Shimon Schocken: Le cours d'informatique auto-organisé

Shimon Schocken et Noam Nisan ont développé un cours pour permettre à leurs étudiants de construire un ordinateur morceau par morceau. Lorsqu'ils ont mis ce cours en ligne -- donnant gratuitement les outils, simulateurs, spécifications concernant les puces et autres modules de construction -- ils ont été surpris de constater que des milliers de personnes sautaient sur l'opportunité d'apprendre, travaillant aussi bien indépendamment qu'en organisant leurs propres classes sur le premier modèle de cours en ligne ouverts et massifs (MOOCs).
Son discours est un véritable appel incitant à oublier les notes et à utiliser la motivation personnelle pour apprendre.

Voici mon grand-père

Salman Schocken,

qui est né dans une famille pauvre et sans éducation,

avec six enfants à nourrir,

et à l'âge de 14 ans il a été obligé

de quitter l'école pour aider à subvenir aux besoins de sa famille

Il n'est jamais retourné à l'école.

Au lieu de ça, il a bâti un brillant empire

de centres commerciaux.

Salman était un perfectionniste absolu,

et chacun de ses centres commerciaux était un bijou

d'architecture Bauhaus.

C'était aussi l'autodidacte ultime,

et comme tout le reste, il l'a fait avec beaucoup de style.

Il s'est entouré

de jeunes gens cultivés comme Martin Buber

et Shai Agnon et Franz Kafka,

et il payait à chacun un salaire mensuel

pour qu'ils puissent écrire en paix.

Et pourtant, à la fin des années 30,
Salman voyait ce qui se préparait.

Il fuit l'Allemagne avec sa famille,

laissant tout derrière lui.

Ses centres commerciaux confisqués,

il dévoua le reste de sa vie à une recherche acharnée

d'art et de culture

Lui qui avait abandonné ses études au lycée

mourut à 82 ans

un intellectuel formidable, co-fondateur et premier PDG

de l'Université Hébraïque de Jerusalem

et fondateur de Schocken Books,

une maison d'édition reconnue qui fut plus tard acquise

par Random House.

Tel est le pouvoir de l'auto-apprentissage.

Et voici mes parents.

Eux non plus n'ont pas eu le privilège d'aller à l'université.

Ils étaient trop occupés à bâtir une famille et un pays.

Et pourtant, comme Salman, ils étaient

de perpétuels autodidactes, et notre maison était remplie

de milliers de livres, de disques et d'oeuvres d'art.

Je me souviens très bien de mon père me disant

que lorsque chacun de nos voisins aurait une télévision,

alors nous achèterions une radio FM classique. (Rires)

Et là, c'est moi,

j'allais dire en train de tenir mon premier boulier,

mais en réalité je tiens ce que mon père considèrerait

comme un substitut largement suffisant à un iPad. (Rires)

Si j'ai bien retenu quelque chose de mes parents,
c'est cette notion

que les éducateurs n'ont pas forcément besoin d'enseigner.

Au lieu de ça, ils peuvent fournir
un environnement et des ressources

qui encouragent notre capacité naturelle
à apprendre par nous-mêmes.

L'auto-apprentissage, l'auto-exploration, l'autonomisation :

telles sont les vertus d'une excellente éducation.

Alors j'aimerais partager avec vous
une histoire d'un cours d'informatique

basé sur l'auto-apprentissage et l'autonomie

que j'ai créé avec mon brillant collègue Noam Nisan.

Comme vous pouvez le voir sur la photo, Noam et moi

avons tous les deux été très tôt fascinés par les axiomes,

et au fil des ans, tandis que nos connaissances en

science et technologie devenaient toujours
plus sophistiquées,

cette admiration initiale pour les fondamentaux

n'a fait que s'intensifier.

Ce n'est donc pas surprenant qu'il y a environ 12 ans,

lorsque Noam et moi étions professeurs en informatique,

nous étions frustrés par le même phénomène.

Tandis que les ordinateurs devenaient
de plus en plus complexes,

nos étudiants se perdaient dans les petits détails
en oubliant

la vue d'ensemble,
et en effet, il est impossible de comprendre

"l'âme" de la machine si on interagit

avec un PC boîte noire ou un Mac qui est entouré

de nombreuses couches de logiciels propriétaires fermés.

Noam et moi avons eu le sentiment
que si nous voulions que nos étudiants

comprennent comment les ordinateurs fonctionnent,

et qu'ils en soient pénétrés jusqu'à la moelle des os,

alors peut-être que la meilleure façon de s'y prendre

était de leur faire construire un ordinateur complet, fonctionnel,

utile et à usage général, hardware et logiciel,

depuis le début, en partant des principes premiers.

Nous devions commencer quelque part,
et donc Noam et moi

avons décidé de baser notre "cathédrale", pour ainsi dire,

sur la composante la plus simple possible,

qui est quelque chose appelée NAND.

Ce n'est rien de plus qu'une simple fonction logique

avec quatre états d'entrée/sortie.

Nous commençons donc l'aventure en disant
à nos étudiants

que Dieu nous a donné NAND - (Rires) -

et nous a dit de construire un ordinateur,
et lorsque nous avons demandé comment,

Dieu a répondu "Une étape à la fois"

Alors, suivant ce conseil, nous débutons

avec cette modeste fonction NAND

et nous guidons nos étudiants à travers
une séquence

de projets au sein desquels ils construisent petit à petit un ensemble de circuits intégrés,

une plateforme hardware, un assembleur,
une machine virtuelle,

un système d'exploitation basique et un compilateur

pour un langage de programmation simple, de type Java, que nous appelons "JACK".

Les étudiants fêtent la fin de ce tour de force

en utilisant JACK pour programmer toutes sortes de jeux

comme Pong, Snake et Tetris.

Vous imaginez l'immense joie de jouer

à un jeu Tetris que vous avez codé vous-même en JACK

et compilé en langage informatique dans un compilateur

que vous avez aussi codé vous-même, et voir ce résultat

qui fonctionne sur une machine que vous avez construite

à partir de rien de plus que quelques milliers de fonctions NAND.

C'est un exploit personnel fantastique que de partir des

principes de base et d'aller jusqu'à un système

extrêmement complexe et utile.

Noam et moi avons travaillé pendant cinq ans pour faciliter

ce cheminement et créer les outils et les infrastructures

qui aideront les élèves à le construire en un semestre.

Et voici la fantastique équipe
qui nous a aidés à réaliser tout ça

L'astuce était de scinder la construction de l'ordinateur

en plusieurs modules autonomes,

dont chacun pourrait être spécifié individuellement,

construit et testé seul, isolé du reste du projet.

Et dès le premier jour, Noam et moi avons décidé de placer

tous ces documents d'aide à la construction gratuitement

en open source sur Internet.

Les spécifications des puces, les API,
les descriptions de projet,

les outils informatiques, les simulateurs hardware, les émulateurs d'unité centrale,

des piles de centaines de slides de cours --

nous avons tout mis en ligne

et nous avons invité le monde entier à venir,

prendre tout ce dont ils avaient besoin,

et faire ce qu'ils voulaient avec.

Et alors quelque chose de fascinant est arrivé.

Le monde est venu.

Et très vite, des milliers de gens

se mettaient à construire notre machine.

Et NAND2Tetris est devenu l'un des premiers tutoriels

de grande ampleur, ouvert et en ligne,

bien que sept ans plus tôt, nous n'avions aucune idée que

ce que nous faisions est appelé MOOC
(cours en ligne ouverts et massifs).

Nous avons juste observé que des cours auto-organisés

se frayaient spontanément un chemin

à partir de nos documents pédagogiques.

Par exemple, Pramode C.E.,

un ingénieur de Kerala en Inde,

a réuni un groupe d'autodidactes

qui construisent notre ordinateur avec son aide.

Et Parag Shah, un autre ingénieur de Bombay,

a scindé nos projets en d'encore plus petits

fragments, plus gérables, qu'il propose désormais

dans son très novateur programme informatique qui consiste à apprendre par la pratique.

Les gens qui sont attirés par ces cours

ont typiquement un profil de hacker.

Ils veulent comprendre comment les choses fonctionnent,

et ils veulent le faire en groupe,

comme ces clubs de hackers à Washington D.C.,

qui utilisent nos documents pour des cours communautaires.

Et parce que ces supports sont largement disponibles

et en open source, des gens très différents les utilisent

pour raisons très différentes et imprévisibles.

Par example, Yu Fangmin, de Guangzhou,

a utilisé la technologie d'un réseau de portes programmables (FPGA)

pour construire notre ordinateur et montrer aux autres comment faire de même

en utilisant une vidéo, et Ben Craddock a développé

un superbe jeu vidéo qui vous plonge

à l'intérieur de notre architecture CPU, qui est un dédale 3D

très complexe que Ben a développé

en utilisant le moteur de simulation 3D de Minecraft.

La communauté Minecraft est devenue complètement dingue de ce projet,

et Ben est instantanément devenu une célébrité médiatique.

En en effet, pour pas mal de personnes,

faire ce "pèlerinage" NAND2Tetris, si vous voulez,

s'est transformé en une expérience qui a changé leur vie.

Par exemple, Dan Rounds, qui étudie la musique et

les mathématiques à East Lansing, dans le Michigan.

Il y a quelques semaines,
Dan a posté un message de victoire

sur notre site et j'aimerais vous le lire.

Voici ce que Dan a dit.

"J'ai suivi le cours en ligne parce que
comprendre les ordinateurs

est important pour moi, tout comme les compétences en lecture et en calcul,

et j'ai réussi. Je n'ai jamais travaillé aussi dur,

je n'ai jamais été autant mis à l'épreuve.

Mais étant donné ce dont je me sens capable désormais,

je le referais certainement.

A ceux qui envisagent de se lancer avec NAND2Tetris,

c'est un parcours difficile mais vous en ressortirez profondément changés."

Dan décrit les nombreux autodidactes

qui prennent ce cours en ligne, de leur propre volonté,

de leur propre initiative et c'est vraiment étonnant car

ces gens ne se préoccupent absolument pas

des notes.

Ils le font uniquement par motivation personnelle.

Ils ont une incroyable passion pour apprendre.

Et en gardant ça à l'esprit,

j'aimerais dire quelques mots à propos du système de notation traditionnel des universités.

Il me rend malade.

Nous sommes obsédés par les notes

parce que nous sommes obsédés par les données,

et donner une note ôte tout l'aspect positif de l'échec,

et pourtant une grande partie de l'éducation

est liée à l'échec.

D'après Churchill, le courage

est la capacité d'aller d'une défaite à une autre

sans perdre de son enthousiasme. (Rires)

Et [Joyce] a dit que les erreurs

sont les portails de la découverte.

Et pourtant, nous ne tolérons pas les erreurs,

et nous vénérons les notes.

Alors nous collectons vos bonnes notes

et nous les agrégeons toutes en un seul nombre,
par exemple 13,

qui est tamponné sur votre front

et définit qui vous êtes.

A mon avis, nous sommes allés bien trop loin
avec cette absurdité,

et donner des notes est devenu dégradant.

Donc j'aimerais dire quelques mots sur l'amélioration,

et partager avec vous un aperçu de mon projet actuel,

qui est différent du précédent,

mais en partage exactement les mêmes caractéristiques

d'auto-apprentissage, d'apprentissage par la pratique,

d'auto-exploration et de conscience communautaire,

et ce projet traite de la formation en mathématiques
jusqu'au niveau lycée,

en débutant avec les maths pour les jeunes enfants,

et nous le faisons sur des tablettes car nous pensons que

les maths, comme tout le reste, devraient être enseignées par la pratique.

Ce que nous faisons: en gros, nous avons développé

de nombreuses applications mobiles,
chacune d'elles expliquant

un concept particulier des mathématiques.

Par exemple, prenons l'aire.

Quand on a affaire à un concept tel que l'aire --

nous fournissons aussi un ensemble d'outils que l'enfant

est invité à essayer, utiliser, explorer pour apprendre.

Et donc si on s'intéresse à l'aire,

une chose facile à faire est de morceler l'aire

de cette forme et de simplement compter

combien de morceaux il faut pour la couvrir entièrement.

Et ce petit exercice vous donne un premier

véritable aperçu de la notion d'aire.

Continuons, qu'en est-il de l'aire de cette figure ?

Si l'on essaie de la morceler,
ça ne marche pas très bien.

Alors à la place, on peut faire des essais

avec les différents outils sur la tablette en suivant

un processus guidé d'apprentissage par expérimentation,

et à un moment donné vous découvrirez qu'une des choses

que vous pouvez faire parmi de nombreuses transformations justifiées

est la suivante. Vous pouvez couper la figure,

vous pouvez réarranger les morceaux,
vous pouvez les recoller

et ensuite procéder au morcellement exactement comme nous l'avions fait auparavant.

(Applaudissements)

Alors, cette transformation en particulier

n'a pas changé l'aire de la figure originale,

et donc un enfant de six ans qui joue avec ça

vient de découvrir un algorithme très intelligent

servant à calculer l'aire de n'importe quel parallélogramme.

Au fait, nous ne remplaçons pas les enseignants.

Nous croyons que les enseignants devraient gagner en pouvoir, non pas être remplacés.

Continuons, que pouvons-nous dire de l'aire d'un triangle ?

Après un peu d'apprentissage guidé par expérimentation,

l'enfant va découvrir, avec ou sans aide,

qu'il ou elle peut dupliquer la figure initiale,

puis prendre le résultat, le transposer,

le recoller sur l'original
et ensuite refaire ce que nous avons fait auparavant:

couper, réarranger, coller - oups - coller,

et morceler.

Cette transformation a doublé l'aire

de la figure originelle, et donc nous venons d'apprendre

que l'aire du triangle équivaut à celle de ce rectangle

divisée par deux.

Mais nous l'avons découvert par auto-exploration.

Ainsi, en plus d'apprendre des principes utiles de géométrie,

l'enfant a été exposé à des stratégies scientifiques

plutôt sophistiquées, comme la réduction,

qui est l'art de

transformer un problème complexe en un problème simple,

ou la généralisation, qui est au coeur

de toute discipline scientifique,

ou encore le fait que quelques propriétés sont invariantes

sous certaines transformations.

Et tout ceci est quelque chose qu'un jeune enfant

peut comprendre en utilisant de telles applications mobiles.

Actuellement, nous faisons les choses suivantes:

D'abord, nous décomposons le programme de math jusqu'au niveau lycée

en de nombreuses applications comme celle-ci.

Et comme nous ne pouvons le faire tout seuls,

nous avons développé un très bel outil de création

que n'importe quel auteur, n'importe quel parent,
ou même quiconque

intéressé par l'enseignement des mathématiques,

puisse utiliser cet outil de création pour développer des applications similaires

sur des tablettes sans devoir programmer.

Et finalement, nous mettons en place un écosystème adaptatif

qui s'harmonise aux différents apprenants

avec différentes applications adaptées à l'évolution de leur style d'apprentissage.

La force motrice derrière ce projet

est mon collègue Shmulik London,

et vous voyez, exactement comme

Salman l'a fait il y a environ 90 ans,

l'astuce est de s'entourer de gens brillants,

parce qu'au final,

tout ce qui compte, ce sont les gens.

Il y a quelques années, je marchais dans Tel Aviv,

et j'ai vu ce graffiti sur un mur,

et je l'ai trouvé tellement envoûtant,

que désormais je le fais découvrir à mes élèves,

et j'aimerais vous le faire découvrir.

Je ne sais pas combien de personnes ici connaissent

le terme "mensch".

Il signifie simplement être humain

et agir correctement.

Et ce que ce graffiti dit, c'est

"High-tech, schmigh tech.

Le plus important c'est d'être un mensch." (Rires)

Merci. (Applaudissements)

(Applaudissements)