陳晶晶

清晨七點半，清華園里的自行車流開始涌動。八點，第一節(jié)課的鈴聲在各大教學樓準時響起。

航天航空學院N402的教室里，一堂清華大學里別開生面的課正在進行。這堂課沒有公式和筆記，沒有課本和講義，連坐著聽課的機會都很少。這門名曰“趣味力學實驗與制作”的選修課在2012年成為清華首批4門挑戰(zhàn)性學習示范課程之一，任課老師高云峰是航天航空學院副教授。黑邊框眼鏡、淡藍色襯衫和西裝褲，高云峰看起來與清華多數(shù)老師并沒有區(qū)別。但他還有著多個身份，中國力學學會科普工作委員會秘書長、神舟十號“太空授課”的幕后策劃者……

第一節(jié)課，高云峰請來了一位長期習武的“高人”，為同學們表演“徒手穿玻璃”的絕技。正當同學們目瞪口呆時，高云峰宣布了這門課的第一個任務：30名來自不同專業(yè)的學生被分成幾個小組，根據(jù)學過的知識設(shè)計制作一個器械，完成發(fā)射鋼針穿越玻璃的目標，最終的對決將在五周后進行。高云峰接著預告了課程安排：“沒有考試和論文，自己動手做三個小玩意。每五周做一個?！?/p>

“用一個詞形容這門課，我覺得是‘好玩，玩游戲嘛?！备咴品逦⑽⒁恍?。而同學們的評價是：“高老師的課很酷！”

教室變作坊

我來到航天航空學院N402教室，看見這宛如一個工作坊，巨大的玻璃柜里擺放著各種設(shè)備，地面鋪著一層薄薄的木渣，激光切割機工作的時候，所有人都默契地將聲音放大一倍。同學們?nèi)齼蓛傻貒谧雷优赃?，對著桌上散落的木板苦苦思索——這可是他們制作器械的原材料。偶爾有人拿起游標卡尺仔細測量尺寸，并匯報給負責制圖的同學。

工作坊里不見高云峰老師的身影。同學們抬起頭，樂呵呵地說：“高老師負責給我們切木板呀！”并用手指屋子一角，只見高云峰笑瞇瞇地站在轟轟鳴響的激光切割機旁，接過同學們的U盤，再按照同學們設(shè)計好的圖紙切割木板。

來自航天航空學院2013級的安同學承受著巨大的壓力，因為他是這次實驗項目的總設(shè)計師。他們組的任務是做出一輛能自動行駛的小車。目前，他們遇到的最大挑戰(zhàn)在于齒輪的制作。

“書本上的公式解決不了實際中的很多問題?！卑餐瑢W說。他們組第一次切割出來的模型就因為尺寸大小不合適而無法拼裝。

“傳送軸的大小是多少？”安同學再次向“繪圖師”確認尺寸。

“報告總設(shè)計師，是2.55毫米！”

安同學不停地轉(zhuǎn)動手中的傳動軸，比劃著齒輪的尺寸。大一的他在兩周之前就帶領(lǐng)組員完成了“諸葛連弩”的制作，他是一個有經(jīng)驗的設(shè)計師。

組員們都在等待安同學做出決定。

“再擴大0.05毫米試試?！卑餐瑢W深吸一口氣。負責繪圖的同學仔細修改了圖紙，拿著U盤朝高老師走去。最后切割出的木板不負眾望，成功拼接在了一起。但這只是整輛小車制作的很小部分。他們還將面臨更多的考驗。

2010年，高云峰首次向清華申請開設(shè)“趣味力學試驗與制作”課程。在課程目的簡述一欄中，他寫道：“I hear，I forget. I see，I remember. I do，I understand. （我聽，我忘記了。我看，我記住了。我做，我明白了）”課程內(nèi)容也與眾不同，這門課沒有艱深的理論，也沒有一板一眼的實驗室操作，而是代之以豐富有趣的實驗任務。每學期約18個課時的課程，每節(jié)課都會安排學生做小實驗，每5節(jié)課再把這些小實驗整合，完成一個較大且有挑戰(zhàn)性的任務。

“眼高手低是眾多同學最大的問題。實踐是檢驗真理的唯一標準。創(chuàng)新來自實踐而不是紙上談兵?！备咴品鍖⒛抗怄i定知識的最終產(chǎn)出，他反復地強調(diào)：“要能讓同學們運用知識解決問題?！敝谱鳌澳局仆妒鳌睍r，許多同學在中學時就把彈性變形公式背得滾瓜爛熟，但是除了考試，基本不會用到它，也談不上興趣。而在高云峰的課上，學生不能使用彈簧、橡皮筋等彈性變形材料，只能利用木材本身的變形，達到反彈目的。耳熟能詳?shù)墓骄瓦@樣“活”了起來。

創(chuàng)意轉(zhuǎn)換工廠

來自航天與航空學院的李成林，站在激光切割機邊上靜靜地等待著，他設(shè)計的小臺燈將在三分鐘后完成切割。他的靈感來源于高云峰的一個設(shè)計，在此基礎(chǔ)上他做了許多改進。李成林從小對飛機抱有熱忱，不久前他自主設(shè)計了一款飛機模型。

“以前從沒想過自己能動手做飛機模型?！崩畛闪峙d奮地說。

而高云峰最想達到的，就是把同學們的“想”變成“現(xiàn)實”。N402教室也就是他和同學們的“創(chuàng)意轉(zhuǎn)換工廠”。

李成林的小臺燈完成了切割。在外殼的木板上刻著一行小字“made by log”，表明設(shè)計師的身份。這個添加字符的軟件是高云峰研發(fā)的。此前，他并沒有接觸過AutoCAD等計算機設(shè)計軟件，也不會操作激光切割機。但當高云峰第一次接觸到它們時，他就被深深地吸引了。

“十年磨一劍，我們現(xiàn)在卻是幾分鐘磨一劍?！备咴品鍒孕?，快速看到自己的創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)槌晒芫S持同學們動手實踐的熱情。高云峰告訴同學們：“只要你們想得到，在這里就能做出來。工科生也能做藝術(shù)品！”

李成林的這盞小臺燈將作為禮物送出去，他把好友的名字刻在了木板上。此前，憑借一臺電腦和一臺切割機，班上的一個女生在母親節(jié)前夕，給母親定制了一個相框；一個男生做了一個玩具盒子。這個被稱為“useless box（無用盒）”的盒子在淘寶上售價100多元，而清華男生耗費的實際成本不到10元。當然，這些成本都是由高云峰掏腰包的，他自己也要偶爾“加班”，幫女兒切割她設(shè)計好的小禮物。

創(chuàng)意，是高云峰最常提到的一個詞。他常常鼓勵同學們動手做禮物——送父母，送女朋友。同學們總跟高云峰打趣地說：“老師，重點是沒有女朋友呀！”經(jīng)過半個多學期的嘗試，“趣味力學實驗與制作”課的男同學們秉持著信念——“學好AutoCAD，就能找到女朋友！”

高云峰給每一個課程任務都取了朗朗上口的名字，“諸葛連弩”“投石車”“水漂機”……兩年來，“趣味力學實驗與制作課”上有趣的實驗成果數(shù)不勝數(shù)。高云峰像“孩子王”，帶領(lǐng)同學們?nèi)ネ瓿蓛簳r天馬行空的幻想。有一次，高云峰將最后一堂課安排在了紫荊操場。因為同學們要用自制的“投石車”進行投水球大戰(zhàn)，都披上雨衣，較量著誰的投石車做得更加精準，大家在歡聲笑語中結(jié)束了一學期的課程。

有同學在期末的課程反饋中寫道：“學期結(jié)束竟然有失落感，不管結(jié)果如何，至少大家體會到了自己動手和團隊協(xié)作的樂趣。”

埃及石畫是真的

早在10年前，高云峰就帶領(lǐng)清華學生完成了看似不可能的實驗——紙橋過車。

這個設(shè)想來源于央視“異想天開”欄目提出的不可能完成的任務。高云峰和學生們仔細計算后，只用2噸報紙就做出了6米長的紙橋，并成功地承載了一輛吉普車。2010年，一段名為《中國大學生用手機吊起冰箱》的視頻在網(wǎng)上引發(fā)轟動。兩名清華研究生通過變速裝置，將一部普通手機馬達所產(chǎn)生的牽引力放大10萬倍，用一個半小時吊起一臺冰箱。實驗主設(shè)計師就是高云峰。

十多年來，高云峰一直致力于帶領(lǐng)同學們親自動手，解決身邊的問題?！把芯繉W術(shù)很枯燥，動手做實驗很有趣?！比缃瘢咴品逡劳芯W(wǎng)絡、電視等媒體推廣自己的教學理念。他與央視《異想天開》《走進科學》等欄目合作，走進中小學的課堂，推廣寓科學知識于手工小發(fā)明、小游戲。

“我希望通過游戲讓學生學會怎么用學到的知識處理和解決問題，這也是我能為素質(zhì)教育所作的貢獻?！备咴品逭f。

目前，高云峰正精心設(shè)計他的MOOC課程。在一堂講解摩擦力的課中，高云峰把自己設(shè)定成“偵探”，要用摩擦力原理判兩個古代公案。其中的一個是判斷一幅埃及石畫的真?zhèn)巍Ｊ嫷膬?nèi)容是100多個奴隸拉動一尊巨大的法老像。高云峰通過法老像和人像的比例，估算出法老像的重量，再運用簡單的除法，計算出每個奴隸需要承擔的力以及地面的摩擦系數(shù)。高云峰得出結(jié)論：石畫所刻畫的內(nèi)容基本符合力學原理。

在高云峰的字典里，似乎沒有“枯燥”，他總是知道如何把一件事變得有趣，牢牢地吸引學生的眼球。

高云峰在“趣味力學實驗與制作”課上極少用PPT，他更喜歡和同學們直接交流。但在同學們做完“飛針穿玻璃”實驗后，高云峰做了一個總結(jié)的PPT。在這份PPT中，有豐富的視頻素材，有“李廣射虎”的故事，唯獨不見密密麻麻的公式。高云峰像在講一個精彩的故事，不斷地拋出包袱，再逐一揭開謎底。實驗中的每一個挑戰(zhàn)在高云峰的口中都變得充滿玄機，而這些故事都有著相似的結(jié)局：實驗獲得了成功。

“興趣是最好的老師。”高云峰不動聲色地說。而這句話，包含著他教學思想的精髓。

采訪手記：

用一個詞形容高老師，“童心未泯”恐怕再合適不過。

初次見到高云峰老師是在他的辦公室。高老師的辦公室極易辨別，因為門上有他親手設(shè)計的木質(zhì)浮雕。高老師的辦公室里擺放著形形色色的小玩意。之后，兩次去高老師的實驗室采訪，總會意外收到小禮物。比如，高老師為我“私人定制”的生日卡片，以及同學們做的小燈臺。高老師頗有“工科男的浪漫情懷”。作為創(chuàng)新教育的開拓者，他總是面臨艱難，而他卻從中探尋到無窮無盡的樂趣。