《开源硬件项目流程》说课稿
第3章开源硬件创意设计3.1分析事物特征 -高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》(教案)
方法适用性：采用实例讲解、小组讨论和角色扮演等多种教学方法，有效激发了学生的学习兴趣和参与热情。特别是通过具体案例（如高一学生的晨起问题）使学生更易理解抽象的概念。
改进建议：在介绍头脑风暴法时，可引入更多互动环节，如小组间的观点辩论，以增强学生的参与感和创造力。此外，对于用户调查法的应用，可以设计更多的模拟练习，让学生在实践中掌握采访技巧。
目标回顾：本节课的主要目标是让学生理解需求分析的重要性，并初步掌握用户画像法和用户调查法这两种基本的需求分析工具。同时，学生应能通过头脑风暴法开始思考和生成创意解决方案。
成效评估：从学生的课堂表现和活动参与度来看，大部分学生对需求分析的概念有了较为清晰的认识，并能在小组活动中尝试运用用户画像法和调查法。然而，对于头脑风暴的深度参与和创造性思维的发挥，部分学生仍显得较为保守，可能是因为对创新思维的培养尚需时间。
用户调查法：指导学生如何直接对用户进行调查，收集需求信息，强调实际操作中所需技巧的重要性。
头脑风暴法：引入头脑风暴的教学环节，鼓励学生在放松和开放的环境中自由发散思维，促进创意和解决方案的产生。
小组讨论：通过分组讨论的形式，让学生在小组内部实践头脑风暴的原则，增加学生的参与度和互动性。
理论与实践相结合：结合理论知识和实践活动，使学生能够将学到的知识应用于解决实际问题的过程中。
理解并应用用户需求分析的实际意义：让学生理解理论与实践相结合的重要性，尤其是在开源硬件项目中，将需求分析转化为具体产品设计的能力培养。
教学方法
案例分析法：通过分析高一学生晨起需求的案例，让学生理解和学习如何从实际问题出发，进行需求分析和创意生成。
用户画像法：教授学生如何创建用户画像，以理解和挖掘用户的核心需求和附加需求。
第3章开源硬件创意设计3.3选择硬件方案 -高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》(教案)
学习重难点
教学重点
核心板选择的关键因素：
强调在选择核心板时需要考虑的多个因素，如运算性能、功耗、价格、内置资源、扩展板功能、学习成本和社区资源。
让学生了解各因素对项目成功的影响，并学会如何权衡这些因素以找到最佳的核心板选择。
分配新的项目任务（如数字乐器制作），让学生独立选择合适的周边模块，并解释选择的理由。
听取教师对周边模块选择的讲解，并提出疑问。
独立研究并根据新的项目需求，选择相应的周边模块，准备阐述选择的理由。
进一步加深学生对硬件选型的理解，从核心板扩展到整个系统的构建。
培养学生的独立思考能力和应用知识解决实际问题的能力。
绘制该环境监测系统的框图，包括核心板和所有周边模块的连接方式。
拓展题：
调研三种不同的开源硬件平台（例如Arduino, Raspberry Pi, Micro:bit），比较它们在学习成本、社区资源和硬件扩展性方面的差异。
基于你的调研结果，为一个初学者设计一个入门项目，考虑使用哪种硬件平台，并解释你的选择。
准备反馈表格或方式，便于学生和教师之间的沟通。
预备知识复习：
提醒学生复习相关的预备知识，如电路基础、编程基础等，以便他们能够更好地理解课程内容。
技术支持准备：
确保有足够的技术支持，以帮助解决学生在实践操作中可能遇到的技术问题。
教学环境检查：
检查教室设施，如投影仪、电脑、音响等是否正常工作，确保教学活动顺利进行。
提高开发效率
衡量核心板选择的重要因素
学习成本与社区资源：
选择学习容易且资源丰富的核心板
2.2开源硬件开发基础优秀教学案例人教中图版高中信息技术选择性必修6开源硬件项目设计
4. 教师对学生的项目设计过程和成果进行全面评价，关注学生的知识掌握、能力发展和品质培养，为学生的持续进步提供指导和建议。
四、教学内容与过程
（一）导入新课
1. 利用多媒体展示一些生活中常见的开源硬件应用案例，如智能家居、可穿戴设备等，引发学生的兴趣和好奇心。
2. 向学生介绍本节课的主题：“开源硬件项目设计”，并提出本节课之前学过的相关知识，为新课的学习做好铺垫。
（二）讲授新知
1. 介绍开源硬件的定义、特点和应用领域，让学生了解开源硬件的概念和基本知识。
2. 讲解开源硬件平台的使用方法，如Arduino、Raspberry Pi等，让学生掌握基本的使用技巧。
1. 培养学生对信息技术学科的兴趣，增强他们对开源硬件和创新的热爱，激发他们不断探索未知领域的动力。
2. 通过开源硬件项目设计，让学生体验到成功的喜悦，增强他们的自信心和自我成就感。
3. 培养学生关注社会、关爱环境的责任感，使他们意识到开源硬件在可持续发展方面的重要作用。
4. 引导学生树立正确的价值观，明白知识的力量，学会与他人分享、协作，培养良好的团队精神。
2. 创新性：在教学过程中，本案例鼓励学生进行创新性设计，引导学生关注开源硬件在实际生活中的应用，激发他们的创新意识。学生通过独立思考和团队协作，设计出具有创新性的开源硬件项目，提高了他们的创新能力。
3. 合作性：本案例采用小组合作的形式，组织学生进行项目设计和讨论。在合作过程中，学生学会了沟通、协商、分工和合作，培养了团队精神和协作能力。
在学科知识方面，本章节主要介绍了开源硬件的定义、特点和应用领域，以及如何使用开源硬件平台进行项目设计。为了让学生更好地掌握这些知识，我以实际项目为载体，引导学生深入了解开源硬件的原理和应用，提高他们在实际项目中解决问题的能力。
开源硬件项目设计教学案例
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。
高中新课标“开源硬件项目设计”模块学什么和怎么学
高中新课标“开源硬件项目设计”模块学什么和怎么学作者：梁森山吴俊杰来源：《中国信息技术教育》2018年第18期缘起在创客、STEAM教育（跨学科学习）大热之际，人们都希望其能够有一个具体的学科抓手，《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》的颁布，使得信息技术学科看到了具体的操作路径，其中非常引人注目的是选择性必修模块6——“开源硬件项目设计”，有很多教师觉得，这个模块仿佛“就是为了普及创客教育设计的”，因此尤为关注课标颁布后如何开展教学的工作。
本期对话，我们有幸邀请到了一位资深的开源硬件教师——来自北京市宏志中学的刁彬斌老师和创客教育名师吴俊杰老师，他们将共同开启一场有关“学什么和怎么学”的对话，为已经开始的2018到2019学年，面临“教材空白”的高中教师提供一些未来教学及师生成长的方向。
吴俊杰：刁老师，新课标中明确提出了“开源硬件项目设计”这个选修模块，在学校，您除了担任高中必修模块及该主题的选修课外，还负责校本教材的编写工作，请您谈一谈对这个模块的理解？刁彬斌：关于“开源硬件项目设计”这个模块，我们具体可以谈两点认识，一是“开源硬件项目设计”模块是信息技术学科新课程改革中具有代表性的模块，它体现了信息技术学科发展的最新进展。
二是通过该模块的教学实施，让基于开源硬件的项目设计进入了国家的课程，这不仅很有意义，而且对开源生态的形成产生了正面的推动作用。
我指导学生使用开源硬件参加各类科技竞赛很多年，深知它的教学价值和教学乐趣之所在，现在有了国家课程标准的支持，我也希望在之前积累的基础上通过我们学校的校本教材的编写，让开源硬件知识普惠更多的高中学生。
这两年通过写书，我认识了全国各地的很多创客教师，我们也创建了一些微信群，在群里大家常常探讨开源硬件应该学什么和怎么学的问题，这个过程中凝聚了很多其他教师的智慧和专家的指导，要非常感谢大家的帮助。
我也在思考“开源硬件项目设计”这个模块从教材到教学法再到评价的一系列的问题，因为这对于广大教师而言，既是挑战也是机遇。
初中开源硬件设备教案
初中开源硬件设备教案一、教学目标1. 让学生了解开源硬件的概念、特点和应用领域。
2. 培养学生动手操作能力和创新能力。
3. 培养学生团队合作精神和分享意识。
二、教学内容1. 开源硬件的概念：开源硬件是指一种允许任何人使用、修改、研究、重新设计和分享硬件的设计理念。
2. 开源硬件的特点：自由度高、可定制性强、成本低廉、兼容性强等。
3. 开源硬件的应用领域：机器人、智能家居、物联网、教育等。
4. 常见的开源硬件平台：Arduino、Raspberry Pi、Microbit等。
5. 开源硬件项目案例介绍：如OpenCV、OpenFR、OpenMoko等。
三、教学过程1. 导入：通过展示一些常见的开源硬件设备，如Arduino、Raspberry Pi等，引发学生的好奇心，激发学习兴趣。
2. 讲解：为学生讲解开源硬件的概念、特点和应用领域，让学生了解开源硬件的基本知识。
3. 实践：引导学生动手操作，搭建简单的开源硬件项目，如Arduino控制LED灯、Raspberry Pi搭建简易网站等。
4. 分享：鼓励学生分享自己的成果，培养团队合作精神和分享意识。
5. 讨论：组织学生讨论开源硬件在现实生活中的应用，激发学生的创新思维。
6. 总结：对本节课的内容进行总结，强调开源硬件的重要性和价值。
四、教学评价1. 学生动手操作能力：通过实践环节，评价学生在开源硬件设备搭建过程中的表现。
2. 学生创新能力：通过讨论环节，评价学生在开源硬件应用领域的创新思维。
3. 学生团队合作精神：通过分享环节，评价学生在团队合作中的表现。
4. 学生知识掌握程度：通过课堂提问和课后作业，评价学生对开源硬件知识的掌握情况。
总之，开源硬件教学不仅能提高学生的动手操作能力和创新能力，还能培养学生的团队合作精神和分享意识。
在教学过程中，教师应关注学生的个体差异，因材施教，激发学生的学习兴趣，引导他们主动探索、积极实践。
通过本节课的学习，让学生认识到开源硬件的魅力，为今后的学习和创新奠定基础。
第4章开源硬件项目制作4.2调控测试-高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》(教案)
实例演示法：
通过具体的项目实例（如“互联网智能闹钟”），展示测试环境搭建、硬件模块测试、功能联调、调控执行等步骤的具体操作，帮助学生直观理解理论概念和操作流程。
案例分析法：
分析“互联网智能闹钟”项目在测试过程中可能遇到的问题和解决方案，引导学生思考并应用相应的知识点，培养学生的问题分析和解决能力。
学生反馈和课程改进
学生反馈：从学生的反馈来看，他们普遍对动手操作环节感兴趣，但对于理论知识的深入理解感到困难。他们建议增加更多实例和应用场景来辅助理论的学习。
课程改进：
增加实例和应用场景：在讲解抽象概念时，增加相关的实例和应用场景，帮助学生建立知识与现实的连接。
分组合作调整：根据学生能力和兴趣重新调整分组，确保每个小组内成员能力相对均衡，同时提高讨论的质量和效率。
设计测试计划：学生独立或分组设计测试计划，并模拟实施。
互评讨论：学生互相评价测试计划，提出改进意见。
通过实际设计任务，巩固学生的知识掌握和应用能力。
通过互评和讨论，提高学生的批判性思维和创新能力。
课堂小结
作业布置
课堂小结
在今天的课程中，我们深入探讨了项目测试的关键环节：“调控测试”。我们从测试环境和仪器的搭建开始，理解了模拟真实环境对项目测试的重要性。通过学习不同的工具和设备，如万用表、示波器及照度计等，我们掌握了它们在电子测量中的应用和作用。
调控执行与系统优化：介绍在系统测试过程中如何通过调控各项参数来优化系统性能，包括单独模块和整体系统的调控执行。
项目完善与迭代：讨论基于测试结果对项目进行完善的过程，以及如何根据测试反馈进行设计迭代，提升项目质量。
教学难点
模拟测试环境的搭建：学生需要理解并实践如何根据项目需求搭建可模拟真实工作环境的测试环境，这要求其具备一定的创造力和解决问题的能力。
《开源硬件及软件》 讲义
《开源硬件及软件》讲义一、开源的概念在当今数字化的时代，“开源”这个词大家应该都不陌生。
但究竟什么是开源呢？开源意味着开放源代码，即相关的软件或硬件的设计、代码等信息是公开的，任何人都可以查看、修改和使用。
开源的理念最早可以追溯到上世纪 60 年代，随着计算机技术的发展，逐渐在软件领域得到广泛应用。
如今，开源已经不仅仅局限于软件，硬件领域也有了长足的发展。
二、开源硬件开源硬件是指在遵循一定的开源协议下，公开硬件设计原理图、PCB 布线图、材料清单等信息，允许任何人对其进行修改、复制和分发的硬件。
开源硬件的优势非常明显。
首先，它降低了创新的门槛。
对于爱好者、创业者或者小型团队来说，无需从零开始设计硬件，大大节省了时间和成本。
其次，开源硬件促进了知识和技术的共享。
全球的开发者可以共同改进和完善一个硬件设计，使其性能不断提升。
再者，开源硬件能够激发创新。
由于没有了技术壁垒和知识产权的限制，更多新奇的想法能够得以实现。
常见的开源硬件平台有 Arduino、Raspberry Pi 等。
Arduino 是一款非常受欢迎的开源微控制器平台，它具有简单易用、丰富的扩展板和库等特点，被广泛应用于各种电子项目中。
Raspberry Pi 则是一款基于Linux 系统的微型电脑，功能强大，可以用于物联网、智能家居、多媒体中心等众多领域。
以 Arduino 为例，它的硬件设计非常简洁，核心是一块微控制器芯片，周围有各种接口，如数字输入输出、模拟输入输出、串口等。
通过简单的编程，就可以让 Arduino 实现各种功能，比如控制灯光、读取传感器数据等。
三、开源软件开源软件是指源代码公开，并且允许用户自由使用、修改和分发的软件。
开源软件的发展历程可以说是一部充满挑战和突破的历史。
从早期的 Linux 操作系统，到如今各种各样的开源应用程序，如数据库管理系统 MySQL、网页服务器 Apache、编程语言 Python 等，开源软件已经涵盖了几乎所有的软件领域。
第1章开源硬件及其特征1.3开源硬件的特征 -高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》(教案)
理解开源协议的实际作用：学生可能难以完全理解不同的开源协议如MIT、GPL等对开源硬件项目的具体影响及其重要性，尤其是法律和道德方面的考量。
掌握模块化设计的复杂性：模块化设计虽然有其优势，但学生在初次接触时可能难以理解如何有效地设计和实施模块化，特别是如何确保模块间的兼容性和通信效率。
评估开源项目的可持续性：让学生理解即使创始人停止维护，项目仍能持续发展的原因，涉及到更深层次的社区动力和项目治理结构，这些概念可能需要更多实际案例来辅助说明。
开源硬件样本或模型：实体展示开源硬件的模块化设计，帮助学生直观理解不同模块的功能和组合方式。
互动白板或智能板：用于动态展示课程内容，强调关键概念，并与学生进行实时互动。
计算机实验室或设备：如果课程包括实践环节，提供学生实际操作开源硬件的机会，如编程和组装。
网络资源：包括访问在线开源社区平台，如GitHub或专门的开源硬件社区，让学生浏览实际项目和讨论。
协调发展：降低开发成本，促进资源共享，提升学习资源生成。
终身学习：学生成为项目发布者，与开发者共同进步。
模块与复用
定义:设计分为多个独立模块，可单独维护和使用。
优势:
节约时间：通用功能模块化，减少重复开发。
易于理解：模块化设计简化复杂系统搭建。
准备案例分析材料，如图1.3.2所示的中文开源硬件社区项目界面截图，以及图1.3.3展示的老师在开源社区中寻求技术支持的例子。
搜集模块化设计的案例和示例，包括不同模块的图片或实物以供展示。
教学内容的设计：
制定详细的教学计划和时间表，确保覆盖所有主题：开源与开放、分享与协作、模块与复用。
设计互动环节，如讨论、问答和小组合作，以提高学生的参与度。
教师活动设计
第2章开源硬件项目剖析2.2开源硬件开发基础-高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》(教案)
光敏电阻、微型麦克风、蜂鸣器、加速度传感器等
2.2.2输入模块
定义：负责信息采集的模块。
类型：
数字传感器：检测非连续变化数据。
模拟传感器：检测连续变化数据。
传感器分类：
距离传感器
环境传感器
动作传感器
触碰传感器
电磁传感器
2.2.3输出模块
定义：接收开源硬件输出数据的部件。
类型：
显示模块：LED灯、数码管、LCD屏、OLED屏。
《信息技术-开源硬件项目设计》教案
课题
第2章开源硬件项目剖析2.2开源硬件开发基础
课型ห้องสมุดไป่ตู้
班课
课时
1
授课班级
高一1班
学习目标
引脚控制理解与应用
了解微控制器的引脚分类及其功能，包括电源引脚、振荡器引脚、复位引脚和输入输出引脚。
掌握输入输出引脚的不同类型，如数字输入/输出引脚、模拟输入/输出引脚以及通信总线引脚，并能够识别不同核心板上的引脚编号和功能。
循序渐进的教学策略
从引脚控制的基础讲起，逐步过渡到输入模块和输出模块的应用，再到具体的传感器和电机设备的使用，教师采用了循序渐进的教学策略。这种策略有助于学生按照逻辑顺序逐步构建知识体系，避免因跳跃性过大而造成理解上的困难。
案例分析法
通过分析具体案例（如“智能垃圾箱”项目中的红外避障传感器应用），教师让学生了解理论知识在实际项目中的应用。案例分析法可以增强学习的针对性和实用性，使学生能够将所学知识应用于解决实际问题。
解释脉宽调制（PWM）在伺服舵机控制中的作用。
实践题：
假设您要设计一个小型项目，使用温度传感器（模拟输入）和LED（数字输出）来制作一个简易的温度监控系统。绘制一个概念图，说明组件如何连接，并简述其工作原理。
第3章开源硬件创意设计3.2项目设计方案 -高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》(教案)
3.2.1功能设计
难点：如何将抽象的需求分析转化为具体、可行的功能设计方案。
解决策略：结合实例（如手机控制电源通断装置）讲解如何运用功能列表和思维导图等工具来具体化功能设计步骤，强调迭代反馈的重要性。
3.2.2外观设计
难点：外观设计不仅要考虑美学，还要考虑实用性、场景适用性和内部结构，初学者往往难以平衡这些因素。
设计分析：针对所选物品，进行外观设计和交互设计的构思。在外观设计中，需考虑该物品的应用场景和用户体验；在交互设计中，描述你如何优化用户与产品的交互方式，使产品更易用、更具吸引力。
提交要求：请将你的设计方案整理成文档形式提交，包括但不限于功能设计图、外观设计草图和交互设计流程图或状态转换图。务必确保文档结构清晰，内容逻辑连贯，能够体现出你对课程内容的理解和应用能力。
结合互动讨论，鼓励学生提出问题、分享见解，促进对教学内容的深入理解和应用。
图示法：
使用功能列表、思维导图、设计图（包括网格法手绘）、流程图、状态转换图和故事板等视觉工具，帮助学生直观地理解设计过程和设计原则。
图表和流程图的使用使得复杂的设计概念更加易于理解和记忆。
实践操作指导：
虽然课程内容以理论为主，但通过指导学生如何绘制设计图、如何利用设计工具（如思维导图软件），让学生在实践中掌握设计技能。
外观设计的原则和要素：外观设计涉及产品的形状、图案和色彩设计，需考虑产品的应用场景、用户体验和内部构造。外观设计应与作品定位相一致，并可通过平面或三维设计工具以及手绘等方式呈现。
交互设计的目的和方法：交互设计旨在建立人与产品之间的有效互动，以提升产品易用性和用户体验。介绍了交互设计的目的、目标、影响因素，以及主要的设计原则和工具，例如流程图、状态转换图和故事板。
开源教育硬件课程设计
开源教育硬件课程设计一、教学目标本课程旨在通过开源教育硬件的学习，让学生掌握基本的硬件知识和编程技能，培养学生的创新意识和实践能力。
具体目标如下：知识目标：使学生了解开源教育硬件的基本概念、原理和应用；掌握基础的编程语言和开发工具。
技能目标：培养学生具备基本的硬件组装、调试和编程能力；能够运用开源教育硬件进行创新性项目的开发和实现。
情感态度价值观目标：培养学生对开源文化的认同和尊重，培养学生的团队协作精神和分享精神；引导学生将所学知识应用于解决实际问题和推动社会进步。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括开源教育硬件的基本概念和原理、硬件组装和调试、编程语言和开发工具的使用等。
具体安排如下：第1-2课时：开源教育硬件概述，介绍开源教育硬件的基本概念、原理和应用。
第3-4课时：硬件组装和调试，教授学生如何组装开源教育硬件，并进行简单的调试。
第5-6课时：编程语言和开发工具，介绍常用的编程语言和开发工具，如Python、Arduino等。
第7-8课时：项目实践，让学生运用所学知识进行创新性项目的开发和实现。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等，以激发学生的学习兴趣和主动性。
讲授法：用于向学生传授基本概念、原理和知识。
讨论法：用于引导学生深入思考和探讨问题，培养学生的批判性思维。
案例分析法：通过分析具体的案例，让学生了解开源教育硬件在实际应用中的方法和技巧。
实验法：让学生亲自动手进行硬件组装、调试和编程，提高学生的实践能力。
四、教学资源本课程所需的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
教材：选用权威、实用的开源教育硬件教材，为学生提供系统的理论知识。
参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
多媒体资料：制作精美的课件、视频等资料，提高学生的学习兴趣。
实验设备：提供必要的实验设备和工具，保证学生能够进行实践操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等，以全面客观地评价学生的学习成果。
第3章开源硬件创意设计3.4审查并优化方案 -高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》(教案)
互动工具：如投票器、实时反馈系统或在线讨论板，用于促进课堂上的互动讨论和即时反馈。
硬件套件：实际的开源硬件组件，供学生进行实物操作和实验，增强学习体验。
设计软件：如果课程涉及实际操作，可能需要提供如Tinkercad、Arduino IDE等设计和编程软件的访问。
重要内容回顾：
方案审查：
审查是为了避免在实施阶段发现设计不合理，减少时间和资源的浪费。
硬件审查要检查核心板及周边模块是否满足设计需求，可以通过功能到硬件清单和反向硬件清单到功能的方式进行。
外观审查要确保内部空间充足、外部接口合理，并考虑交互设备是否满足需求。
方案优化：
优化原则包括简化（使界面简洁）和易用（改善用户交互体验）。
《信息技术-开源硬件项目设计》教案
课题
第3章开源硬件创意设计3.4审查并优化方案
课型
班课
课时
1
授课班级
高一1班
学习目标
3.4.1方案审查
学生能够理解在项目实施前对设计方案进行审查的重要性。
学生能够掌握硬件审查和外观审查的基本方法和技巧。
学生能够通过案例学习，认识到审查过程中可能遇到的问题及其解决方案。
软件工具：检查所需的设计软件是否已安装在教室计算机上，并确保所有学生都能够访问。
6.知识更新
最新研究：阅读最新的相关研究论文和行业报告，以保持课程内容的前沿性。
专业发展：参加相关的在线课程、研讨会或工作坊，以提高自己的专业技能和教学方法。
教学媒体
幻灯片：使用PowerPoint或类似的演示软件，展示审查和优化方案的关键概念、步骤和案例分析。
第4章开源硬件项目制作4.1实现功能-高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》(教案)
课题
第4章开源硬件项目制作4.1实现功能
课型
班课
课时1授课班级源自高一1班学习目标4.1.1启动项目
学习如何根据上一章学到的知识，结合“智造美好生活”主题，启动一个开源硬件项目。介绍“互联网智能闹钟”案例的项目立项书和系统结构图，帮助学生理解项目实施流程及具体制作方向。
4.1.4实现原型
在原型组装环节，我忽视了个别学生对使用黏合剂和烙铁等工具的技术不熟悉。这一方面影响了学生的实践体验，另一方面也可能带来安全隐患。因此，我将在未来的课堂上设置一个专门的技能培训环节，详细演示这些工具的使用方法，并在课后提供一对一的指导，以确保每个学生都能熟练掌握必要的操作技能。
4.1.2外形制作
掌握如何根据项目立项书中的内容进行外形设计并制作。学习不同的制作工艺，如使用3D建模设计作品外形并进行打印，应用数字化设计工具绘制作品平面并利用激光切割机进行材料切割，以及采用塑料瓶、硬纸盒等不同材料手工制作作品外形。
4.1.3技术实现
深入理解开源硬件项目的技术实现，包括数据采集（如传感器数据采集和网络数据采集）、数据输出（图文、声音、光线等形式的数据输出）和运算处理（比较、计算和搜索等运算类型）。通过实际操作，学习如何在项目中应用这些技术。
归纳总结法：在每个部分的学习之后，教师会引导学生进行归纳总结，帮助他们整理和巩固所学知识。例如，对功能分解图的分析，以及对不同类型数据采集方法的比较和选择。
互动讨论法：在教学过程中鼓励学生提问和讨论，特别是在技术难点和操作安全方面，通过师生互动和生生互动，提高学生的参与度和学习兴趣。
程序编写与调试：通过编写和调试程序（如“互联网智能闹钟”中的传感器数据采集关键代码），使学生学会如何将编程知识应用于实际项目中，培养他们的逻辑思维和问题解决能力。
第9课《认识开源硬件》教案2023—2024学年粤教版(2019)初中信息技术八年级下册
课后拓展
为了帮助学生更好地理解和应用本节课的知识，教师可以推荐以下拓展内容：
(1)开源硬件项目案例分析：提供一些成功的开源硬件项目案例，让学生了解开源硬件在不同领域的应用，激发学生的创新思维。
(2)开源硬件技术论坛：让学生了解业界动态，学习业界专家和爱好者在开源硬件领域的交流经验，提高自己的技术水平。
(3)开源硬件制作教程：为学生提供详细的制作教程，帮助他们学会如何使用开源硬件进行项目制作，培养动手能力。
(4)开源硬件竞赛信息：介绍国内外开源硬件相关的竞赛活动，鼓励学生积极参与，锻炼自己的创新能力和团队协作能力。
提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。
教学方法/手段/资源：
自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。
信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。
作用与目的：
帮助学生提前了解开源硬件课题，为课堂学习做好准备。
培养学生的自主学习能力和独立思考能力。
(1)作业完成情况：检查学生是否按照要求完成了作业，包括研究报告、编程实践和趋势分析等。
(2)作业质量：评估学生的作业质量，包括研究报告的深度、编程实践的创意和实用性、趋势分析的逻辑性等。
(3)存在问题：指出学生在作业中存在的问题，如研究报告的不足之处、编程实践中的错误、趋势分析中的偏差等。
(4)改进建议：针对学生存在的问题，给出具体的改进建议，帮助学生提高作业质量。
(2)实验：组织学生进行Arduino开源硬件的编程实验，让学生亲身体验开源硬件的控制过程。
《开源硬件及软件》 讲义
《开源硬件及软件》讲义一、开源的概念与发展在当今的科技领域，“开源”这个词越来越频繁地出现在我们的视野中。
那么，什么是开源呢？开源（Open Source）意味着将软件或硬件的设计、源代码等向公众开放，允许任何人自由地使用、修改和分发。
开源的理念最早可以追溯到上世纪 60 年代，随着计算机技术的不断发展，开源的概念逐渐在软件领域得到了实践和推广。
在 20 世纪 80 年代，自由软件运动兴起，强调软件的自由使用和分发。
到了90 年代，开源软件的发展更加迅速，Linux 操作系统、Apache 服务器等知名的开源项目逐渐崭露头角。
进入 21 世纪，开源不仅仅局限于软件领域，开源硬件也开始蓬勃发展。
开源硬件是指遵循开源设计理念的硬件产品，其原理图、设计文件等都可以被公众获取和修改。
二、开源软件（一）常见的开源软件1、操作系统Linux 无疑是最著名的开源操作系统之一。
它具有高度的可定制性和稳定性，被广泛应用于服务器、个人电脑以及移动设备等领域。
2、数据库MySQL 和 PostgreSQL 是两款常用的开源数据库。
它们为企业和个人提供了可靠的数据存储和管理解决方案。
3、办公软件LibreOffice 和 OpenOffice 是开源的办公套件，提供了类似于Microsoft Office 的功能，包括文字处理、电子表格和演示文稿等。
（二）开源软件的优势1、成本低用户可以免费获取和使用开源软件，大大降低了软件采购成本。
2、可定制性强由于源代码开放，用户可以根据自己的需求对软件进行修改和定制，使其更好地满足特定的业务需求。
3、安全性高众多开发者对开源软件进行审查和改进，有助于发现和修复潜在的安全漏洞。
（三）开源软件的挑战1、技术支持与商业软件相比，开源软件可能缺乏完善的技术支持服务。
2、兼容性问题不同的开源软件之间可能存在兼容性问题，需要进行一定的测试和调试。
三、开源硬件（一）开源硬件的类型1、开发板例如 Arduino 和 Raspberry Pi 等，它们为开发者提供了便捷的硬件开发平台，常用于物联网、智能家居等项目。
《开源硬件及软件》 讲义
《开源硬件及软件》讲义一、开源硬件的定义与特点开源硬件，简单来说，就是指其设计文件（如原理图、PCB 布局文件等）可以被公众自由获取、使用和修改的硬件。
它具有以下几个显著特点：1、开放性这是开源硬件最核心的特点。
设计文件的公开，使得任何人都能够了解硬件的内部工作原理，从而进行改进、复制或基于其开发新的产品。
2、可定制性用户可以根据自己的特定需求，对开源硬件进行修改和定制。
比如，调整电路设计、更换元件，以满足不同的功能要求。
3、降低成本由于开源的特性，多个开发者可以共同优化设计，降低生产成本，同时也减少了重复研发的投入。
4、促进创新开放的环境激发了更多的创意和创新，不同背景的开发者可以相互交流和借鉴，推动技术的快速发展。
二、常见的开源硬件平台1、 Arduino这是一款非常流行的开源硬件平台，具有简单易学、丰富的库函数和强大的社区支持。
它适用于各种创意项目和小型电子产品的开发。
2、 Raspberry Pi（树莓派）一款信用卡大小的微型电脑，具备完整的操作系统和丰富的接口，可以用于物联网、多媒体应用等多种场景。
3、 BeagleBone功能强大，适合用于工业控制、机器人等对性能要求较高的领域。
三、开源硬件的应用领域1、教育开源硬件为学生提供了一个直观、实践的学习平台，帮助他们更好地理解电子电路、编程和工程设计的原理。
2、智能家居通过开源硬件，可以实现自定义的智能家居设备，如智能插座、传感器网络等，满足个性化的需求。
3、机器人用于开发各种类型的机器人，从简单的移动机器人到复杂的工业机器人。
4、医疗设备在医疗领域，开源硬件有助于开发低成本、定制化的医疗设备，如康复辅助器具等。
四、开源软件的定义与特点开源软件是指源代码可以被公众自由获取、使用、修改和分发的软件。
其特点包括：1、自由与开放用户可以自由地研究、修改和改进软件，不受商业许可证的限制。
2、社区驱动由广大开发者组成的社区共同参与软件的开发、维护和改进，形成了强大的技术支持网络。
结合实例介绍硬件产品开发步骤和方法PPT培训讲义
第二，选择其中最好的。 它体积太大，所以不能放进枪套里面(maglite)手电一直是放在枪套里的)，但它可以放在警车里，当出警车或测速的时候，手电就是一
直放在车里的。
不符合市场需求，验证完毕 为了贴近市场中消费者的需要，三星于全球设立了13家研发中心，专门从事面向当地市场产品的研究开发。
产品创意
上市推广
产品概念
产品测试
产品定义
产品开发
产品开发成功与失败的最关键因素
1．市场定位 最大、最明显，也是决定产品是否取得商业成功的因素
就是进行市场定位以及确立消费者价值。 新产品开发的根本目的是为了让消费者购买它 要比其他
产品有明显的不同之处，而且具有明显的附加价值。 开发新产品从根本上来说就是解决难题的活动 分阶段解决问题。产品开发是一个将想法转化成一系列
出2．路该在手于电回需归要到有产一品个创在绿新色2灯来0指0示6“年行”刚。 取得手机牌照的恒基伟业经过市场调研发 现这样一个“黄金人群”——领导及商务人群。因为他们 他们用这种手电搜寻目标，并且用手电上面的红灯来使驾驶者停车或者测速。
同时国际品牌也根据中国消费群特点，纷纷推出500—800元价位的低端机型，加速推动价位下移，争夺曾经失去的中低档市场，大多 数国产手机自然溃不成军。
概念设计的目的是，产生新产品的设计原 目前，人们对于市场中商品的心理需求层次已经从“只要有”发展到“必须是”的档次。
现有产品有两个功能 “同质化”严重的结果自然是消费者不买账。
则。这些准则应该使消费者感到满意， 7．搜寻不同的电池及电池组，看哪种使用时间最长。
15．该手电要有一个很长的使用寿命。 一警察调查组 看在这个领域是否有人做过这方面的研究。
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知道基于开源硬件 进行项目设计的一般 流程。
教学背景
第一章 开源硬件概述 1 开源硬件的特征与发展。2 常见的开源硬件开发平台。
（开源硬件基础知识、开源文化、开源精神等，通过简单项目教师讲解+学生实验 的方式进行开源硬件项目研习，落实基本知识和基本技能）
第二章 开源硬件项目 1 项目设计流程。 2 典型的开源硬件项目。
3、通过网络学习结合系统框图确定各个功能所对应的元器 件的探究活动，熟悉各种元器件的特点及其作用，加深对各 组件功能的认识。（数字化学习与创新）
教学重难点
教学重点
1、从需求出发根据自己的思考点提出不同的想法。 2、通过分析案例学习设计解决方案的方法。 3、通过案例体验项目实施流程。
教学难点
掌握设计解决方案的方法，了解信息技术解决问 题的基本思路与方法。
六盘山中学的学生学习能力强，
具备了一定的分析能力和探究意 识，能够采用自学、合作的方式 带着问题去学习。
教学目标：
1、通过对霍金轮椅视频的观看和分析，让学生深刻体会到 不同时期霍金对轮椅性能的不同需求，鼓励学生根据需求提 出新的设想。(信息意识)
2、以学生作品《智能轮椅机器人》为例，模拟经历项目设 计的过程，进而对开源硬件项目设计流程产生形象直观的认 识。(计算思维)
学情分析
Tit已le 有in知he识re 经验
学生认知方式
高二的学生通过必修课的学习， 有了基本的编程基础，通过第一章 的学习和实践，对开源硬件的基础 知识已经有了一个初步的认识，为 本节课项目流程的深入学习奠定了 一定的基础。但学生基本都不知道 如何开展开源硬件的项目设计，对 信息技术设备也停留在使用层次上， 对元器件、板卡接触较少。
信息社会责任
信息意识 对信息的敏感度和对 信息价值的判断力。
信息社会中的个体在文化 修养、道德规范和行为自 律等方面应尽的责任。
计算思维
数字化学习与创新 通过评估并选用常见的数字化资源与工具，有效地管 理学习过程与学习资源，创造性地解决问题，从而完 成学习任务，形成创新作品的能力。
个体运用计算机科学领域的思 想方法，在形成问题解决方 案的过程中产生的一系列思 维活动。
❖ 课时安排：1课时
教学过程
情景引入
案例分析
新课讲授
课堂总结
复习回顾 提出问题
深入问题 教师引导 学生分析
提出想法: 设计方案： 实现方案： 课堂总结 提出问题 提出问题 平台介绍 项目学习 师生分析 深入思考 提出问题 课堂评价 学生活动 师生分析 学生活动 课后思考 （头脑风暴） 提出问题 （自主探究）
学生活动
（小组讨论）
师生分析
6分钟 6分钟
8分钟 8分钟
7分钟 5分钟
情景引入
情景引入 案例分析 新课讲授 课堂总结
复习回顾 提出问题
6分钟
首先进行简单的复习回顾， 在这个基础之上引出本节课的问 题情境。利用霍金高科技轮椅视 频更是能激发学生的好奇心，有 助于学生进一步的探究。
案例分析
从视频中看到霍金的轮椅到底包含哪些 黑科技呢？如此多的功能又是如何实现的呢？
师生分析 求，进行需求分析形成可行性分析 学生活动 报告，从而确定项目主题。
新课讲授
情景引入 案例分析 新课讲授 课堂总结
提出想法： 紧接着通过马上行动，尝试设计
提出问题 师生分析
系统主要功能，激发学生设计的潜
学生活动 能。从而突破本节课的教学重点。
新课讲授
情景引入 案例分析 新课讲授 课堂总结
设计方案： 有了设想，如何把它转换成为
提出问题 深入思考 师生分析
8分钟
解决方案？结合功能系统图的概 念学生深入思考，师生共同分析 完成系统功能图。
新课讲授
情景引入 案例分析 新课讲授 课堂总结
有了系统功能图，具体如何实
设计方案： 现？结合系统框图概念小组讨论，
提出问题 学生活动
师生共同分析完成系统框图。通过
《开源硬件项目流程》说课稿
目录
1
指导思想
3
教学背景
5
教学目标
析
6
教学重难点
8
板书设计
指导思想
（2017版新课标）
普通高中信息技术课程是一门旨在全面提升学生信息素养， 帮助学生掌握信息技术基础知识与技能、增强信息意识、发展 计算思维、提高数字化学习与创新能力、树立正确的信息社会 价值观和责任感的基础课程。
解决方案
项目完成
1 指导思想 2 理论依据 3 教学背景 4 学情分析 5 教学目标 6 重难点 7 教学过程 8 教学板书
师生分析 师生课堂分析，加深理解，从而突
破本节课教学重点难点。
新课讲授
情景引入 案例分析 新课讲授 课堂总结
实物展示《智能轮椅机器人》，
实现方案： 平台介绍
激发学生学习的兴趣和热情。学生
学生活动 上网查阅资料，根据系统框图确定
7分钟
各功能模块所需采用的传感器及相 关组件。
新课讲授
情景引入 案例分析 新课讲授 课堂总结
实现方案： 平台介绍 学生活动
通过自主探究活动，加深对 各组件功能的认识，经历了观察、 探索和实践，积累的经验也是更 加深刻的。
课堂总结
情景引入 案例分析 新课讲授 课堂总结
课堂小结 项目学习 课堂评价 课后思考
5分钟
学生小结，教师再带领学生一起 梳理开源硬件项目流程，加深印象 和理解。从而突破教学重点。 教 师进一步总结关于PBL项目式学习 的相关知识，为后续项目实践活动 做准备。
情景引入 案例分析 新课讲授 课堂总结
深入问题 教师引导 学生分析
6分钟
通过带着问题观看视频，学 生代表发言，重点让学生尝试分 析不同版本轮椅数据输入、处理、 输出的装置变化，为后续学习做 准备。
新课讲授
情景引入 案例分析 新课讲授 课堂总结
提出想法： 学生思考回答，师生共同分析， 提出问题 明确设计的目的是为了满足人的需
（从“如何有一个想法出发”引导学生从产品经理的角度去思考如何发现需求和 满足需求，怎么做设计，总结出开源硬件的实施过程。）
第三章 开源硬件的作品设计与制作 综合项目（这个项目有一定的难度，之前积累的一种应用，在完成大项目的同
时也要落实对开源文化的传承，将项目的成果按照开源协议分享出来。）
虽然每个基于开源硬件的作品制作都有其独特的过程，但还是可以概括出 利用开源硬件进行项目设计与开发的一般流程，掌握该流程对学生完成具备 各种功能的作品具有指导与借鉴意义，能为学生后期的探索提供必要的思路 支持。
课堂总结
情景引入 案例分析 新课讲授 课堂总结
课堂总结 项目学习 课堂评价 课后思考
本节课的评价方式是学生自评 和教师评价相结合，在评价方式 上突出了多元学习评价和面向学 习过程的评价。头脑风暴课后思 考。
教学板书
6.2 开源硬件项目流程
1 项目流程
2 项目式学习
创意 设计 制作 测试 运行
提出想法 设计系统解决方案 利用开源硬件实现
理论依据
本节内容选自选择性必修模块6《开源硬件项目设计》，是 在必修课《数据与计算 》和《信息系统与社会 》的基础上 开设。由“开源硬件的特征”“开源硬件项目流程”“基于 开源硬件的作品设计与制作”3部分内容。
内容要求
学业要求
通过剖析使用开源 硬件完成作品的实例， 体验基于开源硬件完 成项目的基本流程。