創(chuàng)新實驗室建設(shè)方案
一、建設(shè)目標(biāo)
利用學(xué)校現(xiàn)有場地優(yōu)勢和企業(yè)資源,補充部分資源劣勢,打造創(chuàng)新實驗室。創(chuàng)新實驗室以學(xué)生創(chuàng)新為核心理念,STEM理念貫穿整個創(chuàng)新流程,培養(yǎng)學(xué)生動手能力及創(chuàng)新能力,堅守創(chuàng)新,持續(xù)實踐,樂于分享。該中心是以創(chuàng)客文化為核心價值,共享資料、知識及技術(shù),實施創(chuàng)新項目。創(chuàng)新實驗室將創(chuàng)意、發(fā)明、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)、教學(xué)實踐轉(zhuǎn)化為一個有機的過程,成為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的集散地和創(chuàng)新社區(qū)的中樞,是提高學(xué)生專業(yè)技能水平和教師實踐教學(xué)能力的有效途徑,是深化學(xué)校教育改革的一個綜合實踐中心。
(一)培養(yǎng)學(xué)生動手能力
創(chuàng)新實驗室最基礎(chǔ)、最核心的內(nèi)容就是培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。
創(chuàng)新實驗室配備了增材制造、減材制造、木工加工等關(guān)聯(lián)設(shè)備,讓學(xué)生通過對設(shè)備的學(xué)習(xí)與操作,鍛煉學(xué)生的動手能力。
(二)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)
創(chuàng)新是可以培養(yǎng)的,四大基地配備獨特的創(chuàng)新項目,學(xué)生以由簡入深的各個項目為核心,圍繞“認知,模仿,改善,創(chuàng)造”四個階段反復(fù)進行學(xué)習(xí),制作。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維,以及實現(xiàn)構(gòu)想的能力。
(三)STEM 教育理念
STEM學(xué)習(xí)不是進行簡單疊加,而是將四個學(xué)科整合到一種教學(xué)范式中,把零碎知識變成相互聯(lián)系的統(tǒng)一整體。創(chuàng)新實驗室就是按此STEM理念進行打造。
二、建設(shè)內(nèi)容
創(chuàng)新實驗室組成由若干小型普通機床,機床附件,木工工具,各類工具,量具等等設(shè)備構(gòu)建而成的空間,建議面積50-70㎡,可容納20名學(xué)生。同時,配置相應(yīng)的制作項目和課程。鍛煉學(xué)生使用新技術(shù)新設(shè)備的能力,配置相應(yīng)的制作項目和課程,同時,提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,增加學(xué)生創(chuàng)造力。
(一)創(chuàng)新實驗室構(gòu)成
該創(chuàng)新實驗室是交鑰匙工程,由場地+硬件設(shè)備+課程組成,滿足學(xué)校教師與學(xué)生的教與學(xué)。
創(chuàng)新實驗室由兩個區(qū)域組成,分別是手動創(chuàng)新加工區(qū)、學(xué)習(xí)討論裝配區(qū)。每個分區(qū)根據(jù)功能特點不同,配置不同的創(chuàng)新加工設(shè)備、配套工具。除了設(shè)備的不同,創(chuàng)新實驗室還根據(jù)不同層級的學(xué)生,設(shè)計了針對性的實訓(xùn)項目,覆蓋中小學(xué)、高中高職、大學(xué)生。滿足不同階段學(xué)生的創(chuàng)新實訓(xùn)。
(二)創(chuàng)新實驗室布局
(三)功能與主要對象
1、面向?qū)ο螅?/p>
創(chuàng)新實驗室主要面向?qū)ο螅褐行W(xué)、高中高職學(xué)生。
2、創(chuàng)新加工區(qū)
創(chuàng)新加工區(qū)包含幾個分區(qū):木工加工區(qū)、手動加工區(qū)、數(shù)控加工區(qū)、3D打印區(qū)
2.1 木工加工區(qū):
該區(qū)域設(shè)備由木工設(shè)備組成,配套木工課程、加工耗材、視頻。通過對半成品耗材的加工,主要是木工材料。能夠更好的讓學(xué)生獲得完成作品的成就感,激發(fā)學(xué)生的興趣,對創(chuàng)新的理解與創(chuàng)作的沖動。木工加工區(qū)操作難度較低,適合中小學(xué)生操作與實訓(xùn)。
2.2 手動加工區(qū):
配套桌面式、臺式手動機床,設(shè)備體積小,操作安全。通過對手動機床設(shè)備的操作,完成復(fù)雜項目的加工。該區(qū)域難度要求較高,適合高中及以上層次學(xué)生操作與實訓(xùn)。
2.3 數(shù)控加工區(qū):
數(shù)控加工區(qū)配套數(shù)控機床,在手動機床操作的基礎(chǔ)上,增加了數(shù)控加工部分,彌補手工加工帶來的缺陷,讓加工更為自動化、智能化。配備了多系統(tǒng)仿真加工一體機,學(xué)生在數(shù)控加工實操前,可以通過虛擬機進行虛擬加工,驗證合格后,再發(fā)到實際機床上加工,保證了加工的安全和可靠性。該區(qū)域難度要求高,適合高職及以上學(xué)生操作與實訓(xùn)。
2.4 3D打印加工區(qū):
3D打印加工區(qū)由多功能3D打印機、三維設(shè)計區(qū)組成。課程設(shè)計遵循由淺入深,從模仿到創(chuàng)新的原則,同學(xué)們首先學(xué)會看圖、設(shè)計、建模、切割、打孔、敲打和拼插、粘貼等基本技能,了解各種工具的常識和作用。隨后進行模仿制作,通過使用部分工具和材料制作教學(xué)套件中提供的電子套件,培養(yǎng)動手能力和創(chuàng)造能力,鍛煉空間想象力。最終能夠?qū)崿F(xiàn)3D打印作品的獨立創(chuàng)作。這其中的每個教學(xué)環(huán)節(jié)都是圍繞一件制作、完成一個任務(wù)、進行一項設(shè)計、形成一樣產(chǎn)品來開展學(xué)習(xí)實踐。
3、學(xué)習(xí)討論裝配區(qū)
配備學(xué)習(xí)大屏,六邊形桌椅,該區(qū)域建立的目的是為了學(xué)生進行理論學(xué)習(xí)與指導(dǎo)。學(xué)習(xí)大屏播放教學(xué)課件與項目視頻,指導(dǎo)學(xué)生進行學(xué)習(xí)。
(四)創(chuàng)新能力培養(yǎng)
提出創(chuàng)新能力培養(yǎng)概念,認為創(chuàng)新能力是可以通過訓(xùn)練培養(yǎng)提升的。
創(chuàng)新能力培養(yǎng)模型:
創(chuàng)新能力培養(yǎng)需要經(jīng)過認知(理解對象),模仿(逆向工程),改善(改進設(shè)計),創(chuàng)造(獨立設(shè)計)4個階段。我們依據(jù)創(chuàng)新能力培養(yǎng)4個階段所設(shè)計的“創(chuàng)新鏈條”貫穿創(chuàng)新課程,經(jīng)過實踐檢驗,學(xué)習(xí)者反復(fù)學(xué)與練,創(chuàng)新能力得到顯著提高。
(五)創(chuàng)新項目
項目名稱 | 工藝卡 | 視頻 | 圖紙 | 毛坯 | 是否需要數(shù)控加工程序 |
陀螺項目 | √ | √ | √ | √ | |
火箭模型項目 | √ | √ | √ | √ | |
名片夾項目 | √ | √ | √ | √ | |
相框項目 | √ | √ | √ | √ | |
風(fēng)鈴項目 | √ | √ | √ | √ | |
筆架項目 | √ | √ | √ | √ | |
銅筆項目 | √ | √ | √ | √ | |
打火機項目 | √ | √ | √ | √ | |
炮車項目 | √ | √ | √ | √ | |
搖擺氣缸項目 | √ | √ | √ | √ |
三、建設(shè)清單
序號 | 設(shè)備名稱 | 參數(shù)組成 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 三合一多功能鋸磨刨組合機床 | ①鋸床是以曲線鋸割為主的機床,加置直線器也可進行直線據(jù)割。 | 臺 | 2 | |
2 | 手持雕刻機 | 可以在木料上雕刻半圓形、三角形、開槽等功能。 | 臺 | 5 | |
3 | 手持打磨機 | 對木板進行圓角和直線打磨加工,配有鏟、鋸等功能。 | 臺 | 5 | |
4 | 曲線鋸 | 用于木料、亞克力、塑料等材料曲線形狀的加工,能夠無級變速,壓板,以及吹灰功能。 | 臺 | 5 | |
5 | 圓片鋸 | 用于木料、亞克力、塑料等材料曲線形狀的加工,能夠無級變速,固定底板,并配有吸灰功能。 | 臺 | 5 | |
6 | 臺式車床 | 1、規(guī)格參數(shù): | 臺 | 5 | SC4-Pro |
7 | 臺式鉆銑床 | 1、規(guī)格參數(shù): | 臺 | 5 | SX2.7-Pro |
8 | 鉗工臺 | 工作臺:1500mm | 套 | 5 | |
9 | 多系統(tǒng)數(shù)控仿真一體機 | 1. 多系統(tǒng)數(shù)控仿真一體機是一款具有數(shù)字雙胞胎功能的教學(xué)設(shè)備,它可與多系統(tǒng)加工中心配合使用,組成多系統(tǒng)數(shù)字化仿真及加工系統(tǒng)。 | 臺 | 1 | |
10 | 數(shù)控加工中心 | 特點: | 臺 | 1 | |
11 | 3D打印機 | 1. 打印機工藝:FDM快速成型技術(shù) | 臺 | 5 | |
12 | 作品展示柜 | 由4個獨立柜子拼接組成,主體結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu),承重結(jié)構(gòu)為玻璃。 | 套 | 1 | |
13 | 工具墻(含基礎(chǔ)工具) | 多功能移動工具墻,鋼結(jié)構(gòu)。 | 套 | 2 | |
14 | 六邊形桌椅套裝 | 圓管鋼腳 三氫板面板椅 鋼腳 優(yōu)質(zhì)配件 黑色韓皮,六角桌,可拆可組,桌腿鈑金1.5,配套椅子,椅子鈑金1.5 | 套 | 4 | |
15 | 創(chuàng)新實驗項目材料包 | 銅筆系列、搖擺氣缸、風(fēng)鈴材料毛坯 | 套 | 20 | |
16 | 創(chuàng)新實驗教學(xué)課程包 | 創(chuàng)新課程包,圖紙、視頻、工藝卡、教材。 | 套 | 1 | |
17 | 實訓(xùn)室文化展板 | 高密度戶外寫真噴繪文化,高強度、抗紫外線、潔白明亮、透光均勻、防霉、防塵、防水 。雪弗板雙面不干膠貼寫真 厚度20mm | 套 | 1 | |
18 | 實訓(xùn)室裝修 | 待定 | 套 | 1 |