完成自己的设计

见到11岁的布兰德利·刘（Bradley Liu）时，他正摆弄着手里用3D打印机制作出来的风车模型。“我们家住在农场嘛，每天需要用很多电，蛮贵的，所以我就想设计一个风车，以后可以用来给农场发电。”但怎样制作一个风车出来，哪怕是一个风车模型，包括他的老师马克·罗林森（Marc Rowlinson）在内，没有人会。

在马克的课堂上，最管用的老师其实是Google和Youtube。“每个孩子都有自己的想法，我不可能什么都会，我也是跟他们一起学习。”马克一点不介意这么说。他的课名叫Makerspace，或许可以翻译成“创客空间”，这是一个可以设计和工作的地方，学生们带着自己的点子过来，在马克的引导下，在半年或者一年的时间内将想法付诸实施，做出一个真正的成品出来。因此，他的课堂不但包含在电脑上做设计的部分，还有一个摆满各种机械设备的车间，一些孩子穿过一扇门，戴上大大的透明眼镜，开始操作切割机器或是磨砂机，把木块、纸板，或是3D打印的塑胶模型，加工成可以使用的精细零件。

布兰德利的风车是跟着Youtube上面的相关教学视频学习制作的。明白了风车外部结构的基本原理之后，他使用电脑里的3D绘图软件，绘制好自己的风车模型外观，使用一台小型3D打印机将其制作出来。在模型的连接处有很多粗糙的地方，他在车间里挑选了一根粗细适中的磨砂棒，把塑胶的边缘修剪整齐。“现在外观上唯一的问题就是风车扇叶连接的地方，我选的木棍材料不够结实，没法让扇叶根据风向很结实地随时调整角度。也许我可以去生物科技（Bio Technology）课程找一些新的材料。”生物科技是学校开设的另一门科技课，在课上，学生们会学习很多与生物技术相关的内容，同时还会在校园里栽种树木、庄稼、花卉等植物，一个学期的课程结束之后，学生们基本都会对包括树木硬度在内的植物基本性质有所掌握。

最核心的是内部的发电部分。发动机本身是教室里现成的，不需要花时间琢磨。布兰德利需要设计出一个带动发电机发电的传动齿轮箱，通过大小齿轮的组合，实现发动机加速运转的目的。设计齿轮箱看起来是个挺难的活儿，尤其是对才11岁的布兰德利来说，他才刚读初中。老师拿乐高模型教布兰德利行星齿轮的基本原理，在一个环形齿轮圈中，三个行星齿轮围绕着一个恒星齿轮紧密嵌套，通过恒星齿轮的主轴与外部环形齿轮圈之间不同方向及转速的变化，调整恒星齿轮与行星齿轮的相对速度和转动方向。在基本原理之上更具体的计算方法，老师会鼓励布兰德利自己去寻找答案。依然是通过网上的教学视频，布兰德利学会了如何计算转速的变化，以及如何设计齿轮组合的大小。现在他还有最后一步没有完成，就是在3D电子图纸上把齿轮之间的咬合绘制精确，他指着电脑屏幕对我说：“你看，这个行星齿轮跟恒星齿轮之间有些地方还是脱节的，还需要再找一些关于绘制方面的教学片学习一下。”

“创客空间”是北十字中学（Northcross Intermediate School）刚刚开设一年的课程。北十字中学位于新西兰最大城市奥克兰的北岸地区，这所优质初中以多样化的科技课程为特色。新西兰的初中学制为两年，在该国的教学体系里，称为七年级和八年级。在七年级的8门选修课中，有6门是科技课程，包括食品技术、生物技术、艺术科技、机器人、材料学、电子工程学等等，没有任何传统上称之为“系统学习”的纯理论内容的灌输。学生们学的都是非常实用、操作性强的知识，比如材料课，学的内容分为软材料和硬材料两类：软材料指的是棉布、丝绸、纤维等软性织物，有的学生拿起缝纫机开始做衣服，但关于如何使用一台缝纫机，其实是学生之间的相互教习，老师们乐于看到学生尝试老师的角色；硬材料指的是木料、金属、塑料等材料，这就涉及车间里大大小小的机械设备的使用。

在这些课程的基础之上，今年由马克开设了独立的创客空间课程，每周五上午9点至中午1点，4个小时，40个学生，跨越年级，因为报名人数超过200人，是学校里少数需要选拔的课程。而所谓选拔的方式，当然不可能是考试，因为新西兰的小学和初中是没有期末考试这回事的，而且创客空间也不只是选拔学术能力本身。“批判思维能力、解决问题能力、创造力，是坚持还是放弃，是否勇于冒险，这些品质才是这门课所需要的学生。”马克说，“但是这些品质在学期评估中也不大能体现，需要我们几个科技课的老师在平时的课堂上多加留意。”