摘要：在全球化与技术革命的持续推动下，STEM教育正从传统的多学科模式向整合性STEM教育转型，并成为教育强国战略的重要组成部分。首先，本研究构建了“政策定位-实践取向-学术态势”三维分析框架。据此，基于国际政策演进、实践路径演化与理论范式转换的多元视角，回顾了自1986年以来全球STEM教育研究的发展脉络，并将其划分为发轫阶段（1986—1999年）、丰赡阶段（2000—2015年）与融通阶段（2016年至今），系统梳理了各阶段的核心进展与结构特征，以此深描STEM教育发展的全球图景。在此基础上，揭示了国际STEM教育发展的多重逻辑：理论框架方面，从学科“并列式”到整合性STEM教育；实践取向方面，从跨学科概念到多维课程实施框架；政策定位方面，从边缘化政策到战略核心。同时，指出中国STEM教育在理论建构、政策落地与教学实践等方面面临的诸多挑战。最后，提出了强化政策导向、学理基础与实践创新统一、强化跨学科交叉融合的STEM教育、运用混合研究方法进行STEM教育创新研究、构建STEM教育发展的良好生态4条深化路径，为构建中国特色STEM教育体系提供行动方略。
本文发表在《华东师范大学学报（教育科学版）》2026年第5期 #科学教育：STEM 教育 栏目
祝刚，博士，华东师范大学国际与比较教育研究所副教授，全国高校信息资料研究会西部教师教育专委会副理事长。主要从事教师教育、比较教育理论研究。
江丰光，通信作者，上海交通大学教育学院副院长，长聘教授，博士生导师，研究方向为人工智能教育、STEM教育、学习空间等。
STEM教育发轫于冷战时期苏联“斯普特尼克1号”（Sputnik-1）卫星上天引发的美国教育改革，其最初目标仅是针对美国学生薄弱的科学、数学和工程学等科目进行加强（杜文彬，2020）。20世纪80年代末以后，以自动化驱动的“教育3.0”时代的到来，将计算机、互联网等信息技术引入教育，STEM教育理念顺势在英国、德国、以色列、澳大利亚等国家的高等教育领域萌芽，奠定了早期STEM教育研究以西方发达国家为主导、聚焦于高等教育阶段、以多学科研究为核心的格局。然而，自冷战结束之后，在国际贸易和跨国投资成为经济全球化核心的同时，全球化的浪潮不可避免地推动各国文化、教育理念相互碰撞、榫合。经此，STEM教育理念由原初形态转向多元化样态。一方面，STEAM、STREAM、STEMM、STEM+C等“STEM+X”新模式诞生，标志着艺术、哲学、医学等更多学科推动STEM教育愈加丰赡（李克东，李颖，2019）。另一方面，气候变化、公共卫生与流行病等全球性挑战对未来人才跨学科协作能力、情境迁移能力的要求敦促STEM教育由前期多学科并重的松散结构转向集约化、交融式的整合性STEM教育（IntegratedSTEMEducation）（Kelley，Knowles，2016）。
21世纪以来，以人工智能、大数据、云计算等新质生产力为特征的“工业4.0”携手“教育4.0”拉开了新时代的帷幕。诸多国家和地区的一线时代STEM教育的学科本质，已然不得不面对工业4.0时代垒加的重重困境：STEM教育的核心实践尚未与新时代的新知识和新技术接轨，导致学生学习兴趣与参与度下降；科学技术并未对教育资源进行重新分配，反而进一步加剧了教育质量鸿沟（UN，2015）；STEM教育的评估体系尚未更新，无法全面衡量学生的跨学科能力和创新素养。作为STEM教育领域的研究者，是否能够及时对“教育4.0”时代的教育变革景观进行把控，打破传统STEM多学科并重的松散结构造就的教育“理论”“实践”与“政策”之间的张力，成为研究中的一大难题。因此，本文意在爬梳自1986年STEM教育肇始以来，全球学者在该领域研究的历史进路，从理论和实践双重视角探赜STEM教育研究的发展逻辑，并结合我国当前在STEM教育研究与实践中所面临的现实境遇与结构性挑战，进一步提出具有针对性与前瞻性的深化路径，以期为构建符合国家发展战略与教育现代化要求的STEM教育体系提供理论支撑与实践引导。
自20世纪80年代末STEM教育概念的萌发以来，这一领域已然形成卷帙浩繁的研究体系。在全球学术场域中，诸多学者通过政策文本分析、文献计量学等方法揭示STEM教育发展历程中的若干关键节点。其一，STEM教育概念的初步提出，标志着多学科融合科学教育理念的初步成型（魏晓东等，2017）；其二，STEM名称的正式确立，彰显了教育话语体系对符号秩序的规范化（National Research Council，1996）；其三，STEM教育形态的多样化（如STEAM、STEMM、STREM等），折射出知识范式与教育实践之间的张力与延异（Yakman，2008）；其四，K-12阶段的STEM教育研究规模超过高等教育阶段，表明STEM教育从“精英化”向“大众化”的转变（Zhan，Niu，2023）等。以STEM教育发展过程中的关键事件为锚点，结合国内外学者的观点（赵书琪，于洪波，2019；杨体荣等，2023），将全球STEM教育的发展阶段分为：（1）发轫阶段（1986—1999年）；（2）丰赡阶段（2000—2015年）；（3）融通阶段（2016年至今）。为进一步厘清全球STEM教育研究的整体脉络，引入齐普夫定律（ZipfsLaw）对不同历史阶段文献的关键词共现网络进行了系统性解构（Piantadosi，2014），从而揭示了跨时期知识生产前沿的隐性逻辑与范式转移。同时，结合发文机构与国家或地区间的社会网络分析，旨在揭示全球各研究机构和学者在STEM教育领域中的分布及动态特征。
然而，仅依赖文献计量法的单一维度分析，难以充分捕捉文献内容的复杂性与多样化特征，容易陷入数据表层化与意义消解的悖论。因此，为了实现对全球STEM教育研究的系统性与结构性解读，本文构建了“政策定位-学术态势-实践取向”三维分析框架（见图1），旨在从理论层面揭示STEM实践样态的变化逻辑，从政策层面在宏观叙事与微观实践之间架构起对话的桥梁，并试图超越传统计量方法的局限，进而实现对STEM教育研究生态的多维透视。
冷战初期的太空军备竞赛失败，促使美国深刻反思其科学技术竞争力，并推动了教育系统中多学科整合取向改革的酝酿与实践（Clowse，1981）。1986年，美国国家科学理事会（National Science Board，NSB）发布的《本科科学、数学和工程教育》拉开了对美国高等教育系统中科学、数学、工程和技术（Science，Mathematics，Engineering，and Technology）4个学科在投入资源与发展机会方面协同改革的序幕（魏晓东等，2017）。1996年，美国国家科学研究委员会（National Research Council，1996）发布《国家科学教育标准》（National Science Education Standards），提出将科学与技术、工程融入科学教育的主张，为学科初步融合提供框架。美国在冷战背景下的教育改革，体现了从危机反思到制度重构的典型路径。从宏观视角看，这一改革不仅折射出技术竞争力对教育改革的倒逼逻辑，也为多学科协作成为教育话语体系中的显性趋势埋下伏笔。
此外，1999年，联合国教科文组织在世界科学大会（The World Conference on Science）上倡导科学教育与可持续发展（UNESCO，1999），这不仅提升了国际社会对跨学科教育的关注，也为科学教育的重新定位注入了新的意义。管窥这一阶段的政策逻辑，不难发现STEM教育与科学教育之间交糅密合的关系。尽管STEM教育勃兴于科学教育，但其理论指向与实践路径却远未拘囿于科学教育的传统范畴，而是逐步显现出一种尚未定型的多学科整合取向。这种取向既延续了科学教育的知识生产逻辑，又突破其学科边界，将工程、技术及数学作为协同建构的重要维度。可以说，STEM教育的发展不仅是对科学教育的一次范式补充，更为其后续科学教育“完成形态”的结构性跃迁埋下了伏笔（杨开城，周俞君，2024）。从宏观视角看，STEM教育的发展既是对科学教育内部矛盾的回应，也为科学教育在全球治理格局中的角色转型奠定了理论与实践基础，标志着教育体系进入了一个更加复杂、多元的历史阶段。
这一时期，STEM教育的发展呈现出两个显著特征：一方面，STEM相关实践多集中于少数试点项目，呈现出分布零散、规模有限的态势，主要停留在“倡导”阶段。许多教育项目，如技术支持的探究式学习（Inquiry-Based Learning）（Edelson，et al，1999）、小组合作学习（Small-GroupLearning）（Springer，1999）和跨文化学习（Cross-cultural science education）（Rodriguez，Shim，2021）在STEM及科学课程实施过程中面临着教师专业素养不足、技术设备匮乏以及课程目标分散等共性问题。另一方面，其理论倡导与实践落实之间存在显著的张力，且这一张力在全球范围内由于教育资源分配的失衡而被进一步放大。发达国家的试点课程大多能借助政策和资金支持取得一定成效，而发展中国家由于缺乏系统性的政策扶持和基础教育资源的配备，难以复制类似模式。教育体系如何在不同国家和地区实现适配性发展，避免技术导向下的单一化与排他性，成为全球教育治理的一个重要议题。
其二，STEM教育的跨学科整合取向虽初现端倪，但应用场景较为单一。譬如1997年圣何塞州立大学（SanJoseStateUniversity）开设的机电一体化STEM课程，以及美国实行的化学实验室教学改革教学课程（Domin，1999），反映了STEM课程实践推广中普遍存在的问题：跨学科整合主要集中于实验室教学，未能延伸到更广泛的课堂教学或课程体系中。虽然在教学过程中，计算机模拟和数据分析技术的引入为学生提供了接触现代化科学实践的机会，但在课程中大规模推广却面临技术成本高昂、教师技能不足等难题。这表明，尽管跨学科整合的实践为STEM教育改革带来了新方向，但其应用场景往往局限于特定的学科领域和教育场景，难以形成系统化和可持续的教育模式。如何在理论与实践之间实现更深度的耦合，以推动多学科整合的范式从试点向全局、从发达国家向发展中国家、从高等教育阶段向K-12基础教育阶段拓展，成为下一阶段STEM教育改革的重要课题。
在学术研究领域，跨学科教育作为一种理论与实践相交织的新兴范式，虽逐渐受到关注，却呈现出“双重区域性限制与概念性偏向”的特征。这种特征不仅体现在研究规模与影响力的相对不足上，更显现出全球学术话语权分布的不平衡。具体而言，围绕“STEM教育”的研究在国际学术舞台上仍属边缘地带。据统计，这一时期的SSCI权威期刊中以“STEM教育”为主题的论文仅10篇，而WOS数据库中的相关文献也仅有81篇。此外，这些文献呈现出显著的研究区域集中性，如在1999年发表的《女性在高等教育中科学、工程和技术的理论化进程》（Theorizingprogress:Womeninscience，engineering，andtechnologyinhighereducation）（Cronin，Roger，1999）等多篇论文中，所引证的政策和研究结论均来自发达国家，说明以美英为代表的发达国家在科学教育研究推动与学术话语权方面长期占据主导地位，这在某种程度上也凸显出发展中国家教育体系在全球科学教育知识生产中的边缘处境，尚未真正进入主流学术核心。
从内容来看，大量文献中高频出现“态度”和“性别”这两个关键词。此阶段的学术研究主要聚焦于课程教学（Newton，et al.，1999）和性别平等（Roychoudhury，et al.，1995），多数研究旨在探索如何提升学生的综合素养，特别是科学与数学领域的学习效果（Shulman，1987）。“态度”和“性别”在关键词列表中的高频出现，表明研究者对性别平等的关注，以及对教育对象态度变化的敏感性。“模型”与“策略”等关键词表明研究者关注利用科学模型与教学策略帮助学生理解复杂问题并培养其分析能力。“验证”与“效度”等关键词的出现表明，研究者尝试采用科学方法进行评估，这些关键词既反映了研究内容的理论探索取向，也凸显了方法论的科学化尝试。文献分析显示，关键词如“效度”与“验证”的首次出现，揭示了研究在科学方法应用上的初步尝试，但其频次与中心度的相对较低，显示此类方法尚未成为主流。因此，这一时期的跨学科教育研究内容的零散性与理论体系的缺乏，限制了其对教育实践的深层影响力。
20世纪90年代，美国国家科学基金会（National Science Foundation）曾用SMET（Science,Mathematics,Engineering and Technology）代指STEM教育，而后为避免SMET与smut同音引起的潜在文化误读，遂更名为STEM（Sanders,2009），这为后续的国际传播奠定了文化与符号基础。此后，STEM教育开始从松散的多学科并重模式向独立的课程与项目转型。同时，信息技术的迅猛发展成为STEM教育向外扩展的催化剂，使其逐步打破地域局限，进入全球化进程。最为显著的表现是政策辐射的“去中心化”趋势——以美国为核心的STEM教育理念逐渐向全球扩展。英国、法国、德国及芬兰等欧洲国家相继提出STEM教育理念。芬兰教育部组织开展了以“LUMA（数学和科学教育）项目”为代表的全国性STEM教育促进项目。2003年首个LUMA中心在赫尔辛基大学成立，2013年11月芬兰成立了国家LUMA中心，旨在促进和支持从幼儿园到大学等所有层次的教育机构围绕STEM教育开展国内及国际合作（如“黄金时代少年营”“科学教育国际论坛”等）。同样，在北美（如加拿大等）、澳洲（澳大利亚、新西兰）和亚洲（如中国、印度、韩国、以色列、新加坡等），STEM教育的实践也逐渐兴起。2015年，日本召开第26届产业竞争力会议，为STEM教育的发展指明了方向。同年，日本政府在《创造世界最先进IT国家宣言》中，将STEM教育与国家IT建设战略紧密相连。
然而，这一全球化过程仍存在显著的不平衡性：除少数国家（如美国、新加坡）将STEM教育上升至国家战略层面外，大部分国家仍未制定专门的STEM系统化课程体系。此时，信息技术成为一些国家输出其教育理念和标准全球化的有力工具，但这一“去中心化”的表象并未真正打破STEM教育的“中心—边缘”结构，反而强化了美国作为核心国家通过知识霸权主导在STEM教育领域的核心地位，延续了全球教育领域的结构性不平等。这一阶段的全球化特征既揭示了STEM教育在跨文化传播中的适应性，也暴露了其存在的局限：事实上，这种“全球化”更像是一种理念的跨区域扩散。如何在不同社会文化语境中实现STEM教育的本土化和适应性改造，将成为其全球化进程中的关键议题。
STEM教育在这一阶段呈现出多样化的演化，即从早期以数学、工程学等学科为核心的‘STEM’形态，逐步向融合艺术的“STEAM”（Yakman，2008）、融合医学的“STEMM”、融入机器人技术的“STREAM”（朴雪等，2023）等多样化形态发展。以“STS-STEM-STEAM-STREAM”（Badmus，Omosewo，2020）发展路径为例：STS标志着科学教育从“知识灌输”走向“问题导向”，旨在融合科学知识、技术应用与社会责任的教育模式，强调在传授科学知识的同时，关注技术的实际应用及其对社会的影响，以培养学生的科学素养、技术能力与社会责任感；STEM教育以“工业化与技术进步”的需求为导向，更加关注科学与工程的深度结合；STEAM则为技术创新注入艺术思维与创造性表达，在STEM教育过程中同时注重人文素养；而STREAM教育从强调读写素养到进一步加入机器人技术（Robotics）和人工智能（Artificial Intelligence）等新兴领域，使学生能够直接接触技术前沿。这一演化路径既彰显了STEM教育以社会需求为导向，也顺应了现代社会对多元化和个性化教育的追求。
与上一阶段相比，这一阶段的STEM教育实践方式也更加多元。问题式学习（Problem-Based Learning）和项目式学习（Project-Based Learning）等教学模式被广泛应用于STEM教育，以培养学生在真实情境中解决复杂问题的能力。然而，大多数国家在STEM教育中虽提倡跨学科整合，但在实践中仍以各学科并重的教学为主（Dare，etal.，2018；Moore，et al，2014）。研究表明，教育实践中跨学科课程的设计缺乏清晰方向，同时教师对工程学等学科的理解不足，导致STEM教学中仍倾向于以传统方法教授各学科知识，未能充分体现跨学科之间的联系。这不仅削弱了学生对学科间关联性的理解，也降低了他们在STEM领域的兴趣和成绩（Dare，et al.，2018）。综上，尽管此阶段的STEM教育在多元化教学方法上取得一定进展，但由于系统性协作的不足和孤立式教学的延续，其跨学科整合目标在实践中依然面临显著挑战。要实现STEM教育的全面整合，还需要从课程设计、教师培训和资源支持等多个方面进行系统性改进。
在学术研究层面，该阶段STEM教育的国际影响力持续扩大，主导或参与STEM教育研究的国家数量增至99个，占全球国家比例从15.38%提升至50.77%。这一扩展不仅反映了全球对跨学科创新型人才培养的迫切需求，也得益于信息技术的快速发展和国际教育合作的深化。关于“STEM教育”的学术研究已从美国和英国等少数发达国家逐步延伸至欧洲（如德国、法国、芬兰等）、亚洲（如中国、韩国、新加坡等）、非洲等国家和地区以及一些国际组织，这标志着STEM教育正在成为全球教育改革的关键议题。例如，联合国教科文组织启动的多项支持STEM教育的全球性项目，重点研究欠发达地区的教育公平问题，通过国际协作和资源共享推动STEM教育的发展。此外，如惠普公司发起的催化剂计划（HP Catalyst Initiative），通过技术支持开展跨国合作项目，以教师培训等方式，推动了国际联盟网络中STEM教育的整合与实践（Kärkkäinen，Vincent-Lancrin，2013）。
与此同时，教育研究者已关注到STEM教学实践中的孤立式教学问题。不少文献显示，通过开展主题教学、现象教学、综合科学教育和研究协作学习等教学方式，加强不同学科间的系统性连接。这种跨学科整合研究推动了研究主体从学生的“学业成绩”向“教育公平与多元化”的方向延展，尤其是在性别平等和少数群体参与方面。这一阶段的研究致力于探索如何为女性和边缘化群体创造更加包容的学习环境。大量文献中显现“态度”和“信念”等关键词表明，学术研究开始更加注重学习者的主观体验与多样化需求。此外，教师的角色定位也发生了显著转变，从传统意义上的“评估对象”转变为“专业发展主体”。这一转向不仅强调了教师在课程设计与教学实践中的核心作用，也反映了对教师专业发展和持续学习的重视。这一阶段的学术态势受到全球竞争与信息技术快速发展的驱动，从“理论倡导”走向“实践深化”，为其在下一阶段的全球推广和系统化发展奠定了重要基础。
自2016年以来，全球各国际组织都致力于从宏观维度推动STEM教育发展，主要呈现出以下特点：（1）政策框架的完善。以联合国教科文组织、经济合作与发展组织（OECD）等机构为代表，明确STEM教育与可持续发展目标（SDG4）及未来劳动力需求的关联性。2025年6月10日，联合国可持续发展解决方案网络（UNSDSN）的全球学校项目（Global Schools Program）和西门子能源公司（Siemens Energy）合作发布了《绿色STEAM教育：中小学课堂实践活动》（《Greening STEAM Education:Activities for Primary and Secondary Classrooms》）的报告，将可持续发展目标（SDGs）真正融入到STEAM课堂，实现从理念到实践的转化。（2）数字技术的驱动。诸多国家与组织强调利用数字技术促进包括STEM教育在内的社会公平，支持全球范围内的教育资源共享。例如，2020年2月，联合国教科文组织国际教育规划研究所发布的报告《可持续发展目标4—高等教育灵活学习路径政策：国际良好实践盘点》（SDG4—Policies for flexible learning pathways in higher education:taking stock of goodpractices internationally）中指出，通过提供灵活学习模式（如远程教育和项目式学习），可以帮助资源有限和欠发达国家地区推动教育公平。（3）性别与公平问题的关注。提升女童和弱势群体在STEM教育中的参与度是实现全球教育公平的重要目标。联合国教科文组织于2017年发布的《破译密码：女童和妇女的STEM教育》（Cracking the Code:Girls’ and Women’s Educationin Science，Technology，Engineering and Mathematics）和《测量科技与工程领域中的性别平等》（Measuring Gender Equityin Science and Engineering）、世界银行于2020年发布的《平等方程：促进女童和妇女参与STEM》（The Equality Equation:Advancing the Participation of Women and Girlsin STEM）报告、联合国发展项目于2024年5月发布的《编码偏见：拉丁美洲和加勒比地区女性在STEM领域的代表性不足》（Coded Bias:The underrepresentation of women in STEM in Latin Americaand the Caribbean）等报告，分析了当前女童和妇女在STEM教育领域存在的障碍，并提出了一系列政策建议和措施，以促进女童和妇女在STEM教育中的参与度。（4）全球合作的加强。国际性研究机构和教育组织通过跨国合作项目和研究资助，推动STEM教育理念与实践的国际化发展。2023年11月，联合国教科文组织第42届大会决议在中国上海设立联合国教科文组织国际STEM教育研究所（UNESCO International Institute for STEME ducation），是教科文组织设立的首个以STEM教育为主题的国际研究机构，也是首个落户中国的教科文组织一类中心。同时，欧盟STEM联盟、爱尔兰Epi·Stem（国家STEM教育中心）、德国国家MINT论坛、芬兰LUMA中心、土耳其STEM联盟等区域与国家STEM组织不断推动STEM教育理论、实践与政策的发展。
此外，STEM教育被纳入更多国家的教育战略，且诸多国家提倡通过技术驱动的教育改革加强STEM教育。例如，2023年5月16日，芬兰教育和文化部发布《STEM国家战略和行动计划》，将STEM教育提升到国家战略高度。印度于2016年推出的阿塔尔创新使命（Atal Innovation Mission）计划、2020年7月颁布的《国家教育政策2020》、2015年7月实施“数字印度”战略等都致力于推动STEM教育的发展。2018年，韩国将1967年出台的《科学教育振兴法》更名为《科学、数学、信息教育振兴法》，旨在制定应对产业环境变化的核心科目，包括科学、数学、信息教育振兴所需的事项，培养引领未来社会的融合型人才。德国联邦教育与研究部（Federal Ministry of Education and Research）在2020年启动了MINT行动计划，旨在通过从幼儿园到职业教育、高等教育和继续教育各阶段，提供优质的MINT教育机会。然而，目前STEM教育在全球各国本土化过程中面临多重矛盾。一方面，数字技术的广泛应用确实为发展中国家缩小教育差距提供了技术可能性，例如在线教育平台和开源教育资源的普及；另一方面，技术霸权可能通过控制教育资源的分配和使用方式，进一步强化发达国家在知识生产和技术创新中的主导地位。发展中国家是否能够在这种全球化格局中获得足够的自主权，将是未来应着重关注和研究的问题。
2016年至今，STEM教育进入“整合性STEM教育”（Integrated STEME ducation）阶段。这一阶段既是对多学科并重模式的重构，也是教育系统从线性逻辑向系统整合迈进的深层次转变。科学、技术、工程、数学与人文社科、医学等领域之间形成了跨学科的有机关联，构建了一种超越单一学科视角的教育生态。这种融合不仅在课程设计层面体现为内容的复合性和系统性，还在教学方法、评价体系与学习目标上实现了整体性的连贯和统一。得益于信息技术的普及，在线学习、虚拟实验室与混合式教学等模式不仅扩展了学生学习的时间与空间边界，还进一步强化了学生在教育过程中主体性的建构，营造了沉浸式的科学探究与实践环境。例如，以色列STEM教育形成了以学科集群为核心架构课程内容，以实战应用为特色作为主流发展轨道，以创新创业为指向的STEM教育促进计划。
与此同时，STEM教育的管道泄漏（STEM pipeline leakage）问题得到更多关注（Stefanietal，2024；Van den hurk，et al，2019）。早在2005年，诸多研究者已指出学生及从业者在STEM教育与职业发展轨迹中逐渐脱轨的过程，其中女性、少数族裔及低收入背景学生群体的流失情况尤为严峻（Blickenstaff，2005；Langen & Dekkers，2005）。该流失现象的根本症结在于教育体系的结构性缺陷，具体表现为课程内容与行业需求脱节以及学习环境中包容性支持的匮乏。在非洲，STEM专业工作中女性比例为30%。在西非与中部非洲一些国家中，女性工程与技术人员的比例为15%（UNDP，2022）。十多年间，为应对STEM管道泄漏危机，全球范围内涌现出诸多政策创新与实践举措。例如，美国国家科学基金会（National Science Foundation）发起了多个针对女性和少数群体的专项计划，如全国工程与科学领域学习者包容性计划（Inclusion across the Nation of Communities of Learners of Underrepresented Discoverers in Engineering and Science）、路易·斯托克斯少数群体参与联盟计划（The Louis Stokes Alliance for Minority Participation）等项目，通过导师指导、学术支持和社区资源的结合，减少教育过程中的不平等现象。澳大利亚联邦政府于2019年4月发布《促进STEM领域女性发展》（Advancing Women in STEM），以此来促进STEM教育领域的性别平等。
在学术研究领域，近年来STEM教育的议题呈现两个特征：其一，STEM教育从短期教育效果评价转向其对社会系统性变革的长期影响。全球化的视角为STEM教育提供了丰富的数据支持与理论借鉴。通过全球性比较的研究方法分析欧美国家的教育实践与东亚国家的教育改革，为全球STEM教育的推广提供了横向对照与借鉴依据。具体而言，当前文献揭示了各国在课程设计、教学方法和评价体系上的多样化尝试。例如，欧美国家的STEM教育强调通过项目式学习和问题式学习培养学生的跨学科协作能力，而东亚国家则更注重通过科学素养提升学生的基础能力。这种比较研究不仅丰富了全球STEM教育的理论框架，还为不同地区的教育改革提供了可行的实践路径。
其二，K-12阶段的STEM教育研究规模在2016年首次超过高等教育阶段（Zhan，Niu，2023），这表明STEM教育从“精英化”向“大众化”的转变。在此阶段的论文研究中“小学”和“高中”高频出现，佐证了这一趋势。与传统教育体系中以单一学科为中心的教学模式相比，K-12阶段的STEM教育更多强调跨学科的整合与实践。例如，“21世纪技能”等关键词的高频出现，表明STEM教育不仅关注学生的学术能力，还强调创新、协作、批判性思维等面向未来社会需求的综合能力的培养。与此同时，STEM教师的“身份认同”（Galanti，Holincheck，2022）成为STEM教育研究的重要议题之一。教师不再仅仅是知识的传递者，而是作为“跨学科课程设计者”，在课程整合与创新中扮演关键角色。
全球STEM教育研究的理论逻辑表现为从学科“并列式”到整合性STEM教育转变。整合性STEM教育即探索两个及以上STEM学科领域的教学方法。这一转型旨在通过知识的整合与交叉，促进学生跨学科思维的全面发展，这不仅是对现有教育模式的批判与反思，更是一种深层的教育范式转型。从德里达（Jacques Derrida）的“解构”理论来看，传统学科的孤立性构成了教育的“能指”与“所指”之间的张力。学科的边界本身便是教育话语权力的象征，然而，这一结构性“断裂”使得学生的学习兴趣和实际问题解决能力受到限制。在此背景下，整合性STEM教育的提出，成为对学科割裂的深度批判，其核心目标是通过系统化的跨学科整合，将科学、技术、工程与数学等融入实践应用中，从而提升学生的综合能力、社会适应性与解决问题的能力。
研究者构建的整合性STEM教育概念框架，明确了情境化学习与跨学科协作的双重功能，强调通过真实问题的解决来促进学科间的深度交互和知识转化（Ortiz-Revilla，Greca，& Arriassecq，2022）。研究进一步揭示，STEM教育不仅仅是知识的堆砌，而是批判性思维、创造性问题解决方案以及跨学科能力的有机融合。整合性STEM教育的实践构成包括工程设计、科学探究、技术素养与数学思维4个核心领域，这4者通过情境化学习与实践共同体的形式形成彼此交织与强化（Kelley &Knowles，2016）。从福柯的规训理论来看，情境化学习不仅是知识建构的过程，更是主体性形成的关键环节。学生在真实问题情境中的协作与探究，不仅促进了知识的跨界流动，更为他们的社会实践提供了批判性思维的支撑。此外，通过数学与技术的相互交融，整合性STEM教育为学生提供了更为精密的工具，使他们能够在日益复杂的社会环境中能以综合性视角解决问题。
然而，尽管整合性STEM教育在理论上为学生的全面发展提供了广阔的空间，但在实际操作中却面临着一系列结构性障碍。教育者的学科能力与教学资源的匮乏，成为实现跨学科教育整合的重大挑战。这种结构性困境并非偶然，它是传统教育体系中深层次惯习的延续。为应对这一问题，研究者提出通过教师专业发展、跨学科协作与课程设计优化来突破当前的瓶颈，然而这些策略的实施仍需在多维度框架下进行调整与适应。整合性STEM教育有望成为全球教育改革的重要支柱。在全球化与信息化日益加深的背景下，整合性STEM教育有可能打破国家与文化的边界，成为全球教育体系中的普遍价值，并为应对未来的社会挑战提供有力的理论支撑与实践路径。这一变革的意义，远超教育本身，而是对未来社会可持续发展的深刻反思与战略布局。
STEM教育研究的发展逻辑表明，其课程设计与实施经历了从“理论—实践”的单向模式向“跨学科整合—实践能力—反思性创新”的复杂模式演进。这一变化深刻体现了STEM教育在实践取向上的重要转型。传统STEM课程的“理论—实践”模式往往假设学生可以通过理论学习，将多学科知识迁移至实践情境。然而，研究与教学反馈显示，这种模式忽视了STEM学科间的复杂关联性及真实情境中的不确定性，导致实践中的“学科割裂”与“能力断层”现象。随着STEM教育研究的深入，课程设计逐渐从“理论应用”转向“整合性实践”，强调在课程实施中实现学科间的有机融合与情境化知识建构。例如巴西小学阶段实施了“小科学家”计划，包括古艺术家、天文女孩和天文男孩、日食猎人、各种科学视听和插图科学等活动，以期培养学生对科学的早期兴趣。墨西哥将STEM策略纳入科学、地理、历史、西班牙语等学科，帮助教师发展学生的21世纪所需技能。
整合性STEM教育实践的一个典型模式是托德•凯利（Todd Kelley）与其合作者于2016年提出的整合性STEM教育框架（Kelley &Knowles，2016）。该框架将“科学探究”“工程设计”“技术素养”“数学思维”及“实践共同体”作为核心要素，并通过“情境化STEM学习”串联起整体框架，从而提升课程的连贯性与系统性（图2）。在这一框架中，科学探究作为起点，通过观察、实验和数据分析，培养学生的批判性思维与问题解决能力，并与数学建模紧密结合，为工程设计提供支撑；工程设计则成为实践创新的关键环节，要求学生综合运用科学探究结果与数学分析，并结合社会需求提出解决方案，如通过原型制作完成节能水过滤装置的设计。同时，“实践共同体”通过协作学习和社群互动，在共享资源与集体反思中帮助学生与教师共同实现知识创新；情境化学习则以真实或模拟场景为依托，将STEM知识应用于社会关联性强的情境中，例如在气候变化教育中设计应对极端天气的解决方案，从而激发学生的实践动力和社会责任感。
整合性STEM教育框架不仅从理论上解决了“学科割裂”的传统弊端，还通过实践与创新为课程设计提供了新的系统性指导。整合性STEM教育框架通过科学探究、工程设计、实践共同体与情境化学习的相互交融，构建了一种跨学科的知识生产模式。从德里达的解构理论来看，这一框架瓦解了传统教育体系中“学科中心主义”的单一逻辑，重新赋予知识以流动性与延异性，从而使教育实践不再拘泥于单学科的狭隘边界，而是迈向一种多维知识互通的动态体系。这一转型过程不仅仅是课程设计的技术革新，更是一种教育哲学的再定义。以布鲁纳（Jerome Seymour Bruner）的建构主义理论为基础，多维整合的STEM教育注重知识在具体情境中的意义生成，学生从被动的“知识接受者”转变为“知识共建者”与“问题解决者”。整合性STEM教育实践强调实践共同体的重要性，通过学生、教师、社会资源的协作与互动，将学习过程嵌入现实情境之中，从而实现知识与社会需求的深度耦合。
自20世纪80年代末STEM教育概念的提出以来，其政策定位经历了从“边缘化政策”到“战略核心政策”的逐步转型。这一转型的过程并非一蹴而就，而是由多个利益相关方组成的政策联盟围绕核心信念体系，通过长期博弈、外部冲击与政策学习等方式逐步推动的结果。在政策联盟理论（Advocacy Coalition Framework）的视角下，STEM教育从边缘化走向战略核心的过程，反映了不同联盟在应对技术革命、全球化以及可持续发展等宏观背景下，如何调整次级信念以适应复杂多变的社会需求。这一演变过程既体现了政策定位的演进逻辑，也揭示了全球教育资源分布和话语权竞争的深层机制。
在其早期阶段，STEM教育的政策定位主要是作为传统教育系统中科技与数学课程不足的补充策略。20世纪80年代末至90年代，STEM教育的政策联盟主要由学术倡导者、教育研究者和部分政府机构组成，这些联盟的核心目标是应对科技人才短缺问题，核心信念仍以次级信念为主，未能突破传统学科割裂的教育框架。例如，1986年美国国家科学委员会发布的《本科的科学、数学和工程教育》（Undergraduate Science，Mathematics and Engineering Education）首次提出整合数学、科学与工程课程，但其改革仅限于本科教育层面的试点尝试，未能实现深层次的跨学科整合。同样，1989年美国科学促进会发布的《面向全体美国人的科学》（Science for All Americans）虽然提出了科学素养的概念，为科学教育改革提供了基准，但其定位仍停留在试探性的政策实践阶段，未能成为国家教育战略的核心部分。在这一阶段，政策联盟的规模较小，成员之间的跨部门协作与全球合作较为薄弱，政策变革的范围也局限于小范围的学术领域。
进入21世纪，全球化、技术革命、气候变化等外部冲击显著推动了政策联盟范围的扩大，STEM教育逐渐由边缘走向核心。这一转型期的政策联盟成员从传统的学术界和教育界延展至跨国研究机构、国际组织和政策制定者，联盟的核心信念聚焦于“STEM教育对社会与经济转型的重要性”。这种信念的调整促使政策框架从传统课程补充走向整体教育体系的重塑。例如，2006年欧盟发布的《终身学习的关键能力：一个欧洲参考框架》（Key Competences for Lifelong Learning—AEuropean Reference Framework）首次明确将数学、科学与技术作为关键能力嵌入终身学习与就业体系，为STEM教育在欧洲的全面推广奠定了基础。2011年，美国推出《下一代科学教育标准》（Next Generation Science Standards，NGSS），通过跨学科整合目标推动科学素养的新标准，为全球科学教育树立了标杆。新加坡教育部依据《“以技术变革教育”2030总体规划》（Ed Tech Masterplan2030），将提升学生数字素养与技术技能作为战略重点，在科学教学大纲中将人工智能和可再生能源等新兴议题融入STEM课程，并依托专设机构STEM Inc.开发和推广STEM课程。在这一阶段，政策联盟的互动形式逐渐多样化，跨国合作与信息共享成为政策制定的关键特征。联合国教科文组织的框架政策不仅提供了全球化的合作平台，还推动了政策从“单一学科发展”向“多学科融合”的演进。
2015年后，STEM教育政策进一步上升为国家战略核心，政策联盟的成员范围显著扩展，不仅涵盖教育系统，还包括经济部门、产业界和社会组织。这一阶段的政策核心信念明确指向STEM教育作为应对全球性挑战和技术变革的关键抓手。例如，澳大利亚国防部于2019年2月发布《国防工业技能与STEM战略》（DefenceIndustry Skilling and STEM Strategy），从国家战略高度推动STEM发展。2015年联合国推出的《教育2030行动框架》（Education 2030 Framework for Action）将STEM教育与可持续发展目标（SDG4）紧密结合，强调STEM教育在提升教育质量和创新力方面的重要作用（UNESCO，2015）。2021年联合国教科文组织发布的《工程促进可持续发展：落实联合国可持续发展目标》（Engineering for Sustainable Development:Deliveringon the Sustainable Development Goals）进一步强调了工程教育作为STEM核心领域在国家创新体系与社会公平中的重要角色（UNESCO，2021）。同时，国际联盟在政策制定中的作用愈发突出，例如G7教育部长会议和OECD的《学习指南针2030》（OECD Learning Compass2030），通过战略合作将STEM教育与绿色转型、数字化革命相结合。这些政策的推进标志着STEM教育已从传统教育领域的边缘角色，成长为塑造未来社会的战略支柱。
从政策联盟理论的视角来看，STEM教育政策的演进不仅依赖外部冲击的驱动，更取决于政策联盟内部的学习与调整（表1）。联盟成员在政策制定和执行过程中通过长期互动逐步协调目标，调整次级信念以适应新的社会需求。这一过程揭示了政策联盟内部的权力动态和话语权分配的变化：一方面，强势国家通过国际政策框架的主导角色强化了其全球教育话语权；另一方面，弱势地区在资源分配上的不平等问题仍然突出。这种不平衡的政策博弈不仅影响了STEM教育的全球推广，也对教育公平提出了新的挑战。未来，在全球化与本土化的张力中，STEM教育政策需要更加注重公平与效率的平衡，确保教育资源的合理分配与政策目标的可持续性。
当前，培养具备跨学科知识和实践教学能力的STEM教育师资力量，实验室、设备、数字化资源等硬件与软件资源投入，设计融合度高、符合认知规律、能有效评价学生素养发展的STEM课程体系和评价标准，提升更多女性和少数群体学生参与STEM教育的性别与群体平等，构建从基础教育到高等教育再到职业发展的贯通式STEM人才培养体系，成为了国内外STEM教育发展面临的共同挑战。目前，我国STEM教育进入蓬勃发展阶段，在理论研究、实践推进与政策出台方面协同发展。2017年发布的《中国STEM教育白皮书》指出，我国STEM教育面临着缺少STEM教育国家战略高度的顶层设计、社会联动机制不健全、缺少打通学段的整体设计、标准与评估机制尚未建立、STEM师资队伍整体水平不高、缺乏国家级项目的示范引领等挑战（中国教育科学研究院，2017）。综合国内外研究文献，可以看到我国STEM教育发展面临以下突出问题。
中国STEM教育的发展具有显著的政策驱动特征，国家层面持续出台纲领性文件，将其纳入科技创新战略与教育现代化的重要组成部分。这一顶层制度设计在目标设定与方向引领上展现出高度清晰性与战略前瞻性。然而，STEM教育的推进过程并非仅依赖政策文本的密集发布，其深层推进效果还取决于执行机制的稳定性与可操作性。从现有政策体系观察，其整体构造呈现出“目标清晰—机制模糊”的状态，即宏观倡导与微观执行之间缺乏有效对接，导致政策落地的实际效能受到显著制约。在这一结构张力下，教育实践系统常陷于对政策的表层响应，难以完成从理念接受到组织行动的制度跃迁。
制约政策执行力的一个关键环节在于制度执行链条的不完整。当前STEM教育相关政策大多集中于愿景规划、发展方向与总体布局，而在课程实施路径、教师支持机制、评价标准制定与学校组织变革等层面缺乏稳定的操作性规范。这种结构性缺位使得基层学校在面对政策要求时，往往缺乏明确的执行指引和支持系统，只能依赖地方经验或临时性项目资源进行局部性回应。尤其是在中小学阶段，课程体系尚未实现与STEM理念的深度融合，教师普遍面临培训缺失、时间分配矛盾与资源匮乏等困境，STEM课程往往沦为“附加型存在”，难以融入学校教学常规。由此形成了顶层制度设计与学校运作逻辑之间的脱节状态，政策所蕴含的结构性变革潜力难以有效释放。
此外，STEM教育政策在空间维度上呈现出显著的不均衡性，东部沿海与大城市因资源集中与教育改革基础良好，具备较强的政策响应与实施能力，而中西部与农村地区则在政策理解、资源调配与专业支持方面存在系统性短板。这种区域结构的不均衡导致STEM教育政策在全国范围内的实施形成“点状突破—整体失衡”的格局，难以建立起跨区域协同推进机制。更为重要的是，在当前教育治理体系中，缺乏针对STEM教育的系统性评估体系，政策成效的判断更多依赖零散数据或短期项目成果，无法形成持续性的反馈机制与迭代更新能力。这种反馈缺失进一步削弱了政策体系的自我调整与演进功能，形成了“宏观叙事过剩—微观动力不足”的结构性障碍。若要打破当前政策落地机制的瓶颈，必须通过规范化、系统化与空间均衡化的路径重构STEM教育政策体系，在宏观框架与实践机制之间建立有效耦合结构，使政策真正转化为具有结构穿透力的教育行动力量。
当前STEM教育在中国教育体系中逐渐从边缘走向常规，一些具有前瞻性的地方政府和学校已通过项目课程开发、创客空间建设与教师能力提升计划等方式展开了初步探索，为教学改革提供了多样化路径。这些探索在形式上实现了跨学科融合、技术介入与能力导向的尝试，初步形成了“项目引领—任务驱动—场景嵌入”的实践范式。然而，从实践逻辑与组织机制的深层结构来看，大多数教学活动仍停留于实验性、点状性层面，缺乏教学文化的制度性支撑，跨学科教学常常依附于行政任务或外部STEM的各类竞赛，尚未在日常教学体系中获得稳定定位。这种表征性繁荣掩盖了实践推进过程中的内部紧张结构，即教学内容、课程目标与组织方式之间的协同度不足。
深层融合受阻的关键在于教师实践逻辑与传统教学文化之间的张力未被有效调和。大多数学校的课程仍以内卷化的应试结构为主导，STEM课程往往游离于主课程体系之外，成为“政策附加项”或“校本实验内容”，缺乏应有的课程地位与评价导向支撑。跨学科教学依赖教师个体经验而非组织机制，导致内容设计与实施质量不稳定。在具体教学过程中，项目主题难以与学生真实经验建立连接，技术使用缺乏教学嵌入逻辑，活动设计趋于模板化和外部化，导致学生学习动力弱化、认知迁移受限。更重要的是，教师普遍缺乏在跨学科领域进行教学设计、协同备课与过程性评估的能力，现有教师发展体系仍围绕学科中心构建，无法提供足够的专业成长支持，使得跨界教学成为“能力高门槛—制度低保障”的高风险活动。
此外，课程评价体系的滞后还进一步加剧了实践推进的结构性风险。当前学校层面的课程评价体系依旧偏重于终结性结果导向，缺乏对过程性学习、综合能力生成与跨领域迁移能力的系统衡量工具。STEM教育所倡导的批判性思维、系统性解决问题能力与协同合作能力，难以被纳入现有评价框架中，导致实践效果难以量化反馈，也难以成为教师教学决策的重要依据。这种评价逻辑的错位不仅影响了教师在课程实施中的积极性，也削弱了学生的持续参与动机，使STEM教育陷入“形式参与—弱化转化”的效能瓶颈。要打破这一结构性困境，需重构以过程发展、能力结构和项目产出为核心的多元评价体系，同时引入外部评价机构和专业组织，建立系统的教学质保框架与数据支持机制，从根本上改变教学文化与专业支持系统，推动STEM教育实践真正转入系统性深耕阶段。
《教育强国建设规划纲要（2024—2035年）》指出，要构建教育科技人才一体统筹推进机制，并明确支持国际STEM教育研究所在上海的建设发展。STEM教育对建设教育强国具有基础性、战略性、先导性的意义，是提升国家核心竞争力、实现创新驱动发展的关键支撑。其核心价值体现在：培养知识经济时代的创新人才，夯实国家发展根基；驱动产业升级和经济转型、提升国家综合实力和战略安全；促进教育公平与社会发展，引领教育改革方向。纵观全球，STEM教育战略是关乎国家未来竞争力、创新活力、安全稳定和可持续发展的核心战略投资。它通过系统性地培养具备科学精神、技术能力、工程思维和数学素养的创新人才，为教育强国建设提供坚实的人才支撑、智力支持和创新动能。在建设教育强国的征途中，我国STEM教育发展应秉承如下原则。
在全球科技革新与教育转型加速推进的背景下，STEM教育逐步展现出双向并进的研究格局：一方面，以国家政策与国际组织报告为基准，紧扣国家发展战略与社会现实需求，洞察教育改革的时代脉络，旨在通过政策解析引导STEM教育的研究方向，为教育实践提供宏观指导与路径支撑（Su，etal.，2015；Wong，et al.，2016）；另一方面，以建构主义、做中学及认知学习理论等教育学与心理学理论为依托，立足一线教学与人才培养实践，通过观察、实验与数据分析，探索有效的教学模式与育人路径（Archer，et al.，2023；EI & Roehrig，2020）。这两种导向并非对立割裂，而是彼此支撑、互为促进，共同编织出当代STEM教育研究的完整图景（朱锋，2009）。前者为研究提供了宏观政策背景与社会发展视角，指引教育改革的方向；后者则通过扎实的理论探究与实证检验，为政策制定提供科学依据与实践支撑，推动STEM教育的系统创新与实践优化。政策、学理与实践的互动，已成为促进STEM教育理论演进与实践深化的重要机制。
从全球政策演变逻辑来看，STEM教育已然成为世界主要经济体教育改革的重要议题，并进入了“政策改革密集期”（祝刚，吴天一，2024）。近年，美国、欧盟等国家与地区密集出台STEM教育政策，强调科技素养在国家竞争力提升中的核心作用（于晓雅，段训乐，2023）。如美国提出的“STEMM国家愿景”（STEMM-Opportunity Alliance，2024），明确将教育创新、科研投入与产业协作纳入国家科技发展战略，致力于以STEM教育支撑国家创新体系建设。从学理基础的演变脉络来看，STEM教育研究逐步由经验描述走向理论自觉，当前国际研究主要聚焦于基础性理论建构（López，et al.，2022；Reinholz，et al.，2021）、发展性教育主题探索（Cian，Dou，2024；EI，et al.，2018）以及过程性教学实践创新（DeLoof，et al.，2022）等维度，这不仅拓展了STEM教育的理论内涵，也为实践改革提供了丰富的智识资源。在中国，近年来《中小学综合实践活动课程指导纲要（教材〔2017〕4号）》《高等学校人工智能创新行动计划（教技〔2018〕3号）》《STEM教育2035行动计划》等政策文件相继出台，体现了国家对以STEM教育为引领的人才培养体系改革的高度重视。在实际研究与推广过程中，应充分吸纳国际先进经验，结合我国区域资源差异与经济社会发展需求，积极推进本土化探索，特别是在区域教育资源配置、创新素养培养路径等方面形成符合国情的特色实践。唯有坚持以国家战略为引领，以学理创新为支撑，以实践创新为旨归，统筹推进政策导向、学理基础与实践模式的深度融合，方能构建具有中国特色、引领未来发展的STEM教育体系，为服务创新驱动发展战略与可持续发展目标提供坚实的人才保障和智力支撑。
跨学科研究是指在人文背景下整合自然科学、社会科学等学科知识体系，旨在超越传统学科边界，以应对复杂的社会问题（Gonzalea，et al.，2024）。此研究范式着重于不同学科间的互动与重构，力图构建一个跨越传统边界的统一知识体系。STEM教育强调科学、技术、工程和数学等领域的交叉融合，这是其区别于传统教育的重要特征之一（Fan，Shum，2023）。从全球范围的研究现状审视，跨学科融合已成为STEM教育研究的主流趋势。通过跨学科研究，能够揭示各领域间的内在联系与互补性，为STEM教育的创新发展提供新的视角与路径。STEM教育的跨学科方法强调将传统学科之间的界限溶解，围绕解决现实世界问题或主题构建教学和学习。这种方法要求教师掌握多个STEM学科的专业知识，并能够设计出能够整合各学科内容的课程。在我国，随着科技与社会的迅猛进步，对跨学科教学的需求愈发迫切。然而，当前STEM教育的实施面临多重挑战，包括教师对STEM教学法准备不充分、课程开发难度较大，以及传统教育结构对STEM教育发展的支持力度不足等。
例如，在教师层面，由于教师培训体系尚未完全覆盖STEM教学所需的跨学科知识与实践能力，大多数教师仍习惯于单一学科的教学模式，缺乏实施项目式学习和问题式学习的实际经验。同时，传统教育结构的单科导向对STEM教育的整合性实施构成了限制。例如，中小学课程设计中的学科独立性较强，不利于跨学科课程的开发与推广。此外，现有的评价体系更多关注考试成绩，缺乏对学生跨学科能力和实践能力的系统评价，导致STEM教育的效果难以全面体现。面对这些挑战，我国STEM教育研究应聚焦于跨学科融合，致力于STEM教学方法与课程内容的革新，以期推动STEM教育的持续发展。例如，可以通过加强教师的专业发展计划，提高其在跨学科课程设计和数字技术应用中的能力；支持学校和地区级的课程开发与试点，鼓励探索基于真实问题的教学模式；同时，优化教育评价体系，引入多元化的评价指标，更加注重学生在实践、协作和创新等方面的能力表现。只有这样，才能使STEM教育更好地适应我国经济社会发展的需求，为国家培养更多创新型人才。
在STEM教育研究领域，质性研究与量化研究的结合，即混合方法研究，被称为教育研究的“第三范式”（侯家英等，2023），能够结合量化研究的广泛性和质性研究的深度，以更好地理解教育现象。因此，大量的STEM教育研究采用混合方法研究，常见的有认知网络分析法（Epistemic Network Analysis）（Fan，et al.，2023）。认知网络分析法在STEM教育研究中的应用案例表明其在测量思维发展、分析学习参与度、可视化认知过程以及提供教学反馈等方面具有显著效果（Sung，et al.，2024）。我国STEM教育研究领域的量化分析方法常见于跨学科概念的编码统计（严利斌，2018）、语义密度与语义引力研究（郑冰心，2020），以及以实践活动和跨学科主题群设计（于颖等，2024）为主要内容的质性分析方法（梁小帆等，2017）。然而，质性与量化相结合的混合研究方法在国内的应用尚显不足。主要存在以下问题：其一，数据收集和分析的复杂性导致研究过程耗时且难以操作；其二，量化与质性范式的差异可能增加研究设计的难度，尤其在确定研究问题与方法匹配时存在较大不确定性；其三，数据整合的质量也可能因缺乏统一的框架而受到限制，导致研究结果的可信度与解释力不足（Dawadi，et al，2021）。
为克服这些问题，未来研究可以通过设计合理的理论框架指导混合方法的实施。例如，“三角互证”（Triangulation）理论框架可用于整合定量与质性数据，确保不同数据源间的验证与互补。在具体的STEM教育研究中，可以通过定量方法测量学生在跨学科知识掌握、实践能力提升等方面的学习成效，同时结合定性数据（如学生访谈、教师课堂观察）深入了解其学习体验、态度、参与度、效能感与挑战等。这种整合方法能够弥补单一研究方法的不足，从而形成一个更为全面、可靠的教育评估体系。此外，未来的研究还应注重在混合方法中加强数据整合的技术支持，例如引入教育数据挖掘（Educational Data Mining）与多模态学习分析技术（Multimodal Learning Analytics），以提升数据分析的精度和效率，教育数据挖掘可以对STEM项目学习效果进行长期追踪。同时，应加强研究团队中量化与质性研究者的跨领域协作，通过充分的理论对话与实践探索，共同提升STEM教育研究的深度与广度。最终，这种基于混合方法的创新研究方式将更好地服务于我国STEM教育的发展需求，为实现教育公平与质量提升提供科学依据。
首先，完善STEM教育政策顶层设计。目前，我国关于STEM教育的发展政策散布于《全民科学素质行动计划纲要实施方案（2016—2020年）》《教育信息化“十三五”规划》《教育强国建设规划纲要（2024－2035年）》等政策文件中，尚未从国家发展战略高度制定专门的STEM教育政策。而美国、欧盟、澳大利亚、韩国等国家与区域组织已经出台了专门的STEM教育政策。如2025年3月5日，欧盟委员会发布《STEM教育战略计划：竞争力和创新技能》。在教育强国背景下，我国需要从战略愿景、总体目标、人才计划、资源整合、资金投入、组织实施等方面系统规划STEM教育的发展战略，实现后发创新优势。其次，制定并出台STEM教育能力框架与标准体系。目前，我国只在《义务教育科学课程标准（2022年版）》中倡导跨学科的学习方式，建议教师在教学实践中尝试STEM教育。关于能力框架建设，欧盟将推出覆盖全学段的“STEM能力框架”，并在“欧洲技能、能力、资格和职业”中对STEM技能进行分类。未来需要研制大中小学STEM教育一体化的核心标准、培养目标、学科素养、课程内容体系、评价方式等，从而为STEM教育实施提供坚实基础。
再次，构建多元主体协同参与STEM教育的格局。除了正式的SEM教育外，我国还需要发挥非正式STEM教育体系的促进作用，鼓励各级政府、科研机构、教育机构、非营利组织、基金会、民间社会等积极参与STEM教育中。例如，以色列通过7个科学博物馆推进STEM教育，以色列理工学院附属的“马达泰奇科学博物馆”和希伯来大学附属的“布卢姆菲尔德科学博物馆”，每学年可提供约300项STEM教育相关课程，充分发挥互动科学空间的作用。以色列还积极开展校外STEM课程或培训，以色列不少基金会、教育机构、非营利组织等举办了各种校外STEM课程或培训，如与以色列理工学院合办、规模较大的STEM培训项目“FIRST以色列”。此外，德国建设了MINT集群项目，MINT集群由教育、科研、民间社会、经济和地方政府等领域的相关利益方组成，旨在通过提供低门槛、日常化和定期的MINT教育项目，增强地区内MINT教育的生态体系。上述实践经验为我国构建多元主体协同参与STEM教育格局提供了参考。
从全球化与技术革命的交汇视角来看，STEM教育的转型不仅是一场学科整合的革新，更是一种知识范式的转移。这一转型可以被解读为教育场域中话语权力的重组：传统的单一学科逻辑逐渐被多学科协作与系统性思维所取代，而整合性教育模式则成为这一变迁中的核心表征。历史上，STEM教育的发展既是工业革命以来科技进步的必然产物，也是全球社会治理结构中教育公平诉求的回响。在人工智能、大数据和云计算的驱动下，整合性STEM教育突破了传统教学的学科疆界，为课程设计引入了动态适应性机制。在政策维度上，这种突破不仅体现了国家战略的前瞻性，也强化了教育系统对技术变迁的敏捷性回应。
然而，未来的STEM教育面临的挑战亦是结构性的：教育资源分配的不平等无疑加剧了全球南北之间的知识鸿沟；数字技术的“排他性效应”更使得边缘化群体难以获得平等的教育机会。从教师的跨学科能力不足，到学生在兴趣与能力之间的困境，这些问题本质上反映了教育系统在资本逻辑与社会公平之间的内在张力。要实现STEM教育的本土化与全球化并行，需要构建一种以政策支持为基础、以理论创新为引擎、以实践探索为路径的协作体系。例如，混合研究方法应用能够更全面地揭示STEM教育的复杂性与动态性。在更宏大的图景中，STEM教育不仅是知识生产的形式，更是一种文化再生产的实践。这种实践折射出技术时代人类文明在应对气候变化、公共卫生危机等复杂挑战中的集体焦虑与创造性张力。从后人类主义的角度看，STEM教育的整合性研究或许不仅仅是解决问题的工具，更是重构人与自然关系、推动社会可持续发展的伦理尝试。在这一意义上，STEM教育不仅关乎未来，更关乎人类如何重新定义“未来”的可能性边界。
《华东师范大学学报（教育科学版）》1983 年正式创刊，是全国高校学报第一本教育学期刊，创刊以来，学报一直享有较高的学术影响力。近10多年来，逐步确立了“成为中国教育科学优秀成果生产与传播策源地”的目标定位，形成了“聚焦重大关切，加强前瞻研究，注重方法引领，支持学科发展，推进国际理解”的功能定位，取得了更好更高的创新发展，为学界与刊界广泛关注和赞誉。Pg电子官网