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科创课程简介

来源:北京钱学森中学 发布时间:2023-10-09

Ø  数学模型与3D打印课程简介

数学模型和3D打印课程是利用现代数学工具和3D打印技   术,将抽象的数学教学和具体的实物形体相结合的创新课程,具有较强的参与性和创造性,能激发学生对数学的兴趣,提高同学们的动手能力以及对数学公式和概念的理解和认识。

本课程首先介绍数学模型的概念、特点及在航天领域的应用。结合同学们的知识掌握情况,课程中主要训练学生使用数学工具建立有意义的几何体,并使用3D打印机打印出来。在实践中,通过建立数学模型了解复杂几何体的建模过程以及参数变化对形体影响的规律,让同学们通过实践过程,形成数形合一的基础概念,为后续的学习奠定基础。

课程初期让同学们初步了解数学模型和数学工具的基本知识和基本用法;然后结合具体案例逐步讲解参数方程与几何形体的关系,通过数学公式建立三维图形的方法和技巧;了解三维工程软件的基本知识和使用方法;课程后期以专项课题形式为主,结合万花尺、五角星、函数花瓶、海螺等形体,进一步讲解形体变化与数学模型之间的关系;在教学中注重概念的理解和形体内在的规律,并使用数学方程进行讨论,最终完成学生为主设计的几何体的3D打印。

Ø  电子工程技术入门与实践课程简介

电子工程技术入门与实践是通过Arduino单片机基础知识的教学与动手实践,帮助学生了解电子工程基础知识与单片机初步设计技术,为学生未来选择电子电气类专业学习提供有益的引导。

本课程首先带领大家学习一些电子工程基本常识,然后带着大家搭电路,玩单片机。单片机实际上就是把复杂的计算机集成到一个小小的集成电路,就是芯片里,用它可以做很多好玩的东西,比如键盘、计算器、遥控器、刷饭卡的机器等等。如果做得好,可以再上复杂一些的项目,比如智能车与机器人。

整个项目实施计划分为以下几步:课程简介,组队,发材料,软件环境搭建,电子工程常识(安全用电,欧姆定律,读电路图),万用表使用练习;Arduino简介、点亮LED、数据手册的查阅、LED电流估算、C语言简介;点亮1位数码管、点亮4位数码管;点亮4位数码管原理讲解、按键开关;模拟信号输入、AD转换、旋钮(电位器)、PWM输出、呼吸灯;旋钮控制LED亮度、数码管统计按键次数;1602屏幕、4*4薄膜键盘;计算器设计与实现(重点),需要分为多次课进行;从火箭原理到测量系统科普讲座;大作业考试、结课。

Ø  从宇宙到果仁:航天工程中的科学原理课程简介

通过学习从宇宙到果仁:航天工程中的科学原理这门课程可以培养同学们对航天工程的学习兴趣,提升同学们的思考能力和动手实践能力。

本课程介绍航天工程中的理论知识、系统、专业等,联系现实生活,通过实践等方式,让学生更直观地感受航天工程的科学原理在生活中的应用。

Ø  航天热点解析与未来展望课程简介

本课程将为学生介绍当前航天科技热点、解析其中科学知识,并探索未来科技发展方向、畅想未来航天运输模式,为学生初步了解航天系统组成、任务规划、掌握基本航天知识奠定基础,激发学生对航天科技的兴趣爱好,提升学生对于航天发展的信心与热情。

课程将围绕近期航天热点时事及新闻进行讲解与知识拓展,包括:月球采样、火星着陆、中国空间站、载人航天等。针对未来航天发展开展畅想,探索人工智能、太空航班、量子通信、5G/6G等技术未来发展前景。

Ø  重复使用空天飞行器的“我型我秀” 课程简介

本课程将通过讲授重复使用航天器的基本概念和应用前景,增加学生对重复使用航天器的兴趣,增强学生对航天事业的崇敬和向往;用熟悉的日常现象和经典案例解析中国航天报《发展重复使用航天运输系统究竟有多难》文章,逐步加深学生对飞行器“难在哪”的理解,体会“星辰大海”的来之不易;通过讲授重复使用航天器的健康管理、通信、结构机构、着陆、动力、气动、环控生保等系统的基本原理,使学生了解重复使用航天器的核心组建,激发学习兴趣;通过宣讲在该领域做出重大贡献的劳动模范和航天榜样典型事迹,感悟航天文化,鼓励学生为了梦想实现而努力;通过设计竞赛作品,提升学生原创性思维,激发学生主动思考和动手实践能力。

通过授课、观影、研讨、实践等多种形式,让学生对重复使用航天器发展应用前景和相关专业知识有更加直观和深入的了解,同时提升学生的原创性思维意识和动手实践能力,通过让学生对重复使用航天器产生浓厚的兴趣,增强对航天事业的崇敬和向往。

Ø  流体力学基础及航模实践课程简介

本课程将通过综合概念讲解、航天航空历史介绍、视频观看、原理试验、小组竞赛、模型实践方式,科普空气动力学相关知识等环节,了解国内外航空、航天、航海工程发展历史,以及空气动力学(流体力学)在工程中发挥的作用。让学生们流体的力是如何产生的、在游戏实践过程中加深对基本概念的理解,从航天、航空、航海工程和国内外的发展历史中,了解工程需求,激发学生们对航天的兴趣,建立工程的概念,培养协作精神,提升科学素养。

通过本课程的学习将帮助学生掌握空气动力学学基本概念和原理,了解力是如何产生和作用的;掌握民航飞机、航天器的基本外形和空气动力知识,引导学生们了解学有所用,拓展学生的视野,激发对科学研究、工程实践的兴趣;从航模入手认识飞机和控制,从成套无动力航模入手,了解航空模型的制作过程,具备基本概念和技能后,以小组形式自主设计、制作无动力航空模型。

Ø  热力学基础及小型热电转换装置制作课程简介

本课程通过概念讲解、图片展示、视频观看、趣味问答、原理试验及动手拼装等方式科普热学相关知识,从生活中的热现象拓展至航天热防护和热的转换形式,使学生在了解不同的传热方式及基本原理之余,掌握航空航天热防护和热利用相关的基础知识,理解“热”从何处来,到哪里去,加深学生对热专业知识的理解,激发学生对航天事业的兴趣,培养动手实践、创作能力,提升科学素养。

通过本课程帮助学生掌握热学基本概念和原理,理解热的产生和热的传递方式;掌握航天器基本原理和相关的热防护常识,了解航天科技的魅力,让航天尖端技术进入学校,拓展学生科学视野,引导学生从小关注航天事业发展,激起对航天的兴趣;掌握热电转换效应的基本原理,了解热的转换形式和在生活及航天中的应用;组装设计小型热电转换装置并进行展示,增强学生自主思考能力、动手能力与团队合作能力,设计作品可报名参与全国青少年航天创新大赛等竞赛项目。

Ø  课题研究及论文写作指导课程简介

本课程将针对国际前沿热点问题,借助一院博士群体优势,开展学-研-论全流程的热点课题科创实践课程,激发学生对于科学研究和科技创新的兴趣,掌握科研论文写作方法,提升科技报告表达与交流能力。

课程选定前沿热点课题,开展“一对多”形式的科创实践教学,带领学生共同完成科技论文调研、试验、写作和发表工作。整个项目实施计划分为以下几步:课程简介、发布课题;文献调研方法介绍,确定各组文献调研范围,明确分工;各组汇报文献调研结果;指导文献综述编写;各组择机开展校外学习、参观及试验;研究成果汇报和论文写作教学;论文写作指导和修改;完成论文投稿,校内课题汇报评选;课题总结。

Ø  无人机与AI探索之旅课程简介

通过授课、观影、研讨、实践等多种形式,让学生对人工智能和无人机技术更加直观和深入的了解,掌握无人机的基本操作和飞行技巧,了解无人机的应用和前景,提高科学素养和实践能力。同时,也可以增强学生的团队协作和沟通能力,提高领导力和组织能力。了解人工智能和无人机的基本原理和技术,包括但不限于机器学习、深度学习、传感器技术、遥控技术等;掌握无人机的基本操作和飞行技巧,包括起飞、飞行、悬停、减速、着陆等操作,以及不同飞行环境下的飞行技巧;培养青少年对航天工程的兴趣和热情,了解航天工程的重要性和挑战性,提高青少年的科技素养;通过实践和项目设计,培养青少年的创新思维和实践能力,探索无人机在各个领域的应用和前景;增强青少年的团队协作和沟通能力,通过小组合作,共同完成无人机设计和飞行任务,提高青少年的领导力和组织能力。

Ø  人工智能与机器人技术课程简介

通过授课、观影、研讨、实践等多种形式,让学生对伺服机构与机器人科学基础和相关专业知识有更加深入的了解,同时提升学生的原创性思维意识和动手实践能力,通过让学生对人工智能编程产生浓厚的兴趣,增强对航天事业的崇敬和向往。介绍伺服机构与机器人技术的基础知识;结合编程实践,介绍图像处理的基础知识;进一步深入了解空间机械臂的大体架构与工作环境;介绍伺服机构、灵巧手、外骨骼技术、目标识别与图像分割技术等与机器人密切相关的技术基础;通过伺服机构与机器人编程劳动竞赛作品设计,提升学生原创性思维,激发学生主动思考和动手实践能力。

Ø  国外航天装备与技术发展课程简介

介绍SpaceX公司的基本情况、发展历程和重点航天型号产品,总结该公司成功的“秘诀”,并对其未来进行展望。

通过授课、观影、研讨、实践等多种形式,让学生对重复使用航天器发展应用前景和相关专业知识有更加直观和深入的了解,同时提升学生的原创性思维意识和动手实践能力,通过让学生对重复使用航天器产生浓厚的兴趣,增强对航天事业的崇敬和向往。

Ø  “铜墙铁壁”的火箭结构—力学与航天课程简介

火箭结构的基本组成、结构设计需要考虑哪些因素,结构试验所涉及的力学环境专业、试验基本流程、力学发展历史与工程应用、前沿科技宣讲、科学研究的基本思路与流程、科学知识如何解决实际工程问题、试验现场参观学习、科研基地参与科学家研究项目。通过授课、参观、研讨、实践等多种形式,让学生对力学在火箭结构中的应用前景和相关专业知识有更加直观和深入的了解,同时提升学生的原创性思维意识和动手实践能力,通过让学生对物理学和数学产生浓厚的兴趣,增强对航天事业的崇敬和向往。

Ø  智能车辆入门与实践课程简介

了解民用和军用车辆的起源、历史,日新月异的新技术与无人车、智能车、太空车等创新车辆的发展,展开介绍车辆总体架构和感知、定位、决策、规划、运动控制的总体技术和核心系统的基本原理,尝试设计一款智能车。通过授课、观影、研讨、实践等多种形式,让学生对无人车、智能车、太空车及相关专业知识有更加直观和深入的了解,同时提升学生的原创性思维意识和动手实践能力,通过让学生对车和人工智能产生浓厚的兴趣,增强对创新的向往。