前言
1975年，美国学者赫德提出：技术素养与科学素养应当并列成为科学教学的主要目标。之后涵盖科学的学科之间的融合贯通思想日益在教育界受到关注与发展。1986年，美国国家科学委员会发布报告《本科的科学、数学和工程教育》，提出了“科学、数学、工程和技术教育集成”的纲领性理念，旨在打破学科之间的界限，培养学生的理工素养，这被视为STEM教育的里程碑。随后美国国家科学基金会将“科学、技术、工程、数学”四门学科融合称为STEM教育，旨在以问题解决为驱动和学科综合理念来培养学生的STEM素养。当STEM教育理念真正用到实际教学中时，美国学者格雷持·亚克门就在原有的STEM教育中融入了艺术素养“Art”元素，称为“STEAM”教育。随着STEM教育发展的过程中不断地丰富学科范围，最终扩展到STEMx教育，这其中的x，意味无限可能，代表了学生科学精神和综合能力的延伸，强调社会价值、人文艺术、信息技术与STEM的融合。
STEM这几个组合字母虽然是舶来品，却是一种新型教育形态，它的内涵是注重培养学生动手实践能力和动脑创新能力，从小养成独立思考、追求新知、敢于创新、敢于实践的习惯，可见STEM教育和我国一直提倡的培养具有综合素养、全面发展的人的教育目标是一脉相承的，它对中国未来教育发展具有重要意义。正是基于该理念的本土化的教学实践与研究，结合小学和初中《科学课程标准》和《中国STEM教育白皮书》，创作了这本《小博士STEMx探索屋》。透过本书，我们期望倡导的是：尽可能实现STEMx教育中x代表的未知与无限可能；坚持进行以科学教育为核心、以项目式学习为载体的STEMx教育；在STEMx教育中注入生活科普理念。
X表达的不仅仅是除科学、技术、工程、数学以外的其他学科，更是一种对未知世界的求知和探索，学生在这种无限可能的学习环境中，犹如牛顿从苹果自然脱落的现象中发现万有引力般的思考、发现和创造，成就无限可能的自我。《小博士STEMx探索屋》期望营造的是：当青少年朋友驻足在这有形或无形的探索小屋中，经历一个个项目的探究与实践后，收获的是无限的X，即科学的理性与精神、思维的冲撞和习惯、合作的激情和默契、分享的感悟和快乐。
STEMx教育的核心是科学教育，而科学教育的关键是探究。科学探究是人们探索和了解自然、获取科学知识的重要方法。以证据为基础，运用各种分析和逻辑推理得出结论，公开研究结果，接受质疑，不断更新和深入，是科学的主要特点。《小博士STEMx探索屋》也就是遵循这些特点，设计了探究式学习为主的实践环境。全书的每个活动以提出问题、猜想与假设、设计实验、任务拆解（搜集证据、处理信息）、得出结论、交流评估等涵盖科学探究要素的形式呈现。以期每一位学生浸润在一次次活动中，获得探究的体验与思维的升华，从而培养求真求美的品质。
STEMx教育的载体是项目式学习。项目式学习的核心要素有真实问题驱动、任务设计、合作解决问题、持续的探究和实践、公开的成果表达与讨论等。《小博士STEMx探索屋》选择生命科学、物质科学、技术与工程三大领域进行编写，将每一个活动设计成一个项目式学习的内容。教师可以按活动的相关要素对学生进行项目式学习的指导，如创设问题情境，指导形成探究任务、设计探究方案、执行探究计划、形成表明学习深度及凝结核心概念的公开成果。基于此，本书是以三大领域、13个模块、42个活动项目进行呈现，具体是：生命科学的标本模块（活动1～3）、人体结构模块（活动4～6）、生物模块（活动7～10）；物质科学的力与机械（二）模块（活动14～16）、声学模块（活动17～20）、光学模块（活动21～24）、电学模块（活动25～28）、磁学模块（活动29～31）、电与磁模块（活动32～34）、空气动力学模块（活动35～38）、安全用电模块（活动39～41）；技术与工程的力与机械（一）模块（活动11～13）和供水系统模块（活动42）。
在STEMx教育中注入生活科普理念。最好的教育就是“从生活中学习”，这也是《小博士STEMx探索屋》期望实现的。本书中的探索屋可以是有形的教室、实验室、学校空间，也可以是无形的生活空间。不要把学生束缚在教室和实验室这些狭小的空间，除此之外还有广阔的科学学习天地。上下课铃声不应成为教学的起点和终点，因为来自生活中的探究是最直观、最能激发学生兴趣、最有利于学生学习探索的。笔者多年来一直倡导生活科普，即以“观生活中的现象、用生活中的材料、探生活中的科学、在实验室之外也能进行实验探究”为思路来普及科学的思维和方法。让学生处在开放的、真实的现实生活环境中，通过亲身体验问题解决进行自觉学习。在教师指导下，以个人或小组合作学习的方式进行实验性探究，主动获取与应用知识，解决问题。所以本书呈现的是有在课堂实践的内容，有在生活空间继续探究的内容。探究的问题来源于生活，实验材料的选择留有利用生活中材料的空间等。通过STEMx项目式学习实现“学习没有围墙、探究没有边界”。
面对即将刊印发行的《小博士STEMx探索屋》，笔者无限感慨。回顾2012年，当STEM教育理念刚刚引入国内处于萌芽之际，有一群关心教育的人士敏锐地关注到它，与它结缘，开启了边解读研究、边实践探索的历程。在各方的努力支持下，先试先行，促成了每年的STEMx展示活动。团队成员，结合各自的专业背景，坚持进行跨学科教学和研究。整整两年的时间，创作团队精心策划编写方案、分工撰写实践案例、反复斟酌修正文稿，才有了《小博士STEMx探索屋》的雏形。而该书能够最终完美的呈现，源于许多的关爱与支持。感谢上海市师资培训中心主任、正高级教师周增为老师在百忙之中为本书作序；感谢上海师范大学遗传学教授周根余老师、中国遗传学会高级工程师安锡培老师、复旦大学附属中学正高级教师王铁桦老师、华东师范大学教育学部白芸老师给予的关心和指导；感谢道理老师、范本恺老师为本书的策划提供宝贵建议；感谢创作团队中的万立荣老师、张鑫老师、朱小颖老师、周孝勇老师、王荣胜老师凝心聚力、不计得失为本书所付出的辛勤耕耘；感谢团队成员的领导、同事们以及亲朋好友们对编写本书给予的帮助、支持和理解；感谢前人的研究和创作成果，为本书提供了参考和借鉴；尤其要感谢张斌老师、刘乐丹老师、江飞老师为本书的最终呈现所付出的不懈努力。同样的感谢献给将本书作为指导学生STEM项目式学习参考用书或作为开展拓展型活动课程资源的中小学教师们，将本书作为校外（科技馆、少年宫、青少年活动中心）体验课程资源的科技指导教师们，将本书作为探究实践和课外阅读资源的中小学同学们，以及其他所有本书的读者，因为您的选择是对我们最大的支持和鼓励。
2019年10月