说说第十二届全国中小学STEAM工作坊中涉及的那些软硬件工具

以下文章来源于广州市龙丽嫦教育专家工作室，作者丽嫦老师

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8月12-13日，第十二届全国中小学STEAM教育大会在遵义顺利举办。本届大会以“人工智能教育与创新”为主题，工作坊词频最高的关键词当然要数人工智能了，在14个工作坊中，基本上都是跟人工智能相关的。由于开源硬件、人工智能在科创教育领域的技术是动态发展的，每隔一小段时间，就会冒出一些新的硬件玩意和软件工具平台，有时是全新诞生的，有时是功能进化得更好，有时是或许更便宜或者更贵的，表示这些技术的称谓还是一串串英文字符，让人云里雾里、目不暇接。

这次工作坊对近2年推出的新玩意或小项目进行分享，下面，小编就围绕工作坊中涉及到的硬件和软件工具和平台进行简单的列述，让没有参加工作坊的老师也略为了解，顺便也祛祛魅。

智能硬件

01

主控板：行空板

‌      小编介绍：行空板，是一款一款拥有自主知识产权的专为‌Python编程教育而设计的开源硬件，由‌DFRobot公司于2021年12月推出。

   行空板，采用4核单板微型计算机架构，集成了LCD彩屏、Wi-Fi蓝牙、多种常用传感器和丰富的拓展接口。‌它自带‌Linux操作系统和Python环境，还预装了常用的Python库，只需两步就能开始python教学。行空板，能够轻松应对各种编程相关的开发场景，如搭建‌物联网系统、体验人工智能应用、编写‌电子游戏、进行‌科学实验、设计‌声光互动、开发‌可穿戴设备等。同时，行空板作为智能终端设备，其板子本身采用微型计算机架构，集成LCD彩屏、WiFi蓝牙、多种常用传感器和丰富的‌拓展接口。

  更多了解可访问：www.unihiker.com.cn

小编点评：行空板自带SIOT物联网平台，能较好地实现物联网实验，可用于开展物联网技术应用开发的项目教学。

02

主控板：掌控板

小编介绍：掌控板，是中国电子学会现代教育技术分会创客教育专家委员会于2018年推出掌控板1.0，经多次迭代后，2020年推荐掌控板2.0，是一款功能强大且高度集成的国产开源硬件，可以在国内的主流软件如mPython、Mind+，Mixly中使用，为普及创客教育而生。

  掌控板是一块MicroPython微控制器板，也称开源硬件主控板。它板载ESP-WROOM-32双核芯片，支持WiFi和蓝牙双模通信。板上集成1.3英寸OLED显示屏、加速度传感器、地磁传感器、声音传感器（麦克风）、光线传感器、蜂鸣器、2个物理按键（A/B）、6个触摸按键(PYTHON)。除此外，还有一个阻性输入接口，方便接入各种阻性传感器。

     更多了解可访问：www.mpython.cn

小编点评：掌控板属于一款国产开源硬件，性价比较高，在义务教育阶段普及度较高。虽然掌控板2.0也出来有3年不算是新东西了，但作为中小学科创使用者较多的一块板子，小编在这里也给它亮亮相，看看“掌控2.0”你换了吗？

03

数据采集模块：Gravity: SCI

小编介绍：Gravity: SCI采集模块是由DFRobot推出的一款功能强大且高度集成的数据采集模块。

    Gravity: SCI采集模块融合了屏幕显示、传感器自动识别、传感器校准、数据存储、RTC时钟以及数据优化等多种特性，SCI采集模块已经支持包括温湿度、大气压、空气质量、氧气浓度等20余种常见传感器。该模块兼容Arduino、micro:bit、掌控板、行空板、树莓派等硬件平台。无论是在科学探究、跨学科教学还是物联网应用中，借助SCI和各类传感器，实现跨学科教学，开展科学探究，提高科学探究的效率和准确性。

     更多了解可访问此链接：https://mc.dfrobot.com.cn/thread-316703-1-1.html

小编点评：一款集成度较高的数据采集模块，兼容主流开源硬件平台，自带OLED屏，可用于跨学科科学探究和物联网实验。

04

可编程AI摄像模块：柚子相机

小编介绍：柚子相机，是由常州思泰姆科技教育公司推出的一款用于开展中小学人工智能教育的可编程AI摄像模块，可简单理解为AI相机，是一款为教育而设计的带NPU（神经网络处理器）加速的AI教具。

  柚子相机，选择了开源硬件Maix-II(V831)和ESP32作为技术开发路线，已经集成了大量开箱即用的功能，比如AI图像和物体识别，AI语音识别，AI人脸识别，AI车牌识别，小车巡线，传统OpenCV支持，常用硬件外设库等。柚子相机是面向人工智能、物联网创新的创客教育开源项目。对于该硬件的设计，是倡导“1320”学习模式，“1320”：即能让学生一分钟部署模型，3分钟学会预学习模型训练，20分钟学会从数据采集到模型训练到模型部署到模型应用的四个阶段。

      更多了解可访问：www.ardubits.com

小编点评：搭载V831芯片，自带NPU（神经网络处理器），可用于人工智能入门教学。

软件

05

人工智能教育平台：OpenInnoLab

小编介绍：OpenInnoLab浦育平台是由上海人工智能实验室智能教育中心团队发布的一个一站式的人工智能学习服务平台，是一个人工智能技术研发和应用的综合性平台。

    OpenInnoLab浦育平台为从事AI教育的教师以及AI科创的学生提供前沿的、多元的、易用的、连通的AI学习创作工具。同时，OpenInnoLab浦育平台还配备了课程、实践案例以及科创活动，旨在普及和推广AI科技，并鼓励青少年应用AI工具进行科学探究与应用创新。OpenInnoLab浦育平台提供了非常丰富的AI体验，包括：文本分类、Magic Maker、Flappy Bird、涂鸦识别、姿态分类、图像分类、AI绘画、映月指挥家、成为表情包、3D人脸捕捉、手势分类等。

      更多了解可访问：www.openinnolab.org.cn

小编点评：OpenInnoLab浦育平台是由上海人工智能实验室提供了强大算力和丰富数据集的AI学习服务平台，是一款可用于中小学人工智能教学的在线平台。

06

教育用人工智能学习工具（库）集：XEdu

小编介绍：XEdu的全名为OpenXLabEdu，是基于OpenXLab的教育版，也是为中小学AI教育设计的一套完整的学习工具。OpenXLab是上海人工智能实验室开源的AI工具（库）集合。

    XEdu作为一款深度学习开发工具，能让学生通过简洁的代码完成各种SOTA模型的训练，即可快速搭建出AI应用系统，降低了学习人工智能的门槛。XEdu核心工具为深度学习工具库XEduHub、计算机视觉库MMEdu，加上神经网络库BaseNN和传统机器学习库BaseML，支持中小学可能涉及到AI技术相关领域。

    更多了解可访问：xedu.readthedocs.io

小编点评：XEdu是一款开源、可本地化部署的人工智能教学工具【利用用户电脑算力进行AI学习】，提供了诸多丰富的库，可用于中小学人工智能教学。

07

人工智能学习环境平台：Openhydra

小编介绍： Openhydra是由全国师范生人工智能教育共同体、九州未来亓绚联合发起，华东师范大学、华南师范大学、中国儿童中心儿童人工智能教育研究院、中国电子学会现代教育技术分会、上海开源信息技术协会、上海白玉兰开源开放研究院、温州大学元宇宙与人工智能研究院、NOAI组委会、虚谷计划组委会等共同参与，面向AI教培领域，以开放、开源、共创模式，为中小学人工智能教育提供一个开箱即用的学习与实践平台。

    OpenHydra社区提供丰富免费的AI创新工具、产学研合作资源、教学资源、创客社区，大幅降低人工智能教育的入门门槛，只需用简洁的代码就能完成深度学习的训练，训练出来的模型又能够部署为真正的AI应用，使广大学生都有机会接触并实现最新的人工智能技术，从而提升理论与实践结合的能力。

     更多了解可访问：github.com/openhydra

小编点评：Openhydra是一款学校可自主部署的人工智能教学服务器平台，对算力有一定要求，适合于大班开课教学。

08

小结

    看了这么多，或许朋友们会问小编，这几个东西，究竟是什么关系呢？在工作坊中涉及哪些项目？落在我们原有的认知体系里，是怎样一个关系呢？

     小编与小伙伴们研究一番，将几个工具整理为一个思维导图，看看对大家是否有帮助，进而选择相应的技术和工具进行了解和学习吧！

    更多了解，请留意下一篇，关于这些技术的工作坊项目，下篇再见。

排版：张莉新

审核：龙丽嫦