Shimon Schocken: Curs de construire a unui calculator de la zero.

Shimon Schocken și Noam Nisan au dezvoltat un program pentru ca elevii lor să poată construi un calculator, bucată cu bucată. Când au pus cursul online - oferind metodologia, simulatoarele, specificatiile cip și alte parti componente - au fost surprinși că mii de studenti au sărit la posibilitatea de a învăța, pe cont propriu precum și de a organiza propriile lor clase, în prima încercare de a pune pe roate un curs gratis online (MOOC). Un apel de a uita notele și de a descoperi auto-motivația de a învăța.

Acesta e bunicul meu,

Salman Schocken,

care s-a născut într-o familie săracă
și de oameni needucați

cu șase guri de hrănit,

și când a împlinit 14 ani,
a fost nevoit să abandoneze școala,

pentru a ajuta a pune
o pâine pe masă.

Nu s-a întors la școală niciodată.

În schimb, a construit un imperiu strălucitor

de magazine.

Salman a fost perfecționistul desăvârșit,

și fiecare dintre magazinele sale era o bijuterie

de arhitectură Bauhaus.

A fost, de asemenea, un student autodidact

și, ca orice altceva,
a făcut-o în stil mare.

S-a înconjurat de un anturaj

de savanți tineri necunoscuți,
cum ar fi Martin Buber,

Shai Agnon
și Franz Kafka,

și le-a plătit fiecăruia
un salariu lunar

astfel încât aceștia
să poată scrie în pace.

Și totuși, la sfârșitul aniilor '30,
Salman a văzut ce vine.

A fugit din Germania,
împreună cu familia sa,

lăsând în urmă orice altceva.

Magazinele sale au fost confiscate,

și-a petrecut restul vieții
preocupându-se neobosit

de artă și cultură.

Acest abandon școlar

a murit la vârsta de 82 de ani

transformat într-un formidabil intelectual,
co-fundator și primul CEO

de la Universitatea Ebraică
din Ierusalim,

fundator al firmei Schocken Books,

o faimoasă editură
care a fost achiziționată mai târziu

de Random House.

Asta e puterea studiului individual.

Aceștia sunt părinții mei.

Nici ei nu s-au bucurat de
privilegiul de a urma o facultate.

Au fost prea ocupați cu construirea
unei familii și a unei țări.

Și totuși, la fel ca Salman,
au fost pe tot parcursul vieții,

studenți autodidacți tenaci,
iar casa noastră a fost stivuită

cu mii de cărți, discuri
și opere de artă.

Îmi amintesc clar
cum tatăl meu mi-a spus

că, atunci când toată lumea din cartier
va avea un televizor,

noi vom cumpara un radio normal F.M.
(Râsete)

Aici sunt eu.

Aveam de gând să spun
ținând primul meu abac,

dar, de fapt țineam în mână
ceea ce tatăl meu ar fi considerat

un substitut suficient pentru un iPad.
(Râsete)

Un lucru cu care am rămas de acasă
e această noțiune

că educatorii nu trebuie
neapărat să predea.

În schimb, ei pot oferi
un mediu și resurse

care incită capacitatea ta naturală
de a învăța pe cont propriu.

Studiu individual, explorare pe cont propriu,
auto-împuternicire:

Astea sunt virtuțile unei mari educații.

Aș dori să vă spun
o poveste despre studiu individual,

auto-responsabilizare cu ajutorul unui curs
de calculatoare

pe care l-am construit impreună
cu inteligentul meu coleg Noam Nisan.

După cum se vede
din imagini, atât Noam și eu

am avut o fascinație timpurie
cu principiile de bază,

și de-a lungul anilor,
pe măsură ce cunoștintele noastre

de știință și tehnologie
au devenit mai sofisticate,

această venerație precoce
cu elementele de bază

s-au intensificat.

Deci, nu e de mirare că,
acum 12 de ani,

pe vremea când Noam și cu mine
eram deja profesori de informatică,

eram la fel de frustrați
de același fenomen.

Cum computerele au devenit
din ce în ce mai complexe,

studenții noștri nu vedeau
pădurea de copaci,

și într-adevăr, e imposibil
să te conectezi

cu sufletul unei mașini
dacă interacționezi

cu o cutie neagră P.C. sau un Mac,
care e învăluit

de numeroase straturi de software inaccesibile.

Așa că, Noam și cu mine am avut această idee,
dacă vrem ca studenții noștri

să înțeleagă cum funcționează
calculatoarele,

și să înțeleagă asta
până în măduva oaselor lor,

atunci cea mai bună modalitate

este de a-i obliga să construiască

un calculator complet, util și de uz general
hardware și software,

de jos în sus, de la principiile de bază.

A trebuit să începem de undeva,
așa că eu și Noam

ne-am decis să întemeiem
catedrala noastră, ca să spunem așa,

pe blocul de bază
cel mai simplu posibil,

ceva care se cheamă NAND.

Nu-i altceva decât
o poartă logică banală

cu patru faze
de input-output.

Să începem acum această călătorie
prin a spune elevilor noștri

că Dumnezeu ne-a dat NAND-ul--
(Râsete)

și ne-a spus să construim un calculator,
și când am întrebat cum,

Dumnezeu a spus,
"Fiecare lucru la timpul lui."

Apoi, urmând acest sfat, începm

cu acestă poartă umilă, numită NAND,

și trecem studenții
printr-o serie de proiecte elaborate

în care au trebuit să construiscă
treptat un set de cipuri,

o platformă hardware, un asamblor,
un computer virtual,

un sistem de operare de bază
și un compilator

pentru un limbaj simplu, asemănător
cu Java, numit "JACK".

Studenții vor sărbători sfârșitul
acestui tur de forță

utilizând JACK să scrie
tot felul de jocuri interesante

cum ar fi Pong,
Snake și Tetris.

Vă puteți imagina bucuria imensă de a juca

cu un joc Tetris pe care l-ai scris cu JACK

și pe care apoi l-ai compilat
în limbaj de computer într-un compilator

pe care l-ai scris tu însuți
și apoi de a vedea

rezultatul rulând pe un computer
pe care tot tu ai construit-o,

începând cu nimic mai mult
decât câteva mii de porți NAND.

E un triumf personal extraordinar

de a merge de la principiile de bază

până la un fantastic sistem,
complex și util.

Noam și cu mine am lucrat
cinci ani pentru a facilita

această ascensiune și pentru a crea
instrumentele și infrastructura

care să permită studenților să-l construiască
într-un singur semestru.

Asta e marea echipă care ne-a ajutat
s-o transformăm în realitate.

Trucul a fost de a descompune calculatorul

în numeroase module independente,
de sine stătătoare.

fiecare putând fi specificat individual,

construit și testat unitar,
separat de restul proiectului.

Din prima zi, Noam și cu mine
am decis să oferim

toate aceste componente primare
disponibile în open source

pe Internet.

Deci, specificațiile pentru cipuri,
API-uri, descrierile de proiecte,

metodologia software, simulatoare hardware,
modele CPU,

sute de slide-uri, prelegeri--

am pus totul pe Web

și am invitat lumea să vină

să ia orice are nevoie,

și să facă ce vor cu ele.

Și atunci s-a întâmplat
ceva fascinant.

Lumea a venit.

Și într-un timp scurt, mii de oameni

au început să construiască
computerul nostru.

NAND2Tetris a devenit unul

din primele cursuri masive,
gratuite, on-line,

deși cu șapte ani în urmă
n-aveam idee

că ceea ce făceam era numit MOOC.
(Massive Open Online Conferences)

Am urmărit modul
în care cursuri auto-organizate

au ieșit la iveală spontan

din materialele noastre.

De exemplu, Pramode C.E.,

un inginer din Kerala, India

a organizat grupuri cu studenți
care învățau pe cont propriu

și care au construit calculatorul nostru
sub îndrumarea lui.

Și Parag Shah, un alt inginer, din Mumbai,

a divizat proiectul nostru
în altele mai mici,

mai ușor de gestionat
și pe care el le împarte acum

prin programul său pionier de informatică
do-it-yourself ('fă-l tu singur").

Oamenii care sunt atrași de aceste cursuri

au de obicei o mentalitate de hacker.

Doresc să-și dea seama
cum merg lucrurile,

să le replice în grupuri,

ca acest club de hackeri
din Washington, DC,

care utilizează materialele noastre
pentru a oferi cursuri comunitații.

Pentru că aceste materiale
sunt disponibile pe scară largă

și open-source,
diferite persoane

le continuă în direcții
diferite și imprevizibile.

De exemplu, Yu Fangmin,
din Guangzhou,

a folosit tehnologia FPGA

pentru a construi calculatorul nostru
și le-a arătat și altora,

folosind un videoclip.
Sau Ben Craddock a dezvoltat

un joc de calculator foarte frumos
care se desfășoară

în interiorul arhitecturii CPU,
care este un Labirint 3D

destul de complex
pe care care Ben l-a dezvoltat

folosind motorul simulator
de Minecraft 3D.

Comunitatea Minecraft s-a bucurat
foarte mult de acest proiect,

și Ben a devenit instantaneu
o celebritate mass-media.

Și într-adevăr,
pentru câțiva oameni,

acest pelerinaj NAND2Tetris,
dacă vreți,

s-a transformat într-o experiență
care le-a schimbat viața.

De ex., Dan Rounds,
student de muzică și matematică

la East Lansing, Michigan.

Cu câteva săptămâni în urmă,
Dan a postat un mesaj victorios

pe site-ul nostru,
și aș dori să vi-l citesc.

Iată ce a spus Dan.

„Am luat cursul de calculatoare,
deoarece a înțelege calculatoarele

e ceva important pentru mine,
la fel ca alfabetizarea și aritmetica,

și am dus-o la capăt.
N-am lucrat niciodată așa hotărât,

n-am fost niciodată
provocat la acest nivel.

Dar considerând ce sunt
acum capabil să fac,

l-aș face cu siguranță din nou.

Pentru oricine care ia în considerare
NAND2Tetris,

e o călătorie dură,
dar vei fi profund marcat."

Deci, Dan ne demonstrează cum elevii
care învață pe cont propriu

care iau acest curs de pe Web,
pe cont propriu

din proprie inițiativă,
și e destul de uimitor,

pentru că nu le pasă

de note.

Ei o fac din cauza
unui singur motiv.

Au o pasiune extraordinară
de a învăța.

Și cu asta în minte,

aș dori să spun câteva cuvinte
despre cum se atribuie notele tradițional.

M-am săturat de asta.

Suntem obsedați de note

pentru ca suntem obsedați de date,

și totuși notele omoară
toată distracția de a eșua

care e o mare parte
a procesului educativ

eșuarea.

Curajul, cum spunea Churchill,

e abilitatea de a trece
de la o înfrângere la alta

fără a pierde entuziasmul.
(Râsete)

Și [Joyce] a spus că greșelile

sunt portalurile către descoperire.

Și totuși, noi nu tolerăm greșeli,

ci ne închinăm la note.

Colectăm note de 8 si de 9

și le agregăm într-o medie generală ca 8.5,

care e ștampilată pe frunte

și rezumă cine ești.

Ei bine, în opinia mea, am mers
prea departe cu acest nonsens,

și notele au devenit degradante.

Deci, cu asta, aș vrea să spun
câteva cuvinte despre upgrade

și să împărtășesc cu voi
o părticică din proiectul meu actual,

diferit de cel anterior,

dar împărtășește exact
aceleași caracteristici

de auto-învățare,
învățare prin practică,

auto-explorare
și construirea comunității.

Proiectul acoperă matematica
până la nivel de bacalaureat

începând cu matematica
de la o vârstă fragedă,

și o facem pe tăblițe,
deoarece noi credem

că matematica, la fel ca orice altceva,
ar trebui să fie predată prin practică.

Deci, iată ce facem.
Practic, am dezvoltat

numeroase aplicații mobile,
fiecare dintre ele explică

un concept anume din matematică.

De exemplu, să luăm aria.

Când te întâlnești
cu un concept ca aria --

ei bine, vom oferi, de asemenea,
un set de funcții cu care copilul

e invitat să experimenteze
în scopul de a învăța.

Dacă aria e ce ne interesează,
atunci lucrul natural

e s-o acoperi cu pătrățele

și pur și simplu

sa calculezi de câte plăci e nevoie
ca să-o acopere complet.

Acest exercițiu ajută

la înțelegerea noțiunii de arie.

Mergând mai departe,
ce-i de făcut cu aria acestei figuri?

Dacă încercați s-o acoperiți,
nu merge prea bine.

În schimb puteți experimenta

cu aceste funcții diferite, printr-un
proces ghidat de 'trial and error',

încearcă, greșește, încearcă.

și la un moment dat,
veți descoperi că un lucru

pe care îl poți face
cu ajutorul mai multor transformări

e să tai figura,

poți rearanja piesele, lipi

și trece apoi la acoperire
la fel cum am facut înainte.

(Aplauze)

Acum, această transformare anume

nu a schimbat aria figurii inițiale,

așa că un copil de șase ani,
care se joacă cu asta

tocmai a descoperit
un algoritm inteligent

pentru a calcula aria
oricărui paralelogram dat.

Nu înlocuim profesorii,
apropo.

Noi credem că profesorii ar trebui
să fie dotați, nu înlocuiți.

Mergând mai departe,
ce ziceți de aria acestei figuri?

După câteva încercări și eșuări

copilul va descoperi,
cu sau fără ajutor,

că poate duplica figura originală

și apoi să ia rezultatul,
să-l transpună,

să-l lipească la original și apoi să continue
cu ce a făcut înainte

tăiați, rearanjați, traspuneți, lipiți

și acoperiți aria cu pătrățele.

Acum, această transformare
a dublat

aria inițială, și, prin urmare,
tocmai am aflat

că aria triunghiului e egală
cu aria acestui dreptunghi

împărțită la doi.

Dar l-am descoperit prin auto-explorare.

Deci, în afară de a învăța
o geometrie utilă,

copilul a fost expus la o strategie științifică
destul de sofisticată

cum ar fi reducerea,

care este arta

de a transforma o problemă complexă
într-una simplă

sau generalizarea, care reprezintă

miezul oricărei discipline științifice

sau faptul că unele proprietăți
sunt invariabile

în anumite transformări.

Și toate astea sunt aspecte
pe care un copil foarte mic

le poate înțelege cu ajutorul
unor astfel de aplicații mobile.

Deci în prezent,
facem următoarele:

Mai întâi, descompunem
programa de matematică

în numeroase astfel de aplicații

Și pentru că nu putem face
acest lucru singuri,

am dezvoltat un instrument sofisticat

astfel încat orice autor, orice părinte

care are un interes în predarea matematicii,

poate utiliza acest instrument
să dezvolte aplicații similare

pe tablete,
fără programare.

Și, în sfârșit, creăm
un ecosistem de adaptare

care va fi pe masura mai multor elevi

cu aplicații diferite, în funcție
de stilul lor de învățare.

Forța motrice
din spatele acestui proiect

e colegul meu Shmulik London,

și, vedeți, la fel ca Salman

cu 90 de ani în urmă,

s-a înconjurat cu oameni străluciți,

deoarece la urma urmei

e vorba despre oameni.

Și cu câțiva ani în urmă,
mergând pe jos în Tel Aviv

am văzut acest graffiti
pe un perete,

și mi s-a părut atât de convingător

că până acum l-am predicat elevilor mei,

și aș vrea să încerc
să vi-l predic și vouă.

Nu știu cât de mulți
sunteți familiarizați

cu termenul "mensch".

înseamnă să fii uman

și să faci ceea ce trebuie.

Și cu asta, ceea ce spune
acest graffiti este,

"High-tech = schmigh-tech.

Cel mai important lucru este
de a fi un Mensch " (Râsete).

Mulțumesc.
(Aplauze)

(Aplauze)