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1、 创客空间实操解决方案二零一七年十月目录一、创客空间方案说明31.1创客教室区域规划31、展示区52、RP区63、授课区64、模块调试区65、创意共享区76、作品存放，材料存放区71.2产品与教学71.3模型制作类软件学习71.TinkerCAD72.Designspark81.4功能实现类课程学习81.基础机械、运动、电子类课程82.高级机械、电子、电路、编程和人工智能类课程111.5潜能开发121.6预期成果13二、创客空间教室建设详细清单162.1基本工具162.2课程套件182.3其他器材202.4装饰设计清单212.5必备成果22三、评分办法22一、 创客空间方案说明111.1 创客
2、教育，一般而言目前我们理解的是在校培养学生的创客能力，创客教育，教育是方式和手段，让学生具备创的知识，意识和能力是目的，如果一个地方纯属创客，那就只需要提供一个空间，一个造物的空间，让学生自由去造物，没有教和育的环节，纯属教育的话，那就是老师教，学生学，学什么呢？学的是造的基本技能，创和教育的融合我们成为创客教育，那么创客教育真正的含义是什么？一个创客的养成有四个阶段，这四个阶段就是教、学、想、造，针对这四个阶段，创客教室的设计就必然是硬件设施和软性课程的结合，北京大学多元文化教育研究中心对创客教室的规划如下：1.1 创客教室区域规划我们要打造最适合中国青少年科学乐园。和以往创客教室不同的是模
3、块化更清晰，锻炼孩子团队协作性更强，安全性更高，整个教室涵盖课程面积更广泛，分别设置了几个区域分别为展示区，RP区，授课区，模块调试区，作品存放区，材料存放区，创意共享区。1、展示区展示区主要是展示孩子们做好的一些创意突出或者参赛获奖具有典型意义的产品，用于对外展示，这个区域对于青少年和家长来说是一种成就感，谁做的产品更好，创意更新颖，谁就可以最终把产品放到展示区内当做优秀作品展示，成就感是孩子学习与创作的源泉，所以我们要在教会他们知识的时候，也要激励他们自主学习。同时其他孩子也会有一种良性攀比意识，在大家都想要把作品放进展示区的时候，就会形成一种学习氛围。2、RP区RP区主要存放3D打印，激
4、光切割等设备。由于这些设备具有一定的危险性，所面对的人群年龄较小，并且具有一定不可控因素。所以该区域不对外开放。我们会设立单独的钢化玻璃隔间，把设备放在离钢化玻璃最近的位置，由专业老师操作给孩子们观看学习。这个区域的主要是把学生们有创意的想法或者实现创意需要的零件生产出来，让他们感觉只有想不到，没有做不到。3、授课区创客教育包含了教和学的环节，这个区域主要用去老师给学生传授基础的理论知识，为学生们的创新做基础性铺垫，一般的创客教室所用的课桌是简单的电脑桌，而我们用的是专门为创客教室所设计的实验桌。一张桌子可以容纳三个到四个学生使用，这样能更好地锻炼孩子的团队协作能力。并且团队意识更强，分工更明
5、确，桌面上铺的是防静电胶垫，和两台电脑。桌面上方还有一个材料的存放支架。我们不是按照简单的课桌，电脑桌来设计的。而是按照每个课桌都可以成为独立的小型实验室来设计的。4、模块调试区我们会根据当下孩子们所做的产品在同一区域更换不同的模块，例如足球机器人，我们的场地会是一个足球场。巡线机器人，我们的场地会有黑色线条等等。同时在模块区旁边会设立单独的桌椅供孩子们调试自己的设备，这个区域主要帮助孩子们在实现自己创想时对自己的产品进行测试，通过测试得到的反馈去更新和迭代产品，最后实现产品和设想的完整统一。5、创意共享区这个区域其实只是一面留言墙，或者是一台触控显示器。我们想让孩子们能够把想法创意写到上面，
6、每个孩子的想法都是天马行空的，并且我们不想做他们唯一的老师，我们更希望锻炼的是他们的学习能力，以及沟通和信息获取能力。6、作品存放，材料存放区这两个区域主要是用来把孩子们所在的班级产品进行分类，由值班老师对所存放的材料进行分类管理，在材料不充足的时候及时补货，只有经老师允许，学生方可进入该区域。1.2 产品与教学创客教育我们认为是有四个部分组成，分别是教、学、想、做，教和学代表的是知识和内容的学习，目的是为想和造打基础，要造一个作品，学生必须学会的技能有三类：功能实现类（机械、运动、电子，电路、程序、人工智能），模型制作（材料和结构设计）以及加工工具（工具和附件），这三项技能是学生通往创客之路
7、上必须先掌握的基本技能。因此我们的教学内容也是由这三类引申设计的，具体体系如下：1.21.31.3 模型制作类软件学习1. TinkerCAD在线网页版3D建模平台是一个专注于几分钟内就可以完成3D设计作品的在线工具，而基于浏览器的3D建模工具消除了用户使用3D建模的技术门槛。无论是否是专业设计人员，用户都可 以很方便地制作原型设计，并获得专业级的渲染效果。Tinkercad专注于帮助用户使用3D打印机制作“有趣、有意义”的东西，而3D打印正是当前的一个热门话题，目前已经被Autodesk收购，把Tinkercad加入到该公司的123D系列应用和服务中。与Tinkercad类似，这一系列服务和
8、应用旨在消除技术门 槛，帮助非专业技术人员使用CAD工具。Autodesk还计划在123D系列产品中整合Tinkercad的功能，简化该服务的使用。Autodesk宣布了所有的收费功能都将免费开放，可以无限制地存储设计模型，不仅可以通过简单地拖拽几何形状进行组合，甚至可以使用“超级脚本”进行更高水平的3D建模。Autodesk团队还计划继续研发该3D建模应用平台，加入更强大的导入、导出功能。2. Designspark这是一套简易化机械与电子建模软件。RS Components与SpaceClaim合作推出DesignSpark Mechanical软件，该软件整合SpaceClaim直接建模
9、技术的功能和易于使用的特性，并提供大量的RS标准零件库，受到全球数百万计工程师的信任。一款新型3D实体建模和装配工具，完全免费供所有人使用。DesignSpark PCB由Electrocomponents 集团公司的贸易品牌RS Components设计开发，该系统构建于集成设计环境之上，免费为用户提供从捕获原理图到印刷电路板(PCB) 的设计和布局所需的全部工具，是一款具有专业水准的正版设计工具。 2012年10月RS Components发行了DesignSpark PCB 第四版和全新的DesignSpark网站,功能更强大,操作更简便，倾心服务于电子行业需求。1.4 功能实现类课程学
10、习该课程旨在让学生用学和做的方式去掌握一些基础的机械，运动，电子，电路，编程和人工智能方面的知识，通过动手搭建具有生活实用价值的创意作品，同时培养出学生CDIO产品创作思想与团队合作精神，课程包括节能环保、家居安防、娱乐游戏、运动健康四大主题，每个主题包括多个课程内容：1. 基础机械、运动、电子类课程橡筋动力飞机： 1：认识弹性势能2：能量之间的相互转化手掷滑翔机：伯努利原理机械手：认识简单机械交通信号灯：1：认识拨动开关2：并联电路七彩台灯：简单电路潜望镜：光的反射望远镜：认识凸透镜和凹透镜及它们的特点温度计：1：认识温度及温度的测量工具温度计2：了解热胀冷缩创意风扇：1：掌握电能的定义2：
11、电能与风能的转化密码锁：认识联动结构太阳能车：1：认识新型清洁能源太阳能2：认识太阳能电池板明轮I级：阿基米德原理创意时钟：1：认识钟表2：掌握钟表的组成和分类 齿轮传动：了解齿轮及齿轮传动的特点自动化图书馆：榫卯结构起重机：1：了解滑轮的定义2：掌握定滑轮与动滑轮的特点液压升降台：1：液体的压强2：四边形的不稳定性自制电动机：电与磁行走机器人：1：认识曲柄连杆 2：认识凸轮手摇发电机：齿轮的应用明轮II级：牛顿第三定律 风力轮船：1：认识风能2：风能与动能的相互转化独轮车：重心凉亭：三角形的稳定性缤纷木屋：木头的比刚度改造城市：设计节能和环保的城市 DIY吸尘器：1：认识大气压力 2：初步了
12、解玻意儿定律风动载重车：作用力与反作用力直线竞速车：认识螺旋桨三速皮带传动车：1：认识摩擦力2：了解皮带传动 逆向思维的时钟：通过本次实验，了解计时器的发展历史、感知地球和生命的起源、感知科技的发展、学会逆向思维思考问题，熟悉石英晶体传感器的基本工作原理，纳秒时间的精确控制技术与应用，动手制作倒走时钟。声控“蜡烛”：通过本次实验，欣赏蜡烛的艺术，了解声音传感器的工作原理，以及照明的最新科技LED灯，动手制作创意声控“蜡烛”。红外控制留言机：通过这个实验，了解红外感应传感器的原理及应用，了解录音芯片的原理和应用，以及语音储存的技术和应用，并利用各种传感器制作多控开关的留言机。多控语音播报温度计：
13、通过这个实验，了解温度传感器的种类和发明、语音转换器、信号处理器的原理和功能。物联网电子标签RFID钥匙：通过这个实验，了解电子标签RFID的原理和应用，包括交通卡、门禁卡、身份证卡、产品防伪标签等。计步器：通过这个实验，了解加速度传感器或运动传感器以及语音播报的工作原理及应用。手摇换台的收音机：通过这个实验，了解角度传感器，FM收音机的工作原理及应用。超声波智能测距系统：通过这个实验，了解超声波传感器、语音模块的工作原理及应用。节能电风扇：通过本次实验，菲涅尔透镜的发明及基本工作原理，了解并使用人体感应传感器自动控制风扇的运行。人流量计数器：通过本次实验，了解红外传感器在计数器上的应用，以及
14、数码管和蜂鸣器的原理。2. 高级机械、电子、电路、编程和人工智能类课程小黑机器人套装：小黑系列机器人课程包机器人属于通用型自由组合型机器人套件，结合了关节型机器人的灵活性和轮试机器人的高机动性，学生可以通过基础套件，在机器人的机械系统上自由组合成人形机器人、四足机器人、小狗机器人、星球车等、同时搭配可编程的控制核心既可以在机械上自由定制，又可以在运动控制效果上自行设计。智能动车套件：了解声音传感器，红外传感器、电动机等智能系统，该款小车集声控功能、红外蔽障功能、录音功能、遥控播放录音、无线遥控功能、车灯控制功能于一体的多功能动感小车。可用PAD控制其行驶方向，还可以以PAD为平台设计小车行驶路
15、线，只要在屏幕上设计好希望小车行驶的方向和路线，小车就会沿着您设计的路线行进，同时遇到障碍还会自动躲避。美好家居：学生可以将Android平板通过Wifi（局域网）连接到智能家居系统中，监测室内空气中烟雾浓度、温度、湿度。如果有小偷进入则会触发报警，同时平板也会有警报提醒。如果家中有浓烟则会报警同平板也会有报警提醒。同时也可以通过平板对智能家居系统的功能进行设置。物联网实验室专用教学控制平台：物联网实验室自主研发设计，不仅有普通平板电脑的各项功能，还可作为物联网专用无线遥控设备。利用平台控制智能家居,通过实验室的平台应用程序连接智慧家居设备的WIFI模块，通过WIFI通信实时显示传感器数据（如温度，湿度，开关状态等等）以及控制设备（如控制灯泡的开关）智慧感知农业： 用手机远距离或异地智能监控农作物的生长，如灌溉施肥等，根据土壤湿度温度、太阳光照度，提高农作物产量，节省水资源，降低劳动力成本。只要轻轻拿起手机发一条包含代码的指令到指定号码上，就可以获知当前环境的温度、湿度、光照度，
