序

STEM 是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数

学（Mathematics) 四门学科的简称。STEM 教育并不是科学、技术、工程和数

学教育的简单叠加，而是将四门学科内容组合，从而形成有机整体，强调多

学科的交叉融合，以便更好地培养学生的创新精神与实践能力。

面对我国目前创客教育、STEM 教育开展的现状，许多教师感到困惑，不

知道要教什么，如何教。这个问题也是所有培训机构正在考虑的问题。经过初

期的发展，各培训机构都认识到，简单的兴趣活动并不能持续地吸引学生，只

有合理的课程才能使创客教育活动、STEM 教育活动持续发展。同时家长也提

出，我们的孩子参加这些活动，出口在哪里？经过学习，他们会有哪些收获？

反思当前的课程体系我们发现，目前的科学课程与学生创新之间缺少连

接环节，即工具的选择与使用，这也是目前创客教育、STEM 教育正在研发与

推广的课程。这些课程将帮助学生学会选择并掌握工具，学生只有掌握了这

些工具并将其用于创新，才会体验到成功的喜悦。

现代的学生有多种信息来源，这让他们富于创新的灵感。然而，任何一

个创新作品仅有科学原理是不够的，还需要技术、数学这些工具来帮助实现。

我们并不缺乏科学的课程，如学校里开设的一些传统课程物理、化学、数学等，

但这些课程与我们的生活联系很少，这使得我们在完成某一作品的过程中遇

到了很多难以克服的困难，借助哪些工具？如何使用这些工具？这恰恰是我

IV

BitStarter Kit 与中学生编程基础

们在开发课程时要考虑的。

考虑到目前各学校对STEM 课程的需求，在广大同行的支持下，我们根

据中国学生的特点，推出了“STEM 教育丛书”。借助这一丛书，汇集各名校

的优秀课程，传播国内外STEM 教育的成果。

我们希望“STEM 教育丛书”能够激发学生探索的兴趣，并动手将他们

的创新梦想变成现实。

郑剑春

2016 年12 月

前 言

目前，很多学校已经开设了机器人和人工智能的相关课程，“教什么，如

何教”也成为一个很值得探讨的问题。作为信息技术教学的一个重要内容，

人工智能教育展示了巨大的生命力。这并不是因为它是一种学生的活动，也

不是因为它是学生喜欢参与的比赛项目，而是因为它具有开放性的特点。机

器人教育课程覆盖范围十分广泛，可以与各学科的内容相结合，每一年龄段

的学生都可以找到与他们接受能力、智力发展相适应的课程，通过机器人教

育课程而获得知识与能力的提高并能够参与创新活动。与其他学科相比较，

机器人学科可以说是真正意义上的开放性学科，它充分体现了信息时代的特

点。机器人学科为学习者提供了一个开源的课程体系，很多传统的学科可以

借助机器人变得更加精彩，学生知识的来源也更为广泛，信息获取的渠道也

呈现出多样化。在这一领域里，有经验的教师不再是课堂上的引领者，而是

课堂上的设计者、学生的指导者。课堂可以根据学生的不同水平、爱好和兴

趣定制。学生真正成为学习的主人，他们的学习进度也可以是不统一的，可

以根据他们的理解能力和动手实践能力而有所不同。

机器人教育作为一个适宜学生参与的活动，可以为学生提供一个参与、

协作、交流、展示的平台，让学生在团队协作中学习管理、学习分享、学习

沟通，在一个共同的目标下开展互助、分工与合作，也可以在活动中注重对

学生人文精神的培养，使学生们从小懂得合作、学会展示、学会交流、学会

向优秀者学习，这也是其他任何学生活动都不具有的特点。这一特点也让我

VI

BitStarter Kit 与中学生编程基础

们的教学组织方式变得多样化，如项目式教学、学习共同体教学等新的教学

形式。

只有适合学生年龄、心智发展水平以及动手能力的课程才会产生最好的

教学效果，启发学生的创造力并为以后的学习打下坚实的基础，学生才会学

有所得、学有所用。为此，我们在学校的支持下，开发了面向小学、初中、

高中各年级的人工智能课程，这些课程相互承接，循序渐进，引进了先进的

编程方式和设备，通过学习这些课程激发学生们学习和创造的潜能，并能够

具有面向世界的眼光。

本书在编写过程中得到了韩雪飞老师的大力支持和帮助，在此向韩老师

表示衷心的感谢。

郑剑春

2020 年1 月