STEM教育通過項目驅動的教學方式，讓學生在解決問題的過程中學習。教師首先給學生創設一個現實情境下的主題，通過師生交流討論，設定項目內容和項目具體的任務。項目最終的產出是多樣化的，可以是一篇論文，也可以是一個作品。
科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）4個學科的英文單詞的首字母湊在一起，就成了一個新的熱詞——STEM。STEM是來自美國的一個教育概念，是科學、技術、工程、數學多學科融合的綜合教育。STEM課程在國際上一般被稱為“綜合課程”。
注重跨學科與多學科融合
STEM課程最重要的特點就是跨學科、多學科的融合，也就是說，這個課程中涉及的問題，往往需要綜合兩個以上學科方能解決。
STEM教育主要通過項目驅動的教學方式，讓學生在解決問題的過程中學習。通常的方式是，教師首先給學生創設一個現實情境下的主題，通過教師、學生交流討論，明確問題，設定項目內容和項目具體的任務。學生根據項目的任務進行規劃，調研相關領域的進展，分析項目的可行性，制訂研究計劃，建立理論模型并經過編程模擬、數值計算、原型機設計、測試反饋、分享交流討論等流程后完成項目。項目最終的產出是多樣化的，可以是一篇論文，也可以是一個作品，這主要依據項目的領域而定。
STEM教育主要的教學目的不僅是為了讓學生更好地理解和應用學科知識，同時也是為了提高學生分析問題、解決問題的能力，為應對未來的挑戰做好準備。學科教育一般是縱向的教育，如數學、物理、化學、地理、生物，都是縱向的,而培養人同時還需要橫向的教育，需要各個學科融會貫通，需要綜合各方面的知識、能力。如果一個人擁有駕馭縱橫交錯的知識網絡的能力，他未來便能應對更嚴峻的挑戰，承擔更大的責任。人們常認為中國人的創新能力較弱，我認為有一個原因可能是，中國的學生從小學到大學接受的都是孤立的單一學科的知識和技能，缺少跨學科的教育，缺少舉一反三、創新使用的能力，從而導致他們的創新之路越走越窄。
STEM這樣一種教育方式和課程，毫無疑問對于培養學生的科研創新能力、動手實踐能力是非常有利的。從培養分析能力的角度看，STEM是一種非常好的學習方式和教育方式。這也是世界各國都在開展STEM教育并一抓到底的原因。有些國家甚至把STEM教育上升到國家戰略的層面，把這種能夠培養具有未來競爭力人才的教育方式放在重要位置。
STEM教育同樣可以激發學生的學習動力。所有參與這個項目的學生，帶著問題和任務調動各學科的知識，多感官參與，既動腦又動手，深入挖掘潛力，促進思維發展。STEM學習，通過挑戰性的激勵，激發學生的學習動力，能提高學生的學習能力和綜合素養。除此之外，它還能培養學生的團隊合作意識。一個STEM專題或者項目，往往涉及多個環節，需要分析、設計、實驗、完善，甚至是對結果（產品）進行包裝。這不是一個或者兩個人能完成的，需要多個人共同研究，密切配合，合作攻關。在這個過程中，亟須合理分工、共同參與，這是對合作意識和團體協作能力的鍛煉提升。
注重師資培養與課程管理
幾年前，有人提出將STEM加上A（Art，藝術），STEM發展成STEAM。我覺得藝術的重要性是顯而易見的，因為科學和藝術本來就不分家。在培養學生的過程中，藝術教育有兩點非常重要而且是其他學科不可替代的作用。其一是對學生審美能力的培養，學生藝術修養和審美能力的提高，對于未來的人生、科學研究都是非常重要的。其二是藝術教育能夠讓孩子們“打開”自己，展示想象力，培養表現力，這是藝術教育特有的價值。
現在甚至有人認為應該強調學生的閱讀能力，于是在STEAM中又加入了R（Reading），變成了STREAM。其實這類課程叫什么名字并不重要，重要的是把握課程的核心理念，那就是要培養學生以綜合視角解決真實世界中問題的能力。而作為學校，應積極為學生搭建一個多學科、多視角、以解決實際問題為取向的綜合發展平臺。
STEM課程現在很火，各地許多學校都在爭相開設STEM課程。是不是每個學校都適合、都有能力開展STEM教育？我深切地感受到，要大力發展STEM教育，最大的制約因素是沒有足夠的優秀教師。長期以來，分科教育越分越細，教師的專業越來越窄，而綜合是STEM教育的根本特性，因此解決問題的辦法要依靠團隊合作。在美國，一個老師能搞定一個項目，在中國可能就需要五六個老師，多學科老師聯合在一起完成某個項目。
STEM教育要處理好五種關系
在中小學開展STEM教育，除了要解決好師資這個瓶頸問題，還需要認真處理好以下幾個方面的關系：
第一，要清楚STEM課程和常規課程之間的關系，了解STEM課程所處位置。目前STEM課程的唯一合法地位，就是學校的選修課，我們不能用STEM課取代某門常規課程，因為它的知識和系統性還要差一些。我們開設這個課程，不僅僅是為了讓學生學習知識，而是為了培養孩子的綜合素養和創造能力。
第二，要處理好單一學科的學習和STEM教育之間的關系。STEM課程與單一學科課程所學的知識需要匹配。如果這個項目所用的數學知識，學生要一年之后才可以用到的話，那么學生學習的效果肯定不盡如人意，因此需要對相關STEM課程進行重新設計。也就是說，我們設計的STEM課程要和學生的知識結構、能力結構、認知能力匹配，要分年級、分階段設置不同的STEM課程。
第三，要考慮中高考與STEM教育的關系。我們當然希望未來STEM課程能夠育人有效，但是首先要做到的是選人有用。否則，STEM教育是不可能得到持續發展的。在中國的教育領域里，僅僅靠情懷和理念是很難通達天下的，如果說發展STEM教育帶來的結果是學生中高考成績很差，那STEM教育還會有生存空間嗎？還有機會發展嗎？既然這個東西好，就要顯示它的作用。學校不能告訴孩子的父母說現在孩子中高考成績差點沒關系，等到20年、30年以后效果就顯現出來了，他們能相信嗎？等得起嗎？不過，清華附中的實踐證明，參與這些項目的學生，文化課考試的成績不僅沒有受到影響，反而有所提高。
第四，要考慮國際水平與本土特色的關系。STEM想要在中國推廣開來，并發展好，首先需要有頂層設計，國家層面應有相關標準和評價、管理制度；其次，要有靈活的機制，因為STEM教育是一種高理念、高投入的教育，所以需要有一個良好的機制維系好整個STEM系統在中國基礎教育中的發展，這需要多方合作，方能達到共贏效果。
?。ㄗ髡呦登迦A大學附屬中學校長、清華大學數學科學系教授）
