《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。
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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。