创新是一个国家和民族永葆生机的不竭动力。目前，一种培养创新型人才的教育新范式——STEAM教育，逐渐走进人们的视野，即将成为知识经济时代的一种全球性教育战略。新媒体联盟《地平线报告》(2015基础教育版)认为未来1至2年，STEAM教育将成为世界基础教育发展的新趋势。STEAM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、艺术(Arts)和数学(Mathematics)的简称，它是由美国政府提出的STEM教育战略衍生而来，最初只有科学、技术、工程和数学四门，后来加入艺术，成为包容性更强的跨学科综合教育。STEAM教育旨在打破学科领域的界限，倡导基于项目的学习方式，强调体验性和实践性，是一种新的教育理念和学习方法。STEAM教育发源于美国，自20世纪90年代以后，逐渐风靡韩国、英国等国家和地区。
一、STEAM教育的产生背景早在1986年，美国国家科学委员会(National Science Board, 简称NSB)就发布了报告《本科的科学、数学和工程教育》(Undergraduate Science, Mathematics and Engineering Education)，这被视为提倡STEM教育的开端(NSB, 1986)。
2005年10月，由美国国家科学院(National Academy of Science, 简称NAS)、国家工程院(National Academy of Engineering, 简称NAE)、医学科学院(Institute of Medicine, 简称IOM)和国家研究委员会(National Research Center, 简称NRC)联合向美国国会呈上报告《驾驭风暴：美国动员起来为更加辉煌的未来》(Rising Above the Gathering Storm: Energizing and Employing America for a Brighter Economic Future)。该报告是针对美国21世纪科技教育发展的战略性报告，提出了促进STEM教育的相关建议：一是，到2010年，初、高中数学及科学课程的数量要达到现在的四倍；二是，每年招聘1万名新的数学和科学教师；三是，提高25万名数学和科学在职教师的教学技能；四是，增加STEM领域学士学位授予数量，并对研究生阶段和职业生涯早期阶段的STEM领域研究给予支持。报告中强调学生需掌握有效沟通、非常规问题解决、自我管理和系统思维等技能。为实现这一目标，STEM课程以小组活动、实验调查等形式来促使学生将科学、技术、工程和数学知识进行整合，并进一步获取现代经济社会所需技能，使他们成为能够为个人健康、能源效率、环境质量、资源利用和国家安全做出决策的合格公民。事实上，在经济、政治和文化观念领域，公民需要理解和解决的各种问题，从个人问题到全球问题，都与STEM学科中的知识有显著的联系(Bybee R W., 2010)。
2007年8月9日，美国国会又一致通过了《国家竞争力法》，全称《创造机遇，显著提升美国科技教育领域优势地位》(America Creating Opportunities to Meaningfully Promote Excellence in Technology, Education, and Science, 简称America Competes)。该法案强调创新需要雄厚的研发投入和对STEM教育计划的切实执行，批准在2008年到2010年期间为联邦层次的STEM研究和教育计划投资433亿美元，包括用于学生和教师的奖学金、津贴计划资金以及中小企业的研发资金。该法案还要求把美国国家科学基金增加到220亿美元，除自然科学和工程的研究资金外，重点用于奖学金支持计划、幼儿园到12年级(K-12) 阶段的STEM师资培训和大学层面的STEM研究计划。2007年10月30日，美国国家科学委员会再次发布报告《国家行动计划：应对美国科学、技术、工程和数学教育系统的紧急需要》(A National Action Plan for Addressing the Critical Needs of the U. S. Science, Technology, Engineering, and Mathematics Education System)(NSB，2007)。该报告提出希望将STEM教育从本科延伸到中小学教育阶段。
2009年，美国时任总统奥巴马提出了教育创新运动，强调美国将优先发展STEM，决心把美国科学和数学教育的排名从中间位置提高到世界前列。此后，美国联邦投入了大量资金，用以支持幼儿园到12年级(K-12) 阶段和高等教育阶段的STEM教育研究。美国各州也纷纷采取了促进STEM教育发展的有效措施，包括创建全州STEM教育网络、成立区域STEM中心、创办STEM高中、启动幼儿园到8年级(K-8) 阶段学生计划项目、加强教师专业发展，类似情况还出现在许多其他的发达国家。
2009年，卡耐基基金会报告《机会平等》(Opportunity Equation)建议重点采取以下四方面的措施来解决STEM人才危机：为全美学生提供更高水平的数学和科学学习内容；建立更少、更清晰的数学和科学学科的公共标准，使其与评估标准一致性更高；通过更好的学校和管理系统的支持，提高教师教学和专业学习水平；设计新的学校和相关系统，保证学生的数学和科学学习更有效。
在加强对STEM教育重视的同时，社会上对增加人文艺术教育的呼声越来越强烈，人文艺术不仅能够增加STEM的趣味性，更重要的是有益于培养全面发展的未来社会合格公民。2010年美国维吉尼亚科技大学学者格雷特·亚克门(Georgette Yakman)第一次提出将A(艺术)纳入到STEM中，A广义上包括了美术、音乐、社会、语言等人文艺术学科。
整合的STEAM教育不仅可以促进学生的认知发展，还可以促进他们的情感和精神境界的提升，增强他们的批判思维和问题解决能力，培养他们的创造力。在美国，STEAM教育已经被认为是幼儿园到12年级(K-12) 阶段的一个重要的国家教育改革战略，STEAM教育为各学科的整合提供了有力支持和帮助。
二、STEAM教育的框架分析STEAM教育是在STEM的基础上加入A(艺术)。艺术与STEM的各个领域紧密相关，艺术的广泛性使得STEM中各领域的形态都发生了变化。数学和艺术有着从古埃及的黄金比例到现代分形艺术的悠久历史关系。艺术家和科学家相似的地方
