随着信息技术、互联网技术的发展,海量的知识资源和技术资源打破了教与学活动的时空限制,并为广大学习者提供了更加丰富、个性化、便利的学习支持。基于"大众创业,万众创新"的背景,社会对学生知识和能力的要求发生了转变,逐渐致力于培养善于质疑,勇于实践,敢于创新的人才,强调在真实情境中解决实际问题。以跨学科知识融合为核心的STEM教育(集科学(Science),技术(Technology),工程(Engineering),数学((Mathematics)多学科融合的综合教育)作为国际创新教育变革和发展的前沿项目,在全球范围内引起了广泛的关注和热议。开展适应国情的本土化STEM教育,改善中小学教育体制内学生的创新能力培养的不足,是我国新课程改革需要面临的挑战之一。但是STEM教育对于传统教学来说是一个新领域,由于缺乏可借鉴的原则、方法和教学设计支架,课程实施效果不佳,所以本文针对这种情况,对STEM教育的基本内涵、起源发展、教学理念和价值取向进行了详细的阐述。参考国外STEM教育领域的发展趋势,以深圳市三所已实施STEM课程的班级学生为研究对象,对STEM课程实施的可行性进行了深入地实践和分析,并以《公园超声波风扇》为案例开展实证研究,详细介绍了STEM课程教学的一般流程,为STEM后续课程的完善和实施提供经验和蓝本,具备一定理论和实践价值。研究以深圳北环小学、吉祥小学、南山小学的STEM课程实施为例,通过课堂教学、课堂观察、访谈、问卷调查等了解到目前教学设计中存在的问题。为进一步完善中小学STEM课程设计,提高实施效果,针对学生适应性调查结果,构建了中小学STEM课程一般教学设计模式并进行后测,对学习者的课程学习满意情况进行调查。最后,总结和分享自己的研究成果,为后续的STEM课程和其他实施创新课程的学校提供参考,并对自己的研究进行反思展望。