دورة الحاسب المنظمة ذاتياً

طوّر شمعون شوكن ونعوم نيسان منهج دراسي لطلابهم لبناء جهاز كمبيوتر، قطعة قطعة. عندما وضعوا الدورة على شبكة الإنترنت -واهبين الأدوات وأجهزة المحاكاة ومواصفات الرقائق واللبنات الأخرى - فوجئوا أن الآلاف هجموا على الفرصة للتعلم، والعمل بشكل مستقل وكذلك تنظيم صفوفهم الخاصة في االدورات المفتوحة الضخمة علي لإنترنت(MOOCs). دعوة لنسيان الدرجات والاستفادة من الدافع الذاتي للتعلم.

إذن، هذا هو جدي

سلمان شوكين،

الذي وُلد لعائلة فقيرة وغير متعلمة

عائلة تحوي ستة أطفال لإطعامهم

عندما كان عمره 14سنة، أُجبر على

ترك المدرسة ليساعد في كسب العيش.

لم يعد أبداً للمدرسة.

بدلاً من ذلك، هو استمر في بناء أمبراطورية متألقة

من المتاجر.

سلمان كان بارع الإتقان،

كل محل من محلاته كان جوهرة.

من عمارة باوهاوس (Bauhaus).

كما كان متعلم ذاتي من الدرجة القصوى،

ومثل كل شيء آخر، أنه فعل ذلك بأسلوب ضخم.

لقد أحاط نفسه بحاشية

من الشباب المثقفين المجهولين مثل مارتن بوبر

وشاي عجنون وفرانز كافكا،

ودفع لكل واحد منهم راتب شهري

حيث يستطيعون الكتابة في سلام.

وفوق ذلك، في أواخر الثلاثينات، سلمان رأى ما هو قادم.

إنه فر من ألمانيا، مع عائلته،

تاركاً كل شيء آخر وراءه.

تمت مصادرة متاجره،

وأمضى بقية حياته في سعي حثيث

للفن والثقافة.

هذا التارك للمدرسة الثانوية

توفي عن عمر يناهز 82،

مفكر هائل، شريك مؤسس، وأول رئيس تنفيذي

للجامعة العبرية في القدس،

ومؤسس "كتب شوكن" (Schocken Books) ،

بصمة مشهودة تم الحصول عليها لاحقاً

من قبل راندوم هاوس.

هذه هي قوة الدراسة الذاتية.

وهذان هما والداي.

هما أيضا لم يتمتعوا بميزة التعليم الجامعي.

كانوا مشغولين جداً ببناء عائلة ودولة.

ومع ذلك، تماما مثل سلمان، كانوا مدى الحياة،

متعلمون ذاتيون مواظبون، وبيتنا كان مكدس

بآلاف الكتب والتسجيلات، والأعمال الفنية.

أتذكر بوضوح تام والدي وهو يقول لي

عندما يمتلك كل شخص في الحي جهاز تلفزيون،

عندها سوف أشتري مذياع إف إم عادي. (ضحك)

وهذا أنا،

كنت على وشك أن أقول ممسكا بـ عدادي الأول،

ولكن في الواقع ممسكا ما اعتبره والدي

بديلاً كافياً للـ آي باد (ipad). (ضحك)

شيء واحد تعلمته من المنزل، هو هذه الفكرة

أن المربين لا يتعين بالضرورة أن يُدَرِسوا.

بدلاً من ذلك، يمكنهم توفير بيئة وموارد

التي تحفز قدرتك الطبيعية لتتعلم بنفسك.

الدراسة الذاتية، واستكشاف الذات، والتمكين الذاتي:

هذه هي فضائل التعليم العظيم.

لذا أود مشاركتكم بقصة دراسة ذاتية،

دورة تمكين ذاتي في علوم الكمبيوتر

التي انشأتها، جنبا إلى جنب مع زميلي الرائع نعوم نيسان.

كما ترون من الصور، نعوم وأنا

كان عندنا افتتان مبكر بالمبادئ الأولية،

وعلى مر السنوات، كلما معرفتنا

بالعلوم والتكنولوجيا أصبحت أكثر تطورا،

هذا الهوس المبكر مع الأساسيات

لم يزداد إلا تركيزا.

لذا فإنه ليس من المستغرب أنه حوالي 12 سنة مضت، عندما

نعوم وأنا أصبحنا بالفعل أساتذة علوم الكمبيوتر،

نحن كنا متساويين في القلق بسبب نفس الظاهرة.

كما إزداد تعقيد أجهزة الكمبيوتر،

طلابنا يتيهون في التفاصيل ولا يرون الصورة كاملة،

وفي الواقع، من المستحيل إيجاد العلاقة

بجوهر الاله إذا كنت تتفاعل

مع مربع أسود حاسوب شخصي أو جهاز ماك التي تكون مغلفة

بطبقات عديدة من البرمجيات المغلقة ذات الملكية الخاصة.

لذلك نعوم وأنا كانت لدينا هذه البصيرة أنه إذا كنا نريد طلابنا

أن يفهموا كيفية عمل أجهزة الكمبيوتر،

وفهممها في الصميم،

إذن ربما أفضل طريقة للقيام بذلك

هو أن نجعلهم يبنون كمبيوتر كاملا قادرا عل العمل،

ذو أغراض عامة، كمبيوتر مفيد، اجهزة وبرمجيات،

من الألف إلى الياء، من المبادئ الأولى.

الآن، كان علينا أن نبدأ من مكان ما، ولذلك نعوم وأنا

قررنا تكوين القاعدة الأساسية، إذا جاز التعبير،

في أبسط لبنة ممكن،

هذا ال شيء يسمى ناند ( NAND).

ليست أكثر من بوابة منطقية بسيطة

لها أربع حالات للمداخل والمخارج.

لذا بدأنا هذه الرحلة بأخبار طلابنا

أن الله أعطانا ناند - (ضحك)-

وأخبرتا يأن نبني جهاز كمبيوتر، وعندما سألناه كيف،

قال الله، "خطوة واحدة في كل مرة".

وبعد ذلك، باتباع هذه النصيحة، نبدأ

مع هذه البوابة ناند المتواضعة، البسيطة،

ونسير طلابنا من خلال تسلسل تفصيلي

من المشاريع التي من خلالها يبنون تدريجيا مجموعة رقائق،

منصة أجهزة، مجمع، آلة افتراضية،

نظام تشغيل أساسي ومترجم

لغة بسيطة، مثل لغة جافا، التي نسميها "جاك".

الطلاب يحتفلون بنهاية هذا الإنجاز الاستثنائي

باستخدام جاك (لغة برمجة) لكتابة جميع أنواع الألعاب الرائعة

مثل كرة الطاولة والثعبان وتتريس.

يمكنك أن تتخيل الفرحة الهائلة للعب

بلعبة (تتريس) Tetris التي قمت بكتابتها بنفسك في جاك

وثم تحويلها برمجياً إلى لغة الأله في برنامج تحويل برمجي

التي كتبته بنفسك أيضا، ومن ثم ترى النتيجة

تشتغل على جهاز صنعته بنفسك ابتداء

بلا شيء أكثر من بضعة آلاف من بوابات ناند.

إنه انتصار شخصي هائل من الذهاب

من المبادئ الأولى وصولاً خياليا

إلى نظام معقد ومفيد.

نعوم وأنا عملنا خمس سنوات لتسهيل

هذا الصعود وتهيئة الأدوات والبنية التحتية

الذي ستمكن الطلاب من بنائه في فصل دراسي واحد.

وهذا هو الفريق العظيم التي ساعدنا على تحقيق ذلك.

البراعة كانت بتفكيك بنية لكمبيوتر

إل العديد من وحدات قائمة بذاتها،

كل منها على حدة يمكن وصفها،

بناءها واختباره كوحدة مستقلة في معزل عن بقية المشروع.

ومن أول يوم، نعوم وأنا قررنا وضع

جميع هذه اللبنات متاحة مجانا في المصدر المفتوح

على شبكة الإنترنت.

مواصفات الرقائق الإلكترونية، واجهات برمجة التطبيقات (APIs)، وصف المشروع،

أدوات البرمجة، وأجهزة المحاكاة، محاكاة وحدة المعالجة المركزية،

رزمة من مئات الشرائح، محاضرات-

نحن وضعنا كل شيء على شبكة الإنترنت

ودعونا العالم ليأتي،

يأخذ كل ما يحتاجه،

وتفعل ما يريده بذلك.

ومن ثم حدث شيء رائع.

جاء العالم.

وفي وقت قصير، آلاف الناس

كانوا يبنون جهازنا.

وأصبح مشروع ناند إلى تتريس (NAND2Tetris) واحد من أول

الدورات الضخمة، المفتوحة، على الإنترنت،

على الرغم من أنه قبل سبع سنوات لم يكن لدينا فكرة أن ما

كنا نفعله يسمى (MOOCs) الدورات المفتوحة الضخمة على الانترنت.

لاحظنا كيف أن الدورات المنظمة ذاتيا

كانت من النوع التي تتكاثر تلقائيا

بعيدا عن موادنا.

على سبيل المثال، برامو،

مهندس من ولاية كيرالا، الهند،

نظم مجموعات من المتعلمين الذاتيون

الذين بنوا جهاز الكمبيوتر الخاص بنا تحت توجيهه الجيد.

وباراغ شاه، مهندس آخر، من مومباي،

فكك مشاريعنا إلى جزيئات أصغر حجماً،

أكثر قابلية للإدارة التي الآن هو يخدم

في برنامجه الرائد علوم الكمبيوتر أفعل ذلك بنفسك.

الناس الذين ينجذبون إلى هذه الدورات

عادة لديهم عقلية هاكر (قرصان الانترنت).

يرغبون في معرفة كيفية عمل الأشياء،

ويريدون أن يعملوها في مجموعات،

مثل نادي القراصنة هذا في واشنطن، العاصمة،

الذي يستخدم موادنا لتقديم دورات للمجتمع.

ونظرا لأن هذه المواد متاحة على نطاق واسع

ومفتوحة المصدر، عدة أشخاص يأخذونها

إلى اتجاهات مختلفة ولا يمكن التنبؤ بها.

على سبيل المثال، يو فانغ، من قوانغتشو،

استخدم تقنية FPGA

لبناء جهاز الكمبيوتر الخاص بنا ووضح للآخرين كيفية عمل الشيء نفسه

باستخدام فيديو كليب، وكذلك بن كرادوك الذي طوّر

لعبة كمبيوتر لطيفة جداً التي تكشف

البنية الداخلية لوحدة المعالجة المركزية، التي هي معقدة تماما

متاهة ثلاثية الابعاد التي طورها بن

باستخدام محرك محاكاة ثلاثي الابعاد Minecraft.

تحمس مجتمع Minecraft لهذا المشروع،

وأصبح بن سريعا من مشاهير وسائل الإعلام.

وفي الواقع، لعدد غير قليل من الناس،

حجوا إلى هذا المشروع NAND2Tetris، إذا صح التعبير،

قد تحولت إلى تجربة تغير الحياة.

على سبيل المثال، تأخذ دان روندس، الذي هو متخصص في الموسيقي

والرياضيات من شرق لانسنغ، ميشيغان.

قبل بضعة أسابيع نشر دان موضوع منتصرا

على موقعنا على الإنترنت، وأنا أرغب في قراءته عل مسامعكم.

هنا ما قاله دان:

"أنا نفذت هذه الدورة لأن فهم أجهزة الكمبيوتر

مهمة بالنسبة لي، تماما مثل القراءة والكتابة والحساب،

واستطعت ان استمر خلال الدورة. أنا لم أعمل أبدا بهذه الجدية في أي شيء،

ولم أواجه تحدي بهذه الصعوبة.

لكن باعتبار ما أشعر أنني قادراً على القيام به الان،

أنا بالتأكيد سأفعلها مرة أخرى.

لأي شخص يفكر في NAND2Tetris،

أنها رحلة صعبة، ولكنك ستتغير تغيرا عميقا. "

يوضح دان أن العديد من المتعلمين الذاتيين

الذين أخذوا هذه الدورة من الإنترنت، وفي المجال الخاص بهم،

بمبادرتهم الخاصة، وهذا مذهل فعلا لأن

هؤلاء الناس لا يهتمون بتاتا بخصوص

الدرجات.

إنهم يفعلون ذلك بسبب دافع واحد فقط.

لديهم حماس هائل للتعلم.

ومع أخذ ذلك في الاعتبار،

أود أن أقول بضع كلمات عن نظام الدرجات الجامعي.

أنا معتل من ذلك.

ونحن مهووسون بالدرجات

لأننا مهووسون بالبيانات،

وحتى الآن، الدرجات تأخذ بعيداً كل المتعة من الفشل،

وجزءاً كبيرا من التعليم

هو حول الفشل.

تعريف الشجاعة، وفقا تشرشل،

هي القدرة على الانتقال من هزيمة إلى أخرى

دون فقدان الحماس. (ضحك)

وقال جويس: أن الأخطاء

هي بوابات للاكتشاف.

وحتى الآن نحن لا تتسامح مع الأخطاء،

ونحن نعبد الدرجات.

حيث نقوم بجمع درجات ب+ و أ- الخاصة بك

ونجمعها في رقم مثل 3.4،

التي يتم ختمها على جبهتك

وتلخص من تكون.

حسنا، في رأيي، ذهبنا بعيداً جداً مع هذا الهراء،

والدرجات أصبحت تنزيلات.

لذا أود أن أقول بضع كلمات حول الترقية،

وأشاطركم لمحة من مشروعي الحالي،

والذي يختلف عن السابق.

لكنه يشاركه بالضبط في نفس الخصائص

للتعلم الذاتي، التعلم بالممارسة،

استكشاف الذات وبناء المجتمع،

وهذا المشروع يتناول تعليم الرياضيات K-12،

بدايةً من الرياضيات في سن مبكرة،

ونحن نفعل ذلك على الكمبيوترات اللوحية (tablets) لأننا نؤمن بأن

الرياضيات، مثل أي شيء آخر، يجب أن تدرس عمليا.

هذا ما نقوم به. أساسا، قمنا بتطوير

العديد من تطبيقات الجوال، كل واحد منها يشرح

مفهوم معين في الرياضيات.

على سبيل المثال، لنأخذ المساحة.

عندما نتعامل مع مفهوم مثل المساحة --

حسنا، نحن أيضا نوفر مجموعة من الأدوات التي

تشجع الطفل للتجربة لغرض التعلم.

إذا كنت مهتم بالمساحة، إذن شيء واحد

طبيعي لفعل هذا هو أن تقوم بتقسيم المساحة إلي بلاطات (مربعات صغيرة)

لهذا الشكل بالذات وببساطة نعد

كم عدد البلاط الذي يكفي لتغطية الشكل يالكامل.

ويعطيك هذا الاختبار البسيط

قكرة أولية جيدة لمفهوم المساحة.

ننتقل إلي، ماذا عن مساحة هذا الشكل؟

حسنا، إذا كنت في محاولة لتبليطه (تقسيمه)، لا تفي بالغرض، هل تعمل؟

بدلاً من ذلك، يمكنك تجربة

هذه الأدوات المختلفة هنا ويواسطة بعض العمليات

الموجه من التجربة والخطأ،

وعند نقطة معينة سوف نكتشف أن شيئا واحداً

يمكنك أن تفعله بين عدة تحويلات منطقية

هي التحويلات التالية. يمكنك قص الشكل،

يمكنك إعادة ترتيب الأجزاء، يمكنك لصقها

ومن ثم المضي قدما وتقسيمه مثلما فعلنا من قبل.

(تصفيق)

الآن هذا التحول بالذات

لا يغيير مساحة الشكل الأصلي،

لذا طفل عمره ستة سنوات الذي يلعب بهذا

اكتشفت للتو خوارزمية ذكية

لحساب مساحة أي متوازي أضلاع.

نحن لا نستبدل المدرسين، بالمناسبة

ونحن نعتقد أنه ينبغي تمكين المعلمين، وليس استبدالهم.

ننتقل إلي، ماذا عن مساحة المثلث؟

حتى بعد بعض التجربة والخطأ الموجهة،

سوف يكتشف الطفل، مع أو بدون مساعدة،

أنه يمكنه تكرار الشكل الأصلي

وثم يأخذ النتيجة، يحورها،

يلصقه بالشكل الأصلي ثم يستمر بما قمنا به سابقا:

قص، وإعادة ترتيب، ولصق – عفوا – لصق وتلصيق

وتفسيم (ملأه بالبلاط).

الآن هذا التحويل ضاعف هذا مساحة

الشكل الأصلي، ولذلك لقد تعلمنا للتو

أن مساحة المثلث تساوي مساحة هذا المستطيل

مقسومة على اثنين.

ولكن اكتشفنا أنه بالاستكشاف الذاتي.

بالإضافة إلى تعلم بعض الهندسة المفيدة،

تعرض الطفل لبعض الاشياء المتطورة جداً

بخصوص استراتيجيات العلوم، مثل التصغير

وهو فن

لتحويل مشكلة معقدة إلي مشكلة بسيطة،

أو التعميم، الذي في صميم

أي مجل علمي،

أو حقيقة أن بعض الخصائص تكون ثابتة

تحت بعض التحويلات.

وكل هذا شيء يمكن لطفل صغير جداً

تعلمه باستخدام تطبيقات جوال ممائلة.

حاليا، نحن نقوم بما يلي:

أولاً وقبل كل شيء، نحن نفكك منهج الرياضيات K-12

في تطبيقات عديدة مثل هذه.

ونظرا لأنه لا يمكن أن نقوم بذلك لوحدنا،

لقد قمنا بتطوير أداة تأليف بارعة جداً

بحيث أي كاتب، أي والد أو أي شخص في الواقع

له اهتمام في تعليم الرياضيات،

يمكنه استخدام هذه الأداة لتطوير تطبيقات مماثلة

على الاجهزة اللوحية (tablets) دون الحاجة إلى البرمجة.

وأخيراً، نضع معا أنظمة متوائمة

التي سوف تتطابق مع المتعلمين المتنوعيين

مع تطبيقات مختلفة وفقا لأسلوبهم التعليمي المتطور.

القوة الدافعة وراء هذا المشروع

هو زميلي شموليك لندن،

وتشاهد تماما، مثل

سلمان منذ حوالي 90 عاماً،

البراعة أن تحيط نفسك بأشخاص أذكياء،

لأنه في النهاية،

أنها كلها بخصوص البشر.

ومنذ سنوات قليلة مضت، كنت أسير في تل أبيب

ورأيت هذه الكتابة على الجدران،

ولقد وجدتها مقنعة جداً

الآن أنا أعظ طلابي،

وأود أن أحاول أن أعظكم.

الآن، أنا لا أعرف كم عدد الناس هنا عندهم دراية

بمصطلح "مينش."

هذا يعني أساسا أن تكون إنسان

وأن تفعل الشيء الصحيح.

لذلك، ما تقول هذه الكتابة على الجدران،

"التكنولوجيا الفائقة تكنولوجيا شميغ.

الشيء الأهم هي أن نكون إنسان "مينش". (ضحك)

شكرا. (تصفيق)

(تصفيق)