物联网创新实验室解决方案Word下载.docx

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3.2.1.1体验区功能和作用

体验区的功能就是要把课程中的知识点融入到实物中。

体验区所有物品都是与之后的课程紧密相关的，这样即能让学生在课前有初步的认识，从而便于老师在课堂进行知识点导入，以及课程的深入扩展。

体验区，我们给他一个主题：

智能家居体验区。

智能家居部分通过物联网技术将智能灯光、智能窗帘、智能风扇、智能加湿器、智能空气净化器连接到控制终端（手机、平板电脑等），控制终端根据用户的选择可以实现各种智能控制。

学生在智能家居体验区，可以切身感受到智能家电控制带来的方便和乐趣，进而激发对相关课程的学习兴趣。

图

（1）图

（2）

（a）智能气象系统：

获取环境参数（光，pm2.5，温湿度等）后传到云平台。

如图

（1）。

（b）智能视频监控系统：

该摄像头可以按照一定的路线循环自动移动，也可以远程控制移动。

并在移动过程中把所拍摄到画面传送给学生或老师的平板上。

如图

（2）。

（c）智能灯光系统：

学生可以通过手机或平板电脑控制灯光的亮灭或灯光的强度；

（d）智能窗帘：

学生可以通过手机或平板电脑控制窗帘的打开和拉下；

（e）智能风扇：

学生可以通过手机或平板电脑控制风扇的开启和关闭，同时也可以设定风扇的开启工作时间，或者在室内温度较高时自动让风扇工作；

（f）智能加湿器：

学生可以通过手机或平板电脑控制加湿器的开启和关闭，同时也可以设定加湿器的开启工作时间，或者在室内空气湿度较低时自动让风扇工作；

（g）智能空气净化器：

学生可以通过手机或平板电脑控制控制净化器的开启和关闭，同时也可以设定空气净化器的开启工作时间，或者在室内PM2.5较高时自动让风扇工作；

（h）跳舞毯：

根据屏幕上的音乐提示进行跳舞。

如下图。

3.2.2展示区

3.2.2.1展示区功能和作用

展示区用于展示学生的创客作品，配有展示台和展示柜，展示区的作用是展现科技创新教育的成果、从感官上吸引学生的学习兴趣。

3.2.2.2作品展示区实况

3.2.3创造区

3.2.3.1创造区功能和作用

创造区是校园创新实验室的“工坊”，在保证使用安全的前提下，即配备各种常规实验工具，也配置了各种高科技的设备，让学生在创造区通过自己的双手，将各种富有创意的想法变成现实，切实的提高学生的动手能力。

3.2.3.2创造区实况

3.2.3.3创造区设备详细介绍

（1）3D打印机

3D打印机无需机械加工和模具，可以直接将设计图纸“打印”出真实的3D实物，学生可以利用3D打印机快速的制造出各种零件、模型。

（2）3D扫描仪

　　3D扫描仪通过对实物进行高速扫描测量，将实物的外观尺寸转换为3D建模数据，并可以将建模数据输入到3D打印机并“打印”复制实物。

（3）激光切割机

　　激光切割机可以快速切割加工各种板材，用于制作场景件和结构件，具有加工精度高、速度快的特点。

（4）精密三轴CNC机床

　　精密三轴CNC机床可以精细加工各种原材料，用于制作场景件和结构件；

（5）红外回焊炉

　　红外回焊炉可以高温自动焊接电路板，避免学生手工焊接发生烫伤。

（6）工具墙

　　工具墙用于放置常规工具，包括电工工具、机械工具等，采取开放式的存取方式，方便学生使用。

3.2.4教学区

3.2.4.1教学区功能和作用

教学区配备课桌椅、讲台、电脑、电子显示屏，以及各种教学实验器材，主要用于学生上课和讨论。

3.2.4.2教学区设备详细介绍

（1）趣味电路

学习电的基础知识、了解电子元器件及电路知识、了解各种传感器及其应用，搭建制作丰富多彩的电路，包括紧急呼叫器，电容充放电、自动延时灯、自动小夜灯、热敏报警器、简易刷卡器、噪声探测器、节拍器、视力保护器、自动小风扇、电场探测器、节日循环彩灯等。

（2）智能控制

学习Ardunio单片机的基础知识、开发环境和常用语句，熟悉智能控制电路搭建方法、软硬件原理和电路扩展应用的思路等，通过亲手制作电路来感知深奥、奇妙的智能控制世界，包括节日循环彩灯、多变彩虹灯、及时交通灯、磁控倒计时、变频风扇、红外遥控显示器、定时提醒器、百变闪字棒、音乐编辑播放器等。

（3）scratch套装

学习带图形界面的可视化编程语言，通过把一些有特定功能的模块拼合在一起实现编程。

通过动手创建带交互性的故事、动画、游戏、音乐与视频，了解编程语言和编程思路。

能够利用Arduino开发板来创作出更多更加强大的互动作品。

包括动画大师、冲上云霄、蓝牙小车、定时交通灯等。

（4）物联网套装

学习现代通信技术的主要知识点，并结合传感器、单片机等技术，如蓝牙、wifi等信息传送的方法与应用、ArduinoUno控制板及几种扩展板的应用、传感器、电路连接、程序语句、调试原理与技术。

通过制作易学、好玩的远程控制作品，如“智能灯光系统”“智能门禁系统”“智能气象系统”“智能视频监控系统”等，在制作中深入了解、体验现代通信技术的奇妙。

3.2.5各功能区配置清单

体验区配置清单

序号

名称

单位

1

物联网云平台

套

2

无线路由器

台

3

平板电脑

4

电脑

5

智能灯光系统

6

智能风扇

7

智能加湿器

8

智能空气净化器

9

跳舞毯

10

智能气象系统

11

智能视频监控系统

12

智能门禁系统

13

展板

个

14

易拉宝

15

展台

16

圆桌

17

圆凳

张

展示区配置清单

展示柜

展示台

电子屏幕

学生创客作品

创造区配置清单

3D打印机

3D扫描仪

激光切割机

精密三轴CNC机床

红外回焊炉

宽幅刻纸机

电工工具套装

热熔胶枪

热风枪焊台

环保3D打印材料

包

热胶棒

根

焊锡

卷

电动螺丝刀

尖嘴钳

偏嘴钳

电工胶带

手锯

18

万用表

19

线材包

20

电子元件包

21

工作台

22

绝缘胶垫

23

储物柜

24

防静电手套

教学区配置清单

讲台

电子显示屏

教师电源

学生电源

话筒

音箱

对

投影仪

电源布线系统

趣味电路套装

智能控制套装

scratch套装（中学版）

Scratch跳舞毯套装

Scratch水果音乐套装

Scratch蓝牙小车套装

4运营管理

4.1校内实践活动

创新实验室给教师和学生提供了创造发明、实现梦想的平台，运用创新实验室的工具及材料，学生可以制作各种各样的科技创新作品。

通过举办创客嘉年华、科技创新大赛等活动，给学生提供一个进行交流和分享的平台。

交流和分享的目的是更好的激发学生的创造力，使创客教育在学校更好的持续发展。

（1）创客嘉年华：

广纳在校生的各类科技创新作品，展示与交流；

（2）小小发明家：

每月一次，由老师举办主题创意作品的动手制作课程，让孩子们体验动手创作的乐趣，激发其对科技的兴趣；

（3）科技创新大赛：

每年设定一次，筛选各个年级的优秀创新作品，通过比赛，给学生一个和专家评委近距离交流的机会，以得到更好的提高。

4.2创新实验室管理方式

创新实验室面向全校教师和学生是免费开放的形式。

因此，管理非常的重要，主要包括日常的工具和材料分类整理清点，由教师和学生共同完成；

工具和材料的使用、外借需要进行登记，包括预申请也要进行登记管理。

保障创新实验室高效、有序地运转。

4.3、参加校外活动

创客教育给教师和学生提供了“走出去”的机会，参加各种国内外的创客大赛，不仅能锻炼学生的实践能力，同事也能够开拓学生的视野。

同时学生在各种赛事上获得好成绩也会给学校及学生带来荣誉，促进创新实验室更好的发展。

可参与的赛事有：

（1）全国青少年创客奥林匹克：

中国教育学会；

（2）创客马拉松：

由北京市机器人协会组办，历经三天三夜的创客比赛；

（3）全国青少年电子信息创新大赛；

（4）全国青少年创客大赛

（5）世界发明赛；

4.4创新实验室与生活

培养创造及创新能力的最终目的是为了更好的解决问题，学生在校外的生活中会遇到各种各样的实际问题，鼓励同学可以利用创新实验室，开动脑筋发明创造，用以来解决生活中遇到的问题，将创新实验室与实际应用紧密结合起来。

5课程设计与实施规划

5.1实施规划

按照由浅入深的原则，整合STEAM教育理念，我们制定总共87课时教学课程，课程分以下三阶段：

第一阶段：

初级阶段，可以学习趣味电路、友高S4A（scratch）课程、3D打印课程等。

这三门课分别从电子、信息技术、结构知识三方面打下坚实基础，为创客教育做好准备。

这三方面课程入门门槛不高，且没有先后要求。

学生可以从任何科目开始学习，直到学完所有三个科目。

之后进入综合课程项目I的学习，在此阶段，课程知识整合，学以致用，综合锻炼。

（1）趣味电路：

认识常用电子元件、基本门电路、数字模拟信号及面包板的使用。

（2）S4A（Scratch）课程：

用图形化编程软件，学习基本编程逻辑、传感器的使用、硬件控制等。

（3）3D打印课程：

学习3D打印的方法，以及在实际生活中的应用。

第二阶段：

中级阶段，学习arduino智能控制课