综合科技创新实验室方案

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科技创新实践空间方案

一、“科技创新实验室”定位

与传统的某某实验室相比，“科技创新实验室”三个不同之处，一是：设计（design）；二是：创新（innovation）；三是：实践（practice）。分别加以解释：

实践：与实验（practiceandtest）：两者区别是明显的，一个是将前人的理论结果进行实际验证，就是实验（从目前实验教学运行效用来看）；一个是将自己的想法加以实施得到新的结论或结果。实验是加深对知识的理解，以获得知识为目的。传统教学过程中偏验证的环节较多而实践的环节较少，学生创新空间及其有限，抑制了学生创新思维和创新行为的开展。

设计（design）：是以人为中心，以问题为导向，整合多学科知识创造新产品、新生活方式、新的商业模式的交叉性学科。其关键词是：人、问题、整合、创新。以创新的方式解决人面临的问题，用到的工具是其它学科提供的知识，是设计学科与其它学科的不同之处也是关系所在。设计学科在所有发达国家均作为国家战略发展，美国、德国、日本、英国等都是设计产业领先的国家，设计相关课程也成为从小学到大学的通识教育的一部分。我国的产业结构对创新的需求不足，导致对设计创新长期的忽视，直到近几年逐渐被重视起来，因为创新需要设计。

附图1设计创新在创新活动中的位置

如图所示，科学家们发现新的规律、定理、公式等的原始创新过程需要长期的积累和大量的经费投入，工程师们利用原理、定理发明各种机器、设备、材料、工艺、解决各种工程难题，设计师门利用这些新的材料、工艺、设备根据人的需要设计优质好用的产品，改善人们的生活水平。所以设计是与人的关系最紧密的创新手段，也是最容易实现的创新方式。

创新（innovation）：从上面的分析可以看出，面向初高中教学环节以创新能力为目标的实验室建设以科学创新、技术创新为目标是不合适的，相反，以设计为抓手和载体的创新思维、创新能力培养是非常合适的。

综上，知识是创新的素材，传统实验室有助于知识的理解和掌握非常重要；而“科技创新实验室”以设计为抓手和线索，整合其它学科知识，开展“创新思维、创新技能、创新意识”的能力培养教学活动，亲近、适合、具体、有效。

国家鼓励大力发展创新实验室

●2015年2月28日，工信部、财政部、发改委联合发布《国家增材制造产业发展推进计划

（2015-2016年）》，把3D打印技术发展规划列入国家战略高度，文中特别强调了3D打印技

术的推广和3D打印人才的培养。

●2015年5月8日，国务院印发《中国制造2025》3D打印技术是十大重点支持领域之一。

●2015年8月23日，中共中央政治局常委、国务院总理李克强主持国务院专题讲座，讨论加快

发展先进制造与3D打印等问题。特别指出3D打印是制造业有代表性的颠覆性技术，实现了制

造从等材、减材到增材的重大转变，改变了传统制造的理念和模式，具有重大价值。

●2015年9月，教育部发布的《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》

中提出，“有条件的地区要积极探索新技术手段在教学过程中的日常应用，探索STEAM教育、创客教育等新教育模式”。

●2017年2月教育部关于印发《义务教育小学科学课程标准》倡导跨学科学习方式，有条件的

学校可以在科学实验室内增设创客空间

二、“科技创新实验室”的构成

1、项目构成：

“科技创新实验室”的教学过程由一系列的项目构成，分别由3D打印创新实验

室、机器人创新实验室、动漫实验室、VR实验室等创新项目单独或者集合而成。项目来源生活中的不同环境和场景，根据项目流程完成设计项目。每个项目都有不同的关注角度，通过小组调研、讨论、构思方案、实现产品、实验测试、修改调整、最终完成。在这一过程中，学生会运用到数学、物理、机械结构、人文、经济等学科知识，体会到制作、安装等工艺过程，学习计划、沟通、表达、统筹、创意思维、数字设计、制作、汇报等多种技能和经验。

科技创新实验室

3D打印创新实验机器人创新实验室开源智能硬件

ＶＲ实验室

科技走廊

二、3D打印创新实验室

1、3D打印技术概述

3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

伴随着新世纪的到来，以信息技术和制造业数字化同时叠加新能源的一场科技变革正在悄然兴起并改变着人们的生活。3D打印技术产业作为制造业数字化领域最为前沿科技也在高速发展当中，目前该科技已经在建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、地理信息系统、土木工程以及其他工业制造领域都有所应用。与此同时食品、珠宝、工业设计、牙科、医疗产业、教育等大众消费领域也不断出现3D打印技术的身影。可以说未来的十年至二十年是3D打印科技一个腾飞蓬勃发展的时代。

2、青少年3D打印创新教育概述

为迎接3D打印科技时代的到来，国外已经率先迈出了的青少年3D打印教育步伐，特