景和小学精工(汽车创客)实验室
建设方案
创客教育可简单理解为创客文化+教育,创客是勇于创新、将自己的创意创造成现实的人,创客文化就是创客圈子里所形成的创造文化,所以学校内的创客文化+教育就是培养会创新、能创造的学生。创客教育是素质教育的体现形式,倡导以数字化工具作为创客教育基础,鼓励动手实践,发现问题、探索问题并解决问题,以项目制的学习方式,具有真实的产品、作品输出。
创客教育不同于其他教育方式,其他教育理念是国家发展或教育发展需求下而衍生出的应对策略,如STEM教育是美国政府为了提高国家竞争力、为了提升学生的科技创新素养而大力推行的教育政策。而创客文化和创客教育的发展是社会内部驱动的结果,因为创客文化最早起源于美国的“车库”文化和DIY文化,前期并未影响教育领域,但随着开源硬件、编程、3D建模、智能制造、互联网等代表着先进生产力的技术成熟兴起,为了适应社会的快速发展,为了满足社会对人才的需求,教育开始不断变革,在这样的背景下,基于创客文化而发展的创客教育快速崛起。
近几年我国创客教育发展迅猛,国务院、教育部陆续发文为创客教育指明方向,各省市也出台方针政策支撑创客教育落地实施,至此,创客教育已经全面开花,已经正式进入国家教育发展规划中,越来越多的学校正在将“创造”写进学校课表,在学校的支持下,越来越多的学生发挥创意、启发创新、勇于创造,学校以实际行动、实际情景激发学生的学习兴趣,培养学生的自学能力、锻炼动手能力,以此来提升学生的核心素养,成为未来社会所需要的人才。
创客教育分为“创客的教育”和“创客式教育”两种类型,这两种类型也是目前创客教育发展的主要模式。
“创客的教育”是对创客或者想做创客的师生进行培训、指导、学习、实践,师生从而掌握作为创客所要具备的思维模式、创新思维、解决问题的能力,同时具备能够使用创客造物的新技术、新科技、新设备的能力。
“创客式教育”是指将创客的教育理念引入传统课堂、改革传统课堂、改造传统课堂,基于创客教育理念以创新型思维重新审视传统课堂,结合学校课程开展创新性学习。
以完整智能汽车项目为载体的精工实验课程,能让学生完整的参与整个项目的开发,从零部件的认识到使用,从设计图纸到做出完整的作品。学生以小组为一个团体,参与制作一台完整的创客汽车。创客汽车并非普通的玩具作品,而是一个贴近工程实践,能让学生感受精工魅力的的真实小汽车,学生可以在制作完成后进行驾驶和调试,做到了真正的项目式学习和工程实践。在此过程中,能够让学生打开科创视野,走进发明创造的世界,了解工程师的设计开发及生产过程。同时,学生学习各种工具及标准零部件的使用,能够给他们提供在日常生活中进行发明创造的知识和基础技能。这个精工(汽车创客)实验室,会是学生进行学习和交流的平台,给学生以启发,让学生感受到知识源于生活又应用于生活的魅力。
1、课程体系
金工是一门实践性很强的技术基础课。是学生了解机械加工生产过程、培养实践动手能力和工程素质的必修课。
汽车作为综合性极强的课程载体,融合了机械、电子、编程、3D建模 、造型等多方领域,是学生学习金工,进行工程实践的最佳选择。“造车 ”是贯穿始终的目标和线索,多学科的融合应用是实现该目标的必要途径和手段,在整个造车过程中,能够以工程项目式的方式进行金工教学。
整个方程式赛车由车架、车轮、车身、制动、转向、附件和电控等部分组成。车架采用工业铝型材,其他部件与车架靠金属激光切割件相连接。整个赛车的零部件涵盖了激光切割、线切割、电焊、车床、铣床等生产工艺流程,完整的体现金工的车、铣、刨、磨、钻、攻丝等工艺方式。
赛车上的零部件加工需要用到台虎钳和钢锯。台虎钳是用来夹持工件的通用夹具,装置在工作台上,用以夹稳待加工工件,是钳工必备工具。钢锯也是钳工的常用工具,可切断较小尺寸的圆钢、角钢、扁钢和工件等。在加工过程中,学生就能学习台虎钳和钢锯的作用和使用方法,切身体会和掌握工件的夹持,锯割的姿势,锯割压力、速度及行程长度的控制等加工技巧。
有些零部件加工后会有毛刺,就需要对毛刺进行打磨锉削。锉削是利用锉刀对工件材料进行切削加工的操作,其应用范围广,可锉工件的外表面、内孔、沟槽和各种形状复杂的表面。在打磨过程中,学生需要对锉刀种类进行选择,学习锉削的方法,掌握锉削的姿势和锉削力的运用。
由于手工锯割的精度不高,在锯割的时候尺寸上都会留一点余量,所以就需要打磨到所需要的尺寸。汽车上对于零部件的精度要求是非常高的,所以在打磨过程中,需要用到游标卡尺对高度进行测量。游标卡尺是一种测量长度、内外径、深度的高精度测量工具。在测量打磨过程中,学生能够掌握游标卡尺的使用和数据的读取,对于精度的高要求,正是精工所追求。
车架上用标准件固定时,需要用丝锥对型材加工螺纹孔,丝锥是一种加工内螺纹的工具。攻丝是属于比较困难的加工工序,因为丝锥几乎是被埋在工件中进行切削,其每齿的加工负荷比其它刀具都要大,并且丝锥沿着螺纹与工件接触面非常大,切削螺纹时它必须容纳并排除切屑,所以学生在攻丝过程中,需要掌握丝锥的使用方法和技巧。
赛车上还有许多连接件是需要焊接、线切割、激光切割等金工工艺加工的,这些零部件在教学中可以让学生认识现代工业的一些加工工艺,了解这些工艺的具体原理和这些工艺所带来的先进性和灵活性。
赛车车身采用多层复合板,加工过程中需要根据设计样式图纸对木板进行锯割。学生可以设计不同车身样式形状,然后应用木工锯和锉刀对板材进行锯割和去毛刺。
车身上要有不同的安装孔来安装不同部件,在安装孔加工中首先需要对孔位置进行定位,然后利用手电钻和钻头进行转孔。生产加工过程中,学生能够掌握钻头的选用和手电钻的使用方法,了解整个钻孔工艺的流程。
整车电控部分,学生可以自己进行电路设计及电路板制作。电烙铁是电子制作和电器维修的必备工具,主要用途是焊接元件及导线。在使用电烙铁进行电路板制作时,需要掌握一定的手工焊接技术,了解焊接操作的正确姿势和基本步骤,把握焊接温度和加热时间。
在整车组装教学中,学生使用各种生产装配工具,实际了解应用各个工具的特点和作用。学生用最基础的型材、连接件、标准件等就能组装成一台完整的赛车,并且可以进行调试及驾驶,不仅让学生参与了真正的项目式学习和工程实践,而且在此过程中学习汽车构造原理等汽车文化知识。
汽车创客实验室的综合教学应用:
(1)了解工业生产中机械零件制造的一般过程。对学生进行基本操作技能的训练,使学生了解机械零件的常用加工方法、所用主要设备的工作原理、工夹量具的使用以及安全操作技能。
(2)了解机械制造的基本工艺知识和一些新工艺、新技术在机械制造中的应用。了解工业产品制造的全过程。
(3)掌握对简单零件加工方法选择和工艺分析的能力;培养学生认识图纸、加工符号及了解技术条件的能力。
(4)培养学生的工程意识、动手能力、创新精神,提高综合素质。通过金工课程,使学生养成热爱劳动及理论联系实际的好习惯。
汽车创客实验室旨在培养学生的工匠精神:
工匠们喜欢不断雕琢自己的产品,不断改善自己的工艺,享受着产品在双手中升华的过程。工匠们对细节有很高要求,追求完美和极致,对精品有着执着的坚持和追求
(1)敬业。敬业是从业者基于对职业的敬畏和热爱而产生的一种全身心投入的认认真真、尽职尽责的职业精神状态。对现代化教育的学生来说,可培养其热爱学习,全身心投入学习的精神状态。
(2)精益。精益就是精益求精,是从业者对每件产品、每道工序都凝神聚力、精益求精、追求极致的职业品质。所谓精益求精,是指已经做得很好了,还要求做得更好,“即使做一颗螺丝钉也要做到最好”。
(3)专注。专注就是内心笃定而着眼于细节的耐心、执着、坚持的精神,这是一切“大国工匠”所必须具备的精神特质。从中外实践经验来看,工匠精神都意味着一种执着,即一种几十年如一日的坚持与韧性。
(4)创新。“工匠精神”还包括着追求突破、追求革新的创新内蕴。古往今来,热衷于创新和发明的工匠们一直是世界科技进步的重要推动力量。
工匠精神落在个人层面,就是一种认真精神、敬业精神。将一丝不苟、精益求精的工匠精神融入每一个环节,做出打动人心的一流产品。
工匠精神落在学生层面,就是一种追求精神、创新精神。将自己所想,所热爱的事,都大胆赋予实践,做一个敢想敢做的新世代青少年。
2、课程建设
课时章节
序号 | 主题 | 知识点 | 课时 | 课程内容 |
1 | 走进汽车创客 | 汽车创客 | 1 | 了解什么是汽车创客,汽车创客学什么具体内容 |
2 | 认识金工 | 金工学习 | 1 | 了解金工学习什么,认识各种工具,学习各个工艺流程 |
3
| 零部件加工 | KT-01整车认识 | 1 | 了解整车构造,各个零部件组成及作用 |
台虎钳和钢锯使用学习 | 2 | 加工赛车转向节部件,学习台虎钳和钢锯的作用和使用方法,体会和掌握工件的夹持,锯割的姿势,锯割压力、速度及行程长度的控制等加工技巧。 | ||
锉削工艺学习应用 | 2 | 打磨赛车零部件,锉刀种类进行选择,学习锉削工艺,掌握锉削的姿势和锉削力的运用。 | ||
游标卡尺的应用 | 2 | 零部件加工中应用游标卡尺,学习游标卡尺的使用和数据的读取方法 | ||
螺纹孔加工工艺学习应用 | 2 | 对型材加工螺纹孔,学习丝锥使用方法和技巧 | ||
木工学习应用 | 2 | 赛车车身图纸设计,根据图纸设计使用木工锯加工板材,配合锉刀加工出赛车车身。 | ||
钻孔工艺学习应用 | 2 | 了解钻头选用和手电钻的使用方法,学习整个钻孔工艺的流程,对车身进行钻孔加工。 | ||
现代工艺 | 1 | 赛车上有许多连接件是需要焊接、线切割、激光切割等金工工艺加工的,认识现代工业的一些加工工艺,了解这些工艺的具体原理和这些工艺所带来的先进性和灵活性 | ||
4 | KT-01装配 | 装配工具认识 | 1 | 了解整车装配流程,学习装配工具使用方法 |
KT-01前轮总成装配 | 2 | 认识KT-01前轮总成零件,并完成装配,完成总成与车架的连接 | ||
KT-01后轮总成装配 | 2 | 了解KT-01驱动方式,完成总成装配并与车架连接 | ||
KT-01转向总成装配 | 2 | 了解KT-01转向方式,完成转向总成的装配 | ||
座椅、制动、电路的安装 | 2 | 完成座椅、制动、电路的安装与调试 | ||
车身的装配 | 2 | 完成车身的装配 | ||
5 | 3D打印 | 3D打印技术 | 1 | 学习3D打印技术原理,了解3D打印装配,工作流程。 |
3D建模 | 2 | 认识建模软件,学习三维建模基本操作指令,根据图纸对攀爬车零部件进行建模。 | ||
切片打印 | 2 | 学习3D打印切片软件,熟悉3D打印设备使用方法,对零部件进行切片打印。 | ||
模型打磨 | 2 | 对3D打印出来的零部件进行打磨修整,使用锉刀进行锉削毛边,钻头进行扩孔操作等。 | ||
6 | 电路焊接制作 | 电路认识 | 1 | 了解一定的电路原理知识 |
电路焊接 | 2 | 了解电烙铁使用方法,掌握一定的手工焊接技术,了解焊接操作的正确姿势和基本步骤,焊接控制器电路板。 | ||
控制器编程 | 1 | 对攀爬车进行智能化程序编程设计 | ||
7 | 场地障碍挑战赛 | 竞赛 | 1 | 实车进行场地障碍赛 |
8 | 结业仪式 | 结业仪式 | 1 | 总结、回顾、展望 |
3、课时分配
课程负责人:胡开奇
课时安排:3 -5年级参与。与信息课每两周轮换一次。优秀学员增加社团培训。
4、精工(汽车创客)实验室布置规划
整个实验室按照功能划分为工具区、操作区和展示区。
工具区配备有完整的生产必须工具,在精工教学中学习各种工具的特点和作用,并且在赛车组装过程中实际应用这些工具,让学生能更形象和深刻的认识精工。工具区的工具摆放功能鲜明,便于快速拿取使用,也能培养良好的操作习惯。同时,整齐划一的工具摆放,会让学生感受到严谨认真的工匠精神。
操作区也是装配实践区域,此处是赛车的“总装线”,在此区域开展实际的精工教学,学生使用各种工具,将赛车各个零部件组装成一台完整的赛车。整个组装教学过程中,以PBL项目式学习方法,培养学生的动手创新能力、团队协作能力、跨学科解决问题能力,学生不仅学习汽车的构造,汽车的原理等汽车文化知识,更深层次的学习整个赛车零件部涵盖的生产工艺和装配工艺。
四、预算安排
类目 | 名称 | 图片 | 配置规格 | 单位 | 单价 | 数量 | 零售合计 |
课程套件 | 智能方程式赛车 | KT-02注重赛车的驾驶乐趣,配备有完整的动力、转向、制动系统。车辆采用模块化设计,可根据不同阶段分解为不同集成度的零件、部件模块,调整设计和装配难度。车辆活动部件均采用覆盖件包裹,消除安全隐患。 | 台 | 17600 | 1 | 17600 | |
码力零件套装 | KT-02智能方程式赛车装配套装,用于赛车组装教学 | 套 | 13000 | 7 | 91000 | ||
3D打印攀爬车 | 3D打印攀爬车,极简的车身专门为攀爬设计,该车最大的特点就是攀爬能力强,有极强的表现力,可由专业遥控器控制。 | 台 | 3800 | 3 | 11400 | ||
3D打印模型平台 | 3DP X1是3D打印的小型车模,简化的车身专门为中小学生设计,可由学生自主使用三维制图软件设计完成,该车最大的特点就是开放性高,DIY程度大。 | 台 | 1280 | 3 | 3840 | ||
智能模块套件 | RGB点阵模块x1,LED数码管模块x1,超声波模块x1,主控制器x1,OLED模块x1,电机控制器x2,按钮模块x2,温湿度传感器模块x1,麦克风模块x1,蓝牙模块x1,蜂鸣器模块x1,震动马达模块x1,光敏传感器模块x1,LED灯模块x2,红外传感器模块x2,RGB模块x1,干簧管模块x1,电位器模块x1,重力传感器模块x1,震动开关模块x1,电机x2 | 套 | 1880 | 3 | 5640 | ||
攀爬车竞技场地 | 攀爬车竞技场地,适合3D打印迷你攀爬车进行竞技比赛,场地由14个主题模块组成,可以体验不同的攀爬竞技乐趣。 | 套 | 25600 | 1 | 25600 | ||
3D打印迷你攀爬车创客包 | 3D打印迷你攀爬车创客包是一个车辆模型制作的主题创客包。其中,云课程平台有8个视频课程,教玩具包有迷你攀爬车零件、装配工具和遥控器。通过云课程的学习和教玩具包的装配,可以设计制作出一台迷你攀爬车。 | 包 | 1899 | 18 | 34182 | ||
三合一课程套件 | 1. 创客套件及图形化编程软件进行教学,配有生动的使用课程,课程由浅入深。 | 套 | 2580 | 18 | 46440 | ||
码力汽车课程 | 以提供的产品及工具配套开发的汽车课程,课程基于在线学习平台。 | 套 | 20000 | 1 | 20000 | ||
教学工具 | T型内六角扳手套装 | T型球头内六角扳手套装,规格包括2mm、2.5mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm | 套 | 90 | 8 | 720 | |
S2内六角扳手套装 | 加长版内六角球头扳手套装,材质为S2,规格包括1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm | 套 | 67 | 8 | 536 | ||
螺丝批头套装 | 包含十字、米字、一字、方型、六角、中孔六角、花型、中孔花型、对折扇型、三叉型、偏心十字、Y型、棘轮批头手柄、套筒接头、接杆共101件 | 套 | 108 | 8 | 864 | ||
扳手套装 | 两用扳手8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19mm; | 套 | 320 | 8 | 2560 | ||
螺丝刀套装 | 十字:1x75MM,2x38MM,2x100MM,2x150MM | 套 | 138 | 8 | 1104 | ||
散装扳手 | 8/9/10/11/12/13/14/15/16/17/18/19/22/24MM | 套 | 90 | 8 | 720 | ||
8寸活动扳手 | 8寸 | 把 | 16 | 8 | 128 | ||
直尺 | 规格:300mm | 把 | 12 | 8 | 96 | ||
卷尺 | 长:5.5M | 个 | 42 | 8 | 336 | ||
游标卡尺 | 量程:0-125mm | 把 | 152 | 8 | 1216 | ||
钳子套装 | 4件套:尖嘴钳、斜嘴钳、钢丝钳、塑料水口钳 | 套 | 240 | 8 | 1920 | ||
羊角锤 | 型号:0.25kg | 把 | 30 | 8 | 240 | ||
手工锯 | 可调节锯弓10“/12” | 把 | 64 | 8 | 512 | ||
台虎钳 | 3寸加重 | 台 | 98 | 8 | 784 | ||
防护用品 | 护目镜 | 防雾款、防飞溅、防飞沙颗粒 | 个 | 40 | 40 | 1600 | |
鸭舌帽 | 面料材质:ACRYLIC | 顶 | 30 | 40 | 1200 | ||
工作手套 | 手套,材质:尼龙 | 双 | 4 | 40 | 160 | ||
工作背心 | 面料:新型聚酯纤维 | 件 | 40 | 40 | 1600 | ||
场景布置 | 工具周转车 | 全车尺寸:长630mm,宽395mm,高810mm,带2个定向轮和1个万向轮,一个刹车轮,3寸ppp轮,重21kg | 台 | 480 | 8 | 3840 | |
多功能工作台 | 尺寸:784*634*809(长*宽*高) | 台 | 928 | 1 | 928 | ||
衣服架 | 规格:长120*宽40*高155 | 个 | 380 | 1 | 380 | ||
衣架 | 尺寸:长38x高20x肩宽3.5cm | 个 | 3 | 40 | 120 | ||
展示架 | 高:110cm | 个 | 360 | 1 | 360 | ||
汽车组合柜 | 总体尺寸2400*500*1950(长*宽*高) | 套 | 10000 | 1 | 10000 | ||
场景装修 | 墙绘、灯箱、介绍板、工程图布景等场景定制 | 套 | 12000 | 1 | 12000 | ||
合计 | ¥299,626.00 |
五、计划进度
确认供货商后预计环境布置15天,同时按流程下单采购要求2周内筹备供货,到货7天内完成系统设备安装及调试。
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