所谓STEM是Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Maths（数学）这个四个单词的缩写。STEM教育则是培养学生的科学素养、技术素养、工程素养和数学素养这四个方面。需要指出的是，所谓STEM素养不只是上述四种素养的简单组合，而是把学到的各学科知识，转变成一个探究世界相互联系的不同侧面的过程，它更强调学生在杂乱无章的学习情景中的问题解决能力。

STEAM、“STEM+”等新的概念词汇也都是从STEM上演变而来，其核心教育理念也基本一致或在其基础上进行了扩充和扩展。因此，工程学通过科学数学和技术的应用，来满足社会的需求，从中体现了课程的融合与课程的综合性。

STEM教育关注问题解决能力

    STEM是Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Maths（数学）的结合，一方面体现综合运用学科知识的能力，另一方面体现实践创新能力，着眼于问题解决能力的生成。TEM最初的雏形是SME，冷战后期1986年，美国国家科学委员会（NSF）希望重振美国的理工科教育，发表了《本科的科学、数学和工程教育》报告，建议国家调动各类资源投入到SEM领域。1990年初，技术被纳入其中，变成了SMET。到了2001年，STEM教育这一术语第一次为美国官方所使用。美国三十年的STEM发展呈现出两大趋势：一是从高等教育走向基础教育，二是从分科走向融合，既S.T.E.M.变成了STEM。  

    2015年，美国《STEM教育法（2015年）》正式生效。根据该法，虽然STEM教育的英文拼写不作改变，但明确将计算机科学列入STEM教育类别。该法要求在国家科学基金会的奖学金项目中增加对数学、科学教师的培训及研究支持，并加强对社会机构开展STEM教育的研究，进一步探索如何加强校外STEM教学。这将有利于鼓励博物馆、科普中心等机构提供更多非正式的科学教育项目。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。 

    从这些来源、核心内容的介绍，我们发现美国的STEM教育非常关注学生解决问题的能力，特别是动手能力的关注，这是不言而喻的。

STEM教育关注四种核心素养

    STEM教育是一种“后设学科”，即这一学科的建立是基于不同学科之间的融合然后形成一个新的整体，将原本分散的学科形成一个整体，由此形成当今日趋受到重视的、跨领域的STEM教育。美国高度重视STEM教育的根本原因，在于其深刻认识到美国科学技术的滑坡在于其人才的严重短缺，这在美国近10余年来的大量文献中屡屡被提及。

    STEM教育重在培养学生的四种素养

    第一，科学素养（Scientific literacy）。是一种运用科学知识和过程（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有关决策，主要包括三大领域：生命与卫生科学、地球与环境科学、技术科学。

    第二，技术素养（Technological literacy）。是指使用、管理、理解与评价技术的能力。学生应当知道如何使用技术，了解技术的发展过程，具备分析新技术如何影响自己、国家乃至整个世界的能力。技术是对自然环境的革新与改造以满足人们的现实需要。

    第三，工程素养（Engineering literacy）。是指对技术的工程设计与开发过程的理解。工程课程是基于项目，整合了多门学科的知识，使得难以理解的概念与学生生活密切相关，激发学生解决问题的兴趣。工程设计是把科学与数学原理系统地、创造性地用于实践的结果。

    第四，数学素养（Mathematical literacy）。指学生在发现、表达、解释和解决多种情境下的数学问题时进行分析、推断和有效交流思想的能力。

    因此，我们发现STEM项目式学习，就是合作解决问题的案例。

STEM教育是美国政府推进项目

    早在1986年，美国国家科学委员会就发表过《本科的科学、数学和工程教育》报告，这被认为是美国STEM教育集成战略的里程碑，指导了国家科学基金会此后数十年对美国高等教育改革在政策和财力上的支持。该报告首次明确提出“科学、数学、工程和技术”教育的纲领性建议，从而被视为STEM教育的开端。    

    1996年，美国国家科学基金会发表了题为《塑造未来：透视科学、数学、工程和技术的本科教育》报告，并提出今后的“行动指南”。报告针对新的形势和问题，对学校、地方政府、工商业界和基金会提出了明确的政策建议，包括大力“培养K-12教育系统中STEM教育的师资问题”。

    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。 

    2007年10月30日，美国国家科学委员会发表《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》报告，提出的行动计划主要包括两个方面的措施：一是要求增强国家层面对K-12阶段和本科阶段的STEM教育的主导作用，在横向和纵向上进行协调；二是要提高教师的水平和增加相应的研究投入。这一报告显示了STEM教育从本科阶段延伸到中小学教育阶段，希望从中小学就开始实施STEM教育。

    也正是在2007年，美国参众两院在8月2日一致通过了《美国创造机会以有意义地促进技术、教育和科学之卓越法》（又称作《美国竞争法》）。《美国竞争法》一共包括8个部分，其中第六部分的标题即为“教育”，其他部分也有多项条款与教育有关。教育条款主要涉及教师教育、STEM教育、外语教育和本科生研究生奖学金等4个方面。 

    《美国竞争法》对STEM教育的重视，极大程度上反映了美国社会的一种共同关注趋势。例如，2007年度美国州长协会冬季会议就高度强调STEM教育在各州乃至全美国创建“创新环境”中的重要意义。又如美国学术竞争力委员会在2007年5月公布的委员会报告中，分析研究了2006年度总额达31亿美元的105项联邦STEM教育项目。     

    2009年1月11日，美国国家科学委员会（National Science Board）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。 

    2011年，美国国家科学院研究委员会发布了《成功的K-12阶段STEM教育：确认科学、技术、工程和数学的有效途径》的报告，报告认为在中小学实施STEM教育的目标主要有三个：一是扩大最终会在STEM领域修读高级学位和从业的学生人数，并扩大STEM领域中女性和少数族裔的参与度；二是扩大具有STEM素养的劳动力队伍并扩大这一队伍中女性和少数族裔的参与度；三是增强所有学生的STEM素养，包括那些并不从事与STEM职业相关工作的学生或继续修读STEM学科的学生。    

    美国州长协会在2011年12月又针对STEM教育行动发布了《制定科学、技术、工程和数学教育议程：州级行动之更新》报告，分析了该协会2007年提出的行动议程中的弱势之处，重新提出“实施州级STEM议程”的各项具体措施。

    2015年10月7日，10月7日，美国《STEM教育法（2015年）》正式生效。值得一提的是，STEM教育不是仅仅于基础教育，而是从高等教育往下做，一直延伸到基础教育、幼儿园教育，甚至到家庭教育，形成了一系列的基于STEM的教育体系，从国家层面推进STEM教育，提升全民的实践创新能力。从这个角度看，有着非常的意义与价值。   

美国前总统奥巴马曾指出：美国的未来就是STEM教育。其中核心的内容是计算机科学 ，其次 是技术与工程相关的知识与技能。美国政府认为，保持在STEM 领域的国际领先一直是保证美国制造能力的中心任务。由于当前美国面临严峻的国际市场竞争，因此STEM知识和技能的培训和储备对美国就显得比以往任何时候都重要。美国当前的教育系统不足以确保培养足够多的具备良好训练的 STEM领域所需的劳动大军。因此，对STEM 教育进行投资对美国及其未来的经济发展就显得十分重要。也正是基于这样的背景，推进STEM 教育有着美国的战略思维。

STEM教育之乐高教育中国实践

    教师的角色应该是学生的创新与 发明创造条件，而不仅仅是教授已知的智识。STEM 项目式学习为学生创造一个开放式学习和探索的机会。乐高教育就是基于跨学科的教育融合实践。乐高教育来自丹麦。    

    乐高教育隶属于乐高集团，1980年成立于丹麦，为全世界的教师和学生提供内容丰富、具有挑战性、趣味性和可操作性的学习工具和教学解决方案。乐高教育的独特学习理念、教学指导、小组作业、教师培训、安全环保的学具、趣味性的比赛方式，使孩子们发挥出天生的创意力和想象力，培养团队精神、解决问题能力、应变能力、表达能力、社交能力等，帮助他们从容应对 21世纪所带来的新挑战。乐高教育学习方案根据不同年龄（3-16岁）特点设计，涉及学科内容包括科学、技术、数学、设计、社会学等，既适用于课堂教学，也可以作为课外活动和技能培训内容。乐高教育相信只需给予适当的引导，每个孩子都能成功。 

    乐高教育TM与老师和教育专家的合作已有超过35年的历史，我们致力于在课堂中通过趣味十足的学习体验让学科走进生活，从而培 养学生的学习乐趣，并在成长过程中对他们的学习形成积极影响。我们提供全系列的动手实践解决方案和数字化教学资源，鼓励学生发挥创新思维，系统推理，释放潜能，塑造未来。

    我们的教学和动手实践教学方案涵盖学前，小学以及中学的不同学习阶段，从人文到计算，科学，技术，工程和数学的各种学科激发学生的学习兴趣。全系列解决方案基于趣味性的乐高积木系统、课程相关材料以及数字化教学资源。乐高教育提供教育套装、教学教案、课程资料、测试评估，教师培训和技术支持，帮助您实现您的课程目标，使您的教学富有启发、趣味十足且行之有效。乐高教育相信通过知识延伸，构建思维和21世纪技能的培养，能够让学生积极思考、团队合作，成为终身学习者。在此，我们愿与老师一起协同合作，致力于帮助每一位学生在教育中获得成功，从容应对21世纪所带来的新挑战。

乐高的课程体系与实践意义

    乐高活动中心隶属于乐高教育，遵循体验式教学，传授给孩子学习的方法，培养21世纪的核心能力。乐高活动中心，是一个提供让孩子展现想象力、创造力、合作能力、学习乐趣与获取新知识能力的开放空间，从而培养孩子解决问题的能力，孩子们循序渐进地从接触世界到探索世界，逐步全方位了解世界。乐高活动中心为3-16岁的孩子提供全球同步、由剑桥、麻省理工等世界顶级院校与乐高教育联合开发的课程；教具则由剑桥、麻省理工等世界顶级院校与乐高教育联合开发的课程；教具则由乐高教育为课程独家定制。乐高教具仅在乐高活动中心有售。

    做中学的学习环境可以使孩子们深刻的、下意识的理解世界。结合了引导和鼓励的学习方法，会使抽象的理论的概念突然变得直观起来。在孩子们发展他们的技能和获得新的知识的时候，如果可以让他们接受他们能力所能承受的最大的挑战，他们会主动的去探索、理解和继续学习。通过这种方法，孩子们确定了自己的目标，他们还通过可以实现个人价值的创造，培养了自信。最重要的是，他们有了学习的兴趣！