解決方案
中小學(xué)物聯(lián)網(wǎng)STEAM創(chuàng)客空間解決方案
一、概述
（一）什么是創(chuàng)客
“創(chuàng)客”一詞來源于英文單詞“Maker”，是指出于興趣與愛好，熱衷實(shí)踐和創(chuàng)造，善于挖掘新技術(shù)和跨界合作，倡導(dǎo)創(chuàng)新和行動，樂于知識分享和思想交流的人群。創(chuàng)客們樂于在現(xiàn)有的資源下利用新技術(shù)以及數(shù)字化工具創(chuàng)造出新的物品，并在其中融入技術(shù)或藝術(shù)元素。
創(chuàng)客文化是一種生活方式，不滿足現(xiàn)狀，想要動手去改變，愿意把自己的想法身體力行實(shí)現(xiàn)出來，很多東西都是從興趣入手，會去探究，發(fā)現(xiàn)不好的地方，把解決方法做出來，這個(gè)過程中可能會有很多的創(chuàng)新。隨著2015年政府工作報(bào)告首次提到“創(chuàng)客”一詞，創(chuàng)客文化在國內(nèi)迅速傳播，2016年政府報(bào)告再提“工匠精神”更是對創(chuàng)客運(yùn)動在中國的發(fā)展起到推波助瀾的作用。
（二）校園創(chuàng)客空間
校園創(chuàng)客空間是一種開放式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，用于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和自我管理能力，把新奇的創(chuàng)意想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，創(chuàng)造出來，并分享新鮮富有創(chuàng)意的技術(shù)和理念，普及創(chuàng)客思想的新型實(shí)驗(yàn)室。
（三）中小學(xué)物聯(lián)網(wǎng)分析
1.物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的需求
1.1 目前中小學(xué)教育現(xiàn)狀分析
物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在已經(jīng)走入千家萬戶，數(shù)據(jù)顯示，2017年全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將達(dá)到4500億美元，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊。未來十年，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐步成熟與廣泛應(yīng)用，社會生產(chǎn)、生活的智能化程度將得到不斷提高。如智能家居、智能安防、智慧交通、智慧醫(yī)療、智能電網(wǎng)、智慧物流、智慧環(huán)保、智慧農(nóng)業(yè)等。孩子們作為祖國的未來，普及物聯(lián)網(wǎng)知識是勢在必行的事情。
中小學(xué)物聯(lián)網(wǎng)課程是以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程。要把中小學(xué)生培養(yǎng)成具有科學(xué)素養(yǎng)的國民，是一個(gè)長期的任務(wù)。然而，早期的科學(xué)教育將對一個(gè)人的科學(xué)素養(yǎng)的形成具有決定性的作用。但是中小學(xué)教育以學(xué)科知識為結(jié)構(gòu)，以內(nèi)在知識點(diǎn)為主線進(jìn)行教學(xué)。那就涉及很多抽象的理論知識，中小學(xué)生普遍難以理解。并且在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中老師往往設(shè)定統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方法的也是固定不變的模式。評價(jià)實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)是能否正確操作實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)是否獲得設(shè)定的目的，在這樣的教學(xué)下，學(xué)生實(shí)驗(yàn)方法的科學(xué)性能得到基本的保證，但是也使學(xué)生形成了固定的思維和想法，讓孩子失去了思維的創(chuàng)造多變性，并且孩子的興趣和探索精神也沒有得到開發(fā)。
1.2中小學(xué)物聯(lián)網(wǎng)教育的意義
在現(xiàn)代信息社會，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和技術(shù)素養(yǎng)已經(jīng)成為國家教育改革的主流取向，而中小學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)教育綜合了計(jì)算機(jī)、機(jī)械、電子、通訊、控制、聲、光、電、磁等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識和技能，學(xué)生通過查閱并學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)知識、親手組裝機(jī)器人、調(diào)試傳感器、設(shè)計(jì)并編寫程序、完成任務(wù)等活動，可以進(jìn)行大量的信息活動和技術(shù)鍛煉，從而有效的提高了信息素養(yǎng)和技術(shù)素養(yǎng)。中小學(xué)物聯(lián)網(wǎng)教育對激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，強(qiáng)化學(xué)生的手腦并用，發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)有著重要意義。
2. 中小學(xué)物聯(lián)網(wǎng)教育理念
以美國工程院士、麻省理工學(xué)院教授 Eward Crawley 創(chuàng)立的CDIO培養(yǎng)模式為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，以誘導(dǎo)的方式，讓學(xué)生由被動的學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)化為主動的學(xué)習(xí)。
課程結(jié)構(gòu)體系分為：認(rèn)知篇-基礎(chǔ)學(xué)習(xí)篇-基礎(chǔ)作品制作篇—進(jìn)階作品制作篇-知識拓展篇
課程內(nèi)容體系：背景引入（引發(fā)興趣）—基礎(chǔ)項(xiàng)目學(xué)習(xí)（思維接受）—深入講解（原理理解）—擴(kuò)散思維（發(fā)揮想象）—同類項(xiàng)目制作學(xué)習(xí)（模仿）—總結(jié)（知識加深）
3. 中小學(xué)物聯(lián)網(wǎng)教育特點(diǎn)
領(lǐng)引全國物聯(lián)網(wǎng)教育在中小學(xué)及普教領(lǐng)域的普及，讓孩子的學(xué)習(xí)插上智慧和快樂的翅膀，動起手來，實(shí)現(xiàn)夢想，創(chuàng)造未來。
二、建設(shè)目標(biāo)
（一）建設(shè)目標(biāo)
1.玩中培養(yǎng)的能力
?在玩中培養(yǎng)孩子的思維和專注能力。
?在玩中培養(yǎng)孩子的模仿與創(chuàng)造能力。
?在玩中培養(yǎng)孩子融入團(tuán)隊(duì)和積極人際關(guān)系。
?在玩中培養(yǎng)孩子運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)全新科技能力
?在玩中培養(yǎng)孩子快速獲取知識和信息能力
?在玩中培養(yǎng)孩子的自主學(xué)習(xí)能力
2.玩中培養(yǎng)的興趣愛好
?愛學(xué)習(xí)、愛思考、愛發(fā)明、愛合作
孩子們在積極快樂的探索
（二）建成后達(dá)到的技術(shù)水平
建成的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)水平將在中小學(xué)同類領(lǐng)域、同類研究條件下處于領(lǐng)先地位。
（1）具有傳感器采樣、設(shè)備控制、嵌入式開發(fā)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)等基本應(yīng)用開發(fā)培養(yǎng)的能力，可進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模擬實(shí)驗(yàn)；
（2）具有支撐學(xué)生自己動手，搭建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境的能力，激發(fā)創(chuàng)新精神；
（3）具有培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)際物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目的整體把握的能力；
（4）并為學(xué)生以后的大學(xué)生活和工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，成為工程師世界的敲門磚。
（三）建成后的預(yù)期效果
1.基礎(chǔ)教學(xué)與課程實(shí)驗(yàn)的支持
?學(xué)習(xí)可持續(xù)性：Arduino應(yīng)用范圍廣泛，資料開源，全球有大量愛好者和發(fā)燒友，以及大量的制作實(shí)例，為學(xué)生以后的大學(xué)生活和工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
?通過基于無線zigbee的物聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)可以組建無線傳感網(wǎng)絡(luò)，可以形成物物相連，相互感知的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
2.項(xiàng)目實(shí)踐與學(xué)科競賽的支持
支撐學(xué)科競賽：每個(gè)人都有成為發(fā)明家、科學(xué)家、藝術(shù)家和演說家的夢想，為讓每一個(gè)有夢想的人提供一個(gè)展示自己的機(jī)會，讓每一個(gè)有夢想的人能在“挑戰(zhàn)中成長”，為此無錫泛太科技有限公司利用自己的科技平臺，做學(xué)生們參加各種大賽的堅(jiān)強(qiáng)后盾，成就他們的夢想，放飛他們的希望。
三、創(chuàng)客空間建設(shè)方案
（一）創(chuàng)客空間總體布局
1.創(chuàng)客空間總覽圖
完整的創(chuàng)客空間實(shí)驗(yàn)室主要由教學(xué)區(qū)、操作區(qū)、作品展示區(qū)、加工臺、電子元器件儲存區(qū)、儲物柜和交流討論區(qū)組成。
根據(jù)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室大小以及實(shí)際規(guī)劃的不同面積和大小對創(chuàng)客空間進(jìn)行了不同的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。
泛太創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室效果圖一(參考)
泛太創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室效果圖二(參考)
學(xué)生活動操作平臺，配置桌椅，可以定制，也可以使用普通的課桌。寬闊的課桌和舒適的座椅，將會有更好的制作體驗(yàn)。
2.2作品展示區(qū)
創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室會產(chǎn)生非常多優(yōu)秀的學(xué)生作品，我們要讓跟多的人看到他們的成果，鼓勵和激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造的思維。所以我們需要一個(gè)很酷的展示區(qū)。展示區(qū)的職能不僅可以存放學(xué)生的作品，還可以存放一些有趣味性，較高技術(shù)含量的作品，來引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，激發(fā)興趣。
2.3器材收納區(qū)
創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的器材管理，將會是學(xué)校面臨的一大難題。我們要制定一套合理的管理辦法，來解決我們硬件資源在使用時(shí)出現(xiàn)的問題。所以，我們需要一個(gè)合理的收納區(qū)域，來幫助我們解決這樣的問題。
2.4多媒體交流區(qū)
創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)功能，是我們加入網(wǎng)絡(luò)共享平臺的窗口。我們不僅可以完成自身的基本需求，如課堂教學(xué)，編程，查閱資料等；還可以與其他創(chuàng)客分享作品和交流經(jīng)驗(yàn)。
7.課程體系
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