Penguasaan ilmu eksakta, terutama di bidang Sains, Teknologi, Engineering, dan Matematika (STEM), memiliki peran penting di dunia pendidikan. Integrasi bidangbidang keilmuwan tersebut diharapkan menjadi kunci sukses bagi pembangunan suatu negara, terutama dalam rangka persaingan pengembangan karir pekerjaan/ketrampilan abad 21 di tataran global. Istilah STEM diluncurkan oleh National Science Foundation Am erika Serikat pada tahun 1990-an sebagai tema gerakan reformasi pendidikan dalam keempat bidang disiplin tersebut untuk meningkatkan jumlah sumber daya manusia yang menguasai bidang-bidang STEM, mengembangkan warga negara yang melek STEM, serta meningkatkan daya saing global Amerika Serikat (AS) dalam inovasi iptek (Hanover Research, 2011). Pendekatan STEM tentu saja melibatkan ilmu lainnya sebagai penunjang, seperti Ilmu Pengetahuan Sosial, Bahasa, Seni, dll (Bybee, 2010; Sanders, 2009).
