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以发明创造入门、发明能力训练、发明项目解析等为主题,融合设计、计算机、工程技术等领域的知识与能力,河南省郑州市实验高级中学开设的“创客梦工厂”课程培养了学生自主思考、设计、研发的能力,使学生有意愿、有能力成为创造美好生活的小创客。

创客有了“梦工厂”

发布时间:2018-07-11 作者:王黎阳 张永齐 来源:中国教师报

课程背景

高中学生在知识储备、动手操作、信息资源检索等方面具备一定基础,可以尝试简单的研发、设计工作,但实际上大部分学生没有经历过自主设计、研发产品的过程,对设计、计算机、工程领域的相关知识与技术了解较浅,造物的创造力还不够,对自己的创意也很少有分享、交流及合作探究的意愿。为此,学校开设“创客梦工厂”课程,引导学生参与到发明创造的全过程中,通过交流、合作,动手,将创意实现。

课程目标

从教师提供的典型发明案例中,归纳发明的特点和发明原则,准确率至少达到60%。

对提供的正反发明案例的实用性和创新性进行评价,能够根据创设的生活情境提出符合原则、具备实用性及创新性的发明课题。

赏析发明案例中的发明技法,至少应用两种发明技法,并寻找发明课题。

通过作图、文献检索及文本写作的模仿训练,能够利用电脑软件画出清晰直观的三视图,并在文本训练中较为清楚的阐述发明细节和创新点。

通过对发明案例的剖析,与同伴合作,分析案例中应用的发明技法及创新点,准确率至少达到80%,并能够给出有实际价值的改进方案。

经历自主思考、自主设计以及自主研发的过程,与同学交流合作完成至少一项发明创造,并能够清晰表达发明内容。

通过金工、钳工、电工工具的初步训练,能够与同伴合作制作简易模型。

课程内容

课程共3个单元16课时。

第一单元:发明入门

扬起发明的风帆:分享课程纲要、发明创造的重要意义、发明创造的特点。

发明选题的确定:发明创造的原则、好的发明选题有什么特点、寻找发明创造点的方法。

第二单元:发明能力训练

发明技法介绍:了解吐槽法、组合法、希望点列举法、检核表法、信息交合法、专利改进法等发明技法。

发明技法应用:以教室中的发明为背景,引导学生运用所学发明技法,寻找教室内可挖掘的发明课题。

画图技法训练:了解三视图、平面图、流程图、原理图等;运用CAXA 3D实体设计软件进行绘图。

文献检索与信息查询训练:通过中国知识产权局或者专业网站查询专利;利用关键词进行专利检索;通过电商网站查找已有产品及其产品技术细节。

专利知识简介与写作训练:专利及相关法律;专利的申请流程、具体操作;专利书写内容,学会写出设计方案。

模型制作和常用工具介绍:介绍并示范金工、木工、电子类工具的使用。

模拟发明制作:利用木工及金工工具对新型阅读书架进行制作。

第三单元:发明项目解析与实践

发明项目训练1(机械类发明):设计并提出新型漏水器的结构。

发明案例剖析1(机械类发明):对《圆弧半径测量仪》的发明进行剖析,学习发明创造的一般过程;对发明案例所用发明技法、说明书附图进行赏析;分析发明案例的创新点。

发明案例剖析2(电子类发明):对泳池溺水报警器、可显示游泳数据的智能泳镜等发明进行剖析,了解电子技术在发明创造中的应用。

发明项目训练2(电子类发明):应用电子技术设计并提出应用于公共游泳池及公共滑雪场等公共娱乐场所的方案或产品设计。

发明设计与实践:以小组为单位对提出的发明课题自主进行设计及制作。

汇报与点评:汇报自己的发明设计成果;教师点评,学生互评。

课程实施

课程实施在校内完成,包括课堂理论学习和实践操作。课堂理论学习包含了解发明技法、专利法、大量案例分析和信息检索等内容;实践操作包括学生利用软件制图、设计,以及使用钳工、电工等工具制作简易模型。

学生从大量案例中总结发明课题的选择方法以及发明技法,以发现和解决问题为主线开展实践活动,通过头脑风暴式讨论,发现问题并自主设计发明方案。实施过程中,教师每节课都要结合内容对学生进行发散思维的练习和演练,学生能够在理论指导下进行实践。

课程评价

最终成绩=过程性评价(60%)+终结性评价(40%)

过程性评价包含结果性目标(权重30%)、表现性目标(权重30%)。结果性目标包含基本知识及其应用评价、基本技能评价,每项评价内容分别有3个细分标准,每个细分标准包含3个评价等级;表现性目标由合作评价、发言与分享评价组成,每项评价内容分别有3个评价等级。

终结性评价包含表现性评价(合作与参与态度)和结果性评价(发明成果)两部分,每部分有3个评价等级。

(作者单位系河南省郑州市实验高级中学)

点评嘉宾:华东师范大学课程与教学研究所教授 吴刚平

创客教育要兼具教育和社会意义

当中美贸易摩擦持续升级,一个问题引起了全社会的警觉:核心技术缺失。

这是一个我们长期面临的问题,解决这个问题如果不从长远规划入手、不反馈到教育系统,若干年后这个问题依然还是问题。

“创客梦工厂”课程已经开始关注这个问题。一个好创意如何转化为技术红利、工程红利,概念系统怎样转化为技术系统、产品系统?师生用行动解答。

值得注意的是,学生在高中阶段初步接触这些理念和技术,需要教师在设计课程目标、选择课程内容时十分谨慎。比如这门课程中的如何防范泳池危险内容,既贴近学生生活又具有社会意义。

创客教育中,教师应该将现实社会中存在的问题转化为课程研究主题,并在过程中培养学生的创新思想、技术思维、工程素养,甚至是学生的人文情怀和责任担当。如何设计课程?可以像“创客梦工厂”课程指导教师一样,将自己的创客经历、经验融入对学生的创客教育中。

此外,教师还要厘清一个概念,创客教育并不是要学生进行真正意义上的发明创造,创客教育是一个教育过程,一个促进人健康成长、完善自我的过程。

《中国教师报》2018年07月11日第7版 

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