我最早在 2013 年秋季撰写了关于教育工作者使用的开源学习软件的文章。五年过去了——如今，开源软件和原则已从教育行业的局外人转变为大众追捧的对象。
自从 Penn Manor 学区采用开源软件并培养了建立在信任基础上的学习社区以来，我们已经看到学生的创造力、才智和参与度飙升。以下是我们过去学年中使用过的三种免费和开源软件工具。这三种工具都促成了伟大的学生项目，并且可能会为思想开放的教育工作者激发酷炫的课堂想法。
乘风破浪：软件定义无线电
学生们可能喜欢 Spotify 和 Soundcloud 的现代声音，但是从大气中捕捉噪音有一种老派的魅力。Penn Manor 帮助台的学生学徒们对软件定义无线电 (SDR) 感到非常有趣。借助廉价的软件定义无线电套件，学生可以捕获的不仅仅是单调的 FM 广播电台。我们的一位帮助台学徒 JR 发现了从当地紧急无线电聊天到未加密的寻呼机消息等各种信息。
我们的基本设置包括一台运行 gqrx 软件的学生 Linux 笔记本电脑， paired with a USB RTL-SDR 调谐器和简单的天线。它足够轻便，可以放在学生的背包中，以便随时随地进行 SDR。该套件非常适合创意黑客活动，JR 在尝试捕获美国气象卫星 NOAA-18 的信号时，即兴制作了各种天线，包括一个煎锅，就证明了这一点。
前 Penn Manor IT 专家 Tom Swartz 维护了一个出色的 SDR 快速入门资源。
为初中生人群进行远程直播：OBS Studio
还记得学校的早间电视直播公告吗？业余天气预报、每日新闻更新、初中生双关语……校内视频工作室是进行有趣的协作和技术学习的绝佳机会。但是，许多学校仍然在使用专有的广播和视频混合软件，而且更多学校无力负担昂贵的制作硬件，例如 NewTek 的 TriCaster。
请看 OBS Studio，这是一个免费、开源的实时广播程序，非常适合学校项目以及专业视频流。在过去的六个月中，几所 Penn Manor 学校成功升级到在 Linux 上运行的 OBS Studio。OBS 可以处理我们的多源视频和音频混合、色度键合成、转场以及学生运行令人惊讶的精良视频广播所需的几乎所有其他功能。
Penn Manor 的学生通过 UDP 组播向通过 mpv 媒体播放器收看的教职员工和学生直播早间节目。OBS 还支持直播到 YouTube、Facebook Live 和 Twitch，这意味着学生可以向全世界广播每日学校午餐菜单和其他重要更新。
通过光线自动驾驶：TurtleBot3 和激光雷达
当然，机器人很酷，但是带有激光的机器人更棒。Penn Manor 学生帮助台最新的明星是 Patch，这是一个使用 TurtleBot3 开源硬件和软件套件构建的小型教育机器人。Turtlebot 平台具有可扩展性，非常适合硬件黑客活动，但是我们最感兴趣的是创建自动驾驶小工具。
我们使用了 Turtlebot3 Burger，这是一款入门级套件，由 Raspberry PI 供电，并装有激光距离传感器。新的学生技术学徒 Aiden、Alex 和 Tristen 面临的挑战是让机器人自主导航穿过 Penn Manor 高中的一条走廊，然后返回技术中心。这是一个艰巨的任务：团队花了几个月的时间构建机器人，然后完成了基于 ROS 的编程、rviz（3D 环境可视化工具）和用于同步定位和地图构建 (SLAM) 的地图绘制。
构建机器人是一种乐趣，但是毫无疑问，编程对学生提出了挑战，他们以前都没有接触过任何 ROS 软件工具。但是，经过大量的坚持、反复试验和顽强精神，Aiden 和 Tristen 成功地实现了走廊导航目标，并用一个在学校走廊中穿梭并神奇地避开障碍物和行人的微型机器人让同学们感到困惑。
我推荐 TurtleBot3，但是教育工作者应该意识到成本（大约 500 美元）和复杂性。但是，该套件对于有志于从事技术职业的学生或想要构建令人惊叹的产品的学生来说，是一项出色的资源。
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