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中小学创客培训课程有哪些?

创客教育,正在慢慢改变传统的教育理念、模式与方法。因为创客教育是一种以培养学生创新能力、工匠精神及协同能力为目标的新型教育模式,发展创客教育可以激发学生自主学习的动力,培养学生的创客素养和探索精神,实现跨领域知识的融合,促进思维的高级发展和成长,从而实现教育质的提升。无疑,创客教育正在改变我们在学校的学习,用一种新的方法鼓励创造和创新——利用新的数字技术来设计、制作、分享和跨时空的学习。

本文将详细简述在中小学开展创客教育时应设置哪些课程,各中小学或创客教育机构可以按此培训大纲进行演化成符合自身需要的特色课程。

3Done是创客教育常用的建模软件

一、3D打印产品体系

学生通过学习3D打印和STEAM教育理念相融合的教学课件,使用3D建模软件或三维扫描仪进行3D模型创意设计,并操作3D打印机打印设计好的3D模型,最终应用于学生创作的创客产品,通过3D建模及打印相关知识学习可增强学生的空间想象力、艺术创造力,从而培养学生的设计思维及空间结构思维。

产品体系由3D建模软件、3D打印机、3D打印笔、3D打印耗材、三维扫描仪等设备构成。

(一)3D建模软件

产品概述:从零基础到掌握3D建模软件的使用,能独立完成对已有模型的编辑;掌握3D技术原理,培养体验者创新意识,鼓励体验者创新实践。

适用:4-12年级

(二)3D打印机

产品概述:3D打印机是通过读取文件中的横截面信息,用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来,再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。

适用:4-12年级

(三)3D打印笔

产品概述:3D打印笔是一支具有3d打印功能的笔。基于3D打印技术,通过热熔笔头将PLA、ABS塑料等融化挤出,然后再空气中迅速冷却,最后固化成稳定的状态。3D打印笔可以在任何表面“书写”,甚至可以直接在空气中作画。

适用:3-9年级

(四)3D打印耗材

产品概述:3D打印机及3D打印笔所需原材料,材料类型主要有ABS、PLA、光明树脂液体、尼龙粉末、金属粉末、陶瓷粉末、石膏粉末等材料,学校一般采用ABS和PLA,该材质采用可降解原材料制成,环保无毒可降解,适宜学校使用。

适用:3-12年级

(五)三维扫描仪

产品概述:三维扫描仪是一种科学仪器,用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状与外观数据,是进行逆向工程必备的利器,学生可通过三维扫描仪得出一个物品的三维数据,然后对数据进行修复等操作,最终可通过3D打印机打印出来。

适用:7-12年级

二、北斗导航产品体系

通过浅显易懂的知识讲解,结合电子电路控制、互联网技术、物联网技术、无线通信技术,让同学们再了解北斗的过程中学习各种现代科技知识,同时在学习各种科技知识的过程中认识我国引以为豪的卫星导航系统。

北斗导航产品体系包含北斗创玩套装、北斗创客智能硬件平台套件、北斗小卫星教育套装及航天模型等。

(一)北斗创玩套装

产品概述:自主研发实验室主要教学用具,包含20余种电子积木及搭建材料,每套配备学习机,支持不少于15种北斗及智慧生活应用主题制作和体验,将我国自主知识产权的北斗导航科技融入校本课堂教学,普及航天北斗科技知识。

适用:7-12年级

(二)北斗创客智能硬件平台套件

产品概述:本产品自主研发紧密结合课程内容通过图形化、虚拟化、模块化的方式,采用分层次机构设计让学生逐渐深入到人工智能科创的海洋,实现创意与科技强联合的智能平台。

适用:10-12年级

(三)北斗启航北斗小卫星套件

产品概述:北斗启航小卫星实验套件,包含太阳能电池板、小电机、核心处理模块、气压温度传感器、卫星姿态传感器等多种电子器件,以及亚克力卫星结构。通过课程学习了解卫星多个部分的原理,结合学习机可以实现卫星数据传输和卫星姿态展示互动。

适用:7-12年级

三、创客机器人教育

机器人教育是指通过组装、搭建、运行机器人,激发学生学习兴趣、培养学生综合能力。机器人教育融合了机械原理、电子传感器、计算机软硬件及人工智能等众多先进技术,为学生能力、素质的培养承载着新的使命。

该体系包括mBot-X编程教育机器人、Ranger中级编程教育机器人、神经元发明家教育套件、程小奔普及型编程机器人、Airblock可编程飞行机器人、创客空间套装等。

(一)mBot-X编程教育机器人

产品概述:一款专为STEAM教育研发,集机械、电子、软件一体化的低门槛教育机器人。非常适合初学者学习STEAM(科学、技术、工程学、艺术、数学)领域的知识,孩子可以搭建和拓展各种形态机器人,并且通过图形化编程软件,轻松学习编程知识,体验机械学、电子学、控制系统以及计算机科学的魅力。

适用:3-9年级

(二)Ranger中级编程教育机器人

产品概述:一款涵盖steam(科学、技术、工程、艺术、数学)教育领域的产品套装,让学生快速上手并亲身体验机械学、电子学、控制系统和计算机科学魅力。套装包含100个机械件和电子元件,能够至少搭建坦克车、三轮竞赛车和自平衡小车三种不同形态。

适用:3-12年级

(三)神经元发明家教育套件

产品概述:一组为STEAM教育而生的可编程电子积木套件。此套件包含声、光、动和感应等8个不同功能的电子模块,均采用Pogo Pin磁吸接口简单耐用,小孩可以像拼积木一样,轻松智造各种科技小玩意。

适用:3-12年级

(四)程小奔普及型编程机器人

产品概述:一款适合六岁以上儿童操作的全球首款普及型编程机器人,通过编程后可以支持人脸识别、语音识别等AI功能,通过这些功能展现出来的实际效果,将AI技术的抽象概念与具体的功能联系起来,让孩子可以更生动地掌握AI技术的逻辑和原理。

适用:3-12年级

(五)Airblock可编程飞行机器人

产品概述:一款由1个主控板和6个动力模块组成的无人机,并且可以变形成气垫船,畅玩海陆空,功能由你定。只需要简单拆散无人模块,搭配船体配件,重新组合,便可轻松实现变形功能。气垫船可悬浮在水面或者陆地上。

适用:5-12年级

四、创客空间套装

产品概述:创客空间套装包含丰富的趣味电子模块、机械结构模块、动力模块等在内的11个大类17盒各种DIY模块,支持Scratch编程,帮助学生形成基本的机械和工程素养,提高学生的动手能力。应用平台广泛,搭建模型丰富。

适用:5-12年级

五、智能电子积木

智能电子积木秉承模块化设计的概念,将复杂的系统分割成功能独立、尺寸规格相同的模块,使用的时候(组成复杂系统的时候)只要像搭积木一样就可以了。而且使用了弹针的设计不伤手,磁性连接堆叠,不易损坏且易使用。另外和乐高的接口兼容,方便搭建应用和项目。通过有趣的形态,让学生去观察研究技术原理及设计思路,引导出同学们一些脑洞大开的想法,在此技术原理的基础上,进行升级改造,改变该技术在生活中的应用方式,从而激发起同学们创作学习的乐趣。

智能电子积木产品系列主要有:mpuzzle创客教育套件、mpie创客教育套件、IdeaBox传感器智能教育套件、智能互联教学套件等。

(一)mpuzzle创客教育套件

产品概述:此套件是一种磁吸式连接的模块化电子产品,每个模块具有一个特定功能,模块两端有磁铁相连导电,防反接,无需焊接,无需插线,免编程,外形扩展简单。这这些模块包括电池、开关类、用电器类和导线类,通过模块搭建能够制作各种各样的电路,例如串联电路、并联电路和其他复杂的电路。更直观地学习电子电路知识、制作各种有趣的产品化玩具,例如一个手电筒、一个电子猫咪,或者一个有趣的场景。

适用:3-6年级

(二)mpie创客教育套件

产品概述:mPie是一种横向磁吸式连接的模块化电子产品,每个模块具有一个特定功能,模块之间通过磁铁相连导电。四个类型的模块通过颜色区分功能,通过搭建电路,制作各种变成一个有趣的产品化玩具,例如一个投石车、一个弹珠台,或一个有趣的场景。

适用:3-6年级

(三)IdeaBox传感器智能教育套件

产品概述:IdeaBox集教学、实践、展示于一体,可定制传感器、全方位满足不同教学需求。盒体可与乐高颗粒结合,进行外形改造。支持在线、离线操作,Scratch图形化编程软件。

适用:3-6年级

(四)智能互联教学套件

产品概述:产品秉承模块化设计的概念,将复杂的系统分割成功能独立、尺寸规格相同的模块,使用的时候(组成复杂系统的时候)只要像搭积木一样就可以了。而且使用了弹针的设计不伤手,磁性连接堆叠,不易损坏且易使用。另外和乐高的接口兼容,方便搭建应用和项目

适用:5-12年级

六、VR虚拟现实创新教育

虚拟现实创新教育提倡一种新的教学方式,注重学习的过程,敢于让学生犯错,让他们尝试不同的想法。这当中的交互式软硬件平台,可以让学生在虚拟的三维空间中自由想象、创造、探索,提供深度的数字化学习体验。给学生带来终极的沉浸式学习体验,学生通过交互,深入理解抽象立体概念。它能够引导学生积极投入到复杂的课程中,同时降低实验室的意外风险,提供激发学生探索知识的兴趣,它作为前瞻性的教学工具会成为教育变革的助推力。

VR教育能够结合学校现有的3D打印实验室共同使用,试想,在数学课上,打印出一个几何体的模型,便可以更直观地帮助学生了解几何内部各元素之间的联系,解析几何的大题是不是会有更多的人解出。在美术课上,将学生们通过在交互式虚拟仿真实验室里自己设计的作品,制作成3D版本的艺术作品;化学课上,老师可以将分子模型打印出来展示,想必会更有利于学生理解化学反应的过程。生物课上,打印出细胞、病毒、器官和其他重要的生物样本,比起传统的平面图要更加直观得多。

(一)主要功能

可以实现人机交互功能。

3D效果,给学生一种沉浸式感受。

可以模拟传统教学当中的实验过程,而不必担心出现任何错误,而导致的材料浪费、安全隐患等问题。

可以和学校现有的3D打印机连接把学生设计的成果打印出来。

可以让自然、数学、物理、化学、生物、地理等学科共用实验室设备。

(二)系统构成

由多台(建议不少于16个,根据学生人数确定数量,2-4位学生操作一台)VR学习一体机搭建组成,老师可以通过安装在教师机上的软件辅助演示帮助同学们理解。学生参加STEAM学习时,以班级为单位,分成若干小组(2-4学生组成一组),每个小组操作一台VR学习一体机设备。

其中一个学生主做,佩戴3D追踪眼镜,使用交互笔进行操作;

其它学生佩戴2D眼镜观看主做学生操作,并进行讨论;

主做学生可以在组内轮换,并于各学生都参与到操作上来。

VR学习一体机可以提供8个标准软件供学校选择(具体内容见后),并在软件的基础上提供400+标准课件,内容涵盖STEAM课程。

每个课时,教师根据本次课时的目的选择一个课件,由小组学生在课时内进行探索,讨论,学习和反馈,最终将结果反馈给老师。

七、创客工具

(一)激光切割机

产品概述:一款大型的加工设备,通过激光雕刻机切割亚克力板、木板等,满足学生的日常创客所需。

适用:9-12年级

(二)常用工具套装

产品概述:常用五金工具,用于学生动手操作。

适用:7-12年级

(三)电子工具套装

产品概述:常用电子电工工具,用于学生动手操作,制作创客产品。

适用:7-12年级

(四)急救箱

产品概述:创客实践活动配套简要防护用具、及日常处理急救箱

适用:1-12年级

(五)桌面型机床套装

产品概述:用于学生加工木工、亚克力等材料的小型加工工具,主要有小型锯床、小型磨床、手持小型抛光机、小型钻床、小型分度钻床、小型锣床、小型铣床等,学生通过工具制作个性化外设,与3D打印的模型、智能硬件等相结合,制作出有创意的产品。

适用:7-12年级

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