在當今數字化時代，計算機科學和編程已經成為教育中不可或缺的一部分。為了幫助學生培養(yǎng)解決問題的能力、創(chuàng)造力和創(chuàng)新思維，單板計算機（SBCs）成為了一種強大的工具。單板計算機（SBCs）是一種集成了處理器、內存、輸入輸出接口和操作系統(tǒng)的完整計算機系統(tǒng)，尺寸通常只有幾英寸。它們提供了一個實踐學習的平臺，使學生能夠親手進行編程、電子項目和硬件控制。

然而，面對市場上眾多的單板計算機選擇，如何選擇適合教育的單板計算機成為了一個關鍵的問題。在本文中，我們將探討選擇適合教育的單板計算機時需要考慮的關鍵因素，并介紹幾種常見的單板計算機（SBCs）供您參考。

首先，我們來了解下單板計算機（SBCs）目前在教育方面的一些應用：

1.計算機科學：SBCs可以用于教授Python、C語言、算法和數據結構。

2.電子學：SBCs可以用于教授電路、傳感器和執(zhí)行器。

3.機器人技術：SBCs可以用于教授機器人編程、控制和導航。

4.物聯(lián)網（IoT）：SBCs可以用于教授物聯(lián)網架構、協(xié)議和云服務。

5.人工智能（AI）：SBCs可以用于教授機器學習、計算機視覺和自然語言處理。

6.數學：SBCs可以用于教授數學建模、仿真和可視化。

7.環(huán)境科學：SBCs可以用于監(jiān)測溫度、濕度和空氣質量等環(huán)境參數。

總的來說，單板計算機（SBCs）可以成為教育者增強他們在各種學科和主題上教學的多功能工具。那么，如何選擇適合教育的單板計算機呢？我們可以從如下幾個方面來考慮：

1.價格

單板計算機的價格范圍從不到20美元到幾百美元不等。在選擇單板計算機時，要考慮教育項目的預算。在進行成本評估時，需要考慮多個因素，例如學生人數和課程組織。采用協(xié)作的方式可能是降低成本的有效方法，同時培養(yǎng)學生的團隊合作和溝通能力。

2.易于使用

考慮到學生是教育中的最終用戶，易用性是一個重要的因素。特別是在面向年齡較小的學生群體時，易用性和安全性變得尤為重要。如果缺乏這些因素，這個工具不僅無法促進教學，還會給教師和學生帶來不必要的挑戰(zhàn)。同時也需要考慮將使用單板計算機的學生的技術水平，并選擇適合他們技能水平的單板計算機。

3.性能

不同的單板計算機提供不同級別的性能。考慮單板計算機將用于什么樣的任務，并選擇具有適當性能水平的單板計算機。然而，在教育環(huán)境中，性能應該與使用和價格相結合考慮。例如，基本的創(chuàng)客項目對性能要求相對較低，可以購買價格較低的單板計算機。

4.詳細的文檔和教程

提供易于理解的文檔和教程，幫助學生快速入門并解決可能遇到的任何問題。豐富而全面的教材不僅可以幫助教育工作者掌握工具，還可以基于該工具開發(fā)本地化的課程內容。

5.提供易于擴展的硬件接口

提供易于擴展的硬件接口和擴展板，以便學生可以添加傳感器和執(zhí)行器等組件，擴展單板計算機的功能。如果學生正在創(chuàng)建機器人或物聯(lián)網項目，他們可能需要外部組件，如電機和傳感器。因此，一個關鍵的功能要求是能夠輕松方便地連接外部組件。

6.集成云服務

將單板計算機與云服務集成，使學生能夠通過云服務訪問遠程資源和數據，擴展他們的實驗和研究范圍。

7.穩(wěn)定性

穩(wěn)定性對于教育來說也是一個關鍵的考慮因素，包括硬件問題（如短路和損壞）的風險，以及軟件維護不穩(wěn)定性的風險。

8.靈活性

考慮單板計算機的靈活性，包括能夠添加和刪除硬件和軟件組件的能力。教師可能根據自己的需求安裝自己的教學軟件，因此確保單板計算機可以相應地進行配置和安裝非常重要。如果安裝過程與教師熟悉的環(huán)境和步驟相匹配，那將是理想的情況。

總體而言，適用于教育的最佳單板計算機取決于教育計劃的具體需求和目標。考慮以上因素來選擇適合該計劃的單板計算機。以下是幾種適用于不同需求的單板計算機。

一、最受歡迎的單板計算機 - 樹莓派

有許多適用于教育的單板計算機（SBCs）可供選擇，但樹莓派可能是最受歡迎的教育單板計算機。2012年，專注于學校計算機科學教育的樹莓派基金會正式推出了第一款單板計算機—樹莓派。

樹莓派是一款基于Linux的信用卡大小計算機，它創(chuàng)造了一種性價比高且性能適中的教育單板計算機。目前有大量的樹莓派社區(qū)和教程資源，配備了豐富的外設，使其成為教授Linux系統(tǒng)的良好入門選擇。因此，問題在于對于那些不熟悉Linux操作系統(tǒng)的人來說，剛開始可能會有一些困難。

價格：35美元以上

關鍵詞：Linux，性價比高，初始難度較大

豐富的文檔和教程資源

二、強大的單板計算機 - BeagleBone Black

BeagleBone Black是一款設計用于嵌入式應用的強大單板計算機。特別是最近推出的產品BeaglePlay?。BeaglePlay?建立在成熟的開源Linux方法之上，其功能集包括內置的有線和無線連接，能夠連接到各種傳感器和原型系統(tǒng)，提供了數千種選擇和配套的接口及處理性能，將開發(fā)工作變成游戲！

價格：52美元以上

關鍵詞：可擴展硬件，Debian Linux，嵌入式

三、帶觸摸屏的物聯(lián)網Python單板計算機 — 行空板（UNIHIKER）

行空板（UNIHIKER）是一款帶給您全新體驗的單板計算機。它配備了一塊2.8英寸觸摸屏、Wi-Fi和藍牙功能。當然，就像其他單板計算機一樣，行空板支持VS Code、VIM和Thonny。集成的PinPong控制庫允許開發(fā)人員使用Python直接控制行空板的內置傳感器和數百個連接的傳感器和執(zhí)行器。

行空板配備了光傳感器、加速度計、陀螺儀和麥克風。通過內置的協(xié)處理器，它能夠與各種模擬/數字/I2C/UART/SPI傳感器和執(zhí)行器進行通信。行空板上的內置SIoT服務允許用戶通過MQTT協(xié)議存儲數據，并提供實時的Web數據訪問。最重要的是，所有數據都存儲在設備本身中。您可以通過觸摸屏輕松配置SIoT應用程序，切換程序并直接觀察數據，是非常方便的教學工具，無需額外的配置前提，實現(xiàn)了無縫和快速的啟動。

價格：79.9美元

關鍵詞：Python，觸摸屏，Jupyter Notebook，Linux

豐富的文檔和教程

四、最小的x86 Windows單板計算機 — 拿鐵熊貓（LattePanda）

拿鐵熊貓（LattePanda）是最小的x86 Windows單板計算機，它包含了普通PC所具備的一切功能，并且可以執(zhí)行普通PC所能做的任何任務。拿鐵熊貓在移動環(huán)境下運行非常出色。在拿鐵熊貓上使用Microsoft Office創(chuàng)建文檔、播放高清視頻和運行Windows應用程序與使用普通PC完全相同的體驗拿鐵熊貓預裝了完整版的Windows 10操作系統(tǒng)，包括強大的工具，如Visual Studio、NodeJS、Java、Processing等。

快速而強大

兼容各種配件

完整的連接性

集成的Arduino兼容處理器

價格：105美元以上

關鍵詞：Arduino、Windows、預裝、快速啟動

五、入門級AI單板計算機 - NVIDIA Jetson Nano

NVIDIA Jetson Nano是一款強大的單板計算機，專為人工智能和機器學習應用而設計。它比列表中的其他選項更昂貴，但提供了更多的計算能力和靈活性。探索流行的機器學習框架，提供適用于各個級別的免費教程和開源項目，并在Jetson上實時感知和與世界互動。

價格：178美元以上

關鍵詞：人工智能，Linux

豐富的文檔和教程

如果您打算購買一塊僅用于教授基礎級編程課程的單板計算機，那么樹莓派（Raspberry Pi）就足夠了。如果您打算與學生一起構建更復雜的項目，例如基于Arduino的機器人或物聯(lián)網設備，那么具備Arduino支持的拿鐵熊貓（Lattepanda）將更加方便。如果您計劃指導學生學習人工智能領域，那么Jetson Nano將是一個合適的選擇。如果您希望通過增強的互動性教授Python編程，可以使用行空板（UNIHIKER)，它的大屏幕提供了獨特的體驗，讓您可以創(chuàng)建基于Pygame觸摸的游戲。如果您渴望僅使用一塊單板計算機就能深入探索物聯(lián)網和AI語音識別領域，行空板也是一個很好的選擇。最終，您如何選擇應用于教育的單板計算機，還是基于您的預算和需求。

審核編輯 黃宇