讓創意在指尖流淌——訪西安指尖新空間創始人向金
作者:本刊記者 薛小琴 聶 蕾
發布時間:2018-10-30 10:21:18 來源:陜西教育報刊社
2018年RoboRAVE國際機器人競賽于美國時間2018年5月14日在美國阿爾伯克基落下帷幕。經過4天的激烈角逐,西安交通大學附屬小學機器人代表隊榮獲機器人迷宮項目亞軍、機器人巡線投球項目季軍、機器人滅火項目一等獎(第五名)的好成績,成為中國代表隊中獲獎最多的隊伍。
帶領這些孩子們參加比賽的就是西安指尖新空間創始人——西安交通大學附屬小學機器人教師向金。十幾年的時間,向金親手設計制作出的創意產品數不勝數,他先后帶領學生踏足澳洲、德國、美國等國家,多次捧回青少年機器人“世界杯獎”。而讓人更為驚奇的是,這個創客空間的創辦人竟然是一名語文老師。那么,一名語文老師如何學會計算機編程?為什么創辦創客空間?他的教學又有哪些獨到之處呢?
“熊孩子”“奇葩語文老師”
一個瘦小的男孩,一手拿著破舊的螺絲刀,一手托著老式電視機的線路板。每次向金拆裝機器人的時候,總會不自覺地想起三十多年前的這一幕。
小時候的向金是一個“熊孩子”,喜歡拆裝電器。“我父親是一名工人,母親就在家里操持家務,小時候家里日子過得比較清苦,所以那時候家里人是絕對不允許你隨便拆電器的。”向金記得,小時候拆的第一件家用電器是手電筒,結果拆完沒裝回去,就被打了一頓。有了“血”的教訓,他再拆東西時,就把零件按順序一個個放好,等研究透了再一件件裝回去,從沒失手過。“就這樣膽子越來越大,最后連家里的電視機都遭殃了。不過這確實鍛煉了我的動手能力。現在的孩子理論知識很豐富,但往往缺少動手實踐的機會和能力。”回憶起小時候的事,向金感嘆道。
上世紀九十年代在西安師范學院普師專業讀書時,向金就對計算機產生了濃厚的興趣。“那時候碰到一個比較好的計算機老師,全班大部分學生跟聽天書似的,只有我跟另外兩個男生比較喜歡。有一天,老師突然給我一把鑰匙:‘向金,這是機房的鑰匙,你什么時候都可以來機房。’從那以后,幾乎只要有空我就泡在機房。”就是這把鑰匙打開了向金通往計算機的大門。
從師范學院畢業后向金成了一名小學語文老師,但他依然熱衷于計算機技術的鉆研,成了外人眼中的一名“奇葩”語文老師。“回想當年上語文課,我覺得和別人最大的不同就是,我所有的學生都覺得我不是在上語文課。我當時的教學可能更符合現在的大語文觀。”向金更多的是在課堂上加入了一些人文的、科技的元素,跟學生談論怎樣學習、怎樣生活、怎樣實現夢想,有時還會和學生進行辯論。那時候互聯網才剛剛萌芽,小學生還沒有接觸到,他就將在互聯網上學到的新鮮的知識注入在課堂教學中,所以學生問什么他都知道,孩子們都很崇拜他,“我就告訴他們這些都是從互聯網上學來的,無形中把他們帶到了另外一個世界,其實也是在告訴他們一種解決問題的思路和方法,或者說是一種途徑。”
向金這個“奇葩”語文老師,還有一件“奇葩事”在學生中間口口相傳。就是他從來不布置語文作業,而是讓學生自己給自己布置作業,或者學生之間互相布置,在作業的量上也不作要求。那時候沒有學習資料參考,所以學生在布置作業時都得絞盡腦汁,以把同學難倒為樂趣,作業設計的熱情很高。但每天批改學生的作業卻成了一件讓向金非常讓頭疼的事,因為大大小小的作業本、天馬行空的題目和答案,有的作業向金自己也不知道答案,后來索性就讓學生自己批改自己布置的作業。
令人想象不到的是,學生布置和批改作業的熱情空前高漲,甚至嚴重影響到了其他學科作業的完成。于是,向金就在班里發布了一條嚴格的“作業禁令”:每人每天語文作業不允許超過2頁紙,超過要受罰,一罰值日、二罰不準寫作業。向金還鼓勵他們多讀書,多了解外面的世界。二十多年過去了,如今帶的第一屆學生聚會時總喜歡聊起這個“奇葩”語文老師,對當年的“奇葩”語文課印象深刻。
夢想在創客空間實現
2004年,一次偶然的機會,向金接觸到 “機器人”知識后,滿腔熱情地在校內組建“機器人”制作團隊。第一屆只有10個人,2005年就拿到了世界冠軍。其中有一個桀驁不馴的孩子令向金印象深刻,“就喜歡鼓搗新玩意兒,目前手里已經有22項國家專利,并且曾獲得過世界最著名的設計大獎——‘紅點’大獎。”說起曾經的學生,向金自豪不已。到第二屆時,人數已增長到32人。
如今,幾乎人人都知道,在西安交大附小的20多個社團里,機器人社團是最難進的。還沒到開學初社團報名的時間,機器人社團門口早早就被圍得水泄不通。要想進入社團,除了成績優異之外還必須要接受向老師的親自面試,面試的內容和方式也很特別:經常是讓孩子即興分組,隨機給一些材料,然后讓孩子用各種手段共同描述一個有意思的想法,考查他們的團隊協作能力、反應能力和動手能力。
向金回憶道:“2004年轉到機器人這個領域里,后來發現這是個巨大的坑,比我想象的要復雜得多,它不光是編程的問題,還涉及硬件、結構、傳感器,各種算法……”機器人教學涉及的知識綜合性和理論性強,向金不是科班出身,雖然他下了很大的工夫鉆研機器人知識,但計算機領域的發展日新月異,向金在其中更是走了不少彎路。從2015年開始到2016年,他自主開發了60多節機器人校本課程,涉及編程、結構設計、算法推演、解決方案等,并在全校范圍內推廣機器人教學。
為確保學校機器人課程的順利開展,目前西安交大附小已經架構了從普及—提升—競賽全系列三級課程體系。第一級普及課程,為了讓更多的孩子受到機器人普及教育,學校在四年級開設機器人課程,每周每班一節,排入正常課表;第二級提升課程,學校成立機器人社團,每周活動一次,每次時長為1.5小時,成員是從學生中間選拔出來的對機器人學習比較感興趣的孩子;第三級競賽課程,成立機器人競賽小組,每周活動一次,為參加各類機器人大賽作準備。
課程的開設,受到孩子們的熱情歡迎,每次孩子們上課都早早地聚集到實驗室來。學生栗立堃:“編程走完一個地圖,就會有成就感,解決一個問題,也會有成就感。”學生董沛迪:“它能夠訓練你的邏輯思維和空間想象能力。”
為了培養青少年對機器人項目的興趣,向金還瘋狂到自掏腰包舉辦競賽。2011年“RoboCup青少年機器人世界杯中國選拔賽”在廣州舉辦,2012年向金就特別希望把大賽引進到西安來,但讓他失望的是周圍沒有這個氛圍,不僅舉辦競賽的場館費用高,還找不到資金方面的支持,后來只好把大賽放在楊凌舉辦。由于這個比賽不能向參賽隊員收取費用,向金負擔了場館、人員、道具等舉辦競賽的全部費用。
向金:“花了幾十萬塊錢,最后實在是沒辦法,反正已經答應了這事,我就開始弄。那次其實是最困難的一次,有一些朋友也在幫助,你給點我給點,總而言之,反正那次幾乎把我家掏空了。”
在向金的帶領下,西安交大附小的機器人競賽成績遙遙領先于其他學校,參加的各類機器人競賽不計其數,2008年至今已經榮獲6次世界機器人競賽冠軍,全國冠軍10余次,省級競賽30余次,全國二等、三等獎200余次;培養機器人編程特長生60余人,其中6人已經大學畢業前往美國深造。
關于未來教育的思考
2010年RCJ中國選拔賽在廣州舉行。那天晚上,向金一人在賓館房間調試機器人,平時非常懂事且非常遵守紀律的小A進來了,似乎在尋找什么東西,他沒有在意。可是足足有十幾分鐘了,孩子沒有出門,而是站在門口!向金很奇怪,便問道:“你有事嗎?”結果孩子的回答讓他哭笑不得,“我不會開門!”
他當時真是有些無語:因為孩子已經快四年級了,10歲了!“家里的門是怎么開的?”他想盡量讓孩子自己解決問題,“是爸爸、媽媽幫我開的,而且和這個不一樣!”“你大膽試一試,這個很簡單!”他鼓勵孩子。孩子用手摸了摸門把手,又放下了。“沒關系,你試一試,弄壞了老師也不說你,而且這個是弄不壞的!”孩子又把手放在門把手上,“用力往下壓!”孩子壓了一下,又放開了。就這樣,反反復復,足足有二十多分鐘,孩子無助地看著他,眼里噙滿了淚水。此時,向金也不知所措了:孩子平時很乖,很懂事,今天也沒犯錯。最終,向金手把手教會了他怎么開門。出門的一瞬間,向金感慨萬千!
類似的經歷激發向金思考:怎樣的教育才是有意義的教育?孩子們應該訓練哪些技能呢?這些技能和創新又有著怎樣的聯系呢?未來社會需要什么樣的人才?
向金認可在美國政府咨文中出現的這樣一段話:“左腦統治的邏輯、線性、基于推理思維的‘信息時代’即將過去;取而代之的是一個全新的注重右腦綜合的、創造性的、基于境脈思維方式的‘創感時代’。”于是,在西安交大附小就出現了這樣一個特殊的部門:向金創感教育工作室,從教育的六感(設計感、故事感、綜合感、共情感、娛樂感、意義感)創新機器人教育,在全校范圍內開展創感教育。
2014年,向金了解到創客空間的概念后又萌發了新的想法,創辦一個創客空間,培養更多的青少年人才。在去上海等地多次考察之后,他在西安和幾個朋友籌資創辦了公益性質的創客空間——指尖新空間。以開放性的空間,提供各種科技設施,讓來這里的人互相分享他們獨特的創意成果,把各自的想法變為現實,將創新思維根植于越來越多的少年心中。
如何保證創客空間的公益性?怎樣把空間一直維持下去,又不至于商業味太濃?這幾年向金的創客空間孵化出了很多可以支撐空間發展的項目,比如他們開發的一款機器人小車,融合了很多高科技技術,適合青少年人工智能的啟蒙教育,在網上賣得比較火;針對中小型企業自動化升級,向金團隊二次開發的工業級的機器人也已經有了訂單。除此之外,還打造了一些空間之外的延伸活動,比如創客課程設計、科技節活動設計等。2015年,“指尖創客教育”作為第一個單獨的盈利項目從指尖創客空間孵化出來,成為專門從事少兒教育的機構,目前已在西安開了7家連鎖店。
“開展機器人教學的初衷是給孩子們一個觸摸科技領域前沿技術的機會,但剛開始時過于注重技術的傳授,忽視了人文素養的培育,后來就比較注重兩者的結合。偶然的一次機會我接觸到了創客教育,創客教育主要是鼓勵創新、鼓勵與眾不同、鼓勵挑戰權威、鼓勵分享,這個很符合我的想法,所以這些年我把更多的精力放在了創客教育上,雖然機器人競賽我也在打,但做的更多的是創客教育。”向金這樣總結自己的轉變。
“這幾年,人工智能的快速發展,不光是技術的革新,更多的是生活方式、生活情境的改變,可以說是人工智能是未來科技的制高點。中國希望在人工智能方面實現彎道超車,需要很多人才,這可能是國家戰略層面的事情,但我希望我的努力能夠發揮一定的作用,我個人的力量雖然很小,但如果每個教育工作者,每個學校都做,那就不一樣了。”向金這樣說。



