把握特征，理解意義
——開源硬件的特征的教學策略

李維明

“開源硬件的特征”是普通高中信息技術課程之選擇性必修模塊6：“開源硬件項目設計”內容的第一個教學單元，是學生在了解了開源項目的起源及發展的基礎上進一步學習、了解開源硬件知識的課程。《課標》要求：要基于實例分析，認識開源硬件的特征與發展，理解利用開源硬件進行信息技術創新的意義。基于此，把握開源硬件的主要特征、理解利用開源硬件進行信息技術創新的價值意義就成了本單元學習的主要內容；進而，如何激發學生的創新興趣，引發動手實踐的欲望也就成為本單元教學的關鍵。

● 開源硬件的主要特征

從“開源”的本質來看，開源硬件主要有“開源與開放”“分享與協作”“模塊與復用”這三大特征。所謂“開源與開放”是指源硬件設計及其相應的軟件的源碼開源與開放，在一定條件下免費提供全社會使用、改進及提高；“分享與協作”就是來自不同地域、不同技術背景、不同年齡的愛好者，通過開源社區等各種渠道分享開源應用，相互切磋、相互探討、相互支持，共同協作技術攻關，不斷創新出優秀的應用項目，把一個個想法變成現實；“模塊與復用”則是指大多數的開源硬件及源碼都可以被拆分為一個個小的模塊，而這些模塊具有統一的接口或連接方式，每個模塊既可以單獨使用也可組合應用，使之能方便地復用于不同項目之中。

從另一個角度來看，開源硬件具有“開放性”“低成本”和“標準化”三個顯著特征。所謂“開放”是指開發者通過公開硬件設計的所有信息，使得愛好者能夠在此基礎上使用部分或全部硬件的設計方案，進行二次開發；而低成本則是指開放的硬件信息可以使開發成本、開發風險大大降低，同時也使得學習及利用開源硬件進行應用項目設計的實驗成本大大降低；標準化則是指開源硬件的軟硬件接口、物理通信、編程環境、機械元件等都實現標準化，從而有利于開源硬件被修改或重新被設計。

● 利用開源硬件進行創新的意義

要理解利用開源硬件進行信息技術創新的意義，可以從以下幾個方面入手：①開源硬件的利用降低了項目設計的技術門檻，有效地促進了全社會參與的廣度；②開源硬件的利用，易于取得公開的相關技術文檔、擴展庫等技術資源，促進了全社會參與的深度；③基于開源硬件開發平臺的利用，使得“邊實踐”“邊學習”的項目學習模式得以廣泛應用，促進了全社會參與的效度；④開源硬件的利用，降低了開發風險及開發成本，使得產品的開發迭代、完善更新周期縮短，提升了全社會參與創新的意愿。

由此可見，利用開源硬件進行信息技術創新一方面可以激發參與者的創新興趣，另一方面還可以培養參與者的實踐能力，從而助力創新社會的發展。

● 教學策略及方法

在本單元教學時，要充分把握特征，理解意義，抓住創新興趣、實踐能力兩個關鍵展開教學。

把握特征的教學，就是抓住“開放”“共享”等關鍵詞，讓學生查閱相關資料，溯源開源運動的來龍去脈，從而了解開源硬件的主要特征，知道開源硬件是怎么回事；在此基礎上，通過一些成功的開源硬件開發、應用的案例，如全球流行的開源平臺Arduino的設計等，理解開源硬件對促進信息技術創新應用的價值和意義；至于創新興趣，教師可以在教學過程中，展示一些奇、巧的開源項目應用作品，讓學生看到開源硬件的應用效果，感受開源平臺的神奇，從而產生動手制作的沖動，激發創新、創造的熱情。

本單元的教學內容以了解、感受為主要特點，動手實踐的內容并不多。在教學過程中可以通過教師的演示活動，展示開源項目的魅力，激發學生學習興趣；與此同時，還要鼓勵學生積極動手，參與開源項目的制作。

開源課程的教學，雖然制作上難度不高，但激發創新、鼓勵動手的意義卻十分重要。教學中要努力創設條件，給學生以體驗、感受的機會，以激發其學習的興趣、動手的沖動、創新的熱情，為下一步的實踐操作，增添動力。