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STEM活动案例

将案件侦查这种形式引入科学课堂中，打造基于刑侦思路的STEM综合性活动，不仅能够极大地激活学生的学习兴趣与参与热情，还能强化学生的理性思维，提高思维的条理性和分析能力，进而促进科学思维能力的培养。

“乔治家的凶杀案”侦探课程就是1个以案件侦查为主题的STEM活动案例。在该案例中，学员将亲历“搜集证据—提出假设—分析证据—检验假设—证实结论”的完整案件侦查流程，在“破案”之旅中学习科学，领略科学思维的魅力。

课程介绍

“乔治家的凶杀案”案例实景模拟案发现场，打造现实生活中的鉴证实录。学员在案件中扮演警探角色，经历完整的案件侦查过程。案例围绕乔治·约瑟夫家发生的凶杀案展开，在“凶杀案现场”使用科学的方法寻找证据线索，搜集和分析证据，进行假设推理，最终通过层层分析推理破解整个案件。

课程依据侦查流程划分为6个环节，从进入案发现场、了解案情及人物关系，到现场取证、口供录音，再到物证分析、推理假设，最后验证假设、明确案情。课程思路清晰，环环相扣。

在物证分析环节，案例将科学实验嵌入其中，设置了指纹、毛发、土壤3个物证分析室。

●学员将自由进入分析室，体验证物分析过程，了解指纹的形成、特征，体验指纹提取和鉴定；

●观察毛发的细微结构，对比自然毛发与人造纤维之间的区别；

●观察土壤的质地，了解不同土壤之间的区别。通过观察和比较收集线索信息，并从琐碎信息中提炼主线，为案情的推理分析提供证据支撑。

案例以小组形式开展，每组45人。每个小组为1个独立调查组，小组各成员有分工、有合作、有头脑风暴式的讨论，也有缜密的推理论证。学员将通过团队协作完成课程任务。

课程目标

● 能够使用科学的方法对证据进行分析。

● 能够尊重原始数据的真实性。

● 能够提出恰当的假设。

● 能够用科学的、基于证据的推理方式进行分析。

● 通过推理过程进行解释说明，提升表达能力。

● 理解科学探索及基于证据推理的重要性，成为具有科学分析能力的现代公民和理性决策者。

课程内容

了解案情

侦探课程需创设较为真实的案件情境，以便快速激发学员兴趣，引入课程主题。本课程设置了1个虚拟情境和6个虚拟人物。课程从介绍乔治家的凶杀案案情开始。

调查现场，搜集物证

随后进入现场取证环节。倒在地上的受害者轮廓、1张桌子、桌子上摆放的散乱物品，以及地面上遗留的各种痕迹等组成了1个模拟案件现场。教师先向学员说明案发现场的概况，引导学员观察现场的各种物品。随后告知学员将有机会进入到案发现场中进行勘查，搜集相关线索和证据。勘查案发现场时需遵守相应规则，如佩戴手套脚套，对细小物品使用镊子取证，并需将采集到的物证及时封装进自封袋中，注明证物名称及采集地点等。

现场取证环节需要学员具有细致的观察能力，即使是散落在地上的细小发丝也可能是重要的证据。同时，取证过程中的分类、封装、标记等行为也是科学考察和科学实验的基本操作。

录制口供，初步推测

在这一环节，教师将给学员播放录制好的口供音频，从音频对话中寻找有价值的信息，了解人物关系，发掘潜在矛盾。本环节需学员具有较高的专注力，学会从各种垃圾信息中分辨有用信息，迅速抓住时间、地点、人物矛盾等信息关键点。

分析证据，检验假设

接下来进入物证分析环节，对案发现场收集的物证进行分析比对，寻找案件线索。现场所收集到的物证主要有指纹、毛发、土壤样品3种类型，根据设置的情境，学员将自由进入3个物证分析室中学习3种物品的相关科学知识和分析方法，以及特定观察工具的使用方法，最后利用观察、对比、实验等方法分析比对这3种物品，获取线索。

表1　物证分析环节的活动设置

比如，在指纹分析室中，学员将了解指纹的形成原理、特征和类型，并体验刷扫法采集指纹的过程。在土壤分析室内学员将通过观察法、涂抹法、滚球法等方法将案发现场土壤样品与3种已知土壤进行比对，并结合案情地图推测嫌疑人的行动轨迹。在毛发分析室中高倍放大镜下，人类毛发上的毛鳞片结构和人造纤维的条状结构对比明显，令人惊叹不已。

指纹分析

学员用高倍放大镜观察毛发

以小组为单位，更加有利于活动的展开及数据的收集。开展物证分析研究时做好小组成员角色分工，以便全面收集有价值的证据。

物证分析结束后，对物证分析结果进行汇总并开始推理。学员分享他们在物证分析室中的体验和所获取的信息，将他们的证据调查结果综合整理成1份“证据清单”，并根据已掌握的信息作出推断和假设。

再次审问，确定罪犯

在已有假设的基础上，案件进入到第2次问询阶段。教师给学员播放警探与案件相关人员的问询音频，对可能的嫌犯进行调查，鉴别他们的不在场证明是否合理。在这一阶段，学员将获取更多信息，补充自己的推断和假设，并全面分析犯罪嫌疑人，将嫌疑人的行为、动机、证据等信息串联起来，论证自己的假设并能自圆其说。

明确犯罪事实

最终，学员将回溯所有案情细节，解答在推理过程中存在的不合逻辑之处，并最终通过犯罪嫌疑人自述解答案件中的疑问，理清整个事实的脉络。每个小组设计1份海报，更加直观形象地将他们的假设、所收集到的证据及推理过程展示出来。最后，学员向班级其他小组陈述他们的假设、推理及证据支撑。陈述结束后，投票表决哪个假设、支持证据和推理过程最为可靠。

结 语

侦探题材自带神秘、悬疑的色彩，是儿童非常喜爱的一类活动主题。这套侦探课程案例创新性地将科学活动与侦探主题相结合，给科学和STEM活动带来了不一样的元素。该案例以“破案”为主线，将科学概念、实验技能、推理思维和证据基础串联在一起，形成了一套有较强故事性和逻辑性的综合实践课程。

在这场精心设计的“破案”之旅中，学员将加深对科学本质的理解，更加注重事实本身，提升思维的条理性和严谨性。该案例还可以与戏剧、文学等艺术方式结合，形成更为开放和综合的课程体系。

本文原载于《中国科技教育》2018年第10期“专题”栏目，作者刘玮、郝瑞辉，有删减。

中国青少年科技辅导员协会登录杂志官网免费浏览全文。

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