《创客梦工厂》课程纲要 课程名称 创客梦工厂 作者 王黎阳、张永齐、孙玥婷、赵鑫欣 单位 河南省郑州市实验高级中学 适用年级 高一、高二 总课时 16 课程简介 200 （ 字 内） 本课程属于我校发展课程体系中的综合类课程，以发明创造入门、发明能力训练、发明项 目解析与实践为主题，融合了设计、计算机、工程技术等领域的知识与能力。具体实施时，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，通过头脑风暴式的讨论，发现问题并自主设计发明方案，在实践中锻炼画图、文献检索 以及模型制作的能力。 目的和意义： 本课程让学生充分体验发明创造的过程，培养学生的创新精神，让学生掌握自主思考、 设计、研发的能力，最终达到提高学生科学素养的目的。本课程有利于学生培养创新的思维和 能力，使学生成为有意愿、活力、热情和能力在创新 2.0 时代创造美好生活的创客。在学校层 面，有利于学校课程体系的完善，为综合类课程的开发提供借鉴。对教师而言，有利于提高 教师课程开发能力，拓展视野。 背景分析 500 （ 字 内） 学情分析： 高一高二学生理科知识已有一定储备，初步掌握了科学探究的方法，具备一定的科学探 究的思维方式。在动手方面，学生通过通用技术、劳技教育的课程学习，也初步掌握了一定设 计、加工新产品的能力。在信息资源检索方面，学生电脑操作较为熟练，且具备一定的信息检 索的意识，掌握了一定的方法，学生已经可以通过现代技术广泛收集有用的信息。但大部分 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。因此需 要引导学生参与到发明创造的全部过程中，通过交流、合作，自己动手，真正将自己的创意 实现。 资源分析： 本课程需要在通用技术教室及微机教室 进行，微机室电脑要 求可以上网，并安装 CAXA3D 制图软件，通用技术教室应具备木工、金工、电工等必备工具。授课教师是物理老 师，并拥有多项发明专利，能熟练教授发明创造所需知识及能力。 1、从教师提供的典型发明案例中，归纳发明的特点及发明原则，准确率至少达到 60%； 2、对提供的正反发明案例的实用性和创新性进行评价，能根据创设的生活情景提出符合原 则，具备实用性及创新性的发明课题； 3、赏析发明案例中的发明技法，能至少应用两种发明技法寻找出发明课题； 4、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， 课程目标 并在文本训练中较为清楚的阐述发明细节和创新点； 5、通过对发明案例的剖析，与同伴合作共同分析出案例中应用的发明技法及发明创新点，准 确率至少达到 80%，并能够给出有实际价值的改进方案； 6、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； 7、通过金工、钳工、电工工具的初步训练，能与同学合作并制作出简易的模型。 1 单元 学习主题/ 活动安排 （请列出 教 学 进 度，包括 日期、周 次、内容、 实 施 要 求） 第一单 元： 发明入 门 主题 扬起发 明的风 帆 发明选 题的确 定 周次 / 课 时 1/16 2/16 实施要求 1、分享课程纲要 2、发明创造的重要意义； 3、发明创造的特点 交流讨论，说出对发明创 造的认识及困惑，提出对本课 程的期待，教师进行解答。 1、发明创造的原则； 2、好的发明选题有什么特 通过正反案例的对比分析，学 生交流讨论，与教师共同总结 本节知识。 点； 3、寻找发明创造点的方法。 3/16 了解发明技法： 1、吐槽法； 2、组合法； 3、希望点列举法。 通过发明案例分析了解发明技 法如何发现课题，教师讲授与 学生讨论结合，并让学生运用 发明技法进行训练。 4/16 1、检核表法； 2、信息交合法； 3、专利改进法。 通过发明案例分析了解发明技 法如何发现课题，教师讲授与 学生讨论结合，并让学生运用 发明技法进行训练。 发明技 法应用 ——教 室里的 小发明 5/16 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。 教师提出教室中存在的不方便 及问题，然后分组进行头脑风 暴式的讨论，在讨论前介绍规 则，讨论结束后分享发明创 意。 画图技 法训练 6/16 1、了解三视图、平面图、流 程图、原理图等。 2、运 用 CAXA3D 实 体 设 计软件进行绘图 在机房中进行，先介绍发明所 需的图像类别，特点，教师利 用电脑软件演示，学生模仿操 作，了解各种图的作用和画 法。 文献检 索与信 息查询 训练 7/16 1、通过中国知识产权局或 在机房进行课程。一边检索示 范一边讲解，能够利用互联网 查找已有产品和相关专利文 献，学会利用已有技术再进行 创新。 发明技 法介绍 第 二 单 元： 发 明 能 力训练 学习内容 专利知 识简介 与写作 训练 者专业网站查询专利； 2、利用关键词进行专利检 索； 3、通过淘宝、阿里巴巴等网 站查找已有产品，查看产 品技术细节。 8/16 1、介绍专利及相关法律； 2、介绍专利的申请流程、 具体操作； 3、介绍专利书写内容，学 教师展示相关政策文件，学生 针对部分内容进行模仿写作训 练。 会写出设计方案。 模型制 作和常 用工具 介绍 9/16 介绍并示范金工、木工、电 子类工具的使用。 2 教师示范工具的使用，学生根 据提供的材料和工具合作完成 一个小任务，熟练工具的使 用。 模拟发 明 制 作：阅 读书架 的制作 发明项 目训练 1（机械 10/16 利用木工及金工工具对新 型阅读书架进行制作。 在学生制作室进行制作，为学 生提供制作简图，分组制作， 结束后评比。 设计并提出新型漏水器的 结构。 案例分析提出问题，提供 现有产品技术细节，学生交流 讨论，结合生活实际进行创新 设计 12/16 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。 介绍发明的创作过程，了解发 明的一般程序，体会其中的方 法，并让学生做出对发明案例 的评价 13/16 对泳池溺水报警器、一种可 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。 通过案例分析，介绍发明中的 传感器等新型技术。学生利用 所知道的新技术，提出发明创 意。 14/16 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。 为学生展示问题，学生针对问 题进行方案设计。 15/16 以小组为单位对提出的发 明课题自主进行设计及制 作。 在机房自主进行，以小组的形 式对方案进行设计。教师巡视 给予指导。 1、汇报自己的发明设计成 在讨论室中进行，学生分组展 示，进行互评，教师最后做评 价。 11/16 类 发 明） 发明案 例剖析 1（机械 类 发 明） 发明案 例剖析 2（电子 第 三 单 元： 发 明 项 目 解 析 与实践 类 发 明） 发明项 目训练 2（电子 类 发 明） 发明设 计与实 践 点评与 汇报 评价项 目 过程性 评价 （权 重： 60%） 16/16 果； 2、教师点评，学生互评。 评价方式/活动及等级描述 一、结果性目标（权重 30%） （一）基本知识及其应用评价 1、确定发明课题 等级描述：A 符合发明原则，实用性和创新性较好； B 符合发明原则，实用性和创新性一般； C 不符合发明原则，不具备实用性和创新性； 2、发明技法应用 等级描述：A 准确分辨发明中使用了什么技法，对其中至少三种技法熟练掌 握； B 较为准确分辨发明中使用了什么技法，并 至少熟练掌握两种技 法； 3 C 不能准确分辨使用什么技法，只能掌握一种发明技法。 3、评价发明案例 评价活动/ 成绩评定 等级描述：A 准确说出发明创新点，给出有实际价值的改进方案； B 较为准确说出发明创新点，给出的改进方案实际价值不大； C 说出的发明创新点不够准确，改进方案无实际价值。 （二）基本技能评价 1、制图能力 等级描述：A 能熟练应用软件画出发明附图； B 能应用软件画出发明附图，但不够熟练； C 无法用软件画出发明附图。 2、发明文本的撰写能力 等级描述：A 语言规范，逻辑清晰，格式正确； B 语言较为规范，有一定逻辑，大部分格式正确； C 语言不规范，逻辑不通顺，格式问题较多。 3、制模工具的使用能力 等级描述：A 能熟练使用工具制作出简易模型； B 能制作出简易模型，但制作时间较长，不够熟练； C 部分工具不会使用，无法制作出模型。 二、表现性目标（权重 30%）： （一）合作评价 等级描述：A 参与度高，能主动交流并有主导意识； B 参与度一般，但能积极配合并完成分配的任务； C 不参与或基本不参与。 （二）发言与分享评价 态度与兴趣 等级描述：A 表述清晰，且提出的创新性想法较多； B 表述较为清晰，想法创新性一般； C 无法清晰表述，想法无创新性。 终结性 评价 （权 重： 40%） 表现性评价：合作与参与态度 等级描述： A 做到全员参与，活动过程中做到精神饱满，活动结束后能分享自己的感悟或 具有创新性的想法 B 做到全员参与，活动过程中精神面貌不太到位，活动结束后能分享自己的感 悟，但想法没有创新性 C 不能全员参与，活动过程中精神面貌不太到位，活动结束后没有感悟和想法 结果性评价：发明成果 等级描述： A 能提出实用并具有独特创新性的发明，能形成文本并完成简易模型制作 B 能提出实用但创新性一般的发明，基本形成文本并完成简易模型制作 C 提出发明方案，但实用性与创新性一般，无法完成简图、文本及模型，或只 完成部分 D 没有提出有一定实用意义的发明方案 成绩评定： 最终成绩=过程性评价（60%）+终结性评价（40%） 评价等级：（1）85 分以上为优秀；（2）70-84 为良好；（3）60-69 为合格；（4）60 分以 4 下为不合格。 主要参考 文献 黄林，《发明创造趣味培优教程》，浙江大学出版社 王晓进，《解开心灵的疑问 求解发明的真谛》，武汉大学出版社 刘彭芝等，《技术与创新设计》，中国人民大学出版社 根据学期实际课时量，本课程内容可进行弹性调整。 备 注 教学方案 13 单元课时 6 单元 发明项目解析与实践 主题 发明案例剖析 2（电子类发明） 背景 分析 传感器等电子技术是现代发明创造的重要应用技术，高中生对电子等现代技术比较敏感， 且知识面较为宽广，但只是了解阶段，很少具备应用电子技术解决生活实际问题的意识。本节 课旨在让学生了解传感器等现代技术是如何改造生活的，培养利用现代技术解决生活实际问题 的意识及能力，有利于体会现代技术在生活中的巨大作用，培养学生的发散性思维。在实施 时，本节课以案例展示和交流讨论为主，因此需要在通用技术教室进行，教师可通过专利检索 网站下载相关文本。 重点：传感器等现代技术在发明创造中的应用。 难点：应用现代技术解决实际问题。 教学 目标 1、通过发明案例的剖析，总结发明创造的一般过程，能分析出案例中应用的发明技法及发明 总课时 16 第 13 课时 创新点。 2、通过交流讨论，能够准确说