少儿编程--STEMA考试介绍转自STEMA (STEM 能力测试) 考试白皮书

STEMA，STEM Assessment，也称 STEM 能力测试，是蓝桥杯大赛组委会与美国普林

斯顿多文化教育研究中心合作推出的考试项目。

运行 STEMA 考试的过程中，蓝桥杯大赛组委会在国内率先提出了“全人 STEM”的

教育理念。

STEM 不仅仅是教孩子编程。对 K12 教育来说，编程只是一项工具。技术的变化目不

暇接，应用的进步更是一日千里，编程的方法和技巧很快就会更替升级。但是，使用好编

程教育这个工具，能够帮助孩子锻炼逻辑思维和实现项目创意。进一步地，将编程教育与

科技素养、逻辑思维教育相结合，就有可能突破 STEM 教育只涉及硬技能的局限，发展学

生主导的学习、协同生活和实验，甚至可以帮助学生加强元认知能力和社交情感能力，将

STEM 教育真正作为全人教育的基础。这就是“全人 STEM”（Whole Child STEM）所要追

求的目标。

STEMA 考试实践“全人 STEM”的理念，以考促学，平衡科技素养、逻辑思维及编程

创意的比重，促进培训教育机构将 STEM 教育同孩子的心理成长、社会情感和认知发展的

培养有机地结合起来。

STEMA 考试概述

STEMA 考试致力于综合评价学生的 STEM 水平，对学生的科技素养、逻辑思维和编

程能力等三方面进行客观科学的测试。STEMA 考试将取代蓝桥杯选拔赛，为考生提供可

以跨时间、跨地域比较的 STEM 评测成绩。

考试内容

STEMA 考试内容分为两部分：第一部分为科技素养及逻辑思维，45 分钟；第二部分

为程序设计，75 分钟。

考试级别与组别

• STEMA 初级考试的考生为 7-10 岁学生（U10，约 1-4 年级），考试包括

Scratch、Python、C++、Arduino、EV3 等五个组别；

• STEMA 中级考试的考生为 11-14 岁学生（U14，约 5-8 年级），考试包括

Scratch、Python、C++、Arduino、EV3 等五个组别；

• STEMA 高级考试的考生为 15-18 岁学生（U18，约 9-12 年级），考试包括

Python、Arduino、C++等三个组别。

上述各级别以出生日期 9 月 1 日为年龄段分界线。

STEMA 考试白皮书STEM Assessment – STEM 能力测试

考试形式

STEMA 考试第一部分为选择题，按选择结果评判分数；第二部分为现场编程，一人

一机编程答题，按程序运行结果评判分数。

选择题目答案唯一、且清晰无歧义。

编程题目要求明确、答案客观。编程题目不指定具体的算法，评判时只看结果展示，

不看程序实现方式。

STEMA 成绩计算及发布方式

试题数量与计分点

选择题共 48 题，分为 8 部分，每部分 6 题。每部分中前 2 题每题满分 2 计分点、后 4

题每题满分 3 计分点，合计 128 个计分点。每道选择题正确得全部计分点，空白不得分，

错误扣 1 计分点。

编程题共 4-6 题，每题有多个步骤或测试用例。每道编程题 20-35 个计分点，所有编

程题合计 128 计分点。编程题按步骤或测试用例评分。完成每一步骤并可以正确展示结

果，或通过一个测试用例的检验，即获得该步骤或该测试用例的全部计分点，否则该步骤

或该测试用例得 0 分。

全部题目合计计分点数目为 256 点。

最终成绩计算方式

考生获得的计分点不是最终成绩。

普林斯顿多文化教育研究中心会在每次考试后根据所有计分点数据，计算并发布计分

点与最终成绩的转换（曲率）表格。

例如，某考生编程部分获得的计分点为 68 点，查询当次考试的转换（曲率）表格，

得出其编程部分最终成绩为 330 分。

最终成绩的分数区间

STEMA 测试的分数区间为，选择题部分（即科技素养与逻辑思维考核）最低分 100

分，最高分 400 分；编程题部分（即编程能力考核）最低分 100 分，最高分 400 分。合计

总分分数范围在 200-800 之间。

考生总分的中位线通常在 500 分左右，即如果你的分数超过 500 分，那么成绩大约超

过 50%的考生。高分数区段通常在 650 分以上，即如果你的分数超过 650 分，那么成绩大

约超过 95-99%的考生。

STEMA 考试成绩是可以跨地域和时间进行比较的。即除了在某省某月的一次考试中

成绩可以纵向比较之外；在不同省份或城市的考试、及不同年份或场次的考试之间，成绩

也可以横向比较。

例如，在 2020 年 5 月 30 日的 STEMA 考试中，高级组最高分 650 分，最低分 395 分；

中级组最高分 700 分，最低分 300 分；初级组最高分 675 分，最低分 305 分。

在 2020 年 8 月 23 日的 STEMA 考试中，高级组最高分 665 分，最低分 340 分；中级组

最高分 710 分，最低分 305 分；初级组最高分 685 分，最低分 300 分。

最终成绩百分比的发布

除了最终成绩外，成绩单上还会标明省内百分比及全国百分比。

达到全国百分比 99%的考生，将获得普林斯顿多文化教育研究中心及蓝桥杯大赛组委

会联合颁发的“TOP 1%”证书，并加入“STEM ONE Society”（顶尖 STEM 学生社群）。

例如，某考生 A 成绩单给出其省内百分比为 78%、全国百分比为 75%，意即其成绩在

省内范围统计超过了 78%的考生，在全国范围统计超过了 75%的考生。

STEMA 考试范围

命题原则

STEMA 考试的命题基于以下原则。

• 知识面广、适应发展比死记硬背重要。

• 逻辑清晰、头脑灵活比解题套路重要。

• 思维严谨、创意丰富比掌握程序设计语言本身重要。

面向未来的 STEM 素养、反应迅速的逻辑思维能力、创意丰富的编程实践，是

STEMA 考试考察的核心内容。

三考两不考

三考，指 STEMA 考试中三项重点考察的内容：

• 考 STEM 知识面及经历见识：考试涉及 STEM 知识及应用；科技书籍泛读；科

技相关人文、社会及经济知识的了解。

• 考逻辑清晰及反应速度：考试涉及基本运算能力；概率与统计；逻辑推理；最

佳策略；英文简单数学问题。

• 考程序设计能力及创意：考试涉及分析设计能力；程序语言技巧；逻辑思维能

力；实现方式的简洁和创意。

两不考，指 STEMA 考试命题中两项尽量避免的内容：

• 当涉及到基础知识考核时，尽量考察那些有所涉猎就能记住的，而不是临考复

习才能背下的。

• 当涉及到高级进阶题目时，尽量考察那些需要头脑敏捷反应迅速的，而不是需

要反复刷题训练的。

科技素养考试范围

科技素养将考察如下方面：

• 物理化学生物知识基础；地理知识基础；气象与天文知识基础；

• 互联网与协议栈基础；互联网安全基础；操作系统基础知识；

• 科技发展历史；与科技相关的人文常识；

• 科学研究方法基础；事实与观点区分；

• 科幻作品涉猎；科技时政信息；

• （通常仅限中高级考试）大型科技公司的基本了解；科技创新商业化现状。

为增强测试的以考促学效果，增加考生的知识涉猎范围，在准备考试的同时提高科技

素养，蓝桥杯组委会推荐以下阅读书目。

推荐初级考生阅读：

• 《发明简史》，四川科学技术出版社；

• 《不可思议的宇宙奥秘》，四川科学技术出版社；

• 《不可思议的科学现象》，四川科学技术出版社；

• 《图解数学》，清华大学出版社；

• 《图解科学技术与工程》，清华大学出版社；

• 《图解计算机科学》，清华大学出版社；

• 《有趣的让人睡不着的物理》，北京时代华文书局；

• 《凡尔纳三部曲（格兰特船长的女儿、海底两万里、神秘岛）》。

推荐中高级考生阅读：

• 包括以上为初级考生推荐的所有图书；

• 《十分钟智商运动》，百花洲文艺出版社；

• 《从一到无穷大》，天津出版社；

• 《大话通信》，人民邮电出版社；

• 《那些听过却从未搞明白的问题》，四川文艺出版社；

• 《给孩子讲人工智能》，人民邮电出版社；

• 《上帝的跳蚤》，世界知识出版社；

• 《流浪地球（刘慈欣短篇小说精选）》，四川科学技术出版社

三体（1-3）》，刘慈欣著。

以上图书的内容将在科技素养考试题目中占比 50%左右。爱阅读的同学在考试中取得

更好的成绩、获得更多的鼓励是 STEMA 考试委员会希望看到的。

提高科技素养并不是按一份大纲、上一些课程、刷几道题目就可以完成的，这是个终

生学习的过程，而以阅读为代表的自主学习是这个过程中关键的一环。

逻辑思维考试范围

逻辑思维将考察如下方面：

• 数字谜问题；几何图形计数问题；

• 综合行程、经济盈亏等简单数学思维问题（含少量，通常为 2 道英文数学问

题）；

• 逻辑推理问题；最佳策略问题；

• 简单编程算法问题；

• （通常仅限中高级考试）逻辑谬误基础知识。

程序设计考试范围（五选一） – Scratch

考试所涉及的 Scratch 基础知识包括：

• 舞台和角色的绘制；

• 顺序结构、选择结构和循环结构的使用；

• 运动、外观、声音、画笔，以及变量、列表、侦测、事件、控制等模块的使

用；

• 随机数的使用，常用的数学运算，数学表达式，逻辑判断和逻辑运算；

• 广播消息、角色变换、克隆技术、私用变量、公用变量、多任务，以及自定义

积木等高级模块的使用方法。

虽然编程工具或编程语言使用的熟练程度对考试成绩有一定影响，但 Scratch 考试的重

点在于考察考生的逻辑思维能力与程序设计能力。

程序设计考试范围（五选一） – Python

考试所涉及的 Python 基础知识包括：

• 基本语法，如程序的格式框架、缩进、注释、变量、命名、保留字、数据类

型、赋值语句、引用，基本输入输出等；

• 基本数据类型，数据类型的运算，类型判断和类型间转换；

• 程序的控制结构，顺序、分支、循环；

• 函数和代码复用；

• 面向对象编程的思想，类和对象的关系，构造方法和 self 的使用技巧，类的继

承和多态；

STEMA 考试白皮书STEM Assessment – STEM 能力测试

• 组合数据类型的基本概念，列表类型及其操作，字典类型及其操作；

• Python 计算生态，标准库及 Python 内置函数，Python IO 流文件操作等。

虽然编程工具或编程语言使用的熟练程度对考试成绩有一定影响，但 Python 考试的重

点在于考察考生的逻辑思维能力与程序设计能力。

程序设计考试范围（五选一） – C++

考试所涉及的 C++基础知识包括：

• 基本数据类型及类型转换：整型（int，long long）、布尔型（bool）、字符型

（char）和实型（float，double）；

• 变量与常量，字符与字符串，数组，赋值运算符、算数运算符逻辑运算符、关

系运算符；

• 顺序结构、分支结构、循环结构程序设计；

• 函数：定义和使用，变量的作用域，递归函数；

• 简单算法：进制转换，模拟算法，枚举算法。

• （通常仅限中高级考试）基本数据结构：栈，队列，树，图；

• （通常仅限中高级考试）指针；

• （通常仅限中高级考试）基本算法：高精度算法，递推算法，分治算法，贪心

算法，搜索算法（宽度优先搜索、深度优先搜索），动态规划算法等常用算

法。

选手计算机的硬件配置及操作系统需满足 DEV C++ 5.11 版编程环境的运行要求。选手

应确保计算机上已经安装 DEV C++ 5.11 版编程环境。

虽然编程工具或编程语言使用的熟练程度对考试成绩有一定影响，但 C++考试的重点

在于考察考生的逻辑思维能力与程序设计能力。

程序设计考试范围（五选一） – Arduino

考试所涉及的 Arduino 基础知识包括：

• Arduino 输入、输出口的使用；

• Arduino 控制结构的使用；

• 常量和变量的使用方法；

• 算术运算符和逻辑运算符；

• Arduino 常用函数、常用的数据结构；

• Arduino 常用的传感器及输入、输出设备；

• （通常仅限中高级考试）TFTLCD 液晶触摸显示屏，包含对像素点理解、中断

处理、人机交互、库函数调用等方面能力。（仅限于 I2C 接口的坐标反馈与库

函数调用。不包括更多串口功能例如组态功能、图像下载入屏等。）

考生计算机的硬件配置及操作系统需满足最新版本 Arduino IDE 或 Mixly（米思奇）编

程环境的运行要求。考生应确保计算机上已经安装 Arduino IDE 编程环境或 Mixly（米思

奇）最新版本。

STEMA 考试白皮书STEM Assessment – STEM 能力测试

• Arduino IDE 下载地址：https://www.arduino.cc/en/Main/Software；

• Mixly（米思齐）下载地址：http://mixly.org/explore/software。

虽然编程工具或编程语言使用的熟练程度对考试成绩有一定影响，但 Arduino 考试的

重点在于考察考生的逻辑思维能力与程序设计能力。

组委会统一指定“蓝桥杯青少年创意编程大赛 Arduino 套装”作为 Arduino 考试硬件平

台，以确保比赛的客观公正。

上述 Arduino 集成实验板基于 Mega 2560 设计，包含 27 种常用模块，从单色 LED、全

彩 LED，到 Wi-Fi、蓝牙、TFT 电容触摸屏等等。

对于 TFT 液晶触摸显示屏的编程支持：

• 组委会为模块化编程的考生提供 Mixly 库文件；

• 组委会为代码编程的考生提供库函数说明 PDF 文档。

请从板卡技术支持渠道获取以上支持文件。

程序设计考试范围（五选一） – EV3

考试所涉及的 EV3 基础知识包括：

• 马达、传感器、屏幕显示、声音、状态灯、按键的使用；

• 循环、切换、等待、多任务；

• 变量（包括数组）、常量、数学运算、连线、逻辑运算；

• 范围、随机数、比较、舍入、文本、文件操作等模块的使用。

考试不涉及的 EV3 知识包括：蓝牙、菊链、实验、数据日志、原始传感器值等。

虽然编程工具或编程语言使用的熟练程度对考试成绩有一定影响，但 EV3 考试的重点

在于考察考生的逻辑思维能力与程序设计能力。

本科目考试针对使用乐高模块化编程软件 Mindstorms 的学生开设。如果学生采用

Scratch 或 Python 为乐高 EV3 编程，建议直接参加 STEMA 考试的 Scratch 或 Python 组别。

STEMA 考试白皮书STEM Assessment – STEM 能力测试

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