Shimon Schocken: O curso de computador auto organizado.

Este é meu avô, Salman Schocken, que nasceu em uma família pobre e sem escolaridade com seis crianças para alimentar, e quando tinha 14 anos, foi forçado a desistir da escola para ajudar a sustentar a família. Ele nunca voltou a escola. Ao invés disso foi construir um deslumbrante império de lojas de departamentos. Salman era um consumado perfeccionista, e cada uma de suas lojas era uma jóia de arquitetura Bauhaus. Ele também era o supremo auto-didata, e como tudo o mais, ele o fazia em grande estilo. Ele se cercava de uma comitiva de jovens e desconhecidos intelectuais como Martin Buber, Shai Agnon e Franz Kafka, e pagava a cada um deles um salário mensal para que eles pudessem escrever em paz.

E ainda, no final da década de 30, Salman viu o que estava por vir. Ele fugiu da Alemanha, junto com sua família, deixando tudo para trás. Com suas lojas de departamentos confiscadas, ele passou o resto de sua vida em uma busca sem descanso de arte e cultura. Este egresso do ensino médio morreu aos 82 anos, um intelectual formidável, co-fundador e primeiro diretor executivo da Universidade Hebraica de Jerusalém, e fundador da Schocken Books, uma aclamada editora que mais tarde foi adquirida pela Random House. Este é o poder do auto-estudo.

E estes são meus pais. Eles também não tiveram o privilégio da educação universitária. Eles estavam muito ocupados construindo uma família e um país. E também, assim como Salman, eles foram a vida toda tenazes auto-didatas, e nossa casa era empilhada com milhares de livros, discos e obras de arte. Eu lembro de forma bem clara meu pai dizendo que quando todo mundo na vizinhança tiver um aparelho de TV então nós iríamos comprar um rádio FM normal. (Risos)

E aquele sou eu, eu ia dizer, segurando meu primeiro ábaco, mas na verdade segurando o que meu pai consideraria um grande substituto para um iPad. (Risos) Então uma coisa que eu trouxe de casa é esta noção que educadores não necessariamente têm que ensinar. Ao invés, eles podem proporcionar um ambiente e recursos que provoque nossa habilidade natural para aprender por nós mesmos. Auto-estudo, auto-exploração, auto-poder: estas são as virtudes de uma grande educação.

Então eu gostaria de compartilhar com vocês uma história sobre o auto-estudo, auto-poder num curso de ciência da computação que desenvolvi, junto com meu brilhante colega Noam Nisan. Como vocês podem ver pelas fotos, tanto Noam quanto eu tivemos uma prematura fascinação com os primeiros princípios, e com o passar dos anos, a medida que o nosso conhecimento sobre ciência e tecnologia se tornou mais sofisticado, esta prematura admiração com as coisas básicas somente se intensificou. Então não é surpresa que, cerca de 12 anos atrás, quando Noam e eu ainda éramos professores de ciência da computação, nós estávamos igualmente frustrados pelo mesmo fenômeno. A medida que os computadores ficavam cada vez mais complexos, nossos estudantes estavam perdendo a floresta para as árvores, e de fato, é impossível se conectar com a alma da máquina se você interage com uma caixa preta, PC ou um Mac, envolta por numerosas camadas de sofware de propriedade fechada. Então Noam e eu tivemos este vislumbre que se quiséssemos que nossos estudantes entendessem como os computadores funcionam, e entendessem na medula dos seus ossos, então talvez o melhor meio de chegar a isto seria fazê-los construir um completo, funcionando, com propósito geral, computador utilitário, hardware e software, do início, desde o primeiro princípio.

Agora, nós tínhamos que começar de algum lugar, e assim Noam e eu decidimos assentar nossa catedral, por assim dizer, no mais simples bloco de construção possível, que é uma coisa chamada NAND. Não é nada mais do que uma lógica e banal portão com quatro estados de entrada e saída. Então nós começamos esta jornada dizendo aos nossos alunos que Deus nos deu NAND – (Risos) – e nos disse para montar um computador, e quando nós perguntamos como, Deus disse, "Um passo de cada vez". E então, seguindo seu conselho, nós começamos com este modesto, humilde portão NAND, e nós conduzimos nossos alunos através de uma elaborada sequência de projetos nos quais eles gradualmente construíram um conjunto de chips, uma plataforma de hardware, um programa de computador, uma máquina virtual, um sistema operacional básico e um compilador para uma linguagem simples, similar a Java que nós chamamos de "JACK". Os estudantes comemoraram o fim dessa turnê de força usando JACK para desenvolver todo o tipo de jogos legais como Pong, Snake e Tetris. Vocês podem imaginar a grande alegria de jogar com um jogo Tetris que você projetou no JACK e então codificar para uma linguagem de máquina em um codificador que você também projetou, e então ver o resultado rodando em uma máquina que você construiu começando com nada mais do que uns poucos milhares de portões NAND. É um triunfo pessoal imenso ir dos primeiros princípios através de todo o caminho para um complexo, fantástico e útil sistema.

Noam e eu trabalhamos cinco anos para facilitar esta ascensão e para criar as ferramentas e infraestrutura que irão permitir aos estudantes construir isso em um semestre. E esta é a grande equipe que nos ajudou a fazer isto acontecer. O truque foi decompor a construção do computador em inúmeros módulos independentes, cada um deles poderia ser especificado individualmente, construído e testado isoladamente do resto do projeto. E desde o primeiro dia, eu e Noam decidimos por todos estes blocos construídos disponíveis livremente em software livre na rede. Assim especificações de chip, Interface de Aplicação de Programa, descrição de projeto, ferramentas de software, simuladores de hardware, emuladores de CPU, pilhas de centenas de slides, palestras – nós colocamos tudo na Web e convidamos o mundo para vir, pegar o que precisar, e fazer o que quiser com aquilo.

E então uma coisa fascinante aconteceu. O mundo veio. E num curto espaço de tempo, milhares de pessoas estavam construindo nossa máquina. E NAND2Tetris, se tornou um dos primeiros grandes cursos abertos online, embora sete anos atrás nós não tínhamos ideia de que o que estávamos fazendo seja chamado MOOCs. (Massive Online Open Course). Nós apenas observamos como os cursos auto-organizados eram um tipo de geração espontânea dos nossos materiais. Por exemplo, Pramode C.E., um engenheiro de Kerala, Índia, organizou grupos de auto-estudos que construíram nosso computador sob sua boa supervisão. E Parag Shah, outro engenheiro, de Mumbai, dividiu nosso projeto em pequenos e mais manejáveis segmentos, que ele agora utiliza no seu programa pioneiro de computação científica, faça você mesmo.

As pessoas que são atraídas por estes cursos têm tipicamente uma mentalidade de hackers. Eles querem compreender como as coisas funcionam, e eles querem fazer isto em grupo, como este clube de hackers em Washington, D.C., que usam nossos materiais para oferecer cursos à comunidade. E, porque estes materiais estão largamente disponíveis e são software livre, pessoas diferentes os utilizam para propósitos diferentes e imprevisíveis. Por exemplo, Yu Fangmin, de Guangzhou, usa tecnologia FPGA para montar nosso computador e mostrar como se faz isso usando um vídeo clipe, e Ben Craddock desenvolveu um jogo de computador muito bom que se abre dentro da nossa arquitetura de CPU, o qual é um labirinto bem complexo em 3D que o Ben desenvolveu usando a ferramenta de simulação Minecraft 3D. A comunidade Minecraft enlouqueceu com este projeto, e Ben se tornou instantaneamente uma celebridade da mídia.

E realmente, para muitas pessoas, fazer esta peregrinação ao NAND2Tetris, se quiserem, se tornou uma experiência de mudança de vida. Por exemplo, olhem Dan Rounds, que é um músico e matemático de East Lansing, Michigan. Há poucas semanas, Dan postou uma mensagem vitoriosa no nosso site, e eu gostaria de ler para vocês. Assim aqui está o que Dan disse.

"Eu fiz o curso porque entender de computadores é importante para mim, assim como alfabetização e matemática e eu fiz bem. Eu nunca trabalhei tanto em outra coisa, nunca fui desafiado a este nível. Mas considerando o que agora eu tenho capacidade de fazer eu certamente faria de novo. Para qualquer um que considere NAND2Tetris, é uma jornada dura, mas você mudará profundamente".

Assim Dan demonstra os inúmeros auto-didatas que fizeram este curso da Web, em seus próprios ritmos e própria iniciativa, e é surpreendente porque estas pessoas não se importam com as pontuações. Elas estão fazendo isso por causa de uma única motivação. Elas têm uma grande paixão pelo aprender.

E com isso em mente, eu gostaria de dizer algumas palavras sobre o tradicional sistema de pontuação na universidade. Eu estou enojado disso. Nós estamos obcecados com pontuações porque somos obcecados com dados, e assim as pontuações tiram toda a diversão de se falhar, e uma enorme parte da educação é sobre falhar Coragem, de acordo com Churchill, é a habilidade de ir de uma derrota a outra sem perder o entusiasmo. (Risos) E Orwel disse que erros são os portais da descoberta. E ainda assim nós não toleramos erros, e reverenciamos o sistema de notas. Assim colecionamos nossos B mais e nossos A menos e os somamos em um número como 3,4, que é estampado na nossa testa e sintetiza o que nós somos. Bem, na minha opinião, nós fomos muito longe com este absurdo, e o sistema de nota se tornou anti sistema de nota.

Com isso eu gostaria de dizer umas poucas palavras sobre um melhor sistema de notas, e compartilhar com vocês um vislumbre do meu projeto atual, que é diferente do anterior, mas tem exatamente as mesmas características de auto aprendizado, aprendendo fazendo, auto conhecimento, construção em comunidade, e este projeto lida com matemática educativa K-12 (sistema escolar dos EU), começando com matemática para crianças, e nós o fizemos em tablets porque acreditamos que matemática, como tudo o mais, deveria ser ensinada com participação ativa.

Assim aqui está o que nós fazemos. Basicamente, nós desenvolvemos numerosos aplicativos móveis, cada um deles explicando um conceito específico da matemática. Assim por exemplo, vamos ver a área. Quando se lida com um conceito como área – bem, nós também fornecemos um conjunto de ferramentas que a criança é convidada a experimentar com o objetivo de aprender. Assim, se área é o que nos interessa, então uma coisa que é natural fazer é ladrilhar a área desta forma particular e simplesmente contar quantos ladrilhos são necessários para cobri-la completamente. E este pequeno exercício aqui lhes dá a primeira impressão da noção de área.

Seguindo adiante, o que há sobre a área desta figura? Bem, se você tentar ladrilhar, não vai funcionar tão bem, vai? Assim ao invés, você pode experimentar com estas diferentes ferramentas aqui por alguns processos guiados de tentativa e erro, e em algum momento vai se descobrir que uma coisa que se pode fazer entre muitas outras transformações legítimas é a seguinte. Você pode cortar a figura, você pode rearranjar as partes, você pode colá-las e então proceder com os ladrilhos assim como fizemos antes. (Aplausos) Agora esta transformação em particular não muda a área da figura original, assim uma criança de seis anos que brinca com isso descobre um algoritmo engenhoso para computar a área de qualquer paralelogramo dado.

Nós não substituímos professores, por falar nisso. Nós acreditamos que professores devem ser auxiliados, não substituídos.

Indo em frente, e a área de um triângulo? Assim depois de algumas tentativas e erros, a criança vai descobrir, com ou sem ajuda, que ele ou ela pode duplicar a figura original e então ter o resultado, transportá-lo, colar ao original e então continuar [com] o que nós fizemos antes: cortar, rearranjar, colar – epa – colocar e colar, e ladrilhar. Agora esta transformação dobrou a área da figura original, e portanto nós aprendemos que a área do triângulo é igual à área deste retângulo dividida por dois. Mas nós descobrimos isso por auto aprendizado.

Assim, além de aprender alguma geometria útil, a criança foi exposta a algumas estratégias científicas bem sofisticadas, como redução, que é a arte de transformar um problema complexo em um simples, ou generalização, que é o centro de qualquer disciplina científica, ou o fato que algumas propriedades são invariáveis sob certas transformações. E tudo isso é alguma coisa que uma criança pode assimilar usando este tipo de aplicativo. Assim no momento nós estamos fazendo o seguinte: Primeiro de tudo, estamos decompondo o currículo de matemática do K-12 em inúmeros aplicativos. E devido ao fato de que não podemos fazer isso nós mesmos, desenvolvemos uma ferramenta de autoria especial que qualquer autor, qualquer mãe ou pai, ou na verdade qualquer um que tem interesse em educação matemática, pode usar esta ferramenta de autoria para desenvolver aplicativos semelhantes em tablets sem programação. E finalmente estamos unindo um ecossistema adaptado que vai correlacionar diferentes estudantes com diferentes aplicativos de acordo com a evolução dos seus estilos de aprendizado.

A força propulsora atrás desse projeto é o meu colega Shmulik London, e vocês veem, como Salman fez cerca de 90 anos atrás, o truque é se cercar com pessoas brilhantes, porque no final, é tudo sobre as pessoas. Há poucos anos, eu estava caminhando em Tel Aviv e vi este grafite em uma parede, e o achei tão convincente que agora eu divulgo para meus alunos, e eu gostaria de tentar divulgá-lo para vocês também. Agora, eu não sei quantas pessoas aqui estão familiarizadas com o termo "mensch". Ele basicamente significa "ser humano" e fazer o correto. E com isso o que o grafite dizia era, "Alta tecnologia, tecnologia "schmigh". A coisa mais importante é ser um "mensch". Muito obrigado. (Aplausos) (Aplausos)