创客中心建设方案

1、.创客中心建设方案1. 创客教学背景“创客”源于英文单词Maker，在中文里“创”的含义是：创造、首创、开创、创立，它体现了一种通过行动和实践去发现问题、解决问题的做事原则。 “创客”就是坚守创新，持续实践，乐于分享的一群人。2015 年 1 月 28 日， *、国务院总理 * 主持召开国务院常务会议，确定了支持发展“众创空间”的多项政策措施，明确要求“打造良好创业创新生态环境。培育创客文化，让创业创新蔚然成风”。2015 年 3 月 2 日，科技部“发展众创空间推进大众创新创业电视电话会议”中进一步强调， 推进大众创新创业是新时期科技工作的重要任务，要按照党 * 、国务院决策部署，努力营造良

2、好的创新创业生态环境，帮助大众创新创业者应用新技术、开发新产品、创造新需求、培育新市场、打造新经济。要培育创客文化、广泛推广创客教学并不是中国特色的新事物。在过去几年内，美国高校中的学术性创客空间和制造类实验室迅速多了起来。而一些K12（美国基础教育的通称） 学校也纷纷尝试在图书馆设立创客空间，或者改装教室以适应基于项目和实践的学* 。其实，对学校而言，开展“创客”教学更像是传统实践教育在数字时代的“升级版” ，其精髓是将学生训练成为能独当一面的工程师，提高学生应对复杂应用需求的综合应对能力， 加深学生的专业技能。这种人才培养模式陆续在德国、美国的工程院校、技术院校和科技院校中推进，取得了很好

3、的效果。它把教学与实践、教室与工作室、知识获取和能力锻炼、教育文化和企业文化多方面融合，开创一种新型的人才培养模式。可以想象， 如果每个科技类专业学生都具有创客精神，将会产生多大的价值空间。2. 建设创客中心的构想学生是创客的主体，在学生中间，有少数的创客，一部分很向往，绝大多数表示支持。 让创客们继续坚持，让大多数人参与进来，如果没有大力组织推动，就不太可能。简单讲，对学生而言不缺乏积极性和钻研兴趣，缺乏的是氛围和场地。 因此，创客中心应该满足学生群体的基本需求。;.对于教师日常教学而言，创客可以激发学生的学* 主动性， 带着项目任务和实践中的目标去学* ，能让教学过程体现出更大的趣味性、深

4、度和价值。 通过创客中心的建设，产生一种新型的教学方式或文化并延续下来，也是教学改革创新的需求。对学校而言，创客没有专业的隔阂，创客文化的传播是一个学校整体性的活动。如果将创客教育作为一种人才培养的模式，创客精神就会逐渐发展为学校的一种学 * 氛围，产生这种氛围就应该是创客中心建设的意义。从学生、教师、学校三个层次的需求出发，构建一个创客中心的平台，这个平台能给入门级的学生提供一个训练场所，通过项目推动，引导学生动手实践，实现想法，项目可由老师的研究课题延伸， 或自由命题， 重在领入门和培养兴趣， 对于大部分学生，通过开课做普及性的培训，对于拔尖学生，有一个固定的活动场所和团队组织。3. 建设

5、的目标第一 ，明确一个方向：广义的创客没有学科的限制，增加了建设的难度。根据高等理工科类院校的实际情况， 机电一体化、 机器人技术涵盖了机械、 电子、计算机信息等学科技术，覆盖面广、综合性强，具有一定的技术深度，适合全面推广。第二 ，确定两个目标：实际创客中心针对的是两个群体，一个是没有创客概念、但有兴趣愿意尝试的，对于这一群体，重点是 “领进来” 进行“培养基础” ，培养之后，有一部分人能坚持， 掌握了一定的技能， 并已经融入创客文化的， 成为另外一个群体， 对这个群体的培养应该是着重引导创新。 因此，创客中心建设的核心目标应该是 “培养基础”和“引导创新”。简称“培养”、“创新”。第三 ，

6、确定目标任务： 在培养阶段， 一个任务是让学生熟悉团队分工合作的模式和融入团队氛围，再一个是通过与课程结合培训和项目任务让学生掌握一定的基础技能。在创新阶段， 任务是要让学生多参与各种开放的贴近实际市场需求的项目， 或参加各种设计和创业的比赛，通过这两方面历练创客技能及成为全能型人才。4. 建设方案4.1课程建设课程建设要为两个目标任务服务。;.对于培养阶段，总体思路是，建立能快速上手的课程体系。有趣味、好参与、能动手、容易出成果。从实际出发，提高学生的兴趣，通过动手取得的成果，提高自己的自信心，明确兴趣方向，为未来成为高水平创客建立基础。为快速建立合理的“能动手、快上手”的课程体系。依托现有

7、教育产品平台是一个很好的选择。在该领域有10 多年经验的博创尚和的“模块化套件”相关产品能很好满足需要。 以产品为依托，采用三个层次的培训方式，首先是循序渐进，从培养兴趣掌握技术基础， 到跟着标准范例学* 方案设计及具体实施过程；接着参与创新设计活动，稳扎稳打步步为营； 而后是因材施教：根据不同学生的不同兴趣特点，鼓励并指导其通过模块化工程套件平台的使用，选择并逐步实现自己感兴趣的方向，最终完成项目目标。该产品的引进，能为培养阶段目标任务提供快速高效的基础条件。利用实验器材， 将专业技术与相关专业实践课对接、开设选修课和参加相关机器人比赛，能很好的实现该阶段的目标任务。对于创新阶段， 总体思路

8、是， 指导学生熟悉产品的制作加工方法、 引导学生参与项目任务、参与设计竞赛，以及建立“传帮带”的创客团队文化。首先是结合现有设备熟悉机械加工测量设备、电子加工检测设备、3D 打印机、激光切割机的使用方法，并在项目实施中使用及交流。再通过分组项目任务、 开源项目参与、 教师科研项目参与、 智能产品创新设计大赛、创业大赛等形式，让创客们通过实际项目操练本领。简单讲，在该阶段，不再以课程方式为主导，而是以项目实战作为驱动。4.2设备支撑及实施结合以上课程建设的需求，结合学校的实际，选择以下实验器材和工具设备。序号名称型号1“创意之星 II ”机器人套件（标准版）UP-InnoSTAR-st2“卓越之

9、星”工程套件（专业版）UP-ExSTAR-pro3“创意之星 II ”Arduino 版本UP-InnoSTAR-ar4“卓越之星” Arduino 版本UP-ExSTAR-ar5 3D 打印机6 激光切割机7 小型钻床8 机械工具套装;.9 电子工具套装4.3具体实施4.3.1培养阶段：可通过选修课或实践课的形式开展教学培训：第一步 ，以机器人形态为载体，采用“创意之星II ”机器人套件（标准版）为主要器材，激发学* 兴趣和动手参与能力。可以采用教师讲授，小组分组训练的方式，进行一般性实验。（创意之星）演示性实验· 4 足爬虫· 6 足爬虫·机器蛇·机

10、器狗了解机器人技术，·声控机器人了解 C 语言、单片机、自动控制等等学科的实际运用·避障机器人·追求小乌龟·书法机器人（创意之星）构型搭建实验·简易机械臂·4 轮小车·全向小车· 动手实践·6 自由度机械能力臂· 团体协作使用创意之星零件、控制器、传感器，学 * 机器人构型搭建。·履带机器人能力·蛇形机器人· 创新思维·4 足爬虫能力·6 足爬虫·机器狗也可结合实际课程（可与相关专业课程设计或实践课相结合）进行分散或集中的以课程内容为中

11、心的技术培训。序实验内课程说明号容;.C 语言1 程序设计数字电2 路与逻辑设计通信原3理单片机4 原理及运用流程图使用流程图编程软件，编写程序逻辑流程图，软件自动转化为C编程实代码，编译运行，验证流程图编写能力践LED跑马灯实学 *C 语言编程，学 * 位操作、循环等 C 语言知识点验C 语言使用 C 编写一个程序，让小车能够避障。全面验证C 语言掌握程综合实度。验演示实展示机器人构型，以机器人控制器为主，展示数字电路实际运用。验逻辑门阅读控制器、传感器原理图，了解二极管、三极管等逻辑门电路电路实工作原理。验AD/DA采集 AD型机器人传感器的AD值，控制指示灯的亮度。学*AD/DA实验的转

12、换工作原理。演示wifi 通演示 wifi 通信，通过 wifi实现数据传输、图像传输。信演示232 通通过控制数字舵机，演示串行数字通讯原理。信演示实展示机器人构型，为学生展示单片机在机器人控制领域的运用。验跑马灯通过跑马灯实验，学 * 掌握单片机 IO 口使用，学 *C语言编程。实验IO 传感使用 IO 量传感器作为输入信号，当传感器触发之后，让机器人执行某一行为，比如左眼亮起。学* 掌握单片机数据采集，单片机器输入端口控制。中断实将 IO 量传感器接到中断接口上，当机器人碰到障碍物， 中断触发，验让机器人执行不同的运动，比如后退。AD/DA采集 AD型机器人传感器的AD值，控制指示灯的亮

13、度。学*AD/DA实验的转换工作原理。PWM脉用 PWM脉冲控制指示灯，使得指示灯能够根据输入的AD值，改变;.冲实验亮度。点阵式LCD液在 LCD上显示“清华大学”的字样，学*LCD 屏的使用。晶屏实验综合实搭建一个四轮小车， 在单片机控制器上接入IO 传感器、AD传感器、指示灯等，做一个自主避障小车。综合检查单片机各知识点的掌验握情况。演示实通过演示高级版创意之星搭建的追球机器人。展示嵌入式系统在验机器人上的运用。编程控嵌入式制 4 轮了解嵌入式系统编程过程。5系统与小车应用搭建语音控制学 * 和掌握 PXA270嵌入式处理器以及嵌入式系统编程。的 6 足爬虫演示实演示自平衡机器人，展示P

14、ID 控制理论的实际运用。验自动控6设计自制原理平衡机学 * 和掌握自动控制经典理论在实际工程项目上的运用。器人演示带有 IOAD 量传感器的机器人构型，初步了解开关量、 模拟量、演示实电阻式、电容式、压电式等传感器的概念，了解传感器的分类和验特性。避碰小学 * 开关传感器的使用，了解开关量传感器的特性。车传感与寻光机学 * 光敏传感器的使用，了解AD传感器的概念和运用。7检测技器人术超声跟搭建一个四轮小车，使用一个超声波传感器，让小车能够跟着人踪实验走。学 * 和掌握超声波传感器。搭建一个四轮小车， 在单片机控制器上接入IO 传感器、AD传感器、综合实指示灯等，做一个自主避障小车。综合检查各

15、种传感器的掌握和验运用能力。;.设计擂台赛机器人单片机设计爬原理课楼梯机程设器人计以综合性的机器人项目，验证学生C 语言、单片机、自动控制等8综合电设计工等学科的知识掌握程度。子系统考察学生解决实际工程问题的能力和思路。业 AGV设计自主导毕业设引机器计人其它实验内容第二步 ，采用“卓越之星”工程套件（专业版）作为实验器材进行引导式项目过程培养训练，使学生参与到工程项目中来，在实践中锻炼工程素质。采用三个层次的教学方式，首先是循序渐进：从培养兴趣掌握技术基础，到跟着标准范例学 * 方案设计及具体实施过程，再到参与创新设计活动，稳扎稳打步步为营。而后是应材施教： 根据不同学生的不同兴趣特点，鼓励

16、并指导其通过模块化工程套件平台的使用，选择并逐步实现自己感兴趣的方向，最终完成项目目标。总的来说，三个层次的实质分别是：;.在这个过程中，采用产品配套的 2J 实验教程及 47 个小构型对应的搭建指导多媒体教材 FollowMeGo。进行实际的操练训练，能快速的提高学生对工程技术实践的整体感知、和切身经验。其中，有20 个小系统构型实验，很具有代表性，包含有：01 旋转机械手02A流量阀02B蠕动泵03A遥控厨用电器03B卫生间感应灯04A加工流水线04B输送带系统04C 运输车05交通灯控制系统06A自动窗06B自动门07剪叉升降机08A水平关节机器人08B垂直关节机器人09A熔丝堆积 3D

17、 打印机09B光敏成型 3D 打印机10A语音电梯10B自动客厅场景系统10C 智能轮椅10D 自动隔断幕墙第三步 ，工具和设备的使用，在该阶段，通过机械工具、电子工具、3D打印机，激光切割机等设备使用操作培训，使学生具备自己设计、自己制作的基本能力。在这三步过程中，穿插鼓励引导参加各种比赛，如中国机器* 赛暨 RoboCop公开赛等。锻炼学生的团队合作能力和集体荣誉感。4.3.2创新阶段：经过以机器人为主题的兴趣培养阶段，和以工程项目为主题的过程培养阶段之后， 学生具备了对工程技术的基本认知、 工程实践的基本经验和一定的技术储备。 这个时候可以参与或独立进行大系统或完整项目的开发。第一步 ，

18、以“卓越之星”工程套件（专业版）的综合场景案例作为参考，进行场景重新研究或者拓展式技术讨论。 在这套产品中， 包含有智能建筑、 智能家居、 智慧化工、 3D 打印工厂、食品安全追溯系统等综合性系统性大型场景案例，通过这些热点领域的技术探讨，能延伸出大量的有价值的课题，创客们可在这些基础上进行无限创新。第二步 ，以“创意之星II ” Arduino 版本，和“卓越之星”Arduino 版本为依托，在同学熟悉的器材基础上，引导学生熟悉Arduino 等开源硬件。第三步 。鼓励学生参与开源课题， 教师科研项目， 以及组织参加智能产品设计大赛、创业大赛，通过比赛实现创客的价值体现。;.4.4场地建设教

19、学区创客中心借鉴目前国内外最先进的“创客”文化，采用以学生、教学小组为中心的方式布置教室，学生在这里可以自由组合成为学 * 小组，进行自学、 互动交流等。老师还可以及时对学生进行指导教学和课程辅导。图 1 是传统的“秧苗”型教室，这种“授课”环境即使也使用了投影和多媒体操作台，但教室中正前方有一块屏幕和黑板， 教师在位于屏幕正前方的多媒体操作台后讲课，教师仍然是教室的“中心”或“主角”，PPT在屏幕上显示，虽然使用了一些先进设备，但这种教室中的教学方式本质上仍然是灌输式教育。图 2 和图 3 是两类 “创新” 模式的教学环境，其中，多媒体操作台位于教室的一隅，显然教师在这里成了“配角”。正前方为屏幕和白板，教室后部仍然有一块白板，学生面前的桌子上有电源插座（即图中的圆