昆·埃特尼爾走到位於加州帕薩迪納的Deezmaker 3D列印機和創客空間裡一間擁擠房間的前面。他調整了一下工作台上的筆記型電腦，然後抬起頭對著學員們說：「感謝大家週六過來。」他的聲音幾乎被伺服馬達持續的嗡嗡聲淹沒。學員們——18位中年男子和十幾歲的男孩——看著昆整理了一下他的麻省理工學院T卹，然後用食指在iPod上滑動。他身後的螢幕上閃爍著「Arduino入門課程」的字樣。
他向這群人解釋說，他將向他們展示如何編寫Arduino程式——Arduino是一款售價30美元的微控制器板，可以將感測器輸入轉換為輸出，使物體具有互動性。這群人中包括一位玩具製造商、一位工程師和一位高中電子老師。 「首先，我想示範一些我製作的很酷的東西，你們也可以製作，」他一邊說著，一邊從背包裡掏出東西。兩個男人停止了竊竊私語，轉向他。奎因拿出了FuzzBot，這是一個長著大眼睛、四輪驅動的機器人，比鞋盒略小。然後，他又舉起一頂棒球帽，帽子的布料上縫著LED燈。
大多數人並不知道他們的老師——一位在DIY電子領域冉冉升起的新星——竟然也只有12歲。 「這是個油箱蓋。嗯，其實是個放屁感應器，」他一本正經地說道，語氣神秘莫測。他描述了自己如何編寫程序，讓感測器偵測到甲烷時指示燈閃爍。房間裡的幾個男孩哄堂大笑。男人們一臉困惑，不知該如何看待他們的老師。他們從老師的名聲中得知他是DIY電子領域的新星；但直到今天來到這裡，他們才意識到他竟然也只有12歲。
奎因讓學生啟動筆記型電腦，安裝免費的Arduino軟體。然後，他們每人打開一個盒子，裡面裝著感測器、麵包板、電路板和其他零件。接下來的四個小時裡，奎因指導學生們完成了六個動手實作項目，最終製作出一個電子儀表，它可以測量電位器兩端的電壓，並將測量值顯示在LED條形圖上。當他的儀表亮起時，坐在前排附近的一個瘦弱男孩興奮地叫了起來。
課程接近尾聲時，Deezmaker 的老闆迭戈·波克拉斯宣布，奎因有一些產品出售，包括可以測量彎曲度、力、光照、敲擊、溫度、磁性，以及甲烷的定制 ArduSensors 感測器。奎因走到後面的一張桌子旁，他的父母伊森·埃特尼爾和凱倫·米庫尼一直在那裡靜靜地待著。男人和男孩們排隊，奎因也從老師變成了企業家。 「今天購買三件或以上產品，即可享有八折優惠，」他說。
Arduino 價格低廉、開源且易於使用，它由硬體（電路板）和軟體（程式語言）組成。兩者可以以幾乎無限的方式組合，使最奇特的項目——例如會發推文的咖啡壺、自動貓門——都能成為現實。 2005 年，一個軟體工程師和設計師團隊發布了 Arduino，最初是作為互動設計專業研究生的教學工具，但它很快就在 DIY 社群中流行起來。到 2011 年，Arduino 的全球銷售量已超過 25 萬塊，並催生了一個由製造商和分銷商組成的小型產業。
那一年，奎因·埃特尼爾（Quin Etnyre）厭倦了樂高Mindstorms機器人套件的局限性，在舊金山灣區創客嘉年華上迷上了焊接電路板。他很快就開始在網路上訂購元件，並自學程式設計。 「剛開始的時候，我以為程式設計全是0和1，肯定很難，」奎因說，“但後來我發現，只需一行程式碼，用幾乎是通俗易懂的英語，就能讓LED燈閃爍，這真是太酷了。”
在他十一歲生日那天，他的父母——兩位都是家庭醫生，對兒子的新愛好感到困惑不解——帶著他從加州中部飛往科羅拉多州的博爾德，在那裡，他在在線零售商 SparkFun Electronics 的總部參加了一個 Arduino 課程。他是班上年紀最小的學生，比其他學生至少小十歲，但很快，其他人就開始向他尋求幫助。
接下來的幾個月裡，奎因放學後花了幾個小時編寫程式碼、焊接，並構思新的項目，其中包括這款油箱蓋。這款油箱蓋在DIY社群Instructables上迅速走紅。 “我驚訝於他這個年紀的孩子竟然能做出這樣的作品，”Instructables的技術編輯蘭迪·薩拉凡說道，“首先你得懂電子學，然後才能把它們轉化成布料製品。”
2012年春季，昆恩創立了Qtechknow公司，旨在讓更多人了解他的ArduSensors感測器，並編寫了詳細的使用教學。他還與SparkFun達成合作協議；這家零售商現在銷售Qtechknow ArduSensor學習套件，該套件包含多個電路板和八種類型的感測器。
最近，奎因說服父母讓他把家裡的車庫改造成一個創客空間，他和朋友們可以一起做專案。車庫裡現在沒有汽車了，取而代之的是一張長長的工作台，上面堆滿了護目鏡、電烙鐵，還有一台價值30美元的烤箱，奎因用它來製作電路板。旁邊一疊塑膠抽屜裡裝著電線、LED燈和其他零件。奎因還利用這個空間每月舉辦一次工作坊，主題包括如何破解Wii Nunchuk遊戲手柄，使其與谷歌地球飛行模擬器連接。今年春天，他再次參加了創客嘉年華——這一次，他是作為特邀演講嘉賓出席的。
所有認識奎因的人都一致認為，無論在技術上或個人方面，他都非常出色。 「奎因的自律性和進取心都超乎尋常，」洛杉磯創客空間執行董事塔拉·泰格·布朗說道。奎因在推特上的個人簡介也充分體現了這一點：“我是一個12歲的創客，熱愛Arduino和電子產品。我經營著自己的電子公司，銷售@ArduSensors的產品，7年後我將進入麻省理工學院深造。”
「奎因代表了整個孩子，其中許多人甚至還沒有被發掘出來。」奎因體現了青少年發明家的蓬勃發展，這股浪潮得益於廉價的硬體、免費軟體以及遍布全國的創客空間——其中一些創客空間，例如多倫多的Maker Kids和加州的LA Makerspace，就是專門為年輕的黑客們設計的。 “他代表了整整一代孩子，其中許多人甚至還沒有被發掘出來，”SparkFun的教育推廣協調員傑夫·布蘭森說道，“我們看到越來越多像奎因這樣的孩子聚在一起，互相學習。”
另一位引領這股潮流的年輕創客是「超棒的西爾維亞」（12歲的西爾維亞·托德），她的YouTube頻道播放量超過150萬次。在最近的幾期節目中，她教導觀眾如何使用專為紡織品設計的Arduino微控制器板LilyPad，製作帶有LED燈的柔性電路和心跳感測器吊墜。今年四月，在白宮科學展上，她向歐巴馬總統展示了她的「水彩機器人」（WaterColorBot），一個可以作畫的機器人。
SparkFun 和另一家 DIY 電子產品零售商 Adafruit Industries 都擴大了教育團隊，以便在孩子們學習或玩耍的地方接觸到未來的 Quin 和 Sylvia。 「世界各地的年輕人都渴望學習更多知識、分享更多經驗，並成為下一代科學家和工程師，」Adafruit 的創始人 Limor Fried 表示。為了鼓勵他們，Adafruit 現在推出了「技能徽章」——這是對傳統童子軍和女童子軍榮譽徽章的一種致敬——獎勵他們在焊接、編程和成功運用歐姆定律等領域的技能。
受 Adafruit 徽章的啟發，一個名為 Hacker Scouts 的非營利組織於 2012 年在加州奧克蘭市成立。該組織推廣一個由創客社團（而非團隊）組成的網絡，旨在教導和指導 8 至 15 歲的兒童。新加入的「創客小子」們先掌握縫紉、木工和 Linux 作業系統基本操作等技能，然後以團隊形式參與更複雜的專案。這些創客社團已遍佈美國 11 個城市。另一個全國性組織 Maker Corps 則開始培訓 18 至 22 歲的年輕人，讓他們在線上和線下創客空間中指導兒童和青少年。
由發明家迪恩·卡門創立的FIRST組織也發展迅速。該組織利用機器人計畫激發從幼兒園到高中學生對工程學的興趣。根據參與設計這項年度挑戰賽的機器人工程師凱文·奧康納介紹，今年共有來自世界各地的2546支隊伍參加了其旗艦賽事——FIRST機器人競賽，比10年前增長了300%。
2011年發表在《科學教育》期刊上的一項研究表明，對科學、技術、工程和數學（STEM）領域感興趣的高中畢業生，最終獲得相關專業大學學位的可能性是其他學生的三倍。該研究的主要作者、印第安納大學科學教育助理教授亞當·馬爾蒂斯表示，讓學生達到這一轉變的關鍵似乎在於儘早讓他們接觸STEM相關活動，激發他們的興趣，然後為他們提供保持興趣的方法——奎因已經制定了一套行之有效的方案。
在Deezmaker上完Arduino課的第二天，奎因爬進家裡的車後座。他爸爸開車駛上101號公路，前往位於加州聖路易斯奧比斯波附近的家。奎因從書包裡掏出一個魔術方塊，16秒就把它還原了。然後他打開父母的iPad，開始打字。他解釋說，他一直在重新思考K-12教育——並且他想出了一個更好的系統。他稱之為「新Qtechknow學校」。
「學校生活挺無聊的，但其實可以更有趣、更有互動性，」他說，「多一些實踐操作，多一些指導。」根據他的計劃，三所學校——幼兒園到三年級、四年級到八年級以及九年級到十二年級——將並排位於同一個校園內，這樣高年級的學生每天至少可以指導低年級的學生一次。奎因已經輔導其他學生數學好幾年了。 「教其他孩子很有趣，而且小孩子都很崇拜大孩子，」他若有所思地說，「我小時候學習的時候，因為覺得好玩，所以學得很開心。」此外，他還指出，高年級的學生還能獲得教學經驗，這有助於他們決定是否在大學攻讀教育學位。不出所料，新Qtechknow學校的老師們將專注於科學和工程。
同時，奎因正努力確保他所在的學校系統能夠提供更多實踐性教育。三月份，他和父親拜訪了學區負責商業服務的助理主管雷妮·戴利，建議老師們在課堂上使用電子套件。戴利對Arduino一無所知，但奎因演示的FuzzBot和其他項目給她留下了深刻的印象。 “我知道這孩子非常聰明，”她說，“而且我相信實踐學習至關重要。”
戴利向學區總監提出請求，總監同意讓奎因向更多人進行演講；十幾位校長和老師參加了他利用午休時間講授的電子學課程。 「我環顧四周，除了可能那位機器人專家之外，每個人都目瞪口呆，驚嘆不已，」戴利說。今年秋季，學區將邀請SparkFun教育團隊來培訓部分教師。到2014年8月奎因入學時，阿羅約格蘭德高中希望能夠開設一個DIY電子學課程。 「奎因讓我們所有人對教育的未來有了不同的思考，」戴利說。
回家的路上，開了幾個小時車，奎因還在iPad上敲著字，修改他改革美國教育體系的計畫。但突然間，他的夢想變得更加迫切和切身。他打開瀏覽器，搜尋最近的In-N-Out漢堡店。然後，他像所有孩子一樣，提出了一個請求：“媽媽，我可以點兩份薯條嗎？”
本文原刊於 2013 年 9 月的《大眾科學》雜誌。
