有關部門高度重視創客教育,教育部辦公廳了《關于“十三五”期間全面深人推進教育信息化工作的指導意見(征求意見稿)》,提出要“有效利用信息技術推進‘眾創空間’建設,探索STEAM教育、創客教育等新的教育模式,使學生具有較強的信息意識與創新意識”。
創客教育由教、學、想和造四個階段組成,需要建立相應的創客空間(創客教室)及配套的創客教育課程。
一、創客空間(創客教室)建設方案
?。ㄒ唬﹦摽涂臻g布局
1.創客空間總覽圖
完整的創客空間實驗室主要由教學區、操作區、作品展示區、加工臺、電子元器件儲存區、儲物柜和交流討論區組成。應根據學校實驗室大小以及實際規劃的不同面積和大小對創客空間進行不同的設計和規劃。
2. 功能區設置
2.1教學區
這個區域主要用于老師給學生傳授基礎的理論知識,為學生們的創新做基礎性鋪墊。
2.2操作區
學生活動操作平臺,配置桌椅,可以定制,也可以使用普通的課桌。寬闊的課桌和舒適的座椅,將會有更好的制作體驗。
2.3作品展示區
創客實驗室會產生非常多學生作品,我們要讓更多的人看到他們的成果,鼓勵和激發學生創造的思維。所以我們需要一個很酷的展示區。展示區的職
能不僅可以存放學生的作品,還可以存放一些有趣味性,較高技術含量的作品,來引導學生發散思維,激發興趣。
2.4器材收納區
創客實驗室的器材管理,將會是學校面臨的一大難題。需要制定一套合理的管理辦法,來解決硬件資源在使用時出現的問題。所以,需要一個合理的收納區域,來幫助解決這樣的問題。
2.5多媒體交流區
創客實驗室的網絡功能,是我們加入網絡共享平臺的窗口。我們不僅可以完成自身的基本需求,如課堂教學,編程,查閱資料等;還可以與其他創客分享作
?。ǘ﹦摽涂臻g需要配備的基本儀器設備
在創客空間中,學生必須學會的技能有三類:功能實現類,模型制作以及加工工具,這三項技能是學生通往創客之路上必須先掌握的基本技能。創客空間建設的內容包括手工與機械制作,引導參與者自己動手參與創新創作的過程;機器人組裝與控制,針對學生的機器人制作和編程控制,由興趣引導科技創新,啟發參與者靈活運用力學、結構、材料、電子、軟件、藝術等知識;3D建模與制作,充分發揮創造者的空間想象能力,實現邏輯思維訓練和實踐操作訓練;開源軟硬件,創作者通過對嵌入式開發、電子電路、運動學和工程理論等知識的理解和運用,踐行知行合一;多元溝通,通過創客空間的制作坊,分享會等活動,提高公開演講、集體項目合作、溝通以及辯論的能力。
為實現以上教學目標,需要配備相應的基本儀器設備,具體體系如下:
1、 功能實現類:機械、運動、電子,電路、程序、人工智能。
二、創客教育課程建設方案
創客教育課程是一種有別于傳統學科課程的新型課程。創客教育課程有廣義和狹義之分。廣義的創客教育課程是指以培養學生創客素養為導向的各類課程,既包括電子創意類課程,也包括手工、陶藝、繪畫等藝術類創意課程;狹義的創客教育課程則特指以智能化信息技術(Scratch、Mixly、Arduino、Galileo等)應用為顯著特征的電子創意類課程,其科技含量較高。
?。ㄒ唬﹦摽徒逃n程的四大設計理念
為了保證創客教育課程能夠真正服務創客教育、在創新人才培養中發揮實效,創客教育課程設計應遵循四大理念,分別是趣味化、立體化、模塊化和項目化。這四種理念之間不是簡單的并列關系,而是相互貫通、相輔相成,共同指導高質量創客教育課程的設計、開發與應用。
序號 | 名稱 | 規格,探究課題 | 單位 | 數量 |
一、基礎設備部分 | ||||
1 | 教師演示臺 | 1、規格:2800mm×700mm×900mm、 | 張 | 1 |
2 | 學生實驗臺 | 1、1500×1500×760MM六邊形,桌面配電 | 張 | 8 |
3 | 學生凳 | 與實驗臺配套。 | 張 | 48 |
4 | 儀器柜 | 基本規格:1000×500×2000mm | 張 | 2 |
二、3D造型設計 | ||||
1 | 3d打印機 | 規格:打印精度: 0.011mm成型方法: 熔融沉積成型 | 臺 | 2 |
打印尺寸: 300×200×200mm噴嘴直徑: 0.4mm層厚: 0.1-0.4mm | ||||
噴頭流速: 30cc/h定位精度: 0.011mm加熱板溫度: 50 | ||||
噴頭溫度: 220運動速度: 0-150實際功率: 300W | ||||
輸入電壓: 110~220產品外型尺寸: 430×505×380mm | ||||
產品重量: 12KG | ||||
2 | PLA耗材 | 材料直徑:1.75mm | 卷 | 6 |
三、智能模型創意設計與搭建 | ||||
1 | 數字住宅智能家居模型搭建 | 制模塊功能:通過手機app進行智能家居的藍牙控制;控制對象:智能電視模型,窗戶,排氣扇等能進行模擬互動操作。 | 套 | 1 |
展示內容:展示服務機器人模型與智能家居模型,主要構成部分有客廳、廚房、臥室中高新科技的應用。游客可以通過APP控制系統對家庭里燈、電視、空調、門磁安防警報、窗簾、可燃氣體檢測、排風扇等設備進行遠程控制,體驗智能家居生活。 | ||||
操作方式:觀眾通過手機對電燈、電視等進行遠程控制,體驗服務機器人與智能家居生活。 | ||||
四、電子創意模型設計與搭建 | ||||
1 | 電路搭建盒 | 31個組件,可以建構串聯、關聯、導電性、摩斯密碼等7種實驗模型。 | 盒 | 8 |
2 | 液壓機械創意實驗箱 | 提供330個電子控制搭建部件,搭建液壓挖土機,液壓機械手,液壓起重機,液壓推土機等5種機械。 | 個 | 8 |
3 | 搭建收音機 | 規格:提供磁力電子元件, 自行設計和搭建一臺FM收音機., 電子元件不需要焊接。 | 套 | 8 |
4 | 機器人控制器 | 規格:具有WiFi功能和藍牙功能。 | 套 | 2 |
5 | 自動導航車 | 規格:210個組件,模型制作完成后,自動導航系統將根據即時的交通狀況調整路徑;使用最新的藍牙搖控技術,搭配iPad或iPhone做為智能控制中心,只要簡單的動動手指,就能使車朝任意方向前進. | 套 | 2 |
6 | 懸崖避障模型 | 該模型在動作的過程中,能避開前方障礙物或懸空的地方,有智能識別功能。 | 套 | 2 |
7 | 循軌跡模型 | 該模型在動作過程中,能沿著設定的路線前進,在前進方向偏離時,能自動更改方向。 | 套 | 2 |
8 | 力的轉化演示器 | 規格:126件,將水的壓力轉化為動力能源,帶動挖斗來模擬挖土機工作的全過程。 | 套 | 2 |
9 | 結構蠕動模型 | 該模型利用主板控制與結構傳動實現蠕動動作。 | 套 | 2 |
10 | 結構步行模型 | 該模型利用結構傳動實現步行動作,在步行過程中能播放音樂。 | 套 | 2 |
11 | 控制牽引模型 | 該模型可以在光束的控制下實現前進、左轉、右轉動作。 | 套 | 2 |
12 | 前后聯動模型 | 該模型利用結構傳動實現前后聯動動作,在動作過程中可以識別障礙物。 | 套 | 2 |
13 | 遙控模型 | 該模型可以利用一個小的遙控模塊控制該模型的動作。 | 套 | 2 |
14 | 簡易分揀機模型 | 該模型可以識別黑白兩種顏色的物體,對物體進行快速的分揀。 | 套 | 2 |
15 | 交通燈模型 | 該模型可以模擬實體交通燈,可以對交通燈進行預設,設置交通燈控制模式,交通燈點亮延長時間。 | 套 | 2 |
16 | 氣動系統控制模型 | 該模型可以模擬氣壓傳動裝置,整套模型中有氣壓泵、儲壓罐、減壓閥、換向閥、氣缸等部件組成,通過了解各部件的原理,就可以了解氣動的基本原理。 | 套 | 2 |
17 | 奇妙的無線電實驗箱 | 規格:400×200×100,鋁合金箱包裝。 | 套 | 4 |
探究問題:1、什么是電磁波,無線電,調制,解調。2、電磁波產生,發射,接收的過程。 3、無線發射接收模塊的使用。 | ||||
18 | 激光傳聲與光纖通訊實驗箱實驗箱 | 規格:400×200×100,鋁合金箱包裝。 | 套 | 4 |
探究問題:1、激光傳聲原理,光電轉換過程。2、了解光纖通訊的特點。3、了解警報喇叭的制作,工作原理. | ||||
19 | 奔跑吧,火柴人 | 多媒體觸摸屏:32寸多點觸控顯示器; | 套 | 4 |
顯示分辨率:1366×76屏幕比例:16:9背光方式:LED背光 | ||||
計算機配置:i5CPU/4G內存/32G態硬盤展示內容:10個分解的人物跑步動作,拖到動畫框中組成跑步過程,系統處理后播放,如果先后順序擺錯,跑步動畫會顯得奇怪和滑稽。加入卡通老虎追捕動畫,增加幽默效果。 | ||||
操作方式:學生在觸摸屏中選擇火柴人奔跑動作片段,觀看合成效果。 | ||||
20 | 機械組合 | 傳動方式組成:蝸輪蝸桿傳動,齒輪齒條傳動,鏈傳動。展示內容:本展項通過三組傳動模型的操作演示,用簡單的原理向觀眾展現機械運動中常見的傳動原理,培養勤于動手、樂于發現科學奧秘的習慣。操作方式:轉動手輪,觀察和感受不同的機械運動機構。 | 套 | 4 |
21 | 水能和風能應用創客實驗盒 | 規格:176件,可以組裝成F1賽車,豪華轎車,跑車,火箭車,飛機,油罐車,飛彈發射車,簡易快艇,魚雷,水上飛機,飛魚,航空母艦,阿基米德潛艇,神風驅逐艦,噴水器,雙瓶噴水器,雙噴水頭,動力渦輪水車,耕耘機,高扭力卡車頭,八輪大卡車,水循環動力車,動力巴士,拉風跑車,天旋地轉,搗米機,跳舞音樂盒,指揮機器人,雷達站等29個模型。 | 套 | 4 |
22 | 動物園創客實驗盒 | 規格:88件,可以組裝成霸王龍,大象,翼手龍,企鵝,螃蟹,猴子,天蝎,兔子等8個模型。 | 套 | 4 |
23 | 百變創客實驗盒 | 規格:242件,可以組裝成2挖土機、云梯車、堆土車、虎魚、風車,大嘴鳥、狗、滾輪車、燈塔、夾罐車等10個模型。 | 套 | 4 |
24 | 彈力創客實驗盒 | 規格:70件,可以組裝成橡皮筋賽車,航天飛機,雙體船,水翼艇,直升機等5個模型。 | 套 | 4 |
25 | 7號機器人創客實驗盒 | 規格:228個部件??梢越M裝為智能機器人等8種機器人模型。在機器人的胸口上放置一臺智能型手機,用這臺智能型手機與另外的計算機使用視訊通話,就可以利用計算機看到它行進的畫面。在很多救難現場都會用到這種救難機器人,例如坍方造成救難人員無法進入時,就會利用救難機器人前進探路,讓救難人員了解現場狀況;可以編寫程序讓機器狗往前進,它會一直往你的方向前進直到你面前坐下來;編寫甲蟲機器人的程序,會讓它往前走直到感測到一個障礙物,接著,它會揮動夾鉗和拍打翅膀來嚇跑你。如果繼續靠近它,它會退后,并與你保持距離,如果移除障礙物,它就會繼續前進。 | 套 | 4 |
26 | 能源組合技術創客實驗盒 | 規格:265件, 2片太陽能活動板, 可做 22 種模型變化,太陽能風帆車、水陸兩用船、賽車、摩托車、重型機車、壓路機、水泥攪拌車、油罐車、挖土機、街道清掃車、工程車、直升機、起重機、電梯、纜車。 | 套 | 4 |
27 | 太陽能奇妙變幻創客實驗盒 | 規格:176件,可做蒸汽火車單螺旋槳飛機等6 種模型. | 套 | 4 |
28 | 電學實驗盒創客實驗盒 | 規格:120件,可以組裝13種模型.可開展以下實驗:摩斯密碼、導電性、串并聯和電流急急棒等13種實驗 | 套 | 4 |
29 | 電和磁創客實驗盒 | 規格:189件,可以組裝電磁火車等6種模型.可開展電磁組合實驗,了解電和磁是可以相互轉換的,了解電是怎樣產生磁的,以及電流和磁力的方向等知識, | 套 | 4 |
30 | 燃料電池創客實驗盒 | 規格:91個部件,可做由燃料電池驅動的22款模型,吉普車、風車、直升機和螺旋槳飛機等。 | 套 | 4 |
31 | 空壓發電創客實驗盒 | 規格:320×240×123,由85個部件組成。 | 套 | 4 |
探究問題:利用空氣壓力發電。 | ||||
32 | 彈性原理創客實驗盒) | 規格:320×240×370,由145個部件組成。9種交通車。 | 套 | 4 |
探究問題:彈性原理 | ||||
33 | 齒輪傳動創客實驗盒 | 規格:320×240×370,由50個部件組成。 | 套 | 4 |
探究問題:可以組裝成4個齒輪傳動 | ||||
34 | 光學組裝創客實驗盒 | 規格:173個零件 | 套 | 4 |
可以設計組裝顯微鏡,雙筒望遠鏡、單筒望遠鏡、動畫光學投影機等,投影機可以通過LED照明投射在屏幕上或者墻上欣賞動畫。 | ||||
35 | 力的轉化創客實驗盒 | 規格:126件,將水的壓力轉化為動力能源,帶動挖斗來模擬挖土機工作的全過程。 | 套 | 4 |
36 | 氣動組裝創客實驗盒 | 規格:110件,可以設計組裝氣墊船,氣懸球,火箭車等18款模型。 | 套 | 4 |
37 | 組裝遙控創客實驗盒 | 規格:212件,3個馬達,1個紅外線接收器,1個紅外線遙控器。模型從使用1個馬達到3個馬達,由易到難,讓模型產生不同的變化、動作。遙控式的紅外線遙控器,利用紅外線接收原理,可同時操作3個不同功能、動作的馬達,自己設計一款屬于自己的遙控模型來進行遙控實驗??稍O計吊車、推土機、機械手臂18種模型。 | 套 | 4 |
38 | 趣味力學創客實驗盒 | 規格:由230個部件組成。,\可以組裝成旋轉木馬、纜車、升降機、摩天輪等6個模型。 | 套 | 4 |
39 | 空氣水動能源創客實驗盒 | 規格:拼插式結構,易于組裝拆卸,可重復使用。由空氣壓縮瓶、打氣筒、氣壓水動馬達及多種結構件、傳動件、連接件組成,用ABS材料制作,能搭建水力發電、水槌機、鼓風機、氣壓水動車等5種以上模型。 | 套 | 4 |
40 | 風力能源創客實驗盒 | 規格:部件數 :133個。 | 套 | 4 |
拼插式結構,易于組裝拆卸,可重復使用。由兩種不同規格的葉片、馬達盒、充電裝置、LED發光裝置及多種結構件、傳動件、連接件組成,用ABS材料制作,能搭建風力發電模型等8種以上模型; |