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中科创客学院创新科学教育体系简介

中科科技创新教育体系是对国内外创客教育进行不断探索与实践的结果,是一套具有前瞻性创客体系,该体系有八种科技创客课程类型,这八个创客课程分别是:机器人、创客、创造力、AR/VR、航空航天、气候气象、心理辅导、工程构造)、两套测评体系分别是:创造力测评和科技创新等级考评,通过与科技馆、学校、社区合作的模式输出先进的科技创新课程及资源。

秉持着“少年智则国智,少年强则国强”的愿景,中科创客学院希望通过中科科技创新教育体系课程的传递,在过程中重塑孩子们的匠心与思维方式,增强知识的实际运用及团队精神。中科科技创新等级考试系统则通过全面的测试,给予学生适当的认证,让他们在科学求知路上更有信心与动力。

(一)机器人课程及实验室

作为涵盖数学、物理、机械、自动化、人工智能、通信工程、电子电路、计算机等多种交叉学科知识的应用体,机器人素质教育是当代Steam教育的良好载体。中科机器人课程通过整合中国机器人教育行业现有器材及教材,经过高校及先进院专项教研组的二次编辑加工,整理出一套知识点全面,教学目的明确并且兼顾了全年龄段的课程体系。

中科机器人教育通过整合国内外机器人教育资源,将现有的庞杂的器材分类为三个大类、六项标准,即:拼装(结构)、传感(控制)、编程(智能)三个大类、稳固性、教育性、开源性、拓展性、变化性、安全性六项标准;通过完善的课程体系、主题贯穿的故事呈现、玩学融合的教学方式以及培养学生自我认知程度的多元途径,力求在机器人教育中,为孩子们挖掘更广阔的天空。

创客机器人课程及实验室

(二)创客课程及实验室

创客课程强调动手实践,通过智能硬件主题,展开“拆解、重组、改进”的创客教育,让学生在中科创客教育的学习过程中坚持“以终为始”的方向性;从需求出发,引导学生用创客思维去思考作品的应用与功能。创客课程所采用的教学思路,旨在培养学生动手创造的Design Thinking,即 Empathize(同理心),Define(下定义),Ideate(设想),Prototype(原型),Test(测试产品原型),使学生在学习创造、制造的同时,通过自我的探索引入智造、质造。中科创客课程,通过九个维度的课程设计(电子电路、木工金工、开源硬件语言、3D建模与塑造、设计软件与激光切割、智能硬件分解、微PC与通信、App制作、产品场景与应用),全面培育一流创客所具备的特质辐射到每一个被科普的青少年。

创客课程及实验室

(三)创造力课程及实验室

中科创造力课程以前苏联发明家、教育家根里奇•阿奇舒勒研发的TRIZ发明方法和IDEO设计思维两大创新理论为指导建构了一套完整的创造力培养体系。TRIZ理论体系是一套解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则,它建立一个由解决技术,实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系,并综合多学科领域的原理和法则。TRIZ问题解决的解决过程是将创新问题转换成标准问题,然后运用TRIZ的分析方法找到标准解,再结合自身的知识系统将标准解转化为具体的解决办法。IDEO设计思维由斯坦福大学设计学院Kelley提出,以人的需求为中心,提出了一套缜密的五步骤过程:理解、观察、观点、构思、原型和测试。这五个步骤不一定非按线性顺序排列,依具体的问题和情境而定。在每个过程当中,IEDO创新卡片提供了61个具体的执行方法。中科创造力课程将这些发明法与执行法融合成为一个个生动有趣的实验案例,让青少年在课程试验中潜移默化学习解决问题的方法论。

(四)AR/VR课程及实验室

中科AR/VR实验室,旨在运用新媒体的学习方式,让各学科深奥难解的内容更加生动可视化,实现多种学科交互教研的模式。中科AR/VR课程,通过VR闪电课堂、Zspace课堂、魔幻光盒AR课堂,通过不同现代化课程设备,承载各类具体学科的具体知识进行教学。

(五)航空航天课程及实验室

中科航空航天课程,以气候气象、飞行器为中心,将航空航天所需气候气象知识及飞行器的飞行原理、动力系统、机载设备、构造及其地面设备等方面的基本知识、基本原理和常用技术简略化、科普化的授以学生,同时也介绍了一些航空航天技术的最新成就和发展动态。是学生了解航空航天知识的重要窗口,也是培养学生对航空航天兴趣和爱好,激发学生热爱航空、献身航空的有效途径。配合搭建的航空航天实验室或博物馆、停机坪,使学生学习与实践结合,真正切身接触到精密高科技。

航空航天课程及实验室

(六)气候气象课程及实验室

中科气候气象课程,结合国际地球科学奥林匹克竞赛(International Earth Science Olympiad,IESO)内容,通过气候气象实验室及校内绿化场所为载体,教授学生具体的气候气象知识及项目试验,提高学生对地球科学的学习兴趣。课程从国际地球科学奥林匹克竞赛所涵盖的地质学、气象学、环境科学及天文学科目,联合中科航空航天课程,将复杂而深奥的大体量课程,细化为学生可具体参与的项目试验类型,从课程体验式的实验学习中学习具体的知识点,同时通过气象故事(火烧赤壁、雅安天漏、草船借箭、巴山夜雨等)、气象常识(二十四节气、温室效应等)、气象实践(气象符号、气象指数等)、气象灾害预防(雷电、雾霾、高温干旱等)、航天气象等方面,体系化分类别趣导学生的专注与兴趣。

(七)心理测评及互动实验室

心理健康实验室以实现心理学知识普及、心理学功能体验、心理测评与咨询干预为基本功能设置。功能分区与动静体验相结合,科学有效分为:宣传展示区域、测评干预区域、档案管理区域、心理咨询区域、团体心理活动区域、认知体验区、行为训练区、放松调节区和团队协作区。不同区域匹配不同的心理测评及互动设备进行试验,具体的心理实验使抽象的心理学概念、原理具体化、形象化,并且操作性强,从而大大提高了学生对心理学知识的理解和认识;同时,由于实验方式本身的趣味性和科学性,调动了学生的积极性和主动性,激发出他们浓厚的兴趣、热情和探究欲望,培养了学生动手操作和从事科学实证的能力。这有效地克服了心理学课上“教之无味。听之无趣”的现象,同时对于学生的具体评测信息和反馈将会记录在案,方便校方数据管理与针对性辅导,广泛的数据同样有助于心理学教研和测评的优化。

(八)工程构造课程及实验室

中科工程构造课程,采用国际先进工程类课程套件,同比例还原常用机械零件和众多配件,是学生熟悉及掌握几何观念、齿轮原理、机械原理以及重力学的优良教材。课程多以团队任务型作品为主,通过不同类型作品达成大型3D真实模型搭建,过程中不仅考验这学生的专注力,同样磨合了团队合作能力。大型立体工程构造模型,通常需要学生具备机械结构设计思维、力学常识、测控思维、机械动力学等,通过单纯的马达和电源完成整体的能量传输使团队的构造模型运转,这一过程,无形中培养着学生多方面的能力。

和博士一起玩科学课程,是中科科技创新教育体系较为独特的一部分,课程原则在于由博士亲自为学生进行科学类课程的讲授,以他们对科学更为深层透彻的理解,深入浅出的为青少年普及生活中随处可见的科学现象,引出更为高深的科学理论但仅作简单推理,开一扇门为每一位学生,留下探索的钥匙。

和博士一起玩科学课程因其师资的专有性和高端性,目前无法进行广泛的师资培训。

 

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