华附STEAM创意课堂(2)--竞速智能车与3D打印
转载自我校杨光飞老师在“美篇”程序中10月13日发表的文章
随着STEAM教育理念的推广以及创客教育的兴起,越来越多的学校引进甚至开发STEAM课程,老师们也利用这种先进的教育方式促进学生全面发展。
物理创客室
STEAM教育把科学探究、工程设计、数学方法、艺术创作与技术制作有机统一,让学生运用跨学科的知识与方法解决真实情景中的问题。
华南师大附中以“培养为民族复兴而努力学习的时代新人”为育人目标,开设各种各样的STEAM教育课程,建立专门服务STEAM课程的功能室,为学生打造自由、全面发展的教育平台。
在原有STEAM教育课程基础上,本学年我校增设了《STEAM创意课堂》、《未来基因工程师—生物创新实验》、《STEM竞速智能车》等课程。我们在10月13日上午进行了《STEM竞速智能车》和《3D打印数字模型与输出》这两门课程的第一次课,下面介绍课堂情况。
竞速智能车
《STEM竞速智能车》课程,以PBL(Problem-Based-Learning)模式开展课堂教学,课程内容主要包括实验操作挖掘问题、基于数据驱动决策、智能车的机械系统三大板块,涵盖物理实验、机械构造、数学建模等。
课程中,学生需要通过自主探究和合作来解决问题,从而学习隐藏在问题背后的科学知识,形成解决问题的技能和自主学习的能力。比如,通过短程智能车竞赛或给智能车加重等方式,观察影响智能车速度、方向等方面因素,由此引出相关数学和物理知识。学习“逆向工程”,动手拆装、检测及试验智能车各部件功能,了解机械系统是如何工作和配合的,并尝试改装智能车以使其性能最优。学生需要组队建立一间科技赛车公司,队员担任不同的角色(车队经理、工程师、赛车手、商务经理等),通过商业策划活动提升车队的影响力。
《STEM竞速智能车》课程主要由文子健老师和杨光飞老师主持。今天上午的课堂中,我们邀请了合作方思珂特教育集团的老师给学生们介绍课程的内容结构、线下线上比赛和智能车结构三个方面,让学生对课程有个较全面的认识。我们还组织了一场简单的智能车竞速比赛。
观察智能车机械结构
观摩,相互学习
《3D打印数字模型与输出》课程由杨光飞老师主持。我们首先向同学们介绍创客概念和STEAM教育理念,让学生了解学校开设这些课程的教育意义;接着介绍本门课程的内容组成以及定位。随后从普通打印机工作方式入手,讲解二维打印,以此类比,引导学生思考、想象三维打印的工作过程,从而引出3D打印。我们将3D打印与传统工业生产对比,引出“增材制造”和“减材制造”的概念。然后介绍3D打印的几种成型技术,包括FDM(熔融沉积成型)、SLA(光固化立体成型)、SLS(选择性激光烧结)等。
3D打印成型技术
介绍3D打印机的结构
课程中,我们还简单介绍了3D打印相比于传统工业生产的优势,及其应用领域,同时指出3D打印目前所存在的局限。对于3D打印的流程,我们也作了简单介绍。最后,我们组织学生观摩3D打印的工作过程。
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