STEM 教育(STEM Education)源于美国。美国科学教育学者最早于20世纪50年代提出科学素养概念，也得到其他国家科学教育学者的认可。该理念认为，我们正处在一个科学和技术占领主导地位的世界里，这是一个提升国家综合实力的关键因素。这与20世纪前半叶科学的迅猛发展是分不开的：科学技术和工程的发展给公众的生活带来翻天覆地的变化，堪称社会发展进步的重要动力。
   
    小布什两届任期内，STEM 作为新概念不断出现在美国各种改革政策和项目，甚至法律中。2007年10月，美国国家科学委员会发布报告《国家行动计划：应对美国科学、技术、工程和数学教育系统的紧急需要》，提醒美国时刻不忘加强开展 STEM 教育。
   
    奥巴马总统执政之后，对 STEM 教育的重视更提升到新的层次。上任之初，他便将增加财政投入支持 STEM 教育写进《美国振兴及投资法案》并颁布。第一任期内，他实施「竞争卓越计划」、「为创新而教计划」以及「新科技教育十年计划」等。2014年，白宫和美国教育部提出 STEM 国家人才培育策略，并针对中小学 STEM 教育，切实提出各州在创新网络合作、培训老师、建立专家教师团、资助重点学校和增加科研投入方面的具体措施。
   
    值得注意的是，美国 STEM 教育的推广，不是在政府指导下单纯依靠学校推动，而是动员了全社会，特别是企业界的力量。在美国，盖茨基金会和纽约卡内基公司支持100多位企业 CEO 创建「变革方程」公益机构。他们通过利用资金、资源和影响力：1)促进 STEM 公益教育事业;2)激励青少年学习 STEM;3)推动基于 STEM 的教育改革。STEM 教育就像个全民运动!
   
    从教育目标来说，STEM 教育的基本目标是培养学生的 STEM 素养。美国州长协会在2007年颁布的《创新美国：拟定科学、技术、工程与数学议程共同纲领》中指出，在知识经济时代，只有具备 STEM 素养的人才能在激烈竞争中取得先机，得到胜利。该纲领认为，STEM 素养是学生在科学、技术、工程和数学领域以及相关交叉领域中，运用个人关于现实世界运行方式知识的能力。
   
    显而易见，STEM 素养包含了科学素养、技术素养、工程素养和数学素养，同时又不是四者的简单组合：它包含运用这四门学科的相关能力、把学习到的零碎知识与机械过程，转变成探究真实世界相互联系的不同侧面的综合能力。
   
    STEM 教育的特征
   
    STEM 教育中，四门学科的教学必须紧密相连，以整合的教学方式培养学生掌握知识和技能，并灵活应用解决真实世界的问题。STEM 教育具备新的核心特征：跨学科、趣味、体验、情境、协作、设计、艺术、实证和技术增强等。
   
    (一)跨学科
   
    知识按学科进行划分，并不反映我们生活世界的真像和趣味。因此，分科教学(如物理、化学)在科学、技术和工程高度发达的今天，已出现很大的问题。针对这问题，理工科教育出现了取消分科、进行整合教育的趋势。这种跨学科处理是 STEM 教育最重要的核心特征。
   
    (二)趣味
   
    STEM 教育在实施过程中要把多学科知识融于有趣、有挑战、与生活相关的问题中。问题和活动的设计要能激发学习者内在的学习动机，问题的解决要能让学生有成就感。
   
    (三)体验
   
    STEM 教育不仅主张通过自学或教师讲授习得抽象知识，更强调学生动手、动脑参与学习过程。STEM 提供了学生动手做的学习体验，学生应用所学的数学和科学知识发现、并合作解决现实世界问题。
   
    (四)情境
   
    STEM 不是教授学生孤立、抽象的学科知识，而强调把知识还原于丰富的生活，结合生活中有趣、有挑战的问题，通过学生解决问题来完成教学。教师在设计 STEM 教育项目问题时，一方面要基于真实的生活情景，另一方面又要蕴含结构化知识。这样，学生在解决问题的过程中，不仅能获得知识，还能获得在情境中理解知识，以及迁移运用的能力。
   
    (五)协作
   
    STEM 教育重视协作，强调在群体协同中相互帮助、相互启发，进行群体性知识建构。STEM教育中的问题往往是真实的，真实任务的完成离不开其他同学、教师或专家的合作。
   
    (六)设计
   
    STEM 教育要求学习产出环节包含设计作品，这是获得成就感、维持和激发学习动机、保持学习好奇心的重要途径。设计过程中，学生学习知识、锻炼能力、提高 STEM 素养，因此强调设计是 STEM 教育的又一核心特征。
   
    如果一直关注美国国家年度教师奖，不难发现，近些年来，这一奖项似乎对STEM教师格外“偏爱”。2008—2013年间，6位获奖者当中有一半是STEM教师。今年5月的教师纪念周里，美国教育部部长阿恩·邓肯接见的5名教师代表中，亦有3位是科学教师。
   
    确实，近年来，STEM教育已是美国教育的重中之重，其受重视的程度有目共睹。美国总统奥巴马在2013年的国情咨文中提出的两个教育目标中，其中之一即为“培育新一代的STEM人才”。