联系我们
← 所有级别
高中 · 9年级

第9级：基于文本的编程

第9级课程引导学生从积木式编程过渡到基于文本的编程，使用与Arduino兼容的开发板和智能组件。

索取报价寻找经销商
练习册封面，第9级STEM Uno 套件

第9级概览

年级
9年级 · 高中
技术
基于文本的编程
工具
Arduino IDE 中的 C++
套件
STEM Uno 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
制作一个植物生长监测器
可持续发展主题
工业系统与健康
职业名称
粒子物理学家、气候学家、风力涡轮机技术员
第9级书籍演示
预约演示

观看 Level 9 的实际应用

来自SKOOL21频道的《Level 9》练习册和STEM Uno套件简要介绍。

SKOOL21 频道上的更多视频 →
学生们制作了什么

STEM Uno 套件中的项目

使用 STEM Uno 套件制作
使用 STEM Uno 套件制作
使用 STEM Uno 套件制作
使用 STEM Uno 套件制作
在本关卡结束时

学生可以

  • 为微控制器编写基于文本的代码
  • 将智能组件通过导线连接到电路板上
  • 利用测试结果调试程序

摘自SKOOL21各等级结业成果。

设计流程

它们的工作原理

  1. 定义
  2. 设计
  3. 分享
  4. 反思
项目示例
第9级的三个示例项目

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9级课程的全部学习成果及可持续发展目标

工程与设计

  • 针对一个自主选定的工程设计问题，从问题定义到经过测试的解决方案，全程采用符合行业标准的代码进行实现。
  • 构建一个植物生长监测器，用于记录随时间变化的温度和光照数据，并在环境条件超出健康范围时（挑战前后）发出警报。
  • 编写、上传并测试基于真实传感器数据的 Arduino 代码，当日志记录的条件显示存在问题时，进行迭代修改。
  • 独立将完整的工程设计流程应用于学生自选的、与生物学、化学、物理学或地球科学相关的问题。

科学

  • 将高中物理科学概念（如牛顿第二定律（F=ma）或能量释放）应用于基于传感器的探究活动（NGSS HS-PS1/HS-PS2）。
  • 围绕与环境传感器数据相关的“地球在宇宙中的位置”或“地球系统”主题展开探究（NGSS ESS1/ESS3）。
  • 利用记录的数据，探究一个生态系统主题，例如植物的健康状况（NGSS LS2）。
  • 在剑桥科学课程内容中，跨越本级别的过渡点，从初中阶段的“字母”单元过渡到涵盖生物学、物理学和地球科学的IGCSE风格编号主题。

数学

  • 将高中“数与量”和“几何”的概念——本级别中数学内容最繁重的领域——应用于数据记录的设计问题（共同核心标准：高中“数与量”、高中“几何”）。
  • 利用代数在代码中定义数值阈值或范围，例如“正常范围”条件（《剑桥代数》；《共同核心高中代数》）。
  • 随着课程体系向IGCSE核心/扩展课程体系过渡（剑桥统计学；共同核心高中统计学与概率论），运用统计学概念对记录的数据进行分析。

计算机与编程

  • 在 Arduino IDE 中编写、编译并上传基于文本的 C++ 代码——这是该程序首个完全基于文本（非模块化）的编程语言。
  • 在专业级工业硬件上编写一个带有条件逻辑的传感器数据记录程序，当数值超出定义范围时触发告警。
社交技能

担任项目型团队中的某个角色——项目负责人、物料经理、报告员或测试主管——并运用更高级的协作和演示技巧。

STEM职业素养

将粒子物理学家或风力涡轮机技术员等物理科学领域的职业，与工程和环境类职位并列，视为处于职业巅峰的真正物理科学职业。

可持续发展素养

确定与其作品相关的可持续发展目标，该作品的主题为“工业系统与健康”。

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
  1. 3 健康与福祉
  2. 6 清洁用水与卫生设施
  3. 7 经济实惠且清洁的能源
  4. 8 体面工作与经济增长
  5. 9 工业、创新与基础设施
  6. 12 负责任的消费和生产
  7. 13 气候行动
  8. 15 陆地上的生命

来源：SKOOL21 五大支柱框架。比较所有级别

试听课

项目1：接头

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。

一位物理治疗师帮助人们在受伤后恢复活动能力。她需要一些简单的关节模型来演示关节的运动方式。你的任务是设计一个关节模型。该模型必须能够展示铰链式的运动，例如膝关节或肘关节。
练习册中印出的题目。
进球者姓名
可持续发展目标 3 · 健康与福祉
职业名称
物理治疗师、生物医学工程师
引用的标准
NGSS HS-LS1-2；剑桥IGCSE物理 1.7.2；共同核心标准 HSG.MG.A.1；剑桥IGCSE数学 C2.6
接头，试听课第1页
1. 目标与标准
连接，试听课第2页
2. 项目启动
接头，试听课第3页
3. 构建规划
接头，试听课第4页
4. 建筑
课程对接

第9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
  • PS1
  • PS2
  • PS3
  • PS4
  • LS1
  • LS2
  • ESS1
  • ESS2
涉及的 NGSS 子领域（共 12 个）：8包含≥1个NGSS代码的项目（共16个，含毕业设计）：15 / 16
剑桥科学各分支
  • TWSa
  • Cc
  • Ps
  • Pe
  • ESp
  • ESs
  • ESc
  • SIC
  • Biology (IGCSE 0610 / A-Level topics)
  • Chemistry (IGCSE 0620 / A-Level topics)
  • Physics (IGCSE 0625 / A-Level topics)
涉及的、具有明确阶段编码的子链（共17条）：8涉及的IGCSE/A-Level不同学科领域（共4个）——第2部分广度：3包含≥1门剑桥科学课程（共16门，含毕业设计）的项目：15/16
剑桥数学子领域
  • Gg
  • Gp
  • Ss
  • As
  • Algebra and Graphs (IGCSE 0580 topic 2)
  • Mensuration (IGCSE 0580 topic 5)
  • Transformations and Vectors (IGCSE 0580 topic 7)
涉及的、具有明确阶段编码的子链（共13条）：4涉及的IGCSE具体主题领域（共9个）——第2部分广度：3包含≥1门剑桥数学课程（共16门，含毕业设计）的项目：15/16
项目SDGNGSS剑桥科学剑桥数学共同核心数学ISTE职业名称
1 接头身体健康与幸福HS-LS1-21.7.2 (Energywork and power)C2.6HSG.MG.A.1Multiple codes incl. 1.3.d1.4.d物理治疗师、生物医学工程师
2 力量训练器械身体健康与幸福HS-PS3-311.1.5 (Gas exchange in humans)E5.1HSF.LE.B.5—物理治疗师、私人教练
3 能量轮陆地上的生命HS-LS2-419.2 (Organisms and their environment)E7.1HSF.BF.B.3—生态学家、环境工程师
4 金箔实验工业、创新与基础设施HS-PS1-82.2.1 (Atomselements and compounds)E2.2HSN.RN.A.2—粒子物理学家、制造工程师
5 色谱法身体健康与幸福HS-PS4-112.3.1 (Chromatography)E2.5HSA.CED.A.2—分析化学师、化学师
6 吸热还是放热？工业、创新与基础设施HS-PS1-55.1.4 (Exothermic and endothermic reactions)9Ss.05HSS.ID.B.6.c—化学家、化学工程师
7 溶解度预测工具清洁用水与卫生设施HS-PS1-69Cc.04 (Changes to Materials)9As.06HSS.ID.C.7—环境化学家、环境工程师
8 瞬间负责任的消费和生产HS-PS2-19TWSa.04 (Thinking and Working Scientifically)9Gg.04HSG.GMD.A.3—机械工程师、食品科学家
9 粒子模型负责任的消费和生产HS-PS3-29Cc.04 (Changes to Materials)9Gg.10HS.G-SRT.C.8—物理学家、大气科学家
10 反思工业、创新与基础设施HS-PS4-58Ps.01 (Light and Sound)9Gp.02HSG.SRT.C.8—电气工程师、物理学家
11 磁力计体面工作与经济增长HS-PS2-58Pe.01 (Electricity and Magnetism)9Gp.03HSG-GMD.B.4—电气工程师、硬件工程师
12 风力涡轮机经济实惠且清洁的能源HS-PS3-38ESp.02 (Earth and Space)9Gp.05HSG.CO.A.2—可再生能源工程师、风力涡轮机技术员
13 天气起伏不定气候行动HS-ESS2-48ESc.01 (Cycles on Earth)9As.04HSF.IF.C.9—气候学家、环境工程师
14 小行星气候行动HS-ESS1-49ESs.01 (Earth in Space)9Ss.03HSS-ID.B.5—天文学家、航空航天工程师
15 全球科学影响力工业、创新与基础设施HS-PS4-59SIC.05 (Science in Context)9Ss.05HSS.CP.A.5—数据科学家、电气工程师
Capstone 课堂效率———————

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。

关卡内部

您订购的商品

项目标题ISBN 或 SKU
学生练习册《STEM创新者练习册》，第9级978-981-17494-1-4
教师指南指南手册，第9级978-981-17737-3-0
学习套装STEM Uno 套件STEMSIHKitG9

内置评估功能

每年有四个检查点采用七项标准的评分表，其余项目则进行30秒的工作簿检查。

评估如何进行 →

标准映射

该指南将每个项目与适用的NGSS、剑桥和共同核心标准进行了对应。

查看本级别的表格 →