STEM是由科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四个英文单词的首字母组成的缩写词。这个概念源自美国，旨在强调STEM学科在未来经济与社会中的重要性，以及为培养未来的科技领袖提供支持。
STEM学科可以在不同层次上划分，以下将介绍主要的几个层次：
自然科学和工程学科是指研究物质和能量等自然现象的学科，包括物理学、化学、生物学、地球科学和工程学等。这些学科涉及到人类生存和发展的各个方面，有着非常广泛的应用和重要价值。
物理学研究物质的基本结构和规律，探讨功率、能量、动量、力和运动等概念，广泛应用于能源和材料等领域。
化学研究物质的组成和性质，探讨分子、原子和离子的结构和规律。在医药、能源和材料等领域广泛应用。
生物学研究生命和生物相关现象，包括生物学的各个层次：从细胞、基因、组织、器官、生态和进化等角度深入研究生命现象。研究内容涉及医疗、农业、环境和食品等领域。
地球科学研究地球和其他行星的关系及它们的变化。包括研究地质构造、水文地质、气候变化、大气和海洋等，并应用于***开发和环境保护等领域。
工程学则是利用自然科学和数学等知识来解决现实问题的学科。工程学涉及到机械、材料、电气、计算机等等领域，从而推动科技和经济的不断发展。
应用科学与技术是将基础科学与工程学科的知识结合起来，应用于解决实际问题的学科。主要包括计算机科学、电子、通信、光学等学科。
计算机科学研究计算机软件和硬件，应用于数据存储、处理和传输。包括计算机编程、人工智能、大数据等方面。
电子学研究电子元器件、电路和系统，广泛应用于通信、控制系统、能源、医疗和***等领域。
通信学研究信息传输和信号处理，应用于电话、互联网、卫星和无线通信等领域。
光学学科研究光的性质和应用，包括光学材料、光学成像、激光技术等方面。在照明、成像、通信等领域有着广泛应用。
数学是用来研究数量、结构、空间和变化等概念的学科，是自然科学和应用科学的基础。数学学科涉及到代数、几何、分析、统计等领域。
代数学研究数和符号之间的关系，包括线性代数、群论、环论和域论等方面。
几何学研究图形和空间的相关概念及其相互关系，包括欧氏几何、非欧几何和拓扑等领域。
分析学研究数学函数及其操作，包括微积分、实分析和复分析等方面。
统计学则主要研究数据的收集、分析和解释，广泛应用于经济、医学、社会学和科学研究等领域。
STEM学科之间存在广泛的交叉和应用，学生可以从这些领域中选择自己特别感兴趣的部分，深入研究并探索其中的价值和创造力。
