当下国内STEM课程发展势头迅猛,但因教学模式上缺少可借鉴的规范标准造成了一线教师在实际操作时,存在困惑。笔者长期从事科学教学工作,在科学教学之余,试图以科学课程为平台设计STEM课例。笔者对STEM进行了理论分析,得出STEM课程适合的火车模型,并以此教学模型为依据完成《水的净化》STEM课例设计。旨在为本地的STEM课程的多样化的发展提供一个参考案例。本论文分为以下几个部分:第一部分是本文的第一章,进行本论文的研究背景和意义的交代,进而引出本论文研究的目的,并梳理国内外已有的STEM资料,确立本论文的研究内容和方向。同时确立研究思路和方法。第二部分是为本论文的第二章和第三章,主要为理论研究部分,梳理STEM教育的内涵和对主要概念进行鉴定。同时分析得出本研究的理论基础:建构主义、人本主义和多元智能理论。为下文设计STEM模型奠定理论基础,并进行前人的有关研究的借鉴与总结。第三部分是本论文的第四章,基于前面的研究,整理和提炼适合中国课堂的STEM教学模式。提炼出火车模型,火车头由实际问题（problem）构成,火车厢由具体问题（question）、合作探究（cooperation）、制定计划（plan）、设计建造（build）、交流改进（improve）这五个重要的教学模块组成。火车尾由交流分享（communication）构成。火车头、n个火车厢、火车尾共同构成了一辆完整的火车,构成了一个完整的STEM课题教育。第四部分是本论文的第五章,基于以上教学模型,以科学课为抓手,设计STEM案例《水的净化》。通过课例目标分析重难点,教学流程、教学模式、教师与学生都能进行教学评价。第五部分是本论文的第六章,主要基于实施过程及效果分析,主要从水的净化STEM活动的实施、研究对象的选择、研究过程的实施、研究结果及分析,主要从活动对实现教学目标的有效性STEM知识目标达成情况、STEM能力目标达成情况、STEM态度目标达成情况进行评价与反思。第六部分是本文的第七章,进行全文的总结,同时指出本研究的不足之处,并对STEM教育的未来进行展望。