STEAM创新实验室方案-0311

1/16易教STEAM创新实验室建设框架方案上海易教信息科技有限公司2/16目录一易教STEAM创新实验室建设意义和价值………………3二易教STEAM创新实验室的主旨规划……………………4三易教STEAM创新实验室建设环境要求…………………4四易教STEAM创新实验室人员配置………………………6五主要培训对象……………………………………………6六主要培训内容……………………………………………6七实验室内部区域划分……………………………………7八实验室配置方案及报价…………………………………7九实验室主要设备参数及性能……………………………8十易教STEAM实验室课程方案介绍………………………133/16一、易教STEAM创新实验室建设意义和目标STEAM是指科学、技术、工程学、艺术和数学。根据这一理念，可以设置基础能力课程和创新实践课程。其中，基础能力课程旨在培养科技创新所需的各类基本能力，包括社会探究能力、益智思维能力、动手操作能力、展示交流能力；创新实践课程按照设计思维的流程，引导学生采用项目学习的方式开展科技创新实践。“STEAM其实是对基于标准化考试的传统教育理念的转型，它代表着一种现代的教育哲学，更注重学习的过程，而不是结果。本质上来说，我们敢于让学生们犯错，让他们尝试不同的想法，让他们听到不同的观点。与考试相反的，我们希望孩子们创造能够应用于真实生活的知识。”所以STEAM教育倡导将各个领域的知识通过综合的课程结合起来，加强学科间的相互配合，发挥综合育人功能，让学生在综合的环境中学习，在项目活动中应用多个学科的知识解决问题。1、建设意义1)创新实验室是实践创客教育的良好手段，它不同于传统实验室，而是以融教学、实践、借鉴、创新和实现的创新教育理念为基础构建的虚实融合的学习环境。创新实验室的设计采用PST（Pedagogy-Space-Technology）的设计框架，旨在帮助学校创设新型学习空间，促使学生更多地投入学习和体验，获取最佳学习效果。4/162)帮助学生：①将创意付诸实施，变成实物；②做中学，以任务驱动学习知识和技能；③持续分享，采用“想出”、“说出”、“写出”、“做出”、“展示出”的循序渐进的方式，彼此分享；④协作学习；（5）跨学科学习3)一种建构主义教学。我们经历的学校或者培训班教育，主要是“讲座式”的教育，老师无论是风趣还是无趣的在讲台上讲课，学生或是专心或是走神地坐着听课。这里不讨论这种教学方法有效无效，但这种教学方式其实是基于我们对于知识的一种假设：也就是知识可以通过老师传递给学生，灌输式直接告诉你知识和原理。但是建构主义的支持者们认为这种“传递”假设是不正确的，他们认为知识是由学习者自己建构起来的。所以教育需要给学习者提供能够让他们自己建构知识的环境和机遇。老师在课堂上只是辅助性角色2、建设目标1)人性化的学习环境与空间，营造出一个能激励学生想象力和动手动脑激情的氛围，主题能突出操作实践和创造力，开发内容能突出想象力、激情和创造的欲望，能将人文和科技融为一体。丰富的工具设备、橱窗内的产品、模型，墙面的标语与科技图片等组成的学习与创造平和谐统一。2)为学生开展操作性实践活动和创造性探究活动的工具(机械的、手工的、智能的、数字的、电教的)，提供相关的阅读刊5/16物与教学资源，小组合作研讨、交流的学习设备与条件。3)传播科学知识与技术、科学思想与精神、科学方法与态度、人文思想与科技文明等相关主题的科普走廊或图片资料，形成科普传播的教育阵地。4)科学的管理制度和评价方法，有利于促进科技辅导员、教学与管理人员提高科技教育自觉性和主动性；有利于提高科技辅导员、教学与管理人员自身的素质、兴趣、能力和职业精神。二、易教STEAM创新实验室的主旨规划通过开放、灵活的空间的设计、桌椅的摆放、墙面的布置，与各类创新实验室软硬件设备有效搭配、结合，让学习空间更具可调式性，为学生提供培养基础能力、创新能力和创新实践的物质空间。“STEAM”实验室为学生提供能生成创意并实现创意的空间，配备以“设计思维”为核心理念的“基础能力”课程和资源，引导学生进行创新式学习设计；也为学生提供从基础教学到设计创作的全套工具和设备的空间，配备“创新实践”课程和资源，帮助学生进行实践操作三、易教STEAM实验教室建设环境的基本要求：1、使用面积：80㎡-100㎡以上2、实验室位置：实验教室应保证最佳建筑朝向，室内避免直射阳光，主要采光面应位于学生座位的左侧。3、环保：教室内部装饰应选用环保型材料，室内环境噪声应低于55分贝，金属制品和木制品制作实验室可高于此标准。新建、改建、6/16扩建实验室及附属用房时，甲醛、苯、氡等有害气体和放射性污染应符合相关标准中的限量值。对于在学生活动中可能产生较多垃圾的实验室，要配置足够的垃圾桶，垃圾应分类收集。4、温度：室内温度应在4℃至30℃之间。室内可安装空调，温度宜控制在16℃～28℃。3D打印实验室应保持室内温度恒温。5、供电：用电负荷应留有余地，以满足不断增加的现代化教学设备的需要；按规范敷设强、弱电线，空调专线敷设，安装漏电过载保护器和可靠的接地保护。6、综合布线：按有关技术规范敷设强、弱电线。强电电源插座与照明用电应分路设计、分别控制，用电负荷应留有余量，并安装漏电、过载和触电保护器，有可靠的接地保护措施。弱电应考虑冗余，在合适位置配备足够的网络信息接口。7、安全：实验室应配备有效的防火、防盗、防潮等设施设备和外伤急救箱，急救箱中的药品应注意及时更换。应加强对工具、仪器和设备等的安全管理，加强对师生的安全教育，增强安全意识，确保师生人身安全。8、环境：环境布置应适合小学生身心发展和认知特点，营造探知科学的氛围，做到生动活泼。四、实验室人员配置1、工作室专业3D打印工程师：能够使用3D建模软件进行3D建模；熟悉主流3D打印成型工艺原理；具备3D打印机的日常使用和维护技7/16能，并获得相关行业公司的技能培训证书；熟悉3D扫描技术，能够使用3D扫描仪。2、优秀科技老师：能够使用3D建模软件进行3D建模；熟悉各类3D打印成型工艺原理；具备FDM桌面3D打印机的日常使用和维护技能，并获得相关行业公司的技能培训证书。五、主要培训对象1、中小学学生（三年级以上）2、中小学科技老师六、主要培训内容1、3D打印技术知识培训，包括各类打印技术以及打印材料普及；建模软件的操作和使用；2、3-6年级开设入门班和初级班，包括增材制造概念原理；FDM桌面3D打印机使用；基本3D建模软件的操作和使用；3、7-11年级开设中级班和高级班，包括各类打印技术工艺原理；FDM桌面3D打印机使用；中级3D建模软件的操作和使用；3D模型的打印切片转换；结合3D打印机，介绍3D扫描仪的工作原理与基本使用。4、老师培训项目，包括各类打印技术工艺原理；FDM桌面3D打印机使用；高级3D建模软件的操作和使用；高级3D模型的打印切片转换；结合3D打印机，介绍3D扫描仪的工作原理与基本使用。七、实验室区域划分8/161、教学区：主要进行日常教学与实践活动2、科普区：主要以墙面展板为主3、展示区：主要展示工作室作品4、信息港：主要用来查询信息资料5、工具台：6、3D打印区：八、实验室配置方案及报价实验室设备清单：序号名称规格单位数量价格（万元）13D打印机锐桌面级打印机台23D打印耗材PLA公斤（卷）3电脑主流机型和配置台4高端电脑配置（用于处理三维扫描数据）显卡要求高台5手持式扫描仪，设备包括扫描镜头，手持架子，软件光驱，加长线三维扫描仪（包括软件和培训）台6遥控升降机7蓝牙自动转台8书写板通用规格块9教师台通用规格张10多媒体教学设备LCD投影机+投影幕布等套11总控电源带有防雷击设施，有可靠的接地保护套12工作台可放置电脑与打印机套13墙面展板块14消防设备套15各类配套线路、配件16教材9/16（最终报价根据双方商定情况及现场情况定）实验室参考实景图九、实验室主要设备参数及性能3D打印机1、设备造型以及参数、制作的样件2、打印过程10/163、部分试验样件实物4、应用范围低成本3D打印机是设计师、教学及办公的得力帮手。能任何时间便利、及时的将设计图稿转化为成品，是生动直观的教学形式成为可能。这款产品的应用领域极为广泛，主要包括工业品设计、机械模具制造、教育、医疗、动漫、玩具、制鞋行业、首饰、艺术设计等等。三维扫描仪介绍手持式人体扫描仪是新一代的三维成像系统，采用瞬间闪光技术，被拍摄人员亦无不适感。同时采集手段采用了高像素的数码相机，11/16纹理丰富，应用面广，可应用于雕塑，人体、工艺品、医疗、安全、娱乐等领域。该产品具有较高的点云采集能力，采集的数据可以实现色、模分离（色：指色彩，模：指模型），同时是目前市场上面见到唯一一款性价比最高的人体扫描仪。该款扫描仪最大亮点在于软件的强大，采集好的数据，可以直接在配套软件里面进行处理，同时也可以导出其它格式，导入其它软件进行处理，达到一据多用的功能。在MEPHISTO进入中国市场以后，Gotcha三维立体扫描仪，深受用户喜爱，得到了很好的推广，主要功能介绍：生成三维模型（数据）：可以非常快速的生成真实的三维人像模型（数据）；三维模型编辑：该项功能能够对生成的立体人像模型进行编辑和修饰，使模型更加生动；12/16模型点生成：将三维立体人像模型或其他的三维立体模型数据生成点云模型；3D打印创新实验室软件介绍软件优势及对比行业建模软件有UG、RHINO、AUTODESK、PROE、Solidworks、123DDesign系列,其中UG/PRE、Autocad、Rhino、Solidworks、Tinkercad均为当前比较流行的专业3D建模软件。对于初学者的使用建议使用rhino软件进行教学。Rhino具有下列有点，1.简单易学，没有基础也容易上手，有中文版2.软件成熟3.Rhino是建筑行业和汽车行业的主流建模软件之一，很受建筑设计师和工业设计师欢迎，值得长期积累学习4.Rhino插件丰富，可以有高级的进阶空间5.Rhino网络学习资源丰富6.Rhino支持obj和stl格式保存，满足3D打印机文件转换需求十、易教STEAM创新实验室课程方案介绍1、为更好的通过3D打印技术完善中小学教育体系，开拓新兴教育方式，提升基础教育水准，锻炼省内中小学学生的创新创造性能力，我们建议此次3D打印走进中小学的项目将分为三个阶段开展。第一阶段是意识培养的进行。通过3D打印技术在教育教学中的实际应用，如将几何立体构造打印出来让学生直观了解几何内部元素联13/16系、将历史课程中出现的古代物品打印出来；在地理课上可以用学生们创作的3D打印世界五大洲板块立体模型更形象直观的呈现大陆板块；在物理课程上用学生们制作的3D打印电动机零部件直接组装电动机等，让学生更深刻的理解其原理构造，从而激发学生的想象力和创造力，提高学生的科技素养与认识。第二阶段是软硬件设施的完善。硬件方面，将建立中小学3D打印实践中心，每个中心至少有20台3D打印机硬件设施，学生们可以随时打印出他们自己的创作作品。定期举办“中小学3D打印创意大赛”、“中小学教学模型3D设计大赛”、“3D工艺制品大赛”等活动，由浅入深的让学生了解3D打印机的产品性能、技术及相关行业发展，提升中小学生的创新实践能力和动手能力，拓展中小学生的课外视野范围，帮助孩子实现创新梦。第三阶段是学生创造成果市场转化阶段,让学生的优秀成果完成市场转化，是激发学生创新的催化剂。爱用将提供3D打印技术及3D打印机操作的系统培训。2、课程设计理念（1）：从概念到现实课程结合中小学教材，将抽象概念通过实际的3D打印技术打印出实物（2）：从学、理解、到应用再创造同学可以通过概念性实物进行再创造，给模型增加实际功能（3）：从积累进阶与提高建模教程根据同学的学习能力和认知水平进行课程定制14/16——教学目标（小学生3年级以上）通过虚拟建模环境与3D打印实物打印相结合，培养学生的空间想象能力。让学生了解基本的3D打印相关知识:材料成型原理，设备工作原理和简单模型制作。——课