【解決方案】校園創(chuàng)客空間課件

1、校園創(chuàng)客教育實驗課程解決方案Solutions For Campus Maker Education Base 第1頁，共58頁。01020304教育理念課程解決方案空間布置解決方案器材解決方案目錄CONTENS05師資介紹006成功案例第2頁，共58頁。01教育理念Educational scheme第3頁，共58頁。創(chuàng)客（maker）: 出于興趣與愛好，努力把各種創(chuàng)意轉變?yōu)楝F(xiàn)實的人和團隊。什么是創(chuàng)客？第4頁，共58頁。什么是創(chuàng)客空間？創(chuàng)客空間：整合了創(chuàng)客所必須的工具、材料，是創(chuàng)客學習、實踐、創(chuàng)造、交流、分享的平臺，是服務創(chuàng)新的場所。第5頁，共58頁。什么是創(chuàng)客教育？創(chuàng)客教育：創(chuàng)客文化與教育

2、的結合，基于學生興趣，以項目學習的方式，使用數(shù)字化工具，倡導造物，鼓勵分享，培養(yǎng)跨學科解決問題能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的一種素質教育。第6頁，共58頁。創(chuàng)客教育的特點特點說明基于興趣：以興趣班的形式，挑選有興趣的孩子開展實驗課程。項目學習：用項目輸出的方式來體現(xiàn)學習的成果，每課完成小項目，學期末完成綜合大項目。使用工具，跨學科能力：創(chuàng)客不受單一的器材或者工具限制想法。能使用各種工具和器材，從而掌握復合型的知識技能團隊協(xié)作：課程教學以及活動過程以團隊協(xié)作的形式，強調孩子之間的溝通和分享。創(chuàng)新能力：要讓孩子真正體驗創(chuàng)新的過程和結果，才能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和興趣。第7頁，共58頁。創(chuàng)客教育理念圖

3、（四大技能、兩大素質）創(chuàng)新能力&動手實踐軟件電子設計機械創(chuàng)造分為創(chuàng)新和制造兩部分，這兩大基本素質是創(chuàng)客教育的核心內容。圍繞兩大核心素質，設計軟件、機械、電子、設計四大基本技能。四大技能互相關聯(lián)，緊緊圍繞核心素質，構成創(chuàng)客教育理念圖。第8頁，共58頁。創(chuàng)客教育基地整體解決方案創(chuàng)客教育完整方案包含空間布置，器材工具以及課程教學三大部分。 空間布置和器材工具是基礎。 課程教學是關鍵。課程教學器材工具空間布置第9頁，共58頁。02課程解決方案CurriculumSolutions第10頁，共58頁。12學期課程體系（內容）1. 圖形化編程 + 電子積木4. DIY智能機器搭建7. Arduino開源硬

4、件編程以及應用1-3學期創(chuàng)造能力等級4-6學期7-9學期10. DIY激光雕刻機的原理與使用10-12學期等級一：初出茅廬在模仿的基礎上發(fā)揮想象等級二：嶄露頭角有能力自主設計，并在指導下完成制作等級三：平步青云能夠獨立使用工具、原材料、設備等級四：隨心所欲有能力利用多種器材實現(xiàn)腦中的想法2. 圖形化編程 +電子積木+積木搭建3. 圖形化編程機器人+開源電子模塊5. 3D打印應用和設計 6. 激光切割機的應用和設計8. 電子電路制作+常用工具使用9. 可穿戴電子實踐11. 新能源創(chuàng)客12. 大型智能機器人項目（RoboMaster/FRC）第11頁，共58頁。課程器材選?。ń叹撸╅_源電子模塊器材

5、選取的理念：機械搭建部分可融合樂高體系；電子部分選取開源電子模塊；在此基礎上融入原材料、工具和常用設備塑料積木電子積木圖形化編程機器人3D打印機激光切割機金屬積木原材料五金工具電子元器件小型加工機床開源智能機器人不同色塊對應4個創(chuàng)造等級常用器材，但不同等級的器材（相鄰的六面體）又能互相融合，形成網(wǎng)狀關系，為創(chuàng)客提供全面知識和技能，從而更好地實現(xiàn)想法。3D打印機第12頁，共58頁。課程創(chuàng)新實踐方法論（教學法）創(chuàng)新實踐方法論項目式學習探究教學法發(fā)散性案例團隊協(xié)作信息即時交流反饋創(chuàng)新實踐方法論結合國際先進教育理念與中國中小學校實際情況設計而成。提倡以創(chuàng)造性思維及動手能力為創(chuàng)客教育的終極目的，而非知識

6、或技能。以項目式學習為形式，提倡團隊間的配合與分享。采用探究式教學法，幫助學生建立起主動學習的意愿。課堂上由教師教授示范案例并提供大量啟發(fā)性案例，以供學生自主發(fā)揮創(chuàng)意。同時安排大量交流互動環(huán)節(jié)，便于教師取得即時的反饋，從而改進教學。第13頁，共58頁。第1學期課程 (魔爪的奇幻旅程)示范案例知識點推薦案例1-2和小魔爪一起開啟奇幻旅程認識圖形化編程的概念；了解操作界面；學會在角色庫里新增、刪除、切換角色；學會重復執(zhí)行、等待、切換造型命令 自主學習從背景庫里新增背景；學會角色說話；學會導入聲音 3-4神奇的海底世界移動，碰到邊緣反彈，顏色特效，隨機數(shù)概念隱藏角色在另一個角色下一層 、分支判斷模塊

7、、條件判斷模塊 跳舞機器人、幸運數(shù)字、猜猜看 5當魔爪遇上邁特思（我們的小臺燈） 認識電子積木, 了解電路的基本知識，學習LED燈、開關 用編程調節(jié)LED亮度、配合編程游戲（e.g.,猜大小游戲，猜中閃燈） 6-7魔爪的探險之迷宮尋寶 分別使用鼠標和鍵盤控制角色，使用“碰到？”，條件模塊，設置障礙，計時器 一起來抓流星、超級蹦蹦蹦、月球漫步、我是守門員、拳擊超人 8愛吃蘋果的魔爪 電位器（軟硬件結合） 升級臺燈、接禮物游戲、釣魚達人、炮彈發(fā)射器 9-10魔爪與四十大盜的防盜寶箱光線傳感器光控路燈、智能窗簾、光控跳舞娃娃光控編程游戲（e.g.,小島保衛(wèi)戰(zhàn)，光線值小于一定值時發(fā)射炮彈） 11-12

8、小魔爪大戰(zhàn)小飛龍 游戲人物的控制，角色在指定范圍內隨機移動，廣播模塊，隱藏和顯示模塊，變量 坦克大戰(zhàn)、打靶練習、大魚吃小魚13-14搖搖木馬 壓力傳感器、馬達齒輪+連桿 招財貓、跳舞機器人15-16小創(chuàng)客大智慧之-制作一款游戲 用前面學習的scratch軟件以及電子積木搭建一個虛擬和現(xiàn)實結合的游戲案例，并公開介紹作品 青蛙捕蟲、極限躲避球、幸運大轉盤深海大戰(zhàn)、賽馬游戲（跨越障礙游戲） 第1學期主要學習用圖形化編程軟件制作動畫和游戲。穿插結合簡單的搭建（電子積木+塑料積木，認識電路，以增加孩子們的學習興趣。第14頁，共58頁。第1學期創(chuàng)客教育實驗課程案例照片搖搖木馬升級臺燈第15頁，共58頁。第

9、2學期課程(小小工程師)示范案例知識點推薦案例1-2調速風車電位器,馬達，齒輪旋轉木馬、旋轉廣告牌小熊的娛樂走廊、摩天輪3-4聲控小夜燈（升級臺燈）聲音傳感器關節(jié)結構聲控風扇、聲控編程游戲5-6感應式風扇超聲波傳感器感應式路燈、編程游戲（超聲波琴、僵尸跳等）7-8工具與恐龍杠桿、復合杠桿，馬達智能路閘、升降臺、樹枝修剪器9-10小火車輪軸、馬達，齒輪組編程遙控車、會轉彎的小車其他輪式結構小車11-12鋼琴小車紅外馬達，其他傳感器自動鏟車、跟隨車、避障車、聲控小車13-14芝麻芝麻快開門（古堡城門）滑輪，傳送帶裝置，動滑輪和定滑輪、傳送裝置，吊車 升降機、起重機、把小船拉上來、計數(shù)器、升降晾衣桿

10、、傳送帶15-16創(chuàng)意實踐課用前面學習的scratch軟件，電子積木，塑料積木搭建一個可控/自動的含機械運動的案例，并公開介紹作品智能工具、多功能小車游樂園設備、智能家居第2學期學習圖形化編程軟件結合電子以及機械的應用。讓孩子熟悉可以用編程軟件控制更多電子模塊。課程重點結合結合簡單的電子積木+塑料積木學習簡單的搭建結構。第16頁，共58頁。第2學期創(chuàng)客教育實驗課程案例照片自動閘門調速風車第17頁，共58頁。第3學期課程(我的機器人朋友)示范案例知識點推薦案例1-2認識機器人朋友了解認識圖形化編程機器人，組裝，讓機器人動起來，認識編程軟件mBot經(jīng)典玩法，巡線、避障、自動跟隨程序3-4多才多藝機

11、器人板載LED、蜂鳴器、光線傳感器光控音樂機器人、小島保衛(wèi)戰(zhàn)（編程游戲）、光控臺燈、超聲波琴5-6聽話的機器人使用紅外遙控器 算數(shù)大挑戰(zhàn)、紅外線接力賽7-8機器人走迷宮大賽綜合考察學生對巡線模塊、超聲波模塊、蜂鳴器、LED、紅外遙控器的學習情況，并結合三年級的智能路閘比賽9-10給你點表情看看表情面板的使用（結合超聲波或紅外傳感器或聲控傳感器等）迎賓裝置、創(chuàng)意鬧鐘表白機器人、街頭廣告車11-12機器人足球賽搖桿的使用極限躲避球、戳氣球超級打地鼠（結合軟件的游戲）抓錢袋（結合軟件的游戲）13-14搖頭娃娃舵機旋轉彩球、釣魚機器人繪圖機器人、停車場出入閘15-16小創(chuàng)客大智慧之-我的專屬機器人打造

12、一輛獨一無二的圖形化編程機器兒，要求用上3個以上傳感器或舵機，并公開介紹作品消防小車（火焰?zhèn)鞲衅鳎?、跳舞小車、撿球小車、結合樂高（塑料積木）的小車、人體感應追蹤小車、手機攝影機小車、音樂廣告小車第3學期主要通過圖形化編程機器人，學習入門級機器人的控制和搭建。結合開源電子模塊，對機器人進行擴展和改造，重點學習電子部件的應用。第18頁，共58頁。第3學期創(chuàng)客教育實驗課程案例照片圖形化編程機器人及擴展第19頁，共58頁。第4學期課程(小創(chuàng)客的DIY之旅)示范案例知識點推薦案例1-2紅綠燈系統(tǒng)RGB燈，數(shù)碼管運用數(shù)碼管可讀取數(shù)值（如距離、光線強度、聲音強度等）到案例改造中3-4自動釣魚竿 舵機與電機（

13、上）吹泡泡機、智能冷卻裝置（+溫度傳感器）、迷你電梯（9g+齒輪+齒條）、自動喂魚機5-6360旋轉風扇（二軸傾斜伺服平臺）舵機與電機（下）毛毛蟲、跳舞盒子、迷你XY7-8奶奶的搖搖扇曲柄搖桿裝置，用電位器調速小驢拉磨、智能攪拌機、帶雨刮器的小車9-10Scara機械臂夾取裝置，舵機、電機、迷你機械爪升級機械臂、寫字機器人11-12投石車涉及彈射結構、扳機、蓄能機構，結合直流電機、舵機、限位開關，實現(xiàn)自動化自制簡易小手槍、投球機器人弩機、炮塔13-16創(chuàng)意搭建實踐利用全面所學的全部知識，搭建一個智能作品（要求用到2個以上機械結構，并結合電子部件和編程）智能分揀機（+傳動帶、紅外）乒乓發(fā)射器桌面

14、倒水機器人第4學期主要通過金屬積木DIY搭建課程，學習機械搭建機構的知識和應用。讓孩子熟練運用幾種常見的機械搭建機構。課程重點結合塑料積木和金屬積木學習搭建。第20頁，共58頁。第4學期創(chuàng)客教育實驗課程案例照片金屬積木DIY第21頁，共58頁。第5學期課程(3D城市規(guī)劃師)示范案例知識點推薦案例1-2初識3D打印機認識3D打印機的種類、歷史、原理，作品展示，認識3D建模軟件的操作界面放入基本幾何體，排列，移動和縮放物體知道操作臺，三視圖，基本功能，認識基本幾何體，糖葫蘆，柵欄3-4印章基本幾何體，圓角命令，拉伸，移動，加運算，預制文字基本樓房，在樓房上刻字5-6馬克杯加運算和減運算（合并與切割

15、），相交，倒角命令路燈，垃圾桶，鏤空的樓房，花盆，碗7-8花瓶陣列，放樣，抽殼樹木，有曲線形態(tài)的高樓9-10橋草圖繪制，拉伸，抽殼，拔模不同形態(tài)的橋，不同形態(tài)的樓房11-12玩具車綜合運用不同形態(tài)的車13學習從3D模型庫下載模型 學習從3D模型庫下載模型 學習從3D模型庫下載模型 14-16創(chuàng)意搭建實踐3D城市規(guī)劃利用前面所學的所有知識，結合3D打印和電子模塊及積木，打造一座可以智能互動的3D城市沙盤 第5學期主要學習3D打印機的知識和應用。讓孩子熟練運用3D建模軟件，并用打印機進行創(chuàng)作。后半部分課程重點是結合3D打印+積木+電子模塊的綜合應用。第22頁，共58頁。第5學期創(chuàng)客教育實驗課程案例

16、照片3D打印+應用第23頁，共58頁。第6學期課程(切出我們的童話)第6學期主要學習激光切割的知識和應用。讓孩子熟練運用激光切割機進行創(chuàng)作。后半部分課程重點是結合激光切割+開源電子模塊的綜合應用。示范案例知識點推薦案例1-2認識 激光切割機激光切割機的歷史，種類和原理認識激光切割建模軟件激光切割機的基本使用方式3-4軟件基本操作平面圖案設計（一）幾何花紋、杯墊5-6鏡像、陣列與放樣平面圖案設計（二）窗花、雪花、龍騰條紋、寫輪眼7-8基本實體的制作立體構成設計構成正方體、三棱錐、六面體9-10復雜立體構成藝術造型設計星際飛船11-12木質燈籠激光切割與電子應用我的小鬧鐘、特洛伊木馬13-16創(chuàng)意

17、搭建實踐利用激光切割設計創(chuàng)造一個智能案例（至少一個機械結構+一種傳感器），并公開介紹作品。仿生動物、小飛機、風扇、木制小人第24頁，共58頁。第6學期創(chuàng)客教育實驗課程案例照片激光雕刻及應用第25頁，共58頁。第7學期課程(Arduino編程入門)示范案例知識點推薦案例Arduino編程基礎Arduino編程入門認識Arduino安裝Arduino的IDEIO口輸出和延時板載LED的閃爍Arduino常用函數(shù)介紹碰撞檢測（限位開關）Arduino外部庫的使用安裝和使用外部庫Arduino綜合實踐藍牙小夜燈藍牙小夜燈（上）藍牙小夜燈（下）尖叫拍照尖叫拍照（上）尖叫拍照（下）感溫杯感溫杯（上）感溫杯

18、（下）mWatch（Wi-Fi功能）mWatch（Wi-Fi功能）（上）mWatch（Wi-Fi功能）（下）第7學期主要學習Arduino編程入門，讓學生對編程語言有更深入的認識。結合電子部件與簡單機械機構搭建，實現(xiàn)軟件、電子、機械的綜合應用。第26頁，共58頁。第7學期創(chuàng)客教育實驗課程案例照片Arduino編程及應用第27頁，共58頁。第8學期課程(電路原理與電路設計基礎)示范案例知識點推薦案例第8學期課程名稱課節(jié)制作內容電路原理與電路設計基礎電路原理基礎手繪 LED 小彩燈手繪 LED 小彩燈，折疊音樂賀卡面包板的使用LED 互閃電路，555 定時器可調閃爍電路常用元件的認識繼電器電機換向

19、器，三極管 H 橋儀器儀表的使用萬用表的使用方法，用示波器測量 555 脈沖信號電路設計基礎手工焊接洞洞板制作 LED 互閃，錫接走線PCB 手工制板繪制 PCB 圖，熱轉印法制作 PCBPCB 的焊接手工焊接貼片元件，手工貼片與回流焊的使用綜合實踐作品電子創(chuàng)新綜合實踐第8學期主要學習電路原理與電路設計基礎，結合動手制作，讓學生更深入掌握電子部分的知識和技能。學期末通過之前的學習內容完成一項電子創(chuàng)新綜合實踐，來呈現(xiàn)孩子們的學習效果。第28頁，共58頁。第8學期創(chuàng)客教育實驗課程案例照片電子電路的設計及應用第29頁，共58頁。第9學期課程(可穿戴電子實踐)第9學期主要圍繞可穿戴實踐，主要培養(yǎng)學生的

20、電子與制作能力。學期末通過之前的學習內容，自主設計并制作一款可穿戴電子綜合實踐，來綜合呈現(xiàn)孩子們的學習效果。示范案例知識點推薦案例可穿戴電子實踐視覺模塊可穿戴LED基礎自行車安全駕駛T恤（上）自行車安全駕駛T恤（下）可穿戴LED進階鋼鐵俠反應堆（上）鋼鐵俠反應堆（下）可穿戴微型顯示屏DIY智能手表（上）DIY智能手表（下）聽覺模塊DIY音樂播放器可穿戴音樂播放器（上）可穿戴音樂播放器（下）運動模塊運動傳感器入門運動計步器（上）運動計步器（下）GPS使用入門GPS軌跡記錄儀（上）GPS軌跡記錄儀（下）綜合實踐綜合實踐可穿戴電子綜合實踐（上）可穿戴電子綜合實踐（下）第30頁，共58頁。第9學期創(chuàng)客

21、教育實驗課程案例照片可穿戴實踐第31頁，共58頁。第10學期課程(DIY激光雕刻機的原理與使用)第10學期課程名稱課節(jié)制作內容DIY激光雕刻機的原理與使用直線運動機構基礎知識步進電機控制步進電機轉盤直線運動機構直線滑軌步進電機控制滑軌運動直線運動的精確控制機器人演奏小木琴直線運動進階直線運動的疊加XY直線運動平臺步進電機控制XY平臺DIY激光雕刻機激光雕刻原理激光器的調節(jié)將激光器安裝到XY平臺編程控制激光雕刻雕刻簡單的幾何圖形Benbox 軟件的認識與使用組裝激光雕刻機激光雕刻機（上）激光雕刻機（下）DIY激光雕刻機的使用雕刻木板圖案切割紙張制作工藝品第10學期主要圍繞DIY激光雕刻機的原理與

22、使用，并將機械結構運用到實踐中。學期末通過之前的學習內容切割木板和紙張來制作工藝品，并結合第6學期的知識來制作一款可動裝置。第32頁，共58頁。第10學期創(chuàng)客教育實驗課程案例照片DIY激光雕刻機及作品第33頁，共58頁。第11學期課程(新能源創(chuàng)客)第11學期主要圍繞新能源，在認識各種能源的基礎上結合電子與制作，完成綜合作品。學期末通過之前的學習內容，用不同的能源制作可動裝置，來綜合呈現(xiàn)孩子們的學習效果。示范案例知識點推薦案例新能源創(chuàng)客認識各種能源化學能水果電池斯林特發(fā)動機熱太陽能凸透鏡聚焦拋物面反射聚焦鏡硅光電太陽能太陽能電池電路太陽能儲能與釋放溫差能溫差半導體發(fā)電溫差半導體制冷風能簡易手搖發(fā)

23、電機DIY風力發(fā)電機綜合實踐綜合實踐新能源綜合實踐作品（上）新能源綜合實踐作品（下）第34頁，共58頁。第11學期創(chuàng)客教育實驗課程案例照片新能源實踐第35頁，共58頁。第12學期課程第12學期模擬大型智能機器人項目，例如Robomaster/FRC,整個學期基于大型競賽的模式，學生以團隊形式準備競賽裝置。全面考察學生在機械、電子、軟件、創(chuàng)新思維、動手實踐五個維度的能力。通過本學期的大型智能機器人項目，學生初步具備參加大型競賽的能力和技術。大型智能機器人項目（RoboMasters/FRC）第36頁，共58頁。第12學期創(chuàng)客教育實驗課程案例照片Robomaster比賽現(xiàn)場FRC比賽現(xiàn)場第37頁，

24、共58頁。03器材解決方案Equipment Solutions第38頁，共58頁。創(chuàng)客教育器材配置整體方案器材方案基礎包：（滿足12學期課堂教學，供教師示范案例使用）擴展包（供學生創(chuàng)新擴展使用，可自主選取搭配）工具（桌面工具+大型加工工具）學期1-12課程基礎套裝（2人/套）電子積木+塑料積木擴展包（4人/套）金屬積木+開源電子模塊擴展包（4人/套）電子元器件擴展包（4人/套）高級傳動擴展包（4人/套）原材料素材包（4人/套）1. 桌面工具：桌面級3D打印機（2人/臺）3D打印素材（每臺5卷PLA素材）電焊工具包（2人/套）DIY手工工具包（2人/套）（含護目鏡）2. 大型加工工具：鉆銑床、

25、車床、砂輪機、臺式曲線鋸、木工圓鋸、型材切割機工業(yè)級3D打印機（含打印材料）工業(yè)級激光切割機第39頁，共58頁。創(chuàng)客教育器材工具配置建議方案塑料電子積木+塑料積木素材包。每套包含20多個電子積木模塊以及20多個課程案例素材包，可以供2-3名孩子同時使用。用于結合圖形化編程軟件，學習各種電子模塊的功能使用，并學習各種基礎機械結構知識。（圖片僅為參考）第40頁，共58頁。創(chuàng)客教育器材工具配置建議方案圖形編程機器人+金屬積木以及開源電子模塊素材包每套包含一臺圖形化編程機器人以及金屬積木以及開源電子模塊素材包，可以供1-2名孩子同時使用。用于讓同學學習體驗入門級機器人的控制和操作，強化圖形化編程軟件技

26、能，結合DIY擴展包對機器人進行創(chuàng)新改造，進階機械結構知識，鍛煉創(chuàng)新創(chuàng)造能力。 （圖片僅為參考）第41頁，共58頁。創(chuàng)客教育器材工具配置建議方案DIY搭建平臺以及開源電子模塊包每套包含DIY搭建積木以及開源電子模塊，上百種，上千個零件和電子模塊，可以供1-2名孩子同時使用。用于讓同學實踐創(chuàng)新各種DIY搭建模型，學習包含機械結構知識，電子模塊知識以及軟件編程技能（圖形化編程和C語言），鍛煉創(chuàng)新創(chuàng)造能力。 （圖片僅為參考）第42頁，共58頁。創(chuàng)客教育器材工具配置建議方案DIY手工工具+原材料素材包適合孩子使用的DIY手工工具套裝，用于讓孩子學會熟練使用工具，可以供1-2名孩子同時使用。（圖片僅為參考） 木材，亞克力，PVC，紙板，橡膠等原材料包，用于讓孩子熟悉各種材料的特性以及加工制作的方法。（圖片僅為參考） 第43頁，共58頁。創(chuàng)客教育器材工具配置建議方案小型3D打印機+激光切割機用于讓同學體驗桌面級加工工具的操作，了解激光切割機和3D打印機的基本構造和原理鍛煉加工各種材料和3D造型設計的能力，充分提升同學的動手能力。 （圖片僅為參考）第44頁，共58頁。創(chuàng)客教育器材工具配置建議方案小型加工機+床電子焊臺用于讓同學體驗桌面