前言

2017年2月，教育部颁布的《小学科学课程标准》首次让工程和技术以独立学科领域的方式进入科学课程，STEM框架雏形初现，这在我国科学教学发展中是一个标志性的跃升。STEM即科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）与数学（Mathematics）四个英文单词的缩写，它是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，将四个原本独立的科目有机地融为一体，有利于学生创新能力的培养。

科学教育的本质是引领学生探索和发现世界，让学生能够学习到如何设计，学会解决问题和懂得创新，这也是STEM教育的精髓所在。开展STEM教育时，要在小学科学课程中学会创新解决问题的基础上注重学生的动手操作以及解决问题的能力，提高学生对科学的兴趣，进而激发学生积极创新的动力，使STEM教育与小学科学课程有更好的整合。

随着新课标的颁布，全国小学科学教育界掀起了学习和实施STEM教育的风潮。但我国以往的科学课程教学相关的参考书籍很少，给欲开展STEM课程的教育工作者带来了不少的困难。本书为配合小学科学新课标的颁布而推出，全书案例由多位小学科学一线教师在其开展STEM教学活动经验的基础上，不断进行总结与修改而成，给欲开展STEM教学的教育工作者提供可行性参考。

本书在写作过程中力求在以下几个方面能有所体现和创新：

1．贴近课程。所有的案例皆以当前的小学科学教材为蓝本，充分发掘原有教材内容中的科学知识、工程与技术领域内容，寻找其中最适合开展STEM教育的教学内容，结合数学、艺术等学科知识，加以创新与加工后完成。

2．操作性强。每一篇案例都是经过教师的课堂实践，进行了多次修改与打磨而最终定稿的，力求使每一篇案例都符合学生的心理特点与掌握知识的程度。让学生通过动手制作物品，让该年段的孩子能学有所获，学有所成，享受了解物品工作原理的乐趣。

3．适合课堂。本书每一个案例都在结合原有课本知识的基础上，增加了学生独立动手实践的内容，通过激发儿童对周围世界的内在好奇心，调动学生的学习兴趣，让原本枯燥的知识通过学生在课堂上的动手实践能更好地掌握，同时能有效开拓学生创新思维，让教师运用STEM方式开展课堂教学活动。

4．图文并茂。案例配有丰富有趣的图片，让阅读本书的读者都能感到一定的趣味性，不会乏味。此外，读者通过阅览案例中的流程图和结构设计图，能更了解课程内制作产品的具体流程和成品的模样，且制作步骤配有制作时的分步图，让每一位想要完成产品的读者，可形象直观掌握操作方法，轻松上手。

全书20多个案例分为物质科学、生命科学和宇宙科学三大领域，可供各位老师在教不同领域知识时选择。相较于以往注重物质科学方面的教参，本书给了各位教师更多的选择，提高STEM教育在小学科技教育中的实用性。每个案例皆由13个部分组成，分别为：

1．STEM目标。将每一节案例学生所需要掌握的目标分为科学、数学、工程和技术四个模块进行描述。清晰明了地让使用者了解学习该案例所需掌握的内容，以帮助学生在相互关联的、真实世界的、跨学科的问题情境中获得问题解决技能。

2．适合年段。全书案例分为高、中和低三个年段。

3．背景。说明教学内容选择的知识背景和学生认识的背景。

4．需求。说明学生通过案例制作出产品的适用情况及需求。

5．设计思想。介绍编写该案例的初衷和产品的期望，方便教师理解设计意图。

6．结构设计。配以结构图，清晰呈现给读者依照案例完成的作品内部细节和组成部分。

7．工具和材料。将案例所需的材料列出，方便使用该案例的教师准备器材。

8．步骤。用图文对照的形式展现制作流程，使用者可简便地依照该步骤制作作品，并体现个性化的特征。

9．展示与交流。提供依据案例所制作的成品如何在课堂展示的建议。

10．评价。立足于案例指出评价的主要方向、可使用的依据，以及可采用的评价方法。

11．知识拓展。提供拓展知识，进行课外教学，开阔学生的视野，或供学有余力的同学自行学习扩充知识广度。

12．职业链接。配与案例内容相关的职业，不仅让学生明白知识的实用性，更能向他们渗透正确的职业观，帮助学生日后制定自己的职业规划。

本书可在常规科学课堂上作为教学内容的补充，或用作第二课堂的教参使用；也可在学校科技活动或比赛前，用作对学生的思维训练指导，促进孩子动手能力的发展；更可供各位家长指导孩子使用，依据本书在家就能轻松培养孩子的科学素养，提高孩子多方面的能力。

因为对STEM教学的研究仍在进行中，我们在此只是体现了作者对STEM教学的理解，编写的案例可能仍有欠缺或不完善之处，希望借此书的撰写与出版能抛砖引玉，能够与更多的STEM教育工作者进行更深入地研讨，欢迎各位使用者提出宝贵意见。