美國「科學、技術、工程和數學」（STEM）高中形成於20世紀初，它的興起源於工業社會對有技能勞動力的巨大需求和二戰後美國教育的新構想，它的發展響應了20世紀後期美國教育的改革，強化了美國科技創新人才培養戰略。STEM高中在學校招生、課程設置、學生社團活動等方面具有突出的特點，對我國拔尖創新型人才的培養以及中小學階段教育多樣化發展有一定的啟示。
美國STEM高中是一類面向有天賦、有才能以及對STEM領域有濃厚興趣和專長的學生提供精英教育的學校。它致力於發展學生科學、技術、工程和數學等方面的學習興趣，為他們將來成為STEM領域的領軍人才而提供學術準備。美國STEM高中歷經一百多年，已經發展成為各州和各學區「皇冠上的寶石」，可見這類高中在美國的地位。
USNews公布2017全美最好高中排名，其中STEM學校排名第一為HTH學校，（想要了解HTH，詳見HTH學校|顛覆與回歸，我們只是科技的搬運工）託馬斯·傑斐遜科技高中（ThomasJefferson High School for Science and Technology，以下簡稱TJHSST）排名第二。
TJHSST是美國維吉尼亞州費爾法克斯郡一所實施選拔性招生的公立高中，是一所非常有特色的、小而精的學校。整個學校不足百人，每個學生都受到極大的關注，而且學校的理念就是發現學生的潛能，然後對學生進行個性化的培養。
TJHSST採用以STEM為重點的課程，從綜合生物學，英語和技術課程開始，並為高年級學生提供技術實驗室項目。學校擁有超過10個專門的研究實驗室，從天體物理學到海洋學。學校是一所是側重於古典教育的學校，並且有非常強的的數學方面的項目（所有學生都繼續學習微積分）。
歷年來學校在美國私立中學畢業生SAT平均分的排名一直都在前15名之內。學校採取小班授課，師生比例：1：7。學校提供有競爭力的核心課程，提供14們AP課程和中高兩級的ESL課程。
傑斐遜科技高中為學生提供全面的課程，尤其以科學、數學和技術為重點。傑斐遜科技高中的學生每學年要學7門課，而學校在這方面提供的課程包括數學、科學、英語、社會學、外語、體育、技術、計算機科學以及美術或實用藝術。
為了增強學習效果，每門課每個星期都要上兩堂2個小時的課和一堂1個小時的課。傑斐遜科技高中的所有課程都是在優等生、大學先修課程和後大學先修課程的水平上教授的，所有學生高三前都要修完Java計算機課程，畢業前必須學完微積分。
除了以上課程，傑斐遜科技高中學生每星期還必須參加3天的「第八門課」，該課程包括俱樂部活動、做項目、輔導、實驗室實驗、學生服務/領導活動、表演藝術等。
該校擁有185個活躍的學生俱樂部和各種體育運動隊，如Service Learning（服務學習）,Chess Club（西洋棋俱樂部）,All School Play（校園劇）,Green Club（園藝環保俱樂部）,Student Admissions Assistants（招生辦公室學生助理）,Student Activities Committee（學生活動委員會）,Pandora Magazine（潘多拉雜誌）,The Declaration（宣言報）,Yearbook（年鑑）,Mock Trial（模擬法庭）,Student Council（學生會）,Robotics（機器人社團）,Art and Literature Magazine（文學雜誌）,Art Club（藝術協會）,Film Club（電影俱樂部）,Math Club（數學俱樂部）,Mock Trial（模擬審判）,Newspaper（報社）,Photography Club（攝影社）等。
傑斐遜科技高中的上學時間是早上8:30，放學時間是下午3:50。每天放學後，學生有額外的45分鐘時間來參加「第八門課」的活動。不管學生家住哪裡，他們都要充分利用這45分鐘。
所有傑斐遜科技高中學生必須爭取獲得該校的特殊文憑，其條件除了達到維州的高級文憑要求之外，還要在數學、計算機科學、地球科學和工程學等學科達到額外的要求。
每個傑斐遜科技高中高一新生都要上一門叫做「生物、英語與技術整合」的課程，該課旨在引導學生適應該校獨特的文化。
這門課的核心是培養學生真正的研究能力，它要求學生研究社區裡的現實問題，通過與社區機構建立積極的夥伴關係，了解當地社區面臨的問題。整合模式的教學強調溝通、合作、問題解決能力等成功必備要素。
此外，該課程還為學生實施一個貫穿4年的研究項目作準備。該課授課教師可以根據具體的項目或單元內容靈活安排教學進度。
該課程的主題因教師的背景與專長而有所不同。在每一個研究項目中，學生都會進行基本的研究；實施設計過程；學會使用科學方法；學會小組合作，共同完成一個解決實際問題的長期項目；使用各種技術（地理信息系統、全球定位系統、電子傳感器等）解決問題；通過各種媒介繼續發展他們的寫作與展示技能；跟社區的相關人士交流他們的研究成果。學生從3個學科的有效整合中獲益。
該課程涉及的研究包括水與土壤的質量、落葉林的健康、蠑螈的遷徙等。每年6月，高一學生將在生物、英語與技術整合課程論壇上把他們的研究成果展示給同學、家長和社區來賓。
傑斐遜科技高中有一個特殊的畢業要求，所有學生在最後一年都必須完成一個技術實驗項目，以此作為自己在該校的學業總結。學生可以在校內的某個專業實驗室完成，也可以通過該校的科研導師項目，在校外專業人員的指導下完成。
TJHSST的專業實驗室包括天文與天體物理學實驗室、自動化與機器人實驗室、生物技術與生命科學實驗室、能源系統實驗室、微電子實驗室、腦科學實驗室、化學分析實驗室、海洋學與地球物理系統實驗室、傳媒系統實驗室、光學與現代物理實驗室、通訊系統實驗室、計算機輔助設計實驗室、計算機系統實驗室、原型法與工程材料實驗室等。
參加科研導師項目的學生，在各實驗室負責人的監督下接受校外機構導師的指導，並向學校的實驗室主任匯報，其研究目的和成果要求與實驗室研究相同。
TJHSST的使命是，為學生提供一個以數學、科學和技術為重點的、具有挑戰性的學習環境。學校認為最好的學習，發生在一個把各個學科整合起來的共同體中，學生才能深刻理解各學科的互動性和整體性，這也是STEM的精髓所在。
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