兴起于美国的STEM教育,随着流行趋势的日益高涨,问题也随之而来,其中最突出的问题是世界范围内STEM行业领域性别比例失调现象。针对这一现象出现的原因,更多的推测是源于不同性别群体在学生时期的STEM学业成就差异。因此,文章以此为契机并结合国内外教育现状,选取中学生为研究样本进行研究。首先利用质性元分析方法梳理国内外中学生STEM学业成就的差异维度以及导致差异的原因,并利用PISA2015相关数据进行国际比较,在此基础上,分别设计师生问卷,对导致不同性别中学生STEM学业成就差异因素的影响力进行分析,主要从学生个体、家庭、学校以及社会四大层面进行汇总分析,最终将来自中学生和STEM教师的问卷数据以及质性元分析结果进行比对,确定中学生STEM学业成就差异的性别作用机理:针对学生个体层面,创新意识、兴趣、STEM自我效能感以及实操能力,都可以直接通过性别这一中介变量导致两大群体不同的STEM成就水平,而合作能力又与实操能力、兴趣以及自我效能感紧密相关,作为间接因素影响STEM学业成就水平;家庭层面,家庭资本与教养方式会直接导致男女生的成就差异,而与家庭结构并无显著关系;学校层面,实验设备完备性以及STEM兴趣小组的设置会对男女生存在不同程度的影响,STEM教师跨学科教学能力作为直接造成不同性别学生成就差异的因素,又与教师的研究性教学能力相互促进,此外,STEM课程组织合理性会关乎到学生的STEM学习兴趣,直接影响成就水平,而STEM教师对男女生的评价方式亦是导致差异的原因所在;社会层面,来自各界的性别刻板印象以及STEM领域的行业价值直接影响不同性别的STEM成就水平,而关于科学素养、科学精神以及科学价值观,三者相互促进共同导致不同水平STEM学业成就。