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中小學校創客教育實施方案

隨著素質教育的興起,越來越多的中小學校開始組建自己的創客教室,為了與makerspace接軌,我們稱為校園創客實驗室或校園創客空間,中小學進行創客教育可以促使學生盡早接觸各類科技創新產品,從而培養其對科技創新的研究興趣。如果再輔以科學全面的創客課程,可以激發學生自發的提出自主創作項目并進行實踐。

本方案從校園創客空間的建設背景、設計理念、整體解決方案、配套設備、課程體系等方面多維度介紹了創客教育的實施,對于創客空間建設與課程體系建設具有非常重要的意義。

中小學創客教育實施方案

方案結尾附創客課程設計體系和全國性創客比賽。

一、創客空間建設背景

(一)社會發展需求

什么叫創客呢?創客是一個實體(相對于線上虛擬)空間,在這里的人們有相同的興趣,一般是在科學、技術、數碼或電子以及藝術,人們在這里聚會,活動與合作。

創客空間可以看作是開放交流的實驗室,工作室,機械加工室,這里的人們有著不同的經驗和技能,可以聚會來共享資料和知識,為了制作/創作他們想要的東西。

從發展趨勢看,創客空間必將成為科學技術與創新活動開展和交流的場所,也是技術積累的場所,也必將成為創意產生和實現以及交易的場所,從而成為創新創意的集散地。

創客們以好玩為主要目的,恰恰是創客的意義所在。也是該空間能夠摩擦出無限創造原動力的主要原因。而從學校入手建設創客空間,是促使全校學生樂于動手實踐創新創意的關鍵手段。創客空間為懷有相同興趣的同學找到志同道合的伙伴,促使學生從有興趣培養發展成為愛好。

(二)校園創客空間

創客空間將構建促使學生實踐創新創意的空間,學生通過觀看、接觸、觸摸、感受以及實踐空間內的各類科技創新產品,對科技創新產生濃厚的興趣。并且通過配套的創新設計以及開源硬件創新課程的教學,促使學生接觸基礎的科技創新產品合作項目,并通過組織各類活動激發學生自發的提出自主創作項目并進行實踐。

學生可以在該創客空間內體驗從一個創意理念到實現創意的功能性,最后設計并制作一件產品的全部流程,為進入未來社會提供創新型人才打好結實的基礎。

二、創客空間設計理念

M.C校園創客空間的“M.C”核心理念,其M代表了該空間的核心目標:My space,Maker,Merisis希望該空間是以學生為教學中心,更多的促使學生動手實踐進行創意創想并且該空間是可生張的空間,其空間展示的作品以及內容將隨著課程的開展逐漸生長增加內容,并形成良性的創意循環,為學生打造更好的創新環境。其C代表了該空間的主要教學思維:creativity,customization,cooperation。

該空間將比一般的創客空間更加突出創造力的體現,個性化教學定制以及教學裝備的合作融合。“M.C”的建設理念依據是一個獨具創新融合的創客空間,它具備了“定制”“眾創”“生長”三個要素,在具體建設層面,該創客空間是由三個相輔相成的部分組成,分別為“課程”、“設備”、“活動”。三個部分相互關聯,相互輔助造就和推動生長的創客空間。

(一)可定制的創客空間

該創客空間除了提供學生日常 3D設計與打印基礎課程、電子積木編程基礎課程、無人機拼裝實踐基礎課程以外,還將鼓勵學生自己提出創新項目并在該創客空間進行研究與實踐。這樣的教學方式將促使該空間的展示與課程內容將從標準的科技創客課程逐步演變成基于學生與老師需求的可定制課程發展,其創客空間的展示內容將根據學生提報的科創項目逐步更新,形成課程與展示內容將不斷向個性化定制化發展。

(二)可生長的創客空間

該空間的課程內容不僅僅提供基礎的普及教學課程,還會將學生自主提出有教學意義的項目形成學校自有的校本課程。使該實驗室的校本課程及課程實施的種類有生長性。而該實驗室的項目展示內容,也將從學生的電子創客基礎作品與3D設計基礎作品逐步變成學生自己提出并完成的項目作品,該實驗室的展示性與課程設置也將隨著實驗室的教學活動逐步成長與更新。

(三)培養合作探究能力與解決實際問題能力

MC校園創客空間不止給學生們提供一個實踐探究科技創新項目的場所。還給他們提供一個自己主動提出研究內容,并形成團隊、安排團隊的分工,并各自合作共同解決某一個科技問題。這個教學活動本身就是跨學科融合學習的一個過程。不僅僅培養了學生的合作探究能力,也給予他們一個共同解決實際問題實踐方式。培養學生的綜合實踐能力。

三、創客空間整體解決方案

(一)課程整體規劃

中國的傳統教育是應試教育,缺少開設培養學生“創新精神和創造力”的課程,純粹的理論學習使學生的大腦僵化,學校應開設集設計、3D打印和電子積木開發于一體的“邊學邊做”的課程,把數學、生物、物理課中的許多抽象概念通過讓學生動手設計一些由3D打印和傳感設備組件組成的小電路和小裝置,變成有趣的課程。《3D電子積木》創新課程將激發新一代學生投身科學,數學,工程和設計的熱情,造就一批小工程師與小科學家。

課程設計教學目標

1、認識3D打印技術,運用3D打印DIY自己設計和定制自己想要的造型和結構件。培養學生的空間思維和三維設計能力;

2、掌握mixly圖型化編程軟件,掌握傳感器的基本原理和相關知識,能夠熟練運用mixly編程軟件完成一定的電子積木控制;

3、能夠運用3D打印和電子積木套件進行一定的創意設計,每個小組完成一個創意項目,具備參加區級或者市級的科技比賽資格。

(二)創客課程體系

1、3D創新設計基礎課程

課程階段

課程主題

學時

教學內容

教學目標

第一階段

認識3D打印與生活應用

1課時

概述3D打印的目前的市場應用與未來展望

展望學習知識應用方向培養學習興趣

第二階段

神奇的七巧板

1課時

認知七巧板的結構、熟悉設計軟件并實踐設計一套標準化七巧板的同時另設計一套個性化巧板與至配合進行個性化巧板拼圖

1、學會理解原理的前提下進行設計,理解分塊。掌握設計軟件部分功能

2、拓展想象力,培養基于動手實踐的拓展思維

第二階段

活動課-創意七巧板

2課時

分享自己設計的個性化巧板拼圖  。并上網查閱自己設計一組具有七巧板特色的七巧板禮物盒

1、學會表達自我創意

2、培養創造性思維

3、實踐創意,培養興趣

4、培養通過創意解決實際問題

第二階段

百變紐扣

1課時

概述紐扣歷史、講授紐扣的3D設計

1、理解尺寸的概念

2、學會部分設計軟件功能

3、培養創意生活應用能力

第二階段

活動課-小紐扣大世界

1課時

引導學生開發紐扣新用途(紐扣畫/服裝紐扣設計)

1、培養創造性思維

2、實踐創意,培養興趣

3、培養通過設計實現生活應用的意識

第二階段

小小掛鉤

1課時

講授掛鉤原理和基礎設計

1、理解公差的概念

2、學會部分設計軟件功能

3、培養創意生活應用能力

第二階段

活動課-掛鉤的承重實驗

1課時

團隊協作創意掛鉤實踐掛鉤的承重測試并修改(1課時)

1、培養創造性思維

2、培養探究性思維

3、培養通過設計實現生活應用的意識

第三階段

私人定制小掛件

1課時

掛飾知識講座和基礎設計

1、理解描點法的應用

2、學會部分設計軟件功能

3、培養創意生活應用能力

第三階段

活動課-創意掛件設計

1課時

由學生自主設計創意掛飾

1、培養創造性思維

2、培養藝術創新思維

3、培養通過設計實現生活應用的意識

第三階段

魔法圖章

1課時

概述圖章文化和現代圖章設計

1、理解印刻概念與陰刻與陽刻的區別

2、學會部分設計軟件功能

3、培養創意生活應用能力

第三階段

活動課-專屬圖章設計

1課時

學生個性化圖章設計大比拼

1、培養創造性思維

2、培養藝術創新思維

3、培養通過設計實現生活應用的意識

第三階段

吹泡泡棒

的秘密

1課時

在理解吹泡泡棒的原理的前提下進行創意設計并設計完成

1、培養藝術創意與科學原理相結合的實踐應用

2、深化描點法三維建模軟件的教學使用

第三階段

送給弟弟妹妹的禮物

1課時

基于上節課作品的實踐設計一個具有自己個性化設計的泡泡棒

1、培養藝術創意與科學原理相結合的實踐應用

2、基于實踐的作品改造能力

3、深化描點法三維建模軟件的教學使用

第四階段

神奇的拱橋

1課時

認知拱橋的設計原理、進行拱橋基礎設計

1、理解拱形橋重量分散與摩擦力的應用原理

2、學會部分設計軟件功能

3、培養通過探究試驗

第四階段

活動課-最結實的拱橋

1課時

拱橋承重實驗,根據實驗結果改造拱橋的設計

1、培養通過設計解決科學應用的能力

2、探究性實驗的實踐經驗

第四階段

魯班鎖的秘密

1課時

1、理解魯班鎖的原理以及基礎設計

2、理解作品設計的公差的概念

3、魯班鎖基礎設計

1、培養數學與3D設計的結合與應用

2、學會使用標尺工具與卷尺工具

 

第四階段

魯班鎖大改造

1課時

1、在實踐拼完魯班鎖后

2、網絡上查閱資料并改造自己原有設計的魯班鎖

1、培養通過實踐進行改造作品的能力

2、培養自主探究能力與發現問題的能力

第四階段

竹蜻蜓的秘密

1課時

1、學習了解竹蜻蜓的結構原理

2、學習基礎竹蜻蜓三維設計

1、培養數學與物理與3D設計的結合與應用

2、學會使用標尺、量角器等三維建模工具

第四階段

讓竹蜻蜓飛的更高

1課時

1、在實踐拼完魯班鎖后網絡上查閱資料并改造自己原有設計的竹蜻蜓讓其飛的更高

1、培養通過實踐進行改造作品的能力

2、培養自主探究能力與發現問題的能力

第四階段

拉胚的奧秘

1課時

1、學習了解瓷器的結構

2、學習基礎瓷器的三維設計

培養藝術美學與3D設計的結合與應用

第四階段

多多肉找個新家

2課時

1、基于上節課花瓶學習了解瓷器的結構

2、學習基礎瓷器的三維設計的分享與實踐后設計一個能夠種植多肉的個性化花盆

1、培養通過實踐進行改造作品的能力

2、培養自主探究能力與發現問題的能力

第四階段

個性相框設計

1課時

1、學習了解相框的基礎的結構

2、學習基礎相框的三維設計

培養生活創意與3D設計的結合與應用

第四階段

圣誕樹上的相框

2課時

1、基于上節課相框學習了解相框的結構

2、分享自己實踐的創意作品后

3、設計一個可掛扣的個性化相框

1、培養通過實踐進行改造作品的能力

2、培養自主探究能力與發現問題的能力

3、培養通過設計解決實際問題

第四階段

小小城市規劃

4課時

1、小組規劃調研城市規劃的必備條件與要素

2、設計一個可以組裝搭配的9*9的城市規劃模型

 

1、培養通過實踐進行改造作品的能力

2、培養自主探究能力與發現問題的能力

3、培養小組合作以及探究合作的能力

第五階段

創客嘉年華

2課時

將學生作品展示并進行親子互動

課程總結

 

 2、電子積木基礎課程

 階段

課程主題

課程內容

教學目標

學時

初識電子積木

認識電子積木編程軟件

1、用視頻和實物的形式向學生展示物聯網的神奇魅力,激發學生對物聯網和可視化編程的興趣

2、介紹可視化編程軟件的各個菜單欄

3、通過可視化編程模擬完成智能開關燈實驗

4、以小組的形式討論,可視化編程可以完成哪些功能和設計

1、激發學生對物聯網和電子積木的興趣

2、認識可視化編程的各個功能

3、能夠模擬完成開關燈的實驗

4、進行可視化編程的功能拓展

2課時

炫彩LED燈

1、以圖片和歷史的角度演示照明的進化史

2、應用可視化編程和套件(核心模塊、拓展模塊、LED燈)完成點亮LED燈的實驗

3、運用三維造型套件為我們的LED燈做個創意造型

4、思維拓展,如何完成點亮多盞LED燈

 

1、了解照明的發展史

2.、認識核心模塊、擴展模塊、單色LED燈

3、學會使用Mixly圖形化編程軟件

4、掌握點亮一盞LED燈的方法

5、舉一反三,同時點亮兩盞燈

2課時

電子積木課程進階

蜂鳴器的使用

1、講解蜂鳴器的種類和各自的優缺點

2、認識什么是有源蜂鳴器,什么是無源蜂鳴器

3、用可視化編程完成單音節和多音節的蜂鳴器編程

4、掌握蜂鳴器的使用方法,嘗試運用蜂鳴器編曲

1、蜂鳴器的知識

2、mixly編程里的蜂鳴器模塊

3、音符的知識

4、循環模塊的使用

5、數組的使用

2課時

噪聲檢測裝置

1、認識噪聲檢測器的工作原理,并簡單介紹噪聲的危害

2、認識噪聲檢測器所用到的模塊(USB模塊、麥克風模塊、USB數據線、核心模塊)

3、掌握噪聲檢測器實驗的編程語言、并用三維造型套件完成外形設計

4、展示學生的作品,并表揚優秀的組

1、了解聲音傳感器的工作原理

2、條件模塊、模擬模塊、邏輯模塊的使用

3、進行應用拓展

 

2課時

按鍵控制彩燈

1、按鍵傳感器的使用方法

2、區分按鍵傳感器的短按和長按的功能

3、認識按鍵控制器設計到的模塊(核心模塊、按鍵模塊、USB控制模塊、LED燈等)

4、用3D打印建模軟件DIY外形,并選取優秀作品打印

5、思維拓展:按鍵模塊還能與哪些控制模塊結合

1、按鍵模塊的使用

2、串口通訊模塊的使用

3、文本模塊的使用

4、系統計時模塊的使用

5、變量控件的使用

6、非邏輯控件的使用

7、條件控制語句控件的使用

2課時

光照度測量實驗

1、舉例說明現實生活中哪些領域用到了光照傳感器

2、認識光照傳感器的工作原理和數據的顯示格式

3、確定設計方案并完成功能組裝(光照度模塊、主控板、顯示屏、LED燈)

4、搭建光照傳感器對光照度的測量實驗,并能夠獨立進行編程

5、進行光照傳感器的應用拓展

1、了解光照傳感器的工作原理

2、完成光照傳感器的測量實驗

3、掌握光照傳感器的編程語言

4、能夠應用光照傳感器進行一定的應用拓展。

 

2課時

溫濕度傳感器應用

1、和學生討論氣象站的主要功能和測量的主要數據;

2、說明溫濕度傳感器在氣象測量中的應用

3、完成溫濕度測量的實驗,并說明溫濕度傳感器的工作原來和注意事項

4、拓展:溫濕度傳感器還可以應用到我們生活中的哪些方面

1、認識溫濕度傳感器

2、溫濕度模塊的使用方法

3、串口通訊模塊的編程注意事項

4、溫濕度傳感器的應用拓展

2課時

舵機的使用

1、以圖片和視頻的形式說明生活中舵機的應用范圍

2、了解舵機的工作原理和機械結構

3、利用圖形化編程完成舵機的任意角旋轉的功能

4、思維拓展,通過舵機可以制作出生活中哪些創意作品

1、認識舵機的工作原理

2、舵機模塊的使用,并學會其編程

3、循環模塊的使用方法

4、能夠利用舵機進行思維拓展

4課時

創意主題設計

智能小風扇

1、小朋友利用3D設計軟件,自行設計小風扇的結構以及主體

2、自行組裝小風扇的電子控制部分

3、通過編程實現旋鈕傳感器控制“小風扇”正、反轉以及轉速

4、思維拓展,我們還可以將哪些傳感器讓風扇變得更加智能

1、掌握知識:傳感器知識、旋鈕使用、電機的控制、3D建模配合電機,線位等要素;

2、能力培養:創建思維、使用工具;

 

 

4課時

煙霧報警裝置

1、思維啟發:如果遇到火災,我們應該怎么辦,預防火災的幾種方法

2、做一個火警報警裝置

3、運用3D建模軟件,制作煙霧報警裝置的外形,并進行設計

1、了解了緊急疏散知識

2.、掌握了延時模塊的調整方法

3、掌握煙霧報警模塊的使用方法

 

4課時

氣象裝置競賽

1、回顧以上課程,并展示其他與氣象有關的傳感器(雨滴傳感器、土壤濕度傳感器、紅外傳感器等)

2、材料:傳感器套件、小氣象站組件、3D打印機、樂高積木等材料

3、比賽形式:4-6人一組,2-3個小時從自由組隊到作品的完成;

4、評選和獎勵:以小組形式展示自己組的作品,并說明其所能解決的問題和創意點。老師三名做為評委,評選出優勝組,優勝組成員每人可以獲得魔幻版一盒;

5、好的作品可以用于科技節展示和比賽使用。

1、認識濕度傳感器、雨滴傳感器、土壤濕度傳感器等氣象相關傳感器

2、能夠獨立完成自己小組個性化小氣象站的編程與拼接

3、認識到氣象站在生產和生活中起到的重要作用

 

 

4課時

合計

30課時

(三)創新教室建設

根據目前中小學在興趣培養方面的需求和興趣課堂的課程設計,通過提供3D打印創新教室的建設,主要為學校學生提供最新的實踐場所和理論學習中心,從而讓學生能夠親身體驗3D打印技術中最核心的逆向工程和快速成型技術的先進之處。創客教室規劃

(四)校園創客空間可組織的活動

1、Meetup:(每周1次)

Meetup是創客空間會員們和愛好者們線下交流互動的活動。與會者介紹自己的項目或者自己想做的內容。可以通過交流討論組團隊完成項目。

創意分享會(每月2次)

分享會主題涵蓋藝術、設計、科技的各個方面,包含了眾多有趣創客項目和軟硬件結合創業者。促進跨界合作和產品展示交流。

2、工作坊(每月2次)

工作坊是為空間學生提供了一個動手實踐的平臺。工作人員帶領大家制作各種各樣的作品。如:Arduino功能開發,音樂播放器產品設計,3D打印產品創意設計,圖形化編程,手工DIY創意產品,激光雕刻藝術設計等,無人飛行器實踐與改造。

3、智造工作坊(每月2次)

該工作坊是系列工具學習和體驗工作坊。包括: 3D打印機、CNC數控機床、車床、銑床等工作坊。教大家使用工具設備做出自己的作品。

4、“小小創客”創新設計課程(每周1次)

創新教育課程將引導孩子們打破固有觀念和思路,實踐、動手、思考、創意、創造。引導孩子們成為具有發明、設計、規劃、決策能力的創造性人才。將邀請創意領域的佼佼者和先行者和孩子們分享、共同完成一些作品。

5、創客嘉年華(每年1次)

由今年在創客空間參與項目的創客們共同參加。是為期兩天的創客聚會,主要用于創客展示項目、體驗科技、設計和藝術的盛宴。

6、創客讀書分享會(每月2次)

分享各類創新創意相關知識類圖書,創客們各自交流心得體會。

四、創客空間配套設備的功能模塊及用途

(一)3D打印模塊

1、3D打印教學意義

促進教師的個性化教學:教師在教學過程中利用3D打印制作教學用具,可以針對某班,某學科知識點理解薄弱的環節,更形象具體的開展針對的探究課或者實驗課。更有效的幫助學生理解未掌握的知識點。也幫助老師用廉價有效的手段,滿足本班級學生的個性化教學。

促進學生的知識點應用實踐:3D打印技術作為教學協作探究環境的重要工具,承擔對創意和技術方案進行快速實踐驗證的任務。這種實踐的過程可以促進學生培養對已掌握的知識點的應用加以不斷實踐與應用,既強化了知識點認知的深化理解,也促進知識點的應用面。為學生將書本上的理論知識通過三維設計與3D打印技術進行實踐與驗證提供一個很直接的實驗室環境。

培養學生通過設計解決實際問題的能力:3D打印技術配合實驗室提供的培養創造力課程,將為學生提供一個通過設計解決生活實際問題的實驗環境。為學生拓展貼近生活的創造空間,激發學生的批判性思維,提高學生通過創造解決問題的能力。通過實驗室提供的課程,學生將完成一個個小任務,每個任務都包含了認知、學習、實踐、改造和反思教學流程。通過這些任務的實踐,幫助學生樹立能夠真正解決問題的創造思維與創造方法。

鍛煉學生的實踐技能:3D打印的打印流程包含模型設計和模型打印,這兩個階段皆需要學生的全程參與。無形中,即使處于學習邊緣的學生也會自主完成學習角色轉換,由邊緣角色轉變為中心角色,提高學習參與度。同時,通過完成提出創意、設計模型、構建模型以及打印模型這一系列任務,將有效促進學生設計能力、觀察能力和實踐能力的發展。實踐是提高知識內化和掌握程度的主要途徑,同時,實踐能力也是學生發展研究能力和創新能力的基石。

營造愉快的學習體驗:3D打印技術可以加速學生的設計過程,學生在模型設計初期就可以通過教師指導以及原形化發現問題和不足,降低設計出錯的概率和認知出錯次數,減輕學習過程中的挫折感,增強自信,獲得愉快的學習體驗。對于3D打印無論是設計、制作還是分享使用都可能產生一種新的學習體驗,吸引學生的學習興趣。只要有創意,就可以將構思變為真實的立體模型,使大腦中的抽象概念轉變為現實世界的真實存在。這將使學生在學習過程中充滿沉浸感和成就感,激發學生的學習熱情和DIY興趣,使得學生發展成為主動的知識建構者和探索者。

2、3D打印產品特色

穩定運行的高精度3D打印機是校園創客空間必不可少的工具,可以幫助使用創客快速實現學生的創作、關注創新與設計本身、驗證想法并形成創新產品展示。有了高精度的3D打印設備,學生不僅僅可以做簡單的3D設計與實踐課程。還可以結合船模、車、航模節能環保、新能源、開源硬件編程以及機器人等科技創新課程,將該項新技術更多的應用到科技創新實踐活動中去,這個是體驗級3D打印機無法做到的。

該3D打印智能套件是一套DIY 智能機械臂:可拼裝組裝成 3D 打印機,也可改造為其他功能。 例如:激光雕刻機、果醬趣味機、畫筆機器人等(附加升級配置打印頭,價格不等)。

1)、全新高精度金屬智能套件,讓整機的機械性能更加穩定。獨特的模塊化設計讓使用者能夠快速的了解設備原理、輕而易舉的組裝使用起來。從而刪繁就簡的下的是精益求精的結果,在后期改造需求下會更加方便使用者的切入和實現。

2)、整機主要模塊是四根運動滑臺,外形簡練、組裝簡單、全金屬材質,具有精度高、壽命長、磨損小、節能低耗摩擦系數小、構造緊湊、通用性強等特點。 在組裝過程中無需分辨,識別容易并具互換性、定位精度準確、效率高;是一 種最理想的運動結構。

(二)開源硬件電子模塊

Microduino是一家旨在為各個年齡段以及不同水平創客、設計師、工程師、學生和富有想象力的發明家們帶來簡單易用的電子硬件的司。我們推出了世界上最小系列的Arduino兼容智能模塊,小巧,靈活,可堆疊,功能強大!您可以用這些模塊搭建出無限種DIY項目。

學生可以通過觀看、觸摸、搭建等感受microduino系列產品,從而對科技創新產生濃厚的興趣。并且通過配套的創新設計以及開源硬件創新課程的教學,促使學生接觸基礎的科技創新產品合作項目,并通過組織各類活動激發學生自發的提出自主創作項目并進行實踐。

而開源硬件之最新產品mCookie是可編程的智能電子模塊,可以有效串聯起各種設備。可以無縫兼容樂高、3D打印、激光切割、物理實驗等教學內容。使得學生可以做出跨學科的作品。讓學生體驗從一個創意理念到實現創意的功能性,最后設計并制作一件產品的全部流程,為進入未來社會提供創新型人才打好結實的基礎。

(三)空中機器人

1、空中機器人的教學意義

1)、空中機器人創客教育可以鍛煉學生實踐動手能力

學生親手拆解、組裝機械零件、聯通導線、安裝部件等活動鍛煉學生的手指靈活性,刺激大腦的發展。可以為培養未來的能工巧匠打下基礎。此外空中機器人需要編寫控制代碼,分析解決實際中的問題,這能培養學生計算機操作能力。同時學生能夠掌握更多的知識、方法,逐漸的培養對科學技術的興趣。

2)、空中機器人創新實驗室可以培養學生克服困難的能力

空中機器人綜合了信息技術、各種傳感器、機械、電子、控制等多個學科知識。拼接一臺空中機器人對學生來說是個巨大的挑戰,學生通過查閱各種空中機器人知識、克服組裝空中機器人中的各種問題。這將能有效的培養學生克服問題,越挫越勇的能力。

3)、空中機器人創新實驗室可以培養學生團隊工作能力

目前多種集成計算機語言、通信、網絡、傳感技術、自動化技術、人工智能一體的空中機器人出現,需要學生之間通力配合才能解決問題,如何發揮團隊作用、如何體現個體價值,能充分的在空中機器人創新中體現。

4)、空中機器人創新實驗室可以培養學生創新的能力

空中機器人創新活動,學生提供了全面接觸、學習信息科技,理解信息科技內涵的智能化學習平臺,有利于中小學生信息素養、想象力、創造力的全面提高。空中機器人完全靠學生運用自己的聰明才智去制作,有利于培養學生的開放性思維。

2、空中機器人的產品特色

1)一鍵程控飛行

可實現脫離遙控器飛行。在PC機設定好飛行路徑后下載到F260-S1中,然后一鍵開啟,飛機按照設定路徑自主飛行后降落在指定地點。

2)圖像化-程控飛行

F260-S1圖形化程控飛行,學生可使用控制語句來組合各個動作模塊,完成空中機器人在脫離遙控器的情況下進行自主解鎖、自主起飛、自主懸停,甚至執行自主運輸等復雜動作。

3)室內定點懸停

F260-S1可以在室內無GPS時穩定懸停在指定高度,解決了空中機器人室內飛行第一步也是最重要的一個問題。

4)5合1超聲波

可以同時啟用前、后、左、右、下五個方位的超聲波,實現實時避障、測距、定高等動作。

5)豐富的接口

RC接口USB、GPS SERIAL4/5 TELEM1 TELEM2 I2C CAN SAFTY開關聲音報警電流測量電壓測量 AUX1234

6)實用的教材

快速指南、組裝說明、調飛手冊、開發指南,從入門到專家的全程指導。

7)二次開發

根據實際需要可對F260-S1的飛行路徑、高度、避障方式等做二次開發等,也可以增加其他傳感器模塊,完善飛機功能。

8)高兼容的機身結構

機身自帶12V轉5V模塊,可以直接安裝機械手等裝置,滿足多類競賽需求。

9)內外雙修

除了室內自主飛行等功能以外,F260-S1也支持室外常規飛行

(四)課程體系

1、智能3D實驗探究課程

任務名稱

課程內容

課時安排

(32課時)

(45分鐘/課時)

最聰明的搬運工

斜坡省力與摩擦力原理解析

1課時

斜坡改造實驗

2課時

煩人的魔盒

煩人的魔盒探究實驗

1課時

魔盒改造

2課時

電子彈射器制作工坊

磁力彈射器的實踐實驗及原理探究

1課時

磁力彈射器大改造

1課時

電子彈射器創意改造分析

2課時

磁懸浮工作坊

磁懸浮地鐵模擬實驗

1課時

磁懸浮結構創意大改造分析

3課時

水質清道夫制作工坊

水質清道夫組裝探究實驗

1課時

水質清道夫大改造

2課時

智能水質清道夫

2課時

翻斗倒水

翻斗倒水實驗及探究

2課時

智能農場

智能農場的

2課時

翻斗倒水器皿改造

智能農場制作工坊

1課時

智能城市規劃

智能城市規劃

5課時

創客嘉年華

創客嘉年華

3課時

2、智能空中機器人改造課程

任務名稱

課程內容

課時安排

(29課時)

(45分鐘1課時)

航拍空中機器人改造

航拍無人機編程及模擬飛行

2課時

航拍無人機3D智能改造

3課時

救援空中機器人改造

救援無人機編程及模擬飛行

2課時

救援無人機結構3D改造探究

3課時

檢測空中機器人改造

檢測無人機編程及模擬飛行

2課時

海洋檢測功能編程及3D結構設計

2課時

空中檢測功能編程及3D結構設計

2課時

彈射對戰空中機器人改造

智能對戰空中機器人3D改造及實驗

2課時

空中對戰機器人模擬飛行實踐及比賽模擬

3課時

滅火及農林空中機器人改造

智能滅火型空中機器人3D改造及實踐

3課時

智能農林用空中機器人3D改造及實踐

3課時

空中機器人創客嘉年華展示活動

創客嘉年華

2課時

五、全國性重點創客比賽

活動名稱

主辦機構

項目

大概時間

范圍

大賽規模

全國科技創新大賽

上海市科技協會 上海市科技藝術中心

3d打印作為作品呈現

待定

全國

待定

全國中學生電腦制作大賽

中央電教館

3d創意設計大賽

7-8月

全國

全國上千組學校參

全國首屆創客大賽

團中央網絡影視中心 中國電子學會

月球車改造

9-10月

全國

今年首屆

國際空中機器人大賽

無人機系統協會(AUVSI)

空中機器人比賽

待定

全球

3000人

中國青少年機器人大賽

中國科協

機器人編程比賽

暑假

全國

3000人

中國機器人大賽

RoboCup中國公開賽

無人水面艦艇、救援機器人

暑假

全國

1000人

 

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