创客实践空间

一、创客实践空间

创客实践空间可以把最新的物联网传感电子科技融入目前创新教育急需的个性化素质教育中；在没有破坏或额外增加学校的现有课程体系的条件下，能够完美的对现有的教学体系进行补充，从而帮助学校实现课程的创新性、个性化教学。

1、给学校

􀂾 一个物联网智能教室(方向)

- 引领21世纪的科技发展， 

- 代表现代化教育水平， 

- 体现学校高素质创新人才培养的亮点； 

􀂾 一个素质和个性化教育的平台

- 提供一个富有鲜明特色的个性化教育平台， 

- 让每个学生的潜能和特长得到发挥和展示， 

- 帮助学校更有效的培养和发现创新型高素质人才； 

􀂾 一个星级“云”存储校际联盟(方向)

- 优质教学资源共享，实现国内外名校交流互动， 

- 把学生团队合作、设计创新和激情演讲的过程用“云”存储永久记录在学校网页

- 为今后建立品牌明星学校和人才选拔等提供重要参考依据。

2、给学生

􀂾 一个放飞梦想的舞台

- 放飞自己梦想和展现最新科技创新能力的亮丽舞台， 

- 学会正确的思维方式，从这里走向未来、走向世界、走向成功； 

􀂾 一个展现自我的机会

- 锻炼团队合作、创新思维、动手能力和发挥各自特长， 

- 运用最新的物联网科技创造精彩人生的机会； 

􀂾 一个全面客观的创新人才评价体系

- 弥补只有分数衡量学生能力的缺陷， 

- 更全面公平地评价学生的创新能力和运用知识的能力， 

- 使学生快乐和主动学习，挖掘自己的潜能。

3、给老师

􀂾 一个快乐教学的环境 

- 快乐教学，热爱教学，享受教学的互动式现代化教学环境； 

􀂾 一个培养创新人才的工具

- 激发学生的潜能，尊重学生的个性，给予学生梦想、激情和学习动力、发现和培养创新人才的工具； 

􀂾 一个展示教学魅力的舞台

- 提供物联网教学研究的新天地， 

- 展现教学风采和老师相互交流的舞台， 

- 让老师的教学水平与国际先进的人才培养模式接轨。

二、创客实践空间理念

1、构建未来理想教室

为了对未来50年内物联网产业发展提供急需的高端设计人才，创客实践空间把课堂与生活紧密联系在一起，旨在普及物联网科技知识，同时激发学生的激情和梦想，促进学生创新思维的发展，培养学生发明创造和团队合作的能力，提升学生的综合素养。

孩子走进课堂的目的在于走向更广阔的原野；课堂上的历练，只是让孩子获取自我探索的不竭动力；便如播种一片试验田，凭借着儿时的经历，孩子们会将求知的触角伸向未来生活的各个领域，架起课堂与生活的桥梁。而创客实践空间正是提供了孩子放飞梦想的平台，让孩子更好地应对未来未知的变化，更让孩子体会到求知的喜悦、探索的兴奋和挑战的刺激。

2、STEM和STEAM教育

STEAM代表科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）、数学（Mathematics）。STEAM教育就是在目前流行的STEM教育的基础上加入艺术与设计（Art and Design）是当今世界最领先的教育。在国家实力的比较中，获得STEM学位的人数成为衡量一个国家创新教育水平的一个重要的指标。创客实践空间从STEM课程理念和国际工程教育CDIO的教学模式出发，采用物联网科技把生活与课堂结合在一起，全面培养学生的创造力和团队合作能力，通过科技与艺术的结合，带给学生求知的喜悦，探索的兴奋和挑战的刺激。

3、3P教育理念

基于3P教育理念的物联网创新实践空间是以激情（Passion），产品（Product），项目（Project）的3P元素为主导的学生创新实践基地。 

激情是想象力和创造力的基础，基于激情的学习（Passion Based Learning），物联网创新实践空间的目标在于从根本上激发学生的学习激情，激发学生的创造激情。

国际创新人才培养的途径之一是基于产品的学习（Product Based Learning）。 学生通过物联网创意作品的DIY制作，把课堂与生活紧密地联系在一起。物联网技术不仅可以让学生学到最新的科技，而且可以给学生提供一个广阔的创新空间。 

基于项目的学习（Project Based Learning）能够让学生在产品制作中学习新知识、新技能，能够提升学生探究精神，培养团队合作精神，创新能力，是创新教育中有效的模式。 

基于3P教育理念的物联网创新实践空间让学生在动手实践中培养创造能力、观察能力、动手能力、探究能力、团队合作能力和创新能力。教师也在课程教学中转变教学观念、教学行为和师生关系，提高课程的实施能力。

4、3“爱”×7能力

创客实践空间的 3个 “爱” 教学目标：

教给学生比知识更重要的能力 – 想象力    （爱因斯坦）

教给学生终生受用的创新能力 – 创造力    （爱迪生）

教给学生一个关爱的幸福心灵 – 人文艺术     （爱心）

21世纪学生的7项“能力”教学目标：

创造发明能力

发现和解决问题能力

团队合作和领导能力

运用物联网最新科技能力

快速获取知识和信息能力

跨文化和地域的理解能力

职业规划和自主学习能力

四、创客实践空间课程体系

1、课程简介 

创客实践空间的课程体系参照了目前国际最先进的CDIO(构思—设计—实现—运营)教学模式。 CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运行（Operate），是以产品从构思、设计、实现到运营的全生命周期为背景环境的教育理念。

创客实践空间创造性地把21 世纪改变人们生活十大技术之首的物联网科技与CDIO 的教育模式完美的结合在一起，针对青少年的特点和中国应试教育的缺陷，开发了世界首创的物联网传感电子交互体验式训练课程体系。目的是培养青少年适应21 世纪时代发展的最重要和基本的综合素质能力与技能，成就成功和智慧的人生。 

创客实验课程的目的是弥补目前应试教育中对学生的个性发展、创造性思维、作文演讲、 动手能力和团队合作能力等关键情商和智商能力培养的不足和缺陷，训练学生获得比知识更 重要的创造能力和主动求知学习的能力，激发学生的潜能和学习兴趣，让学生找到适合自己 发展的成功之路，在未来激烈的人才竞争中做一个优胜者。 

2、课程目的和基本要求

创客实践空间课程的教学内容包含物联网科技和全面素质教育两个教学层面，运用互动式教学方法，突出培养学生的创新意识和对科学知识的追求探索精神，激发学生自主学习的兴趣和积极性，从而提高学生具备创新人才的全面素质。 

本课程中，学生以理解/组装物联网电子模块为基础，运用3D造型魔块构思制作各类实用作品，学完本课程应达到以下基本要求： 

􀂄 熟悉物联网电子模块基本知识 

􀂄 培养学生动手操作能力 

􀂄 提高学生逻辑思维能力 

􀂄 提升表达力、创新力等多项综合素质 

􀂄 树立信赖自己、勇于突破的价值观

3、教学重点及注意事项

教学重点： 

重点培养学生个人综合素质，即左右脑整合学习；当今传统教育偏重学生理性思维，往往灌输道理（左脑学习IQ）；本课程安排的素质训练如创新力、自信心、艺术感等注重训练学生的右脑学习能力，激发学生想象力、感觉、创造力等右脑学习（EQ）能力，并通过动手做实验的过程将左右脑学习整合，在未来自己运用这些去拓展更多的能力，积极、充满好奇面对自己的人生。

注意事项： 

没有说教、没有否定、没有评判。 

1、学生在身心放松的状态下才能收获更多，说教、否定、评判会打压学生的安全感，把学生带入拘谨状态，不利学生发挥潜能。 

2、传统教学是学问在老师这里，学生从老师处拿知识，老师是权威；现代教学则是老师营造安全的学习空间，引导学生产生兴趣，推动学生自己去找知识，老师是引导者、推动者。 

4、教学工具

创客活动中给较为基础的材料加工与手工制造活动提供支持，能够培养学习者基础的手工实践操作专业技能，如木料加工与钣金等技艺，可用到包括螺丝批、扳手、锉、锤、锯、钳等手工工具，和电钻、角磨机、切割机、锯床、锣床、钻床、铣床等小型安全型的电器化加工工具。以及各类物联网传感电子模块和3D造型魔块、实物投影仪（自备）、说明书、课件和教材。

5、课程模式

创客课程始终坚持“培养创新人才，激发创新教育”为核心理念，培养学生自主学习的能力。针对传统教学模式“教学——实验”刻板的弊端，我们提出了一种新型教学模式“故事——实验——设计创作——演讲展示”，把创客实践空间课程开展为一种综合素质的拓展课程。整个课程的安排是一个完整的体系：

第一部分  学习发明家的故事：激发学生的求知欲、好奇心和探索进取精神。爱迪生发明电灯曾试验了上千次才获得成功，还有超声波的发明、红外线的发现、温度计的发明等精彩动人的故事。

第二部分  做一个严谨的工程师：锻炼学生的动手、观察、思考和解决问题的能力。采用目前世界最先进的物联网传感电子创意模块，例如声控、光控、温控、超声波、电磁波、红外线等组成的实用智能化控制系统。亲自动手实践可以锻炼学生的动手能力和创新能力。而实验的过程可以让学生能从中认识和收获更多的知识和学习的思路方法，同时也锻炼了承受挫折的能力。

第三部分  做一个富有创意的艺术家：锻炼学生的想象创造力和团队合作及沟通能力，激发艺术灵感和勇于创新的精神。利用多彩的 3D 创意几何模块，搭建各种充满想象创造力的作品，例如企鹅收音机、世博中国馆、智能家居、阳光环保车、动物保护的爱心屋等。在外形设计课上，多彩的亚克力积木作为设计材料，不仅可以训练学生动手动脑能力和逻辑思维能力，同时也能够体现出学生的审美和艺术鉴赏能力。分成小组团队合作进行外形设计，在活动的过程中需要学生之间的密切交流和合作，同时也培养学生敢说善听的能力。

第四部分  做一个富有激情的演讲家：锻炼学生的语言表达、自信和领导能力；成为乐观、进取和勇于挑战的高素质人才； 就自己的作品上台进行演讲，包括作品的命名和创意的过程，就别人的创意发表意见，有一位同学表 述：“我永远也忘不了第一次上台演讲的羞怯，到第二次的渐变、第三次的落落大方。”

作品示例（电子功能的实现和3D造型魔块搭建的外形设计）

6、校内创客实践空间课程形式

创客实践空间的物联网教育课程的开展是以综合技术、科学探究、综合实践、劳技课或社团活动等形式。也可以进入“校本课程”，由学校自己设立创新课程。目前，创客实践空间研发并已投入教学使用的有10多个主题课程，学校可以根据自身的情况，挑选合适的课程，创客实践空间会配以相适合的教学培训、教材资料和课程支持。同时，创客实践空间也在随着技术的发展，不断开发新的课程，把最新的物联网科技带给学生。以传感器和智能化控制为主的物联网技术，可以让青少年在设计课时的时间内，用DIY模块自己动手搭建完成各种传感器电子产品。

五、创客实践空间架构

创客实践空间的架构包含四个区，可以根据学生的具体情况和教学要求进行选择和取舍，这四个区分别为：

1、认知区 ：

包括科学家的发明故事、芯片、传感器和软件等的认识， 创意和动漫设计的一些基础知识。

2、实验区 ：

在认知的基础上，动手完成一个物联网传感电子系统的整体设计，具有实用型和艺术的创造性。

3、探索区 ：

对实现的产品进行性能和科学的分析和探测以及归纳和总结，认识其中的工作原理和实现方法 。

4、挑战区 ：

 在实验和探索的基础上， 发展自己的全新思维，做出自己的创意作品， 并且可参加作品竞赛。

创客实践空间四个区域布置规划的一个重要特点是：创客实践空间可以适合从小学一直到大学的实验课，满足从小到大不同年龄层学生的求知探索需求。创客实践空间的实验包括小学生简单的认知和动手实验、大学生设计创意的传感电子产品以及研究芯片功能和设计应用方案。

六、创客实验基础硬件设施

1、课桌椅

针对创客实践空间推崇的“思维是透明和彩色”的创新教育理念而专门打造设计的课桌椅采用环保、安全、透明的亚克力材料作为桌面，使学生在做实验的时候能够方便地看到桌面下方存放的实验器材和教材，不仅大大增强了实验台操作的灵活方便性和利用空间，而且使学生一走进实践空间就能沉浸在一种激发创新激情的氛围中。另外，整个实验课桌椅采用了创客实践空间的积木化教学的理念，桌子和凳子有相互兼容的矩形模块组成，学生可以自己拼装课桌椅，不仅实现了实践空间整体的模块化的设计目的，而且通过模块的共用和组合大大降低了课桌椅维修和更换的费用。优点列举如下：

（1）、增加学生的实验空间：通过透明桌面，学生可以把实验指导书放在透明板的下面，在透明桌面上面进行实验操作

（2）、通过DIY自己搭建课桌椅，让学生从零开始打造桌椅，自贴标签，自我调整拼装

（3）、节能环保，积木化的课桌椅不易损坏，只需更换损坏部分即可重复利用

（4）、桌椅可以配备传感器件，既有观赏教学的作用，又有实用性，例如做成“会说话的课桌椅”等。

2、电子智能化模块

创客实践空间采用了自主研发生产的传感电子智能化连接模块，通过模块的不同功能组合，不仅使原来枯燥复杂的电子控制系统变得生动有趣，简明易懂；而且可以让学生充分发挥自主设计和创造的能力来方便地搭建自己独特的电子系统。基于各种不同传感器的电子系统给电子通讯实验增添了无穷的乐趣，在实验过程中，同学可以更直观清晰地认识和理解各种电子器件的功能和原理及其背后的发明家的故事。模块采用了标准化的接口联接和拼装组合设计，使学生在实验中能大大减少联接电子系统的不必要的时间，而更多地专注于电子系统的整体功能和模块结构功能的认识了解，从而增强学生对电子系统设计的兴趣和爱好，激发学生创新思维和动手实践的能力。

3、 3D造型魔块

创客实践空间自主研发设计的3D外形设计造型魔块采用了由平面到立体的激发学生想象力和创新思维能力的3D魔块，采用安全、环保的亚克力或金属材料和简单的基本几何形状为基础，为锻炼学生的艺术设计、审美想象、文学表达以及动手制作能力提供了一个全新的创作平台。在这个艺术创造平台上， 学生们可以自由展开自己梦想的翅膀，相互协作，共同努力完成从想象到实现艺术创作的体验，领略艺术创造的灵感和激情，收获动手实践的成功和喜悦。