STEM教育：是科学（Science）、技术（ Technology）、工程（Engineering）、数 学（Mathematics）教育的统称，出现于上 世纪八十年代末的美国大学校园。
在科学界和教育界的共同努力下，于本世纪 初逐渐走入基础教育，特别是2010年前后成 为以美国、英国为代表的国际科学与技术教 育新兴的教育实践和研究范式的主流。
非正规（课外）科学活动对科学 学习起关键作用
美国国家科学基金会（NSF）2009年出版《 在非正规环境中学习科学》，是学者们对人 在非正规场景中的学习研究的一个总结。
研究发现：人们可以从日常生活经验、特定 场所（博物馆、科技馆、科S学TE中M心也是、正动规植教物 园等）、非学校组织的科学育活与动非当正中规教，育不衔分 年龄层，而且比学校教学更接有与效融地合学的习焦科点学 。
报告认为：非正规科学活动对科学学习起关 键作用
STEM教育项目的教学特征
一个STEM项目实施时，教师可能提出一个问题， 然后要求学生组成一个班级范围内的探究小组开展 原创性研究。在研究过程中，学生被要求使用各种 技术和方法搜集信息、证据和数据、分析数据，并 设计、测试和改进一个问题的解决方案，然后与其 他同伴交流研究成果、分享信息。这个看上去“杂 乱无章(INTELLECTUALLY MESSY)”的教学情境，强 调的是学生设计能力与问题解决能力的培养，可能 涉及纳米技术、生物医学和天体生物学等多种学科 知识与技能。
ScieБайду номын сангаасce 科学
用于设计满足人类需 求的物品、流程或体 系的系统的、经常反
复的途径和方法
Engineering 工程
Mathematics 数学
任何一个领域的发展都将为其他领域打开进步的 空间，任何一个领域的素质都是未来公民基本素 质的重要组成部分。
即使是最简单的科学现象和问题，都可以在人类生 活中找到它的影子，找到它转化为技术和工程的途 径；
例：利用LED开展的STEM活动
以基于LED的STEM活动为例，大部分学生对LED既 熟悉又陌生，市场上有许多LED产品，如LED照明灯、 LED钟表等；但他们对LED的发光原理知之甚少，更 没有思考过如何借助LED方便我们的生活。
两个标志：
2009年美国奥巴马总统宣布启动“教育创新”运 动（“EDUCATION TO INNOVATE” CAMPAIGN ）
2013年发布美国新一代科学教育标准（Next Generation Science Standards）
对自然世界 的改造，以 满足人类的
需求。
Technology 技术
科学和工程学的极大融合
- 将工程的思想和实践引入科
学课堂，中小学科学教育中重 视工程教育（Engineering Education）
- 侧重于连接科学与工程的少数 重要概念
- “工程知识与实践”和“科学 知识与实践”为具有同等重要 性的两大主题，开发和科学探 究与工程技术相关的实践
- 新的课程、教学设计和资源
STEM教育的特征
STEM的教学也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。
STEM教育并不仅仅是把科学教育、技术教育、 工程教育和数学教育这四个词堆叠在一起，而具 有翔实的脑科学、认知科学和教育科学研究基础 ，并具有知识社会对创新人才需求的内涵和教育 意义。
这具骨架会引起什么话题？
• 陈述/猜测往事（死因？） • 祭祀、暴力、风俗、灵魂 • 土葬类型 • 保存方法 • 葬礼习俗 • 计算骨骼的年龄/时代（土
壤辐射、DNA、等） • 手镯？ • 风水？
• 比较类似骨骼 • 讨论饮食和健康（如，龋
齿和营养不良） • 疾病（肺结核） • 分析骨骼的技术 • 道德 • 城市/农村居民？ • 挖墓工具的证据？ • 我们人类的特征是什么？
美国新一代科学教育标准
科学与工 跨学科概念
程实践
Crosscutting Concepts
Science
and
Engineerin
g Practices
学科的核心 概念Core Ideas in disciplines
新一代科学教育标准（ Next Generation of Science Standard）与之前标准的变化：
K-12的科学教育应反映科学与真实世界的内在联系。（ 来源于生活）
应在持续的科学教育中将知识、工程实践、跨学科的核 心概念结合在一起。（学科内）
关注儿童学习发展的进程。（新的研究领域） 关注科学与技术、工程、数学、语言学习的关系。（学
科间-STEM）
对学习的理解发生根本的改变
学习的目的：帮助学生掌握学科的核心概念，而 不是一大堆罗列的事实；
学习的定义：学习是知识和实践结合的结果（学、 思、做），不能把学习和实践割裂开来，变为两 个各自不同的内容与过程；
实践的定义：实践是一种有意义的学科实践活动， 是学习者主动参与建构、完善和运用学科知识去 解释世界的过程，是个人融会贯通的过程，而不 是一个生搬硬套的程序和单纯的技巧或方法训练。
当人类在解决实际生产/生活问题时，想到的不仅 是技术、是设计、是工程，同样也必须考虑其中涉 及的科学原理和规律，只有遵循这些原理和规律， 才能真正找到问题的本质；
而数学作为解决问题的工具在其他三个领域中被广 泛使用。
STEM教育的本质
在众多孤立的学科中建立一个新的桥梁， 为学生提供整体认识世界的机会，通过把这 四个领域内学科知识和技能的教与学整合到 一种教学范例中，使学生学习的零碎知识变 成一个互相联系统一的整体，这样就消除了 传统教学中各学科知识割裂、不利于学生综 合使用解决实际问题的障碍，是一种跨学科 的的学习方法。
支持STEM 进入课堂
将STEM引入科学课堂
非正规教育告别边缘和补偿地位
美国教育部在2007发布的《美国学术竞争力 咨询报告》称：非正规教育是美国教育系统 的三个相互整合的部分之一，即K-12教育、 高等教育、非正规教育，从而保证“美国在 经济上的竞争力、尤其是保证国家教育机构 培养公民的STEM（科学、技术、工程、数 学）素养、培养未来科学家、工程师、数学 家和技术专家的未来的能力”。