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STEM教育是一种“后设学科”，即这一学科的建立是基于不同学科之间的融合然后形成一个新的整体，将原本分散的学科形成一个整体，由此形成当今日趋受到重视的、跨领域的STEM教育。美国高度重视STEM教育的根本原因，在于其深刻认识到美国科学技术的滑坡在于其人才的严重短缺，这在美国近10余年来的大量文献中屡屡被提及。 STEM教育重在培养学生的四种素养：
1、科学素养 是一种运用科学知识和过程（如物理、化学、生物科学和地球空间科学）理解自然界并参与影响自然界的有关决策，主要包括三大领域：生命与卫生科学、地球与环境科学、技术科学。
2、技术素养 是指使用、管理、理解与评价技术的能力。学生应当知道如何使用技术，了解技术的发展过程，具备分析新技术如何影响自己、国家乃至整个世界的能力。技术是对自然环境的革新与改造以满足人们的现实需要。
3、工程素养 是指对技术的工程设计与开发过程的理解。工程课程是基于项目，整合了多门学科的知识，使得难以理解的概念与学生生活密切相关，激发学生解决问题的兴趣。工程设计是把科学与数学原理系统地、创造性地用于实践的结果。
4、数学素养 指学生在发现、表达、解释和解决多种情境下的数学问题时进行分析、推断和有效交流思想的能力。