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11岁创业!美国电子神童的教育改革
发布时间:2015-06-23   信息来源:互联网   浏览次数:663

12岁的美国电子神童奎因·安泰尔已经发明出了多种风靡电子创客界的新奇玩意,并在去年正式创建了自己的公司,大商家与他合作,全球知名的年度电子创客活动邀请他作为演讲嘉宾,企业家们、工程师们和校长们周末去听他讲课……而研究人员发现,奎因并非孤例,他代表了在网络化、电子化浪潮下出生和成长的这一代孩子具备的前所未有的特性,旧的教育方式面临挑战。而奎因本人则已经在制订一种新型的教育方式,希望改革美国整个基础教育体系,今年三月他已经说服自己所在校区副督学,把自己的这套方法在校区内各所学校推广开来。

神童奎因·安泰尔定期去位于美国加州帕萨迪纳市的“Deezmaker 3D打印与黑客空间”授课,基本都是讲授电子产品相关内容。他的学生既有未满13周岁的青春期前孩童,也有成年商人、工程师和教师。

奎因·安泰尔戴着他发明的“油箱盖”,这是个屁探测器,一旦探测到甲烷,上面的灯就会闪烁。这个电子玩意在手工创意制品分享网络社区Instructables上迅速走红。

同样也是12岁的小神童西尔维亚·托德,她从2010年开始在视频网站YouTube发布电子创新展示视频,经常能获得数十万或过百万的浏览量。今年4月她还获邀出席白宫科学博览会,并向总统奥巴马展示自己制作的会画水彩画的机器人WaterColorBot。

神童西尔维亚·托德制作的会画水彩画的机器人WaterColorBot。

神童奎因·安泰尔制作的机器人FuzzBot,它有着一对凸出的眼睛和四个轮子,比鞋盒略小一点。它会擦地和自己避开障碍物。

电子神童、12岁的奎因·安泰尔(Quin Etnyre)想要使教育变得更加有趣,因此他成为了一名教师。

位于美国加利福尼亚州帕萨迪纳市的“Deezmaker 3D打印与黑客空间”,是美国西海岸的3D打印实体店先驱,而其提供的“黑客空间”,可供玩家在里面进行创作或展示自己研发的打印机。

在这个前沿科技空间中的一个拥挤的房间里,奎因·安泰尔走到了人群前,他调整了一下自己放在工作台上的笔记本电脑,然后开始授课。“感谢大家在周六还来到这里,”他说道。奎因的声音几乎淹没在伺服电机持续而稳定的嗡嗡声里。他的学生是18名中年男子或接近青春期的少年,其中包括一名玩具制造商、一名工程师和一名高中电子教师。学生们看着奎因拉了拉自己的麻省理工学院T恤衫,然后食指在iPod上滑动了一下,其身后闪烁的屏幕上就出现了“进入Arduino课程”的字样。

Arduino是一种微型控制平台,可以把感官输入转化为输出,使涉及的人或物产生互动性,每个售价30美元。奎因开始向学生们展示如何给一个Arduino编程。“首先,我想展示一些我自己做的很酷的玩意儿,而且你们也能做出来,”他说道,并拿出一个背包。两名正在下面交头接耳的男子停止了窃窃私语,并把头转向奎因。奎因拿出了一个比鞋盒子略小一点的机器人和一顶棒球帽。那个机器人叫FuzzBot,有着一对凸出的眼睛和四个轮子,而棒球帽上有一块嵌入织物的LED(发光二极管)屏。

“这是一个油箱盖。呃,实际上,这是一个屁感应器。”奎因一脸严肃地说,语气高深莫测。他描述了他如何为这个屁感应器编程,让其一检测到甲烷,上面的灯就开始闪烁。教室里的几个男孩放声大笑,而成年男子们则一脸茫然,不确定他们的老师到底想表达什么。他们知道奎因头上的光环:他是DIY电子运动中一颗冉冉升起的新星。但他们并不知道这颗新星年仅12岁,直到他们今天来到这里。

奎因告诉学生去启动他们的笔记本电脑,并安装免费的Arduino软件。然后他们各自打开了一个盒子,里面装着一些传感器、一块面包板、一块电路板以及其他一些零件。在接下来的4个小时里,奎因指导他们通过6个实际动手项目,最终完成用电子电度表去测量通过一个电位器的电压,并在一个LED柱状图上显示出数值来。最后,当仪表正常闪烁的时候,一个坐在前排的壮实男孩高兴地大喊大叫。

当课程结束的时候,“Deezmaker 3D打印与黑客空间”的老板迭戈·波克拉斯(Diego Porqueras)宣布,奎因有一些产品在该空间出售,其中包括自定义阿嘟感应器(ArduSensors),这个感应器能够测量伸缩度、力、重量、击打力、磁性、温度和甲烷。

奎因则去后面的房间找自己的父母伊森·安泰尔(Ethan Etnyre)和克伦·米库尼(Karen Mikuni)了,两人已经在那里徘徊很久。在那里,男人和男孩们排起了长队,奎因也从教师摇身一变成为企业家。“如果你今天购买3个或3个以上产品的话,就能打个八折。”他说。

课堂上使用的Arduino是一种廉价、开源、人性化的教学工具,包含硬件(电路板)和软件(一种编程语言),这两者几乎有无限多种组合方式,让使用者去搞出一些异想天开的玩意——例如发微博的咖啡壶、自动化猫门等。2005年,一个由软件工程师和设计师组成的团队发布了Arduino,本来是为交互式设计专业的硕士研究生提供的教学工具,但其很快就在DIY界流行起来。到2011年,超过25万个Arduino被销往全球各地,而山寨行业的制造商和分销商也如雨后春笋般冒了出来。

也就是在2011年,奎因对“乐高头脑风暴机器人开发套件”(乐高公司开发的一套学习工具,引导使用者自由拼装机器人模型并为之编程)感到厌倦,他开始迷上了在“制作马戏团湾区”(Maker Faire Bay Area,著名的年度电子创客活动,吸引全球的黑客、工程师、研究机构、电子产品生产商等参与比赛、展示作品)焊接电路板。当时年仅10岁的他很快就开始在网上订购组件并自学如何写代码。“在一开始的时候,我脑子里全是0和1,我想这真是很难,”奎因说,“不过这也真是太酷了,仅仅是一行代码和纯英文,我就能让LED闪烁。”

当奎因11岁生日的时候,他的父母——两人都是家庭医生——实在对儿子痴迷的新玩意感到困惑和无法理解,于是他们带着自己的孩子从加州中部飞到了科罗拉多州博尔德市,在网络零售商“星火乐趣电子公司”(SparkFun Electronics,出售能使电子项目完整的零部件,并提供班级培训和在线教程)的总部为他报了个Arduino课程班。奎因是班里年纪最小的学生,也是至少过去10年中这里最年轻的学生,但是过了没多久,其他人就开始向奎因求教了。

在那之后几个月,奎因总是利用课余时间,花费数个小时去编程、焊接、集成出各种新玩意,其中就包括前面提到的“油箱盖”。这个“油箱盖”在手工创意制品分享网络社区Instructables上迅速走红。Instructables的技术编辑兰迪·萨拉凡(Randy Sarafan)说:“我震惊于他那个年龄的人居然造出这么个东西,你必须先要非常了解电子产品,然后还要把它们集成到织物环境中。”

奎因于2012年春天正式创建了自己的公司Qtechknow,这样一来他就可以接触更多的人,并将自己的阿嘟感应器推荐给他们。奎因还为之撰写了详细的使用说明。他还与“星火乐趣电子公司”达成了一项协议,由后者来负责销售Qtechknow公司的阿嘟感应器学习套件,其中包括了一些电路板和8个类型的传感器。

最近,奎因还说服了父母让他把家里的车库改造成一个黑客空间,以便他和朋友们能在那里共同工作、开展项目。因此,车库里现在没有车了,取而代之的是一个长工作台,上面散落着护目镜、烙铁和一台价值30美元的烤面包机(奎因用它来生产电路板),附近则是一堆塑料抽屉,里面装着电线、LED灯和其他零件。奎因还利用这个空间来为其他工作室授课,一般是每月一次,主题通常为如何破解一台Wii双截棍游戏控制器,使其能够与谷歌地球飞行模拟器对接。今年春天,他再次来到了“制作马戏团湾区”,不过这次他是作为一名“特邀演讲嘉宾”出席的。

每个遇到奎因的人都承认,不论从技术上还是个人方面来说,奎因都出类拔萃。“奎因真的是极其过度的自我激励和推动型,”塔拉·泰格·布朗(Tara Tiger Brown)指出,他是“洛杉矶创客空间”(一个涵盖各种年龄层的非营利性DIY社团)的执行董事。奎因在社交网站Twitter上的“个人传记”部分这样总结道:“我是个12岁的创客,热爱Arduino和电子产品,我经营自己的电子产品公司,销售阿嘟感应器(@ArduSensors,他还为自己的产品注册了一个Twitter账号),而且将在7年内入读麻省理工学院。”

但是奎因体现了一种风潮——由于现在有了便宜的硬件、软件和遍地开花的各种“黑客空间”,使得青春期前(未满13岁)的发明家不断涌现。这些黑客空间中,比较出名的有多伦多的“创客小孩”和美国加州的“LA创客空间”,都是为年轻黑客们设置的。“星火乐趣电子公司”的教育外延协调员杰夫·布兰森(Jeff Branson)指出:“奎因是整整这一代孩子中的领头羊,许多人甚至还未被发掘出来,我们看到越来越多像奎因一样的孩子聚集在一起,互相学习。”

在这一趋势前沿的另一年轻创客是12岁的西尔维亚·托德(Sylvia Todd),绰号“超级棒的西尔维亚”,她的一个视频在YouTube网站上被浏览了超过150万次。她最近发布的视频是教导观众如何利用LilyPad(一款专为纺织品设计的Arduino微控制平台)、一些发光二极管和一个心跳传感器挂件制作糊状电路。在今年4月的白宫科学博览会上,她向美国总统奥巴马展示了自己的WaterColorBot,一个会画水彩画的机器人。

“星火乐趣电子公司”和“阿达水果产业公司”(Adafruit Industries,另一个DIY电子产品零售商)都在扩大自己的教育团队,希望为新的奎因或西尔维亚创造出学习和玩的空间。“这是一种全世界范围内的需求,年轻人们渴望学得更多、分享更多,渴望成为下一代的科学家或工程师,”阿达水果产业公司的创始人利莫尔·弗里德(Limor Fried)说。为了鼓励这些孩子,阿达水果产业公司如今推出了一种“技能徽章”,一种传统的童子军、女童军资格徽章的极客版本,专门颁发给那些在编程、焊接等领域掌握了熟练技能的孩子,当然,他们还得能够成功利用欧姆定律。

受到阿达水果产业公司的技能徽章的启发,一个名叫“黑客童军”的非营利性组织推动建立了一个网站,该网站专门为那些8到15岁的孩子提供教育和引导服务。“黑客童军”成立于2012年,总部位于美国加州奥克兰市。新的“黑客幼苗”们都掌握了诸如缝纫、木工、Linux系统的使用等技能,然后就和其他工作人员一起参与更复杂的项目。美国另一个全国性组织“创客团”(Maker Corps)已经在美国11个城市创建了分会,该组织致力于培训18到22岁的年轻人成为“黑客幼苗”的导师。这些接受过培训的年轻人,再在网络上或者各种实体“黑客空间”里,为孩子们提供指导。

由美国著名发明家、企业家迪安·卡门(Dean Kamen,赛格威的发明者)创建的“首个”(FIRST)组织,也在迅速发展壮大。该组织利用各种机器人项目来吸引从幼儿园到高中那些对工程学特别感兴趣的孩子们。FIRST举办多种地区性或全国性的机器人大赛,而其旗舰赛事——年度FIRST机器人竞赛,今年吸引了来自全球各地的2546支团队参赛。根据帮助设计该年度挑战赛的机器人工程师凯文·奥康纳(Kevin O’Connor)统计,参赛团队数比10年前增长了300%。

2011年发表在《科学教育》杂志上的一项研究表明了兴趣培养和保持的重要性,研究人员统计了美国高中高年级学生中有兴趣进入科学、技术、工程和数学(STEM)领域的人数,然后又统计了在大学这四个相关领域专业有可能取得学位的人数,发现前者是后者的三倍。该项研究报告的第一作者、美国印第安纳大学科学教育专业副教授亚当·马耳他(Adam Maltese)指出,对于学生们来说,关键的转折点在于,更早地为他们提供STEM体验以便激发他们的兴趣,然后为他们提供保持自己兴趣的途径——这就是被奎因证明了的公式,也正是这个天才少年指定的教育计划。

奎因完成了自己在“Deezmaker 3D打印与黑客空间”的授课,第二天,他爬上一辆家庭轿车的后座。他的父亲驾车行驶在101号高速公路上,他们准备回到自己位于加州圣路易斯奥比斯波县附近的家。奎因把手伸进自己的背包,掏出了一个魔方,然后在16秒内就拼完了它。接着他又把父母的iPad拿过来,开始打字。奎因解释说,他一直在反复思考“K-12教育”(美国基础教育的统称,K代表幼儿园,12代表12年级。K-12是指从幼儿园到12年级的教育),而他自己想出了一种比现行教育系统更好的系统,他决定称之为“新Qtechknow学校”。

“学校是很无聊的,但其实它可以变得非常有趣和更具互动性,”奎因说,“有更多的动手和指导。”根据他的计划,三种学校——幼儿园到3年级、4到8年级、9到12年级——应该被并列安排在同一个大校园里,以便高年级的学生可以每天为低年级的学生提供指导。奎因本人已经帮助别的学生学习数学好几年了。“教导别的孩子的乐趣在于,年幼的孩子会仰视年长的孩子,”他若有所思地说,“这也有助于年轻的我本身的学习,因为这非常有趣。”此外,他还指出,年长的孩子还能从这个过程中积累到丰富的教学经验,这将有助于他们决定是否去大学取得一个教育学位。毫不奇怪,“新Qtechknow学校”的老师们将更着重于科学和工程领域。

而在当前阶段,奎因则致力于确保目前的基础教育学校系统可以提供更多的动手教育。今年三月,奎因和父亲拜访了他就读学校校区的商业服务副督学雷尼·戴利(Raynee Daley),并建议教师们在课堂上使用电子工具包。戴利并不了解有关Arduino的任何事情,但奎因为她示范的FuzzBot等玩意打动了她。“我知道这个孩子绝对是非常优秀的,”她说,“而且我相信动手实践学习是至关重要的。”

戴利随后向总督学提出了申请,然后总督学批准奎因向更广泛的群体展示他的计划,结果就是,十几家学校的校长或老师出现在了奎因的物件电子课上。“我环顾四周,看到大家都惊呆了,即使是机器人学科的人,也张大了嘴巴,”戴利说。今年秋天,该校区将请来“星火乐趣电子公司”的一个教育团队,对本校区的老师进行培训。到2014年8月,奎因将会升入高中,将接收他的“阿罗约·格兰德高中”希望届时他们能有一个DIY电子产品项目。“奎因使我们对于教育未来会是什么样产生了完全不同的思考方式。”戴利说。

几小时候,奎因仍然在驶向家的车上摆弄iPad,调整他的美国教育体系改革计划。但突然之间,他的梦想变得更加急迫和发自肺腑——他在浏览器里搜索最近距离的“进和出汉堡店”(In-N-Out Burger),接着他发出了一个几乎各地孩子都会发出的恳求:“我可以订两份炸薯条吗?妈妈?”

 

 

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