第1级概览
- 年级
- 一年级 · 小学
- 技术
- 动力机械与自动化
- 工具
- 编码操作块
- 套件
- 智能机器套件，每四人一组一份
- 项目
- 15个项目和一个毕业设计
- 每周时间
- 一节45分钟或90分钟的课程
- 挑战前与挑战后
- 设计一个雨水收集器
- 可持续发展主题
- 清洁用水与卫生设施
- 职业名称
- 风电场开发商、城市规划师、土木工程师
1级书籍演示学生们制作了什么
“智能机器套件”中的项目
在本关卡结束时
学生可以
- 制作一台由电机驱动的机器
- 将传感器用作输入设备，将输出设备用作结果
- 与搭档一起完成“定义”、“设计”、“分享”和“反思”这四个步骤
摘自SKOOL21各等级结业成果。
设计流程
它们的工作原理
- 定义
- 设计
- 分享
- 反思
15个项目和一个毕业设计。如需完整的项目清单，请索取课程大纲。
一级课程的全部学习成果及可持续发展目标
工程与设计
- 首次根据给定的标准和约束条件定义一个设计问题——例如，一个既能盛水又便于排水的容器（“设计雨水收集器”课前/课后挑战）。
- 利用“智能机器套件”中的编程积木、电机和传感器，构建一个符合指定要求的解决方案。
- 根据既定标准对已构建的解决方案进行测试，并找出一项需要改进的地方。
- 在该关卡最初定义的4人团队结构（队长、物资管理员、报告员、测试主管）内协作，完成一次建造任务。
科学
- 描述一个与建筑相关的基本地球过程，例如雨水来自何处，以及如何收集和再利用雨水（NGSS《地球在宇宙中的位置》；剑桥科学《地球与太空》）。
- 将该制作项目与本学年所学的物理科学（波）或生命科学（遗传）入门概念联系起来（NGSS PS4 波；LS1/LS3 遗传）。
- 在制作和测试装置的过程中，运用“科学思维与实践”技能——观察、预测、实验（剑桥科学第一阶段，延续）。
- 将一个动手制作项目与现实生活中的情境联系起来，作为“情境科学”的实例（剑桥科学——情境科学）。
数学
- 统计、比较和组合搭建过程中所用零件的数量（剑桥小学数学：数字；共同核心标准：运算与代数思维，十进制中的数与运算）。
- 在设计中识别并运用简单的二维/三维图形及空间关系（剑桥小学几何；共同核心几何）。
- 收集并呈现测试中获得的简单数据，例如一个容器能装多少水（剑桥小学统计学；共同核心标准中的“测量与数据”）。
计算机与编程
- 使用简单的编码动作模块，对实体设备上的电机和传感器行为进行序列化并触发——这是在学习可视化/文本编程之前，对编程控制的一种直观引入。
- 在实体搭建中应用基本的“如果……那么……”逻辑（例如，触发器导致电机转动）。
社交技能
在构建团队中，承担并履行既定的团队角色——领导者、物料经理、报告员或测试主管——同时与团队成员协作、沟通并解决冲突。
STEM职业素养
请列举一个与已完成的设计相关的职业（例如：环境工程师）。
可持续发展素养
请列举一个与已完成的设计相关的可持续发展目标（清洁水和卫生设施）。
摘自 SKOOL21 级别结业成果。所列标准包括 NGSS、共同核心标准和剑桥课程体系。
试听课
项目1：设计一座桥
正如指南中所展示的，这是本级别中的第一个项目。完整的练习册已发布在下方阅读器中。
道路穿过大象栖息的地方。有时大象过马路时会受伤。你们的小组将通过搭建一座桥来帮助大象安全地过马路。练习册中印出的题目。
- 进球者姓名
- 可持续发展目标 15 · 陆地生物
- 职业名称
- 土木工程师、建筑师
- 引用的标准
- NGSS K-2-ETS1；剑桥科学 1Bp.02；共同核心标准 1.NBT.A.1；剑桥数学 1Nc.01
课程对接
第1级中引用的标准（按项目分类）
每个项目占一行，引用格式与指南中的表述一致。空单元格表示该项目无引用。
NGSS子领域
- PS4
- LS1
- LS3
- ESS1
- ETS1
剑桥科学各分支
- TWSp
- TWSc
- TWSa
- Bp
- Bs
- Ps
- ESs
- SIC
剑桥数学子领域
- Nc
- Ni
- Np
- Gg
- Gt
- Ss
| 项目 | SDG | NGSS | 剑桥科学 | 剑桥数学 | 共同核心数学 | ISTE | 职业名称 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 设计一座桥 | 陆地上的生命 | K-2-ETS1-1 | 1SIC.03 | 1Nc.01 | 1.NBT.A.1 | 1.3.d.1.4.c.1.7.c. | 土木工程师、建筑师 |
| 2 设计一个风车 | 经济实惠且清洁的能源 | 1-LS1-1 | 1Bs.01 | 1Gg.021Gg.08 | 1.MD.A.11.MD.A.2 | 1.3.d.1.4.c.1.7.c. | 风电场开发商、风力涡轮机制造商 |
| 3 设计一个木偶 | 陆地上的生命 | 1-LS3-1 | 1Bp.011Bp.04 | 1Np.03 | 1.NBT.B.3 | 1.3.d.1.4.c.1.7.c. | 鸟类学家、生态学家、木偶设计师 |
| 4 设计一台起重机 | 可持续城市与社区 | K-2-ETS1-3 | 1TWSa.01 | 1.Ni.03 | 1.OA.A.1 | 1.3.d.1.4.c.1.7.c. | 施工工程师、机械师 |
| 5 设计一个推车发射器 | 气候行动 | K-2-ETS1-3 | 1TWSa.01 | 1Gg.08 | 1.MD.A.2 | 1.3.d.1.4.c.1.7.c. | 机械工程师、可再生能源工程师 |
| 6 设计一个特效 | 气候行动 | 1-PS4-3 | 1Ps.011Ps.02 | 1Ss.011Ss.03 | 1.MD.C.4 | 1.3.d.1.4.c.1.7.c. | 气候科学家、环境工程师 |
| 7 设计一部电梯 | 工业、创新与基础设施 | K-2-ETS1-2 | 1TWSp.021TWSc.05 | 1Gg.01 | 1.G.A.1 | 1.3.d.1.4.c.1.7.c. | 电梯维修工、机械工程师、安全检查员 |
| 8 设计一个呼叫信号 | 工业、创新与基础设施 | 1-PS4-4 | 1Ps.011Ps.02 | 1Ni.011Ni.051Np.03 | 1.OA.D.71.NBT.B.3 | 1.3.d.1.4.c.1.7.c. | 产品设计师、计算机程序员 |
| 9 设计一把秤 | 体面工作与经济增长 | 1-ESS1-2 | 1ESs.021TWSc.05 | 1Gt.03 | 1.MD.B.3 | 1.3.d.1.4.c.1.7.c. | 农民、食品质量检查员 |
| 10 设计一个计数器 | 陆地上的生命 | 1-ESS1-2 | 1ESs.021TWSc.05 | 1Gt.03 | 1.MD.B.3 | 1.3.d.1.4.c.1.7.c. | 生态学家、数学家 |
| 11 设计一栋房子 | 经济实惠且清洁的能源 | 1-ESS1-1 | 1ESs.021ESs.01 | 1Gg.06 | 1.G.A.2 | 1.3.d.1.4.c.1.7.c. | 建筑师、土木工程师 |
| 12 设计一款智能灯 | 经济实惠且清洁的能源 | 1-ESS1-1 | 1ESs.021ESs.01 | 1Ni.021Ni.03 | 1.OA.A.1 | 1.3.d.1.4.c.1.7.c. | 电气工程师、土木工程师 |
| 13 设计一款智能风扇 | 经济实惠且清洁的能源 | 1-ESS1-1 | 1ESs.021ESs.01 | 1Ni.021Ni.03 | 1.OA.A.1 | 1.3.d.1.4.c.1.7.c. | 野生动物救援员、建筑师 |
| 14 设计一座城市 | 可持续城市与社区 | K-2-ETS1-1 | 1TWSp.01 | 1Nc.01 | 1.NBT.A.1 | 1.3.d.1.4.c.1.7.c. | 城市规划师、建筑师 |
| 15 设计一种交通设备 | 可持续城市与社区 | 1-PS4-4 | 1Ps.011Ps.02 | 1Np.03 | 1.NBT.B.3 | 1.3.d.1.4.c.1.7.c. | 土木工程师、城市规划师 |
| Capstone 设计一款智能设备 | 可持续城市与社区 | 1-PS4-4 | 1Ps.011Ps.02 | 1Gg.06 | 1.G.A.2 | 1.3.d.1.4.c.1.7.c. | — |
来源：SKOOL21 A至12年级课程对照表（2026年），根据教师指南和学生用书编纂而成。若两者内容不一致，以学生用书为准。
一窥内情
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完整的练习册和教师指南已以“引人入胜的读物”的形式出版。
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| 项目 | 标题 | ISBN 或 SKU |
|---|---|---|
| 学生练习册 | 《STEM创新者练习册》，第1级 | 978-981-17521-2-4 |
| 教师指南 | 指南手册，第1级 | 978-981-17736-5-5 |
| 学习套装 | 智能机器套件 | STEMSIHKitKG1 |