本文轉載自上海STEM雲中心，作者張博士。
STEM教育發展至今，不同角色對其理解各異，正所謂“一千人眼裏有一千個哈姆雷特”，不同視角的理解對STEM教育的良性發展都有推進作用。但從更科學嚴謹及普及傳播的角度來看，辨析和理清STEM若幹概念以給發展STEM教育提供更好的基石尤爲重要。我們相信很多STEM教育從業者都需要給學生、老師去解釋什麽是STEM？
STEM是機器人嗎？是編程嗎？STEM大概就是動手做實驗？甚至是“STEM=機器人”？大家對于與STEM教育衍生出的若幹名詞概念都比較困惑，例如“PBL”、“pbl”、“STEAM”、“跨學科”等名詞，STEM雲中心張博士結合多年的研究和從業經驗從三個層級爲大家作梳理和解析。
本文篇幅較長，閱讀時間約爲7分鍾，您可通過閱讀小標題和加粗文字快速閱讀。當然，小編建議您細細閱讀，加深您對“STEM教育”的認識和理解。
基本含義“STEM教育”名詞解釋
STEM教育是一項教育理念，而非教育理論。
“STEM”是科學、技術、工程、數學的英文單詞的首字母縮寫，最早更多指的是理科綜合。按表層的字面理解，即學習科學、技術、工程、數學等學科知識與技能都屬于STEM範疇。但是，隨著近幾年教育的深入研究和發展，賦予了STEM更多的意義和內涵。當今世界一個人在解決一個問題時，是需要融合多種學科的知識與技能的。過去單一學科知識的學習與世界的聯系較少，容易脫離實際，只知理論不懂實踐或只行實踐不知理論。而STEM教育理念則重點關注培養和提高學生解決實際問題的綜合素養，在高效執行和解決問題的同時知其所以然，知行合一。
“STEM教育”的理念和相關理論仍在不斷的發展和演變中。
“STEM”的衍生詞概念 STEAM：
目前“露臉”最多的是增加了“Art”的“STEAM”，其概念來源于美國教育學家格雷特·亞克門(Georgette Yakman)，表示科學、技術、工程、藝術和數學。從傳播推廣角度，我們通常單一地解讀Art爲藝術，但從學術角度，Art更多表示的是Liberal Art既社會人文。由于這點上的理解偏差，使得STEM相關課程的設計忽略了“Art”部分（包含了美學、設計、語言、藝術等多種人文學科）真正的內涵體現。STEAM教育需要人文與理科相結合，而非單指的是畫畫、外觀設計等這類的表層藝術形式。
STEM+：
這類概念也傳播較廣，其起因是很多人把STEM理解成四個學科，這四個學科不足以覆蓋設計的領域範圍，所以STEM可以加上任意新的學科名稱組合成新的詞，延伸STEM的概念。
例如，認爲體現閱讀寫作很重要，就産生了STEM+Reading（閱讀寫作）=STREAM；認爲信息技術很重要、就有STEM+information(信息）=iSTEM等等。這可理解爲這是STEM教育的部分特色變種，從中也能夠看到教育工作者對某一領域的興趣點，故此這類衍生概念詞就都通稱爲“STEM+”。
概念遞進 社會意義下的STEM
STEM對于非教育工作者而言，代表的是理工科領域及高新技術産業。美國在提出STEM教育的大背景是以社會人才需求爲國家服務的視角思考而來，傾向于讓高等教育培養的理工科人才爲國家高科技産業服務。出國留學的學生常聽聞國外學校有“STEM專業”一說，這裏的“STEM專業”指的是理工科領域學科，相應地在大學裏獲得的相關學位也稱之爲“STEM學位”。在美國國土安全局網站上可以查到一個屬于STEM計劃且十分詳盡的專業列表，比如化工類、計算機科學、物理、數學、生物科學和航空航天等理工科。在這個背景下,STEM教育的宏觀目標是培養此類領域的人才，而這些領域對研發、制造等專業知識及技能的掌握運用要求已經達到産業融合、跨學科跨領域融合等高程度，因此相對應的大學STEM教育以及基礎教育的STEM教育也應運而生。可見從國家發展需求到人才需求再到教育需求是層層遞進的，而過去的教育模式無法適應當今社會人才需求發展，難以達成跨學科整合、解決問題、創新能力等高層次教育屬性目標。
教育意義下的STEM
STEM教育實踐常被認爲是通過STEM課程配以相關較爲合適的教育教學方法來培養學生。按照之前對STEM的解讀，我們傳統的理科課程也屬于STEM課程的範疇，只是這類課程和社會對STEM教育的期盼並不匹配，其教育目標和教學手段都過于傳統，對培養學生的綜合素養而言效果不佳。我們可從以下兩方面入手探究。
課程
STEM教育的實施都需要通過其相配套的STEM課程來實現。STEM課程涉及的主題多樣，但內容可歸納爲兩大類：一類源于人們對高新技術的向往，另一類源于生活場景下的興趣。高新技術類，如機器人、編程等也是STEM課程涉及的領域。生活場景類，理論來說結合真實世界應用場景的內容或項目都可以作爲STEM課程的主題（例如：環境科學主題、新能源領域等）。
教育界期盼的STEM課程是具備教育理論思考的、成體系的。目前市面上STEM課程較多是關注各種技術應用、動手制作等，課程設計者大多數是基于“技術框架“下的體系，比較少體現出STEM教育核心是培養解決問題的思考力。
例如編程技術初級到編程技術高級這類課程體系，或許由于課程設計者中大部分是非教育背景專業又或是其他領域專業（如技術領域專業）的，他們技術思想和工程師思想濃重是具有典型性的，需要進行一定的話語體系翻譯從而適配教育的場景。這會使得大多數人以爲STEM教育的好處就是學生可以接觸到新型領域技術，而難以體會到STEM教育帶來的更深層次的教育內涵。
相當多的課程內容設計受到本地傳統及教學習慣影響，經驗主義和不可量化、不可說的隱含成分較多，學生需要靠臨摹和自我領悟來理解。對于當代科學方法論、工程方法論、計算思維、設計思維等基于範式體系下的系統性思維訓練較少，從而形成學生結構化思維、系統化思維的內容涉獵較少，這使得學生無法掌握真正的“道”。大部分“術”類型的課程使學生的獲得感較低，難以理解、掌握深層次的“道”，這與我們實行STEM教育的初衷背道而馳，使學習效果和成果都大打折扣。
教學方法
一個STEM課程大多是基于一個項目設計來開發的，但這個課程“項目”和教育教學的“項目式”學習是兩個概念，前者是指課程內容本身，後者是指教育教學方法。
目前較流行的適合STEM課程的教學方法是PBL（Project-Based Learning）基于項目的學習和 pbl（problem based learning）基于問題的學習。我們看到很多基于PBL設計的課程都被誤認爲就是STEM課程，但實際上這兩種教學方式不僅僅適用于STEM課程，還可以運用在企業內部人才培訓等領域。目前PBL的教學方法確實可以讓更多必修學科如語文、數學等課程改變，將傳統知識講授型的課程改編成項目探究式的課程。
好的STEM教育課程體系應當包含滿足基礎知識學習需要的課程內容、知行合一的PBL（pbl）項目式課程、高階思維訓練的課程。還需要結合中國中小學課程標准、落地要求等來設計、優化。
發展場景
STEM教育在我國基本上是直接下沉到了基礎教育階段，高等教育的STEM教育被認爲客觀就存在。從一些已經實行的項目可以看出，推行基礎教育版的STEM教育主要目的是將基礎教育中的教學方法和學生學習方式向優改革。而高等教育推行STEM教育則旨在適應社會專業人才發展需要，例如全國各大院校開設人工智能專業等新興學科，其目標是從單一的專業學習發展模式轉爲結合社會發展和産業發展的需要、理論實踐相結合的模式。
高等教育
高校不再如過去那般只學習單一學科知識，已開始關注技能實踐、知識融會貫通，並從單一專業向多個跨專業融合發展。可以參見MIT的媒體實驗室（科技，媒體，科學，藝術和設計融合的跨學科研究室），通過這種方式研究和産出大量創新的成果。值得一提的是很多人誤解高校中學習“實踐”等同傳統意義的“技工技能學習”，這裏的“實踐”傾向指理論研究可以轉化成“工程應用”。例如材料科學和信息技術的研究最終可以設計出半導體芯片、研究空氣動力學可以設計出火箭等這樣的成果。我們可以看到例如美國spaceX和tesla創始人“埃隆馬斯克“式的人物未來備受推崇，未來的創新定是跨學科多學科融合式創新，這個融合不是單純的組合，而是基于範式體系，方法論框架下的叠代創新，系統性創新等。
基礎教育
中小學從過去單一的知識學習過渡到兼顧知識、技能、綜合素養類培養。小學自然科學中引入STEM教育，關注的點是希望“技術和工程”可以幫助學生更好的理解科學知識，以及掌握理解科學如何通過工程技術得以應用。小學、初中的綜合實踐課程中引入STEM教育是傳統學科課堂的有效延伸；中小學信息技術課程引入STEM教育，讓學生接觸、學習前沿信息技術在生活中的應用，尤其是人工智能、大數據等新型領域發揮的作用及價值。高中綜合實踐課堂上引入STEM教育，讓學生可以提前接觸、學習大學專業的部分內容、學習科學研究範式和工程技術的應用、從而産生一定的專業興趣對高中生生涯發展是非常有意義的。另外，值得一提的是有越來越多的理工科學科教師引入STEM教育，幫助學生加深理解和掌握程度。
現今的學校正在從過去填鴨式知識學習發展到深度學習，關注知識遷移、元認知能力等更高認知教育模式發展，在提高學習質量、提升學習效率等方面進行改革，緊跟社會育人需求，以培養創新綜合性人才爲目標。
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2、高等院校、中等職業學校、高等職業院校相關報告；
3、全國各地政策、入學、規劃、辦學標准等；
4、學校名錄、培訓機構名錄（幼兒園、小初高大學、職業院校）、人口數據、教育統計公報、教育年鑒；
5、其他（中國台灣、中國香港、新加坡、日本韓國等教育周刊、教育類優秀演講、優秀文章等）。
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