第10级概览
- 年级
- 10年级 · 高中
- 技术
- 3D建模与打印
- 工具
- Onshape CAD 和 3D 打印
- 套件
- 3D打印套件，每4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
- 设计一款可重复使用的餐具架
- 可持续发展主题
- 健康与生物系统
- 职业名称
- 遗传工程师、细胞生物学家、生物工程师
第10级书籍演示学生们制作了什么
3D打印套件中的项目
在本关卡结束时
学生可以
- 在 Onshape 中建模一个零件
- 打印并测试设计好的产品
- 在测试后改进设计
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。
第10级课程的全部学习成果及可持续发展目标
工程与设计
- 在Onshape CAD软件中独立设计一个零件，并通过3D打印将其制作出来，以解决一个与可持续发展相关的问题（即“设计可重复使用的餐具架”挑战赛的前期/后期任务）。
- 通过自主选择的数字设计与制造项目，全面应用工程设计流程（NGSS HS-ETS1），且不采用本级别中替代固定团队角色结构的方案。
- 在制造之前，先在CAD中直观地规划解决方案，并生成一个保存的设计文件。
- 参与针对单个设计作品的、有组织且结构化的“分享与改进”同行评审环节，而非以团队为单位的构建活动。
科学
- 将高中工程设计标准应用于数字化制造解决方案（NGSS HS-ETS1）。
- 针对某个设计问题，探究与遗传或“从分子到生物体”相关的内容（NGSS LS1/LS3）。
- 探讨一个与人类活动/地球系统相关的主题，例如负责任的消费（NGSS ESS3）。
- 探究IGCSE生物学0610课程的内容，例如细胞结构、DNA或器官系统——这是该级别的主要科学领域，通常通过结合CAD设计制作的实体模型来进行探究。
数学
- 运用IGCSE核心/扩展课程中的数与测量概念，准确确定3D打印零件的尺寸，例如使其能放入书包中（剑桥IGCSE数与测量课程）。
- 运用几何、三角学或变换与向量等概念，在CAD中建模一个三维图形（剑桥IGCSE几何、三角学、变换与向量）。
- 在基于CAD的设计任务中应用高中代数、函数或几何概念（《共同核心标准》高中代数、函数、几何）。
- 根据多次打印试验的结果，解读统计数据或概率（剑桥IGCSE统计学/概率论；共同核心高中统计学与概率论）。
计算机与编程
- 在专业级CAD平台Onshape中，利用精确的尺寸和参数化设计工具对物理零件进行建模。
- 根据已完成的CAD文件，在Creality Ender系列3D打印机上准备并执行3D打印任务——这是一种完整的从数字设计到实体物件的工作流程。
社交技能
通过多轮“分享与改进”评审，在没有固定团队角色结构的情况下，进行结构化的同伴反馈交流。
STEM职业素养
认识到围绕3D打印生物模型而再次兴起的真实健康与生命科学职业，例如遗传工程师、细胞生物学家或生物工程师。
可持续发展素养
确定与他们的作品相关的可持续发展目标，该目标以“健康与生物系统”为主题。
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。
该层级的可持续发展目标
- 2 消除饥饿
- 3 健康与福祉
- 4 优质教育
- 6 清洁用水与卫生设施
- 7 经济实惠且清洁的能源
- 8 体面工作与经济增长
- 9 工业、创新与基础设施
- 12 负责任的消费和生产
- 14 水下世界
来源：SKOOL21 五大支柱框架。比较所有级别
试听课
项目 1：细胞模型
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。
一名视障学生需要一种更好的方式来学习动植物细胞的结构，但平面图片很难理解。你将设计可通过触摸探索的3D细胞模型，以使学习过程清晰易懂且具有包容性。练习册中印出的题目。
- 进球者姓名
- 可持续发展目标4 · 优质教育
- 职业名称
- 细胞生物学家、CAD设计师
- 引用的标准
- NGSS HS-LS1-1；剑桥IGCSE生物学 2.1.1；共同核心标准 HSA.SSE；剑桥IGCSE数学 C1.1、C1.2
课程对接
第10级中引用的标准，按项目列出
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
- PS3
- LS1
- LS2
- LS3
- ESS3
- ETS1
剑桥科学各分支
- Biology (IGCSE 0610 / A-Level topics)
- Physics (IGCSE 0625 / A-Level topics)
- Level 10 codes with no clear IGCSE subject match (excluded above)
剑桥数学子领域
- Number (IGCSE 0580 topic 1)
- Algebra and Graphs (IGCSE 0580 topic 2)
- Coordinate Geometry (IGCSE 0580 topic 3)
- Geometry (IGCSE 0580 topic 4)
- Mensuration (IGCSE 0580 topic 5)
- Level 10 capstone code not classifiable (excluded above)
| 项目 | SDG | NGSS | 剑桥科学 | 剑桥数学 | 共同核心数学 | 职业名称 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 细胞模型 | (4) 优质教育 | HS-LS1-1 | 2.1.1 | C1.1 / C1.2 | HSA-SSE | 细胞生物学家、CAD设计师 |
| 2 心形模型钥匙扣 | (3) 身体健康与幸福感 | HS-LS1-2 | 9.1 | C1.6 | HSA-SSE | 医疗专业人员，生物工程师 |
| 3 消化系统拼图 | (3) 身体健康与幸福感 | HS-LS1-2 | 7.2.1 / 7.3.1 | C4.6 | HSG-SRT-C | 医生、护士 |
| 4 肺模型 | (3) 身体健康与幸福感 | HS-ETS1-2 | 11.1.2 | C2.10 | HSF-LE-A | 医学讲师、护士 |
| 5 离心机 | (3) 身体健康与幸福感 | HS-ETS1-3 | 9.4.1 / 9.4.3 | C1.5 / C5.4 | MP4 | 医生、护士 |
| 6 DNA模型 | (3) 身体健康与幸福感 | HS-LS3-1 | 17.1.1 | C1.1 | MP2 | 基因检测员、基因工程师 |
| 7 庞内特方格模拟器 | (2) 消除饥饿 | HS-LS3-3 | 17.4.11 | C2.7 | HSS-ID-A | 生物学家、农业专家 |
| 8 食物链模型 | (14) 《水下世界》 | LS2.B | 19.2.3 | C1.11 | MP8 | 生态学家、海洋生物学家 |
| 9 集水器 | (6) 清洁用水和卫生设施 | HS-ETS1-2 | 4.2 | C1.11 | MP2 | 环境工程师、土木工程师 |
| 10 碳循环堆肥箱 | (12) 负责任的消费和生产 | HS-ETS1-3 | 19.3.1 | C1.6 | MP2 | 产品设计师、环境工程师 |
| 11 风速风向仪 | (7) 经济实惠且清洁的能源 | HS-ESS3-4 | 2.2 | C5.2 | HSS-ID-A | 机械工程师、土木工程师 |
| 12 栖息地恢复 | (12) 负责任的消费和生产 | ETS1.B | 20.2.2 | C3.1 | HSG-MG.A | 生物学家、环境工程师 |
| 13 声音放大器 | (7) 经济实惠且清洁的能源 | HS-ETS1-3 | 3.4.7 | E1.11 / E5.3 | HSG-MG.A.3 | 声学工程师、产品设计师 |
| 14 杠杆 | (9) 工业、创新和基础设施 | HS-PS3-3 | 1.7.2 | C1.6 | HSA-SSE.A | 机械工程师、机械师 |
| 15 多级火箭 | (8) 体面工作与经济增长 | HS-ETS1-2 | 1.2 | E1.12.3 | HSG-GMD.B.4 | 航空航天工程师、宇航员 |
| Capstone MicroClean | — | — | — | Depends on the project | Depends on the project | — |
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。
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| 项目 | 标题 | ISBN 或 SKU |
|---|---|---|
| 学生练习册 | 《STEM创新者练习册》，第10级 | 978-981-17494-0-7 |
| 教师指南 | 指南手册，第10级 | 978-981-17737-4-7 |
| 学习套装 | 3D打印套件 | STEMSIHKitG10 |