校级创客实验室
注:本方案由仙游移动公司提供,欢迎各位老师审阅并可向总务处提出意见。
一、项目背景
创客,译自英文“Maker”,本义为“创造者”。“创客”一词,早期特指在工业4.0与移动互联网时代背景下,应用自主加工工具,在家庭或创客空间,自主设计、自主动手,开展小批量生产的创造者;在被广泛应用之后,“创客”一词泛指在自主实践精神引领下,基于创新思维和工具技能,以务实严谨、精益创变、乐于分享为核心理念,独立发现问题并解决问题,努力把优化生活的创意转变为现实的人。
在生产工具与方式的重大变革面前,我国提出“大众创新、万众创业”的发展战略,旨在培育具备创新价值生产力的产业力量。而创客教育,是这一战略中的重要组成部分,是培养“双创”生力军、进一步释放全社会创新生产力的重要战略部署,是教育引领社会进步的历史表现。
我国教育部教育装备研究与发展中心根据教育部工作部署制订了2016年工作要点,把创客教育作为加强创新创造教育研究的中心工作。教育部于2016年9月份发布的《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》中提出,“有条件的地区要积极探索新技术手段在教学过程中的日常应用,有效利用信息技术推进众创空间建设,探索创客教育、STEAM教育等新教育模式,使学生具有较强的信息意识与创新意识。”
随着3D打印技术的不断完善和进步,3D打印技术正融入到我们的生活、工作和学习中,3D打印技术必将成为基于创新能力培养的创客教育的重要组成部分。基于3D打印技术能够将电脑里的虚拟3D数字模型快速地打印出3D实物模型功能,能有效的培养学生的三维设计能力,拓展多维思考问题的能力,我省教育厅于2017年9月发布的《福建省中小学智慧校园建设标准》也要求建设3D打印技术室,师生创客可以将时间和精力投入到创新设计环节,让师生创客在抽象概念和直观经验之间自由转换,使设计思路实现可视化和实体化,师生创客们通过玩中做、做中学、学中做、做中创,培养创客们的创新思维、创新精神和创造能力,从“思”到“造”再到“创”,让学生的想象力得到实现,进而实现创新设计和创意智造。学生通过主动参与到3D打印技术应用设计的创客实践活动中,全面细致地分析打印任务,充分发挥想象力和创造力,最终打印出个性化的创新设计作品,开设3D打印技术课程创造的实体触觉体验,有助于师生创客进行自主学习、专题学习、个性化学习和探究式学习,培养师生创客分析问题、解决问题、科学探究和创新思维的能力。
通过在学校建立3D创客实验室,让学生认识、了解3D打印机,结合青少年三维设计软件的学习绘制生活认知以及创意设计,学会使用3D打印机打印自己的创意作品,培养学生的创新意识,提高动手能力,并使学生在创新和实践的过程中逐渐形成问题发现和方案规划能力、工具技能和实践操作能力以及交流沟通和资源协作能力。
1.创客思维理念——课程实施过程中注重培养学生“发现问题、创意假设、实践求证、力求解决”的创客思维模式,为学生创造有利于独立思考、自主判断、自我调适的创客实践过程,并组织相配套的思维任务、头脑风暴、创意碰撞,让学生在连续的观察、研究、协作、分享、优化等过程中形成创客能力。
2.深度学习理念——课程实施过程应当突出“沟通优化、行动生成”的创客实践准则,突破传统实践课的个人实践习惯,倡导以交流沟通贯彻始终,将分布式学习与自主建构结合起来,将实践探究与合作学习结合起来。让学生更深的卷入到发现问题、应对问题的思考当中,形成真正有深度的学习。
3.创新、创业教育理念——基于3D打印成型技术“即思即产”的特点,结合生活所见、日常认知、地域人文等,引导学生跳出书本、走近生活、积极创想、培养创新精神。
——创客课程设计理念
(1)从概念到现实
课程结合贴近生活,由易到难逐步递进的教学软件,将抽象概念通过实际的3D打印技术打印出实物,完成创意的展示;
(2)从学、理解、到应用再创造
同学可以通过概念性实物扫描或者教学三维设计的再创造,给模型增加实际功能,学会自己设计并打印模型;
(3)从积累进阶与提高
培养学生“贴近生活进行观察,创造性地运用各种技术和非技术手段,通过分享和协作发现问题、解构问题、探索解决方案,反复验证、优化迭代,制出成品”的创新与发明能力。
——创客课程目标达成
(1)通过虚拟建模环境与3D打印实物打印相结合,培养学生的空间想象能力。
(2)让学生了解基本的3D打印相关知识:材料成型原理,设备工作原理和简单模型制作。
(3)让学生掌握从生活环境中观察、发现真实问题的思维能力,并能够提出自己的解决设想。
(4)能够尝试对加工对象的结构特点、材料属性进行开放性的创想以及功能创新设计。
(5)使学生在创客学习及实践过程中逐渐形成角色和责任意识,能通过协商进行合理分工,主动担当、相互协作,并能够通过交流,形成和分享彼此或共同的成果。
拟配置列表(一):
序号
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设备名称
|
设备型号
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品牌
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数量
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单价(元)
|
分项价格(元)
|
1
|
桌面型三维扫描仪
|
EinScan-SE
|
3Dtakers
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2台
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12800.00
|
25600.00
|
2
|
手持式三维扫描仪(彩色)
|
EinScan-PRO
|
先临三维
|
1台
|
69999.00
|
69999.00
|
3
|
桌面型3D打印机
|
Pony-1C
|
3Dtakers
|
20台
|
7800.00
|
156000.00
|
4
|
专业型桌面化
3D打印机
|
Dolphin-0A-2
|
3Dtakers
|
3台
|
19800.00
|
59400.00
|
5
|
青少年创意设计软件(校园版)
|
IME 3D
|
上海遨为
|
1套
|
120000.00
|
120000.00
|
6
|
CPS智能终端
|
UDI-LINK
|
泛维智连
|
3套
|
2500.00
|
7500.00
|
合计:人民币肆拾叁万捌仟肆佰玖拾玖元整(¥438499.00元)
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拟配置列表(二):
序号
|
设备名称
|
设备型号
|
品牌
|
数量
|
单价(元)
|
分项价格(元)
|
1
|
桌面型三维扫描仪
|
EinScan-SE
|
3Dtakers
|
1台
|
12800.00
|
12800.00
|
2
|
桌面型3D打印机
|
Pony-1C
|
3Dtakers
|
20台
|
7800.00
|
156000.00
|
3
|
专业型桌面化
3D打印机
|
Dolphin-0A-2
|
3Dtakers
|
3台
|
19800.00
|
59400.00
|
4
|
青少年创意设计软件(校园版)
|
IME 3D
|
上海遨为
|
1套
|
120000.00
|
120000.00
|
5
|
CPS智能终端
|
UDI-LINK
|
泛维智连
|
3套
|
2500.00
|
7500.00
|
合计:人民币叁拾伍万伍仟柒佰元整(¥355700.00元)
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(五)3D创客实验室区域划分(可根据实际空间进行布置):
1、动手创作区:主要用于日常教学、讨论、组装、设计、调试,是学生学习并进行实践操作的主要场所;
2、交流分享区:是学生进行互动交流的主要场所,用于进行项目探讨、创意分享和互动交流。让学生在创作的过程中能够集思广益,进行思维共享,迸发出创新的火花;
3、作品展示区:主要用于论文展示、作品展示、项目展示等;优秀的学生作品可以在相对显著的位置被展示和演示,一方面可以鼓励作品优秀的学生在学习上投入更多的精力,另一方面也可以激发其他学生更多的创意,真正营造出“创客”的文化;
4、加工制作区:主要摆放不可随意移动的大型工具设备,如3D打印机、3D扫描仪等;
5、工具耗材区:主要用于收纳和存放各类耗材、小型工具;
(六)拟配置设备技术参数
1、桌面型三维扫描仪
技术规格及性能指标:
1.1 测量精度:≤0.1mm;
1.2 最大测量范围:转台全自动扫描:200*200*200mm;自由扫描:700*700*700mm;
1.3 扫描时间:转台全自动扫描:<3min;自由扫描:<10s(单片);
1.4 点距: 0.17mm— 0.2mm;
1.5 拼接模式:全自动拼接/手动拼接;
1.6 扫描模式:转台全自动扫描模式,自由扫描模式;
1.7 单片测量范围(自由扫描模式下):200X150mm;
1.8 数据输出格式:STL、ASC、OBJ;
1.9 分辨率:130万像素;
1.10 光源:白光;
1.11 尺寸:570*210*210mm;
1.12设备重量:包装前:2.5kg,包装后:4.9kg;
1.13 电源: 50w;输入电压:100-230V。
2、手持式三维扫描仪(彩色)
技术规格及性能指标:
1. 扫描模式:手持精细扫描;
手持快速扫描;
固定自由扫描;
固定全自动扫描;
2.扫描精度:手持精细扫描:0.1mm;手持快速扫描:0.3mm;固定全自动扫描:单幅扫描精度0.05mm;固定自由扫描:单幅扫描精度0.05mm
3.扫描速度:手持精细扫描:15帧/秒;手持快速扫描:10帧/秒;固定全自动扫描:单幅扫描时间<2s;固定自由扫描:单幅扫描时间<2s
4.空间点距:手持精细扫描:0.2mm-2mm;手持快速扫描:0.5mm-2mm;固定全自动扫描/固定自由扫描:0.16mm。
5.单片扫描范围:210*150mm
6.光源:白光LED
7.相关认证:通过CE、 FCC及WEEE产品认证
8.拼接模式:手持精细扫描:标志点拼接;手持快速扫描:特征拼接;固定全自动扫描:转台拼接;固定自由扫描:同时兼容标志点拼接,特征拼接,手动拼接
9.纹理扫描:手持精细扫描:不支持;手持快速扫描/固定全自动扫描/固定自由扫描:支持;
10. 输出数据是否可直接打印: 无须借助第三方软件,直接输出完整STL模型,直接进行3D打印
11. 移动终端实时显示功能:在扫描过程中,借助移动终端设备,可实现扫描状态在计算机与移动终端的同步分屏显示,实时监测扫描进程,更便利地观察扫描实况。
12. 数据输出格式:STL,ASC,OBJ
13.系统支持: Win7,Win8,Win10,64bit
14.电脑要求:显卡:NVIDIA GTX660及以上,显存:>2G,处理器:I5及以上,
内存:16G及以上。
-
匹配彩色镜头。
3、 桌面型3D打印机
技术规格及性能指标:
(1)工作条件
1.1 环境温度:5-35℃;
1.2 相对湿度:≤80%;
1.3 工作电源:110V-220V,50-60Hz±1Hz;
(2)技术规格及性能指标
2.1 输入电压:110-220V;
电源输出:150W,24V;
电机型号:混合式步进电机;
2.2 打印耗材直径:3.0mm;
2.3 打印耗材:PLA/其他;
2.4 打印头个数:1个;孔径:不大于0.4mm;
2.5 打印技术:FDM技术;
2.6 设备接口:高速SD卡;操作模式:手动控制/SD卡;
2.7 定位精度(不低于):Z轴0.005mm;XY轴0.012mm;分层厚度:0.1-0.4mm;
2.8 轴向行程:X轴:175mm;Y轴:120mm:Z轴:145mm;
2.9 支持液晶屏、九宫格按键操控;
2.10 支持K型热电偶,采用PID高精度控制温度变化;
2.11 显示:中文字幕液晶显示屏操作打印;支持SD卡离线打印;
2.12 包含全自动模型支撑切片软件:支撑率0-100%,支撑变化精度0.01%,支撑选择度自由可调,切片精度0.01-1mm,切片过程自动标点、自动遍历、自动优化,可自动转化成机器代码;外部采用松软支撑,节约材料,容易剥离;
2.13 打印结束后自动归位、自动关机、保障安全;
2.14 支持格式:*.stl/*.dae/ *.obj;
2.15 成型尺寸:170*115*140mm;
2.16 设备尺寸:328*312*352mm;
2.17 打印速度40mm/s-200mm/s;打印精度:0.1-0.2mm;
2.18 支持面向智能制造CPS远程控制系统设置与连接、无线网络与硬件配对扫描绑定、APP远程操作与控制、远程导入分布式3D打印机、远程自动化运行3D打印机控制系统、远程获取3D打印机状态参数、远程下发3D打印机控制指令、远程下发打印任务。
4、 专业型桌面化3D打印机
技术规格及性能指标:
(1)工作条件:
1.1、环境温度:5-25℃;
1.2、相对湿度:≤80%;
1.3、工作电源:110V-220V,50-60Hz±1Hz;
(2)技术规格及性能指标
2.1、输入电压:110-220V;
2.2、打印耗材直径:3.0mm;
2.3、打印耗材:PLA/其他;
2.4、打印头个数:1个;孔径:≤0.4mm;
2.5、打印技术:FDM技术;
2.6、设备接口:高速USB/SD卡;操作模式:手动控制/SD卡;
2.7、定位精度:Z轴0.0015mm;XY轴0.006mm;分层厚度:0.08-0.4mm;
2.8、轴向行程:X轴:275mm;Y轴:255mm:Z轴:295mm;
2.9、支持液晶屏、按钮按键操控;
2.10、支持K型热电偶,采用PID高精度控制温度变化;
2.11、包含全自动模型支撑切片软件:支撑率0-100%,支撑变化精度0.01%,支撑选择度自由可调,切片精度0.01-1mm,切片过程自动标点、自动遍历、自动优化,可自动转化成机器代码;外部采用松软支撑,节约材料,容易剥离;
2.12、支持格式:*.stl/*.dae/ *.obj;
2.13、成型尺寸:270*248*290mm;
2.14、设备尺寸:330*470*660mm;
2.15、打印速度:40mm/s-250mm/s,打印精度0.08-0.3mm;
2.16、显示:中文字幕液晶显示屏操作打印;
2.17、支持SD卡离线打印;
2.18、连续工作时间:80小时以上;支持断电续打;
2.19、打印结束后自动归位、自动关机、保障安全;
2.20、支持面向智能制造CPS远程控制系统设置与连接、无线网络与硬件配对扫描绑定、APP远程操作与控制、远程导入分布式3D打印机、远程自动化运行3D打印机控制系统、远程获取3D打印机状态参数、远程下发3D打印机控制指令、远程下发打印任务。
5、青少年创意设计软件(校园版)
技术规格及性能指标:
5.1、软件功能
支持导入2D图片建模、文字建模、自定义绘制图形建模等多种建模方式;
支持对导入图片的距离测量、对齐、复制、旋转、镜像、缩放等操作功能;
支持照片、图片、文字一键式3D透光浮雕建模技术。独有回转体曲面浮雕生成技术;
支持单张2D照片自动合成3D人像功能,合成时间少于90秒。支持交互式3D人像变形设计,支持五官、表情、年龄、配饰、角色、发型、肤色等多种交互式快速设计功能;
支持积木堆叠式建模,10种以上基础模块形状,自由度更高。支持材质颜色,自带常用材质基础模块;
超过10个大类,逾700件各类高质量3D打印模型,支持实时3D预览;
支持参数化积木建模,可数字化定义积木形状、尺寸,并进行组合建模;
支持自有定义工作平面,绘制简易草图,支持基于草图的剪切、拉伸、旋转等高级建模功能;
支持导入图片进行建模,支持文字输入建模;
支持3D模型的缩放、旋转、坐标变换、删除、复制、叠加复制、镜像、阵列、对齐、布尔运算以及取消布尔运算;
支持对工作平面的修改以及还原;
支持3D数字雕刻建模,自由塑形,适用于设计3D艺术模型;
支持常用的雕刻功能:笔刷、膨胀、扭曲、平滑、抹平、夹捏、皱褶、拖拉以及涂绘等;
支持内置球体、方块、圆柱、圆环等常用雕刻基础模型,也可从外部导入STL/OBJ模型作为雕刻基础模型;
支持雕刻功能可以设置半径大小,可以添加对称约束;涂绘功能可以自由选择颜色;
内置至少八种以上的常用材质球,可以导入图片自定义材质球;
软件内置各模块使用视频案例,可直接打开播放;
上述所有功能集成于同一软件平台,一次性安装完成,具有平台及各集成软件自主知识产权,该软件平台需取得软件著作权登记证书、软件产品证书。
5.2、青少年3D创新设计课程
为了满足教学要求,方便老师授课、学生上课学习,须将不少于60课时的完善课程体系嵌入软件内部,老师、学生只需要在软件界面选择相应课程即可开始上课;
课程系统涵盖美术、自然科学、数学等多个学科领域,科学知识与3D打印结合的创造力培养课件,能够全面覆盖幼儿园、小学、初级中学及高级中学整个K12阶段。
符合STEAM与创客教育的项目制教学课程,内容包含课件、教案与教材全面材料,不少于60套项目制课程。
软件可生成.STL标准格式文件,支持3D打印机;
校园版软件适用于主机安装并授权校园局域网电脑使用该软件系统;
软件取得《软件著作权登记证书》与《软件产品证书》,拥有自主知识产权;
6、CPS 智能终端型号:UDI-LINK
面向方案配置的专业型桌面化3D打印机实现以下功能:
(1)远程控制系统设置与连接;
(2)无线网络与硬件配对扫描绑定;
(3)APP远程操作与控制;
(4)远程导入分布式3D打印机;
(5)远程自动化运行3D打印机控制系统;
(6)远程获取3D打印机状态参数;
(7)远程下发3D打印机控制指令;
(8)远程下发打印任务。
产品彩页:
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Pony-1C
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Dolphin-0A-2
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其他:
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IME 3D
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