中國教育科學研究院王素研究員集多年研究主編的這套“中國STEM教育2029行動計劃”叢書涉及科學教育的課程設置、教學設計、學生評價、教師專業發展、優秀案例呈現等方方面面，相信會對科學教育相關的改革實踐提供有價值的參考，并發揮積極作用。
——周忠和 中國科學院院士、教科版小學《科學》教材主編
王素
中國教育科學研究院比較教育研究所所長、STEM教育研究中心主任
我們正處在一個大變革的時代，科技革命日新月異，全球格局正在重塑，大國博弈日趨激烈。國際競爭的根本在于人才的競爭，特別是高科技人才的競爭，因此很多國家把科學、技術與工程教育置于國家的戰略地位，認為STEM教育與科技人才的培養關乎國家安全和人才競爭。我國要在2035年基本實現社會主義現代化，進入創新型國家前列，實現建成人才強國的戰略目標，加快建設世界重要人才中心和創新高地，其中，STEM教育對于我國培養科技人才、提升青少年的科技素養具有重要意義。
中國教育科學研究院于2017年成立了STEM教育研究中心，并發布了《中國STEM教育白皮書》，提出了“中國STEM教育2029行動計劃”。該計劃提出，中國的STEM教育要有頂層設計，要實現大中小學的貫通培養，要利用社會資源建立STEM教育生態，發展一批STEM領航學校和種子學校，培養一批STEM種子教師，并開展系列的促進STEM教育發展的活動。幾年來，我們努力發揮科研的引領作用，通過建立STEM教育協同創新中心、召開STEM教育發展大會、開展相關課題研究等推動中國中小學STEM教育的發展，并取得了一定的成效。同時，在對中國STEM教育的調研中我們發現，大部分學校和教師對STEM教育有一定的認識，但是缺乏系統的知識和有效開展STEM教育的方法。因此，我們在2020年組織STEM教育領域的相關專家進行了一系列研討，希望給教師提供一套完整的、實用的STEM教育案頭書，書中既有相關理論的闡述，又有可操作的案例，由此誕生了“中國STEM教育2029行動計劃”叢書。
叢書共12本，包括《數字化轉型中的STEM教育》《STEM課程設計與實施》《STEM學科教學：鏈接與賦能》《STEM教師的跨學科成長》《STEM教學設計與評價》《STEM活動與競賽》《未來學校設計：STEM空間營造》《STEM與工程思維》《STEM與設計思維》《STEM與計算思維》《STEM與創新思維》和《STEM與人工智能》。
《數字化轉型中的STEM教育》重點梳理了STEM教育的相關理論以及在數字化轉型的大背景下STEM教育的基本特征。書中提出，STEM教育更關注學生跨學科整合能力和問題解決能力的培養，而數字化轉型對學生提出的能力要求中，跨學科知識、認知和元認知技能、創造新價值、協調矛盾和應對困境等方面都與STEM教育的目標相符。STEM教育將成為支撐數字化轉型的重要方式之一。書中對STEM教育的跨學科性、情境化、實踐性、素養導向性、智能化和創新性的闡述對落實新課標提出的學科實踐、跨學科整合都具有參考價值。
學校教師非常關注如何在學校現有的課程體系下設計和開展STEM教育。我們認為STEM不是一門課程，而是一個課程群，涵蓋的內容非常廣泛，在學校的實施形式也是多樣化的，包括學科教學、跨學科項目、活動、競賽等。針對當前教師面臨的主要挑戰，我們組織了6本書來系統地闡述如何進行STEM課程設計與實施。
其中，《STEM課程設計與實施》一書闡述了STEM課程建設的本質、模式與特征。這本書提出，STEM課程的設計與開發首先須遵循課程開發的基本規范，聚焦課程的定位、課程的價值取向、課程的構建、課程的目標、課程的實施與課程的評價等六方面。其次，STEM課程是體現跨學科融合的綜合課程。最后，STEM課程是項目式課程。和所有的項目式課程一樣，它在設計開發與實施時是以真實項目為驅動的。這種界定對于學校建設STEM課程非常有價值。書中還對STEM課程目標設計、內容開發、內容來源與轉化、實施路徑及評價都進行了系統的論述，并給出了不同類型的STEM課程案例供讀者參閱。
STEM分為廣義和狹義之說，其本質是跨學科教育，但在當前學科教學占據絕大部分時間的情況下，如何在學校開展STEM教育？我們從學科教學、跨學科教學、活動與競賽等不同的STEM教育形態出發向教師們展示如何開展STEM教育。
《STEM學科教學》這本書有個副標題：鏈接與賦能，表明了本書作者對STEM與學科教學關系的認識。在作者看來，當下隨著新課標的發布，課程改革已經進入了以“提質增效”為特征的深化階段，學科教學還可以在關注學生的問題解決能力、跨領域合作交往能力以及學習活動設計與實施的有效性、學科之間的有機整合、信息技術與學科學習的深度融合等方面進行改進。這其中就體現了STEM教育對學科教學的賦能。STEM教育的跨學科性、項目式的學習方式，強調在真實世界中創造性地解決問題的能力，不正是新課標期待學科教學完成的目標嗎？如何實現這種賦能呢？這就是鏈接的作用。歡迎讀者進一步閱讀這本書，挖掘更多學科教學與STEM教育的關系。
STEM教育最典型的特征就是跨學科融合,這也是新課標所強調的。很多老師對跨學科教學感到陌生，不知道如何應對，所以我們專門寫了一本《STEM教師的跨學科成長》。這本書以活潑新穎的視角闡釋了跨學科的演變過程，并從學識、思維、視角、技能四個方面給出了教師的跨學科成長路徑。讀完這本書，相信你會深受啟發，積極走上跨學科成長之路。
▲點擊圖片購買本書
STEM教學如何設計與評價？我們也專門用一本書來進行闡述。新課標強調素養導向的教育，強調“教—學—評”一體化，這些理念在STEM教學中如何實現？STEM教學是否有獨特的教學模式和有效的教學策略？作為一種項目式學習，STEM教學又如何實現通過評價促進學生核心素養的發展？如何設計和使用STEM學習評價量表？《STEM教學設計與評價》一書對此給出了積極的回應，并結合STEM學習的創新案例幫助大家對這些問題有更清晰的認識。
▲點擊圖片購買本書
STEM教育在中國經歷了演變的歷程，科技教育曾經是更為我們所熟知的名字，尤其是科技活動和競賽，學校和學生都很喜歡，參與度高。伴隨著課程改革，學校設置了小學科學、中學理科課程、通用技術、信息科技、綜合實踐等有關課程，并開設有社團、校本課程以及科技節等多樣的、豐富多彩的課程與活動。STEM教育與原有的很多科技活動和競賽有著傳承關系。學校和校外如何組織、設計STEM活動與競賽？它們與學校的課程是什么關系？不同學段的STEM活動有什么特點？有哪些典型的STEM活動與競賽？STEM活動與競賽如何體現育人功能？《STEM活動與競賽》一書對此進行了有意義的探索。
相比于常見的學科教學，STEM教育具有很大的特殊性，強調在真實的任務中解決問題，因此需要相應的空間、特殊的環境給予支持。什么樣的學校空間是我們所期待的？它傳遞著怎樣的理念？空間與教學和育人之間是什么關系？學習空間設計有哪些可能性？為了回答這些問題，我們專門寫了一本《未來學校設計：STEM空間營造》。這本書無論是寫作方式還是內容都非常具有創新性，它既有人文的敘事，又有哲理的思考，還給出了操作的方法。從中我們可以看到對學校設計方法論和流程的闡釋，并通過具體案例了解到好的學校設計是如何誕生的，體會新的學習理念是如何影響空間設計的。
STEM教育特別注重學生思維方式的培養，我們用4本書闡述了4種重要的思維——工程思維、設計思維、計算思維、創新思維。在過去的學校教育中很多老師對這些思維的培養感到陌生，隨著育人目標的改變，思維發展成為教育中極為重要的部分，特別是上述4種思維方式，無論學生將來從事什么職業，這幾種思維培養好了，應對工作就會游刃有余。《STEM與工程思維》一書的作者從認知維度、能力維度和實踐維度三個方面闡釋了工程思維的價值、特點、思想方法，同時給出了運用工程思維解決問題的策略，以及工程思維教學案例及解析，為教師理解工程思維，有效開展教學實踐提供了支持。
設計思維在各行業中應用廣泛。有些中小學也開設了設計思維培養課程，但是大部分學校教師對設計思維及其教學還是陌生的。《STEM與設計思維》一書力圖用一種設計思維的方式來寫作，使用圖文并茂的形式讓讀者一眼就可以看到設計思維的要義，并獲得不一樣的閱讀體驗。書中給出的大量案例也會讓讀者切身體會到設計思維的魅力，以及如何在教學中運用設計思維。
進入智能時代，面對全新的世界，人類不僅需要開發新的工具來控制和體驗這些設備與技術，更需要全新的思維方式，使我們能夠看透技術的本質，以創造性的、深思熟慮的和適當的方式理解并使用這些技術。從這個視角來看，計算思維作為運用計算機和互聯網及其他信息處理代理有效執行人類構造和表述問題的思維方法，不僅是計算機科學家和數字工程師的專業興趣，也將超越具體學科，成為這個時代最基本的思維方式。這是《STEM與計算思維》這本書中對計算思維的描述。計算思維將成為21世紀公民必備的基本思維智慧，成為與閱讀、寫作、算術一樣的基本技能。如此重要的思維在中小學應該如何培養？本書作者對計算思維的本質、指向計算思維教育的STEM項目設計以及如何運用計算思維解決學科教學問題都做了系統闡述，并輔以案例說明。
創新思維是21世紀核心素養中的重要組成部分。對于創新思維大家既熟悉又陌生，熟悉的是在許多場景下都會提到創新思維的培養，陌生的是如何在學校教育中有效培養創新思維。創新思維可以賦能學生在不久的將來自如地應對工作、生活帶來的挑戰，也為社會帶來更大的價值。賦能學生的前提是賦能學校，而這中間最重要的一環是賦能教師。教師如何設計教學活動激發學生的好奇心，使用什么方法和工具鼓勵學生自主探索、應對挑戰、學會從失敗中學習，如何創建一個友善的環境，使用正確的溝通方式和學生對話、交流，值得每一位教師在閱讀時深思。在這本《STEM與創新思維》中你還會了解到我國和新加坡多所學校的創新思維教學培養案例。
人工智能也是目前學校開展STEM教育的重要內容領域，因此我們特別編寫了《STEM與人工智能》這本書，通過對各學段大量案例的展示與解析，讓教師了解在STEM教育中如何開展人工智能相關內容的項目設計與實施。
我們期待這套STEM教育叢書能給教師提供更加全面了解STEM教育的機會，同時也希望這套書成為教師開展STEM教育的得力助手。我們還會開發與這套書配套的視頻課程，使其成為STEM教師專業學習的有效資源。希望我們的努力能助推中國STEM教育的發展，更加希望我們這套書能成為正在閱讀本書的你的好朋友。
