北京市第三十五中学国际部STEM特色课程精彩内容分享

STEAM课程为我校特色课程之一，是集Science（科学）, Technology（技术）, Engineering（工程）, Art（艺术）, Mathematics（数学）为一体的融合课程教育。STEAM教育对培养学生的科技兴趣、科学精神、创新能力、问题解决能力等具有重要的意义和价值。课程由我校教师与中科院合作建立十大高端科学探究实验室，清华大学教授共同研发。今年是我校的第七届STEAM课程，共开设19门系列课程，旨在培养学生的创新能力及核心素养。

【“预”见未来—未来智能化服装的畅想】

在科技发展的今天，智能化的服装逐渐的出现在我们的日常生活中并为我们提供诸多的便利和可能性。在医疗领域，“智能服装”可以通过传感器来帮助我们第一时间搜集和掌握病人的脑电波，体温， 呼吸，心率等个人信息，将其反馈在电子设备上。在生活方面，智能服装通过添加太阳能板，实现为手机和电子设备充电，或者可以为穿着者提供翻译服务，还可能搜集人体的一些情绪变化通过色彩变换的方式将其呈现在服装上。

2022年的STEAM周，12名同学脑洞大开，在智能化服装领域用思考和实践展开自己的畅想，释放自己的天赋和才能

【“可以吃”的化学Eatable Chemistry】

本课题共包括两部分：一、果酒、米酒的酿制；二、“0糖，0卡，0脂，0反式脂肪”是真的吗？第一部分，希望学生通过动手酿造果酒和米酒，感受化学在生活中的应用，了解发酵原理及背后的化学知识。第二部分，希望学生以化学知识丰富头脑，甄别广告宣传，培养科学探索精神，补充生活中的化学常识。

两部分课题都与食品中的化学和化学在食品行业的应用有关，希望借此机会，让学生体会生活处处皆化学，化学不止有方程式，带领学生感受化学魅力，爱生活，爱化学。

【水火箭的制作/鱼缸智能系统的搭建】

家里养鱼的好处有：缓解视觉疲劳，美化环境，调节室内空气的氧含量和湿度，鱼缸作为鱼儿的家，是维持鱼儿生命的场所，那么鱼缸内的生态系统、过滤系统和循环系统等结构的搭建就至关重要，身处的人工智能的时代，喜爱养鱼的人们一定想拥有一个一体化智能的鱼缸。《鱼缸智能系统的搭建》将学生高中阶段所学的电磁学，电路等物理知识和模块编程有机结合，实现了鱼缸的语音控制和温湿度显示，通过PBL的学习模式，把学习设置到有意义的生活情景中，通过学生的自主探究和合作来解决问题，培养学生解决问题的技能和自主学习的能力。

水火箭是一个利用质量比和气压作用而设计的玩具，同时是物理教学中著名的案例之一，可以培养学生对于物理学习兴趣，而其中蕴含的物理原理是了解物理中力学的重要的基础。本课题利用学生已经学习的力学基本知识，结合老师补充讲解的流体压强，火箭助推的知识，初步认识简单的水火箭。同学们利用身边的材料，制作简单水火箭。用物理知识认识生活，激发学习物理兴趣，同时解决实际生活中的问题，引导学生自己动手去搜集和设计，自行操作，解决难题，培养其理论联系实际的能力。

【Desmos数学艺术绘画班】

各种数学函数图像是纯天然的线条，可以用于构成各种图形的边界线。Desmos是全世界非常受欢迎的开源数学软件，操作简单，界面友好，功能强大，共享资源丰富。每年Desmos全球数学艺术大赛作品都非常惊艳。利用函数图像作图对学生各类数学函数的各种基础知识是一个很好的综合学习和应用的过程，基于Desmos这个优秀的平台，把数学和基础编程结合，对学生艺术修养和整体知识提升有极大的帮助。

这两天同学们学习了基本的函数知识和desmos 基本操作和初步画图的尝试，选取了自己喜爱的图片，正在进行属于自己的数学创作

【魔方的还原与制作】

魔方 (Rubik’s Cube),是匈牙利布达佩斯建筑学院鲁比克教授在1974年发明的，它拥有竞速、盲拧、单拧等多种玩法，是最受欢迎的智力游戏之一。魔方和数学有着密切的关系，可作为一种帮助学生增强空间思维能力的教学工具，培养学生数学的基本能力和数学思维。该课程主要聚焦到魔方的还原上。从常规的三阶魔方开始，在众多变换中寻找规律，力求在一定时间内还原三阶魔方。在三阶魔方的基础上，将寻找到的规律运用到异形魔方的还原上，探索多种异形魔方，例如：镜面魔方、粽子魔方等。不少同学都是第一次尝试还原魔方，从最开始只能艰难的还原一面，到三分钟之内能快速全部还原，甚至不少同学挑战异形魔方，在思维的碰撞中感受百转魔方的乐趣。

【地球大数据与可持续发展】

地球科学大数据课程，是一门以地球科学为核心，辐射数学、计算机、经济学、生物、化学、环境等多门学科的科学实践类课程。在本次STEAM课程中，学生通过实地调查，运用多种科学仪器，开展校园数目碳储量估算、生物多样性调查、热环境调查、噪声状况调查等多种实践调研活动，掌握基于校园环境观察的生态检测方法和能力；从身边环境做起，了解校园环境对于可持续发展的意义，提升地球保护意识，采取可持续发展行动。

【有趣的微生物】

老师和同学们共同玩转细菌。理论学习后利用网络搜索相关资料，设计实验方案并绘制流程图。在老师的指导下同学们协作完成实验，面对实验问题通过和师生之间的探讨最终克服并解决了难题。本次实验包括了三个小主题：大肠杆菌艺术画，耐盐菌的筛选和培养，稀释涂布法菌落计数。同学们可以自选其中的某个主题，探索微生物的世界，学习微生物学的基本操作方法，最终撰写mini poster，并进行展示汇报。通过课程对大学的科研经历提前了解，为日后大学的学习奠定坚实的基础。

【学生感悟】

作为一个标准吃货，这个课题里的“吃”字深深吸引了我，果断“抢”课。之前，化学课上老师总强调，不可以在实验室吃东西，即使NaCl也不可以尝，这次终于可以光明正大地在实验室“开吃”了。我们第一次将刚刚学完的化学知识运用到食品制作的过程中，第一次深入了解，原来化学离我们的生活真的那么近。

“可以吃”的化学Eatable Chemistry     舒欣雨

网课期间，我一直在自主健身，期间的饮食问题我非常关注，并也产生了许多疑惑，比如：为什么有些饮品里含有碳水化合物，但是热量却是0？0糖0脂0卡的食品究竟是如何做到的？这是真的吗，还是只是商家的噱头？所以在看到eatable chemistry后便果断选课。在课程中，我们小组合作做了果酒，米酒，过程十分有趣，大家做的果酒已经酒香四溢。之后我们研究了关于0卡的课题，老师带着我们进行信息检索，查阅相关资料和文献，知道了0卡的原理，并对减肥饮食提出了合理化建议，不仅培养了我的科学素养，也同时提高了我的饮食知识，还让我学会如何辨识商家宣传，受益匪浅。

“可以吃”的化学Eatable Chemistry     姜涣麟

在这两天里，我们学习了一些力学知识。简单的了解了火箭升空的原理，并仿制出了水火箭。并且制作的非常成功。在鱼缸的智能系统搭建中，我们了解了电路，电磁和计算机技术。让我们不仅感叹现在的物理技术的高深，对我们的生活也带来了深远的影响。

水火箭的制作/鱼缸智能系统的搭建   王虹寓

作为偏文科方向的学生，平时是很少有机会接触物理的，虽然没有那份天赋，但在内心深处，总有那么一丝渴望，想去了解物理，接触物理。正如宗教之于古代人民，现在的科学对我们而言，似乎更近似某种神秘的事物，一种无所不能的力量，可以说是一种社会符号，然而科学本身，却是反对这种思想的。火箭之所以能够飞天，是因为其中每一步都是严密计算好了的，NASA为了登上月球，一直设计到了第十一代阿波罗，投入数百亿美金，而后面的每一个物理原理，并非是出于我们的主观臆断，而是世界的真实反映。水火箭这一课程，帮助我们揭开了物理学神秘的面纱。

水火箭的制作/鱼缸智能系统的搭建    张弛无隅

作为一位之前完全没有接触魔方的人，这个课程让我对这个小巧精致的玩意燃起了浓厚的兴趣。刚开始无从下手的时候，老师的悉心指导在给我提示的同时依然保留了我自己可探究的可能性。经过几天的学习与试错，我已经可以独立完成三阶魔方的还原，也开始尝试挑战更复杂的魔方。

魔方的还原与制作  阎子仪

在魔方课上，老师教会了我们最基础的三阶魔方还原步骤，除此之外，我还见到了许许多多不同的异性魔方，例如镜面、金字塔、风火轮等。每个魔方都是通过最基础的三阶魔方还原的步骤变通而来。当我每还原完一个异性魔方之后，都会有很大的成就感。

魔方的还原与制作  胡佳靓

从这次的魔方课上我锻炼了自己大脑的记忆能力，因为魔方的种类繁多，公式也较为复杂，学习魔方的前提是需要一定的记忆能力，和理解能力，在不断地学习过程当中，不断地提高我的记忆能力。我学习魔方还可以锻炼观察能力，一个打乱的魔方，重新排列组合后，有上千万种不同的组合顺序，想复原好一个魔方，必须具备一定的观察能力，反之在不断地学习复原魔方的过程当中，也可以锻炼一个人观察力。学习魔方更可以锻炼反应能力，经过记忆与观察后，我们会学会记忆一些技巧性的魔方复原方法，当出现某种情况的时候，就会对应某种公式，从而做出相对的反应操作，这一点就锻炼了我的反应能力，加强了我的肌肉记忆。学习魔方最后可以锻炼我的协调性，复原一个魔方需要我的手脑并用，在眼睛做观察的基础上，大脑思维迅速运转，紧接着就是下达指令，让手指来操作复原流程，长期的一个练习之后就可以增强我们的肢体协调性。

魔方的还原与制作  王星皓

Desmos领略数学之美是这个图形计算器的宣传语，在这次活动之前，我一直认为Desmos仅仅是一款很方便的图形计算器，几乎所有的函数图像都可以被它完美展示。在这次STEAM课中，我们用Desmos进行艺术绘图，用函数和方程来绘画自己喜欢的图案，虽然期间遇到了很多困难，但我们更加明确了函数图像，并运用三角函数、直线及圆的方程、以及新知识——椭圆方程等等绘出了数学之美。

Desmos数学艺术绘画班   黄芮佳

在本次课程中，我学会了使用函数绘画。在绘画过程中加深了对函数的理解，更加深入地理解了各个参数的意义。学会了之前没学过的椭圆方程，并了解了方程的推导过程。在动手实践的过程中发现即便是零点几的偏差也会对图像造成较大的影响。因此，每一个公式都需要不断调试，确保最终函数的呈现位置不会和原图像有太大偏差。

Desmos数学艺术绘画班   王清扬

STEAM周课程中，我参加的是数学艺术绘画，是使用desmos进行在线绘图，用各种各样的函数公式画出许多好看的图案，进行填色，调整各种公式绘画出精美的图案，通过这种方式我认识了更多公式。开课第一天，老师给我们上了一节“数学课”，公式写满了黑板，把我们都看傻了，后来进行了一些简单图案的绘画，起初我们并没有找到规律，一个一个数字式子往里带，花了很长时间才能找出一个差不多匹配的线条图案。一天下来，眼睛都酸了，但到后来,看着几十条自己找出来的公式画出的精美图案，就感觉成就感很高。我们在小组合作作图中出现了很多问题，最大的问题就是成员各自在自己电脑上绘图，但是成稿要合成在一起，最后我们手动合成敲出了上百条式子才画出图案。Desmos课程非常有意思，将数学公式和艺术结合利用各种函数图像拼成一个个有趣的图案。从选图，画图，找式子都是小组成员一起，最后大家一起看着漂亮且带有颜色的图案和上百的公式，成就感一下就出来了! 数学艺术绘画真的是一个非常值得尝试的课程。

Desmos数学艺术绘画班   罗静怡

参加STEAM周课程帮助我对数据分析产生了一些初步的了解，体验到了遥感观测地球的影像到底应该如何进行下一步分析，需要非常细致的观察之后才能获得有用数据。同时非常感谢来自清华大学和中国农业大学的教授们和博士生来帮助我们学习。

地球大数据与可持续发展  董小妤

在STEAM周我们实验室第一次迎来了线下的数据采集，我们有机会接触到了各种探测仪比如分贝探测仪和热成像探测仪。每天上午我们都在校园内学习如何使用仪器并且记录各种数据，下午我们会回班用数学模型处理数据，也学到了很多Excel的知识，这一周学到了很多论文写作和数据采集的能力，对我日后的科研学习生活帮助颇多。

地球大数据与可持续发展  徐介驰

最大的感想就是学术的探索是需要非常严谨和真实的。做学术同时兼顾高效率是很难的一件事情，我们可能会走的很慢，但是我们的能力也会随之提高，这对我之后的学业来说是非常重要的。希望以后能有更多的机会进行相关的探索，让我们更加受益匪浅。

地球大数据与可持续发展  杨雪驰

STEAM周的科技课的课程远远超过我的预期。在这一学年的地球大数据科学课中我们主要学习联合国可持续发展目标，我们具体了解了各项可持续发展目标的内容也学习了国际上各种支持可持续发展目标的技术。这一周，我们小组也开始采用各种专业的仪器测量的学校各处的噪音，并且学习了如何制作校园内噪音大小的分布图。接下来，我们还利用仪器测出学校内古树的树高，并且用excel表格计算出树木的含碳量。接下来我们将把重心放在小组课题，对绿地功能的研究上，我们将以小组合作的方式完成一篇非常专业的4000字以上的论文，创作的过程中肯定痛苦，但是一想到自己可以在高一就完成一篇论文每个人都是心情激动，动力十足。

地球大数据与可持续发展  王雪卿

有趣的微生物课题带领我们深入了解微生物中的分支——细菌。这个充满了实验的课题是从配置细菌的“温床”——培养基开始。为了让细菌能够成功的生长，我们不仅需要精准地称量，还需要调制PH值等。随处可见的细菌却需要如此多的条件生长，这让我对微生物世界有了新的认知。之后的课程中我还学习到了培养基的新功能——鉴别细菌，比如：在伊红美蓝培养基上大肠杆菌会发出金属色的光泽，我们利用这一特性在培养基上进行绘画以及艺术创作，这与STEAM中的艺术相结合，让我感觉到了生物的艺术美。

有趣的微生物  王欣雨

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