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4天80个小时,清华学子(任务方)几乎不睡觉,要攻克挑战方布置的任务——他们摆弄玩具,模拟制造运输车、船只、导弹,勘探、开采无人岛石油……在这么短的时间内,如何能完成这么艰巨的任务?这正是课程设计者顾学雍的目标,让清华大学大一学生了解时间、空间和资源的极限概念,进而明白上大学的概念——上大学,创造改变自我的机会。
采访顾学雍老师之前,记者就曾被提醒——仔细观察他的办公室。
走进顾学雍的办公室,在10平方米左右的空间中,摆放着乳白色的占满一面半墙的书柜、书桌、办公桌、多把椅子……书桌上零散摆放着多个由玩具拼装而成的工程车、机器人。顾学雍打开手提电脑,书柜正中的液晶显示器同时播放短片,短片的开头语:“Welcome to Toyhouse(欢迎来到玩具屋)”。顾学雍说:“办公室(玩具屋)的布置都是由学生设计的。”玩具屋虽小,功能却相当齐全。比如,乳白色的椅子是“套装”,一个一个地合拢后就成了一个小高凳;书桌折叠后能推到液晶显示器的下方;把办公桌上的东西移开,办公桌成了主播台。此时,玩具屋的空间变大了,能容下20人左右,开个小派对也绝对没有问题。放下乳白色的窗帘,窗帘就是触控电影屏幕,它正对面的上方是投影仪,“为了节省空间,学生们用几块玩具板,把投影仪安装在书柜的一侧。在玩具屋,我们能观看3D电影。”顾学雍拉开办公桌的一个抽屉,展示3D眼镜,并一一介绍了散布在玩具屋四周的音响、低音炮……
10平方米左右的狭小空间,就这样被顾学雍无限地放大了——工作间、派对、电影院……这正是顾学雍要向大学生传递的概念——极限学习(eXtreme Learning Process,简称XLP),在有限的时间、空间和资源里,把学习当作玩具一样的玩。这也是他的课程《跨学科系统集成设计挑战》,要达到的效果。
跨学科——大学是新环境,来到这里,你能遇到以前遇不到的人,其中包括n多“牛人”。选这所大学,就是愿意跟这些不同学科和专业的“牛人”呆在一起,一起学习和生活。
顾学雍这样解释“跨学科”。
“2013年1月14日, 我国南海海域发生突如其来的大地震,震后海底板块提升,在西沙群岛附近(16°29′N,112°40′E)出现了一座“无人岛”。得知消息,有关部门立即对其进行勘察,发现海岛附近蕴藏大量石油资源。政府决定通过商业竞标,挑选团队,对无人岛资源进行开发利用。所有竞标公司必须在80个小时内,设计出可行方案和模型。”
这就是顾学雍的《跨学科系统集成设计挑战》课的一个任务,在4天80小时的课程中,清华大学78名学生要攻克的难题。78名清华人来自不同学院的13个专业,包括钱学森力学班、生命科学学院、法学院、公共管理学院、国际关系学院等,其中,三十多人是大一新生。78名学生被分成8组任务方,他们在80个小时中,要接受来自挑战方的任务,也就是难题。
为了突出“跨学科”的特色,顾学雍邀请了国内国外校内校外各方“牛人”。他们会提前两个月相聚清华,组成挑战方团队。他们运用自己的专长,设计难题,向任务方发难。然后,在4天80个小时的课程中,担任技术指导,“只有在任务方确实出现难题时,挑战方才出面指导。”
在这群“牛人”中,顾学雍邀请了两名高中生,其中,来自上海的孙维泽是科技怪才,擅长制作群体性机器人(Swarm Robot)。2012年,在“AFRON 10美元机器人挑战赛”上,孙维泽团队制作的群体性机器人获得亚军,冠军和季军团队分别来自哈佛大学和麻省理工学院。看到这些机器人,顾学雍对孙维泽的电路设计水平赞赏有加。之后,顾学雍还欣赏了孙维泽的其他作品,比如,3D打印机、磁悬浮装置,他于是邀请孙维泽参加到课程挑战方中,“我称孙维泽和另一位来自河南的高中生为‘清华杀手’,让他们做技术指导,就是要杀杀清华学子的锐气。”言外之意是刺激他们要在大学中爆发能量。
在4天80小时中,孙维泽成功扮演了“清华杀手”的角色,让清华学子们丢了“面子”。
为了制造可遥控的航拍设备,很多清华学子犯了难。孙维泽却说,遥控航拍设备早已问世,他了解其基本构造和知识,完全可以自制。于是,他带领清华学子们制作了轻型摄像头、无线传输系统,并将它们安装在飞鱼造型的氦气球上。短时间内,具有拍摄功能的“遥控飞鱼”模型诞生了。
“跨学科,就是积累与其他人合作的经验,这就是上大学的一个意义。不然,就不用上大学了。”顾学雍说。
系统集成——做事前,要有态度。你手中有5枚硬币,把3枚摆放在上面,下面再放2枚,这就是奥运五环。5枚硬币的摆放、成型,这个系统过程是由你的意识决定的,要是没有意识,也就没有系统。系统集成是一个构思、成型、反复修饰的过程,一旦形成了系统,你就成为系统的一份子。此外,要知道,这个系统不只你一个人,还包括其他的人,你们合起来又形成一个系统。
系统集成是形而上的哲学命题,有点晦涩,顾学雍借此要表达一个概念——上大学,并不只是为了考试,而4年考试所得到的GPA只是一个数字而已。其实,大学是生命的新体验,大学生可以在大学里创造很多对自己而言原本不存在的东西。也许你可能会失败,但是,由简单到复杂的系统集成过程都是由自己安排的,这就是系统学习。
2013年1月14日的《跨学科系统集成设计挑战》,是顾学雍第二次给清华学子开的极限学习课程。半年前的2012年8月22日,2012首届清华大学工程管理硕士生入学,他们在清华的第一门课就是顾学雍的4天80个小时的极限学习,“走进清华,尚未举行开学典礼,他们就要在15分钟内,设计各自团队的logo和组名。”但更大的挑战在一个半小时后开始。在4天80个小时中,他们要利用物联网与开源技术,规划并搭建一套自动化的产销系统雏形,其中,利用玩具设计一辆遥控运载工具,只是任务的一部分。
“共同呆在一个空间,没有睡觉概念。每天晚上10点钟,他们都要到我的玩具屋来报到。这门课的目的不是熬夜,是告诉他们:学习随时随地都在进行。而且,这种学习过程是7天24小时的,这就是上大学的目的。即便是休息,也是一种学习方式。这就是一种意识,进了大学,必须学会改变自己。只有在极限的条件下,让他们的感官全部打开,他们才有可能认识到这一点。”顾学雍说,“而大学能提供的最好服务,就是让大学生们能开始改变自己。”显然,他的这门课正是为大学生改变自己提供了一次机会。 第一次极限学习课程受到清华大学各方的关注,教务处决定把极限学习引入清华大学的本科教学。在设计为本科生开设的《跨学科系统集成设计挑战》课程中,顾学雍也强调了系统集成的概念,比如,登岛南海无人岛,勘探、开采石油是一个系统工程,而这个系统工程由各个方面组成,其中,包括知识产权。
为了让清华学子意识到知识产权的重要性,顾学雍邀请了4名中国人民大学的法学专业研究生,现场成立XLP法庭,接受各组的专利申请,处理专利法律纠纷。一位同学说:“我们接到的第一起诉讼是第一组状告第五组,起因是第五组申请了一项开源专利,然而,在此之前,第一组也开发出了这项技术,但未申请专利。第一组在诉讼中提出不受第五组限制的要求,能够自由使用这项专利。”法庭的最终判决结果并不重要,重要的是要有知识产权的意识。
如同完成登岛、开采石油这项任务,上大学也是一项系统工程,“大学是面镜子,能够观察不同阶段自我的成长,前提是自己要有改变的意识。”这就是系统集成最终要传递的概念。
设计挑战——设计,即决策。这门课只提供了多种做决策的机会,真正做决策的是自己。硬件、软件、机械等能力,你尽可以在决策过程中展现,这才叫设计。
高叶一下子就懵了。
之前,他了解到参加竞标后,任务会繁重而艰巨,但没想到在短短一个小时内就要完成3项任务,他说自己从来都没接触过这样的高要求。高叶的队友林景,也体会到了什么叫手足无措,“要下载一堆软件,弄得头昏脑胀!”在2013年1月的极限学习中,任务难度好比好莱坞电影中的情景,完成任务的很多人都是大一新生,几乎无人接受过如此具体的团队教育。
而在半年前的那些工程管理硕士们的极限学习中,情况也是如此。
曾有清华大学相关部门领导观摩了此次课程,他对顾学雍说,自己毕业于清华大学自动化系,用玩具做一个集装料、配送和卸料为一体的蓝牙监控系统模型都觉得困难,而这群来自社会、有的年龄四五十的人要完成任务,那该有多难啊!顾学雍解释,做什么不重要,重要的是突破自己,“任何技术都可操控,技术越高,重复性越好。什么最难?是心理障碍。所以,要突破自己的心理极限。”顾学雍说。
在高叶参加的这次4天80小时中,每个团队不但要做出一套完整的系统,而且,团队还要撰写一份完整的PPT,拍摄一部完整的视频,每个队员每天还要写一篇博客。虽然任务繁重,一切从零开始,几乎所有的人都要现学软件才能开展工作,比如,机器人编程软件NXT、项目管理软件Project Libre,但是,每个团队和团员都试图挑战了自己的心理极限,拿到课程的2个学分。
高叶和林景的一个任务是负责拼装乐高机器人和搭建无人岛,第二天下午,林景拿起了自己一直发怵的电焊笔,进行焊接,好不容易搞定了,却发现焊错了面,只能撬开重来,折腾了三个半小时。直到晚上九点半,他们的团队才建好了所有的机器人和岛屿,“那个瞬间真的超级有成就感,看着三个机器人,就像自己的孩子一样。”林景回忆。当天晚上,林景回宿舍睡了两三个小时,这也是他四天里唯一一次回宿舍。从基础工业训练中心机电创新实验室回宿舍的路上,他还在思考第二天要做什么。
1月17日,课程结束的当天晚上,8支团队登上清华大学蒙民伟音乐厅的舞台,展示他们的成果。课程挑战方、钱班10级杨富方说:“不能说通过这个课程培养一种能力,只能说唤醒、增强了一种意识——自己主动调动资源,而不是别人告诉你干什么。”这正是顾学雍开设这门课的目的之一。为了犒劳学生们,顾学雍邀请中央音乐学院教授朱亦兵,演奏了一场大提琴音乐会。
同时,顾学雍思考着下一堂极限学习课的主题——打造一个可持续化数字国度(Building a sustainable digital nation)。
(清华大学杨臻臻对本文亦有贡献。)
采访顾学雍老师之前,记者就曾被提醒——仔细观察他的办公室。
走进顾学雍的办公室,在10平方米左右的空间中,摆放着乳白色的占满一面半墙的书柜、书桌、办公桌、多把椅子……书桌上零散摆放着多个由玩具拼装而成的工程车、机器人。顾学雍打开手提电脑,书柜正中的液晶显示器同时播放短片,短片的开头语:“Welcome to Toyhouse(欢迎来到玩具屋)”。顾学雍说:“办公室(玩具屋)的布置都是由学生设计的。”玩具屋虽小,功能却相当齐全。比如,乳白色的椅子是“套装”,一个一个地合拢后就成了一个小高凳;书桌折叠后能推到液晶显示器的下方;把办公桌上的东西移开,办公桌成了主播台。此时,玩具屋的空间变大了,能容下20人左右,开个小派对也绝对没有问题。放下乳白色的窗帘,窗帘就是触控电影屏幕,它正对面的上方是投影仪,“为了节省空间,学生们用几块玩具板,把投影仪安装在书柜的一侧。在玩具屋,我们能观看3D电影。”顾学雍拉开办公桌的一个抽屉,展示3D眼镜,并一一介绍了散布在玩具屋四周的音响、低音炮……
10平方米左右的狭小空间,就这样被顾学雍无限地放大了——工作间、派对、电影院……这正是顾学雍要向大学生传递的概念——极限学习(eXtreme Learning Process,简称XLP),在有限的时间、空间和资源里,把学习当作玩具一样的玩。这也是他的课程《跨学科系统集成设计挑战》,要达到的效果。
跨学科——大学是新环境,来到这里,你能遇到以前遇不到的人,其中包括n多“牛人”。选这所大学,就是愿意跟这些不同学科和专业的“牛人”呆在一起,一起学习和生活。
顾学雍这样解释“跨学科”。
“2013年1月14日, 我国南海海域发生突如其来的大地震,震后海底板块提升,在西沙群岛附近(16°29′N,112°40′E)出现了一座“无人岛”。得知消息,有关部门立即对其进行勘察,发现海岛附近蕴藏大量石油资源。政府决定通过商业竞标,挑选团队,对无人岛资源进行开发利用。所有竞标公司必须在80个小时内,设计出可行方案和模型。”
这就是顾学雍的《跨学科系统集成设计挑战》课的一个任务,在4天80小时的课程中,清华大学78名学生要攻克的难题。78名清华人来自不同学院的13个专业,包括钱学森力学班、生命科学学院、法学院、公共管理学院、国际关系学院等,其中,三十多人是大一新生。78名学生被分成8组任务方,他们在80个小时中,要接受来自挑战方的任务,也就是难题。
为了突出“跨学科”的特色,顾学雍邀请了国内国外校内校外各方“牛人”。他们会提前两个月相聚清华,组成挑战方团队。他们运用自己的专长,设计难题,向任务方发难。然后,在4天80个小时的课程中,担任技术指导,“只有在任务方确实出现难题时,挑战方才出面指导。”
在这群“牛人”中,顾学雍邀请了两名高中生,其中,来自上海的孙维泽是科技怪才,擅长制作群体性机器人(Swarm Robot)。2012年,在“AFRON 10美元机器人挑战赛”上,孙维泽团队制作的群体性机器人获得亚军,冠军和季军团队分别来自哈佛大学和麻省理工学院。看到这些机器人,顾学雍对孙维泽的电路设计水平赞赏有加。之后,顾学雍还欣赏了孙维泽的其他作品,比如,3D打印机、磁悬浮装置,他于是邀请孙维泽参加到课程挑战方中,“我称孙维泽和另一位来自河南的高中生为‘清华杀手’,让他们做技术指导,就是要杀杀清华学子的锐气。”言外之意是刺激他们要在大学中爆发能量。
在4天80小时中,孙维泽成功扮演了“清华杀手”的角色,让清华学子们丢了“面子”。
为了制造可遥控的航拍设备,很多清华学子犯了难。孙维泽却说,遥控航拍设备早已问世,他了解其基本构造和知识,完全可以自制。于是,他带领清华学子们制作了轻型摄像头、无线传输系统,并将它们安装在飞鱼造型的氦气球上。短时间内,具有拍摄功能的“遥控飞鱼”模型诞生了。
“跨学科,就是积累与其他人合作的经验,这就是上大学的一个意义。不然,就不用上大学了。”顾学雍说。
系统集成——做事前,要有态度。你手中有5枚硬币,把3枚摆放在上面,下面再放2枚,这就是奥运五环。5枚硬币的摆放、成型,这个系统过程是由你的意识决定的,要是没有意识,也就没有系统。系统集成是一个构思、成型、反复修饰的过程,一旦形成了系统,你就成为系统的一份子。此外,要知道,这个系统不只你一个人,还包括其他的人,你们合起来又形成一个系统。
系统集成是形而上的哲学命题,有点晦涩,顾学雍借此要表达一个概念——上大学,并不只是为了考试,而4年考试所得到的GPA只是一个数字而已。其实,大学是生命的新体验,大学生可以在大学里创造很多对自己而言原本不存在的东西。也许你可能会失败,但是,由简单到复杂的系统集成过程都是由自己安排的,这就是系统学习。
2013年1月14日的《跨学科系统集成设计挑战》,是顾学雍第二次给清华学子开的极限学习课程。半年前的2012年8月22日,2012首届清华大学工程管理硕士生入学,他们在清华的第一门课就是顾学雍的4天80个小时的极限学习,“走进清华,尚未举行开学典礼,他们就要在15分钟内,设计各自团队的logo和组名。”但更大的挑战在一个半小时后开始。在4天80个小时中,他们要利用物联网与开源技术,规划并搭建一套自动化的产销系统雏形,其中,利用玩具设计一辆遥控运载工具,只是任务的一部分。
“共同呆在一个空间,没有睡觉概念。每天晚上10点钟,他们都要到我的玩具屋来报到。这门课的目的不是熬夜,是告诉他们:学习随时随地都在进行。而且,这种学习过程是7天24小时的,这就是上大学的目的。即便是休息,也是一种学习方式。这就是一种意识,进了大学,必须学会改变自己。只有在极限的条件下,让他们的感官全部打开,他们才有可能认识到这一点。”顾学雍说,“而大学能提供的最好服务,就是让大学生们能开始改变自己。”显然,他的这门课正是为大学生改变自己提供了一次机会。 第一次极限学习课程受到清华大学各方的关注,教务处决定把极限学习引入清华大学的本科教学。在设计为本科生开设的《跨学科系统集成设计挑战》课程中,顾学雍也强调了系统集成的概念,比如,登岛南海无人岛,勘探、开采石油是一个系统工程,而这个系统工程由各个方面组成,其中,包括知识产权。
为了让清华学子意识到知识产权的重要性,顾学雍邀请了4名中国人民大学的法学专业研究生,现场成立XLP法庭,接受各组的专利申请,处理专利法律纠纷。一位同学说:“我们接到的第一起诉讼是第一组状告第五组,起因是第五组申请了一项开源专利,然而,在此之前,第一组也开发出了这项技术,但未申请专利。第一组在诉讼中提出不受第五组限制的要求,能够自由使用这项专利。”法庭的最终判决结果并不重要,重要的是要有知识产权的意识。
如同完成登岛、开采石油这项任务,上大学也是一项系统工程,“大学是面镜子,能够观察不同阶段自我的成长,前提是自己要有改变的意识。”这就是系统集成最终要传递的概念。
设计挑战——设计,即决策。这门课只提供了多种做决策的机会,真正做决策的是自己。硬件、软件、机械等能力,你尽可以在决策过程中展现,这才叫设计。
高叶一下子就懵了。
之前,他了解到参加竞标后,任务会繁重而艰巨,但没想到在短短一个小时内就要完成3项任务,他说自己从来都没接触过这样的高要求。高叶的队友林景,也体会到了什么叫手足无措,“要下载一堆软件,弄得头昏脑胀!”在2013年1月的极限学习中,任务难度好比好莱坞电影中的情景,完成任务的很多人都是大一新生,几乎无人接受过如此具体的团队教育。
而在半年前的那些工程管理硕士们的极限学习中,情况也是如此。
曾有清华大学相关部门领导观摩了此次课程,他对顾学雍说,自己毕业于清华大学自动化系,用玩具做一个集装料、配送和卸料为一体的蓝牙监控系统模型都觉得困难,而这群来自社会、有的年龄四五十的人要完成任务,那该有多难啊!顾学雍解释,做什么不重要,重要的是突破自己,“任何技术都可操控,技术越高,重复性越好。什么最难?是心理障碍。所以,要突破自己的心理极限。”顾学雍说。
在高叶参加的这次4天80小时中,每个团队不但要做出一套完整的系统,而且,团队还要撰写一份完整的PPT,拍摄一部完整的视频,每个队员每天还要写一篇博客。虽然任务繁重,一切从零开始,几乎所有的人都要现学软件才能开展工作,比如,机器人编程软件NXT、项目管理软件Project Libre,但是,每个团队和团员都试图挑战了自己的心理极限,拿到课程的2个学分。
高叶和林景的一个任务是负责拼装乐高机器人和搭建无人岛,第二天下午,林景拿起了自己一直发怵的电焊笔,进行焊接,好不容易搞定了,却发现焊错了面,只能撬开重来,折腾了三个半小时。直到晚上九点半,他们的团队才建好了所有的机器人和岛屿,“那个瞬间真的超级有成就感,看着三个机器人,就像自己的孩子一样。”林景回忆。当天晚上,林景回宿舍睡了两三个小时,这也是他四天里唯一一次回宿舍。从基础工业训练中心机电创新实验室回宿舍的路上,他还在思考第二天要做什么。
1月17日,课程结束的当天晚上,8支团队登上清华大学蒙民伟音乐厅的舞台,展示他们的成果。课程挑战方、钱班10级杨富方说:“不能说通过这个课程培养一种能力,只能说唤醒、增强了一种意识——自己主动调动资源,而不是别人告诉你干什么。”这正是顾学雍开设这门课的目的之一。为了犒劳学生们,顾学雍邀请中央音乐学院教授朱亦兵,演奏了一场大提琴音乐会。
同时,顾学雍思考着下一堂极限学习课的主题——打造一个可持续化数字国度(Building a sustainable digital nation)。
(清华大学杨臻臻对本文亦有贡献。)