創(chuàng)客關(guān)鍵詞-1-開源硬件

作者: 1組 鄭欣欣 侯曉彤 景琪


1 概念

開源硬件指與自由及開放原始碼軟件相同方式設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)和電子硬件腰涧。

開源硬件延伸著開源軟件的定義,包括軟件紊浩、電路原理圖窖铡、材料清單,設(shè)計(jì)圖等都使用開源許可協(xié)議坊谁,自由使用分享费彼,完全以開源的方式去授權(quán)。
開源硬件設(shè)計(jì)者通常會公布詳細(xì)的硬件設(shè)計(jì)資料口芍,如機(jī)械圖箍铲、電路圖、物料清單鬓椭、PCB版圖颠猴、HDL源碼和IC版圖关划,以及驅(qū)動開源硬件的軟件開發(fā)工具包等。

2 特點(diǎn)

第一:人人可用(任何人可以任何目的自由的使用軟件)翘瓮;
第二:人人可探(任何人可以探知軟件的原理贮折、編程方法、算法等等)春畔;
第三:人人可改(任何人可以按照自己的方式自由的修改軟件)脱货;
第四:人人可再發(fā)布(任何人可以把自己修改過的軟件自由的再次發(fā)布)。

3 創(chuàng)客中的開源硬件工具

(1)開源硬件開發(fā)平臺
  • Arduino
Arduino.jpg
優(yōu)勢:便宜律姨;簡單振峻,所有開源平臺中最易上手的平臺;用戶基數(shù)大择份。
劣勢:處理能力較低扣孟;無通用接口,沒有網(wǎng)絡(luò)荣赶、USB凤价、視音頻輸出等接口。
  • 樹莓派
樹莓派.jpg
優(yōu)勢:功能性價(jià)比高拔创;兼容性強(qiáng)利诺,接口豐富,可實(shí)現(xiàn)PC的基本功能剩燥,兼容PC外接設(shè)備慢逾;用戶基數(shù)大。
劣勢:價(jià)格略高灭红,平臺整體花費(fèi)相對較高侣滩;開發(fā)難度略高。
  • Beagle Board
Beagle Board.jpg
優(yōu)勢:處理能力更強(qiáng)变擒,CPU處理能力更強(qiáng)君珠,內(nèi)存更大;擴(kuò)展性強(qiáng)娇斑;包含了通用接口策添,可兼容普通PC輸入輸出設(shè)備;可作為準(zhǔn)系統(tǒng)毫缆、微型桌面機(jī)運(yùn)行唯竹。
劣勢:價(jià)格略高;開發(fā)難度比Arduino高悔醋。
從現(xiàn)有的創(chuàng)客教育實(shí)踐案例中可以看出摩窃,Arduino是使用最廣、最適宜于入門學(xué)習(xí)的平臺;Beagle Board性能強(qiáng)猾愿,功耗更低鹦聪;樹莓派使用量較大,開發(fā)案例多蒂秘。
(2)積木式開源硬件
如果開源硬件開發(fā)平臺是創(chuàng)客教育常規(guī)的“戰(zhàn)術(shù)武器”泽本,積木式開源硬件則是創(chuàng)客教育的“秘密武器”。Little Bits是這一類型開源硬件的典型代表姻僧。
Little Bits對電路知識的要求幾乎為零规丽,不需要編程、焊接等工序撇贺。創(chuàng)客們會把好的創(chuàng)意項(xiàng)目共享在Github或官網(wǎng)的開源社區(qū)上赌莺。官網(wǎng)bits Lab專區(qū)則更能體現(xiàn)開源硬件協(xié)作創(chuàng)新的理念,創(chuàng)客們將自己設(shè)計(jì)的電路模塊設(shè)計(jì)方案上傳到該專區(qū)松嘶,如獲得1000以上用戶的支持艘狭,Little Bits就會生產(chǎn)該模塊,設(shè)計(jì)者從中可以獲得榮譽(yù)甚至是獎金翠订。

3 開源硬件創(chuàng)客教育實(shí)踐案例

科勒和她的四年級地區(qū)學(xué)校挑戰(zhàn)賽
小組作品.png
特雷西·科勒博士一個(gè)學(xué)校STEM資源巢音、教育技術(shù)與媒體服務(wù)部的教師,在她的引導(dǎo)和組織下尽超,2舉行了一場由120位公立學(xué)校4年級學(xué)生參加的創(chuàng)客挑戰(zhàn)賽官撼,并大獲成功∷扑科勒將開源硬件Little Bits引入該郡傲绣,并與公立學(xué)校的老師一起嘗試將Little Bits整合入數(shù)學(xué)、科學(xué)課程棘脐。
首先斜筐,她將全郡公立學(xué)校的實(shí)踐課教師召集在一起龙致,讓老師們組成協(xié)作學(xué)習(xí)小組蛀缝,用一天的時(shí)間熟悉了Little Bits電路構(gòu)造的方法。之后目代,她讓這些教師回到自己的學(xué)校屈梁,用同樣的協(xié)作學(xué)習(xí)策略指導(dǎo)四年級的學(xué)生熟悉Little Bits的基本操作方法。通過數(shù)周的常規(guī)學(xué)習(xí)榛了,學(xué)生已能完全掌握Little Bits指導(dǎo)手冊上的電路搭建在讶。教師開始允許學(xué)生自由組成小組,圍繞一個(gè)主題自行發(fā)揮想象去創(chuàng)造霜大,不同小組創(chuàng)作出了各具特色的作品构哺,通過班級和年級兩次投票每個(gè)學(xué)校都選出了該校的代表組。
最終,30個(gè)代表不同學(xué)校的小組齊聚一堂曙强〔泄眨科勒給出了終極考題,小組們被要求在三個(gè)小時(shí)內(nèi)碟嘴,在各自不同的創(chuàng)客空間內(nèi)利用提供的Little Bits套件和擴(kuò)展模塊溪食,圍繞給定主題通過協(xié)作完成創(chuàng)作,而他們的老師只能在一旁觀看娜扇。通過對小組項(xiàng)目完成過程中的合作情況以及作品的打分错沃。
在科勒的實(shí)踐中,四年級的小學(xué)生并沒有表現(xiàn)出對開源硬件的畏懼雀瓢,相反體現(xiàn)出了巨大的熱情與創(chuàng)造力枢析。科勒的實(shí)踐也可以證明刃麸,基于恰當(dāng)?shù)墓ぞ吲c合適的方法登疗,在小學(xué)階段開展基于開源硬件的創(chuàng)客教育也是完全可行的。
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