從開源開放到教育自信

李紅印 梁森山 謝作如

第一部分 緣起

謝作如：今天的重點(diǎn)話題是“中國(guó)特色開源硬件”。我在一次會(huì)議中得知，裝備中心在開展“中國(guó)特色的開源軟硬件教育應(yīng)用”方面的研究工作，對(duì)此我很感興趣。請(qǐng)問李處長(zhǎng)，你們是基于什么樣的背景和考慮，啟動(dòng)了這一研究工作？

李紅?。篠TEAM與創(chuàng)客教育一直是我和梁老師共同關(guān)注的話題，也是我們處的重要學(xué)術(shù)研究方向，今后也希望能夠繼續(xù)保持與一線教學(xué)之間的互動(dòng)。

“中國(guó)特色開源軟硬件”提出的大背景來自教育部《2021年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)》（以下簡(jiǎn)稱《要點(diǎn)》），其中有一條提出要“加強(qiáng)具有中國(guó)特色的開源軟硬件教育應(yīng)用研究，構(gòu)建適合我國(guó)中小學(xué)開展創(chuàng)客教育以及高中階段開源硬件選修模塊的教育裝備支撐體系”。這項(xiàng)工作的責(zé)任單位是教育部裝備中心，具體業(yè)務(wù)落實(shí)在我們新技術(shù)處?！兑c(diǎn)》正式下發(fā)后，裝備中心高度重視，立即啟動(dòng)了相關(guān)配套工作的研究，目前正準(zhǔn)備跟上級(jí)主管部門匯報(bào)溝通，相信很快會(huì)有具體的工作辦法。

另外，“中國(guó)特色開源硬件”的提出還與一個(gè)學(xué)術(shù)研究課題有關(guān)，那就是我們中心2020年立項(xiàng)的“基于我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)開源硬件的普通高中實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)研究”課題（以下簡(jiǎn)稱課題）。這個(gè)課題申報(bào)時(shí)用的名稱是“基于開源硬件的普通高中信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”，學(xué)術(shù)委員會(huì)在課題論證的時(shí)候，表達(dá)了幾點(diǎn)意見：一是把學(xué)科范圍適當(dāng)放開，別再局限在信息技術(shù)學(xué)科，通用技術(shù)、物理、化學(xué)等學(xué)科，甚至音樂、美術(shù)等學(xué)科也可以結(jié)合開源硬件開展跨學(xué)科教學(xué);二是不再局限于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，用更大的一個(gè)詞“項(xiàng)目開發(fā)”來概括，這跟高中階段課程改革提出的“項(xiàng)目式教學(xué)”一脈相承;三是添加限定詞“我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)開源硬件”，我的理解是，這正好是“中國(guó)特色開源硬件”最重要的內(nèi)涵之一。

當(dāng)然，“中國(guó)特色開源硬件”的提出既不可能只存在單一因素，也不會(huì)單一指向某一目標(biāo)，還有其他方面的考慮，梁老師可以做些補(bǔ)充，他是課題負(fù)責(zé)人。

梁森山：申報(bào)研究課題的時(shí)候，最初考慮的重點(diǎn)是因?yàn)楫?dāng)前國(guó)內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的開源硬件特別少。中小學(xué)在開展創(chuàng)客教育時(shí)，用到的開源硬件大多是國(guó)外的，軟硬件生態(tài)的主體都在國(guó)外，很難做到自主可控。在當(dāng)前的國(guó)際環(huán)境下，這里潛藏著一定的風(fēng)險(xiǎn)和隱患，所以教育教學(xué)用軟硬件應(yīng)該有所籌劃，盡可能未雨綢繆，以中國(guó)特色開源軟硬件構(gòu)建信息技術(shù)學(xué)科裝備支撐體系。

另一個(gè)重要原因在于從小培養(yǎng)孩子的文化自信和民族自豪感。謝老師對(duì)我們國(guó)家的創(chuàng)客教育發(fā)展歷程很熟悉，應(yīng)該清楚創(chuàng)客教育常用的電子器材，在2018年前基本上都是國(guó)外的品牌，包括軟件和硬件，很難看到國(guó)產(chǎn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的教具或?qū)W具。

謝作如：雖然《要點(diǎn)》關(guān)于“中國(guó)特色開源軟硬件”的論述并不長(zhǎng)，但這個(gè)研究領(lǐng)域是全新的。我再提兩個(gè)比較核心的問題，第一個(gè)問題是為什么要加強(qiáng)開源軟硬件教育應(yīng)用研究？第二個(gè)問題是為什么要強(qiáng)調(diào)“中國(guó)特色”這個(gè)修飾語？

李紅?。褐x老師的觀察很敏銳，《要點(diǎn)》實(shí)際上給中小學(xué)創(chuàng)客教育和信息技術(shù)學(xué)科指明了一個(gè)新的方向，也為我們教育裝備工作開辟了一個(gè)新領(lǐng)域。為了比較深入地談?wù)撨@個(gè)話題，有必要跟讀者介紹一下我所從事的教育裝備工作。首先，“教育教學(xué)裝備是教書育人的必要條件，是實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化的重要支撐，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的重要載體”，這是2016年《教育部關(guān)于新形勢(shì)下進(jìn)一步做好普通中小學(xué)裝備工作的意見》對(duì)教育裝備給出的界定。其次，對(duì)教育教學(xué)裝備的要求本來就是課程標(biāo)準(zhǔn)中的重要組成部分，“普通高中學(xué)校首先要根據(jù)本校平行班的數(shù)量，設(shè)立信息技術(shù)教室……同時(shí)，設(shè)立信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)針對(duì)每個(gè)模塊單獨(dú)設(shè)立，著重滿足學(xué)生實(shí)踐操作的需求”，這段話來自2020年修訂的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱《課標(biāo)》）。

回到謝老師的第一個(gè)問題上：為什么加強(qiáng)開源軟硬件教育應(yīng)用研究？從《課標(biāo)》中很多地方提到開源硬件和開源軟件可以看出，開源軟硬件是信息技術(shù)課程中的重要裝備。既然如此，開源軟硬件的應(yīng)用，也需要體現(xiàn)教育裝備的育人價(jià)值?！墩n標(biāo)》在“開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)”中有段話很有說服力，也符合高中階段的育人目標(biāo)：“基于開源硬件的項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開發(fā)有益于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的興趣，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力，同時(shí)也是在信息技術(shù)課程中實(shí)現(xiàn)STEAM（科學(xué)、技術(shù)、工程、人文藝術(shù)與數(shù)學(xué)）教育的理想方法?！贝送?，《中國(guó)信息技術(shù)教育》雜志的讀者大多數(shù)是信息技術(shù)教師，都知道我國(guó)的信息技術(shù)教學(xué)長(zhǎng)期以來有些偏“軟”——偏軟件輕硬件，我們裝備工作屬“硬”，也有“重建設(shè)輕應(yīng)用”的弊端，都有偏廢之嫌，不夠全面?！兑c(diǎn)》中首次提出“開源軟硬件”就是希望能回歸“軟硬結(jié)合”的正確道路。

關(guān)于“為什么要強(qiáng)調(diào)中國(guó)特色的開源軟硬件教育應(yīng)用研究”，梁森山老師在前面已經(jīng)介紹了。我很認(rèn)同“自主可控”的重要性，但除此之外，這也和文化自信有關(guān)。新時(shí)期，從小培養(yǎng)孩子的創(chuàng)新精神和大國(guó)自信勢(shì)在必行?！捌饕暂d道”，在新課標(biāo)和新教材的實(shí)施過程中，我們需要自己的“開源軟硬件”支撐體系。國(guó)家高中教材以Python編程項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為主線的人工智能、物聯(lián)網(wǎng)課程清晰明了，國(guó)產(chǎn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的開源硬件已經(jīng)可以支持Python編程學(xué)習(xí)，輔以物聯(lián)網(wǎng)芯片同時(shí)具備Wi-Fi和藍(lán)牙功能，完全可以全方位支持高中信息技術(shù)教學(xué)，所以，當(dāng)前推動(dòng)“中國(guó)特色開源軟硬件”體系建設(shè)正當(dāng)時(shí)。

第二部分 現(xiàn)狀

謝作如：聽了兩位的介紹后，我感受到了一種責(zé)任。的確，在掌控板出現(xiàn)之前，國(guó)內(nèi)中小學(xué)的開源硬件幾乎只有Arduino和micro：bit兩種。記得北京師范大學(xué)的傅騫教授也多次在演講中提起這個(gè)話題。正因?yàn)槌鲇谶@樣的責(zé)任，他從2014年開始，組織團(tuán)隊(duì)開發(fā)米思齊（Mixly），為開源硬件的推動(dòng)起到了重要的作用。

據(jù)我了解，裝備中心從去年開始，已經(jīng)組織了多次的考察和調(diào)研活動(dòng)，去了好幾個(gè)城市和好些學(xué)校，了解中小學(xué)的開源軟硬件應(yīng)用情況。能否介紹一下，除了技術(shù)學(xué)科外，當(dāng)前還有哪些學(xué)科已經(jīng)在應(yīng)用開源軟硬件？或者說開源軟硬件在哪些領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用？

梁森山：課題組一直非常重視調(diào)研工作，特別是“中國(guó)特色開源軟硬件”寫入《要點(diǎn)》之后，專程到深圳等開源軟硬件資源比較豐富的地區(qū)做了調(diào)研。其實(shí)除了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，線上文獻(xiàn)也是一個(gè)重要的信息來源。我們可以通過兩組數(shù)據(jù)，來看一下開源軟硬件在學(xué)科應(yīng)用領(lǐng)域的情況。

一組數(shù)據(jù)來自中國(guó)知網(wǎng)，可以檢索到《基于Arduino的向心力實(shí)驗(yàn)儀》《基于Arduino的全反射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》《基于掌控板和數(shù)據(jù)分析探究熱敏電阻阻值與溫度關(guān)系》《利用開源硬件掌控板開展小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)》《用SIoT與掌控板做熱輻射實(shí)驗(yàn)》等學(xué)術(shù)成果，主要集中在物理、化學(xué)、生物等科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科。當(dāng)然這是不完全統(tǒng)計(jì)，課題組后續(xù)會(huì)加強(qiáng)這方面的研究。

另一組數(shù)據(jù)來自“首屆掌控板教學(xué)應(yīng)用設(shè)計(jì)大賽”。在提交的作品中，與學(xué)科教學(xué)相關(guān)的有《探究水沸騰時(shí)溫度的變化特點(diǎn)》《多功能溫濕度計(jì)》《測(cè)高儀》《超聲波測(cè)速實(shí)驗(yàn)》《比較不同物質(zhì)比熱容實(shí)驗(yàn)》《機(jī)械能守恒驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)》《液體氣體壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)》《掌控次氯酸自動(dòng)制作裝置教具》《三原色演示儀》《紙飛機(jī)高度測(cè)量?jī)x》《基于mPython平臺(tái)驗(yàn)證伽利略斜面實(shí)驗(yàn)》《單擺實(shí)驗(yàn)平臺(tái)》《光的反射挑戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)裝置》《光照對(duì)溫度的影響實(shí)驗(yàn)裝置》《太陽能熱水器效能檢測(cè)裝置》等，也是主要集中在科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科。藝術(shù)學(xué)科雖然有很多案例，但主要集中在高校。

我們也看到一些與數(shù)學(xué)學(xué)科相關(guān)的應(yīng)用，如在浙江省的高中數(shù)學(xué)公開課活動(dòng)中，諸暨中學(xué)的老師就用掌控板來做茶水溫度的探究活動(dòng)。相對(duì)于科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科來說，相關(guān)的成果還是比較少。當(dāng)然從另一個(gè)角度來看，這也為開源軟硬件的發(fā)展留下了巨大的潛在發(fā)展空間，尤其是中小學(xué)開始重視項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，開源硬件在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中能夠發(fā)揮重大的作用。

謝作如：作為一名經(jīng)歷了國(guó)內(nèi)創(chuàng)客教育從零到一，然后進(jìn)入快速發(fā)展階段全過程的一線教師，我清楚地知道，開源硬件和創(chuàng)客教育之間有著密不可分的關(guān)系。因此，在前一個(gè)問題中我特意強(qiáng)調(diào)了“除了技術(shù)學(xué)科外”。還是回到技術(shù)領(lǐng)域來，請(qǐng)梁老師繼續(xù)介紹一下目前在人工智能、創(chuàng)客教育、STEM、信息技術(shù)教育等方面，哪些開源軟硬件在發(fā)揮重要的作用？其中有哪些軟硬件具備了“中國(guó)特色”？

梁森山：這個(gè)問題其實(shí)問的就是“目前教學(xué)中常用的有哪些開源軟硬件”?！俺Ｓ谩本哂泻軓?qiáng)的主觀性，并不容易界定。根據(jù)課題組目前的觀察，比較成熟的硬件大體可分為Arduino、micro：bit、microPython、樹莓派以及各種兼容“派”的硬件。這里所說的比較成熟是指相對(duì)成熟的軟硬件體系和有影響力的社區(qū)與生態(tài)。在本刊3月的對(duì)話欄目中，我們聊到了開源操作系統(tǒng)和開源鴻蒙，成敗的關(guān)鍵除了技術(shù)之外，還有一個(gè)重要的指標(biāo)就是生態(tài)，建設(shè)生態(tài)最難。

我先對(duì)開源硬件初步做個(gè)劃分。Arduino、micro：bit可以歸類為微控制器（MCU）性質(zhì)，直接在裸機(jī)上跑可執(zhí)行程序;樹莓派以及各種兼容派可以歸類為單板機(jī)（SCB）或片上系統(tǒng)（SOC），能完整地跑定制化的開源Linux操作系統(tǒng)，內(nèi)置常用教學(xué)或開發(fā)工具;microPython介于MCU和SCB兩者之間，可以認(rèn)為是一種定制化的Python語法兼容的運(yùn)行環(huán)境。這四種硬件除了micro：bit面向青少年計(jì)算機(jī)普及之外，其他三個(gè)都不原產(chǎn)于教育系統(tǒng)，Arduino是媒體藝術(shù)家的玩意兒，microPython的原作者希望用來控制工業(yè)機(jī)器人，樹莓派則定位在廉價(jià)的計(jì)算機(jī)。這里有必要澄清一下，從目前公開的資料來看，樹莓派其實(shí)并不屬于“開源硬件”的范疇，官方聲明使用的詞語是“開放硬件”，因?yàn)闃漭捎玫氖嵌ㄖ频膶Ｓ眯酒袌?chǎng)上買不到。反觀其他各種“派”（如香蕉派、香橙派、荔枝派等），基本上做到除了PCB版圖之外，能“開”的盡可能“開”了，反而應(yīng)該歸屬開源硬件的范疇。

再來看看軟件，比較成熟的用于教學(xué)的開源軟件基本上分為兩類，一類是圖形化編程的軟件，或者基于開源圖形化軟件所做的二次開發(fā)，另一類是Python代碼編程IDE和擴(kuò)展庫。因?yàn)楦咧性诮滩木帉懙倪^程中，基本上統(tǒng)一使用了Python語言，因而很多優(yōu)秀的Python庫進(jìn)入了中小學(xué)教學(xué)。

總結(jié)下來可以說，硬件以Arduino、micro：bit、microPython和各種兼容“派”為代表，軟件以圖形化編程和Python為代表，共同推進(jìn)了2018年以前國(guó)內(nèi)人工智能、創(chuàng)客教育、STEAM教育、信息技術(shù)教育的發(fā)展。沒有他們，就不可能有信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)質(zhì)量的整體提升，從另一個(gè)角度來說，沒有他們，就不會(huì)有中國(guó)特色的開源軟硬件的孕育。這些開源軟硬件都很成功，但遺憾的是，以上這些都不是中國(guó)特色開源軟硬件，在這些開源軟硬件的核心團(tuán)隊(duì)里幾乎見不到中國(guó)人的身影。

我剛才特意強(qiáng)調(diào)了一下2018年這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，因?yàn)?018年以后，我們推出了以掌控板和虛谷號(hào)為代表的系列中國(guó)特色開源軟硬件。

謝作如：這樣看來，課題組前期的調(diào)研還是充分的，對(duì)軟硬件的分類也非常到位。那么，梁老師能不能再介紹一下，中國(guó)特色開源軟硬件目前取得了哪些新的進(jìn)展？

梁森山：從課題組目前的觀察來看，開源軟硬件率先從高中信息技術(shù)選擇性必修教材《開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)》取得突破。

2019年經(jīng)國(guó)家教材委員會(huì)專家委員會(huì)審核通過的人民教育出版社與中國(guó)地圖出版社聯(lián)合編寫的普通高中信息技術(shù)教材中，引入了國(guó)產(chǎn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)開源硬件掌控板和虛谷號(hào)，作為《開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)》的主要教學(xué)載體，其中虛谷號(hào)還被必修2《信息系統(tǒng)與社會(huì)》選用搭建簡(jiǎn)易信息系統(tǒng)。其后的教師用書和項(xiàng)目活動(dòng)手冊(cè)也沿用了掌控板和虛谷號(hào)。

針對(duì)這套教材，課題組在做了一定的分析之后發(fā)現(xiàn)，掌控板在其中基本定位在控制器，同時(shí)兼做物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，還具備簡(jiǎn)單感知與顯示的能力，從功能跨度上來看，相當(dāng)于是Arduino、micro：bit和microPython三者的合體，開發(fā)軟件也基本能夠做到相互兼容。虛谷號(hào)定位在單板機(jī)，內(nèi)置了一些教材中用到的軟件和工具等，可以看作是Python與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境服務(wù)器，基本上做到即插即用，性能相當(dāng)于樹莓派的水平。另一個(gè)亮點(diǎn)是，在兩款硬件底層，還嵌套著xugu通用硬件接口和Siot物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)。總體看下來，這種軟硬件組合，支撐高中階段的信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與項(xiàng)目實(shí)踐應(yīng)該是沒有問題的。

2019年之后，掌控板等其他國(guó)產(chǎn)開源軟硬件還入編了粵教版普通高中信息技術(shù)教科書選擇性必修6《開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)》活動(dòng)冊(cè)及教師教學(xué)用書、浙教版普通高中信息技術(shù)教科書必修2《信息系統(tǒng)與社會(huì)》教師用書。國(guó)產(chǎn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的開源軟硬件入編高中信息技術(shù)教材的比例占一半以上。

除上述國(guó)家教材外，中國(guó)特色開源軟硬件還在地方信息技術(shù)和創(chuàng)客教育教材中取得進(jìn)展，如掌控板和虛谷號(hào)均入編清華大學(xué)“大、中、小學(xué)一條龍教學(xué)研究”實(shí)驗(yàn)教材，掌控板入編教育科學(xué)出版社“十三五”任務(wù)單式教學(xué)系列規(guī)劃教材《信息技術(shù)（基礎(chǔ)模塊）》……至于校本教材方面就很多了，如《掌控板和Mind+互動(dòng)創(chuàng)意設(shè)計(jì)》《小創(chuàng)客學(xué)掌控板》等。

課題組還計(jì)劃聯(lián)合清華大學(xué)出版社推出一套《中國(guó)特色開源硬件》叢書，這些課程資源都在共同營(yíng)造中國(guó)特色開源軟硬件生態(tài)。清華大學(xué)“大、中、小學(xué)一條龍教學(xué)研究”實(shí)驗(yàn)教材編寫團(tuán)隊(duì)在選擇教學(xué)軟硬件的時(shí)候，將開源和免費(fèi)放在第一位，其次是跨平臺(tái)。因而，我們完全可以在任何一個(gè)操作系統(tǒng)上進(jìn)行教學(xué)，包括Windows、MacOS、Linux，甚至包括剛發(fā)布不久的鴻蒙操作系統(tǒng)。這是很重要的突破。

另外，我覺得中國(guó)特色開源軟硬件今年能夠?qū)戇M(jìn)《要點(diǎn)》，這本身就是開源軟硬件教育應(yīng)用最大的進(jìn)展之一。

李紅?。呵懊嬲f到掌控板和虛谷號(hào)，其實(shí)我也有個(gè)問題想問謝老師?！疤摴扔?jì)劃”是國(guó)內(nèi)影響力最大的開源教育項(xiàng)目，我們熟悉的掌控板和虛谷號(hào)都是其中的項(xiàng)目之一。那么，作為“虛谷計(jì)劃”的聯(lián)合發(fā)起人，你能否說說為什么會(huì)發(fā)起“虛谷計(jì)劃”？特別是為什么會(huì)推出掌控板和虛谷號(hào)？

謝作如：關(guān)于“虛谷計(jì)劃”的起源，我在不同場(chǎng)合都講過多次。其實(shí)做任何事，理由往往不是只有一點(diǎn)，而是有很多。借著“中國(guó)特色開源軟硬件”這個(gè)話題，我想再說一個(gè)藏了多年一直沒說的故事。

五年前，也就是2016年前后，我參與編寫浙教版的高中信息技術(shù)新教材，其中必修2模塊和選擇性必修6模塊都涉及開源硬件。最開始從Arduino下手，但Arduino僅僅支持C/C++，和其他模塊教材使用的編程語言不統(tǒng)一。于是選擇了micro：bit，并試圖跟micro：bit官方建立一種交流、對(duì)話機(jī)制，提供我們發(fā)現(xiàn)的BUG或者教學(xué)需求以期望開發(fā)團(tuán)隊(duì)能夠改進(jìn)。例如，編程平臺(tái)就有兩個(gè)細(xì)節(jié)問題，“毫秒”與“微秒”翻譯成了同一個(gè)中文，舵機(jī)也不能正常使用。

當(dāng)我嘗試把問題提交過去，結(jié)果發(fā)現(xiàn)石沉大海，沒有任何反饋。這種感覺很不舒服，就是我作為一名用戶，但是和開發(fā)團(tuán)隊(duì)不能平等對(duì)話。在后續(xù)的交流中，這種感覺越來越強(qiáng)烈。于是，2018年暑假，借著人教-中圖版《開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)》編寫的機(jī)遇，我們聯(lián)合國(guó)內(nèi)創(chuàng)客企業(yè)，嘗試推出了一塊醞釀已久的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的開源硬件，那就是大家所知道的掌控板。

掌控板最大的特點(diǎn)就是源自一線教學(xué)的需求，掌控板的每一個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)，每一個(gè)元器件的選擇，全部由我們中小學(xué)教師提出。第二個(gè)特點(diǎn)是使用通用的國(guó)產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)芯片（ESP32），自帶了藍(lán)牙和Wi-Fi，完美解決了高中必修2和選擇性必修6聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的需求。選用通用芯片的另一個(gè)好處就是課堂所學(xué)知識(shí)和工程項(xiàng)目實(shí)踐可以無縫結(jié)合、零門檻遷移，因?yàn)楣I(yè)和消費(fèi)市場(chǎng)用的是同一顆芯片。第三個(gè)特點(diǎn)是集成度高，性價(jià)比高，便于大范圍推廣和普及。除此之外，更重要的是產(chǎn)權(quán)歸屬“虛谷計(jì)劃”組委會(huì)，多家創(chuàng)客企業(yè)共同開發(fā)軟件，具備良好的生態(tài)，對(duì)于任何問題，都有順暢的渠道傳遞給開發(fā)團(tuán)隊(duì)，不斷修改，不斷完善，這就是自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的好處和價(jià)值所在。

為了表達(dá)“兼容”與開放的態(tài)度，我們把掌控板Python庫的所有的引腳控制方法和micro：bit一致?？紤]到有些學(xué)?？赡芤呀?jīng)買了micro：bit，所以我們還設(shè)計(jì)了一個(gè)同時(shí)兼容掌控板和micro：bit的擴(kuò)展板。雖然我們推出掌控板，但是依然愿意跟國(guó)際保持接軌，不希望“排他”，不希望用戶處于兩難的選擇中——使用了掌控板就不能用micro：bit。

追憶這段“初心”，我現(xiàn)在不禁有些感慨。大家共同發(fā)起“虛谷計(jì)劃”，在設(shè)計(jì)掌控板和虛谷號(hào)的時(shí)候，其實(shí)僅僅是想設(shè)計(jì)一塊更加適合教學(xué)的開源硬件，并沒有想很多，尤其是沒有想到我們做的事情會(huì)和“中國(guó)特色開源軟硬件”結(jié)合起來，和國(guó)家的政策導(dǎo)向竟如此一致。

梁森山：謝老師私藏的故事還蠻精彩，而且還夾帶著干貨。那么通過這次對(duì)話，我們是不是可以做個(gè)初步的梳理，中國(guó)特色開源軟硬件應(yīng)該具備哪些特征？能否請(qǐng)李處長(zhǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)要的歸納？

李紅?。菏紫戎袊?guó)特色開源軟硬件是一個(gè)待定的話題，也是一個(gè)開放的話題。這次對(duì)話只是進(jìn)行一次探索和嘗試，歡迎教育領(lǐng)域的其他專家、一線教師能夠一起共同思考和探討這個(gè)話題，共同推進(jìn)有中國(guó)特色開源軟硬件教學(xué)體系的建設(shè)。接下來我就結(jié)合目前的研究，談一談自己對(duì)這個(gè)話題的理解和認(rèn)識(shí)。

“中國(guó)特色開源軟硬件”首先要符合“開源硬件”和“開源軟件”的規(guī)范，其次才是“中國(guó)特色”。其實(shí)謝老師在講掌控板的故事時(shí)，已經(jīng)把中國(guó)特色開源軟硬件的特征大都“覆蓋”了?，F(xiàn)在我們換個(gè)角度，把這些特征再提取出來。

第一個(gè)特征，需求來自一線教學(xué)，具有鮮明的“教學(xué)應(yīng)用”特征。第二特征，軟硬件開發(fā)服務(wù)于教材和課程改革，算是第一個(gè)特征的延伸，但是價(jià)值導(dǎo)向更具體，那就是能夠出現(xiàn)在教材中。第三個(gè)特征，技術(shù)具有先進(jìn)性和前瞻性。第四個(gè)特征，具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，做到軟件和硬件都可控。第五個(gè)特征，要有一定的國(guó)際影響力，能夠走出國(guó)門、走出去的才叫中國(guó)特色，如果走不出去，最多叫中國(guó)的。第六個(gè)特征，相對(duì)完善的自主可控社區(qū)與生態(tài)，這一條放在最后，是因?yàn)檫@條既重要又難辦，上期我們討論開源操作系統(tǒng)的時(shí)候，也有提到過，建立生態(tài)最難，因?yàn)樯鷳B(tài)靠的是吸引力。

以上幾點(diǎn)應(yīng)該可以作為現(xiàn)階段“中國(guó)特色開源軟硬件”的基本界定，當(dāng)然可能不夠全面，歡迎其他老師補(bǔ)充。

第三部分 期望

謝作如：非常感謝李處長(zhǎng)概括的“中國(guó)特色開源軟硬件”的特征。作為一名中小學(xué)教師，每一次在教材中看到具備“中國(guó)特色”的開源軟硬件，都有一種自豪感油然而生。尤其是在教材和比賽中看到自己參與開發(fā)的開源軟硬件得到廣泛應(yīng)用，得到各種認(rèn)可，就更加深刻地的體會(huì)到什么叫“新時(shí)代是奮斗出來的”。

最后我想再問一個(gè)問題：接下來國(guó)家是否會(huì)出臺(tái)相關(guān)政策，對(duì)中國(guó)特色開源軟硬件做出實(shí)質(zhì)性的支持？

李紅?。焊鶕?jù)《要點(diǎn)》的要求，我們還在向相關(guān)主管部門匯報(bào)和溝通具體的工作措施，目前的思路是重點(diǎn)抓住三個(gè)方面的工作：一是從講政治的高度支持具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)教學(xué)用開源硬件健康發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感和文化自信;二是堅(jiān)持開源、開放和共享，合理引進(jìn)社會(huì)產(chǎn)品和公共服務(wù)有序進(jìn)課堂;三是堅(jiān)持軟硬件同步推進(jìn)，不偏不廢，共同營(yíng)造相對(duì)完善的軟硬件生態(tài)環(huán)境。在具體工作過程中，也希望能夠得到院校專家、一線教師的大力支持和幫助，力爭(zhēng)盡快形成適合我國(guó)中小學(xué)開展創(chuàng)客教育以及信息技術(shù)課程教學(xué)的教育裝備支撐體系，共同營(yíng)造中國(guó)特色開源軟硬件學(xué)術(shù)氛圍和生態(tài)環(huán)境。