STEM教育关注对科学知识的解释、科学探究的实践以及与工程设计的结合，其目标是整合各领域知识、技能，将知识的学习与师生生活实践结合起来，解决真实世界中的实际问题，培养创新型人才。

在国际上，美国是实施STEM教育的代表。目前美国已经进行了多项立法来推动STEM教育；联邦及各州政府对STEM教育的实施给予高额经费支持；学术、科学和商业组织纷纷参与调研及实施。美国教育管理部门认为，STEM教育提高了学生的学习兴趣及主动性，表现在学生出勤率提高，辍学率降低，学困生显著减少，学生的成绩有明显提高。目前STEM教育存在问题主要是教师数量严重短缺，课程资源比较缺乏。

在国内，上海市自2014年起依托上海STEM云中心(政府机构)及上海STEM国际科学教育研究中心(民办机构)，开发精品课程和优秀课题供学生课外学习，同时引进和借鉴国外一些课程资源，对实验学校的学科教师进行培训及实施试点课程。北京、江苏等省市也陆续开展教师培训试点工作。

笔者仅以2015年在美国观摩的两节比较有代表性的课为例，阐释STEM教育的内涵。

其中一节是小学四年级的科学课，教学内容是“看云识天气”。首先，教师安排学生分组阅读教材。之后，教师在白板上贴出三张简图，简单介绍自然界中三种不同的云：积云、层云、卷云。随后，她拿出纸板、胶水、棉花等材料，给出了简单的任务单，让学生做出三种云的模型。其中，对学生具有挑战的项目、也是教师安排学生探究的项目是如何立体地呈现层云和卷云。经过努力，孩子们完成了三种云的模型，并按照任务单要求把模型系在木棒上在教室里跑动，欣赏三种云浮在空中的样子。

在大家沉浸在完成任务的欢乐中时，一个学生提出：“老师，我没有看到三种云同时出现在天空中。”教师意识到这个问题的价值，她马上招呼学生安静下来，请他们回忆在天空中见到不同云时的情景。学生的发言既踊跃又生动，有学生回忆户外野餐遇雨时云的样子，有学生回忆在球场上运动时云的样子等。学生边描述，老师边总结如何看云识天气。

另一节是高中物理课，内容是赛车项目由几个步骤组成。首先，学生徒手设计自己喜欢的赛车，并将自己的设计用计算机软件进行处理；然后，学生开始做锯木头、打磨、喷漆等工作，制成赛车模型；接着，学生用自己设计、制造的赛车模型参加比赛；最后，大家一起分析影响赛车运动快慢的因素，学习加速度概念及牛顿运动定律、伯努利方程等物理知识。

从上述两个课例可见，在不同学段，STEM教育的形式有很大差异。在低龄学段，STEM教育追求简单、有趣，注重提高学生的学习兴趣和对语言、文字的理解能力；在高中阶段，STEM教育追求应用、整合教学内容以及作品(产品)的高品质。但无论在哪个学段，STEM教育都希望能够涵盖学习科学知识、运用科学方法及动手操作三个层面。即便是小学四年级的课程，也会有设计的要求(如卷云和层云的模型呈现)。正如美国《新一代科学教育标准》(Next Generation Science Standards)提出，科学教育的目标是能够反映出现实世界中实践和经验的结合。

STEM教育关注对科学知识的解释、科学探究的实践以及与