2.1.1　STEM教育的起源

STEM教育起源于美国，在科技日益竞争的21世纪，美国意识到本国拥有的科技人力资源在全球份额的逐渐减少，培养学生成为未来的具有科技竞争的人才（例如科学家、工程师和技工等）成为国家教育的重点工作。但对比美国现有的教育，无法保证其学生能够掌握在经济竞争中所需的技能和知识。在这样的背景下，联邦政府高度重视，为了解决这种问题，由大学、企业、非盈利组织和咨询机构等多方参与，纷纷形成了一系列研究报告，政府也出台了一系列法案。

1986年，美国国家科学委员会（National Science Board，简称NSB）发表了报告：《本科的科学、数学和工程教育》（又称《尼尔报告》）。该报告中提出了“科学、数学、工程和技术集成”（SMET集成）的观点，作为纲领性建议载入了STEM教育发展的里程碑，也被称为STEM教育的开端。之后的若干年，政府投入了大量的人力和财力，同时也为国家科学基金会指导美国基础教育甚至高等教育的改革奠定基础。

1996年，美国国家科学基金会（National Science Foundation，简称NSF）发表了报告《塑造未来：透视科学、数学、工程和技术的本科教育》，结合美国大学生的需求，针对新的形势和问题，提出了“培养K-12阶段SMET教育系统中的教师”，以及“提高所有人的科学素养”等明确的政策建议。几年后，国家科学基金会将SMET这一缩写正式改为STEM。

2007年，美国州长协会（National Governors Association，NGA）拟定了一项题为“创新美国：拟定科学、技术、工程与数学议程（Innovation America: Building a Science, Technology, Engineering and Math Agenda）”共同纲领，其中就当前美国实施STEM教育战略的背景、现状、问题和相应的策略进行了详细阐述。NGA认为美国现行基础教育并没有为学生提供良好的STEM教育，从而没有为他们毕业后的工作与进一步的深造做好准备。现有K-12核心课程的概念有些过时，缺乏严格的课程标准，学校培养目标与高等学校、职业技术学院的要求以及工作岗位的实际需求相距甚远。最后，文件还指出在美国缺乏教授STEM课程的优秀师资队伍，从而难以保证相应的教学质量。同时，美国STEM教育还存在一些问题。所有这些问题都是目前美国STEM教育面临的重要现实问题。

2009年，奥巴马总统宣布了“教育创新（EDUCATION TO INNOVATE CAMPAIGN）”运动，这是一个全国范围的活动，旨在使美国STEM达到卓越的水平，凝聚所有的有代表性的工业、数学、基金会和非盈利组织，来一起推动美国学生在未来的十年中从以前在科学和数学教育中的中等地位进入到世界的前列。

2011年，美国颁布了《K-12科学教育的框架：实践，跨学科概念与核心概念》，明确指出：科学教育从传统传授零碎与分散的知识转向整合的知识，科学教育应包括实践、跨学科概念与核心概念3个维度，并且对3个维度提出了具体的学习标准与要求。同时针对此标准提出了6个跨学科概念，分别是模式、原因与结果、比例与数量、系统和系统模型、能量和物质、结构和功能。

2013年6月发布的美国《新一代科学教育标准》（NGSS）（第四代科学课程改革阶段）中，明确要求在美国的科学教育中要整合技术工程和数学教育。

从STEM的起源和形成可见，在过去的近半个世纪，美国持续关注着科学、技术、工程和数学结合的STEM教育，并推动STEM教育对美国在未来全球市场中竞争力的影响。STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科的简称，但并非是简单的概念叠加，而是强调这四门学科的交叉融合形成有机整体，以更好地培养学生的创新精神与实践能力。