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。
8. OpenMV（开源机器视觉模块）
OpenMV是一个开源的机器视觉模块项目，由美国的一家公司发起。它的目标是提供一个低成本的机器视觉解决方案，使用户能够轻松地实现各种视觉应用。OpenMV的开源设计使得用户可以自由地修改和改进模块，从而实现更多功能和应用。
9. OpenWrt（开源路由器固件）
OpenWrt是一个开源的路由器固件项目，由全球的开发者社区维护。它的目标是提供一个灵活、可定制的路由器操作系统，使用户能够自由地配置和管理网络。OpenWrt的开源性质使得用户可以自由地修改和定制固件，从而实现更多功能和性能优化。
10. KiCad（开源电子设计自动化工具）
KiCad是一个开源的电子设计自动化工具项目，由全球的开发者社区维护。它的目标是提供一个免费、开源的电子设计工具套件，使用户能够设计和制造自己的电子产品。KiCad的开源性质使得用户可以自由地修改和扩展工具，从而满足不同的设计需求。
这些开源硬件项目都具有不同的特点和应用领域，它们的共同点是开源性质，使用户可以自由地使用、修改和分享设计。这种开放的创新模式促进了硬件技术的发展，并为用户提供了更多的选择和自定义的机会。
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。
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。
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。
easymodbus案例 【最新版】 目录 1.EasyModbus 简介 2.EasyModbus 的功能 3.EasyModbus 的案例应用 4.EasyModbus 的优势和未来发展 正文 1.EasyModbus 简介 EasyModbus 是一款基于 Modbus 协议的开源硬件和软件平台，旨在使 Modbus 协议的实施和使用变得更加简单和便捷。Modbus 协议是一种通用的工业通信协议，被广泛应用于电力、水处理、石油和天然气、制造业等领域。 2.EasyModbus 的功能 EasyModbus 具有以下几个主要功能： （1）数据采集：EasyModbus 能够从各种传感器和设备中采集数据，例如温度、压力、流量等。 （2）数据处理：EasyModbus 能够对采集到的数据进行预处理，如数据滤波、标度等。 （3）数据通信：EasyModbus 支持各种通信方式，如串口、以太网、无线等，能够将采集到的数据发送到其他设备或系统。 （4）数据存储：EasyModbus 能够将采集到的数据存储到本地数据库或远程数据库中，便于进行数据分析和监控。 3.EasyModbus 的案例应用
EasyModbus 已经在多个领域和行业中得到了广泛应用，以下是一些典型的案例： （1）智能工厂：在智能工厂中，EasyModbus 可以采集生产线上的各种传感器数据，如温度、压力、速度等，并将这些数据发送到控制系统中，实现生产过程的实时监控和优化。 （2）智能农业：在智能农业中，EasyModbus 可以用于监测土壤温度、湿度、养分等参数，以及监控灌溉系统和温室设备，从而实现农业生产的自动化和智能化。 （3）智能建筑：在智能建筑中，EasyModbus 可以用于监测室内温度、湿度、空气质量等参数，以及控制空调、照明等设备，实现建筑的节能和舒适。 4.EasyModbus 的优势和未来发展 EasyModbus 具有以下几个优势： （1）易于实施：EasyModbus 基于 Modbus 协议，具有统一的数据格式和通信协议，使得设备之间的集成和通信变得更加简单。 （2）成本低：EasyModbus 采用开源硬件和软件，大大降低了用户的成本。 （3）可扩展性强：EasyModbus 具有良好的可扩展性，能够适应各种应用场景和需求。
rust项目案例 Rust是一种系统级编程语言，注重安全性、并发性和速度。它被设计为一种适用于各种用例的通用编程语言，包括嵌入式系统、网络服务和大规模并行计算等。以下是一些使用Rust开发的项目案例。1. Tokio：Tokio是一个Rust编写的异步运行时库，用于构建可伸缩的网络应用程序。它提供了一组异步I/O原语，以及用于编写高性能的网络服务器和客户端的工具。Tokio利用Rust的安全性和并发性，使开发人员能够编写高效、易于维护的网络应用程序。 2. Rocket：Rocket是一个用Rust编写的Web框架，提供了一种简单、安全且高效的方式来构建Web应用程序。它使用Rust的类型系统和编译时检查功能，提供了一种可靠的方法来处理HTTP请求和响应。Rocket还提供了一组强大的宏，用于简化路由、请求参数解析和模板渲染等常见任务。 3. Diesel：Diesel是一个用于Rust的ORM（对象关系映射）框架，用于与数据库进行交互。它提供了一组类型安全的API，使开发人员能够使用Rust的强类型系统来构建和执行数据库查询。Diesel 支持多种数据库后端，并提供了一组强大的工具，用于处理数据库模式和迁移等任务。 4. Serde：Serde是一个用于序列化和反序列化数据的Rust库。它提供了一组通用的API，用于将Rust数据结构转换为标准的数据格
式（如JSON、BSON）并进行相反的转换。Serde利用Rust的类型系统和编译时检查功能，提供了一种安全、高效的方法来处理数据序列化和反序列化。 5. Actix：Actix是一个用于构建高性能、可伸缩的网络应用程序的Rust框架。它基于异步I/O模型，并提供了一组易于使用的API，用于处理HTTP请求和响应。Actix利用Rust的并发性和安全性，使开发人员能够构建高效、可靠的网络应用程序。 6. RustCrypto：RustCrypto是一个用Rust编写的密码学库集合，提供了各种密码学算法的实现。它使用Rust的安全性和性能优势，为开发人员提供了一组可靠、高效的密码学工具。RustCrypto支持对称加密、非对称加密、哈希函数和消息认证码等常见密码学算法。 7. Rustfmt：Rustfmt是一个用于格式化Rust代码的工具。它提供了一组规则和配置选项，用于自动格式化Rust代码，使其具有一致的样式和可读性。Rustfmt利用Rust的语法解析功能，确保生成的代码符合Rust的最佳实践和约定。 8. Rustyline：Rustyline是一个用于实现命令行交互界面的Rust 库。它提供了一组API，用于处理用户输入、自动完成和历史记录等功能。Rustyline利用Rust的类型系统和错误处理机制，提供了一种安全、可靠的方法来处理命令行交互。 9. Rocket Chip：Rocket Chip是一个用于构建自定义RISC-V处理
开源硬件创客教育实践分享近年来，开源硬件越来越受到关注，在教育领域也越来越得到应用。创客教育旨在通过开放式的制作、尝试和探索来鼓励学生的创造能力和创新思维。本文将分享我在开源硬件创客教育实践中的一些心得和体会。 一、为什么选择开源硬件创客教育？ 开源硬件是一种能够激发学生创造力和创新思维的工具。通过这种工具，学生可以学习电子硬件的基础知识、掌握编程语言和算法，并在实践过程中培养解决问题的能力。开源硬件创客教育可以让学生从被动的知识接受者变为积极的创造者，从而提高他们的自主学习能力和创新能力。 同时，开源硬件一般价格比较低廉，学生可以用相对较小的投资成本接触到电子硬件、编程语言和设计思想。开源硬件的普及程度也越来越高，供应链逐渐完善，学生可以很方便地获取到各种开源硬件设备及其组件，从而大大降低了学习门槛。 二、开源硬件创客教育的实践 在实践中，我发现在开源硬件创客教育过程中，学生对于设计思维和编程语言的学习和应用都有了很大的提高。以下是我实践中的一些案例： 1. 温度计设计
让学生自己设计和制作一个温度计，从中学习模拟电路、数字 转换和串口通讯等知识。在这个过程中，学生需要对电路和编程 进行探究和尝试，可以激发他们对电子硬件和编程的兴趣和热情。 2. 智能小车设计 让学生设计和制作一辆智能小车，学生需要掌握电机驱动、编 码器测速、避障等知识。在设计中，学生需要合理安排智能小车 的构造和编程，从中学习到从构思到执行的全过程，充分锻炼了 他们的创造力和动手能力。 3. 机器人设计 让学生设计和制作一个机器人，学生需要掌握编码器、电机、 陀螺仪、加速度计等知识。在设计中，学生需要合理安排机器人 的功能和控制程序，从中学习到编程语言和机电一体化的实践能力，充分锻炼了他们的解决问题的能力。 三、开源硬件创客教育的意义 通过开源硬件创客教育，可以培养学生的创造性思维、独立解 决问题的能力和团队协作精神。在实践中，学生需要从失败中吸 取教训、钻研技术问题、不断优化设计方案，从中提高对科技的 认识和理解，形成积极乐观的创新思维。 此外，开源硬件创客教育可以培养学生的实践能力和动手能力。通过自己亲手设计和制作开源硬件项目，学生可以了解实际操作
linux项目案例 Linux项目案例。 Linux作为一种自由和开放源代码的操作系统，具有强大的稳定性和灵活性， 被广泛应用于服务器、嵌入式系统和个人电脑等领域。本文将介绍两个关于Linux 项目的案例，分别是Linux内核和Ubuntu操作系统，通过这两个案例来展示Linux 项目的重要性和影响力。 首先，我们来看看Linux内核这个项目。Linux内核是Linux操作系统的核心，它负责管理系统的硬件资源、提供系统调用接口和调度进程等功能。Linux内核项 目由林纳斯·托瓦兹于1991年发起，经过几十年的发展，已成为世界上最活跃的 开源项目之一。Linux内核项目的成功得益于全球各地数千名开发者的共同努力， 他们不断地提交代码、修复bug、优化性能，使得Linux内核在安全性、稳定性和 性能方面都有了长足的进步。同时，Linux内核的开放源代码模式也吸引了众多厂 商和社区的参与，使得Linux操作系统得到了广泛的支持和应用。 其次，我们来看看Ubuntu操作系统这个项目。Ubuntu是基于Debian的Linux 发行版，由南非企业家马克·沙特尔沃斯于2004年创建，旨在提供一个简单易用、免费开源的操作系统。Ubuntu操作系统以其友好的用户界面、丰富的应用程序和 稳定的性能，受到了广大用户的喜爱。Ubuntu操作系统的成功得益于全球各地的 社区成员的积极参与和贡献，他们不断地测试、反馈、改进，使得Ubuntu操作系 统在桌面、服务器和云平台等领域都有了广泛的应用。 总的来说，Linux项目作为一个开放源代码的操作系统项目，具有重要的意义 和影响力。通过Linux内核和Ubuntu操作系统这两个项目的案例，我们可以看到 开源社区的协作精神和创新能力，以及Linux项目在技术、商业和社会方面的巨大 价值。相信在未来，Linux项目会继续发展壮大，为全球的科技进步和社会发展做 出更大的贡献。
基于开源硬件的信息技术实验教学与信息技术实验室建设 随着信息技术的发展和应用范围的不断扩大，信息技术实验教学和实验室建设已成为高校信息技术教育的重要组成部分。而基于开源硬件的信息技术实验教学和实验室建设，正是为了适应新时代信息技术教育的需要，推进信息技术教学的改革和创新。 一、开源硬件在信息技术实验教学中的重要性 在过去的信息技术实验教学中，由于硬件设备成本高昂，很多学校在实验室建设和实验教学中往往选择传统的闭源硬件产品。随着开源硬件技术的不断发展和成熟，开源硬件已经逐渐成为了信息技术教学领域的重要组成部分。 开源硬件产品的成本较低，更加适合学校实验室建设和学生实验教学的需求。相比传统的闭源硬件产品，开源硬件产品不仅价格更加亲民，还具有更加灵活的功能拓展和系统定制能力，这对于信息技术教学和实验教学来说具有重要意义。 开源硬件产品所具备的开放性和可定制性，使得学生能够更深入地了解硬件设备的工作原理和内部结构，提高了实验教学的有效性和教学效果。 开源硬件产品所支持的丰富的资源和生态系统，为信息技术实验教学提供了更加丰富的实验内容和案例，丰富了实验教学的形式和内容。 基于开源硬件的信息技术实验教学，能够为学生提供更加广阔、灵活和丰富的学习环境，有利于培养学生的实践动手能力和创新精神，提高学生的信息技术实践能力和竞争力。 二、基于开源硬件的信息技术实验教学实践 针对基于开源硬件的信息技术实验教学，一些高校和教育机构已经开展了相关的实践和探索，并取得了一些积极的成果。 通过购买开源硬件产品和配件，搭建开源硬件实验平台。如Arduino、Raspberry Pi 等开源硬件产品，可以为学生提供一个广阔的实验平台，用于进行信息技术实验教学和实践活动。 通过设计和开发基于开源硬件的实验教学案例和项目。由于开源硬件产品开放性和可定制性的特点，教师可以根据实际教学需求和学生的兴趣爱好，设计和开发不同的实验教学案例和项目，如智能家居系统、智能车辆系统、物联网应用等，来促进学生的实践能力和创新思维。 通过开展开源硬件竞赛和比赛。高校可以组织开源硬件创客竞赛、项目比赛等活动，鼓励学生通过开源硬件技术开展自主创新和实践活动，提升学生的综合能力和竞争力。
开源节流方案 一、背景介绍 在当前全球资源紧缺的背景下，开源节流方案成为了一种重要的解决途径。开源指的是通过共享知识、技术和资源，促进创新和发展；节流则是指通过减少资源的消耗，实现资源的有效利用。本文将就开源节流方案进行详细介绍，并提供一些实践案例。 二、开源方案 1. 开源软件 开源软件是指可以被任何人查看、使用、修改和分发的软件。通过使用开源软件，企业可以减少软件开辟成本，提高软件质量，并且可以根据自身需求进行定制开辟。常见的开源软件包括Linux操作系统、Apache服务器、MySQL数据库等。 2. 开源硬件 开源硬件是指可以被任何人查看、使用、修改和分发的硬件。通过使用开源硬件，企业可以降低硬件开辟成本，提高产品的可定制性和可扩展性。常见的开源硬件项目包括Arduino、Raspberry Pi等。 3. 开源数据 开源数据是指可以被任何人查看、使用和分发的数据。通过使用开源数据，企业可以获取大量的免费数据资源，用于分析、研究和决策。常见的开源数据资源包括政府公开数据、科研机构数据等。 三、节流方案 1. 能源节流
能源节流是指通过使用节能设备、优化能源管理等方式，减少能源的消耗。例如，使用LED节能灯替代传统白炽灯，使用高效电器替代能耗高的设备等。 2. 水资源节流 水资源节流是指通过使用节水设备、优化用水管理等方式，减少水资源的消耗。例如，安装节水淋浴头，修复漏水管道，推广雨水采集利用等。 3. 原材料节流 原材料节流是指通过使用回收材料、优化生产工艺等方式，减少原材料的消耗。例如，推广废纸回收利用，采用循环经济模式等。 四、实践案例 1. 开源软件案例：某企业采用开源ERP软件，节约了数百万元的软件开辟成本，并且通过自定义开辟，满足了企业特定的业务需求。 2. 开源硬件案例：某创业公司使用Arduino开辟了一款智能家居控制器，通过 开源硬件的低成本和可定制性，成功打入市场。 3. 开源数据案例：某科研团队使用政府公开的气象数据进行研究，发现了一种 新的天气预测模型，为农业生产提供了准确的决策依据。 5. 能源节流案例：某工厂通过优化设备的能源消耗，每年节约了数百万元的能 源费用，并且减少了对环境的污染。 6. 水资源节流案例：某酒店采用了节水设备和科学的用水管理，每年节约了大 量的水资源，并且提高了客户对酒店的满意度。 7. 原材料节流案例：某创造企业通过回收利用废弃产品和原材料，减少了对自 然资源的消耗，同时降低了生产成本。 五、总结
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。
开源硬件撬动创客教育实践的杠杆 随着科技的不断发展，创客教育正在全球范围内受到广泛。作为一种以学生为中心，注重实践和创造的教育方式，创客教育能够有效地培养学生的创新能力和跨学科学习能力。而在创客教育实践中，开源硬件正逐渐成为一种重要的工具和资源，为教育的发展注入新的活力。开源硬件是一种开放源代码的硬件设计，任何人都可以对其进行复制、修改和分发。相较于传统硬件，开源硬件具有灵活性强、创新空间大、成本低等优点。在创客教育实践中，开源硬件的作用主要体现在以下几个方面。 开源硬件可以帮助学生更好地理解技术原理。通过动手制作和修改硬件设计，学生可以在实践中加深对电子、机械等领域的技术知识的理解，提高自己的实践能力。 开源硬件可以支持学生进行创新和创业。在创客空间和孵化器中，学生可以使用开源硬件设计和制造自己的产品。这不仅能够培养学生的创新意识和创业精神，还能够为他们的未来发展提供更多机会。 开源硬件可以促进教育公平。由于开源硬件的开放性和低成本性，更多的学生可以接触到先进的科技和设计，从而缩小城乡之间、贫富之
间的教育差距。 开源硬件在创客教育实践中具有重要的杠杆作用。通过使用开源硬件，学生可以更好地理解技术原理、进行创新和创业，同时也可以促进教育公平。未来，我们有理由相信，开源硬件将在推动教育发展方面发挥越来越重要的作用。 随着科技的迅速发展和创新教育的兴起，创客教育已经成为教育界的热点。本文将综述国内外创客教育的研究现状，并探讨其文化内涵和实现方式。我们将分析学生体验与创新能力在创客教育中的培养，并总结研究成果和不足之处，以期为未来创客教育的发展提供有价值的参考。 创客教育是一种以创新思维和实践能力为核心的教育方式，它鼓励学生通过动手实践，主动探索和创造，从而实现知识的学习和能力的提升。创客教育的意义在于培养学生的创造性思维和解决问题的能力，以适应未来社会的发展需求。 自创客运动在美国兴起以来，国内外学者对创客教育的研究不断深入。研究内容包括创客教育的理论基础、教学模式、课程设计、师资培养等方面。虽然创客教育已经取得了一定的研究成果，但仍存在一些问题，如缺乏系统的理论体系、教学内容和方法不够完善、教师素质参
基于开源硬件Arduino的创客项目设计与教学实施 课程导学 【课程介绍】： 以Arduino电子开发平台为主流代表的开源硬件项目开发设计和开源分享，是创客运动的核心特征之一，创客走进教育领域进入中小学，培养中小学生懂得利用开源硬件进行项目开发设计的创新制造意识和能力，开源硬件Arduino是优选；同时，粤教版全国高中技术教材选择性必修4《开源硬件项目设计》也是选用了Arduino平台，因而学习本课程有利于了解和知道开源硬件的知识和技能，以及理解基于开源硬件的创客项目的设计和创客教学实施。 本课程分五章，共三大部分，第一至第三章为第一大部分，通过介绍开源硬件与创客运动引入Arduino 开源硬件电子开发平台，介绍Arduino硬件搭建及其开发环境的使用，并通过基于真实情境的有代表性的实例项目实验开发，介绍开源硬件项目开发的流程和技术方法；第二大部分是第四章，介绍基于项目学习的创客项目设计和教学实施方法；第三大部分是第五章，介绍开源硬件项目的开源的含义，介绍开源和知识版权的区分与关联。 【总学时】：20学时 【学习目标】： 1.掌握数字化学习与创新技术的能力：以世界主流Arduino开源硬件电子平台为开发环境和工具，认识开源硬件、常用电子元器件的使用；学习利用Arduino开源硬件电子开发平台进行创客项目开发的电路搭建技术和程序设计；通过基于STEAM理念的若干有代表性的项目案例，认识电子模块使用的场景和功能实现的技术；掌握基于Arduino开源硬件电子平台进行创客项目设计、制作的流程和方法，并形成利用开源硬件电子开发平台进行创客项目设计与创新的意识，从而提升创新技术能力。 2.形成和拓宽计算思维：形成能利用开源设计工具、编程语言实现外部数据的输入、处理，利用输出数据驱动执行装置的计算思维；体验和认识从生活场景到产品设计、从设计方案到方案成本实现控制、从实验作品到市场产品的计算思维。 3.掌握基于项目学习的教学设计、实施和评价方法：知道基于项目学习进行创客教学设计；知道创客教
开源硬件的创新设计与应用研究第一章开源硬件的定义及其发展历程 开源硬件是指设计图纸、原理图以及完整的硬件源代码都是 公开的，任何个人或组织都可以自由使用、研究、修改和发布。 开源硬件也体现了一种开放的创新思想和合作精神。开源硬件发 展历程可以回溯到上世纪70年代的诞生、20世纪90年代的提出 以及21世纪的发展壮大阶段。 第二章开源硬件的优势 1. 价格低廉。 与传统硬件相比，开源硬件的价格更为实惠，可以大大降低 开发成本。 2. 共享、开放。 开源硬件源代码开放共享，使得用户可以在此基础上进行创新，实现交流与分享。 3. 社区支持。 开源硬件拥有一个庞大的社区，这些社区成员可以相互帮助、分享创意、分析问题、提供支持。 4. 可定制。
由于开源硬件设计可公开访问，使得生产厂商可以根据自身的需求对硬件进行定制。 第三章开源硬件的应用领域 1. 智能家居。 开源硬件可以基于传感器技术，实现家庭环境的智能化监控和自动化控制，提高家居安全、舒适度和节能效率。 2. 机器人。 开源硬件的机器人可以应用于工业制造、医疗护理、教育科研等领域，实现智能化操作、复杂任务的执行以及人机交互等功能。 3. 科学实验。 开源硬件可以降低科学实验的成本，并且可以满足不同实验的设计和运行需求，在科学研究中具有广泛的应用前景。 4. 物联网。 开源硬件可以实现将企业、个人、设备、物品等方面进行信息化连接，优化资源配置，提升工作效率和生产效益。 第四章开源硬件的创新设计 1. 设计流程。
开源硬件的设计流程包括硬件原理、软件编程、Debug和测试，需要有较强的硬件和软件综合开发能力。 2. 设计理念。 开源硬件的设计理念是以用户为中心、追求简洁、易用、智 能省电、可靠性高、可扩展性强等原则，以满足用户需求为目标。 3. 设计方法。 开源硬件的设计方法包括模块化设计、修改与重构、可移植性、软件优先等原则，可以提高硬件设计的效率和可维护性。 第五章开源硬件的案例分析 1. Arduino平台。 Arduino是目前较为流行的开源硬件平台，广泛应用于物联网、机器人、科学实验等领域。 2. RaspberryPi。 RaspberryPi是一款基于Linux操作系统的小型计算机，可以 实现网络浏览、游戏娱乐、人机交互等多种应用。 3. BeagleBone。 BeagleBone是一款位于嵌入式系统领域的开源硬件平台，具 有高灵活性、高性价比等优点。
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-