STEAM創(chuàng)新實驗室方案

1、 6/6STEAM創(chuàng)新實驗室方案 易教STEAM創(chuàng)新實驗室建設(shè)框架方案 上海易教信息科技有限公司 目錄 一易教STEAM創(chuàng)新實驗室建設(shè)意義和價值 (3) 二易教STEAM創(chuàng)新實驗室的主旨規(guī)劃 (4) 三易教STEAM創(chuàng)新實驗室建設(shè)環(huán)境要求 (4) 四易教STEAM創(chuàng)新實驗室人員配置 (6) 五主要培訓(xùn)對象 (6) 六主要培訓(xùn)內(nèi)容 (6) 七實驗室內(nèi)部區(qū)域劃分 (7) 八實驗室配置方案及報價 (7) 九實驗室主要設(shè)備參數(shù)及性能 (8) 十易教STEAM實驗室課程方案介紹 (13) 一、易教STEAM創(chuàng)新實驗室建設(shè)意義和目標(biāo) STEAM是指科學(xué)、技術(shù)、工程學(xué)、藝術(shù)和數(shù)學(xué)。根據(jù)這一理念，可以設(shè)置基礎(chǔ)

2、能力課程和創(chuàng)新實踐課程。其中，基礎(chǔ)能力課程旨在培養(yǎng)科技創(chuàng)新所需的各類基本能力，包括社會探究能力、益智思維能力、動手操作能力、展示交流能力；創(chuàng)新實踐課程按照設(shè)計思維的流程，引導(dǎo)學(xué)生采用項目學(xué)習(xí)的方式開展科技創(chuàng)新實踐。 “STEAM其實是對基于標(biāo)準化考試的傳統(tǒng)教育理念的轉(zhuǎn)型，它代表著一種現(xiàn)代的教育哲學(xué)，更注重學(xué)習(xí)的過程，而不是結(jié)果。本質(zhì)上來說，我們敢于讓學(xué)生們犯錯，讓他們嘗試不同的想法，讓他們聽到不同的觀點。與考試相反的，我們希望孩子們創(chuàng)造能夠應(yīng)用于真實生活的知識。”所以STEAM教育倡導(dǎo)將各個領(lǐng)域的知識通過綜合的課程結(jié)合起來，加強學(xué)科間的相互配合，發(fā)揮綜合育人功能，讓學(xué)生在綜合的環(huán)境中學(xué)習(xí)，在項

3、目活動中應(yīng)用多個學(xué)科的知識解決問題。 1、建設(shè)意義 1)創(chuàng)新實驗室是實踐創(chuàng)客教育的良好手段，它不同于傳統(tǒng)實驗 室，而是以融教學(xué)、實踐、借鑒、創(chuàng)新和實現(xiàn)的創(chuàng)新教育理念 為基礎(chǔ)構(gòu)建的虛實融合的學(xué)習(xí)環(huán)境。創(chuàng)新實驗室的設(shè)計采用 PST（Pedagogy-Space-Technology）的設(shè)計框架，旨在幫助學(xué) 校創(chuàng)設(shè)新型學(xué)習(xí)空間，促使學(xué)生更多地投入學(xué)習(xí)和體驗，獲取 最佳學(xué)習(xí)效果。 2)幫助學(xué)生：將創(chuàng)意付諸實施，變成實物；做中學(xué)，以任務(wù) 驅(qū)動學(xué)習(xí)知識和技能；持續(xù)分享，采用“想出”、“說出”、“寫出”、“做出”、“展示出”的循序漸進的方式，彼此分享； 協(xié)作學(xué)習(xí)；（5）跨學(xué)科學(xué)習(xí) 3)一種建構(gòu)主義教學(xué)。我們

4、經(jīng)歷的學(xué)?；蛘吲嘤?xùn)班教育，主要是 “講座式”的教育，老師無論是風(fēng)趣還是無趣的在講臺上講課，學(xué)生或是專心或是走神地坐著聽課。這里不討論這種教學(xué)方法有效無效，但這種教學(xué)方式其實是基于我們對于知識的一種假設(shè)：也就是知識可以通過老師傳遞給學(xué)生，灌輸式直接告訴你知識和原理。但是建構(gòu)主義的支持者們認為這種“傳 遞”假設(shè)是不正確的，他們認為知識是由學(xué)習(xí)者自己建構(gòu)起來的。所以教育需要給學(xué)習(xí)者提供能夠讓他們自己建構(gòu)知識的環(huán)境和機遇。老師在課堂上只是輔助性角色 2、建設(shè)目標(biāo) 1)人性化的學(xué)習(xí)環(huán)境與空間，營造出一個能激勵學(xué)生想象力和動 手動腦激情的氛圍，主題能突出操作實踐和創(chuàng)造力，開發(fā)內(nèi)容能突出想象力、激情和創(chuàng)造的

5、欲望，能將人文和科技融為一體。 豐富的工具設(shè)備、櫥窗內(nèi)的產(chǎn)品、模型，墻面的標(biāo)語與科技圖片等組成的學(xué)習(xí)與創(chuàng)造平和諧統(tǒng)一。 2)為學(xué)生開展操作性實踐活動和創(chuàng)造性探究活動的工具(機械 的、手工的、智能的、數(shù)字的、電教的)，提供相關(guān)的閱讀刊 物與教學(xué)資源，小組合作研討、交流的學(xué)習(xí)設(shè)備與條件。 3)傳播科學(xué)知識與技術(shù)、科學(xué)思想與精神、科學(xué)方法與態(tài)度、人 文思想與科技文明等相關(guān)主題的科普走廊或圖片資料，形成科 普傳播的教育陣地。 4)科學(xué)的管理制度和評價方法，有利于促進科技輔導(dǎo)員、教學(xué)與 管理人員提高科技教育自覺性和主動性；有利于提高科技輔導(dǎo) 員、教學(xué)與管理人員自身的素質(zhì)、興趣、能力和職業(yè)精神。二、易教S

6、TEAM創(chuàng)新實驗室的主旨規(guī)劃 通過開放、靈活的空間的設(shè)計、桌椅的擺放、墻面的布置，與各類創(chuàng)新實驗室軟硬件設(shè)備有效搭配、結(jié)合，讓學(xué)習(xí)空間更具可調(diào)式性，為學(xué)生提供培養(yǎng)基礎(chǔ)能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新實踐的物質(zhì)空間。“STEAM”實驗室為學(xué)生提供能生成創(chuàng)意并實現(xiàn)創(chuàng)意的空間，配備以“設(shè)計思維”為核心理念的“基礎(chǔ)能力”課程和資源，引導(dǎo)學(xué)生進行創(chuàng)新式學(xué)習(xí)設(shè)計；也為學(xué)生提供從基礎(chǔ)教學(xué)到設(shè)計創(chuàng)作的全套工具和設(shè)備的空間，配備“創(chuàng)新實踐”課程和資源，幫助學(xué)生進行實踐操作 三、易教STEAM實驗教室建設(shè)環(huán)境的基本要求： 1、使用面積：80-100以上 2、實驗室位置：實驗教室應(yīng)保證最佳建筑朝向，室內(nèi)避免直射陽光， 主要采光

7、面應(yīng)位于學(xué)生座位的左側(cè)。 3、環(huán)保：教室內(nèi)部裝飾應(yīng)選用環(huán)保型材料，室內(nèi)環(huán)境噪聲應(yīng)低于 55 分貝，金屬制品和木制品制作實驗室可高于此標(biāo)準。新建、改建、 擴建實驗室及附屬用房時，甲醛、苯、氡等有害氣體和放射性污染應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準中的限量值。對于在學(xué)生活動中可能產(chǎn)生較多垃圾的實驗室，要配置足夠的垃圾桶，垃圾應(yīng)分類收集。 4、溫度：室內(nèi)溫度應(yīng)在 4至 30之間。室內(nèi)可安裝空調(diào)，溫度 宜控制在 1628。 3D打印實驗室應(yīng)保持室內(nèi)溫度恒溫。5、供電：用電負荷應(yīng)留有余地，以滿足不斷增加的現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備 的需要；按規(guī)范敷設(shè)強、弱電線，空調(diào)專線敷設(shè)，安裝漏電過載保護器和可靠的接地保護。 6、綜合布線：按有關(guān)技

8、術(shù)規(guī)范敷設(shè)強、弱電線。強電電源插座與照 明用電應(yīng)分路設(shè)計、分別控制，用電負荷應(yīng)留有余量，并安裝漏電、過載和觸電保護器，有可靠的接地保護措施。弱電應(yīng)考慮冗余，在合適位置配備足夠的網(wǎng)絡(luò)信息接口。 7、安全：實驗室應(yīng)配備有效的防火、防盜、防潮等設(shè)施設(shè)備和外傷 急救箱，急救箱中的藥品應(yīng)注意及時更換。應(yīng)加強對工具、儀器和設(shè)備等的安全管理，加強對師生的安全教育，增強安全意識，確保師生人身安全。 8、環(huán)境：環(huán)境布置應(yīng)適合小學(xué)生身心發(fā)展和認知特點，營造探知科 學(xué)的氛圍，做到生動活潑。 四、實驗室人員配置 1、工作室專業(yè)3D打印工程師：能夠使用3D建模軟件進行3D建模；熟悉主流3D打印成型工藝原理；具備3D打印

9、機的日常使用和維護技 能，并獲得相關(guān)行業(yè)公司的技能培訓(xùn)證書；熟悉3D掃描技術(shù)，能夠使用3D掃描儀。 2、優(yōu)秀科技老師：能夠使用3D建模軟件進行3D建模；熟悉各類3D 打印成型工藝原理；具備FDM桌面3D打印機的日常使用和維護技能，并獲得相關(guān)行業(yè)公司的技能培訓(xùn)證書。 五、主要培訓(xùn)對象 1、中小學(xué)學(xué)生（三年級以上） 2、中小學(xué)科技老師 六、主要培訓(xùn)內(nèi)容 1、3D打印技術(shù)知識培訓(xùn)，包括各類打印技術(shù)以及打印材料普及；建模軟件的操作和使用； 2、3-6年級開設(shè)入門班和初級班，包括增材制造概念原理；FDM桌面3D打印機使用；基本3D建模軟件的操作和使用； 3、7-11年級開設(shè)中級班和高級班，包括各類打印技

10、術(shù)工藝原理；FDM 桌面3D打印機使用；中級3D建模軟件的操作和使用； 3D模型的打印切片轉(zhuǎn)換；結(jié)合3D打印機，介紹3D掃描儀的工作原理與基本使用。 4、老師培訓(xùn)項目，包括各類打印技術(shù)工藝原理；FDM桌面3D打印機使用；高級3D建模軟件的操作和使用；高級3D模型的打印切片轉(zhuǎn)換；結(jié)合3D打印機，介紹3D掃描儀的工作原理與基本使用。 七、實驗室區(qū)域劃分 1、教學(xué)區(qū)：主要進行日常教學(xué)與實踐活動 2、科普區(qū)：主要以墻面展板為主 3、展示區(qū)：主要展示工作室作品 4、信息港：主要用來查詢信息資料 5、工具臺： 6、3D打印區(qū)： 八、實驗室配置方案及報價 實驗室設(shè)備清單： ?（最終報價根據(jù)雙方商定情況及現(xiàn)場

11、情況定）實驗室參考實景圖 九、實驗室主要設(shè)備參數(shù)及性能 ?3D打印機 1、設(shè)備造型以及參數(shù)、制作的樣件 2、打印過程 3、部分試驗樣件實物 4、應(yīng)用范圍 低成本3D打印機是設(shè)計師、教學(xué)及辦公的得力幫手。能任何時間便利、及時的將設(shè)計圖稿轉(zhuǎn)化為成品，是生動直觀的教學(xué)形式成為可能。這款產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，主要包括工業(yè)品設(shè)計、機械模具制造、教育、醫(yī)療、動漫、玩具、制鞋行業(yè)、首飾、藝術(shù)設(shè)計等等。 ?三維掃描儀介紹 手持式人體掃描儀是新一代的三維成像系統(tǒng)，采用瞬間閃光技術(shù)，被拍攝人員亦無不適感。同時采集手段采用了高像素的數(shù)碼相機， 紋理豐富，應(yīng)用面廣，可應(yīng)用于雕塑，人體、工藝品、醫(yī)療、安全、娛樂等領(lǐng)域

12、。 該產(chǎn)品具有較高的點云采集能力，采集的數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)色、模分離（色：指色彩，模：指模型），同時是目前市場上面見到唯一一款性價比最高的人體掃描儀。該款掃描儀最大亮點在于軟件的強大，采集好的數(shù)據(jù)，可以直接在配套軟件里面進行處理，同時也可以導(dǎo)出其它格式，導(dǎo)入其它軟件進行處理，達到一據(jù)多用的功能。 在MEPHISTO進入中國市場以后，Gotcha三維立體掃描儀，深受用戶喜愛，得到了很好的推廣， 主要功能介紹： 生成三維模型（數(shù)據(jù)）：可以非常快速的生成真實的三維人像模型（數(shù)據(jù)）； 三維模型編輯：該項功能能夠?qū)ι傻牧Ⅲw人像模型進行編輯和修飾，使模型更加生動； 模型點生成：將三維立體人像模型或其他的三維立

13、體模型數(shù)據(jù)生成點云模型； ?3D打印創(chuàng)新實驗室軟件介紹 軟件優(yōu)勢及對比 行業(yè)建模軟件有UG、RHINO、AUTODESK、PRO E、Solidworks、123D Design 系列,其中UG/PRE、Autocad、Rhino、 Solidworks、Tinkercad 均為當(dāng)前比較流行的專業(yè)3D建模軟件。對于初學(xué)者的使用建議使用rhino軟件進行教學(xué)。Rhino具有下列有點， 1.簡單易學(xué)，沒有基礎(chǔ)也容易上手，有中文版 2.軟件成熟 3.Rhino是建筑行業(yè)和汽車行業(yè)的主流建模軟件之一，很受建 筑設(shè)計師和工業(yè)設(shè)計師歡迎，值得長期積累學(xué)習(xí) 4.Rhino插件豐富，可以有高級的進階空間 5.

14、Rhino網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源豐富 6.Rhino支持obj和stl格式保存，滿足3D打印機文件轉(zhuǎn)換 需求 十、易教STEAM創(chuàng)新實驗室課程方案介紹 1、為更好的通過3D打印技術(shù)完善中小學(xué)教育體系，開拓新興教 育方式，提升基礎(chǔ)教育水準，鍛煉省內(nèi)中小學(xué)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造性能力，我們建議此次3D打印走進中小學(xué)的項目將分為三個階段開展。 第一階段是意識培養(yǎng)的進行。通過3D打印技術(shù)在教育教學(xué)中的實際應(yīng)用，如將幾何立體構(gòu)造打印出來讓學(xué)生直觀了解幾何內(nèi)部元素聯(lián) 系、將歷史課程中出現(xiàn)的古代物品打印出來；在地理課上可以用學(xué)生們創(chuàng)作的3D打印世界五大洲板塊立體模型更形象直觀的呈現(xiàn)大陸板塊；在物理課程上用學(xué)生們制作的3D打印

15、電動機零部件直接組裝電動機等，讓學(xué)生更深刻的理解其原理構(gòu)造，從而激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，提高學(xué)生的科技素養(yǎng)與認識。 第二階段是軟硬件設(shè)施的完善。硬件方面，將建立中小學(xué)3D打印實踐中心，每個中心至少有20臺3D 打印機硬件設(shè)施，學(xué)生們可以隨時打印出他們自己的創(chuàng)作作品。定期舉辦“中小學(xué)3D打印創(chuàng)意大賽”、“中小學(xué)教學(xué)模型3D設(shè)計大賽”、“3D工藝制品大賽”等活動，由淺入深的讓學(xué)生了解3D打印機的產(chǎn)品性能、技術(shù)及相關(guān)行業(yè)發(fā)展，提升中小學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力和動手能力，拓展中小學(xué)生的課外視野范圍，幫助孩子實現(xiàn)創(chuàng)新夢。 第三階段是學(xué)生創(chuàng)造成果市場轉(zhuǎn)化階段, 讓學(xué)生的優(yōu)秀成果完成市場轉(zhuǎn)化，是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的催

16、化劑。愛用將提供3D打印技術(shù)及3D打印機操作的系統(tǒng)培訓(xùn)。 2、課程設(shè)計理念 （1）：從概念到現(xiàn)實 課程結(jié)合中小學(xué)教材，將抽象概念通過實際的3D打印技術(shù)打印出實物（2）：從學(xué)、理解、到應(yīng)用再創(chuàng)造 同學(xué)可以通過概念性實物進行再創(chuàng)造，給模型增加實際功能 （3）：從積累進階與提高 建模教程根據(jù)同學(xué)的學(xué)習(xí)能力和認知水平進行課程定制 教學(xué)目標(biāo)（小學(xué)生3年級以上） 通過虛擬建模環(huán)境與3D打印實物打印相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的空間想 象能力。 讓學(xué)生了解基本的3D打印相關(guān)知識:材料成型原理，設(shè)備工作原 理和簡單模型制作。 課程設(shè)計 3D打印技術(shù)原理概論課 3D建模課 FDM打印機操作應(yīng)用課（簡單模型前處理） 課程內(nèi)容

17、模塊： 課程：FDM打印機操作應(yīng)用 教學(xué)目標(biāo)：認識打印機的操作維護，掌握將模型打印成實物的技能. 教學(xué)設(shè)備：電腦、打印機 課程內(nèi)容： 啟動操作 打印操作 打印軟件安裝及使用操作 打印學(xué)生在建模課自己學(xué)習(xí)制作的模型，打印數(shù)學(xué)、物理 課應(yīng)用教案，打印自己設(shè)計創(chuàng)造的模型 課程：3D打印技術(shù)原理概論 教學(xué)目標(biāo)：對3D打印技術(shù)有個基本的概念和認知 教學(xué)設(shè)備：標(biāo)準化課堂 3D打印是直接從數(shù)字模型通過材料的堆積來生產(chǎn)三維實體的技術(shù)，即增材制造。傳統(tǒng)的制造為減材制造。增材制造舉例，蠟筆在紙張上反復(fù)涂會產(chǎn)生厚度和形狀/紙張通過疊加產(chǎn)生厚度/堆沙子等。減材制造舉例，蠟筆通過卷筆刀或者美工刀切割/紙張裁剪出形狀3D打印技術(shù)原理： 3D打印機工藝介紹 耗材介紹