小学创客实验室建设方案.docx

1、小学创客实验室建设方案 小学创客实验室建设方案 国家有关部门高度重视创客教育，教育部办公厅出台了关于“十三五”期间全面深人推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿），提出要“有效利用信息技术推进众创空间建设，探索STEAM教育、创客教育等新的教育模式，使学生具有较强的信息意识与创新意识”。 创客教育由教、学、想和造四个阶段组成，需要建立相应的创客空间（创客教室）及配套的创客教育课程。一、创客空间（创客教室）建设方案（一）创客空间布局1.创客空间总览图 完整的创客空间实验室主要由教学区、操作区、作品展示区、加工台、电子元器件储存区、储物柜和交流讨论区组成。应根据学校实验室大小以及实际规划的不同面

2、积和大小对创客空间进行不同的设计和规划。2. 功能区设置2.1教学区 这个区域主要用于老师给学生传授基础的理论知识，为学生们的创新做基础性铺垫。2.2操作区 学生活动操作平台，配置桌椅，可以定制，也可以使用普通的课桌。宽阔的课桌和舒适的座椅，将会有更好的制作体验。 2.3作品展示区 创客实验室会产生非常多优秀的学生作品，我们要让更多的人看到他们的成果，鼓励和激发学生创造的思维。所以我们需要一个很酷的展示区。展示区的职能不仅可以存放学生的作品，还可以存放一些有趣味性，较高技术含量的作品，来引导学生发散思维，激发兴趣。 2.4器材收纳区 创客实验室的器材管理，将会是学校面临的一大难题。需要制定一套

3、合理的管理办法，来解决硬件资源在使用时出现的问题。所以，需要一个合理的收纳区域，来帮助解决这样的问题。 2.5多媒体交流区 创客实验室的网络功能，是我们加入网络共享平台的窗口。我们不仅可以完成自身的基本需求，如课堂教学，编程，查阅资料等；还可以与其他创客分享作品和交流经验。（二）创客空间需要配备的基本仪器设备 在创客空间中，学生必须学会的技能有三类：功能实现类，模型制作以及加工工具，这三项技能是学生通往创客之路上必须先掌握的基本技能。创客空间建设的内容包括手工与机械制作，引导参与者自己动手参与创新创作的过程；机器人组装与控制，针对学生的机器人制作和编程控制，由兴趣引导科技创新，启发参与者灵活运

4、用力学、结构、材料、电子、软件、艺术等知识；3D建模与制作，充分发挥创造者的空间想象能力，实现逻辑思维训练和实践操作训练；开源软硬件，创作者通过对嵌入式开发、电子电路、运动学和工程理论等知识的理解和运用，践行知行合一；多元沟通，通过创客空间的制作坊，分享会等活动，提高公开演讲、集体项目合作、沟通以及辩论的能力。 为实现以上教学目标，需要配备相应的基本仪器设备，具体体系如下： 1、功能实现类：机械、运动、电子，电路、程序、人工智能。2、模型制作：材料和结构设计。3、加工工具：工具和附件。二、创客教育课程建设方案 创客教育课程是一种有别于传统学科课程的新型课程。创客教育课程有广义和狭义之分。广义的

5、创客教育课程是指以培养学生创客素养为导向的各类课程，既包括电子创意类课程，也包括手工、陶艺、绘画等艺术类创意课程；狭义的创客教育课程则特指以智能化信息技术（Scratch、Mixly、Arduino、Galileo等）应用为显著特征的电子创意类课程，其科技含量较高。（一）创客教育课程的四大设计理念 为了保证创客教育课程能够真正服务创客教育、在创新人才培养中发挥实效，创客教育课程设计应遵循四大理念，分别是趣味化、立体化、模块化和项目化。这四种理念之间不是简单的并列关系，而是相互贯通、相辅相成，共同指导高质量创客教育课程的设计、开发与应用。 理念1：趣味化设计，让学生体验学习的快乐创客教育是一种兴

6、趣导向的教育模式，趣味性是创客教育课程设计的首要原则。爱玩是孩子的天性，创客教育课程就是要还原学习的“乐趣”，解放孩子的天性，让孩子们在快乐的探究活动中掌握学科知识、培养创新创造能力。创客教育课程的趣味化设计可从两个方面入手：（1）内容趣味化：创客教育课程的内容设计至关重要，既不能脱离大纲要求，又要激活学生的内在学习动机，让他们感受到课程学习的乐趣。为此，一方面，可以将知识进行问题化转换，即通过设计有趣的问题来调动学生的积极性，以问题贯穿课程内容而非采用传统的知识点组织方式；另一方面，可以将知识进行生活化转换，即建立知识与生活情境之间有意义关联，让学生真正感触到知识的生活价值。（2）活动趣味化

7、：传统课堂上干瘪瘪的知识讲授绝对不适合创客教育，创客教育课程鼓励采用那些能够让学生亲自参与、动手实践的活动类型，比如，调研、实验、组装、模拟、比赛、游戏等。学生只有深度参与，才能有真实的“获得感”和身心愉悦的学习体验。需要说明的是，这里并非完全排斥传统的说教和练习活动，而是要以动手体验类活动为主，在此过程中可根据学生的实际表现和需要灵活融入讲解、练习等活动。理念2：立体化设计，超越传统课程的单一形态创客教育课程不是传统课程的翻版，而是一种融合多种学习理念与多种信息技术，以提升学生创客素养和创新、创造力为核心目标的全新课程形态。创客教育课程的设计不应该是二维平面，而应具备三维立体的视觉效果和使用

8、体验。创客教育课程的立体化设计体现在：（1）课程目标立体化：在课程目标设定上，创客教育课程既遵循新课改倡导的三维目标；同时，又将在每个目标维度融入更多创新创造方面的具体要求，形成创造导向的立体化课程目标。（2）课程内容立体化：创客教育课程内容来源渠道多样，绝不局限于教科书，互联网、学习社区、创客空间等都可以提供丰富的学习内容，甚至学生也可以通过SGC（Student-generated content）的方式创生更贴近学生需求的课程内容。创客教育课程要与学生的知识经验紧密关联，要与学生的社会生活有机连通，建立“知识经验生活”多向度联结的内容管道。（3）课程资源立体化：除了纸质教材和相关配套辅助

9、材料，创客教育课程还应提供足够丰富、足够便捷的数字化学习资源。比如，学习手册、微课、软件工具、历届学生作品、移动APP等，以全方位支持学生随时随地的探究学习。除了数字化资源，创客教育课程还应尽可能整合更多校内、校外的学科专家资源，以便给予学生更专业性的指导，帮助他们破解探究创造过程中遇到的难题。（4）课程教学立体化：创客教育课程的实施环境不再局限于传统教室，更多的教与学活动将发生在实验室、创客空间以及各种社会场所。创客教育课程教学除了物理空间的教学外，在线创客社区、网络学习空间等虚拟环境也是开展创客教育课程教学的重要场所。教师团队利用技术搭建起融合多种教学方法、整合各种学习资源的立体化教学环境

10、；同时，营造平等民主、开放分享的学习氛围，以促进每位学习者的积极深度参与。（5）课程评价立体化：创客教育课程要改变传统课程的单一化评价模式，鼓励教师和学生协同开展立体化的学习评价，强调评价方式多样化、评价主体多元化、评价数据全面化以及评价目标个性化。创客教育课程评价的目的是衡量、诊断、预测每个孩子的学习与成长的动态情况，倡导利用学习档案袋持续采集学生的学习过程与结果数据，进而开展基于数据的全面、个性评价。理念3：模块化设计，灵活组装以满足不同层次的需求模块化设计思想早已在软件编程、产品设计等方面得到了广泛应用。简单来说，模块化就类似我们小时候玩的积木，通过少数几个模块便可以组合出很多种形状。创

11、客教育课程的模块化设计，即根据程序模块化的构想和编制原则设计课程，充分考虑课程编制和课程实施的要求，将课程内容分解成适度松散而又相互关联的子模块。由于每个孩子的知识基础与兴趣点有所不同，统一步调的单一课程组织形式难以支持学生的个性化学习。创客教育课程的模块化有助于増强课程的灵活性、开放性和适应性，让每位学生都能从整个课程体系中选择自己感兴趣的模块以组成个性化的课程。学生之间可以根据兴趣自由组成兴趣小组，集体选择、重组课程模块形成团队课程，开展项目合作学习与作品创作。创客教育课程的模块化设计需要注意以下几点：（1）单个模块之间应当具有一定的独立性，但从整个课程来看，模块之间又是有机联系在一起的，

12、在保证灵活性的同时又不失课程知识体系的完整性。（2）围绕相同的主题知识与技能要求，应尽量设计指向不同问题与生活情境、包含不同难度级别的项目模块，以便给学生提供更多的选择空间，达到“条条道路通罗马”的目的。（3）每个模块应保持合理的开放性，允许不同学科的教师根据教学需要以及学习者的实际情况，进行灵活的内容改编和配套工具资源的快速调换，以扩大课程模块的适用范围，提高课程模块的利用率。 理念4：项目化设计，像科学家一样的研究创造 项目不是大人的专利，小孩子同样可以玩转项目。老师布置项目任务，学生在教师指导下协作开展项目，最后提交项目报告、进行课堂成果汇报。项目式学习（Project-based le

13、arning）旨在把学生融入有意义的任务完成的过程中，让学生积极地学习、自主地进行知识的建构，以现实学习生成的知识和培养起来的能力为最高成就目标。（二）创客教育课程设计的框架 创客教育课程作为一种新形态的课程，目前还缺少成熟的设计理论和开发过程模型。本文基于对创客教育的认识以及相关课程的开发经验，提出了创客教育课程的通用设计框架。该框架共包括三层，分别是指导理论层、关键要素层以及学习过程层。 其中，指导理论层包括体验式学习和建造主义两大核心理论，两者均是课程要素设计以及学习过程设计的“基点”。其设计重心应体现在二方面： 1.创客教育课程要素设计 创客教育课程是由一系列要素组成的完整课程。其中，

14、学习内容、活动项目、研创环境、网络资源、展示平台以及课程评价是创客教育课程不可或缺的关键要素。 （1）学习内容：内容是课程的核心，不管是知识型课程还是活动型课程，都要承载一定的知识内容，只是表现形式不同。内容同样是创客教育课程设计应当关注的第一要素。课程设计者与授课教师团队需要在分析相关课程大纲的基础上，精心、合理选编多学科知识，构成较为系统的课程内容体系。创客教育课程的内容设计绝不是脱离课程大纲，而是以一种新的形式进行学科知识交叉重组，其最终目的是要推进新课程改革。 （2）活动项目：创客教育课程的组织与实施以“项目”为基本单元，将苦涩的、机械化的材料转变为有活动、有意义的项目问题，可以拉近学

15、习者与生活的距离。课程设计者需要围绕课程内容设计若干贴近生活、趣味化的研究项目，每个项目中再设计一系列活动，有序引导、支持学生开展全程浸入式的项目学习。项目设计的出发点不是“知识”而是“问题”，项目学习的过程便是解决问题的过程。 （3）授课教师：创客教育课程的授课教师往往不是一个人，而是一个团队，既有技术老师的参与，也有学科教师的参与，还可能有教育管理者以及校外专家的参与。授课教师既要参与课程的设计，又是课程的组织者和实施者。考虑到教学实际，创客教育课程教师团队的组成建议采用“1名主持教师+几名核心教师+多名外围教师”的模式。主持教师负责统筹和团队管理，核心教师全程参与学生指导，外围教师可根据

16、学生项目开展的需要灵活适时邀请。授课教师主要承担“教练”和“项目导师”的角色，绝不“越俎代庖”，要为学生提供必要的架手架支持和及时的指导反馈。 （4）研创环境：创客教育课程具有研创性，鼓励学生像科学家一样开展研究和创造活动。创客教育课程的开展需要研创环境的支撑，如，各种创客空间、探究实验室、互动型教室等。研创环境的设计需要遵循人机工程学基本原则，给学习者提供舒适、自由、开放的创作空间；要能够方便的接入互联网，支持学习者通过网络检索资料、连接社群、在线研讨、展示分享等；要根据需要提供必备的硬件、软件、材料等资源，支持学习者通过动手操作将创意变成现实。 （5）网络资源：立体化的网络学习资源可以有效

17、促进创客教育课程的顺利开展，为学生进行随时随地学习、研究和创造活动提供重要支撑。网络资源的制作应尽可能丰富多样，以满足学习者的不同学习需求。一般来说，创客教育课程所用的网络资源包括教材、教/学案、使用指南、微视频、操作软件、优秀课程作品等。为低年级学生开设的创客教育课程，建议将网络资源的使用时机和方式明确写入项目的实施活动中。此外，还应鼓励学生在项目实践过程中自主生成个性化的创客教育课程资源，久而久之，将形成持续扩展并进化的创客教育课程资源库。 （6）展示平台：创客教育非常注重成果的分享交流，分享的渠道可以是创客社区，也可以是小型的创客嘉年华，或者是课堂上的作品展示。数字土著具有强烈的自我展现

18、欲望，他们需要多渠道的展示平台向家长、老师、同学以及社会公开自己的创意作品。通过作品展示分享，学习者一方面可以获得自我成就感和认同感，从而激发再创造的热情；另一方面还可以获得来自大众用户的反馈与建议，不断优化作品，甚至可能实现作品的产业化。 （7）课程评价：如何评价学生的学习效果是创客教育课程设计的重点和难点。不同于传统课程的纸笔测验，创客教育课程更加注重学习产出的物化成果，倡导结果与过程相结合、老师与学生协同参与的评价模式。一方面，需要制定完备的、易操作的评价指标对学生的创意作品进行评量；另一方面，需要注重学习过程数据采集和阶段性成果的搜集，以客观评价学生的课程参与以及进步情况。创客教育课程

19、不适合采用标准化评价，应考虑到不同学习者的知识基础和兴趣偏好，建议多采用增量式评价，以促进每位学习者的快乐成长。 2.学习过程设计 创客教育课程的学习过程可以概括为“一条主线，两种形式”。所谓一条主线，即课程以项目活动为主脉络有序推进；而两种形式，是指采用线上与线下相结合的混合式学习方式。 创客教育课程开展的主线是一系列研究项目，课程设计者将学习内容划分为一个个既相互关联又适度松散的研究项目，学习者以小组形式开展基于项目的学习。每个项目围绕一个核心问题展开，设计一系列学习活动（如，观看演示、知识学习、练习模拟、资料检索、方案设计、原型制作、同伴互评等），帮助学生步步为营、寻求破解问题之道。学习

20、活动的数量和类型视项目难度和学习者基础水平而定，活动的设计要遵循“探究、构造、体验”的基本思想以及梅瑞尔的“首要教学原理”，避免空洞的说教和无目的的探究。为了综合检验课程学习效果，每门创客教育课程都提供一个综合性研究项目，让学生协同设计创意解决方案，利用各种资源制作出最终的综合课程作品。 创客教育课程采用混合式的学习模式，通过将线上线下活动以及线上线下资源有机整合，为学习者创设一体化的研创环境。线上活动以自学、交流、展示、分享为主，线下活动以考察、操作、咨询、面授为主。学生利用在线社区或网络学习平台自主观看教师录制的微视频，与同伴在线讨论项目问题，自主分享项目开展过程中搜集的相关材料，同时，将

21、项目作品发布到创客社区等展示平台。学生还可以利用在线平台开展项目管理（如，分配任务、监督进展、制定计划等），教师利用平台实时掌握每个小组的项目进展，并及时给予反馈指导。教师还可以根据项目学习需求，进行集中面授指导，也可以每周提供固定的指导时间，有需要的小组可以当面请教老师。遇到一些专业性很强的问题或者项目开展遇到瓶颈时，可以通过教师联系相关的学科专家，进行当面咨询。学生还可以在教师的帮助下，到相关企业、科研机构、社会场所等进行实地考察，搜集资料，激发灵感。创客空间、探究实验室、互动型教室等是创客教育课程开展的主阵地，学生可以充分利用这些空间提供的软硬件资源以及专业指导力量，动手制作“独一无二”

22、的创意作品。序号名称规格单位数量一、基础设备部分1学生实验台1、15001500760MM八边形，桌面配电2、台面：选用12.7mm厚实芯理化板，具有耐酸碱、防腐蚀、防静电、防火、耐磨、承重力强等特性，美观大方实用。3、材质：选用16mm厚三聚氰胺刨花板，经相关权威单位检测达到环保标准。张62学生凳与实验台配套。张483仪器柜基本规格：10005002000mm张4二、实验仪器1、机器人设计与搭建区1可编程电子积木规格：260个模块，课程：9节课：1-迷你小车2-履带坦克车3-六足机器人4-积木机械夹5-独立转向小车6-积木狙击手7-积木吊塔8-寻迹小车9-积木履带三角车。套42人工智能实验模

23、块1课程：1、点灯小能手，2、动听的歌声，3、小小作曲家，4、初识按键，5、自动照明灯6声控报警器7可进可退8可快可慢9点阵静态显示10点阵动态显示1七彩流水灯2七彩跑马灯3灯光下的歌手4变色龙5红灯停绿灯行6音乐律动7你点我唱8舞台上的表演者9赛道赛跑20追随者21别碰我22彩色赛道323音乐赛道24红外遥控基础模式25红外遥控玩家模式26蓝牙APP遥控27微信小程序遥控 配置设备：板载硬件:88点阵屏2，可编程RGB8,按键2，麦克风1，复位按键1,红外接收1,光线传感器1,蜂鸣器1,巡线传感器2,避障传感器2，颜色识别传感器1,蓝牙模块1,实时电压检测1，电机接口:两路直流电机(电流0.

24、5-1.5A)，舵机接口:四路舵机(电流0.2-1A)I，板载电:5V(MA:1A),3.3V(MA:0.5A)，供电接口:电池接口，MicroUSB供电口，保护方案:电池反接保护，低电压保护，USB过流保护，专用接口:颜色识别传感器插座，电机接口2，编程接口:microUSB(充电编程-体) 套43智能理财服务机器人规格：200260130功能：智能理财，声控互动，触动投币存钱.套14创客教育可编程机器人1型规格：机器人控制器:8寸屏幕,具有WiFi功能和蓝牙功能;。输入：声音传感器、超声波传感器、巡线传感器、亮度传感器、加速度传感器、电子罗盘、温度传感器。输出：蜂鸣器、RGB彩灯、两个电机

25、接口、六个舵机接口、五五LED点阵。通信接口：USB、蓝牙控制器：micro:bit。功能：可拼装模型：自平衡、智能声控、智能测距、智能巡线、音乐播放、清除路障、定距夹取、防跌落、找苹果。套15射击机器人规格：机器人4个，射击枪4把。输入:触碰传感器，光敏传感器，8位彩色LED灯条(可扩展上方传感器)；出:两个电机接口，扬声器(可扩展上方元件)；微处理器:基于QTSTEAM控制器，兼容Arduino；电源:两节3.7VDC锂电池；组合尺寸:105mm95mm150mm。套16十五变化盒基本元件适配器1，1RGBLED模块1、数码管模块1、限位开关B型2、9g小舵机包1、RJ25连接线4、连杆2

26、、带槽连接片2、支架33 2、连接片452、20支架33 2、铜螺柱M425mm 4、螺丝M48mm 16、螺丝M414mm 20、螺丝M422mm 4、M4螺母 20、隔离柱473mm 10、M5+M7双头扳手1。 二、功能：触角小车:过两只触角检测障碍物来避障的机器小车。红绿灯闸机:红灯亮时，闸机关闭;绿灯亮时，闸机开启。跳舞的小猫4、东张西望小猫5、小猫探照灯6、计时器:可以计时，还可以作为mBlock舞台互动模式的手柄。7、向日葵:向日葵永远望向有光的地方。8、魔法棒：可以通过摇晃魔法棒或者触动限位开关来改变颜色与灯效。9、测距枪：通过手持机器测距，支持离线操作。10、声控台灯：在黑暗

27、的环境里，当声音达到一定数值时灯会打开。11、气象台：可以检测温度与湿度，并将数值显示在LED矩阵显示屏上。12、旋钮机器人：会玩猜数字游戏的机器人。13、节能风扇：当靠近风扇时，风扇打开，离开风扇时，风扇停止。14、不倒翁：机器人可以在晃动后恢复到直立状态，还可以让机器人通过编程做出特定的动作及表情。15、音乐盒：通过控制光开启音乐盒，当音乐响起，小人开始转动，LED灯亮起。套17机器人9号规格:22419192,可以扫描周围环境,自动计算判断选择躲避或者后退、自动避开障碍物.主要功能:1、可以左右前后控制、目标向右、左转待命、紧急撤退、向前走；2、可表演节目、唱歌跳舞、语音互动、讲故事；3

28、、装上托盘，能够根据你的指令、把指定物品送到你的手上；4、会自由巡逻，在巡逻期间可自动避开障碍物，配合左右、前后、转圈等动作;5、可通过手势或语音命令自定义组合动作，记忆自定义动作，编辑动作串。套287号机器人规格：机器人控制器:8寸屏幕,具有WiFi功能和蓝牙功能;机器人:228个部件。可以组装为智能机器人等8种机器人模型。在机器人的胸口上放置一台智能型控制器，用这台智能型控制器与另外的计算机使用视讯通话，就可以利用计算机看到它当时的画面。在很多救难现场都会用到这种救难机器人，例如坍方造成救难人员无法进入时，就会利用救难机器人前进探路，让救难人员了解现场状况.套29航天机器人规格:部件:23

29、0个,可以组装航天飞机、月球车、火星车等10个机器人模型。套210吸力机器人创意实验盒规格：175件，可以组装机器人手臂、吸盘拖车、壁虎等6种以上模型。套211拼装机器人车套装1#四合一DIY拼装玩具，可自由创作拼装，开发学生智力，创作多种组合模式，可拼装成150150170mm风力小车、18917590mm橡胶轮子滑翔机、12515050mm两驱小车、18918990mm螺旋桨战机等。套212拼装机器人车套装2#五合一DIY拼装玩具，可自由创作拼装，开发学生智力，创作多种组合模式，可拼装成15542100mm两通遥控小车、15542100mm太阳能小车、142608mmL型小车、170125

30、120mm风力小车、2054087mm林肯加长小车等。套213拼装机器人车套装3#1、DIY六足机器人，2、DIY双足机器人，3、黄色轮子太阳能小车10号，4、黄色轮子风力车7号，5、四驱遥控小车，6、两驱遥控小车，套214趣味智能机器人创客实验盒规格: 机器人控制器:8寸屏幕,具有WiFi功能和蓝牙功能。260件, 可以设计搭建10个趣味智能机器人:模型 1:追光机器人通过光传感器去感应光源，测得光源后,机器人便会紧追随着太阳移动。模型 2:超声波机器人通过发射端与接收端讯号的衰减讯号，判断范围内是否有障碍，使超声波机器人进行避障工作。模型 3:触碰式机器人 最前端装设有触碰传感器，当触碰传

31、感器撞击到物品时，触碰按钮受到按压后便会启动转向的程序，促使触碰式机器人改变方向。模型 4:绘图机器人绘图机器人会画圆形、多边形、五角螺旋、六角螺旋等。模型 5:夹物机器人马达传动涡轮后，涡轮带动夹爪齿轮组，此时，两齿轮方向相反、转速慢，但扭力变大，就可以夹抓物品。 模型 6:投球机器人运用橡皮筋的弹力，使撞针产生动能，使机器人能投球。模型 7:避障四足机器人采用步行的方式，再利用超声波传感器的讯号改变机器人左右边马达的转速差，达到避障功能。模型 8:机械手臂底盘可做360旋转，关节处的马达正反转可以调整夹爪高度。模型 9:人形机器人仿人类形体，看到人会往后退一步，并且向您鞠躬作揖。 模型 10:蝎子机器人模仿自然界中蝎子的形体与动作进行设计，通过连杆机构使蝎子机器人有个诩诩如生的威猛尾巴，好像随时都会被蝎子机器人用尾针攻击。套215语音识别机器人规格：机器人控制器:7寸屏幕,具有WiFi功能