Το αυτο-οργανωμένο μάθημα πληροφορικής

Ο Σίμον Σόκεν και ο Νόαμ Νίσαν σχεδίασαν μια σειρά μαθημάτων για να κατασκευάσουν οι φοιτητές τους έναν υπολογιστή, κομμάτι κομμάτι. Όταν ανέβασαν τα μαθήματα στον ιστό – διαθέτοντας ελεύθερα τα εργαλεία, τους προσομοιωτές, τις προδιαγραφές των τσιπ και τα άλλα δομικά στοιχεία – διαπίστωσαν έκπληκτοι ότι χιλιάδες άνθρωποι έσπευσαν να αξιοποιήσουν την ευκαιρία για μάθηση, τόσο δουλεύοντας ανεξάρτητα, όσο και οργανώνοντας δικές τους τάξεις στο πρώτο Μαζικό Ανοιχτό Διαδικτυακό Μάθημα. Μια προτροπή να ξεχάσουμε τους βαθμούς και να αξιοποιήσουμε τη δική μας διάθεση για μάθηση.

Αυτός, λοιπόν, είναι ο παππούς μου,

ο Σάλμαν Σόκεν,

παιδί μιας φτωχής
και αμόρφωτης οικογένειας,

που είχε έξι παιδιά να θρέψει.

Όταν ήταν 14 χρονών, αναγκάστηκε

να αφήσει το σχολείο για να δουλέψει.

Δεν ξαναγύρισε στο σχολείο ποτέ.

Αντί γι΄ αυτό, έχτισε μια λαμπερή αυτοκρατορία

πολυκαταστημάτων.

Ο Σάλμαν ήταν απολύτως τελειομανής

και κάθε κατάστημά του ήταν ένα κόσμημα

αρχιτεκτονικής Μπάουχαους.

Ο Σάλμαν ήταν επίσης ο κατεξοχήν αυτοδίδακτος

και όπως έκανε με όλα τα άλλα,
το έκανε και αυτό μεγαλοπρεπώς.

Δημιούργησε γύρω του έναν κύκλο

από νέους και άγνωστους μελετητές,
όπως ο Μάρτιν Μπούμπερ,

ο Σάι Άγκνον και ο Φραντς Κάφκα,

και έδινε στον καθένα ένα μηνιαίο μισθό

για να μπορούν να γράφουν ήσυχοι.

Όμως, στο τέλος της δεκαετίας του '30,
ο Σάλμαν κατάλαβε τι θα ακολουθούσε.

Εγκατέλειψε τη Γερμανία
μαζί με την οικογένειά του,

αφήνοντας πίσω του τα πάντα.

Τα πολυκαταστήματά του κατασχέθηκαν

και εκείνος πέρασε την υπόλοιπη ζωή του
σε συνεχή αναζήτηση

της τέχνης και του πολιτισμού.

Δεν τελείωσε το Λύκειο,

και πέθανε, σε ηλικία 82 ετών.

Ήταν ένας αξιόλογος διανοούμενος,
συνιδρυτής και πρώτος Διευθύνων Σύμβουλος

του Ευρωπαϊκού Πανεπιστημίου της Ιερουσαλήμ

και ιδρυτής της εταιρείας Schocken,

ενός αναγνωρισμένου εκδοτικού οίκου
που αργότερα εξαγοράστηκε

από την Random House.

Τόση είναι η δύναμη της αυτοδιδασκαλίας.

Και αυτοί είναι οι γονείς μου.

Ούτε εκείνοι είχαν το προνόμιο
της ανώτερης μόρφωσης.

Ήταν πολύ απασχολημένοι να χτίζουν
μια οικογένεια και μια χώρα.

Ήταν όμως, σαν τον Σάλμαν,

παθιασμένα αυτοδίδακτοι σε όλη τη ζωή τους
και το σπίτι μας ήταν γεμάτο

με χιλιάδες βιβλία, δίσκους
και έργα τέχνης.

Θυμάμαι πολύ έντονα τον πατέρα μου να λέει

πως όταν όλοι στη γειτονιά θα έχουν τηλεόραση,

τότε θα αγοράσουμε ένα κανονικό ραδιόφωνο F.M.
(Γέλια)

Κι αυτός είμαι εγώ,

θα έλεγα ότι κρατάω τον πρώτο μου
άβακα,

όμως για την ακρίβεια κρατάω κάτι
που ο πατέρας μου θα θεωρούσε

άξιο αντικαταστάτη του iPad.
(Γέλια)

Ένα πράγμα που πήρα
από το σπίτι μου είναι αυτή η ιδέα

ότι οι εκπαιδευτές δεν είναι απαραίτητο να διδάσκουν.

Αντ' αυτού, μπορούν να προσφέρουν
το περιβάλλον και τις πηγές

που εμπνέουν τη φυσική ικανότητα
να μαθαίνεις από μόνος σου.

Αυτοδιδασκαλία,
προσωπική έρευνα, αυτο-ενδυνάμωση:

αυτές είναι οι αρετές μιας αξιόλογης εκπαίδευσης.

Θα ήθελα να μοιραστώ με εσάς την ιστορία
ενός μαθήματος Πληροφορικής

βασισμένου στην αυτοδιδασκαλία
και την αυτό-ενδυνάμωση

που έφτιαξα με τον εξαιρετικό συνάδελφό μου,
τον Νόαμ Νίσαν.

Όπως βλέπετε στις φωτογραφίες,
τον Νόαμ και εμένα

μας γοήτευαν από μικρούς οι βασικές αρχές

και με τα χρόνια, καθώς η γνώση μας

για την επιστήμη και την τεχνολογία εξελισσόταν,

το δέος μας απέναντι στα βασικά

γινόταν όλο και πιο έντονο.

Δεν αποτελεί έκπληξη, λοιπόν,
ότι πριν από περίπου 12 χρόνια,

όταν ο Νόαμ κι εγώ ήμαστε ήδη
καθηγητές πληροφορικής,

ήμαστε εξίσου απογοητευμένοι
με το ίδιο φαινόμενο.

Καθώς οι υπολογιστές γίνονταν
όλο και πιο σύνθετοι,

οι φοιτητές έχαναν το δάσος
κοιτάζοντας το δέντρο,

και είναι πράγματι αδύνατο
να έρθεις σε επαφή

με την ψυχή της μηχανής
όταν επικοινωνείς

με ένα P.C. ή ένα Mac που είναι κρυμμένο

κάτω από πολυάριθμα στρώματα
κλειστού, ιδιόκτητου λογισμικού.

Ο Νόαμ κι εγώ συνειδητοποιήσαμε
ότι αν θέλουμε οι φοιτητές μας

να καταλάβουν
πώς λειτουργούν οι υπολογιστές

και να κάνουν κτήμα τους
αυτή τη γνώση,

τότε ίσως ο καλύτερος τρόπος να είναι

να φτιάξουν ένα ολοκληρωμένο, λειτουργικό,

χρήσιμο υλικό και λογισμικό
υπολογιστή γενικής χρήσης,

από την αρχή, από τις βασικές αρχές.

Έπρεπε, λοιπόν, να αρχίσουμε από κάπου
κι έτσι ο Νόαμ κι εγώ

αποφασίσαμε να χτίσουμε το ναό μας,
τρόπος του λέγειν,

με βάση την απλούστερη δυνατή δομική μονάδα,

κάτι που ονομάζεται NAND.

Δεν είναι παρά μια κοινότυπη λογική πύλη

με τέσσερις καταστάσεις
εισόδου-εξόδου.

Ξεκινάμε λοιπόν το ταξίδι
λέγοντας στους φοιτητές μας

πως ο Θεός μας έδωσε το NAND
(Γέλια)

και μας είπε να φτιάξουμε έναν υπολογιστή
και όταν ρωτήσαμε πώς,

ο Θεός είπε "Ένα βήμα τη φορά".

Ακολουθώντας αυτή τη συμβουλή ξεκινάμε

με αυτή την ασήμαντη, ταπεινή πύλη NAND

και καθοδηγούμε τους φοιτητές μας
σε μια σειρά εργασιών

μέσω των οποίων φτιάχνουν σταδιακά
ένα σύνολο τσιπ,

μια πλατφόρμα υλικού, ένα συμβολομεταφραστή,
μια εικονική μηχανή,

ένα βασικό λειτουργικό σύστημα
και ένα μεταγλωττιστή

για μια απλή γλώσσα σαν τη Java, τη "JACK".

Οι φοιτητές γιορτάζουν
την ολοκλήρωση αυτού του άθλου

χρησιμοποιώντας τη JACK για να γράψουν
διάφορα παιχνίδια,

όπως το Pong,
το Φιδάκι και το Tetris.

Μπορείτε να φανταστείτε τη χαρά
που νιώθει κανείς

παίζοντας ένα παιχνίδι Tetris
που έγραψε στη JACK

και ύστερα μεταγλώττισε σε γλώσσα μηχανής

με έναν μεταγλωττιστή που, επίσης, έγραψε ο ίδιος
και μετά να βλέπει το αποτέλεσμα

να λειτουργεί σε μια μηχανή
που έφτιαξε ο ίδιος

με τίποτα παραπάνω από
μερικές χιλιάδες πύλες NAND.

Είναι ένας τεράστιος προσωπικός θρίαμβος
να ξεκινάει κανείς

από τις βασικές αρχές και να φτάνει σε ένα
εντυπωσιακά σύνθετο

και λειτουργικό σύστημα.

Ο Νόαμ κι εγώ εργαστήκαμε πέντε χρόνια
για να διευκολύνουμε

αυτή την ανοδική πορεία και να δημιουργήσουμε
τα εργαλία και την υποδομή

τα οποία θα επιτρέψουν στους φοιτητές
να το κατασκευάσουν μέσα σε ένα εξάμηνο.

Και αυτή είναι η καταπληκτική ομάδα
που μας βοήθησε να το πραγματοποιήσουμε.

Το κόλπο ήταν να χωρίσουμε
την κατασκευή του υπολογιστή

σε πολλές αυτοτελείς ενότητες,

που καθεμιά θα μπορούσε μεμονομένα να οριστεί,

να κατασκευαστεί και να δοκιμαστεί,
απομονωμένη από το υπόλοιπο έργο.

Από την πρώτη μέρα,
ο Νόαμ κι εγώ αποφασίσαμε

να διαθέσουμε ελεύθερα
όλα αυτά τα δομικά στοιχεία

σε ανοιχτό κώδικα στον ιστό.

Προδιαγραφές των τσιπ, διεπαφές,
περιγραφές των εργασιών,

εργαλεία λογισμικού, προσομοιωτές υλικού,

εξομοιωτές ΚΜΕ, εκατοντάδες διαφάνειες, ομιλίες:

τα βάλαμε όλα στον ιστό

και καλέσαμε τον κόσμο να έρθει,

να πάρει ό,τι χρειάζεται

και να κάνει με αυτό ό,τι θέλει.

Και τότε έγινε κάτι συναρπαστικό.

Ο κόσμος ήρθε.

Και σύντομα χιλιάδες άνθρωποι

έφτιαχναν τη μηχανή μας.

Το NAND2Tetris έγινε ένα από τα πρώτα

μαζικά ανοιχτά διαδικτυακά μαθήματα,

αν και πριν από επτά χρόνια δεν είχαμε ιδέα

πως αυτό που κάναμε λέγεται MOOC.

Παρατηρούσαμε απλώς πώς αυτο-οργανωμένα μαθήματα

ξεπηδούσαν αυθόρμητα

μέσα από τα υλικά μας.

Ο Πραμόντ C.E., για παράδειγμα,

ένας μηχανικός από την Κεράλα της Ινδίας,

έχει οργανώσει ομάδες αυτοδιδασκαλίας

που φτιάχνουν τον υπολογιστή μας
με την σωστή καθοδήγησή του.

Και ο Παράγκ Σα, άλλος ένας
μηχανικός από το Μουμπάι,

χώρισε τις εργασίες μας
σε μικρότερα,

πιο διαχειρίσιμα κομμάτια
και τις προσφέρει
«κάν' το μόνος σου» πρόγραμμα πληροφορικής.

στο πρωτοποριακό του, «κάν' το μόνος σου»
πρόγραμμα πληροφορικής.

Οι άνθρωποι που ελκύονται
προς αυτά τα μαθήματα

έχουν συνήθως τη νοοτροπία του χάκερ.

Θέλουν να καταλάβουν
πώς λειτουργούν τα πράγματα

και θέλουν να το κάνουν σε ομάδες,

όπως αυτή η λέσχη χάκερ στην Ουάσιγκτον,

που χρησιμοποιεί τα υλικά μας
για να προσφέρει μαθήματα στην κοινότητα.

Επειδή αυτά τα υλικά είναι είναι ευρέως διαθέσιμα

και είναι ανοιχτού κώδικα,
διάφοροι άνθρωποι τα πηγαίνουν

προς πολύ διαφορετικές
και απρόβλεπτες κατευθύνσεις.

Για παράδειγμα, Ο Γιου Φανγκμίν
από το Γκουανγκτσού,

χρησιμοποίησε την τεχνολογία FPGA

για να κατασκευάσει τον υπολογιστή μας
και να δείξει τον τρόπο σε άλλους

μέσω ενός βίντεο κλιπ
και ο Μπεν Κράντοκ έφτιαξε
ένα πολύ ωραίο παιχνίδι

ένα πολύ ωραίο παιχνίδι στον υπολογιστή,
που εκτυλίσσεται μέσα

στην αρχιτεκτονική της ΚΜΕ μας,
που είναι ένας αρκετά περίπλοκος,

τρισδιάστατος λαβύρυνθος
που έφτιαξε ο Μπεν

χρησιμοποιώντας τη μηχανή προσομοίωσης
του Minecraft 3D.

Η κοινότητα του Minecraft ξετρελάθηκε με αυτό το σχέδιο

και ο Μπεν έγινε στη στιγμή,
διασημότητα των ΜΜΕ.
στα φώτα της δημοσιότητας.

Πράγματι, για αρκετούς ανθρώπους

αυτό το οδοιπορικό, αν θέλετε, του NAND2Tetris

έγινε μια εμπειρία που άλλαξε τη ζωή τους.

Ας δούμε τον Νταν Ράουντς
από το Ιστ Λάνσινγκ του Μίσιγκαν,

που έχει ειδικευτεί στη μουσική και τα μαθηματικά.

Πριν μερικές εβδομάδες, ο Νταν δημοσίευσε
ένα θριαμβευτικό μήνυμα

στον ιστότοπό μας και θα ήθελα να σας το διαβάσω.

Να τι είπε ο Νταν.

«Έκανα τις εργασίες, γιατί για μένα
η κατανόηση των υπολογιστών

είναι σημαντική, όπως η γραφή,
η ανάγνωση και η αριθμητική,

και τα κατάφερα.
Ποτέ δεν είχα δουλέψει πιο σκληρά,

ποτέ δεν είχα αντιμετωπίσει τέτοια πρόκληση.

Όμως, βλέποντας τι νιώθω ικανός να κάνω τώρα,

θα το ξαναέκανα οπωσδήποτε.

Προς όποιον σκέφτεται να ασχοληθεί με το NAND2Tetris:

είναι ένα δύσκολο ταξίδι,
όμως, θα σας αλλάξει ριζικά».

Ο Νταν είναι το χαρακτηριστικό παράδειγμα
όλων των αυτοδίδακτων

που παρακολουθούν αυτό το μάθημα στο διαδίκτυο,
στο δικό τους ρυθμό,

με δική τους πρωτοβουλία
και είναι καταπληκτικό

γιατί αυτοί οι άνθρωποι δεν νοιάζονται καθόλου

για τους βαθμούς.

Το κάνουν με ένα μόνο κίνητρο.

Έχουν τεράστια επιθυμία για μάθηση.

Με αφορμή αυτό,

θα ήθελα να πω δυο λόγια για την καθιερωμένη βαθμολόγηση στην ανώτερη εκπαίδευση.

Την σιχαίνομαι.

Έχουμε μανία με τους βαθμούς,

γιατί έχουμε μανία με τα δεδομένα.

Όμως με τη βαθμολογία
η αποτυχία δεν είναι πια διασκεδαστική

και μεγάλο μέρος της εκπαίδευσης

είναι η αποτυχία.

Το θάρρος, σύμφωνα με τον Τσόρτσιλ,

είναι η ικανότητα να πηγαίνεις
από τη μια ήττα στην άλλη

χωρίς να χάνεις τον ενθουσιασμό σου.
(Γέλια)

Και ο Τζόις είπε ότι τα λάθη

είναι οι πύλες της ανακάλυψης.

Εμείς, όμως, δεν ανεχόμαστε τα λάθη

και λατρεύουμε τους βαθμούς.

Συλλέγουμε τα Β+ και τα Α- που παίρνετε

και τα συνοψίζουμε
σε έναν αριθμό όπως το 3,4,

που μπαίνει σφραγίδα στο μέτωπό σας

και δείχνει ποιοι είστε.

Κατά τη γνώμη μου, το παρακάναμε
με αυτές τις ανοησίες

και η βαθμολόγηση έγινε ταπείνωση.

Κι εδώ, θα ήθελα να μιλήσω για αναβάθμιση

και να μοιραστώ μαζί σας
το τωρινό μου εγχείρημα,

που διαφέρει από το προηγούμενο,

αλλά έχει κι αυτό τα ίδια χαρακτηριστικά

αυτοδιδασκαλίας, μάθησης στην πράξη,

προσωπικής έρευνας και κοινοτικής δημιουργίας.

Αφορά τη διδασκαλία μαθηματικών

από το νηπιαγωγείο ως το Λύκειο.

Χρησιμοποιούμε τάμπλετ,
γιατί πιστεύουμε ότι, όπως όλα,

τα μαθηματικά πρέπει
να διδάσκονται στην πράξη.

Να τι κάνουμε. Βασικά αναπτύξαμε

αρκετές εφαρμογές για τα κινητά,
που η καθεμιά εξηγεί

μια συγκεκριμένη έννοια των μαθηματικών.

Ας δούμε, για παράδειγμα, το εμβαδό.

Με μια έννοια όπως το εμβαδό –

α, διαθέτουμε επίσης στο παιδί μια σειρά εργαλείων

με τα οποία καλείται να πειραματιστεί για να μάθει.

Αν, λοιπόν, μας ενδιαφέρει το εμβαδό,
ένα πράγμα που είναι φυσικό να κάνουμε

είναι να βάλουμε πλακάκια στην περιοχή

του συγκεκριμένου σχήματος
και απλώς να μετρήσουμε

πόσα πλακάκια χρειάζονται για να καλυφθεί εντελώς.

Αυτή η μικρή άσκηση προσφέρει μια καλή πρώτη ιδέα

για την έννοια του εμβαδού.

Και τι γίνεται με το εμβαδό αυτού του σχήματος;

Αν προσπαθήσετε με τα πλακάκια,
δε γίνεται και πολύ καλά, ε;

Αντί γι' αυτό, μπορείτε να πειραματιστείτε

με αυτά τα διαφορετικά άλλα εργαλεία
μέσα από μια διαδικασία
καθοδηγούμενης δοκιμής και πλάνης

καθοδηγούμενης δοκιμής και λάθους

και κάποια στιγμή θα ανακαλύψετε

ότι, μεταξύ άλλων θεμιτών μετατροπών,
μπορείτε να κάνετε και το εξής:

Μπορείτε να κόψετε το σχήμα,

να αλλάξετε θέση στα κομμάτια,
να τα κολλήσετε

και μετά να συνεχίσετε να τοποθετείτε τα πλακάκια,
όπως και πριν.

(Χειροκρότημα)

Αυτή η μετατροπή

δεν άλλαξε την επιφάνεια του αρχικού σχήματος

κι έτσι, ένα εξάχρονο παιδί που παίζει με αυτό

μόλις ανακάλυψε έναν έξυπνο αλγόριθμο

για να υπολογίζει το εμβαδό
κάθε παραλληλόγραμμου.

Παρεμπιπτόντως,
δεν αντικαθιστούμε τους δασκάλους.

Πιστεύουμε στην ενίσχυση των δασκάλων,
όχι στην αντικατάσταση.

Και μετά, τι γίνεται με το εμβαδό του τριγώνου;

Μετά από κάποιες καθοδηγούμενες δοκιμές
σωστού και λάθους

το παιδί θα ανακαλύψει,
με ή χωρίς βοήθεια,

ότι μπορεί να αντιγράψει το αρχικό σχήμα

και μετά να πάρει το αποτέλεσμα,
να το αντιστρέψει,

να το κολλήσει στο αρχικό
και να συνεχίσει όπως κάναμε και πριν:

κόβω, αλλάζω θέση, προσαρτώ – ούπς– προσαρτώ και κολλάω

και βάζω πλακάκια.

Αυτή η μετατροπή διπλασίασε την επιφάνεια

του αρχικού σχήματος
και, επομένως, μόλις μάθαμε

ότι το εμβαδό του τριγώνου ισούται

με το εμβαδό αυτού του ορθογωνίου δια δύο.

Αλλά, το ανακαλύψαμε ερευνώντας μόνοι μας.

Έτσι, επιπρόσθετα από την μάθηση
λίγης χρήσιμης γεωμετρίας,

το παιδί έχει έρθει σε επαφή με κάποιες
αρκετά εξειδικευμένες

επιστημονικές μεθόδους,όπως η αναγωγή,

που είναι η τέχνη

της μετατροπής ενός σύνθετου προβλήματος
σε απλό,

ή όπως η γενίκευση, που βρίσκεται στην καρδιά

κάθε επιστημονικού κλάδου,

ή το γεγονός ότι κάποιες ιδιότητες
παραμένουν αμετάβλητες

υπό κάποιες μετατροπές.

Και όλα αυτά μπορεί ένα πολύ μικρό παιδί

να τα μάθει χρησιμοποιώντας τέτοιες εφαρμογές.

Αυτό τον καιρό, λοιπόν, κάνουμε τα εξής:

Κατ' αρχάς, χωρίζουμε την ύλη
των μαθηματικών του σχολείου

σε πολλές τέτοιες εφαρμογές.

Κι επειδή δεν μπορούμε να το κάνουμε μόνοι μας,

φτιάξαμε ένα πολύ κομψό εργαλείο συγγραφής

που μπορεί κάθε συγγραφέας, κάθε γονιός

ή οποιοσδήποτε ενδιαφέρεται
για τη διδασκαλία των μαθηματικών

να χρησιμοποιήσει για να φτιάξει
παρόμοιες εφαρμογές

σε τάμπλετ, χωρίς προγραμματισμό.

Τέλος, φτιάχνουμε
ένα προσαρμοστικό οικοσύστημα

που θα ταιριάζει διαφορετικούς μαθητές

με διαφορετικές εφαρμογές,
ανάλογα με τον τρόπο μάθησης που αναπτύσσουν.

Η κινητήρια δύναμη
αυτού του εγχειρήματος

είναι ο συνεργάτης μου, Σμούλικ Λόντον,

και, βλέπετε, όπως έκανε ο Σάλμαν

πριν από περίπου 90 χρόνια,

το κόλπο είναι να περιβάλλεις τον εαυτό σου
με εξαιρετικούς ανθρώπους,

γιατί, στο τέλος,

οι άνθρωποι μετράνε.

Πριν από μερικά χρόνια,
περπατούσα στο Τελ Αβίβ

και είδα ένα γκράφιτι στον τοίχο

και μου φάνηκε τόσο συγκλονιστικό

που τώρα πια το λέω στους φοιτητές μου

και θα ήθελα να το πω και σ' εσάς.

Δεν ξέρω πόσοι γνωρίζετε

τον όρο «mensch» [μενς].

Στην ουσία, σημαίνει να είσαι άνθρωπος

και να κάνεις το σωστό.

Κι έτσι, αυτό που λέει το γκράφιτι είναι

«Υψηλή τεχνολογία και πράσινα άλογα.

Το σημαντικότερο είναι να είσαι mensch».
(Γέλια)

Ευχαριστώ. (Χειροκρότημα)

(Χειροκρότημα)