市一中“未来工程师俱乐部”的活动室比以往任何时候都显得拥挤和嘈杂。长条桌被划分成了几个区域:一边堆满了“隐形守护者”项目的遗留物和测试记录,几个高二的队员正带着两名新入社的初一学生,讲解着能量模型的建立方法;另一边,陈浩(虽然高三时间紧,但周六下午还是抽空过来)正对着三四双充满求知欲的眼睛,在白板上画着单片机的GPIO口结构图;靠窗的位置,李婉带着她的“结构与外观设计”小组,正对着电脑上的3D建模软件界面争论不休,桌上摆着几个新打印出来的、奇形怪状的小零件。
顾念军穿梭在这些小组之间,感觉自己像个救火队员,又像个试图维持秩序的裁判。
问题很快出现了,而且大多出乎意料。
首先是知识断层。新加入的初一初二学生,满怀热情,但很多连最基本的欧姆定律都还没学透,看到电路图如同天书。陈浩试图从最基础的“点亮一个LED”讲起,但很快发现,孩子们对“限流电阻”、“电流方向”、“高电平低电平”这些概念的理解非常模糊,往往是一知半解地记住步骤,一旦换个电路就抓瞎。
“社长,为什么我这个LED就是不亮啊?我照着图接的!”一个初一男生举着一块面包板,上面歪歪扭扭地插着电阻和LED。
顾念军过去一看,LED正负极接反了。“你看,LED长脚是正极,要接电源正极。电流像水流,只能从正往负走……”
“哦!那为什么这个电阻要放在这里?放别的地方行不行?”
问题一个接一个,基础且琐碎,消耗着“导师”们巨大的耐心。陈浩讲得口干舌燥,晚上回家还在跟顾念军发消息吐槽:“我感觉我把我初中物理又教了一遍,还是最基础的那种!”
其次是项目管理混乱。按照“项目孵化”的构想,几个兴趣小组在尝试做自己的入门小项目。机器人组想做个简单的避障小车,但负责硬件的同学买来的电机驱动模块和主控板不兼容;负责编程的同学写的代码又无法让小车按预设动作运动。几个人各干各的,缺乏有效沟通和进度同步,很快陷入僵局,互相埋怨。
“我觉得是硬件问题,这驱动芯片根本带不动电机!”
“明明是你程序里的延时没设对!”
“你们买的轮子尺寸不对,算出来的转速和实际差远了!”
顾念军被拉去评理,他查看了采购清单、代码和实物,发现三方都有问题:硬件选型时没考虑电机启动电流;代码逻辑有瑕疵;轮子尺寸确实与计算模型不符。但更深层的问题是,他们从一开始就没有一个明确的需求文档和分工计划,更没有定期的设计评审。“你们先别吵,从头来。第一,明确小车要达成什么目标(比如在1米x1米范围内自主避障);第二,根据目标列出需要的硬件清单,一起审核;第三,画出系统框图,明确各模块接口;第四,再开始分头做。每周开个短会同步进度,遇到问题一起讨论。”顾念军给出建议,但这套相对正规的流程,对这群刚入门的新手来说,理解起来都有些费力。
李婉那边的“外观设计组”则遇到了另一种困惑。她们的任务是为一个简单的“智能花盆”(监测土壤湿度和光照的入门项目)设计外壳。新队员们天马行空,设计出了各种充满想象力的造型:飞船型、动物型、甚至抽象艺术型。但当李婉要求她们考虑如何安装电路板、如何留出传感器探头和充电接口、如何保证散热和维修便利性时,大多数设计都经不起推敲。
“这个想法很酷,但是主板放不进去这个弧形空间。”
“这个传感器窗口开在这里,浇水的时候水会流进去。”