12歲的美國電子神童奎因·安泰爾已經(jīng)發(fā)明出了多種風(fēng)靡電子創(chuàng)客界的新奇玩意，并在去年正式創(chuàng)建了自己的公司，大商家與他合作，全球知名的年度電子創(chuàng)客活動邀請他作為演講嘉賓，企業(yè)家們、工程師們和校長們周末去聽他講課……而研究人員發(fā)現(xiàn)，奎因并非孤例，他代表了在網(wǎng)絡(luò)化、電子化浪潮下出生和成長的這一代孩子具備的前所未有的特性，舊的教育方式面臨挑戰(zhàn)。而奎因本人則已經(jīng)在制訂一種新型的教育方式，希望改革美國整個基礎(chǔ)教育體系，今年三月他已經(jīng)說服自己所在校區(qū)副督學(xué)，把自己的這套方法在校區(qū)內(nèi)各所學(xué)校推廣開來。

神童奎因·安泰爾定期去位于美國加州帕薩迪納市的“Deezmaker 3D打印與黑客空間”授課，基本都是講授電子產(chǎn)品相關(guān)內(nèi)容。他的學(xué)生既有未滿13周歲的青春期前孩童，也有成年商人、工程師和教師。

奎因·安泰爾戴著他發(fā)明的“油箱蓋”，這是個屁探測器，一旦探測到甲烷，上面的燈就會閃爍。這個電子玩意在手工創(chuàng)意制品分享網(wǎng)絡(luò)社區(qū)Instructables上迅速走紅。

同樣也是12歲的小神童西爾維亞·托德，她從2010年開始在視頻網(wǎng)站YouTube發(fā)布電子創(chuàng)新展示視頻，經(jīng)常能獲得數(shù)十萬或過百萬的瀏覽量。今年4月她還獲邀出席白宮科學(xué)博覽會，并向總統(tǒng)奧巴馬展示自己制作的會畫水彩畫的機(jī)器人WaterColorBot。

神童西爾維亞·托德制作的會畫水彩畫的機(jī)器人WaterColorBot。

神童奎因·安泰爾制作的機(jī)器人FuzzBot，它有著一對凸出的眼睛和四個輪子，比鞋盒略小一點。它會擦地和自己避開障礙物。

電子神童、12歲的奎因·安泰爾(Quin Etnyre)想要使教育變得更加有趣，因此他成為了一名教師。

位于美國加利福尼亞州帕薩迪納市的“Deezmaker 3D打印與黑客空間”，是美國西海岸的3D打印實體店先驅(qū)，而其提供的“黑客空間”，可供玩家在里面進(jìn)行創(chuàng)作或展示自己研發(fā)的打印機(jī)。

在這個前沿科技空間中的一個擁擠的房間里，奎因·安泰爾走到了人群前，他調(diào)整了一下自己放在工作臺上的筆記本電腦，然后開始授課?！案兄x大家在周六還來到這里，”他說道?？虻穆曇魩缀跹蜎]在伺服電機(jī)持續(xù)而穩(wěn)定的嗡嗡聲里。他的學(xué)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、一名工程師和一名高中電子教師。學(xué)生們看著奎因拉了拉自己的麻省理工學(xué)院T恤衫，然后食指在iPod上滑動了一下，其身后閃爍的屏幕上就出現(xiàn)了“進(jìn)入Arduino課程”的字樣。

Arduino是一種微型控制平臺，可以把感官輸入轉(zhuǎn)化為輸出，使涉及的人或物產(chǎn)生互動性，每個售價30美元?？蜷_始向?qū)W生們展示如何給一個Arduino編程?！笆紫?，我想展示一些我自己做的很酷的玩意兒，而且你們也能做出來，”他說道，并拿出一個背包。兩名正在下面交頭接耳的男子停止了竊竊私語，并把頭轉(zhuǎn)向奎因?？蚰贸隽艘粋€比鞋盒子略小一點的機(jī)器人和一頂棒球帽。那個機(jī)器人叫FuzzBot，有著一對凸出的眼睛和四個輪子，而棒球帽上有一塊嵌入織物的LED(發(fā)光二極管)屏。

“這是一個油箱蓋。呃，實際上，這是一個屁感應(yīng)器?！笨蛞荒槆?yán)肅地說，語氣高深莫測。他描述了他如何為這個屁感應(yīng)器編程，讓其一檢測到甲烷，上面的燈就開始閃爍。教室里的幾個男孩放聲大笑，而成年男子們則一臉茫然，不確定他們的老師到底想表達(dá)什么。他們知道奎因頭上的光環(huán)：他是DIY電子運動中一顆冉冉升起的新星。但他們并不知道這顆新星年僅12歲，直到他們今天來到這里。

奎因告訴學(xué)生去啟動他們的筆記本電腦，并安裝免費的Arduino軟件。然后他們各自打開了一個盒子，里面裝著一些傳感器、一塊面包板、一塊電路板以及其他一些零件。在接下來的4個小時里，奎因指導(dǎo)他們通過6個實際動手項目，最終完成用電子電度表去測量通過一個電位器的電壓，并在一個LED柱狀圖上顯示出數(shù)值來。最后，當(dāng)儀表正常閃爍的時候，一個坐在前排的壯實男孩高興地大喊大叫。

當(dāng)課程結(jié)束的時候，“Deezmaker 3D打印與黑客空間”的老板迭戈·波克拉斯(Diego Porqueras)宣布，奎因有一些產(chǎn)品在該空間出售，其中包括自定義阿嘟感應(yīng)器(ArduSensors)，這個感應(yīng)器能夠測量伸縮度、力、重量、擊打力、磁性、溫度和甲烷。

奎因則去后面的房間找自己的父母伊森·安泰爾(Ethan Etnyre)和克倫·米庫尼(Karen Mikuni)了，兩人已經(jīng)在那里徘徊很久。在那里，男人和男孩們排起了長隊，奎因也從教師搖身一變成為企業(yè)家?！叭绻憬裉熨徺I3個或3個以上產(chǎn)品的話，就能打個八折。”他說。

課堂上使用的Arduino是一種廉價、開源、人性化的教學(xué)工具，包含硬件(電路板)和軟件(一種編程語言)，這兩者幾乎有無限多種組合方式，讓使用者去搞出一些異想天開的玩意——例如發(fā)微博的咖啡壺、自動化貓門等。2005年，一個由軟件工程師和設(shè)計師組成的團(tuán)隊發(fā)布了Arduino，本來是為交互式設(shè)計專業(yè)的碩士研究生提供的教學(xué)工具，但其很快就在DIY界流行起來。到2011年，超過25萬個Arduino被銷往全球各地，而山寨行業(yè)的制造商和分銷商也如雨后春筍般冒了出來。

也就是在2011年，奎因?qū)Α皹犯哳^腦風(fēng)暴機(jī)器人開發(fā)套件”(樂高公司開發(fā)的一套學(xué)習(xí)工具，引導(dǎo)使用者自由拼裝機(jī)器人模型并為之編程)感到厭倦，他開始迷上了在“制作馬戲團(tuán)灣區(qū)”(Maker Faire Bay Area，著名的年度電子創(chuàng)客活動，吸引全球的黑客、工程師、研究機(jī)構(gòu)、電子產(chǎn)品生產(chǎn)商等參與比賽、展示作品)焊接電路板。當(dāng)時年僅10歲的他很快就開始在網(wǎng)上訂購組件并自學(xué)如何寫代碼。“在一開始的時候，我腦子里全是0和1，我想這真是很難，”奎因說，“不過這也真是太酷了，僅僅是一行代碼和純英文，我就能讓LED閃爍?！?/p>

當(dāng)奎因11歲生日的時候，他的父母——兩人都是家庭醫(yī)生——實在對兒子癡迷的新玩意感到困惑和無法理解，于是他們帶著自己的孩子從加州中部飛到了科羅拉多州博爾德市，在網(wǎng)絡(luò)零售商“星火樂趣電子公司”(SparkFun Electronics，出售能使電子項目完整的零部件，并提供班級培訓(xùn)和在線教程)的總部為他報了個Arduino課程班?？蚴前嗬锬昙o(jì)最小的學(xué)生，也是至少過去10年中這里最年輕的學(xué)生，但是過了沒多久，其他人就開始向奎因求教了。

在那之后幾個月，奎因總是利用課余時間，花費數(shù)個小時去編程、焊接、集成出各種新玩意，其中就包括前面提到的“油箱蓋”。這個“油箱蓋”在手工創(chuàng)意制品分享網(wǎng)絡(luò)社區(qū)Instructables上迅速走紅。Instructables的技術(shù)編輯蘭迪·薩拉凡(Randy Sarafan)說：“我震驚于他那個年齡的人居然造出這么個東西，你必須先要非常了解電子產(chǎn)品，然后還要把它們集成到織物環(huán)境中?！?/p>

奎因于2012年春天正式創(chuàng)建了自己的公司Qtechknow，這樣一來他就可以接觸更多的人，并將自己的阿嘟感應(yīng)器推薦給他們?？蜻€為之撰寫了詳細(xì)的使用說明。他還與“星火樂趣電子公司”達(dá)成了一項協(xié)議，由后者來負(fù)責(zé)銷售Qtechknow公司的阿嘟感應(yīng)器學(xué)習(xí)套件，其中包括了一些電路板和8個類型的傳感器。

最近，奎因還說服了父母讓他把家里的車庫改造成一個黑客空間，以便他和朋友們能在那里共同工作、開展項目。因此，車庫里現(xiàn)在沒有車了，取而代之的是一個長工作臺，上面散落著護(hù)目鏡、烙鐵和一臺價值30美元的烤面包機(jī)(奎因用它來生產(chǎn)電路板)，附近則是一堆塑料抽屜，里面裝著電線、LED燈和其他零件。奎因還利用這個空間來為其他工作室授課，一般是每月一次，主題通常為如何破解一臺Wii雙截棍游戲控制器，使其能夠與谷歌地球飛行模擬器對接。今年春天，他再次來到了“制作馬戲團(tuán)灣區(qū)”，不過這次他是作為一名“特邀演講嘉賓”出席的。

每個遇到奎因的人都承認(rèn)，不論從技術(shù)上還是個人方面來說，奎因都出類拔萃?！翱蛘娴氖菢O其過度的自我激勵和推動型，”塔拉·泰格·布朗(Tara Tiger Brown)指出，他是“洛杉磯創(chuàng)客空間”(一個涵蓋各種年齡層的非營利性DIY社團(tuán))的執(zhí)行董事。奎因在社交網(wǎng)站Twitter上的“個人傳記”部分這樣總結(jié)道：“我是個12歲的創(chuàng)客，熱愛Arduino和電子產(chǎn)品，我經(jīng)營自己的電子產(chǎn)品公司，銷售阿嘟感應(yīng)器(@ArduSensors，他還為自己的產(chǎn)品注冊了一個Twitter賬號)，而且將在7年內(nèi)入讀麻省理工學(xué)院?！?/p>

但是奎因體現(xiàn)了一種風(fēng)潮——由于現(xiàn)在有了便宜的硬件、軟件和遍地開花的各種“黑客空間”，使得青春期前(未滿13歲)的發(fā)明家不斷涌現(xiàn)。這些黑客空間中，比較出名的有多倫多的“創(chuàng)客小孩”和美國加州的“LA創(chuàng)客空間”，都是為年輕黑客們設(shè)置的?！靶腔饦啡る娮庸尽钡慕逃庋訁f(xié)調(diào)員杰夫·布蘭森(Jeff Branson)指出：“奎因是整整這一代孩子中的領(lǐng)頭羊，許多人甚至還未被發(fā)掘出來，我們看到越來越多像奎因一樣的孩子聚集在一起，互相學(xué)習(xí)?！?/p>

在這一趨勢前沿的另一年輕創(chuàng)客是12歲的西爾維亞·托德(Sylvia Todd)，綽號“超級棒的西爾維亞”，她的一個視頻在YouTube網(wǎng)站上被瀏覽了超過150萬次。她最近發(fā)布的視頻是教導(dǎo)觀眾如何利用LilyPad(一款專為紡織品設(shè)計的Arduino微控制平臺)、一些發(fā)光二極管和一個心跳傳感器掛件制作糊狀電路。在今年4月的白宮科學(xué)博覽會上，她向美國總統(tǒng)奧巴馬展示了自己的WaterColorBot，一個會畫水彩畫的機(jī)器人。

“星火樂趣電子公司”和“阿達(dá)水果產(chǎn)業(yè)公司”(Adafruit Industries，另一個DIY電子產(chǎn)品零售商)都在擴(kuò)大自己的教育團(tuán)隊，希望為新的奎因或西爾維亞創(chuàng)造出學(xué)習(xí)和玩的空間?！斑@是一種全世界范圍內(nèi)的需求，年輕人們渴望學(xué)得更多、分享更多，渴望成為下一代的科學(xué)家或工程師，”阿達(dá)水果產(chǎn)業(yè)公司的創(chuàng)始人利莫爾·弗里德(Limor Fried)說。為了鼓勵這些孩子，阿達(dá)水果產(chǎn)業(yè)公司如今推出了一種“技能徽章”，一種傳統(tǒng)的童子軍、女童軍資格徽章的極客版本，專門頒發(fā)給那些在編程、焊接等領(lǐng)域掌握了熟練技能的孩子，當(dāng)然，他們還得能夠成功利用歐姆定律。

受到阿達(dá)水果產(chǎn)業(yè)公司的技能徽章的啟發(fā)，一個名叫“黑客童軍”的非營利性組織推動建立了一個網(wǎng)站，該網(wǎng)站專門為那些8到15歲的孩子提供教育和引導(dǎo)服務(wù)?！昂诳屯姟背闪⒂?012年，總部位于美國加州奧克蘭市。新的“黑客幼苗”們都掌握了諸如縫紉、木工、Linux系統(tǒng)的使用等技能，然后就和其他工作人員一起參與更復(fù)雜的項目。美國另一個全國性組織“創(chuàng)客團(tuán)”(Maker Corps)已經(jīng)在美國11個城市創(chuàng)建了分會，該組織致力于培訓(xùn)18到22歲的年輕人成為“黑客幼苗”的導(dǎo)師。這些接受過培訓(xùn)的年輕人，再在網(wǎng)絡(luò)上或者各種實體“黑客空間”里，為孩子們提供指導(dǎo)。

由美國著名發(fā)明家、企業(yè)家迪安·卡門(Dean Kamen，賽格威的發(fā)明者)創(chuàng)建的“首個”(FIRST)組織，也在迅速發(fā)展壯大。該組織利用各種機(jī)器人項目來吸引從幼兒園到高中那些對工程學(xué)特別感興趣的孩子們。FIRST舉辦多種地區(qū)性或全國性的機(jī)器人大賽，而其旗艦賽事——年度FIRST機(jī)器人競賽，今年吸引了來自全球各地的2546支團(tuán)隊參賽。根據(jù)幫助設(shè)計該年度挑戰(zhàn)賽的機(jī)器人工程師凱文·奧康納(Kevin O’Connor)統(tǒng)計，參賽團(tuán)隊數(shù)比10年前增長了300%。

2011年發(fā)表在《科學(xué)教育》雜志上的一項研究表明了興趣培養(yǎng)和保持的重要性，研究人員統(tǒng)計了美國高中高年級學(xué)生中有興趣進(jìn)入科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)(STEM)領(lǐng)域的人數(shù)，然后又統(tǒng)計了在大學(xué)這四個相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)有可能取得學(xué)位的人數(shù)，發(fā)現(xiàn)前者是后者的三倍。該項研究報告的第一作者、美國印第安納大學(xué)科學(xué)教育專業(yè)副教授亞當(dāng)·馬耳他(Adam Maltese)指出，對于學(xué)生們來說，關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點在于，更早地為他們提供STEM體驗以便激發(fā)他們的興趣，然后為他們提供保持自己興趣的途徑——這就是被奎因證明了的公式，也正是這個天才少年指定的教育計劃。

奎因完成了自己在“Deezmaker 3D打印與黑客空間”的授課，第二天，他爬上一輛家庭轎車的后座。他的父親駕車行駛在101號高速公路上，他們準(zhǔn)備回到自己位于加州圣路易斯奧比斯波縣附近的家?？虬咽稚爝M(jìn)自己的背包，掏出了一個魔方，然后在16秒內(nèi)就拼完了它。接著他又把父母的iPad拿過來，開始打字。奎因解釋說，他一直在反復(fù)思考“K-12教育”(美國基礎(chǔ)教育的統(tǒng)稱，K代表幼兒園，12代表12年級。K-12是指從幼兒園到12年級的教育)，而他自己想出了一種比現(xiàn)行教育系統(tǒng)更好的系統(tǒng)，他決定稱之為“新Qtechknow學(xué)?！?。

“學(xué)校是很無聊的，但其實它可以變得非常有趣和更具互動性，”奎因說，“有更多的動手和指導(dǎo)。”根據(jù)他的計劃，三種學(xué)校——幼兒園到3年級、4到8年級、9到12年級——應(yīng)該被并列安排在同一個大校園里，以便高年級的學(xué)生可以每天為低年級的學(xué)生提供指導(dǎo)。奎因本人已經(jīng)幫助別的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)好幾年了?！敖虒?dǎo)別的孩子的樂趣在于，年幼的孩子會仰視年長的孩子，”他若有所思地說，“這也有助于年輕的我本身的學(xué)習(xí)，因為這非常有趣。”此外，他還指出，年長的孩子還能從這個過程中積累到豐富的教學(xué)經(jīng)驗，這將有助于他們決定是否去大學(xué)取得一個教育學(xué)位。毫不奇怪，“新Qtechknow學(xué)?！钡睦蠋焸儗⒏赜诳茖W(xué)和工程領(lǐng)域。

而在當(dāng)前階段，奎因則致力于確保目前的基礎(chǔ)教育學(xué)校系統(tǒng)可以提供更多的動手教育。今年三月，奎因和父親拜訪了他就讀學(xué)校校區(qū)的商業(yè)服務(wù)副督學(xué)雷尼·戴利(Raynee Daley)，并建議教師們在課堂上使用電子工具包。戴利并不了解有關(guān)Arduino的任何事情，但奎因為她示范的FuzzBot等玩意打動了她?！拔抑肋@個孩子絕對是非常優(yōu)秀的，”她說，“而且我相信動手實踐學(xué)習(xí)是至關(guān)重要的?！?/p>

戴利隨后向總督學(xué)提出了申請，然后總督學(xué)批準(zhǔn)奎因向更廣泛的群體展示他的計劃，結(jié)果就是，十幾家學(xué)校的校長或老師出現(xiàn)在了奎因的物件電子課上?！拔噎h(huán)顧四周，看到大家都驚呆了，即使是機(jī)器人學(xué)科的人，也張大了嘴巴，”戴利說。今年秋天，該校區(qū)將請來“星火樂趣電子公司”的一個教育團(tuán)隊，對本校區(qū)的老師進(jìn)行培訓(xùn)。到2014年8月，奎因?qū)敫咧?，將接收他的“阿羅約·格蘭德高中”希望屆時他們能有一個DIY電子產(chǎn)品項目?！翱蚴刮覀儗τ诮逃磥頃鞘裁礃赢a(chǎn)生了完全不同的思考方式?！贝骼f。

幾小時候，奎因仍然在駛向家的車上擺弄iPad，調(diào)整他的美國教育體系改革計劃。但突然之間，他的夢想變得更加急迫和發(fā)自肺腑——他在瀏覽器里搜索最近距離的“進(jìn)和出漢堡店”(In-N-Out Burger)，接著他發(fā)出了一個幾乎各地孩子都會發(fā)出的懇求：“我可以訂兩份炸薯條嗎？媽媽？”