中学创客工作室建设设计方案.docx
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中学创客工作室建设设计方案.docx
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中学创客工作室建设设计方案
创客工作室设计方案
一、设计理念
1.主题
“创客”一词译自英文单词“Maker”,指具有创新理念,努力把创意变成现实的人。
创客工作室是一种全新意义的实验室:
这里为创客们提供各种加工工具和仪器设备,创客们以此开展发明创造,实现自己的想法。
为了贯彻《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》精神,响应国家对创新人才发展的要求,落实现代教学理念的指导思想,尊重学生的需要,满足学生个性化和选择性的学习需求,促进学生创新意识和实践能力的提高,以适应课程改革和高考改革带来的变化,我校决定建设“造梦”创客工作室。
并以此为依托开发和开设相应的选修课程,从最大限度发挥实验室的功效,提高学生动手动脑的能力和创新水平,激发学生产生对科学和技术的浓厚兴趣,进而提高科学和技术教育的核心素养。
2.特色
创客工作室创建的目的就是为学生提供一个广阔的学习空间,鼓励学生积极思考并积极动手,在做中学,边学边做,践行知行合一的教育理念。
使知识和实践能紧密起来。
结合中学教学的实际,创客工作室应具备以下特色:
(1)课内和课外相结合:
一方面,创客工作室作为选修课程的教学平台,教会学生使用工具和制作一些具有启发性的作品,完成创意制作的入门教学工作;另一方面,它是一个全天候向全体学生开放的平台,为学生在课外或假期的探究和创意制作提供支持。
(2)学习与实践相结合:
一方面,通过实践,学生对已学的相关科学知识会有更深的了解,使所学知识得到巩固;另一方面,实践能把学生带入到更深的学科知识当中去,使学生对科学知识有更深、更全的认识,大大提高对科学的认知水平。
(3)基础与提高相结合:
既有为引领学生步入创意制作的门槛的低端课程,又有为学生进一步发展提供支撑的提高课程。
3.主要功能
(1)服务于高中物理和技术的教学,帮助学生掌握这两门学科课程。
(2)提高学生的动手和创新能力。
(3)为学生实现创意提供帮助。
(4)为教师自制教具和教科研活动提供支持。
(5)为教师开发和开设相关的选修课提供素材和场所。
二、建设布局
1.功能区划分
“造梦”创客工作室主要有教室和教师办公室两个部分,其中教室可划分为教学讨论区、加工区、展示区。
(1)教学讨论区:
该区域是教学活动的主要场所,用于完成选修课的课堂教学。
同时也是学生讨论创意、设计方案、并进行基本加工操作的区域。
(2)加工区:
该区域放置大件的加工工具,如3D打印机、激光雕刻机、数控机床等,用于完成一些特殊加工。
(3)展示区:
用于放置学生完成的作品或半成品。
2.平面布局及参考效果图
1、黄色区域:
教学讨论区,配备1200*1800钢木桌电脑等;
2、蓝色区域:
加工区,配备雕刻机、3D打印机、机床等;
3、绿色区域:
展示区,配备展示柜、展示作品等;
参考效果图一
参考效果图二
三、课程建设和活动设计
1.课程设计
以创客工作室为依托,由相关物理和技术老师通力合作,开发相应的选修课程,如《物理趣味小制作》、《好玩的物理》、《航模制作》、《趣味电子制作》、《工艺品创意制作》、《梦想设计》、《机器人设计与制作》等等。
如《物理趣味小制作》的课程内容有:
序号
课程内容
课时
1
水火箭
2
2
气火箭
1
3
虹吸杯
1
4
翻滚的丸子
1
5
简易电动机
2
6
扬声器
2
7
发电机
2
8
电话机
2
9
变压器
2
10
电磁加速器
2
四、配置及预算
序号
名称
预算(元)
备注
1
基础设施模块
69920
2
多媒体教学模块
80500
3
通用加工设备模块
100750
4
配套仪器及耗材模块
61945
5
环境布置及安全防护模块
29680
6
教学资料、课程模块
27205
合计:
370000元
(一)基础设施模块
序号
仪器名称
规格要求
数量
单价
1
教师演示台
规格:
2400×700×850mm
台面:
桌面板采用25mm厚防火、防水、耐磨的防火板;两侧用硬质PVC高温热压封边,使实验台面的前沿顺滑呈半圆形,造型美观、经久耐用
台身:
采用18mm三聚氰胺饰面E1级刨花板,立腿及底边采用铝合金型材镶装,其他部位采用优质PVC封边条,机械封边;铝合金框架材料是直径为φ50mm铝型材,壁厚1.5mm,表面氧化处理;装置设有电源控制器
电器:
电源在主控制台右边抽屉内,提供电源总开关、工作指示灯、220V交流输出多功能豪华插座、学生桌电源控制开关等,教师能对实验室电源进行总控,分控每组学生电源。
为学生提供220V交流电源。
1台
4870
元/台
2
学生桌
规格:
1800mm×1200mm×780mm;
台面为40mm厚橡木板,桌身采用全钢制结构,立腿采用60×40mm方钢,厚度2mm,表面喷塑处理,台面下配有左右对称六个抽屉及工具柜,学生台为双面六工位。
提供220V交流电源
6台
5930
元/台
3
公共工作台
规格:
1200mm×600mm×780mm台面:
采用40mm实木板加工,桌面铺设2mm透明橡胶防护垫桌身:
选用全钢制结构,立腿采用60×40mm方钢,厚度2mm,表面喷塑处理。
可放较大型台钳、公用机床等,台面下配有左右对称抽屉。
5台
2830
元/台
4
学生凳
方钢支架,高度可调节,ABS凳面
48个
65元/个
5
展示柜
1000×550×2000mm,柜身材料采用18mm厚三聚氰胺贴面刨花板(E1级),上柜为3层可调节隔层,玻璃移门,下柜为对开门,配双层隔板。
4个
1850元/套
6
材料格架
规格:
1500mm×500mm×2000mm;钢架结构,4层隔板,每层隔板可随意调整高度。
4台
1200元/台
(二)多媒体教学模块
序号
仪器名称
规格要求
数量
单价
1、
现代多媒体教学设备
本系统由计算机,投影机,电子白板,中控,视频展台,音箱,功放等视听设备有机地连接,构成现代化视听教学环境。
1套
22500
2、
教室电脑
主流配置
1套
4000
3、
笔记本电脑
15寸,主流配置
12台
4500
(三)通用加工设备模块
序号
仪器名称
规格要求
数量
单价
1、
激光雕刻机
1、雕刻面积:
900mm×600mm;
2、激光功率:
60W;总功率:
<800W;
3、外形尺寸:
长×宽×高:
1430×950×1065mm;1430×1010×1620mm(开盖);
4、净重:
120kg;
5、激光类型:
封离式CO2激光管;
6、雕刻速度:
0-60000mm/min;
7、重新定位精度:
±0.1mm;
8、最小形成文字:
1mm×1mm;
9、工作电压:
AC110-220V±10%,50-60Hz;
10、工作温度:
0-45℃;
11、工作湿度:
5-95%;
12、最小成形文字:
English1x1mm;
13、支持图形格式:
BMP、JPG、GIF、TIFF、PCX、PLT、AI、TGA、DXF、DST(绣花软件)等B;
14、驱动电机:
步进stepper;
15、冷却方式:
强制水冷及保护系统;
16、辅助装置:
排风装置、送气装置、强制水冷及保护系统;
17、控制软件:
DSP控制系统;
18、兼容软件:
AutoCAD、Photoshop;
19、激光能量控制:
1-100%手动和软件控制。
1
46200
元/台
2、
3D打印机
4.3寸彩色中文触摸屏,半自动调平系统:
有,三点对焦。
实现打印头自主寻找平台水平点,通过旋钮微调,达到打印地板水平位置。
热熔挤出(FDM),喷头直径:
0.4mm,喷头温度:
最高260℃打印尺寸:
200*200*200mm,加热平台:
有。
60℃~100℃,打印头:
快拆式打印头,磁铁式吸盘打印头,方便拆卸,遇到堵头不需要拆解,随时可以更换。
平台材质:
铝合金板,打印速度:
20~120mm/s打印精度:
0.08~0.1mm。
高精度打印。
最小层厚:
0.1~0.3mm
产品尺寸:
450*450*500mm,产品重量:
30kg,机身材质:
钣金外壳,系统操控软件:
Cure文件格式:
STL连接方式:
USB、SD卡,打印文件支持语言:
中/英文。
存储文件支持中文显示,触摸点击即可打印。
工作电源:
100-240V1.5A50/60Hz160W,支持耗材:
ABS、PLA、PA、弹性材料等。
1台
8000元/台
3、
扫描仪
可实现桌面式扫描(支持自动转盘)、移动式扫描。
可以同时满足转盘自动扫描的教学级精度(不超过0.1mm),以及教学示意的移动式实时扫描精度(不超过0.5mm)。
单面测量范围:
200×150mm²,精度:
0.1-0.5mm,点距:
0.17-0.2mm,最大测量范围:
转台全自动扫描:
200*200*200mm,自由扫描:
700*700*700mm,光源:
白光,拼接方式:
借助几何特征进行定位/标志点全自动拼接,数据输出格式:
STL,ASC,扫描方式:
三角架固定式+手持移动式
1台
12000元/台
4、
小型钻床
技术参数:
最大钻孔直径:
13mm;主轴最大行程:
50mm;主轴中心线至立柱表面距离:
103mm;主轴端至工作台最大距离:
220mm;主轴端至底座台面最大距离:
300mm;工作台面尺寸:
165mm×162mm;电机输出功率:
180W。
1
1370元/套
5、
小型车床
技术参数:
床身上工件最大回转直径:
180mm;最大工件长度:
200mm;主轴通孔直径:
20mm;主轴转速高速档:
100~2500转/分,低速档100~1100转/分;电机输出功率:
250W;安全开关,无级调速,四定位刀架,带过载保护。
1
7920元/套
6、
砂带机
技术参数:
电机输出功率:
350W;转速:
1400r/min;砂带尺寸:
915×100mm;砂盘尺寸:
150mm;工作台尺寸:
188mm×125mm;工作台最0°~45°;底座尺寸:
320mm×165mm。
1台
1420
元/台
7、
台式砂轮机
技术参数:
额定电压220V;额定频率50Hz;空转速度3000r/min;额定输入功率120W;砂轮尺寸125mm×16mm×12.7mm。
1
770
元/台
8、
台虎钳
钳口宽度125mm,活动带砧,材质:
铸钢。
2台
420元/台
9、
电工工具
组套工具工具定点定位;包含以下基本工具:
万用表:
数字表,三位半显示,有电阻、电容、电压、电流测量功能;测电笔:
氖管式;电烙铁:
40w,内热式;吸锡器:
铝塑吸锡器;尖嘴钳:
5寸,橡塑柄,DL22306;斜口钳:
5寸,橡塑柄,DL2336;剥线钳:
鸭嘴式,可剥硬线;镊子:
尖嘴式;剪刀:
民用型;螺丝刀:
+-3×75mm;螺丝刀:
+-6×75mm;钟表批:
每套6支;焊锡丝:
小卷。
12
530
元/套
10、
金工工具
组套工具,工具定点定位;包括以下基本工具:
7"、45#钢、钢丝钳:
1把;6"、45#钢尖嘴钳:
1把;300mm钢直尺:
1把;200mm尖头扁锉刀:
1把;200mm半圆锉刀:
1把;200mm三角锉:
1把;200mm圆锉刀:
1把;200mm划针:
1把;150mm划规:
1把;GP100C-2ΦD2mm、L100mm样冲:
1把;6件/套(轴承钢,半圆锉、三角锉、方锉、圆锉、尖头扁锉、齐头扁锉)什锦锉:
1套;300g木柄钳工锤:
1把;0.45kg木柄圆头锤:
1把;12件/套丝锤、扳牙扳手:
1套;3m*19mmABS钢卷尺:
1把;4件/套两用扳手:
1套;9件/套内六角扳手,1.5-10mm:
1套;6*100mm+-PH2螺丝刀:
2把;5*75mm+-PH1螺丝刀:
2把;8”活动扳手:
1把;6排木柄钢丝刷:
1把;铁皮活动钢锯架:
1把;8”铁皮剪:
1把;自行车钢丝扳手:
1把。
200*400mm不锈钢三角尺:
1把 。
6套
870元/套
11、
木工工具
组套工具,工具定点定位;包含以下基本工具:
1/2”木工凿子:
1把;包胶美工刀:
1把;8"半圆木工锉:
1把;多用剪刀:
1把;0.5KG木柄羊角锤:
1把;手推刨:
1把;鸟刨,1把;300mm钢角尺:
1把;6*125+-铬钒钢、芝麻柄螺丝刀:
1把;8"黄黑双色柄老虎钳:
1把,;5m*19mm卷尺:
1把;3"G形夹:
1把;有机玻璃钩刀,1把,钩刀带两把刀片;锰钢三面齿、磨齿锯的木工鸡尾锯:
1把;木工铅笔:
1支;S93型、塑料、三水泡:
45°、90°、180°小水平尺:
1把;新型迷你墨斗:
1个;小油石:
1块。
6套
540元/套
12、
移动式手电钻
最大夹持钻头10mm,350W
1台
650元/台
13、
双踪数字示波器
彩色数字示波器,双通道,带宽50MHz,实时采样率50ms,触发方式包含边沿、脉冲、交替,具有6位触发频率计功能
1台
2600元/台
14、
耗材
1220mm×2440mm×5mm多色亚克力板
10张
400元/张
15、
有机玻璃粘合剂
粘ABS材料专业胶水,清水状液体操作方便、干得快(几十秒钟)、粘接强度高(粘得牢),牢度持续时间长(几年到十几年视粘接技术不同),可以粘ABS、有机玻璃、PS有机板等;液体接触和呼吸挥发的气体,不宜长期接触。
2瓶
80元/瓶
(四)配套仪器及耗材模块
序号
仪器名称
规格要求
数量
单价
1
TH-FGMW型翻跟头的魔丸
规格:
700mm×150mm×160mm,滑槽采用透明蓝色有机玻璃,魔丸的重心可变,滑槽采用翘翘板结构。
探究重心的变化对物体运动的作用。
1
750
元/台
2
TH-SNMH型声能灭火
规格:
350mm×260mm×230mm,由底座、面板、有机玻璃罩、扬声器、信号源等组成,底座为塑料一体化成形,面板为亚格力材料并采用彩色打印工艺内含操作方法及引导性问题。
信号源的幅度和频率均可调。
探究声音的能量。
1
720
元/台
3
TH-TSXF型声悬浮
规格:
350mm×260mm×320mm,由底座、面板、有机玻璃罩、扬声器、信号源、悬浮机构组成等组成,底座为塑料一体化成形,面板为亚格力材料并采用彩色打印工艺内含操作方法及引导性问题。
探究声音的声辐射。
1
960
元/台
4
TH-TFDM型发电锚
规格:
350mm×260mm×250mm,由底座、面板、磁铁、线圈等组成,底座为塑料一体化成形,面板为亚格力材料并采用彩色打印工艺内含操作方法及引导性问题,磁铁和线圈的相对运动产生电,可点亮发光管。
探究机械能和电能的相互转化。
1
1860
元/套
5
TH-DSXP型袋鼠下坡
规格:
930mm×190mm×280mm。
探究袋鼠弹跳下坡的条件。
1
950
元/套
6
TH-THXX型虹吸现象
规格:
350mm×260mm×350mm,采用循环装置创造产生虹吸现象的条件,虹吸管的管长、形状均可变。
探究虹吸现象。
1
640
元/台
7
TH-CJTQ型超级弹性球
规格:
250mm×150mm×790mm,底座为厚10mm铝板,立杆直径12mm、圆钢镀铬处理。
探究弹性球碰撞时动能的转化守恒。
1
530
元/台
8
TH-TMGQ型木拱桥
规格:
400mm×150mm×150mm,由底座、7段桥身等组成。
通过搭接木拱桥,探究拱桥结构受力特点。
1
920
元/套
9
TH-TGZX型滚出直线
规格:
350mm×260mm×260mm,由底座和大、小型圆盘等组成,底座为塑料一体化成形,面板为亚格力材料并采用彩色打印工艺内含操作方法及引导性问题。
小圆沿着大圆内边缘滚动时,小圆边缘上的任一点的轨迹是一条直线。
探究几何的奥妙。
1
980元/套
10
TH-QLCT型强力电磁铁
规格:
φ100mm×230mm,两节1号电池,将电池开关打到开时,磁力不小于290N。
探究课题:
电磁铁怎样产生磁力?
1
470
元/台
11
声悬浮制作套件
喇叭、频率板、电位器、导线等
13
400
12
水火箭套件
火箭头、胶水、尾翼发射器、碰头等
25
45
13
气火箭套件
发射台、发射架、软管、气筒、小火箭等
13
120
14
简易电动机套件
永磁铁、电池、铜线等
50
16
15
电话机制作套件
含外壳、键盘、电阻、二极管等
50
40
16
手摇绕线机
手摇,电子显示,可夹直径范围1.5-13mm
2
350
17
STEM创客套件
拼插式结构,易于组装和拆卸,可重复使用,材质为ABS。
基础结构件由各种颗粒、带孔板、轴承、梁、臂、齿轮、轮子、轴和连接件组成。
电子部件包括伺服电机、光电传感器、触动传感器、声音传感器、多功能灯、数码管、BWRL控制器等。
电子部件与基础结构件在结构外型上完全兼容,可混合拼搭出所需要的模型及装置。
支持图形化、C语言、Logo、Basic等多种编程语言,在线执行程序时可看到图标或代码单步运行并与机器人动作实时同步。
配套光盘中包括相应的上位机软件、搭建手册、示例程序、视频等教学辅助资源。
12
2450
18
Arduino套装
含液晶显示屏、控制板、8*8点阵、电位器、发光管、传感器等
12
240
19
原件散件
含传感器、电机、稳压器、电阻、电容、铜线、导线等
1
5000
20
数码摄像机
主流配置
1
4500
(五)环境布置及安全防护模块
序号
仪器名称
规格要求
数量
单价
1
室内装修
墙面处理、窗帘、吊顶、灯光改造等
1套
28000元/套
2
室内装饰展板
规格:
600mm(宽)×900mm(长),采用5mm的雪弗板,相关项目生产工艺等内容。
8张
120元/张
3
实验室铭牌
不锈钢材质,外形尺寸:
600mm×400mm
1块
160元/套
4
教室功能区块标志
亚克力造型,彩色写真打印
1套
260元/套
5
简易急救箱
含有红药水、碘酒、药棉、纱布、胶布、创可贴、烫伤药膏等。
1套
300元/套
(六)教学资料、课程模块
序号
仪器名称
规格要求
数量
单价
1
图书资料
相关电工、木工、数电、模电、单片机、简单电路设计、PCB板绘制等相关教材资料
1套
800元/套
2
软件
电路仿真、程序烧录、PCB板绘制软件
1套
1600元/套
3
视听资料
相关课程教学视频
1套
500元/套
4
教学课程
提供常规教学课程安排,设计制作相关课程教材,提供后续培训服务。
1套
24305元/套
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