基于开源硬件的项目式教学——以“智能火情警报装置的开发”教学设计为例

本文以智能火情警报装置的开发为例,阐述如何在初中信息技术课堂中开展项目式学习,利用开源硬件解决生活中实际问题,增强学生的计算思维。     

基于结构化视野的小学开源硬件教学探究——以“灰度传感器实现小车循迹”项目为例

《新一代人工智能发展规划》明确指出,要在中小学阶段设置人工智能教育课程,并逐步推广编程教育。开源硬件的发展有效促进了人工智能教育与编程教育的快速融合发展。以小学开源硬件教学中最典型的案例“灰度传感器实现小车循迹”为例,通过问题分解、问题建模、问题表征,从结构化视野总结开源硬件教学过程中的经验和做法。     

基于开源硬件项目的电类实训教学资源库建设研究

教学资源库建设是职业院校建设项目的主要内容,将开源项目引入电类实训及教学,充分发挥开源项目的优势,形成了对教学资源库的有效补充,培养学生自学能力,提高了实训教学效果。     

“开源硬件+3D打印”机器人的设计与研究

随着全国中小学电脑制作活动机器人竞赛方式的改革,机器人竞赛已从过去的限定品牌、型号的专项赛转变为旨在考察学生现场动手解决问题能力和实际编程水平的开放式竞赛。本文主要探讨笔者在Labview编程环境下结合开源硬件和3D打印技术在设计B类：轮式或履带式行走机器人的过程中遇到的困难及解决方法,以期为大家提供借鉴和启发。     

基于开源硬件的口袋实验测量仪器设计及应用

测试测量仪器是电工电子类实验课中不可缺少且经常被学生使用的设备,但目前使用的测试测量设备大多价格昂贵,且不易携带,这大大限制了学生实验的空间和时间,开源硬件的可定制化口袋实验测量仪器,只有信用卡大小,方便学生使用,真正做到了"口袋实验室"。     

Arduino开源硬件项目在高中通用技术《控制与设计》教学中的应用初探

目前我国信息技术的高速发展,教育信息化设备更新换代极快,但高中的通用技术教学却无法及时地跟上时代的步伐,存在着诸多问题。为实现与信息化时代接轨的目标,改善国内通用技教学学科现状。提出将Arduino开源硬件应用到高中通用技术课程中《控制与设计》模块的课堂教学之中,依托课堂教学实践情况进行研究和探索,明确当前高中通用技术课程中存在主要问题,了解Arduino开源硬件在改善通用技术学科教学现状方面的效用性,寻求教学方法和教学内容改进方向,以此来优化高中通用技术课程环节,完善教学方法,达到提升学生实践能力和综合能力,引导其综合发展的目标。     

面向计算思维培养的高中人工智能课程教学实践——基于开源硬件设计

人工智能是高中信息技术课程的重要内容,计算思维则是素养导向的课程改革中提出的学科核心素养之一。尚在探索中的人工智能教育重视知识普及而对素养培养关注不足,因此,围绕学生计算思维培养设计教学实验,依托开源硬件支持,探索在高中阶段人工智能教学的有效模式。此种教学模式强调学习实践,贯通人工智能“硬件设计—程序设计—关键技术原理”核心实践内容,注重问题解决过程中计算思维的培养。以“颜色识别”学习主题为例,面向高一年级学生开展实验研究,使用计算思维量表、测试题等对学生计算思维能力变化进行测量,并选取对照组学生的情况进行比较。实验结果证明,研究设计的人工智能课程教学模式对高中生计算思维培养具有显著促进作用。     

Arduino开源硬件引入机电专业课程实践教学

针对本科院校机电专业课程实践教学现状,结合专业要求和学生的认知能力,将Arduino开源硬件引入机电专业课程实践教学中,尝试对现有的课堂与实验教学进行实践探索。结合Arduino开源平台与课程实践教学,论述了目前机电专业课程实践教学存在问题,Arduino的主要特点、在课程实践中的作用,并对如何在机电专业课程实践中开展基于Arduino的应用模式提出了建议。     

产教融合下的双轨制开源教学模式探索——以北京大学“开源软件开发基础及实践”课程为例

建立创新型开源教学模式,培养开源创新人才已经成为当前高校教育的关注点之一。本文分析了国内外开源教育现状,在此基础上提出了产教融合下的双轨制开源教学模式。课程通过与开源社区合作,实现开源文化通识性教育和开源实践开发指导双轨同步进行,带给学生全方位沉浸式的开源学习体验,解决了开源技术方向多样性与教师个人研究方向单一性的矛盾,充分发挥了高校基础理论教学的优势与开源项目团队开发实践的优势。课程在进行社区合作的同时,也注重与开源项目核心贡献企业的校企合作,在一定程度上弥补了企业人才需求与高校教育之间的差距。课程的实施效果验证了该模式的可行性和优越性,为高等院校的开源教学提供了很好的借鉴。     

创客与开源硬件为教育注入新活力

随着新一轮开源硬件项目运动的兴起和创客文化的不断发展,人们再一次拥有了新的机会,每个人都能参与到万物创新之中.现代社会,计算机与互联网逐步成为人们工作、生活与学习的常用工具和协作系统,数据与算法渗透到各行各业.随着物联网的进一步发展,人们逐步意识到一个万网互联的新世界即将到来,传统创客正逐步与开源硬件相结合.中国学校利...     

开源硬件程序自动测评系统的研究与设计

面向开源硬件的编程教学在人工智能教育与创客教育中占有重要地位,但开源硬件程序的人工测评过于复杂,限制了开源硬件编程教学的普及。基于此,文章设计并实现了一套面向使用MicroPython语言编程的开源硬件程序自动测评系统,提出了开源硬件执行效果数字化表征和自动测评算法解决方案,实现了开源硬件程序的自动测评。实验结果表明,该开源硬件程序自动测评系统达到了与人工测评相当的一致性,基本可满足大规模在线学习的自动评测需求。     

开源硬件在自动化专业教学中的应用模式初探

以Arduino为例,分析了开源硬件的特点及其在高校教学实践中的应用可行性,探讨了开源硬件平台在自动化专业教学中的不同层次的应用模式。认为开源硬件屏蔽了相关硬件和软件底层的复杂性,有利于在更多学科、更大群体的基础教学与综合设计中深入展开实践教学,有助于人才实践能力与理论水平的全面提升。     

基于计算思维培养的scratch教学设计——以“未来校园”为例

为了增强学生学习过程的体验性,激发学生学习编程的兴趣,培养学生的计算思维,文章首先对相关概念进行了界定,然后提出了基于计算思维培养的scratch教学设计,包括情境体验、反思观察、程序设计、行动分享。     

基于开源硬件的多传感器综合创意系统设计

电子硬件界对软件以外的领域进行开源运动,开源文化又添硬件一脉,硬件设计原理图及相关软件代码完全开源共享,促成了开源硬件的诞生及其广泛使用。为大幅降低系统整体成本,体现开源硬件的灵活性,对多传感器综合创意模型系统的数据采集进行研究。采用 arduino UNO 开发板和传感器套件,通过 GPIO 的读写实现互动型创意系统,对门铃、房间灯光、户外秋千、围栏等设施进行控制,采用 LCD1602 液晶屏显示欢迎信息并实时刷新采集到的数据信息。系统典型数据采样及刷新率达到毫秒级别,部件可替换,便于功能升级和产品迭代,具有互动性和观赏性,易于学习和使用。     

跨学科融合教学的项目式学习设计策略——以“收纳盒的设计与制作”项目为例

跨学科融合教学需要多学科知识融合来培养学生综合运用知识的能力、自主学习的能力、探究能力、团队合作和有效沟通的能力。项目式学习具有培养综合型人才、促进深度学习、提高问题解决能力、提升社会互动力的优势。通过项目式学习的方式能有效推动跨学科融合教学的组织、实施、评价、优化。     

基于开源硬件的区域创客教育实践

<正>一、创客教育实施载体选择创客教育强调参与式学习、项目式学习和任务驱动式学习,意在以生活中的真实问题为中心,让学生在解决问题的过程中提高学习能力、提升学习兴趣。相应地,创客教育的载体选择非常重要。目前,市面上创客教育的硬件设备种类多样,教师应如何进行选择呢？下文就镇江市丹徒区创客教育实施载体（Arduino开源硬件）的选择进行说明。     

设计思维导向的开源硬件教学模式构建与应用研究

作为一种开放、智能、灵活的数字化学习工具,开源硬件是培养中小学生设计思维能力的重要载体。为了探索设计思维培养与开源硬件教学实践双向耦合的新路径,文章首先解析了设计思维概念内涵,对典型设计思维培养模型及特征进行分析,并将其解构为更具显性化操作意义的五大核心能力:换位思考、抽象定义、创意构想、原型迭代和迁移应用;其次,汲取设计型学习理论核心要义,借鉴“基于设计的双循环探究模型”,构建了设计思维导向的开源硬件教学模式,从“调查/探究”“设计/再设计”“反思”三个循环过程对其具体应用进行阐释;最后,以“智慧校园生活”为项目主题开展开源硬件教学实践,为新版高中信息技术课程标准中“开源硬件项目设计”模块的教学实施提供范例。     

开源硬件:撬动创客教育实践的杠杆

创客教育(Maker Education)是信息技术使能的创新教育实践场,开源硬件(Open Source Hardware)则是实践者手中最重要的工具。该研究分析、梳理了开源硬件的概念、历史与发展;阐述了开源硬件的优势及其对创客教育的三方面影响,即开源硬件的成本优势可以加快创客教育的普及,完整的产业链生态圈能够提升创客教育的实施效率,协作迭代的产品更新理念最终会促进学习者成长;提出了可用于创客教育的开源硬件包含"开源硬件开发平台"和"积木式开源硬件"两种类型的观点,梳理了两类可用于创客教育的具体工具,并详细分析了每种工具的特点与适用范围;最后,研究提供了三个国内外基于开源硬件的创客教育实践典型案例,案例从学习者、教师、活动、课程、项目等几个方面展示了基于开源硬件开展创客教育对学习者创新能力培养的作用与对实践的启示。研究能够为具体的创客教育实践提供参照,实践者可针对自身的需求与环境特征,选择恰当的开源硬件工具与实践策略开展基于开源硬件的创客教育实践。