从没做过嵌入式的我，24小时内搞出了这个……
起因很简单，想给满月的女儿做个小礼物，又正好在一个群聊发现了一款30块包邮的RISC-V开发板。知道自己不会嵌入式，但也就一顿饭钱，买不了吃亏买不了上当，为什么不试一下呢？于是果断下单。
24小时之后，就有了这个小玩意。
2020年是动荡的一年，经历了疫情、大选等各种匪夷所思的事件。整个世界或左转或右转，似乎都愈发走向分裂与极端。我的女儿生于这样一个时代，不知是福是祸。所以，我选了既像是左转又像是右转的旋转舞者视错觉动画，做成这样一个小礼物，取名“Dance with the collapsing world”，送给我女儿，希望无论世界怎样变幻，她都能有所持守，健康、乐观、幸福。
不过，如果你感兴趣的是制作细节，也想用开发板DIY点什么东西，可以参考我在知乎的文章《Dance with the collapsing world —— RISC-V开发板折腾手记》。本文不讲技术，主要想借着我做这个礼物的经历，谈谈杜威老爷子百余年前提出的“Learn By Doing“学习法——最近几年，它有了一个更为酷炫的名字，PBL（Project Based Learning），也就是创新教育界风头正劲的项目制学习。
PBL
Project based learning，顾名思义，就是通过项目学习。听起来似乎稀松平常，但这个短语的潜台词却是颠覆性的：不再通过课堂讲授学习。
“什么？！不授课？开玩笑呢吧？从小学到大学，不管什么课（甚至包括部分美术音乐），我们不都是老师先在教室里对着课本或者PPT讲知识，然后大家做练习、写卷子、完成任务吗？”
你描述得很对，这种教学法叫作被动接受（Learn by passive receiving），或曰听讲学习（Learn by listening）。当然，在国内应试教育大背景的加持之下，它还有个更响亮的名字——填鸭式教学。
图丨填鸭式教学
被动接受当然是有效果的，你我当年就是这么学出来的。但问题是它最早源自于18世纪的普鲁士教育体系，其初衷乃是打压独立思考精神，培养温顺忠诚的国民。这种教育把大量学生塑造成了听话、“优秀”的工人和士兵，在当时的社会条件下还是有一定意义的。可是二十一世纪的今天，知识飞速迭代，社会日新月异，我们需要的是有洞察能力、反思精神的人才，被动接受教学法已经不能很好地满足时代的需求了。
也正是在这样的背景下，PBL被推到了前台。
扯远了。光整虚的没用，下面就通过这次给我女儿制作的小礼物，介绍一下我是怎么用PBL学习法学嵌入式开发的。
真实性·主动性
PBL的一大特色，就是不搞虚头巴脑的题目，直接上真实项目。做题是为了掌握知识点，完成了项目一样能学会对应的知识技术；然而，埋头题海刷完形填空、数学证明，我们很容易失去意义感；做项目就不一样了，回应现实世界的需求，亲眼看着问题得到解决，会形成巨大的激励，让人始终保持高昂的情绪，想要完成项目。
以我这次的礼物为例，我的目的是正确理解RGB565、做出一道颜色编码的题目吗？不是。是要掌握Python的PIL图像库、从而通过相关考试吗？也不是。我的动机非常纯粹——我要给我女儿做个礼物，period。
然而，虽然目标只有一个，做项目的时候我却可以说是兵来将挡、水来土掩，神挡杀神、佛挡杀佛。需要懂得16bit色彩格式，咱二话不说开始谷歌；需要用PIL对gif动画进行预处理，我比着Stackoverflow的程序搞到夜里两点半。到最后，不仅礼物做出来了，RGB565和PIL我也顺带着都掌握了，精通谈不上，但是把每一步讲给你讲清楚绝对不成问题。
图丨用PIL把gif处理成数组
为什么我有如此强的执行力？因为我要做的是真实的项目——一个送给我女儿的礼物。它不是冷冷地印在纸上孤芳自赏的题目，而是热烈地和现实世界（我的女儿）发生着联系。我会情不自禁地赋予它意义，渴望完成它。于是，我看书、查资料、泡论坛、搜视频、咨询（不止一家）淘宝卖家，真是的动用了所有可以动用的手段学习开发板编程技术。这一切没有人催我逼我，全部是我主动、心甘情愿的。
这就是PBL的力量。没有习题试卷，却可以激发出学习者强大的主动性，让你直面挑战、探索未知、解决问题，并享受战胜困难之后的巨大成就感。在这个过程中，你不仅在进行着有的放矢、充满意义的努力，掌握了对应技术并学以致用，更在不知不觉中锻炼了自己信息检索、自主学习、解决问题的能力。从长远的人生来看，这些其实是更为重要的素养。
现在，再回过头去看看听讲、做题、考满分的快感。两相比较，究竟那种学习方式更有价值呢？
模仿·捣鼓·学习
有些人可能会有疑问：完成项目需要先掌握技术，但如果PBL里没有老师的课堂讲授，我从哪学会必要的技术去完成项目呢？
我做礼物的时候，也遇到了同样的问题：瞄一眼代码，又是DFU又是JTAG又是SPI的，都是些什么鬼词？不把这些给先学懂了，礼物怎么可能做得出来？
然而，等到我把礼物做出来了才知道，原来这些高大上的术语，跟能不能完成我的项目几乎一点关系都没有。比如我已经通过DFU技术烧录过几十次固件了，都还没记住DFU究竟是什么意思。而擅长SPI通信的嵌入式达人，也未必就能做出来我的礼物，他们对于图像不专业啊。
如果这些都不是关键，那么到底该怎样突破技术难点，完成项目呢？
答案是两个词：模仿（Learn by example），捣鼓（Learn by tinkering）。
我拿到开发板之后，第一件事就是比着官方教程跑了一下范例程序。这是一个控制指示灯闪烁的程序，我一行代码都没改，完完全全按照教程来的。跑完之后，我已经学会了编译程序、DFU固件烧录等重要操作。虽然我不懂RISC-V的工具链，也不了解DFU的工作原理，但对于做礼物的目标而言，我已经成功地跨过了工具链、DFU的坎儿。与此同时，我也对这些不懂的技术做了标注，等到项目做完了，可以专门回过头来再学它们。
指示灯闪烁的范例程序
跑完了指示灯闪烁的范例程序，我又开始看播放Bad Apple视频的范例程序。这个对我想做的旋转舞者动画有更高的参考价值，毕竟动画和视频本质上是一样的，只不过更轻量级一些。
范例程序需要一张SD卡，把Bad Apple视频截图成一张张图片存进去。我没有卡，没法重现范例程序的效果，那就先把SD卡有关的代码拿掉，看能不能运行。小心翼翼地删掉分支、变量，调整头文件，最后把整个SD卡代码的整个文件夹都删掉。编译运行，Yeah！没问题！
现在屏幕压根不显示东西了，因为Bad Apple本应保存在SD卡里，没卡自然没视频。但是不妨碍我尝试阅读和分析范例代码呀。结合着官网教程、注释文档，很快就猜到了个大概：图片存在一个大数组里，每个元素精确对应到屏幕上的一个像素，一一映射地设置颜色就行了。
晕，这么简单！惊不惊喜？意不意外？
为了确认自己的理解是正确的，我试着把数组的一半元素调成白色，另一半调成纯黑。编译运行。
黑白闪烁
那下一步就是把黑白色块动画升级成我的旋转舞者了。方法也一样：读一读代码，做一点猜测，试一些修改，看一下效果。经过不懈的努力，我的作品终于顺利完成了。
我把PBL里的这种学习方式叫作捣鼓（Learn by tinkering）。不懂不要紧，可以结合着例子试嘛：这敲敲那打打；拧掉一个螺丝看看效果，然后再上紧恢复原状；涂点这种胶，再涂点那种胶，对比一下差别……对应到嵌入式开发，就是增删两行代码，调整几个颜色，设置几处延迟，等等。反复把玩捣鼓，日拱一卒，学会就是水到渠成的事了。
当然，跟被动吸收相比，捣鼓的学习进度看起来常常会慢一些。毕竟照本宣科的话，老师真要愿意，三下五除二就能把知识点给你灌完，至于能不能消化得了，就要看不同人的造化了。捣鼓学习则不同，由于是亲手反复尝试的结果，积累了大量的实战经验甚至失败教训，等到灵光乍现突破的那一刻，往往是豁然开朗、茅塞顿开，对知识和技术有了更深刻的理解，可以达到举一反三的效果。所以，一个讲究速度，一个讲究质量，孰优孰劣，就要看各自的理解了。
以导师代老师
当然，如果项目太过复杂，只靠模仿和敲打来完成项目是很困难的。我比较幸运，自己多多少少有点编程基础，所以做礼物的过程中虽然有各种挑战，但经过查资料学习基本都克服了，还给自己带来很大的成就感。但可以想象，对于一个完全不懂编程的人而言，24小时之内完成类似的嵌入式项目无异于登天。这个时候，就要靠PBL的另一大要素来发挥作用了——导师。
“什么？PBL不是不通过课堂授课来学习吗？怎么又有了导师呢？”
是的，PBL没有老师（或者更确切的说，没有讲师），但有的是比老师更重要的角色——导师。虽仅一字之差，却有万里之别。
导师的首要任务，就是设计项目的脚手架——比如供人模仿和捣鼓的例子、尽可能平缓的学习曲线，等等。这要求导师对学生的认知规律、项目涉及的核心知识都必须有非常深刻的理解，知道如何深入浅出地安排项目，既不至于太难、使学生做不出来失落沮丧，也不至于太简单、学生轻而易举完成没有成就感。
除了核心知识之外，导师还有必要对外延的相关知识有所了解。以这个嵌入式的项目为例，万一有的学生不仅想做视频，还想加上音乐怎么办？导师必须要提前有所准备。所以，在PBL的教学设计阶段，导师往往会提前演练项目推进的各种可能性，这样才能做到在“课堂”上（我暂时借用了“课堂”一词，指学生做项目的阶段）信手拈来，平和应对各种突发情况。
图丨导师是帮助而非驱动学习
最后，导师还要学会走下讲台，以一种新的身份跟学生互动——观察学生的状态，因材施教地介入学习过程。有的人遇到困难浅尝辄止，灰心失望，导师就有必要进行鼓励和安慰；有的人不加尝试便向导师求助，不妨向他介绍些书籍、论坛资料，让自主学习落地生根；项目终于完成了，庆祝之余，更应当带领大家进行反思、升华，把技术与知识理解透彻；有时还会有人觉得自己基础薄弱，主动申请加课，那么导师完全可以拿出PPT，讲解背景知识。注意到了吗，最后一种情形，已经和传统的讲师已经差不多了。
也就是说，PBL完全不排斥授课，只是这种授课应当是由学生提出的，导师只是在回应学生的需求而已。因为在PBL里，舞台是学生的，他们以项目为核心，驱动和主导着学习进程；导师藏在幕后，只在必要的时候抛头露面，以各种方式服务学生的学习。
不难发现，PBL虽然名义上不依赖老师授课，但实际上对老师的要求远远超过授课——专业知识，同理心，观察力，判断力，沟通能力……一样都不能少。无怪乎许多传统课堂的老师初次接触PBL的时候，都会感到不适，难以驾驭了。
Adalab
以上就是我对PBL的一次实践。不过，我对PBL的期许远不止此。事实上，我正在尝试把PBL推广到IT培训界，这就是我跟大熊一起创办的非营利性IT培训机构Adalab。我们希望以创新的方式改变行业的生态沉疴，培养具有自主学习能力、真正能立足于未来的程序员，所以我们——
PBL：纯项目制，只有导师带领，没有老师讲课
ISA：无押金，不贷款，免费学；工作后才按薪资比例付款
优质师资：帝国理工学院、牛津大学、北京大学导师全程亲自带领
坚守诚信：我们绝不造假，也请你抵制简历“包装”，对自己负责
图丨Adalab，面向未来的IT培训
我们知道，在PBL理念尚未普及的情况下，贸然选择号称“没有老师”的教学法，一定会在市场宣传上吃亏——更何况我们还命令禁止学员简历造假。然而，我们依然决定听从内心的呼召，坚持hard模式，去探索一个符合真正自己理想的教育模式。
换个角度看，这对我们而言又何尝不是一次更大型的PBL？我们要挑战的是一个真实的创业项目，一样只能一边主动阅读各种资料、一边模仿前人的经验、一边自己探索捣鼓。或成或败，只能交给命运。惟愿在这个过程中，我们可以学会如何与这个商业社会、以及自己的教育理想共处，也就不负这番PBL之旅。
May the force be with us.