يأتي هذا الكتاب ليسد فجوة معرفية وتطبيقية، مستهدفًا معلمي العلوم وطلبة الدراسات العليا في ‏مجالات تعليم العلوم وتعليم ‎ STEM، ليكون مرجعًا شاملًا يقدم أسسًا نظرية وأدوات عملية تُمكِّن ‏المعلمين من تصميم أنشطة تعليمية تفاعلية ومبتكرة، وتحفيز الطلبة على التعلم النشط ‏والمشاركة الفاعلة‎.‎

يمتاز هذا الكتاب باحتوائه على مجموعة متنوعة من الأنشطة العملية المصممة بعناية ‏لتلبية احتياجات معلمي العلوم وطلبة الدراسات العليا والباحثين على حدٍ سواء. هذه الأنشطة لا ‏تقتصر على تعزيز فهم المفاهيم النظرية، بل تُركز أيضًا على التطبيق العملي الذي يُساعد ‏الممارسين على تحويل النظريات إلى تجارب تعليمية مُلهمة في الفصول الدراسية. كما تُتيح ‏هذه الأنشطة فرصًا للتعلم من خلال التجربة، مما يجعلها أداة فعّالة لإعداد الطلبة لمواجهة ‏مشكلات العالم الواقعي. يُمكن للميدان التعليمي والممارسين الاستفادة من هذه الأنشطة لتحسين ‏جودة التعليم، وتعزيز مشاركة الطلبة، ورفع كفاءتهم في التفكير النقدي والإبداعي‎.‎

يتألف الكتاب من أربعة فصول مترابطة، تُلقي الضوء على مختلف جوانب تعليم ‎ :‎STEM‎

الفصل الأول (مدخل تعليم‎ STEM ‎من النظرية إلى التطبيق) يتناول هذا الفصل مدخل‎ ‎STEM ‎‏ (العلوم، والتكنولوجيا، والهندسة، والرياضيات) كنموذج تكاملي في التعليم من خلال ‏استعراض أهميته ومبرراته والنظريات التربوية المرتبطة به مثل النظرية البنائية، ‏والنظرية الاجتماعية الثقافية، ونظرية هوية ‏STEM، كما يتناول الفصل دور التكنولوجيا ‏والهندسة كأدوات لتطبيق المعارف العلمية والرياضية، ويعرض العديد من الأنشطة لتعزيز ‏مفاهيم التكنولوجيا والهندسة لدى الطلبة، بالإضافة الى ذلك يركز الفصل على تقديم ‏استراتيجيات ونماذج لتصميم أنشطة‎ STEM ‎في صفوف العلوم، كالنموذج العام نموذج‎  ‎ADDIE ‎للتصميم التعليمي ونموذج ‏EDJA‏ التعليمي ونموذج التعلم الخماسي المدعم بالجدل ‏العلمي ونموذج التعلم بالمشروعات التعليمة والتصميم الهندسي، مع توضيح أمثلة تطبيقه ‏عليها، كما يستعرض الفصل  دور المعلم في تطبيق   أنشطة ‏STEM‏ وتقويم التعلم فيها.‏

الفصل الثاني (التصميم الهندسي في تعليم العلوم) يركز على التصميم الهندسي كأداة تعليمية ‏فعالة في تعليم العلوم وتوضيح كيفية تطبيقه في الفصول الدراسية لتعزيز مهارات التفكير ‏المختلفة لدى الطلبة من خلال تقديم أنشطة مبتكرة ومواقف تعليمية تحاكي الواقع. ويستعرض ‏الفصل التصميم الهندسي وارتباطه بالنظريات التربوية ومعايير ‏NGSS‏ ونماذج عملية ‏التصميم الهندسي، كما يتناول التعليم القائم على التصميم الهندسي، ومهارات التصميم الهندسي ‏مع التركيز على المهارات الأساسية مثل التفكير التحليلي والإبداعي، ويقدم الفصل أنشطة ‏تخطيط وتصميم دروس باستخدام
خطوات التصميم الهندسي، وعرض المفكرة الهندسية كأداة ‏لتوثيق تحديات الطلبة وحلولهم‎.‎

الفصل الثالث (عادات العقل الهندسية: مدخل لتعزيز التعلم الفعّال) يتناول عادات العقل ‏الهندسية ويبرز دورها في تعزيز التفكير والتعلم، ويستعرض الفصل عادات العقل الهندسية ‏وأهميتها وطرق تنميتها وتشمل عادات: التعرف على المشكلة، والتبصر، والتحسين ‏والتطوير، والإبداع في حل المشكلات، بالإضافة الى عادة التكييف، والتفكير المنظومي. كما ‏يقدم أنشطة تعليمية مبتكرة لتنمية كل عادة عقل هندسية، وتتنوع الاستراتيجيات والأساليب ‏المستخدمة في الأنشطة حسب نوع عادة العقل المستهدف تنميتها مثل استخدام العبث الهندسي ‏والتفكير المعكوس واستراتيجية البدائل العشرة و إدارة الأزمة  والتعلم من الفشل وغيرها.‏

الفصل الرابع‎ ‎‏(تعليم‎ STEM ‎جسر للمعرفة المتداخلة) يختتم الكتاب باستعراض تعليم ‏STEM‏ كجسر للمعرفة المتداخلة‎ ‎‏ من خلال تسليط الضوء على  التكامل بين STEM ‎ومجالات أخرى لتوسيع آفاق الطلبة وتحفيزهم على التفكير المتداخل، حيث يوضح الفصل ‏أنواع التكامل المختلفة، مثل تكامل‎ STEM ‎مع الفنون (‎(STEAM، والبيئة‎ (E-STEM)‎، ‏والعلوم الاجتماعية، والرياضة، كما يعرض نماذج واستراتيجيات لتصميم أنشطة تعليمية قائمة ‏على التكامل، مثل نموذج جاكوبس ونموذج التعلم القائم على الظواهر‎ (PhBL)‎، رونموذج ‏التعلم القائم على السياق التاريخي ونموذج التعلم القائم على السياق الاجتماعي، و‎ ‎يركز الفصل ‏على كيفية تطبيق هذه النماذج في تصميم أنشطة تفاعلية تجمع بين مختلف التخصصات ‏لتوفير بيئات تعلم شاملة وملهمة‎.‎