开源硬件项目设计教学案例
1. 项目选择，选择一个适合教学的开源硬件项目，比如
Arduino或Raspberry Pi等。这些项目具有丰富的资源和社区支持，适合学生学习和参与。
2. 硬件设计，教学案例可以包括从零开始设计一个简单的开源
硬件项目，比如温度传感器、智能灯光控制器等。学生可以学习电
路设计、传感器应用、电子元件选择等知识。
3. 软件编程，教学案例可以涵盖开源硬件项目的软件编程部分，比如使用Arduino IDE或Python等编程语言编写控制程序。学生可
以学习如何与硬件进行交互、控制和数据处理。
4. 实际操作，教学案例应包括实际操作环节，学生可以动手搭
建硬件原型、编写代码并进行调试。这有助于加深对开源硬件原理
和应用的理解。
5. 开源精神，教学案例还可以强调开源精神，鼓励学生分享他
们的项目和成果，参与开源社区，并了解开源硬件的发展历程和未
来趋势。
通过这样的教学案例，学生可以全面了解开源硬件项目的设计原理和实际应用，培养他们的创造力和实践能力。同时，也有助于推动开源硬件教育的发展和普及。
开源硬件项目案例 开源硬件项目是指将硬件设计图纸、原理图、电路板布局文件以及相关软件等开放给公众的项目。这些项目可以被任何人自由地使用、修改和分发，从而促进了硬件创新和知识共享。下面列举了一些知名的开源硬件项目案例。 1. Arduino（阿尔迪诺） Arduino是一个开源的电子原型平台，由意大利的一家公司开发。它使用简单的硬件和软件，使非专业开发人员能够快速创建各种互动项目。Arduino的开源性质使得用户可以自由地修改和分享自己的设计，进一步推动了创新。 2. Raspberry Pi（树莓派） Raspberry Pi是一款基于Linux系统的开源单板电脑，由英国的一家组织推出。它的目标是促进学校教育和普及计算机科学。Raspberry Pi的开源性使得用户可以根据自己的需求进行修改和定制，从而实现各种创意项目。 3. OpenROV（开放式远程操作水下机器人） OpenROV是一个开源的水下机器人项目，由美国的一家公司发起。它的目标是提供一个低成本的水下探索工具，使任何人都能够探索水下世界。OpenROV的开源设计使得用户可以根据自己的需求进行改进和定制，从而实现更多功能。
4. RepRap（自复制3D打印机） RepRap是一个开源的3D打印机项目，由英国的一家公司发起。它的目标是提供一个可以自我复制的3D打印机，使用户能够以较低的成本制造自己的打印机。RepRap的开源性质使得用户可以自由地修改和改进设计，从而推动了3D打印技术的发展。 5. BeagleBone（比格骨） BeagleBone是一个开源的嵌入式开发板，由美国的一家公司推出。它具有较高的性能和灵活性，可用于各种嵌入式系统开发。BeagleBone的开源性质使得用户可以自由地修改和定制硬件和软件，从而满足不同的应用需求。 6. OpenBCI（开放式脑机接口） OpenBCI是一个开源的脑机接口项目，由美国的一家公司发起。它的目标是提供一个低成本的脑机接口设备，使人们能够通过大脑信号控制计算机和其他设备。OpenBCI的开源设计使得用户可以自由地修改和改进设备，从而实现更多功能和应用。 7. OpenSprinkler（开源灌溉控制器） OpenSprinkler是一个开源的自动灌溉控制器项目，由美国的一家公司发起。它的目标是提供一个低成本的智能灌溉系统，使用户能够根据需要控制灌溉时间和水量。OpenSprinkler的开源性质使得用户可以自由地定制和改进控制器，从而满足不同的灌溉需求。
教学设计
准备硬件。 第二部分：程序设计 如何通过程序设计实现硬件模拟警笛效果呢？ 学生讨论，理清编程思路。 小组合作讨论，学生自己尝试，想出程序设定思路。 开始→设定高音调→设定低音调 循环执行 学生通过讨论后理清楚编程思路，老师出示音调设定方法。 在理清思路后，学生自主尝试程序设定。 学生展示程序并测试硬件，讲解自己的设定思路。 根据成功案例，其他学生再次完善修改。 学生集体展示作品 任务二:设定程序，实现LED模拟警灯效果。 通过微视频复习LED程序设定方法。 小组讨论、探究 参照学习锦囊了解音调对照表 尝试编程 修正程序，再次完善作品。 学生观看微视频。 根据微视频的提示及前面已经学习过的知识，自主完成任务。 学生展示完成作品 学生交流汇报。 学生交流展评
自主分析任务，根据任务需求效果设定程序。 学生尝试编程，实现任务效果 成果展示，互相点评。完善提升。 创意设计:想一想：利用今天所学，你能设计出其他创意作 品服务于我们生活吗？ 学生讨论畅想。交流汇报 作 业 布 置 尝试设计其他创意作品 课题：开源硬件蜂鸣器程序设计学情分析
作为六年级的学生，对于计算机一些常用的应用软件和图形化编程已经比较熟悉。在学习本课前，学生已经初步具备利用图形化编程创作，图形化编程能力，可以说本课是让学生在原有基础上的一个提升。虽然有一定的难度，但是其趣味性可以吸引学生尽可能地完成操作。所以学习本课是学生提高能力和陶冶情操的完美结合。 学生对信息技术课兴趣很浓，主要原因在于对计算机的好奇以及计算机的游戏、娱乐功能，这点很重要，只要能充分抓住并利用好这一特点，将游戏、娱乐适当蕴含于课堂，对教学效果的提高有着事半功倍的作用，这就是所谓的任务驱动法。 针对问题的改进方法： 一、是要对学生加强平时的考核，并通过竞赛加分的方法，让能力强的学生能充分发挥出聪明才智，更加全面地考查学生。 二、是平时要加强对基础较弱学生的帮助，教会他们正确地请教方法，自己掌握一些基本的技能，不要完全依赖于别人。 信息技术是一门学科，也是学习和工作的一种工具，让学生从小就掌握好信息技术，有利于学生的后续发展。作为信息技术教师要重视这门学科，并让孩子也重视这门学科，共同提高信息技术水平。 学习效果评测结果及分析 课后，我对全班学生的学习情况进行了测评，分析如下：
小学信息技术开源硬件及软件教案 随着信息技术的发展，人们对于信息技术的学习也越来越重视。作为小学教师，我们应该积极引导学生掌握基本的信息技术知识，并将其应用于实际场景中。本文将为您介绍一套小学信息技术开源硬件及软件教案，希望能给您在教学过程中提供一些有用的参考。 一、教学目标 1. 了解信息技术的基本概念和发展历程； 2. 理解开源硬件和软件的概念； 3. 学会使用开源硬件进行基本电路的搭建； 4. 掌握基本的编程思维和开发简单的软件程序。 二、教学内容 1. 信息技术的基础知识 a. 什么是信息技术？ b. 信息技术的发展历程及应用领域； c. 信息技术在日常生活中的应用。 2. 开源硬件和软件的概念介绍 a. 什么是开源硬件和软件？ b. 开源硬件的特点和优势； c. 开源软件的概念和分类。 3. Raspberry Pi的介绍及应用
a. 什么是Raspberry Pi？ b. Raspberry Pi的应用领域； c. Raspberry Pi的基本组成及搭建过程。 4. Scratch编程软件的使用 a. 什么是Scratch？ b. Scratch的基本操作和编程语法； c. 利用Scratch编写简单的程序。 三、教学步骤与方法 1. 信息技术基础知识的讲解 a. 通过图文并茂的方式介绍信息技术的基本概念和发展历程； b. 引导学生思考信息技术在日常生活中的应用。 2. 开源硬件和软件的解释 a. 通过案例分析引导学生了解开源硬件和软件的概念及其优势； b. 鼓励学生亲身体验使用开源硬件，激发学生的兴趣。 3. Raspberry Pi的介绍及应用实践 a. 介绍Raspberry Pi的基本特点和应用场景； b. 搭建Raspberry Pi的基本电路，展示其基础功能。 4. Scratch编程软件的学习与应用 a. 分步骤讲解Scratch的基本操作和编程语法；
基于开源硬件的中学人工智能课程设计 与实践 摘要：随着我国科学技术的飞速发展，进一步加强人工领域的教学，是我 国教育的热门话题。在中学阶段，加强人工智能课程的设计，利用开源硬件，开 展人工智能教学，积极的做好学生的人工智能启蒙教育，加强学生对人工智能的 理解和认识，推动我国人工智能行业的发展。本篇文章就是基于开源硬件的中学 人工智能课程设计与实践进行研究，通过了解中学生学习人工智能的意义，提出 具体的课程设计与实践策略，推动人工智能课程的改革与发展。 关键字：开源硬件；人工智能教育；中学 引言：随着社会的发展，我国人工智能的领域不断优化，为了加强人工智 能领域的开发与应用，推动我国人工智能的发展。在进行初中教学的过程中，可 以让人工智能的课程走入初中的教学课堂，做好学生的人工智能普及和启蒙教学，利用开源硬件，为学生普及人工智能知识，加强学生对人工智能的理解和认识。 一、中学生学习人工智能的意义 （一）提高学生的信息素养 让初中学生学习人工智能的课程，提高学生对人工智能的理解和认识，可以 有效的提高学生的信息素养。目前，我国是信息高速发展的时代，信息化技术， 人工智能的发展，在我们的生活中广泛的应用，改变了我们日常生活和工作的方式。积极的开展人工智能课程，让学生了解人工智能的算法，了解传感器的应用，了解编程系统，了解大数据的处理等，一系列有关于人工智能的知识。提高学生 对我国信息技术的了解和掌握，让教育与时俱进，丰富学生的信息素养，推动学 生的学习与发展。 （二）为国家培养人工智能后备力量
少年智则国智，少年是祖国未来发展的希望。初中学生正是青春期，学生的 学习能力较强，接受新事物较快，具有较强的创新性。要想使教育与时俱进，促 进科学技术的创新与发展，就要从初中开始为学生普及人工智能知识，加强学生 对人工智能的了解。通过开展人工智能的课程，让学生对我国人工智能的发展有 所了解，提高学生对人工智能领域的认识，让学生未来真正从事到人工智能的工 作中，推动我国人工智能行业的发展。加强人工智能教学，为国家培养人工智能 的后备力量，让学生了解人工智能行业，走入人工智能行业，充分的发挥自己的 创造力和潜能，进行技术的突破和创新，推动社会的发展。 三、利用开源硬件开展中小学人工智能课程内容的设置 （一）语音识别模块，进行语音识别的学习 在进行人工智能课程教学的过程中，教师可以利用语音识别模块，积极的 开展人工智能教学，加强学生对语音识别的学习。目前，在我国市场上，语音识 别的模块种类角度，不同的模块价格也不同。一般模块的价格在60块钱左右， 非常适合开展中学生人工智能教育。再进行语言识别模块教学的过程中，人工智 能的教学教师。首先要教会学生智能语音系统的基本原理，让学生了解智能语音 技术。其次，教师要教会学生，结合智能语音系统，进一步开发与设计，将智能 语音系统安装在各种各样的物品中。可以让学生制作一个语音控制的小汽车，通 过智能语音系统实现声控，让小车在语音系统的控制下，实现前进后退左右转的 命令。不仅如此，教师还可以带领学生进行教学实践，大连学生只做一个智能语 音识别的垃圾桶，通过语音识别来实现垃圾桶的移动和开关，激发学生对人工智 能的学习兴趣。 （二）利用zigbee模块，进行大数据的学习 在进行人工智能教学的过程中，为了加强学生对大数据的学习和了解，提高 学生对大数据的认识。在进行教学时，教师可以利用ZigBee模块，积极的开展 教学。几个zigbee模块可以进行临时联网。通过连锁网络，可以实现无限的通信。通过星联网，可以通过传感器收集每个环境的参数。使用Zigbee模块的另 一个优点是，它可以实现内部自组网，完成各种远程监控、数据收集和其他操作，
3.2开源硬件编程基础教学设计 【3.2 开源硬件编程基础教学设计】 引言： 在当今数字化时代，计算机科学和编程技能已经成为必备的核心能力。为了培养学生的创造力和解决问题的能力，开源硬件编程作为一种创新的教学方法正在逐渐受到教育界的重视。本文将从教学设计的角度，一步一步回答关于开源硬件编程基础教学的问题，帮助读者了解如何设计一堂富有启发性和趣味性的开源硬件编程课程。 一、目标与目标定位 1.1 目标 开源硬件编程基础教学的目标是培养学生的计算机科学思维和编程能力，同时激发学生的创造力和解决问题的能力。通过学习和实践，学生应该能够理解开源硬件编程的基本原理和方法，并能够独立设计和开发简单的硬件项目。 1.2 目标定位 本教学设计适用于初级阶段，面向初学者或对开源硬件编程有兴趣的学生。学生应该具备计算机基础知识和一定的编程经验，例如熟悉基本的编程概念和语法。
二、教学内容与方法 2.1 教学内容 开源硬件编程基础教学的核心内容应包括以下几个方面： （1）开源硬件概述：介绍什么是开源硬件，以及与传统硬件开发的区别和优势。 （2）硬件平台介绍：选择适合初学者的开源硬件平台，例如Arduino、Raspberry Pi等，并介绍其基本组成和功能。 （3）编程语言和工具：选择适合开源硬件编程的编程语言和开发工具，例如Arduino IDE、Python等，并介绍其基本用法和特点。 （4）基本电路知识：了解电路的基本原理，包括电压、电流、电阻等，并学习如何搭建简单的电路。 （5）传感器和执行器：介绍常用的传感器和执行器，并学习如何与硬件平台进行连接和控制。 （6）编程基础：学习编程的基本概念和语法，包括变量、循环、条件语句等，并通过编程实践来加深理解。 （7）项目实践：通过设计和实现简单的硬件项目，如LED灯控制、温度传感器等，来巩固所学知识和培养创造力。 2.2 教学方法 为了提高学生的参与度和学习效果，可以采用以下教学方法：
基于开源硬件的初中S4A程序设计教学的探索和思考精 选文档 在当今科技高速发展的时代，计算机编程已经成为一项具有重要意义 的技能。为了培养学生的创新意识和编程能力，教师们开始探索采用基于 开源硬件的程序设计教学方法。本文将针对初中学生，以S4A为例，进行 探索和思考。 S4A是一款基于开源硬件Arduino的图形化编程软件，它提供了一种 更加直观、简单的方式来学习编程。相比于传统的编程语言，S4A的图形 化编程界面可以提高初学者的学习兴趣和动力。 首先，S4A适合初中学生的情况。随着物联网的快速发展，学生对硬 件编程产生了浓厚的兴趣。S4A正是以开源硬件Arduino为基础，通过图 形化编程界面，让学生可以轻松理解和操作硬件。同时，S4A还提供了丰 富的传感器和执行器，可以让学生有更多的实践操作空间。 其次，S4A具有可视化编程的优势。对于初学者来说，传统的文本编 程语言往往难以理解和掌握。而S4A采用了图形化编程界面，学生只需要 通过拖拽和连接代码块的方式，就可以完成程序的设计。这样不仅能够降 低学习的难度，还可以更加直观地展示程序的执行过程。 第三，S4A有丰富的教学资源和社区支持。在S4A的官方网站和社区中，有大量的教学案例、视频教程和交流分享，可以帮助教师和学生更好 地进行学习和交流。此外，S4A的开源特性也意味着可以自由地定制和扩 展功能，满足不同学生的需求。 然而，基于开源硬件的初中S4A程序设计教学还面临一些挑战。首先，教师需要具备一定的硬件知识和编程能力，才能更好地指导学生。其次，
初中学生的编程基础较为薄弱，需要教师引导他们在实践中逐渐学习和提升。此外，由于硬件设备的成本较高，学校可能需要提供足够的设备支持。 为了解决这些挑战，可以采取以下措施。首先，学校可以鼓励教师参 加培训和学习相关知识，提高他们的教学能力。其次，教师可以开展一些 实践活动，如小组合作、项目设计等，来帮助学生提升编程能力。最后， 学校可以争取更多的资源支持，如购置适合的设备和软件许可等。 总而言之，基于开源硬件的初中S4A程序设计教学具有许多优势，可 以激发学生的创造力和编程兴趣。然而，教师需要克服一些挑战，并通过 相关措施来促进学生的学习和发展。相信在教师和学生共同努力下，基于 开源硬件的初中S4A程序设计教学将会取得更好的成果。
基于开源硬件的力学实验创意设计作者：黄萍萍李敦勇 来源：《江苏科技报·E教中国》2020年第15期
黄萍萍浙江省温州市平阳县水头镇第五小学教师。温州市教坛中坚、学科骨干教师，平阳县学科课堂教学一等奖获得者，指导的学生在各类比赛中获奖。 李敦勇浙江省温州市平阳县新纪元双语学校教师。全国青少年电子信息智能创新大赛优秀指导师，指导的学生在各级比赛中获得一等奖奖项。撰写的《设计一个智能家居模型》等多篇案例在《中国信息技术教育》刊物上发表。 教学背景 “我们的小缆车”是教科版科学五年级上册第四单元第一课时的内容，主要研究拉力大小与小车的运动之间的关系。通过本课学习，学生能理解物体重力的产生，垫圈重力与小车所受拉力的转换，以及拉力大小和小车运动快慢的关系。但在原型实验中，学生需要用秒表测量小车每次从起点到终点用的时间，记录每次实验的数据，而秒表计时可能存在误差问题。另外，实验结束时需要汇集全班各小组的数据，观察分析规律，消耗不少时间，导致研讨时间不够。通过开源硬件和物联网技术简化实验操作，可以很好地解决这些问题，使实验数据更为准确、直观，更容易分析。 教学目标 知识与技能了解重力是物体由于地球吸引而受到的向下的拉力;知道一定的拉力能够使静止的小车运动起来，拉力越大，小车运动得越快。 过程与方法安装用重力拉动的小车;制订研究计划，做拉力大小与小车运动快慢关系的实验;用实验数据验证自己的推测。 情感态度与价值观注重获取证据，用证据来证明观点。 教学重点与难点 教学重点拉力大小与小车运动速度快慢关系的实验设计与实施。 教学难点用实验数据验证推测。 教学准备 一、材料准备 掌控板1个，N+百灵鸽扩展板1个，数字大按钮模块3个，数字防跌落传感器2个，小车1个，椴木板和棉线若干。
认识开源硬件试讲教案及反思 教案标题：认识开源硬件试讲教案及反思 教学目标： 1. 了解开源硬件的基本概念和原理。 2. 掌握开源硬件的应用领域和发展趋势。 3. 培养学生的创新思维和动手能力。 教学内容： 1. 开源硬件的定义和特点。 2. 常见的开源硬件平台和项目介绍。 3. 开源硬件的应用案例分析。 4. 学生动手实践：搭建一个简单的开源硬件项目。 教学步骤： 1. 导入（5分钟）： - 引入开源硬件的概念和意义，激发学生的学习兴趣。 - 介绍开源硬件的基本原理和与传统硬件的区别。 2. 知识讲解（15分钟）： - 介绍常见的开源硬件平台和项目，如Arduino、Raspberry Pi等。 - 分析开源硬件在物联网、机器人等领域的应用案例，展示其创新和实用性。 3. 实践操作（30分钟）： - 学生分组合作，根据提供的材料和指导，搭建一个简单的开源硬件项目。 - 学生通过实践操作，了解开源硬件的具体应用和工作原理。 4. 总结反思（10分钟）：
- 学生展示他们的实践成果，并分享他们的感受和体会。 - 教师引导学生进行反思，让他们思考开源硬件对未来的影响和自身的发展方向。 教学资源： 1. 开源硬件平台和项目的介绍资料。 2. 实践操作所需的硬件设备和材料。 3. 实验室或教室的实践环境和工具。 教学评估： 1. 学生实践操作的成果和表现。 2. 学生对开源硬件的理解和应用能力。 3. 学生的反思和思考能力。 教案反思： 在教案撰写过程中，我注意到了以下几点需要特别关注和改进： 1. 教学目标的具体性和可测量性：目标应该更加具体明确，以便更好地评估学生的学习成果。 2. 实践操作的指导和支持：需要提供更详细的指导和支持，确保学生能够顺利完成实践任务。 3. 学生参与度的提高：在教学过程中，需要采用多种教学方法和策略，激发学生的积极参与和合作精神。 通过对教案的反思和改进，我相信能够提供更专业和有效的教学指导，帮助学生更好地认识和应用开源硬件。
基于开源硬件的初中创客课程设计与实践 基于开源硬件的初中创客课程设计与实践 随着科技的快速发展，信息时代的到来以及新的教育理念的兴起，越来越多的学生开始接触并参与到创客教育中来。而作为创客教育的一种重要形式，基于开源硬件的课程开始在初中阶段得到广泛的应用和推广。本文将探讨基于开源硬件的初中创客课程设计与实践的过程，分析其对学生综合能力培养的促进作用，并探索如何进一步提高课程的质量与效果。 一、课程设计与内容 基于开源硬件的创客课程旨在通过让学生亲自参与实践项目，从而培养学生的创造力、动手能力、合作能力以及解决问题的能力。课程设计需要根据初中学生的年龄特点和学科知识结合，分为不同的模块来进行。例如，可以有电子电路模块、编程模块、机械设计模块等，学生可以选择自己感兴趣的模块进行学习。 在电子电路模块中，学生可以学习电子元器件的基本原理和用途，了解电路的组成和工作原理。通过自己亲手搭建简单的电子电路，并进行实际操作和调试，使学生对电路原理有更深入的认识。 在编程模块中，学生可以学习各种编程语言的基本知识和应用，例如Arduino、Python等。学生可以通过编程控制硬件，实现各种有趣的运动和功能。通过编程模块的学习，学生能够培养自己的逻辑思维、解决问题的能力和创新意识。 在机械设计模块中，学生可以学习基本的机械原理和设计方法，通过自己设计和制作简单的机械装置和结构。学生通过实际操作，了解机械原理的运用和机械结构的制作过程，培养
自己的工程思维和实践能力。 这些模块的设计和内容既可以独立进行，也可以相互结合，形成综合性的项目。通过项目化的学习，学生能够更直观地理解和应用自己所学的知识，培养学生的动手实践能力和团队合作意识。 二、实践活动与项目 基于开源硬件的创客课程注重实践活动和项目实施，通过真实的实践来培养学生的创造力和解决问题的能力。学生可以通过分小组或个人实施一系列的实践项目。 例如，学生可以设计和制作一个小型智能车，通过编程控制车辆的运行和传感器的检测，实现自动避障或者遥控操控等功能。在这个项目中，学生需要进行电路的搭建、传感器的应用、编程的实现等多个环节，全面培养学生的综合能力。 另外，学生也可以设计和制作一个智能家居系统，通过编程控制灯光、电器等设备的开关和运行。这个项目需要学生了解家居设备的控制原理，并进行相应的硬件搭建和编程调试，培养学生的逻辑思维和创新能力。 三、影响与提高 基于开源硬件的创客课程设计与实践对学生的综合能力培养有着积极的影响和促进作用。 首先，创客课程设计能够激发学生的兴趣和主动性，使他们更加积极主动地参与学习和实践。学生通过自己亲自动手实践项目，能够更加深入地了解和掌握所学的知识，增强学习的主动性和深度。 其次，创客课程设计能够培养学生的创新思维和解决问题的能力。学生在实践项目中需要解决各种实际问题，这要求他们具备较强的思考和解决问题的能力。通过创客课程的学习和
借助开源硬件开展人工智能实验教学——以虚谷号为例 作者：谢作如 来源：《中国信息技术教育》2020年第07期 人工智能是通过智能机器延伸、增强人类改造自然、治理社会能力的新兴技术。2017年，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，提出要“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程”。随后发布的《高中信息技术新课程标准（2017年版）》（下面简称“2017版课标”），不仅在必修模块1“数据与计算”中加入了人工智能的要求，还独立设置了一个名为“人工智能初步”的选择性必修模块。 ● 人工智能教育与开源硬件 2017版课标对人工智能的学习提出了较高的要求，要求“搭建面向实际生活的应用场景”的智能系统，既然要搭建智能系统，那么学生如果仅了解人工智能的基础算法是不够的，还需要熟悉常见的人工智能开发工具和框架。新编写的高中教材全部采用Python作为基础语言，支持Python的人工智能框架则成了首选。Python语言具有开源和跨平台的特点，在Linux系统下资源更多，树莓派、虚谷号之类能运行Linux系统的开源硬件，自然而然成为学习人工智能的重要载体，也因此，2017版课标中多处提到了开源硬件。
● 借助开源硬件完成经典人工智能实验 高校里的人工智能课程教学，一般会结合系列实验，让学生亲历过程以培养能力。做实验则需要环境，搭建能够完成一系列人工智能实验的Python环境，需要安装很多扩展库，但现在中小学的机房绝大多数采用的是Windows系统，以至于配置编程环境成为一项难度很大的工作，还常常会发生模块之间不兼容的问题，让初学Python的教师无从入手。 开源硬件的固件安装方便，用专用的工具“刷入”即可。结合高中教材分析，开源硬件能够支持以下三类人工智能实验。 ①人工智能基础算法实验。绝大多数的教材会将专家系统、K近邻聚类、K均值分类、决策树、回归分析、贝叶斯分析和神经网络等作为人工智能基础算法。支持这些实验的Python 库主要有scikit-learn、Keras和Tensorflow等。 ②特定環境支持的人工智能实验。计算机视觉、OCR、语音识别、自然语言处理之类是人工智能的主要应用领域，需要一些特定的库支持。计算机视觉一般选择OpenCV，人脸识别还会借助Dlib和face_recognition等。离线版本的语音识别库效果都不太好，建议使用百度AI开放平台的SDK，或者腾讯AI的WebAPI。自然语言处理还需要支持中文分词的库，如jieba。 需要强调的是，语音识别中的语音唤醒实验在Windows下没有找到特别合适的库，而Linux下可以使用Snowboy或者百度AI的SDK。 ③结合传感控制的复杂交互实验。随着人工智能技术的迅速发展，人机交互不再是单纯的命令输入和输出，越来越体现出“自然交流”的特点。人工智能也逐步拟人化、可视化，真实可触可交互。 在普通的计算机上，几乎没有办法实现“传感与控制”，因为需要借助与各种外设或者智能终端，而开源硬件是智能终端的典型代表，其芯片引脚电平可以编程控制，不仅能够输出高低电平、读取电平状态，还具备ADC和PWM的功能，是实现人工智能复杂交互的最好选择。 ● 在虚谷号上做人工智能实验 相对来说，能在普通电脑上完成的人工智能实验，在虚谷号上也能完成。虚谷号上已经预装了Python和常见AI框架，在虚谷号上我们成功完成了神经网络的一系列实验，具体如下表所示。 一般来说，一个完整的机器学习实验，分成收集数据、清洗数据、模型搭建、训练模型、评估模型和应用模型这几个基本步骤。在虚谷号上不仅可以完成实验，体验所有的步骤，还可以直接应用模型搭建一个智能信息系统。以手写数字识别、手势识别实验为例，在虚谷号上训
《红绿灯自动控制系统的实现》教学案例 张向红朱桂荣 开源硬件项目设计是新课标中选择性必修模块6中的内容，Arduino开源硬件设计是高中信息技术的校本课程。“用Arduino实现红绿灯系统”需要三节课完成，第一节内容为：认识Arduino的接口，认识Arduino 的编程软件界面，学会把程序编译并上传到Arduino 上，利用Arduino的5V输出口、接地口、电阻、发光二极管、面包板完成一个使发光二极管亮的硬件连接。第二节内容为：完成红绿灯系统的硬件连接并用软件实现红绿灯系统的自动控制。第三节内容为：完善、优化红绿灯系统和学生展示红绿灯系统。本节课为第二节课。 本次课的授课对象是高一年级的学生，通过第一节课的学习，学生已经对Arduino的接口有一定的认识，已经可以利用Arduino的5V 输出口和接地口完成一个使灯亮的硬件连接；对Arduino的编程软件界面有了一定的认识，且知道编译程序并把程序上传到Arduino上；知道现实生活中十字路口的红绿灯 是如何工作的。 导入新课，呈现任务 情境导入 师：过十字路口时我们都需要遵循红绿灯，通过上节课的学习我们已经知道红绿灯系统是怎么工作的了，这节课我们就来搭建一个红绿灯系统。 呈现任务 师：红绿灯系统就是对红灯、绿灯、黄灯进行自动控制，我们首先完成对一个灯进行自动控制，以绿灯为例，这里我们使用绿色发光二极管代替（由此引出第一个任务：用程序控制绿灯的亮和灭）。 设计意图：十字路口的红绿灯系统是学生比较熟悉的，每个学生都知道红绿灯是如何工作的，通过解决生活中常见的实际问题，激发学生的学习兴趣，培养学生的问题解决意识。 完成任务，探究新知 任务一：用程序控制绿灯的亮和灭 师：第一节课我们已经学过利 用Arduino的5V输出口和接地口搭建一个使绿灯亮、使发光二极管亮的硬件连接，在这个电路中为什么
项目名称：感知环境 一、项目前置知识简析 本项目配合教材必修一课程使用，基于核心知识点：数据与信息。 教学需要的前置知识点有： 1、数据特征 2、信息特征 项LI实践内容主要包括： 1、学习如何使用传感器采集数据； 2、学习从数据中获取信息； 3、理解数字量和模拟量的概念； 4、理解数据与信息的概念和它们之间的关系； 5、学习计算思维的概念，理解如何借助计算思维解决计算问题。 二、教学目标 1、根据连线图进行实物连接，理解传感器的使用和接线方法； 2、理解数据釆集的方法； 3、掌握在BXY中编写代码及查看数据的方法； 4、掌握从数据中获取信息的能力。 三、教学中点难点 教学重点：根据连线图进行实物连接，理解传感器的使用方法。教学难点：掌握在BXY中编写代码读取传感器数据。
四.教学流程 1、背景分析，引入H标 提岀冋题并讨论： 1、大冢知道空气湿度是隨着什么变化的吗？ （会根据一年四季的气候娈化而变化。） 2、那么湿度的多少会影响到我们的身禅健康呢？ （引入到下阶段资料阅读） 缶到不运 ________________ -20% 20% - 40% 40% - 60%>60% - 80% 80% - 湿度对人体健廣的影响决料谕叱 人体感觉比採毎适的湿度S 40%-60%f。在空气湿度情景导 入为5 / \ 2 5%时/病菌较难传播；但如果空气湿度超过65% < 人会感到闷闷、呼吸困难・湿度过高时・潮湿旳空气容易让入患风 湿病和气管炎，相对湿度如果达到80%以上•有碍人的机体蒸友 散热•对患有肾病、结核病二慢性腰腿病的人都有不艮影响•如超 过90% •会使人体呼吸系统和黏膜产生不适• 当室内空气湿度低于40%的时候•灰尘、细菌等容易附着在 黏膜上 > 剌激喉部 > 引友咳嗽，同时容易诱友支气管炎、哮喘等 呼吸系统疾病。湿度过小时•因上呼吸道粘膜的水分大皇丧失，人 感觉口干舌燥，甚至出现咽陵肿痛、声音嘶哑和鼻出血•并诱友愍 冒。 教学环节教学内容学生活动设计意图 情景导入 1 背景故事阅读： 大家都知道•在气温过罢和过低的时侯都会影响到我们身 怎的状态，甚至可能会生病•但是你知道吗？其实除了温度， 还有其他因素会彭响到我们的身心状态• 在炎热的夏季，很多人都会觉得闷热难忍，身体乏力，而 在冬季•很多人又会觉得干燥上火，大多数人认为这是”温度" 在作祟•其实•彩响我们身体健廣及身心健護的并不仅仅是温 度，空气湿度也是造成这一现越的主要原因。 参与讨论，并 记录讨论结果• 逬行分享• 通过讨论影响 身体状况的因 素•引出湿度 的条件• 在了解了空气 中的温湿度条 件对健康的影 响•引出本节 课的目标，设计 环煩检测装置 的任务・ 参与讨论，并 记录讨论结果• 逬行分享-