值教育联合会、国际教育荣誉学会、中美国际教育协会定于今年10月在北京、浙江等地举办STEM+创新教育论坛活动，特邀30位美国STEM+创新教育领域的专家，与我国研究者深入交流。

美国STEM

1986年美国国家科学委员会发表《本科的科学、数学和工程教育》报告。

2006年1月31日，美国总统布什在其国情咨文中公布一项重要计划——《美国竞争力计划》（American Competitiveness Initiative，ACI），提出知识经济时代教育目标之一是培养具有STEM素养的人才，并称其为全球竞争力的关键。由此，美国在STEM教育方面不断加大投入，鼓励学生主修科学、技术、工程和数学，培养其科技理工素养。

2009年1月11日，美国国家科学委员会(National Science Board，以下简称委员会)代表NSF发布致美国当选总统奥巴马的一封公开信，其主题是《改善所有美国学生的科学、技术、工程和数学(以下简称STEM教育)》。 明确指出：国家的经济繁荣和安全要求美国保持科学和技术的世界领先和指导地位。大学前的STEM教育是建立领导地位的基础，而且应当是国家最重要的任务之一。委员会督促新政府抓住这个特殊的历史时刻，并动员全国力量支持所有的美国学生发展高水平的STEM知识和技能。

2011年，奥巴马总统推出了旨在确保经济增长与繁荣的新版的《美国创新战略》。新版的《美国创新战略》指出，美国未来的经济增长和国际竞争力取决于其创新能力。“创新教育运动”指引着公共和私营部门联合，以加强科学、技术、工程和数学（STEM）教育。

由美国技术教育协会主办的73届国际技术教育大会于2011年3月24日-26日在美国明尼苏达州明尼阿波利斯市举行。会议主题为“准备STEM劳动力：为了下一代”。

2016年9月14日，美国研究所与美国教育部综合了研讨会与会学者对 STEM 未来十年的发展愿景与建议，联合发布：《 教育中的创新愿景》(STEM 2026：A Vi­sion for Innovation in STEM Education) 。旨在推进STEM教育创新方面的研究和发展，并为之提供坚实依据。该报告提出了六个愿景，力求在实践社区、活动设计、教育经验、学习空间、学习测量、社会文化环境等方面促进 STEM 教育的发展，以确保各年龄阶段以及各类型的学习者都能享有优质的 STEM 学习体验，解决 STEM 教育公平问题，进而保持美国的竞争力。

美国政府近年来加大了对从小学到大学各个层次的STEM教育的支持力度，推出教育基金，鼓励各州改善STEM教育，加大对基础教育阶段理工科教师的培养和培训。政府还要求科学家多去学校演讲和参与课外活动，以激发年轻人对科学知识的兴趣。

媒体界的评价

新加坡科学馆馆长Lim Tit Meng副教授表示：让新加坡人从幼年起就接触到3D打印和增材制造对于新加坡在研发和产品创新领域的未来至关重要。

2016年7月21日由西交利物浦大学、江苏省青少年科技中心、江苏省教育厅基础教育处主办的“2016国际STEM科学节”在西交利物浦大学中心楼成功落下帷幕。江苏省教育厅基教处处长马斌表示，举办科学节，就是要培养一种科学思维、理性思维，而且思考如何把科学和理性融于生活。科学节是基于对生活本身的理解，基于对学习的深化。通过动脑、动手，促进学生健康、快乐地成长，培养学生的创新思维、实践能力和知识的积累。对于STEM来说，它是一种新的教育理念，它最主要是一种基于PBL，项目引领的方式，学生通过一个项目如何综合运用科学技术、工程、数学四方面知识，解决真实世界中的问题是它主要的特点。

香港前教育统筹委员会委员戴希立表示“STEM来自美国，除了科普教育，更重视学生解决问题和动手的能力，香港却在书面上的能力强，但动手设计、实际解决问题相关技能较弱。在课程内，综合科学和小学常识科内容是否可与时俱进？到科学科上的实验设计如何引起学生好奇心？套用到香港教育时需要作出调节。