在2001年，美国国家自然科学基金会教育与人类资源理事会副理事长朱迪丝·拉玛雷在课程开发时提出了STEM教育，其目的是利用解决问题的方式让学生实现跨学科的知识整合，让未来的人才能够适应经济全球化的浪潮^[4]。当今发达国家大力发展STEM教育以“保持卓越，引领世界”为宗旨，已经让其上升到国家行动的战略高度，意在提高未来国家的核心竞争力。贯穿STEM教育理念环境下的学生适应未知领域的能力更强，能够在新兴的产业领域中占得先机，填补技能劳动力的缺口。STEM教育的跨学科并不是将各门学科知识进行累加，而是强调知识之间的联系和整合，并将其运用到真实的情境中去。因此，考虑问题的方式也更广、更深。

STEM素养除了包括科学、技术、工程和数学等理工科知识之外，还有独立提问、设计、分析、推断以及运算的能力^[5]。为了培养学生的STEM素养，教师最常用的方式有项目式学习或问题解决式学习。其中，囊括最基本的四个素养可以这样来解释：

（1）科学素养是指在认识自然现象或产品时能够科学地做出解释和描述，或是评价科学研究、提供问题解决的方法。

（2）技术素养是指使用、管理和理解技术的能力，明了技术对自然和社会所带来的影响，以及如何在解决问题中选用合适的工具。(www.daowen.com)

（3）工程素养是指对技术本质的工程和系统的理解，还有构建并交流观点与解决方案的能力。

（4）数学素养包括抽象思维能力、逻辑推理能力、数学建模能力、数学运算能力以及数据分析能力等一系列在各种情境中运用、表达和解释数学的能力。

STEM素养除了上述基本的四个素养之外，还包括更高层次的内容，涉及认知、情感和动作、技能的学习领域，以及个人、社会和经济需求。比起作为内容领域而存在，不如说是一种获得更深层学习的方式更为恰当。