本书依托教育部教育装备研究与发展中心2020年度基本科研业务费专项资金资助课题《基于国内的具有自主知识产权的开源硬件普通高中实验项目开发研究》（课题编号：KZX202009），系统论述了中国特色开源软硬件的兴起和开源软硬件的发展现状综述，对常见教学用开源软硬件进行汇总分析，共考察了70多款开源主控板，提炼出“开源硬件分类表”，把常见教学用开源硬件分为五大类别，分别是MCU微控制器类、IoT物联网类、SBC单板机类、无桌面SBC类和AI算力加速类。本书还重点分析了中国特色开源硬件、中国特色开源软件、中国特色开源软硬件生态建设、开源硬件项目设计等话题，进一步提炼了开源软硬件的教育教学与育人价值。
本书可为普通高中开展新教材试点的省市规划与建设配套信息技术实验室或学科教室提供参考，为教育主管部门课程与装备建设提供决策依据，为学校采购提供支持，也适合普通高中信息技术教师作为教学参考书籍。此外，本书也是一本实践性很强的信息技术与信息科技学科的教具、学具索引，可以快速通览中小学创客教育、STEAM教育、科技社团等科创类教学活动中常见的教育教学器材。本书还可以为教育从业者、企业、机构开发设计开源软硬件提供参考与启发，快速提升开源软硬件设计的国际化视野。

第一章 开源软硬件的兴起
1.1 开源硬件及其起源
1.2 开源软硬件综述
1.2.1 Arduino
1.2.2 Raspberry Pi
1.2.3 NodeMCU
1.2.4 micro:bit
1.2.5 掌控板和虚谷号
1.3 教材对开源硬件的界定
第二章 中国特色开源硬件
2.1 常见教学用开源硬件分类
2.1.1 开源硬件分类依据
2.1.2 开源硬件分类表
2.1.3 开源硬件分类说明
2.2 第一大类MCU微控制器类——Arduino生态
2.2.1 Arduino UNO——典型代表
2.2.2 Romeo——开源小车
2.2.3 Microduino——层叠积木
2.2.4 Mango UNO——跨越架构
2.2.5 Seeeduion XIAO——小到极致
2.3 第二大类loT物联网类——MicroPython生态
2.3.1 NodeMCU-ESP8266与NodeMCU-ESP32
2.3.2 micro:bit——U盘与金手指
2.3.3 M5Stack Basic——方寸5×5
2.3.4 掌控板（HandPy）——Python与loT教学
2.3.5 童芯派（Cyberpi）—―赛博之道
2.4 第三大类SBC单板机类——Python硬件教学
2.4.1 BeagleBone—―盛名之下
2.4.2 Raspberry Pi（树莓派）―――派宗师
2.4.3 pcDuino――教育先行者
2.4.4 虚谷号（vwBoard）——虚谷计划
2.5 第四大类无桌面SBC类——PythonloT硬件教学
2.5.1 香橙派Zero——老树开花
2.5.2 行空板（Unihiker）——新晋之路
2.6 第五大类AI算力加速类——AloT人工智能教学
2.6.1 K210模组——AloT入门
2.6.2 Jetson Nano——GPU加速
2.6.3 冲锋舟——VIM3
2.6.4 Maix-Ⅱ-Dock（M2dock）——1950致敬图灵
2.6.5 MaixSense——Al元年1956
第三章 中国特色开源软件
3.1 软硬结合编程软件
3.1.1 ArduBlock教育版
3.1.2 BXY Python编辑软件
3.1.3 mBlock5图形化编程
3.1.4 Mind+图形化编程
3.1.5 Mixly图形化编程
3.1.6 mPython图形化编程
3.1.7 UIFlow Web化编程平台
3.1.8 腾讯扣叮在线编程平台
3.1.9 MaixPy与MaixPy3 AloT编程平台
3.2 教学接口与服务软件
3.2.1 SIoT物联网服务平台
3.2.2 xugu与pinpong库
3.2.3 mpython_conn通信协议
3.2.4 MaixHub在线人工智能模型训练平台
第四章 中国特色开源软硬件生态建设
4.1 中国特色开源软硬件支撑各类教学成果
4.1.1 国家教材
4.1.2 地方教材
4.1.3 校本课程案例
4.1.4 中国特色开源软硬件相关丛书
4.2 中国特色开源软硬件助推学术交流
4.2.1 创客嘉年华
4.2.2 全国中小学STEAM教育大会
4.2.3 创意智造专项赛
4.2.4 开源硬件创意智造专项赛
4.2.5 开源硬件应用设计挑战赛
4.2.6 掌控板教学设计大赛
4.3 中国特色开源软硬件推动机器人走向开源机器人
4.3.1 开源机器人作品
4.3.2 开源机器人教学案例
4.3.3 开源机器人场地与赛制
4.3.4 赛事教学实践
4.4 中国特色开源硬件标准化进展
4.5 面向教育教学的开源社区
第五章 开源硬件项目设计——国家课程的设立与教学实践
5.1 普通高中信息技术学科定位
5.2 选择性必修模块6课程目标
5.3 选择性必修模块6跟其他模块之间的关联
5.3.1 跟必修模块1数据与计算之间的关联
5.3.2 跟选择性必修模块2网络基础之间的关联
5.3.3 跟选择性必修模块4人工智能初步之间的关联
5.4 教材框架导读
5.4.1 人教中图版教材框架
5.4.2 沪科教版教材框架
5.4.3 粤教版教材框架
5.4.4 教科版教材框架
5.4.5 浙教版教材框架
5.4.6 华东师大版教材框架
5.5 主题学习项目
5.5.1 人教中图版项目学习案例
5.5.2 沪科教版项目学习案例
5.5.3 粤教版项目学习案例
5.5.4 教科版项目学习案例
5.5.5 浙教版项目学习案例
5.5.6 华东师大版项目学习案例
5.6 实验案例与器材清单
5.6.1 人教中图版实验与器材
5.6.2 沪科教版实验与器材
5.6.3 粤教版实验与器材
5.6.4 教科版实验与器材
5.6.5 浙教版实验与器材
5.6.6 华东师大版实验与器材
5.7 中国特色开源软硬件实验室样例
5.7.1 实验室建设目标
5.7.2 实验室建设理念
5.7.3 实验室环境设计
5.7.4 硬件与装备清单
5.7.5 软件与库文件清单
5.7.6 实验与器材清单
5.8 国家课程教学案例
5.8.1 深圳市第二高级中学
5.8.2 湖南省株洲市第二中学信息技术教研室
后记