Shimon Schocken: Počítačový kurz, ktorý sa organizuje sám

Toto je môj starý otec, Salman Schocken, ktorý sa narodil do chudobnej a nevzdelanej rodiny so šiestimi hladnými krkmi, a keď mal 14 rokov, musel odísť zo školy, aby pomáhal rodine zabezpečiť obživu. Nikdy sa do školy nevrátil. Namiesto toho vybudoval blýskavú sieť obchodných domov. Salman bol dokonalým perfekcionistom, a každý z jeho obchodov bol klenotom postaveným v slohu Bauhaus. Bol tiež vášnivým samoukom, a ako všetko ostatné, aj to robil vo veľkom štýle. Obklopil sa spoločnosťou mladých neznámych učencov ako Martin Buber a Shai Agnon a Franz Kafka, a každému z nich vyplácal mesačnú mzdu, aby mohli v pokoji tvoriť.

Napriek tomu, koncom 30. rokov Salman videl, k čomu sa schyľuje. Utiekol z Nemecka aj so svojou rodinou a všetko ostatné tam zanechal. Jeho obchodné domy boli zhabané, a zvyšok svojho života strávil neúnavným nasledovaním umenia a kultúry. Tento odpadlík zo strednej školy zomrel vo veku 82 rokov ako úžasný intelektuál, zakladateľ a prvý riaditeľ Hebrejskej univerzity v Jeruzaleme a zakladateľ Schocken Books, vyhlásenej tlačiarne, ktorú neskôr získal Random House. Taká je moc samouky.

A toto sú moji rodičia. Ani tí nemali privilégium študovať na univerzite. Mali príliš veľa práce s budovaním rodiny a krajiny. Ale, presne ako Salman, boli po celý život, húževnatými samoukmi a náš domov bol preplnený tisícami kníh, záznamov a umeleckých diel. Živo si pamätám, ako mi otec rozprával, že keď už všetci susedia mali televízor, my sme si ešte len kúpili rádio. (Smiech)

A to som ja, chcel som povedať, že držím moje prvé počítadlo, ale vlastne držím to, čo by môj otec považoval za dostatočnú náhradu za iPad. (Smiech) Z domu som si odniesol myšlienku, že učitelia nemusia nutne učiť. Namiesto toho môžu poskytovať prostredie a zdroje, ktoré vyburcujú našu prirodzenú schopnosť učiť sa sami. Samouka, vlastné objavovanie, sebestačnosť, to sú cnosti skvelého vzdelania.

Rád by som vám preto vyrozprával príbeh samouky, sebestačného počítačového kurzu, ktorý som vytvoril s mojím skvelým kolegom Noamom Nisanom. Ako vidíte z fotiek, Noama aj mňa fascinovali už prvé základy a po rokoch, ako sa rozširovali naše vedomosti z vedy a techniky, tento úžas nad základmi sa iba zintenzívnil. Čiže nie je vôbec zvláštne, že asi pred 12 rokmi, keď už sme obaja boli profesori počítačovej vedy, zostali sme obaja frustrovaní z jedného fenoménu. Počítače sa stali čoraz komplexnejšími, a študenti pre stromy nevideli les. A naozaj, je nemožné pochopiť dušu stroja, pokiaľ pracujete s čiernou skrinkou PC alebo Macu, ktorá je zahalená nespočetnými vrstvami uzavretého patentovaného softvéru. Takže sme s Noamom mali taký nápad, že ak chceme, aby naši študenti chápali, ako počítače pracujú, a chápali to do špiku svojich kostí, asi najlepším prístupom je nechať ich postaviť si úplný, funkčný, všeobecný, užitočný počítač, hardvér a softvér, zdola-nahor, zo základných zložiek.

Niekde sme museli začať, preto sme sa rozhodli postaviť základy našej katedrály, takpovediac, na najzákladnejšom stavebnom kameni, ktorý sa volá NAND. A sú to iba jednoduché logické hradlá so štyrmi vstupno-výstupnými stavmi. Takže sme začali tým, že sme povedali študentom, že Boh nám dal NAND – (Smiech) – a povedal nám, aby sme zostrojili počítač. A keď sme sa opýtali ako, Boh povedal, „Krok po kroku.“ A po tejto rade sme začali týmto základným skromným NAND hradlom, a previedli študentov prepracovaným sledom projektov, v ktorých postupne zostroja sadu čipov, hardvérovu platformu, asembler, virtuálny stroj, základný operačný systém a kompilátor pre základný jazyk podobný Jave, ktorý voláme "JACK". Študenti oslávia koniec tohto mimoriadneho výkonu napísaním kódu rôznych super hier v JACK-u, ako napr. Pong, Snake a Tetris. Viete si predstaviť tú ohromnú radosť hrať hru Tetris, ktorú ste napísali v JACK-u a potom ju skompilovali do strojového jazyka v kompilátore, ktorý ste si tiež napísali, a potom videli výsledok, ktorý beží na stroji, ktorý ste postavili použitím len pár tisíc NAND hradiel. Je to ohrmoné osobné víťazstvo, dostať sa od základných základov až k fantasticky komplexnému a užitočnému systému.

S Noamom sme pracovali 5 rokov na tom, aby sme si uľahčili tento výstup a aby sme vytvorili nástroje a infraštruktúru, vďaka ktorej by to študenti za semester postavili. A tento skvelý tím nám v realizácii pomáhal. Trik spočíval v rozložení počítača na mnoho samostatných modulov, z ktorých každý by sa dal samostatne vymedziť, vyrobiť a otestovať bez ohľadu na zbytok projektu. A od prvého dňa sme boli s Noamom rozhodnutí poskytnúť všetky súčiastky stavebnice voľne dostupné na internete. Takže špecifikácie čipov, API, popisy projektov, softvérové nástroje, hardvérové simulátory, procesorové emulátory, stovky prezentácií, prednášok – všetko sme dali na web a pozvali celý svet, aby prišiel a vzal si čo potrebuje a spravil s tým to, čo uzná za vhodné.

A potom sa stalo niečo úžasné. Svet prišiel. A v zápätí tisíce ľudí stavali náš stroj. A NAND2Tetris sa stal jedným z prvých masívnych, otvorených online kurzov, hoci sme pred 7 rokmi nevedeli, že sme vlastne robili tzv. MOOC (masívne otvorený online kurz). Pozorovali sme, ako sa samoorganizované kurzy spontánne množia vďaka našim materiálom. Napríklad, Pramode C.E., inžinier z Keraly v Indii, zorganizoval skupiny samoukov, ktorí pod jeho vedením zostrojili náš počítač. A Parag Shah, iný inžinier, z Bombaja, rozdelil naše projekty na menšie, ľahšie zvládnuteľné kusy, ktoré teraz ponúka vo svojom priekopníckom „urob si sám“ programe z počítačovej vedy.

Ľudia, ktorých priťahujú tieto kurzy, majú zvyčajne hackerskú povahu. Chcú prísť na to, ako veci fungujú a chcú to robiť skupinovo, ako napríklad tento hackerský klub z Washingtonu, D.C., ktorý používa naše materiály, aby ponúkal kurzy pre komunitu. A pretože sú tieto materiály široko dostupné a voľne dostupné, rôzni ľudia ich posunú rôznymi a často nepredvídateľnými smermi. Napríklad Yu Fangmin z Guangzhou, použil FPGA technológiu, aby vytvoril náš počítač a prostredníctvom videa ukázal ostatným, ako to urobiť. Ben Craddock vytvoril veľmi peknú počítačovú hru, ktorá odhaľuje vnútro našej procesorovej architektúry, ktoré je dosť komplexným 3D bludiskom, ktoré Ben vyrobil použitím simulačného 3D enginu Minecraft. Minecrafťácka komunita sa išla z toho zblázniť a Ben sa okamžite stal mediálnou hviezdou.

A iste viacerým ľuďom toto „putovanie“ s NAND2Tetris začalo meniť ich životy. Napríklad, Dan Rounds, ktorý vyštudoval hudbu a matematiku na East Lansing v Michigane. Pred pár týždňami pridal Dan oslavný komentár na našu stránku a rád by som vám ho prečítal. Toto napísal.

„Tento kurz som robil, pretože pochopiť počítače je pre mňa rovnako dôležité, ako vedieť čítať a počítať a dokončil som to. Nikdy som na ničom tak nemakal, nikdy som neprijal väčšiu výzvu. Ale keď vidím, čoho som teraz schopný, určite by som do toho išiel znova. Pre tých, čo uvažujú nad NAND2Tetris – je to ťažká cesta, ale hlboko vás to zmení."

Dan ukazuje, že je veľa samoukov, ktorí prejdú týmto kurzom na Webe, na vlastný podnet, vlastnou iniciatívou a je to vcelku úžasné, pretože týmto ľuďom absolútne nejde o známky. Majú len jednu motiváciu. Úžasnú vášeň pre učenie sa.

No a práve preto by som teraz rád povedal niečo k tradičnému známkovaniu na vysokých školách. Je mi z toho zle. Sme posadnutí známkami, pretože sme posadnutí dátami, ale známkovanie zabraňuje všetkej tej zábave pri tom, keď robíte chyby a obrovská časť vzdelávania je práve o robení chýb. Odvaha, podľa Churchilla, je schopnosť ísť z jednej porážky do druhej bez straty nadšenia. (Smiech) A Joyce povedal, že chyby sú bránami k objavom. A pritom my stále netolerujeme chyby a uctievame známky. Zbierame si svoje B+ a A- a zhrnieme ich do čísiel ako 3.4, čo vám otlačia na čelo a tak zhrnú, kto ste. Podľa môjho názoru sme už s týmito nezmyslami zašli priďaleko a známkovanie sa stalo ponižujúce.

No a ja by som teda rád povedal, ako to zlepšiť a podelím sa s vami o náhľad môjho súčasného projektu, ktorý je iný od toho predošlého, ale zdieľa s ním presne rovnaké znaky samouky, učenia sa praxou, vlastného objavovania a budovania komunity. Tento projekt sa venuje matematike na základnej a strednej škole, počínajúc matematikou pre maličkých a robíme to na tabletoch, pretože sme presvedčení, že matematika, ako čokoľvek iné, by sa mala učiť prakticky.

Takže toto robíme. V princípe sme vytvorili mnohé mobilné aplikácie, každá z nich vysvetľuje nejaký koncept z matematiky. Čiže napríklad obsah. Keď sa zaoberáte konceptom ako je obsah... tiež poskytujeme sadu nástrojov, s ktorými dieťa môže experimentovať, aby sa učilo. Takže ak nás zaujíma obsah, jedna zrejmá vec je učiť sa vydláždiť obsah tohto konkrétneho tvaru a spočítať, koľko dlaždíc potrebujem, aby som ho celý zakryl. A toto krátke cvičenie vám dá prvý dobrý náhľad pojmu obsah.

Ďalej, čo ale obsah tohto tvaru? Ak ho skúsite vydláždiť, veľmi to nefunguje, však? Namiesto toho môžete experimentovať s rôznymi nástrojmi usmerňovaného procesu pokusu a omylu. V istom momente zistíte, že to, čo môžete urobiť spomedzi niekoľkých patričných zmien, je táto. Môžete rozstrihnúť tvar, premiestniť jeho časti, zlepiť ich a potom ich vydláždiť tak, ako predtým. (Potlesk) Táto konkrétna zmena nezmenila obsah pôvodného tvaru, čiže 6-ročné dieťa, ktoré sa s tým hrá, práve objavilo šikovný algoritmus, ako vypočítať obsah akéhokoľvek rovnobežníka.

Mimochodom, nenahrádzame učiteľov. Myslíme si, že učitelia by sa mali rozvíjať, nie nahrádzať.

Poďme ďalej, čo obsah trojuholníka? Po niekoľkých usmernených pokusoch a omyloch, dieťa objaví, s pomocou alebo bez nej, že môže zdvojiť pôvodný tvar a potom vziať výsledok, premiestniť ho, nalepiť ho k originálu a potom pokračovať tak ako predtým: strihať, usporiadať, prilepiť a vydláždiť. Táto premena zdvojila obsah pôvodného tvaru, čiže sme sa práve naučili, že obsah trojuholníka sa rovná obsahu tohto obdĺžnika, vydeleného dvomi. Ale objavili sme to vlastným skúmaním.

Takže, okrem toho, že sme sa naučili nejakú užitočnú geometriu, sme dieťa vystavili zopár pomerne sofistikovaným vedeckým stratégiám, ako je krátenie, čo je umenie premieňať komplexný problém na jednoduchý alebo zovšeobecnenie, ktoré je ťažiskom akejkoľvek vedeckej disciplíny, prípadne fakt, že niektoré vlastnosti sa počas niektorých premien nemenia. A toto všetko môže veľmi malé dieťa pochopiť použitím takýchto mobilných aplikácií. Takže momentálne sa venujeme tomuto: v prvom rade rozkladáme osnovy pre základné a stredné školy na nespočet takýchto aplikácií. A pretože to nedokážeme spraviť sami, vytvorili sme úplne perfektný nástroj pre tvorcov, ktorý môže akýkoľvek učiteľ alebo rodič – vlastne hocikto, koho zaujíma učenie matematiky – použiť, aby bez programovania vytvoril podobné aplikácie pre tablety. A na záver dávame dokopy adaptívny ekosystém, ktorý bude vhodný pre rôznych žiakov s rôznymi aplikáciami podľa toho, ako sa rozvíja ich učebný štýl.

Hnacou silou tohto projektu je môj kolega Shmulik London a... viete, práve tak, ako to Salman robil pred 90 rokmi – trik je v tom, obklopiť sa úžasnými ľudmi, pretože koniec koncov, vždy je to o ľuďoch. A pred pár rokmi som sa prechádzal po Tel Avive a videl som na stene graffiti, a boli také pôsobivé, že teraz to hlásam svojim študentom a rád by som to zvestoval aj vám. Netuším, koľko z vás pozná termín „mentch.“ V podstate to znamená byť človekom a robiť správnu vec. A teda toto graffiti hovorí: „High-tech, Schmai-tech. Najdôležitejšou vecou je byť mentch.“ (Smiech) Ďakujem. (Potlesk) (Potlesk)