高校创客空间建设解决方案

高校创客空间建设解决方案内容摘要：

的温度、湿度、光照度和二氧化碳浓度 等，从而实现自动施肥和浇灌，不仅可以降低劳动力成本， 而且还可大 大节约宝贵的水资源，提高农作物的产量和质量。 这样一个完整的 “ 智慧 农业 ”物联网系统，可以让学生在某某创客空间一节课的时间内采用 DI Y 模块自己动手搭建完成，从而充分激发学生的创新意识和科学探索的热 情。 另外，某某创客空间在素质教育层面上推进的是针对目前中国的应试 教育中素质教育欠缺的部分，突出培养学生的创新意识和对科学知识的追 求探索精神，激发学生自主学习的兴趣和积极性，从而提高学生成为创新 人才的全面素质。 某某创客空间采用了个性化的快乐互动教学模式，营造 了一个透明和彩色的创新思维空间（从教室的课桌到传感器电子作品的造 型都采用了透明和彩色的积木式模块），提倡每个人都是与众不同的，分 数的评估不是和其他人相比，而是和过去的自己比较才 是激发自己前进的 真正动力。 课程设臵从一个感人的科学家故事或生活哲理故事开始，从学 生聚精会神的听故事到大胆的动手做实验。 让同学们在实验的互动过程 中，提高动手能力和创新能力，学会如何面对失败和承受挫折，如何帮助 失败的同学，如何发现自己的能力和提高自己的学习自信心；在团队的协 作中锻炼领导和团队合作能力。 通过学生对自制作品的快乐体验和创新思 维训炼，不但提高了学生的动手和想象能力，而且通过对作品的表述和展 示提高了学生的语言表达和艺术审美能力。 第 19 页 共 55 页 我们坚信：教育是人类发展的基础，坚持以 “ 培养创新人才，激发创 新教育 ” 为教 学方向，针对传统应试教学模式 “ 教学 → 实验 ” 刻板的弊端，我们提出了 针对每个学生不同特点的个性化教学模式 “ 故事 → 实验 → 学习 → 探索和挑 战 ” ，使学生能够在教学互动的快乐学习氛围中，找到适合自己特点的发 展方向，更快的接受最新的科技知识，锻炼学生自主学习的能力，激发学 生的求知热情和勇于探索的精神，全面提高学生成为创新人才的素质，使 学生在快乐互动式的教学过程中，提 高学习成绩，为成就自己人生的梦想 树立信心和方向。 3 .1 .1 某某创客空间的特点 某某创客空间为学生提供了一个自我发展的空间，通过锻炼学生的创 新思维和动手能力，增强学生的学习自觉性和热情，全面提高学生成为创 新人才的素质。 数字化的实验，积木化的教学，游戏化的过程，个性化的 作业和整合化的展示是 “ 某某创客空间 ” 的魅力所在。 数字化的实验：就是把刻板的理论描述和课本教学通过计算机的数 字化处理，用动手 实验的方式展现出来，让平常看不见摸不到的东 西变得亲切易懂，例如 “ 看 ” 到 “ 皇帝的新装 ” ， “ 看 ” 到自己的声 音，“ 看 ” 到空中传播的信号等。 积木化的教学：某某创客空间的主体构造都是积木化的。 包括积木 化的桌椅、积木化的电子模块、积木化的外形等。 由于积木的灵活 性，因此打破传统固化的课堂模式，取而代之的是可随意改变的、 第 20 页 共 55 页 组合的、分散和集中相互相成的多元化模式，使某某创客空间的课 堂因此变得新颖而奇特。 个性化的作业：没有最好，只有更好，某某创客空间的作品不设立 统一标准和答案，给学生一个自由想象的空间，培养学生的创新思 维能力和动手能力，某某创客空间的评分标准也是完全个性化的 “ 只 和自己的过去比较 ” ，目的是让学生增强自信心和获得进取的勇气和 发现自我，提供学生超越极限的发展空间。 游戏化的过程：搭建创意作品，培养思考力、训练创造力、养成专 注力、激发想象力， 配合故事、图片、名言、案例、还有轻松的课 堂氛围，小组化的合作方式，使某某课堂像游戏一样充满愉悦和快 乐。 如果一个课堂可以让学生怀着愉悦的心情，带着微笑走进去， 那么这个课堂就成功了。 在某某创客空间，我们就能看到学生的微 笑，看到学生对成功的体验感。 整合化的展示：某某创客空间的作品综合展示了学生各方面的能力： 动手能力、思维能力、文学创作和想象能力、观察能力、团队合作 和领导能力、语言表达能力和审美艺术能力等，是学生全面的科技 和素质能力的一个综合表现。 3 .1 .2 某某创客空间架构 某某创客空间的架构包含四个区，可以根据学生的具体情况和教学要 求进行选择和取舍，这四个区分别为： 1） 认知区 ：包括科学家的发明故事， 芯片、传感器和软件等 第 21 页 共 55 页 的认识， 创意和动漫设计的一些基础知识 2） 实验区：在认知的基础上，动手完成一个系统的整体设计，具 有实用型和艺术的创造性。 3） 探索区：对实现的产品进行性能和科学的分析和探测以及归纳 和总结，认识其中的工作原理和实现方法。 4） 挑战区：在实验和探索的基础上， 发展自己的全新思维，做 出自己的创意作品。 （参加作品竞赛和评选） “ 认知区 ” 是给学生提供一个认知无线通讯世界和数码世界的基础， 启发学生对数码生活的思考和理解。 实验室设有世界首创的可编程控制多 模无线通讯实验 DRF 8000。 学生可以通过该设备 “ 看 ” 到自己的声音和 电子琴的频谱，以及空中传播的广播信号，理解什么是现在人们穿在身上 的“ 皇帝的新装 ”。 另外认知区还设臵了一些有趣的科普设备，如磁力搅拌 机、显微镜、微量级天平等来启发学生了解我们周围的世界。 “ 实验区 ” 是某某创客空间的核心，占据了实验室的大部分，是给学 生提供一个制作自己 DI Y 传感器电子作品的地方，实验区放臵了与实验人 数相同的、可自由组装的、台面透明的课桌椅，同学们还可以根据自己的 身高来设臵桌椅的高度，人性化的透明设计也可以让学生清楚的看到桌面 下面放臵的物品。 既增加了实验桌的利用空间，又增强了创新思维的环境 效果。 另外，桌椅的摆放也打破常规课堂固定不变的模式，例如可以是以 3 － 6 人一组的小组式组合，增强了学生的互动性和合作性。 实验区的主体部 分是 BI T@DI Y174。 电子传感器智能模块及组件和 BI T@DI Y174。 彩色平面立体设 计精灵模块，其中电子模块是根据电子元器件的复杂性而进行模块的简化， 第 22 页 共 55 页 便于教学。 实验区设有热敏传感、声音控制、光敏传感、无线发射、温度 控制、红外传感等模块，学生可以在不到一节课的时间内用这些模块实现 自己想要的电路功能。 这些模块化的实验包括技术层面上和教学应用上两 个方向，在技术层面上，某某创客空间推进的是传感器为中心的物联网技 术；在教学层面上，某某创客空间推进的是全面素质教育和全面创新能力 的培养。 某某创客空间的室内装潢和色彩的选择采用了 “ 思维是透明和彩色的 ” 创新理念，营造了一个独特的创新思维的环境。 BI T@DI Y174。 彩色平面立体设 计精灵模块的形状和颜色都是经过精心设计的，学生可以充分发挥想象力 利用这些积木搭建出任意形状，其中的颜色搭配、立体构建都可以很好的 锻炼学生的艺术审美能力和空间构造能力。 最后将连接好的电子模块电路 镶嵌至外形里，完成一件具有传感功能的 “ 艺术作品 ”。 “ 探索区 ” 则是给学生提供一个探索电子模块的工作原理和测量这些模 块的电性能参数的探测平台，帮助学生把所学的理论知识通过实 验得到验 证。 提高学生的学习积极性和科学探索的激情，主要的设备包括公司自主 研发的 “ 三合一 ” 多模通讯实验仪 DRF 8000 和专用示波器，以及其它的 一些探测仪器设备。 同学们可以利用这些设备产生任意信号、观测频谱、 检测信号波形；更深入地了解传感器，以及数据控制和通讯的过程和方法。 “ 挑战区 ” 则是为一些勇于创新和追求挑战刺激的同学而设立的，在 挑战区可以制作高难度创新的传感电子模块和系统，面对更高的技术难点， 超越自己所学知识的极限。 在 “ 挑战区 ” 完成的作品将可以直接参加某某 创客空间举办的创意作品比赛或 得到某某创客空间的某某小博士创意设计 第 23 页 共 55 页 奖。 “ 挑战区 ” 的布臵将在 “ 探索区 ” 的基础上，增加信号检测设备和作品 制作工具，例如电路焊接台等。 某某创客空间的 “ 挑战区 ” 的技术创新水 平应该达到或超过大学生的创意制作水平，所以也是连接大学的创新实验 室的一个桥梁和联合点。 某某创客空间四个区域布臵规划的一个重要特点是：某某创客空间是适 合大学生的实验课，满足学生的求知探索需求。 例如，某某大学设计学院 工业设计专业的一些大四学生就在某某创客空间完成了他们一个必修课的 设 计 实 习 任 务 ； 另 外 ， 清 华 大 学 电 子 工 程 系 也 曾 利 用 某 某 创 客 空 间 的 DRF 8000 多模通讯实验仪开展教学活动。 某某创客空间的实验包括从简单 的认知和动手实验、大学生设计创意的传感电子产品以及研究芯片的功能 和设计应用方案。 所以某某创客空间为职业学院学生提供了一个高水准的， 追求知识和创新的超越极限发展的创新思维和动手动脑实验平台，加速中 国创新人才的培养，并为创新人才的教育提供良好的教学环境和条件。 物联网教育－某某创客空间将带给学生们求知的乐趣、探索的兴奋和 挑战 的刺激，成为 21 世纪创新人才和发明家的摇篮。 3 .1 .3 某某创客空间硬件设施 拥有 150 多项专利，其中 3 项美国专利和 48 项中国专利已获授权。 自主研发生产的世界首创数字射频 BI T@RF174。 GW8028 芯片 自主研发生产的世界首创传感器频率控制 BI T@CLOCK™GW8038 芯片 自主研发生产的世界首创“DRF 8000 多模无线通讯实验仪 ” 自主研发生产 BI T@DI Y™家俱：适用于不同年龄的可拼装式家俱 第 24 页 共 55 页 自主研发生产 BI T@DI Y™电子积木：采用几十种日常生活中用到的传感 器电子智能化模块以及无线通讯模块（包括全球移动通讯系统） 自主研发生产的 BI T@DI Y™彩色造型模块：适用于不同的年龄的电子产 品外形搭建和 3D 设计模块 采用自主的数字射频芯片生产的 DRF 8000 电路与通讯教学平台 DRF 8000 采用了爱睿芯电子有限公司自主研发的 BI T@RF174。 数字射频 GW8028 多模通信芯 片，该仪器集成了信号发生器、示波器和频谱分析显 示三大功能，可直接连到电脑上实现交互 通信和编程控制， 从信号产生、调制、发 射到接收，可以让学生清楚的认识整个通 讯链的各个阶段； 仪器的软件设计也首创 DRF 8000 三 合 一 电 路 与 通 讯 教 学 平 台 集成了频谱分析显示和直接数字位到射频信号的转换功能，并可针对不同 合成的信号进行始于和频域的分析显示，极大提高了人机互动的智能性和 灵活性，满足教师需要并帮助学生理解与掌握。 2. 自主研发生产的 BI T@RF174。 直接数字调制专利技术， 其产品系列芯片 GW8028 公 司 拥 有 目 前 世 界 独 创 的 直 接 数 字 调 制 ( Di r ect Di gi t a l Modul a t i on) BI T@RF174。 专 利技 术，BI T@RF174。 产品系列可灵活、快速、简便地实 现从数字信号处理到射频信号发射的整个射频 无线系统的高精度、高集成度的数字化 DSP 信号处理。 从而极大地降低射 第 25 页 共 55 页 频芯片的设计成本，缩短设计时间和提高产品的性能。 公司开发的 BI T@RF174。 多模多频段射频系统和集成电路产品可广泛应 用 于 各 种 高 精 度 射 频 信 号 处 理 设 备 ， 无 线 通 信 基 站 ( WCDMA, TD SCDMA, CDMA2020， GSM/GPRS) , 新一代多制式 GSM， Bl uet oot h， TD SCDMA， WCDMA 手机， DVB 卫星广播和 通信， RFI D 无线标签识别， Wi r e l es s LAN, Zi gbee 无线传感网络，及其他便携式无线通讯设备和测 试仪器，是实现新一代全数字 CMOS 射频通信系统的高集成度，低成本， 高性能，低功耗的核心。 4. 自主研发生产 BI T@DI Y174。 课桌椅： 针 对 某 某 创 客 空 间 推 崇 的 “ 思维是透明和彩色 ” 的创新 教 育 理 念 而 专 门 打 造 设 计 的 BI T@DI Y174。 课桌椅。