近年教育界頗流行一組關鍵字：STEM，以及由 STEM 衍生而成的 STEAM，概念最早由美國國家科學委員會提出，為了提升美國科技與經濟競爭力，特別重視 Science（科學）、Technology（科技）、Engineering（工程）及 Math（數學）等領域的發展，STEM 就是這 4 個領域的英文單字首字母組合而成。
2011 年時，歐巴馬政府甚至在白宮成立專司其職的 STEM 教育委員會（CoSTEM）；2015 年，美國國會更發表《STEM 教育法》，落實到教學場域，培育相關 STEM 教育人才，透過跨學科整合，培養解決問題與創新能力，近年來新加坡、香港等地，也都積極發展 STEM 教育，並列入官方教育政策。
加入人文思維的 STEAM
或許 STEM 太重視理工學科，教育界因此產生新的意見，要求將 Arts（藝術）納入 STEM 教育，強調科技不能失去人性，同時必須具備藝術及美感，因此加入 Arts 之後，STEM 就變成了 STEAM。目前許多創新科技的出現，如 3D 列印、虛擬實境、無人機、智慧積木等，都不脫 STEM、STEAM 的範疇。
如果要舉最成功的例子，大概就是賈伯斯時代的蘋果了吧！那個時期推出的 iPhone、iPod 及 iPad 等產品，除了具備優秀的硬體設計，為不同情境提供最佳解決方案，也精準掌握人們對美感、功能及直覺性介面的要求。
▲ 歐巴馬任期時曾提出中小學教育改革藍圖法案，並積極推動落實 STEM 教育。（Source：The Obama White House）
運算思維的養成
STEM 打破了傳統學科的界線，學習方式當然也隨之改變，要求學生解決問題的過程中，運用不同領域的知識，那傳統單向式、一個蘿蔔一個坑的思考方式顯然不夠，而需要整合性的「運算思維」。運算思維（Computational Thinking）一詞由美國華裔學者周以真提出，主旨是運用電腦科學的基本概念來解決問題、設計系統、了解人類行為。鑑於 STEM 教育在台灣仍在起步階段，要培養運算思維，有個最簡單的方式，就是學習程式設計。
▲ 川普政府於 2018 年底發表新的 STEM 教育戰略，除將挹注更多資源外，更特別強調「運算思維」的重要性。（Source：U.S. Department of Education）
每個人都能學會寫程式
雖然程式設計亦屬於 STEM 涵蓋範圍，但它更像一張串連起不同領域學科的網路，因為在解決問題、實現創意的過程中，無可避免經常要用到電腦這工具，而電腦是一種二進位制系統，所以我們只能藉助程式碼，把想法轉化成電腦能理解的語言，讓它依照我們的需求，執行某些特定條件的任務、測試目前還未發明的概念，這就是「程式設計」的目的。近年坊間出現「每個人都該學習程式設計」的聲音，包括今年 9 月將上路的 108 課綱，也把程式設計列入中學必修課程，無論對孩子或父母，這種與電腦「對話」的能力，未來將成為生活基本技能。
程式語言的發展
程式語言的種類不下成千上萬種，依特性可區分為高階、低階程式語言，低階代表較接近電腦底層的運作模式，缺點是對人類來說相當難以判讀；高階程式語言則是把人類的語詞文法帶入程式語言，在編寫程式時更直覺方便，雖然電腦需要經過多一道編譯流程，才能理解高階程式語言的指令，但電腦硬體發展飛快，效能已不算是大問題。常見的高階程式語言如 Python、C++、JavaScript、Ruby 等，應用環境也不盡相同，不是簡單可說完，因此我們把焦點放在較入門的視覺化程式語言。視覺化程式語言進一步把人類語言及指令加以圖像化，以拼圖或積木形式呈現，利用滑鼠便能輕鬆堆疊，不必再手動輸入一堆程式碼，例如樂高機器人的 EV3 編輯程式，MIT Media Lab 開發的 Scratch 均可為代表。
其實視覺化程式語言本身亦算一套程式，只是功能有限，無法設計出較複雜的功能，但即便如此，與所有程式語言都有共通的核心概念，例如迴圈、條件陳述以及變數等，這些概念由現實世界的電腦科學、邏輯、數學發展出來，藉由 Google Blockly Games 或 Code.org 的 1 小時玩程式等應用，我們可學到程式設計師如何思考、如何運用這些概念建立程式雛形，等到你覺得它們無法達到你所設定的目標，再進入主流程式設計的領域學習也不遲。
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