第一部分许昌高级中学创客教育空间简介
许昌高中历史悠久,文化底蕴厚重,是河南省文明单位、普通高中多样化发展示范校、省科技活动特色学校。在创新驱动发展,大众创业、万众创新成为国家战略的大背景下,为学校引入创客文化开展机器人创客教育,已成为物联网时代的迫切要求。在校领导的大力支持下,我校于2017年开始创客教育建设。刚开始没有专门的场地,连学生必备的计算机也不够,有些学生把家里的机器带来参加活动。现在学校为机器人创客教育提供固定的活动和交流场所,投入大量资金,经过多次招标建设,学校现有创客教室两个。建安大道校区的3D打印创客实验室和八一路校区的机器人创客教室
第二部分3D打印创客实验室
一、3D打印创新实验室功能
1、搭建我校师生创新创业作品的孵化平台,助推我校师生的创新创业热情。师生的创意都可以在本实验室打印出模型,便于交流、分析、检讨,进一步完善自己的作品。
2、构建SolidLearning教学模式.SolidLearning是在3D打印的基础上提出的一种新型教学模式,并在教育中集成快速成型和数字制造技术,为教师和学生提供可下载的资源对象文件,通过这些对象文件可以直接使用3D打印系统创建物理原型。在SolidLearning模式中,教师和学生能够下载并打印课程所需要的3D对象模型资源。学校级建模可以通过低价的3D打印机实现简单的模型打印。复杂的模型需要高性能的3D打印系统。
3、革新教学方式.当前,教学工具盒一起一般由专门的教学设备制作机构制作发行,更新慢;多媒体课件中展示的教学内容模型也无法使学生直接接触和观察教学实体对象。3D打印使得每位教师都可以方便的打印模型,以有形的三维格式展示教科书中提取的二维信息,并可以设计个性化的教学模型以适应教学内容的要求,同时,3D打印可以帮助学校制作特殊的教学模型。
5、推动SETM教育STEM教育指科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)教育。STEM素养由科学、技术、工程和数学学科的素养组成,把学生学习到的各学科知识与机械过程转变成一个探索世界相互联系的不同侧面的过程。STEM强调学生的设计能力、批判性思维和解决问题的能力。3D打印技术引入到教育领域,有助于推动SETM教育,培养学生的科技素养和数字化素养。
二、教育目标
科技前沿——学习、认识前沿的先进制造技术、逆向工程技术等
特色教育——通过与传统课程结合,激发学习乐趣
综合发展——学习设计建模和3D打印机的使用技能
学以致用——创新设计、团队合作、参加竞赛
三、3D打印流程
四场地配置
1、使用面积:93㎡
2、位置:明启图书楼3楼北。
3、实训室区域划分
①、教学区:主要进行日常教学与实践活动
②、陈列区:主要展示工作室作品
③、科普区:主要以墙面展板为主
五、3D打印创新实验室软件
由Autodesk中国区教育支持中心发布的一套适用于普通用户的建模软件3D打印创新软件(包含4个模块,三维模型设计软件、手工制作软件、创意3D打印软件、趣味泥塑软件)。该系列软件为用户提供多种方式生成3D模型:用最简单直接的拖拽3D模型并进行编辑的方式进行建模;或者直接将拍摄好的数码照片在云端处理为3D模型;如果用户喜欢自己动手制作,3D系列软件同样为爱动手的用户提供了多种方式来发挥自己的创造力。不需要复杂的专业知识,任何人都可以轻松使用3D系列产品。本软件以世界最大三维软件Autodesk的123D产品为基础平台开发制作而成,软件底层使用流畅性、稳定性毋庸置疑,产品能直接连接3D打印机并进行3D打印。
六、3D打印创新实验室创新课程体系设计
1、教学架构
本创新实验室主要是分为四大模块,分别是三维模型制作模块、创意3D打印模块、个性化手工制作模块、趣味泥塑模块。
2、教学内容
1)、三维模型设计模块
软硬件平台:
三维模型设计软件(3DDesign)
讲授内容:
本模块使用三维模型设计软件,提供了一些简单的三维图形,通过对这些简单图形的堆砌和编辑生成复杂形状,类似于堆积木。可以实现模型设计草图确定、三维模型设计软件使用概念知识、模型设计讲解详细步骤等教学内容。
案例:火车;齿轮等
技术关键:用简单的三维图形堆砌和编辑。
2)、创意3D打印模块
创意3D打印软件(3DOrig-Design)PC、相机
本模块使用创意3D打印软件软件,利用云计算的强大能力,可将数码照片迅速转换为逼真的三维模型。可以实现相机使用基础知识、图片信息基本知识、创意3D打印软件使用基础、云合成等的教学内容。
案例:人物;饰品;模具等
技术关键:使用傻瓜相机、手机或高级数码单反相机抓拍物体、人物或场景,物体的每个角度都需要有照片。
3)、个性化手工制作模块
个性化手工制作软件(3DMaker)PC
本模块使用个性化手工制作软件软件,将数字三维模型转换为二维切割图案,用户可利用硬纸板、木料、布料、金属或塑料等低成本材料将这些图案迅速拼装成实物,从而再现原来的数字化模型。可以实现其它格式模型导入技术、模型剖面手绘技术、个性化手工制作软件使用技术、模型各部分结构图生成技术以及部分结构裁剪技术等的教学内容。
案例:电台灯;泰姬陵;火箭;恐龙等,
技术关键:一个桌子放一个模型,否则到现场会出现纸片错乱的情况打印的模型尽可能简单,否则会降低乐趣由于切割机无法打印数字,所以要打印安装指导(即Make生成的打印文档,上面有数字,可以帮助拼接)打印材质和厚度需要先告诉设计人员,指导生成Make的设计间隙。
4)、趣味泥塑模块
软硬件平台
趣味泥塑软件(3Dsculpt)
本模块使用趣味泥塑软件软件,在iPad上制作出任何的雕塑模型,并且可以在这些雕塑模型上绘画。可以实现泥塑的基本知识、3Dsculpt软件使用基础、具体模型操作详解。
案例:恐龙;野兽;青铜鼎等,
技术关键:通过拉升、推挤、扁平、凸起等等操作完成制作。