一、文献综述
（一）国内外研究现状
STEM在国内还是个新兴领域，但在国外已经受到广泛关注，并有成熟的研究与实践，值得我们借鉴。
1986年美国国家科学委员会（National Science Board）发布报告《Undergraduate Science，Mathematics and Engineering Education》（本科生的科学、数学和工程教育）,首次提出“科学、数学、工程和技术教育”的说法，成为STEM教育开端。在美国发布的《北极星计划》和澳大利亚发布的《STEM学校教育国家战略》等文件中普遍使用“literacy”指代素养。学者们从科学角度对其做出解释，认为STEM素养包括科学素养、技术素养、工作素养和数学素养四个方面，但Alan Zollman提出这种定义忽略个人需求。之后一些国家结合对人才的需求，在相关政策文件中对STEM素养进行规定：美国在2016年发布的《STEM教育框架》中指出学生要掌握STEM素养包括批判性思维、问题解决能力、创造力、合作交流能力、数据素养、计算机科学与数字化素养；澳大利亚在《STEM学校教育国家战略（2016-2026）》中将STEM素养规定为“21世纪技能”，如：科学与技术素养、数学素养、问题解决能力、批判性思维和创造性思维等；英国也在《未来一代》文件中提到发展学生的数学和编程能力、团队合作、跨学科思维能力。由此可见，这些国家对STEM素养的定义多集中在能力和思维方面，主要是创造性思维和问题解决能力。
STEM 已经发展成为一门基础学科。它通过整合的方式，尽力消除了相关科目之间的传统障碍，并利用现有的工具和技术，设计创新的且具有实践价值的解决复杂问题的方案。要让学生获得高质量的 STEM 教育，就必须设计一系列项目，这些项目需要有严格的课程、指导和评估，将技术和工程融入科学和数学，并促进科学探究和工程设计过程。STEM 教育可以与科学探究联系起来，学生在参与有关工程设计的项目之前，需要先通过调查研究，提出解决问题的方法。优质的STEM 教育，可以维持或拓宽准备从事 STEM 领域相关工作的人的就业渠道。STEM 教育水平的提升还有助于提高全民在技术和科学领域的素养。美国和其他国家都在努力提升本国的 STEM 教育水平，他们彼此之间也需要密切合作，以提高他们参与国际性科学事务的能力以及为他们所有的学生提供高质量教育的能力。
在创新驱动发展战略的推动下，我国经济已经进入新常态，STEM教育理念的引入对我国综合性、创新型人才的培养和劳动力水平的提高产生积极的促进作用，而加强STEM教育是培养推动中国未来社会主义发展的高素质人才、提高国家竞争力的关键。2017年6月，中国教育科学研究院发布《中国STEM教育白皮书》正式开启“中国STEM教育2029创新计划”，其中STEM课程是实现STEM教育的途径之一，世界各国都相继推出了K-12阶段的STEM课程。虽然我国在STEM教育理论研究等方面取得了较为明显的进展，但国内的STEM课程的发展仍在起步阶段，STEM教育也逐渐被纳入我国国家课程标准，许多地区的学校开始尝试开发STEM课程。STEM课程还在逐渐找寻与我国教育情况适切的方法，目前对STEM教育理念、课程背景、课程实施已有了较为一定的基础，然而研究力量主要还是以师范院校的教师为主。课程实施者主要是一线的小初高教师或者是培训机构的教师，从研究到实践尚未形成非常紧密的联系。
（二）研究主要成果
STEM整合课程本体性认识，STEM整合六原则：1、设置与现实相关联的且具有个人意义的学习情境；2、设计包含工程挑战与工程思维的教学活动；3、注重工程学习的迭代性特征、强调学生从失败中学习的重要性；4、知识内容的学习要与国家课程标准紧密联系在一起；5、以学习者为中心，注重学生自主知识构建与深化；6、强调学习活动中团队合作与交流能力的培养。从课程整合方式来看，当前基础教育阶段STEM课程整合可大致分为横向上的学校课程整合与纵向上的学段课程整合两种类型。学校课程整合多发生在某一学段内部，以某一门学科或某一主题为核心统整课程内容。
针对STEM教育整合的课程设计，美国马里兰大学赫希巴奇提出了两种最基本的课程模式：相关课程（the correlated curriculum）模式和广域课程（the broad fields curriculum）模式。相关课程模式将各个科目仍保留为独立学科，但各个科目的教学内容的安排注重彼此之间的联系。而广域课程取消了学科间的界限，将所有学科内容整合到新的学习领域。跨学科整合也呈现出三种取向，第一种是学科知识整合取向，第二种是生活经验整合取向，第三种则是学习者中心整合取向。这三种课程取向代表了课程的知识属性、社会属性与人本属性的不同侧面，它们相互联系、相互补充，没有绝对的优劣，各自有适合的领域与对象，在课程跨学科整合的实践中应该配合使用多种取向。
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