創新實驗室建設方案
一、建設目標
利用學校現有場地優勢和企業資源，補充部分資源劣勢，打造創新實驗室。創新實驗室以學生創新為核心理念，STEM理念貫穿整個創新流程，培養學生動手能力及創新能力，堅守創新，持續實踐，樂于分享。該中心是以創客文化為核心價值，共享資料、知識及技術，實施創新項目。創新實驗室將創意、發明、創新、創業、教學實踐轉化為一個有機的過程，成為創新創業的集散地和創新社區的中樞，是提高學生專業技能水平和教師實踐教學能力的有效途徑，是深化學校教育改革的一個綜合實踐中心。
（一）培養學生動手能力
創新實驗室最基礎、最核心的內容就是培養學生的動手能力。
創新實驗室配備了增材制造、減材制造、木工加工等關聯設備，讓學生通過對設備的學習與操作，鍛煉學生的動手能力。
（二）學生創新能力培養
創新是可以培養的，四大基地配備獨特的創新項目，學生以由簡入深的各個項目為核心，圍繞“認知，模仿，改善，創造”四個階段反復進行學習，制作。培養學生創新思維，以及實現構想的能力。
（三）STEM 教育理念
STEM學習不是進行簡單疊加，而是將四個學科整合到一種教學范式中，把零碎知識變成相互聯系的統一整體。創新實驗室就是按此STEM理念進行打造。
二、建設內容
創新實驗室組成由若干小型普通機床，機床附件，木工工具，各類工具，量具等等設備構建而成的空間，建議面積50-70㎡，可容納20名學生。同時，配置相應的制作項目和課程。鍛煉學生使用新技術新設備的能力，配置相應的制作項目和課程，同時，提升學生的創新思維能力，增加學生創造力。
（一）創新實驗室構成
該創新實驗室是交鑰匙工程，由場地+硬件設備+課程組成，滿足學校教師與學生的教與學。
創新實驗室由兩個區域組成，分別是手動創新加工區、學習討論裝配區。每個分區根據功能特點不同，配置不同的創新加工設備、配套工具。除了設備的不同，創新實驗室還根據不同層級的學生，設計了針對性的實訓項目，覆蓋中小學、高中高職、大學生。滿足不同階段學生的創新實訓。
（二）創新實驗室布局
（三）功能與主要對象
1、面向對象：
創新實驗室主要面向對象：中小學、高中高職學生。
2、創新加工區
創新加工區包含幾個分區：木工加工區、手動加工區、數控加工區、3D打印區
2.1 木工加工區：
該區域設備由木工設備組成，配套木工課程、加工耗材、視頻。通過對半成品耗材的加工，主要是木工材料。能夠更好的讓學生獲得完成作品的成就感，激發學生的興趣，對創新的理解與創作的沖動。木工加工區操作難度較低，適合中小學生操作與實訓。
2.2 手動加工區：
配套桌面式、臺式手動機床，設備體積小，操作安全。通過對手動機床設備的操作，完成復雜項目的加工。該區域難度要求較高，適合高中及以上層次學生操作與實訓。
2.3 數控加工區：
數控加工區配套數控機床，在手動機床操作的基礎上，增加了數控加工部分，彌補手工加工帶來的缺陷，讓加工更為自動化、智能化。配備了多系統仿真加工一體機，學生在數控加工實操前，可以通過虛擬機進行虛擬加工，驗證合格后，再發到實際機床上加工，保證了加工的安全和可靠性。該區域難度要求高，適合高職及以上學生操作與實訓。
2.4 3D打印加工區：
3D打印加工區由多功能3D打印機、三維設計區組成。課程設計遵循由淺入深，從模仿到創新的原則，同學們首先學會看圖、設計、建模、切割、打孔、敲打和拼插、粘貼等基本技能，了解各種工具的常識和作用。隨后進行模仿制作，通過使用部分工具和材料制作教學套件中提供的電子套件，培養動手能力和創造能力，鍛煉空間想象力。最終能夠實現3D打印作品的獨立創作。這其中的每個教學環節都是圍繞一件制作、完成一個任務、進行一項設計、形成一樣產品來開展學習實踐。
3、學習討論裝配區
配備學習大屏，六邊形桌椅，該區域建立的目的是為了學生進行理論學習與指導。學習大屏播放教學課件與項目視頻，指導學生進行學習。
（四）創新能力培養
提出創新能力培養概念，認為創新能力是可以通過訓練培養提升的。
創新能力培養模型：
創新能力培養需要經過認知（理解對象），模仿（逆向工程），改善（改進設計），創造（獨立設計）4個階段。我們依據創新能力培養4個階段所設計的“創新鏈條”貫穿創新課程，經過實踐檢驗，學習者反復學與練，創新能力得到顯著提高。
（五）創新項目
項目名稱 | 工藝卡 | 視頻 | 圖紙 | 毛坯 | 是否需要數控加工程序 |
陀螺項目 | √ | √ | √ | √ |
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火箭模型項目 | √ | √ | √ | √ |
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名片夾項目 | √ | √ | √ | √ |
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相框項目 | √ | √ | √ | √ |
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風鈴項目 | √ | √ | √ | √ |
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筆架項目 | √ | √ | √ | √ |
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銅筆項目 | √ | √ | √ | √ |
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打火機項目 | √ | √ | √ | √ |
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炮車項目 | √ | √ | √ | √ |
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搖擺氣缸項目 | √ | √ | √ | √ |
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三、建設清單
序號 | 設備名稱 | 參數組成 | 單位 | 數量 | 備注 |
1 | 三合一多功能鋸磨刨組合機床 | ①鋸床是以曲線鋸割為主的機床，加置直線器也可進行直線據割。
②刨床是對據割后不平整的木板進行刨平加工。
③磨床主要是對木板進行圓角加工，也可磨直線，但沒有刨床的精確。
適用于基礎訓練以及使用。
配有防護裝置，相對安全。 | 臺 | 2 |
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2 | 手持雕刻機 | 可以在木料上雕刻半圓形、三角形、開槽等功能。
適用于基礎訓練以及使用。
配有壓力安全裝置，相對安全。 | 臺 | 5 |
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3 | 手持打磨機 | 對木板進行圓角和直線打磨加工，配有鏟、鋸等功能。
適用于基礎訓練以及使用。
利用震動原理，相對安全 | 臺 | 5 |
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4 | 曲線鋸 | 用于木料、亞克力、塑料等材料曲線形狀的加工，能夠無級變速，壓板，以及吹灰功能。
適用于基礎訓練以及使用。
配有防護罩，相對安全。 | 臺 | 5 |
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5 | 圓片鋸 | 用于木料、亞克力、塑料等材料曲線形狀的加工，能夠無級變速，固定底板，并配有吸灰功能。 | 臺 | 5 |
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6 | 臺式車床 | 1、規格參數：
1.1 床身上工件最大回轉直徑 210mm
1.2 最大工件長度 510mm
1.3 主軸通孔直徑 20mm
1.4 主軸內孔錐度 莫氏3號
1.5 尾軸孔錐度 莫氏2號
1.6 主軸轉速范圍（6級） 100-2000rpm
1.7 拖板橫向行程 100mm
1.8 拖板縱向行程 70mm
1.9 可加工螺紋范圍 公制 0.25-3.0mm（17種規格）
1.10 電機輸出功率 1000w
1.11 車床外形尺寸 910*630*400mm
1.12 包裝車床 1060*710*510mm
1.13 凈重/毛重 105/135kg
2、隨機附件：
2.1 環球牌三爪卡盤100及卡盤手柄 各1
2.2 雙頭扳手8×10、14×17、17×19 各1
2.3 內六角扳手2.5、3、4、5、6 各1
2.4 主軸頂尖 CJ9525-02019 1件
2.5 尾座頂尖 CJ9525-03023 1件
2.6 交換齒輪
公制：35、40、45、49、50(2只)、56、70、80、100(2只) 共11只
英制：35、40、45、50(2只)、55、70、100(2只)、127 共10只
公英制：35、40、45、49、50(2只)、55、56、70、80、100(2只) 、127 共13只
2.7 六角螺栓 GB 5783-86 M8x35 6
2.8 平墊圈 GB 97.1-85 8 6
3、專業版升級附件：
3.1 四爪卡盤
3.2 活頂尖
3.3 花盤
3.4 花盤壓板
3.5 10*10車刀
3.6 車刀7件套
3.7 快換刀架
3.8 中心架
3.9 跟刀架
3.10 滾花刀
3.11 鉆夾頭 | 臺 | 5 | SC4-Pro |
7 | 臺式鉆銑床 | 1、規格參數：
1.1 主軸精度 0.01-0.02mm
1.2 鉆孔能力 20mm
1.3 攻絲能力 12mm
1.4 端面銑能力16mm
1.5 表面銑能力 50mm
1.6 主軸行程70mm
1.7 縱向行程（X） 400mm
1.8 橫向行程（Y）190mm
1.9 主軸箱行程（Z） 290mm
1.10 主軸孔錐度莫氏3號
1.11 主軸中心線到立柱表面距離 190mm
1.12 主軸端面到工作臺面的距離 370mm
1.13 工作臺有效尺寸 700x160mm
1.14 T型槽尺寸 12mm
1.15 電機輸出功率 750w
1.16 主軸轉速（無級調速） 100-2000轉/分±10%
1.17 外形尺寸（長x寬x高） 825x620x880mm
1.18 包裝尺寸（長x寬x高） 960x760x1060mm
1.19 凈重/毛重 111/145KG
2、隨機附件：
2.1 使用說明書 1本
2.2 鉆軋頭和鑰匙 φ13mm 1套
2.3 雙頭扳手 S1×S2 ：8×10、14×17、17×19 各1
2.4 內六角扳手 S：3、4、5、6 各1
2.5 油壺 1只
2.6 拉桿 X30212 1根
2.7 錐柄 X30269 1只 莫氏3號
2.8 T型螺母 X22001 2件
2.9 斜鍥 X3C2002 1件 R8不配
2.10 保險絲 100V-240V/5A或110-160V/3A 各1
2.11 氯丁橡膠同步齒形帶 GB11361-89 1
M2 Z65 B14長408.4 圓弧同步齒形帶
M5×Z80×B15×長400 1 斯沃里專用
2.12 鉗形扳手 X32001 1 R8主軸配
2.13 底腳調整螺釘 X31101 4
3、專業版升級附件：
3.1 外接平板電腦的藍牙磁柵數顯
3.2 自動進刀器
3.3 專用底座
3.4 回轉工作臺
3.5 三爪卡盤
3.6 分度盤
3.7 回轉工作臺尾座
3.8 鍵槽銑刀
3.9 50毫米立銑刀
3.10 100毫米平口鉗
3.11 MT3鉆夾頭
3.12 42件套壓板 | 臺 | 5 | SX2.7-Pro |
8 | 鉗工臺 | 工作臺:1500mm
寬度:900mm
高度加中網板:1250mm
鉗工工具套件:帶測深桿的游標卡尺；銼刀；可調節式鋸弓；手錘；角尺；普通劃規；臺虎鉗；劃線盤；鋼尺；卡規；絲錐套件；扳牙套件；鉸刀等。 | 套 | 5 |
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9 | 多系統數控仿真一體機 | 1. 多系統數控仿真一體機是一款具有數字雙胞胎功能的教學設備，它可與多系統加工中心配合使用，組成多系統數字化仿真及加工系統。
2. 仿真部分為具有數字雙胞胎功能，仿真系統里面的 CNC 機床是加工中心的 1：1 雙胞胎模
型。
3. 可以在仿真環境中控制與實物一致的設備模型進行對刀、換刀、裝夾、切削加工等設備操作，過程及結果須與多系統加工中心的對刀、換刀、裝夾、切削加工結果完全一致。
4. 仿真軟件具有控制實際 CNC機床操作功能。
5. 設備為一體機、設備體積為:長560mm，寬810mm，高1200mm。
6. 可選配 FANUC、SIEMENS、廣數、華中等多種主流數控系統和與系統對應的數控機床實物操作面板，數控機床實物編程鍵盤：
7. 模塊化設計可切換數控機床實物操作面板，數控機床實物編程鍵盤。
8. 數控機床加工過程仿真顯示器大小 19″以上，數控機床編程顯示器大小 8″以上。
9. 設備電源：220V 50Hz 1.5A功耗：150。
10. 可配置多種數控車、銑、鏜加工仿真軟件。
11. 具備智能學習考核評價系統。
12. 標準配置計算機，獨顯，可運行大型三維造型軟件；
13. 可兼容多種 CAD/CAM 系統（如 UG、Pro/Engineer、Solidworks、Auto CAD\CAXA等制圖軟件和編程軟件）及辦公軟件、鏈接 3D 打印，兼容其它軟件系統等。
14. 設備必須有自主知識產權，具有產品的專利證書，提供工程的彩色照片供參考。 | 臺 | 1 |
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10 | 數控加工中心 | 特點：
可自動換刀
帶桌面式4工位刀庫
配置伺服電機
線性導軌
高精度滾珠絲桿
全防護罩殼帶開門斷電
LED金屬三色警報燈
帶福馬輪可移動底座
功能參數：
1.工作臺
工作臺尺寸 400×145mm
T型槽 3×12×40mm
工作臺載重 20kg
2.行程
X軸行程 260mm
Y軸行程 152mm
Z軸行程 180mm
主軸鼻端至工作臺面 60-240mm
主軸中心至立柱導軌面 200mm
3.主軸
主軸規格 ISO20
主軸功率 1000w
主軸轉速 100-5000r/min
4.進給軸
X.Y.Z三軸快速進給 5000mm/min
X.Y.Z三軸切削速度 1000mm/min
X.Y.Z三軸功率 X/Y/Z:400W
5.刀庫
刀庫數量 4把
最大刀具直徑 10mm
最大刀具長度 110mm
最大刀具重量 0.5kg
換刀時間 10s
6.精度
定位精度 0.015mm
重復定位精度 0.01mm
7.其他
電源 230/120V
機床重量（凈重/毛重） 280/340kg
機床尺寸 1040×860×940mm
包裝尺寸 1170×960×1100mm | 臺 | 1 |
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11 | 3D打印機 | 1. 打印機工藝：FDM快速成型技術
2. 打印尺寸：300mm×250mm×300mm（長×寬×高）。
3. 噴頭數量：1個（除標準噴頭外，額外贈送高溫噴頭一個）
4. 噴嘴直徑：4mm
5. 打印機語言：6國語言包含中文英文操作界面。
6. 打印機屏幕：5英寸的顯示屏觸摸操作。
7. 打印層厚：0.05mm-0.4 mm。
8. 支持材料類型：支持PLA、ABS、PC、FLEX、HIPS、Wood-filled、Bronze-filled、Nylon、TPU、TPE、Fiber Carbon等主流材料。
9. 定位精度：X、Y軸≥0.0125mm、Z軸≥0.00125mm。
10. 打印速度：10~150mm/s。
11. 打印機功能特點：
1) 支持打印完成自動關機
2) 內置空氣循環過濾風扇
3) 具有加熱底板，磁吸式可移動反復折彎
4) 具有雙放料結構（外部一個，內部一個）
5) 平臺采用雙Z軸上下結構，使得打印大尺寸更加穩固
6) 具備斷電續打功能和WIFI連接發送模型并打印
12. 打印機軟件特點：
1) 支持SIMPLIFE3D、CURA等切片軟件。
2) 軟件語言：支持15種語言，包含中文和英文操作。
3) 軟件格式：支持.stl,obj,3mf,bmp,x3d,jpg,png等文件輸入。
4) 軟件系統：支持Windows 7及以上, Mac10.11系統以上平穩運行
13. 打印機配置：1卷PLA料盤，一套普通噴頭，一套高溫噴頭，U盤一個（16GB） | 臺 | 5 |
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12 | 作品展示柜 | 由4個獨立柜子拼接組成，主體結構為鋼結構，承重結構為玻璃。
單獨柜子尺寸：高寬深1800*900*300
展示架上下Z字形構造 | 套 | 1 |
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13 | 工具墻（含基礎工具） | 多功能移動工具墻，鋼結構。
外形尺寸；960*410*1550mm
工、量具套件: 開口扳手（雙頭）套件；開口扳手（單頭）套件；活動扳手；方形整體扳手；六方形整體扳手；內六角扳手套件；卷尺；十字螺絲刀大、中、小；一字螺絲刀大、中、小；水平尺；尖嘴鉗；老虎鉗；游標卡尺；百分表；帶桿百分表座；手槍鉆；麻花鉆頭套件等 | 套 | 2 |
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14 | 六邊形桌椅套裝 | 圓管鋼腳 三氫板面板椅 鋼腳 優質配件 黑色韓皮，六角桌，可拆可組,桌腿鈑金1.5，配套椅子，椅子鈑金1.5 | 套 | 4 |
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15 | 創新實驗項目材料包 | 銅筆系列、搖擺氣缸、風鈴材料毛坯 | 套 | 20 |
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16 | 創新實驗教學課程包 | 創新課程包，圖紙、視頻、工藝卡、教材。
包含課程：E1-普通車床操作入門、E2-普通銑床操作入門、J1 常用量具的使用方法、C1 勢能小車創新項目、銅筆項目、搖擺氣缸項目、風鈴項目。 | 套 | 1 |
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17 | 實訓室文化展板 | 高密度戶外寫真噴繪文化，高強度、抗紫外線、潔白明亮、透光均勻、防霉、防塵、防水 。雪弗板雙面不干膠貼寫真 厚度20mm | 套 | 1 |
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18 | 實訓室裝修 | 待定 | 套 | 1 |
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