赋能STEM学习：2020制造日为高中生与大学生提供的远程学习资源

新冠疫情迫使众多学校从线下教学转向远程环境，维持学生参与度挑战加剧。这在STEM学科（科学、技术、工程、数学）尤为突出。

传统线下教学中，STEM课程融合理论教学（教科书书面材料）与实践教学（实验室动手操作、实验、仪器材料使用）。转向远程环境时，理论教学技术较易迁移，实践动手环节迁移难度大得多。

为弥合鸿沟，我们甄选部分资源，供高中或大学生开展实践动手项目，补充STEM学科教育。

下方资源包含多种潜在项目创意，多可在家以最少特殊材料完成。部分资源（尤其是大学级）可能需学生投入通常家庭不具备的材料、组件、设备。这些高阶项目通常在大学实验室课完成，可能为协作小组形式，在导师指导下进行。

高中生STEM项目资源

以下STEM资源提供适合高中生的项目创意。

Science Buddies

Science Buddies网站提供适合高中生探索STEM学科的完整科学项目库。用户可按学科筛选：地球与环境科学、生命科学、数学与计算机科学，并深入细分领域。如工程类下含土木、电子电气、能源动力、环境工程、材料科学、机械工程、机器人、太空探索等子主题。

亦可按年级、项目周期、成本、材料可得性筛选。查看具体项目时提供背景、所需材料、操作步骤，另有变体定制建议与FAQ帮助板块。

Creation Crate

Creation Crate网站有适合低龄学生的套件项目，其博客页面含机械工程等进阶项目。

涵盖简易到复杂多层级项目。低复杂度：纸板与扎带制作机械臂。中级：基于Arduino开源IDE的高空气象球（含数据记录仪），从电脑运行。高复杂度：自平衡避障机器人，负载下保持平衡，亦基于Arduino IDE平台。

ThoughtCo.

ThoughtCo.com除提供科技数学教育内容外，还设有工程科学展览项目创意页。项目未成型为完整流程，需学生自主研究进一步定义范围、流程、方法，更适合高年级、抗挫折能力强、乐于自主定义而非执行现成流程的学生。

喷气推进实验室(JPL)

NASA喷气推进实验室(JPL)由加州理工学院(Caltech)管理运营，提供系列课堂活动、实验、习题集，覆盖STEM学科并关联太空探索。

活动网页可按活动类型、学科焦点、年级、细分主题筛选。每项活动含概览、所需材料、背景理解、操作步骤。主题广泛含：

• 航空学
• 天体生物学
• 天文学
• 化学
• 计算机编程
• 地球与空间科学
• 电与磁
• 热力学
• 光学
• 数学
• 物理科学

STEM-Works

STEM-Works网站设居家活动项目专区，面向高中生及低龄，涵盖极端天气、医疗创新、机器人、太空、电子游戏、风能等。活动页提供执行细节，部分为交互软件虚拟活动。

Exploratorium

Exploratorium网站含高中生及低龄儿童多种活动。科学项目称“Science Snacks”，为教师验证过的低成本易得材料活动。主题含天文空间、生物、化学、地球科学、工程技术、环境科学、物理、数学。

Sciencing

Sciencing设有九年级级科学项目板块，主题含生物医学工程、化学、生物、法医科学。其他文章含教学视频。

大学生STEM项目资源

以下STEM资源提供适合大学生或高阶高中生的项目创意。

Electronicsforu.com

电气工程专业学生可参考electronicsforu.com的30个电气工程项目创意，构建功能电路板、深化数模电路理解。

每项目含电路功能或解决问题简述，链接至详情页：原理图、元件清单、逻辑电路表、电路操作描述、组装指导、可下载PCB与元件布局图。

项目示例：

• 双轴太阳跟踪系统
• 5V转48V直流转换器供幻象电源
• 基于JFET的高阻抗音频缓冲器
• 基于PIN二极管的火灾传感器
• 9V电池输出±5V电源
• 红外动作感应继电器开关
• 低成本LPG泄漏检测器
• 市电/太阳能逆变器/发电机自动切换
• 基于NE555定时器的信号发生器与逆变器
• 可配置RS232转TTL转I2C适配器

PhET交互式仿真

科罗拉多大学博尔德分校主办PhET交互式仿真，提供系列仿真程序：利用软件编程与图形让学生在电脑虚拟实验室探索科学数学基本原理。如理想气体定律仿真：学生向封闭腔室泵入气分子，观察加热/冷却或改变容积时压强温度变化；可调节气分子粒径、统计给定周期内分子与壁碰撞次数。

150+仿真覆盖物理、化学、数学、地球科学、生物。筛选器支持按学科子主题、年级（含大学级）、软件兼容性缩小范围。部分需Java或Flash，其他可在标准HTML浏览器运行。多语言选项适配不同地区用户。

Instructables

Instructables用户上传完成项目及指南视频。虽涵盖多品类，电路相关项目含电气工程学生可在家实现的项目。注册账号可下载PDF、向其他用户提问。另设课程覆盖3D打印、CNC、电子等及工坊、缝纫、手工、烹饪、设计、儿童项目等通用兴趣主题。

GeeksforGeeks

GeeksforGeeks提供适合大学生编码者的项目：按语言分类含C++、Java、Python项目。另设计算机科学在线课程。

Code.org

Code.org居家项目创意页提供多种编码项目：网页开发、游戏、App Lab、Game Lab、Sprite Lab、绘图。学生免费在线上课获取编码实操经验。

Interesting Engineering

Interesting Engineering提供12个电气工程项目，拓展电气设备设计、控制、维护知识。项目简述未完全详述，需学生自主研究设计、编制物料清单、构建测试，故归入进阶STEM资源。

总结

本文梳理可用于高中生与大学生远程教学的STEM项目资源。资源丰富多元，从已备齐材料步骤的完善项目到需创造性设计思维与项目开发的创意构想，应有尽有。

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