STEM整合了科学思维的三大维度：

第一个维度是学什么？每一个学科里面都有一个核心的概念，但是知识点不等于概念，所谓的创新实际上就是发展新概念。第二个维度是怎么学？通过哪一种学习手段是最合理的，是最有效的，最有意义的？那就是动手。动手更进一步就是科学的动手，最大的体验就是工程。第三个维度就是科学的思维方法。我们教学生最重要的不是学会哪一个学科的知识，而是学会这门学科最顶尖的人也就是科学家的思维方式。

最早的STEM没有A，就是STEM。S是Science，即科学；T是Technology，即技术；E是Engineering，即工程，M是Mathematics，即数学。换句话说就是理工科。美国为什么要把理工科突出来？美国高等教育始终是对全世界开放，每一年美国理工科专业来读的大多数都是外国人。所以对于美国来说，如果依照这个程度再发展下去的话，理工科人才都是外国的。第二他们知道科学和技术、工程对于国家发展来说，是最重要的。

STEM在美国推广的时候也碰到了瓶颈，这个瓶颈就是工程。美国的中小学课程里面没有工程学科，所以他们就搞了工科教学改革，因为科学转化为应用的重点环节就是工科。过程中又发现一个问题，大多数读工科的人动手热情都不高。动手做一个东西，一个词叫做Make，在中国把它提升为叫创客，结果就会发现，创客到了大学来创已经创不出来了，小学的时候就应该去创。孩子有两大特性，第一大特性Make something；还有一个天性那就是Break（破坏）。你随便买一个什么玩具给他，他最喜欢做的第一件事情是探究，怎么探究？把它拆了，其实就是创新前面“破”的第一步。创客和“破课”美国是连在一起的。对美国来说，它最大的瓶颈是没有工程人员，所以在加紧培养工程人员的同时，还要组建工科毕业的人到中小学去做老师。

美国的学科核心概念按以下四个领域来分类：物理科学，生命科学，地球和空间科学，工程技术和应用程序科学。如果把四个学科整合起来，需要一个最核心的思维方式，所以通过STEM这么一个模式，把中小学整个水平提高。

好的学科教学，应该把记忆淡化，建构概念深度，加深深度学习；第二是怎么把知识连在一起，靠的是知识之间的连接；再就是把实践扎根于研究中，把知识应用于情境。

美国STEM教育厉害的地方，就是所有的课题全是来自实践，同样看起来都是一样的活动内容，但是它的深度是不一样。我们在大学里教博士生，首先学做选题，有了选题以后开始找资料，通过资料认证，自己做研究和数据，找出自己的观点，再对自己的观点进行阐述和辩论……而美国的学校在小学里就教这一套方法。实际上中国最缺的教育是什么？没有教会学生知识的迁移，只有从不同的环境里提取出来，然后再来体验，这才是最好的一个学习方法。远播教育研究院有一整套STEAM-X课程项目。好比立体种植设计、病毒爆发警报等，最近做了一个中草药研制，这些项目都是源自生活。

从最初的STEM，后来加上“A（Art艺术）”成为STEAM。工科男缺少艺术细胞，如果把艺术创新加进去，把线性思维和非线性思维融合，创造性更容易产生，这就有了“A”的引入。再到现在的STREAM，当中又加入了R。这个R是什么呢，就是现在讲的写作能力（wRiting)。为什么写作能力这样重要？美国也做过调研，把美国获得诺贝尔奖的科学家和美国国家科学院院士跟一般的科学家来做对比，差别不在他们的科学素养，而在写作。所以写作是一个最核心的一个整合。

我们所属的这个时代，传统的界限逐渐消失：学科界限；学术与工业的界限；国家间的界限……应对明日的挑战，不可能仅靠一类学科或一套技能。STEM、STEAM、STREAM，背后传递的信息是整合。未来的课程是跨学科整合。我们未来的学习很多都是不变的，学科没变，变的是什么？学科整合了。知识没变，那些核心东西还在。变的是什么？把这些核心知识整合在一起，不是碎片化了。学习也没变，变的是老师和学生的任务不一样了。综合起来一句话，学习更深了，讲穿了就是深度学习。为什么提出深度学习？是因为互联网对传统教学模式的挑战。因为谁都拥有信息，所以强调深度学习就意味着老师的作用不是传递信息，而是把碎片化信息整合。

 STEAM最核心的教学特色：学习环境是探究性的，学习方法是项目学习，学习内容是跨学科整合。最难做的项目学习是如何运用工科思维设计项目。

我们还要改进的是什么呢？评价体系的改进，评价体系如果不跟上，还是以考试为主，这些全部白做。如果我们要做好STEAM教育，第一个评价必须是什么呢？尊重学生做出来的产品，而且以这个产品作为很重要的计分标准，这样教师学生的积极性才能全部调动起来。