中小學(xué)物聯(lián)網(wǎng)STEAM創(chuàng )客空間解決方案
一、概述
(一)什么是創(chuàng )客
“創(chuàng )客”一詞來(lái)源于英文單詞“Maker”,是指出于興趣與愛(ài)好,熱衷實(shí)踐和創(chuàng )造,善于挖掘新技術(shù)和跨界合作,倡導創(chuàng )新和行動(dòng),樂(lè )于知識分享和思想交流的人群。創(chuàng )客們樂(lè )于在現有的資源下利用新技術(shù)以及數字化工具創(chuàng )造出新的物品,并在其中融入技術(shù)或藝術(shù)元素。
創(chuàng )客文化是一種生活方式,不滿(mǎn)足現狀,想要動(dòng)手去改變,愿意把自己的想法身體力行實(shí)現出來(lái),很多東西都是從興趣入手,會(huì )去探究,發(fā)現不好的地方,把解決方法做出來(lái),這個(gè)過(guò)程中可能會(huì )有很多的創(chuàng )新。隨著(zhù)2015年政府工作報告首次提到“創(chuàng )客”一詞,創(chuàng )客文化在國內迅速傳播,2016年政府報告再提“工匠精神”更是對創(chuàng )客運動(dòng)在中國的發(fā)展起到推波助瀾的作用。
(二)校園創(chuàng )客空間
校園創(chuàng )客空間是一種開(kāi)放式創(chuàng )新實(shí)驗室,用于培養學(xué)生的創(chuàng )新能力和自我管理能力,把新奇的創(chuàng )意想法變?yōu)楝F實(shí),創(chuàng )造出來(lái),并分享新鮮富有創(chuàng )意的技術(shù)和理念,普及創(chuàng )客思想的新型實(shí)驗室。
(三)中小學(xué)物聯(lián)網(wǎng)分析
1.物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的需求
1.1 目前中小學(xué)教育現狀分析
物聯(lián)網(wǎng)現在已經(jīng)走入千家萬(wàn)戶(hù),數據顯示,2017年全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規模將達到4500億美元,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊。未來(lái)十年,隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐步成熟與廣泛應用,社會(huì )生產(chǎn)、生活的智能化程度將得到不斷提高。如智能家居、智能安防、智慧交通、智慧醫療、智能電網(wǎng)、智慧物流、智慧環(huán)保、智慧農業(yè)等。孩子們作為祖國的未來(lái),普及物聯(lián)網(wǎng)知識是勢在必行的事情。
中小學(xué)物聯(lián)網(wǎng)課程是以培養學(xué)生科學(xué)素養為宗旨的科學(xué)啟蒙課程。要把中小學(xué)生培養成具有科學(xué)素養的國民,是一個(gè)長(cháng)期的任務(wù)。然而,早期的科學(xué)教育將對一個(gè)人的科學(xué)素養的形成具有決定性的作用。但是中小學(xué)教育以學(xué)科知識為結構,以?xún)仍谥R點(diǎn)為主線(xiàn)進(jìn)行教學(xué)。那就涉及很多抽象的理論知識,中小學(xué)生普遍難以理解。并且在實(shí)驗教學(xué)過(guò)程中老師往往設定統一實(shí)驗項目,進(jìn)行實(shí)驗方法的也是固定不變的模式。評價(jià)實(shí)驗的標準是能否正確操作實(shí)驗,實(shí)驗是否獲得設定的目的,在這樣的教學(xué)下,學(xué)生實(shí)驗方法的科學(xué)性能得到基本的保證,但是也使學(xué)生形成了固定的思維和想法,讓孩子失去了思維的創(chuàng )造多變性,并且孩子的興趣和探索精神也沒(méi)有得到開(kāi)發(fā)。
1.2中小學(xué)物聯(lián)網(wǎng)教育的意義
在現代信息社會(huì ),培養學(xué)生的信息素養和技術(shù)素養已經(jīng)成為國家教育改革的主流取向,而中小學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)教育綜合了計算機、機械、電子、通訊、控制、聲、光、電、磁等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識和技能,學(xué)生通過(guò)查閱并學(xué)習物聯(lián)網(wǎng)知識、親手組裝機器人、調試傳感器、設計并編寫(xiě)程序、完成任務(wù)等活動(dòng),可以進(jìn)行大量的信息活動(dòng)和技術(shù)鍛煉,從而有效的提高了信息素養和技術(shù)素養。中小學(xué)物聯(lián)網(wǎng)教育對激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )造欲望,培養學(xué)生的創(chuàng )新精神,強化學(xué)生的手腦并用,發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力,改善學(xué)生的學(xué)習方式,促進(jìn)學(xué)生的終身學(xué)習有著(zhù)重要意義。
2. 中小學(xué)物聯(lián)網(wǎng)教育理念
以美國工程院士、麻省理工學(xué)院教授 Eward Crawley 創(chuàng )立的CDIO培養模式為基礎,以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體,以誘導的方式,讓學(xué)生由被動(dòng)的學(xué)習,轉化為主動(dòng)的學(xué)習。
課程結構體系分為:認知篇-基礎學(xué)習篇-基礎作品制作篇—進(jìn)階作品制作篇-知識拓展篇
課程內容體系:背景引入(引發(fā)興趣)—基礎項目學(xué)習(思維接受)—深入講解(原理理解)—擴散思維(發(fā)揮想象)—同類(lèi)項目制作學(xué)習(模仿)—總結(知識加深)
3. 中小學(xué)物聯(lián)網(wǎng)教育特點(diǎn)
領(lǐng)引全國物聯(lián)網(wǎng)教育在中小學(xué)及普教領(lǐng)域的普及,讓孩子的學(xué)習插上智慧和快樂(lè )的翅膀,動(dòng)起手來(lái),實(shí)現夢(mèng)想,創(chuàng )造未來(lái)。
二、建設目標
(一)建設目標
1.玩中培養的能力
?在玩中培養孩子的思維和專(zhuān)注能力。
?在玩中培養孩子的模仿與創(chuàng )造能力。
?在玩中培養孩子融入團隊和積極人際關(guān)系。
?在玩中培養孩子運用物聯(lián)網(wǎng)全新科技能力
?在玩中培養孩子快速獲取知識和信息能力
?在玩中培養孩子的自主學(xué)習能力
2.玩中培養的興趣愛(ài)好
?愛(ài)學(xué)習、愛(ài)思考、愛(ài)發(fā)明、愛(ài)合作
孩子們在積極快樂(lè )的探索
(二)建成后達到的技術(shù)水平
建成的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室的技術(shù)水平將在中小學(xué)同類(lèi)領(lǐng)域、同類(lèi)研究條件下處于領(lǐng)先地位。
(1)具有傳感器采樣、設備控制、嵌入式開(kāi)發(fā)、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)等基本應用開(kāi)發(fā)培養的能力,可進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應用模擬實(shí)驗;
(2)具有支撐學(xué)生自己動(dòng)手,搭建物聯(lián)網(wǎng)應用環(huán)境的能力,激發(fā)創(chuàng )新精神;
(3)具有培養學(xué)生對實(shí)際物聯(lián)網(wǎng)應用項目的整體把握的能力;
(4)并為學(xué)生以后的大學(xué)生活和工作打下了堅實(shí)的基礎,成為工程師世界的敲門(mén)磚。
(三)建成后的預期效果
1.基礎教學(xué)與課程實(shí)驗的支持
?學(xué)習可持續性:Arduino應用范圍廣泛,資料開(kāi)源,全球有大量愛(ài)好者和發(fā)燒友,以及大量的制作實(shí)例,為學(xué)生以后的大學(xué)生活和工作打下了堅實(shí)的基礎。
?通過(guò)基于無(wú)線(xiàn)zigbee的物聯(lián)網(wǎng)感知系統可以組建無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò ),可以形成物物相連,相互感知的物聯(lián)網(wǎng)系統。
2.項目實(shí)踐與學(xué)科競賽的支持
支撐學(xué)科競賽:每個(gè)人都有成為發(fā)明家、科學(xué)家、藝術(shù)家和演說(shuō)家的夢(mèng)想,為讓每一個(gè)有夢(mèng)想的人提供一個(gè)展示自己的機會(huì ),讓每一個(gè)有夢(mèng)想的人能在“挑戰中成長(cháng)”,為此無(wú)錫泛太科技有限公司利用自己的科技平臺,做學(xué)生們參加各種大賽的堅強后盾,成就他們的夢(mèng)想,放飛他們的希望。
三、創(chuàng )客空間建設方案
(一)創(chuàng )客空間總體布局
1.創(chuàng )客空間總覽圖
完整的創(chuàng )客空間實(shí)驗室主要由教學(xué)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。
根據學(xué)校實(shí)驗室大小以及實(shí)際規劃的不同面積和大小對創(chuàng )客空間進(jìn)行了不同的設計和規劃。
泛太創(chuàng )客實(shí)驗室效果圖一(參考)
泛太創(chuàng )客實(shí)驗室效果圖二(參考)
學(xué)生活動(dòng)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(huì )有更好的制作體驗。
2.2作品展示區
創(chuàng )客實(shí)驗室會(huì )產(chǎn)生非常多優(yōu)秀的學(xué)生作品,我們要讓跟多的人看到他們的成果,鼓勵和激發(fā)學(xué)生創(chuàng )造的思維。所以我們需要一個(gè)很酷的展示區。展示區的職能不僅可以存放學(xué)生的作品,還可以存放一些有趣味性,較高技術(shù)含量的作品,來(lái)引導學(xué)生發(fā)散思維,激發(fā)興趣。
2.3器材收納區
創(chuàng )客實(shí)驗室的器材管理,將會(huì )是學(xué)校面臨的一大難題。我們要制定一套合理的管理辦法,來(lái)解決我們硬件資源在使用時(shí)出現的問(wèn)題。所以,我們需要一個(gè)合理的收納區域,來(lái)幫助我們解決這樣的問(wèn)題。
2.4多媒體交流區
創(chuàng )客實(shí)驗室的網(wǎng)絡(luò )功能,是我們加入網(wǎng)絡(luò )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(xué),編程,查閱資料等;還可以與其他創(chuàng )客分享作品和交流經(jīng)驗。
7.課程體系
聯(lián)系電話(huà)
400-828-1488地址:江蘇省無(wú)錫市新吳區金城東路333-28-601
備案號:蘇ICP備16001639號-1
微信公眾號