Shimon Schocken: The self-organizing computer course

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Translator: Type AltF4 Reviewer: Darina Stoyanova

So, this is my grandfather,

Това е дядо ми,

Salman Schocken,

Салман Шокен,

who was born into a poor and uneducated family

който е бил роден в бедно, необразовано семейство

with six children to feed,

с шест деца за изхранване

and when he was 14 years old, he was forced to

и когато бил на 14 години, бил принуден

drop out of school in order to help put bread on the table.

да напусне училище, за да помага за изхранването на семейството.

He never went back to school.

Никога не се върнал в училище.

Instead, he went on to build a glittering empire

Вместо това, отишъл да строи блестящата империя

of department stores.

на търговски центрове.

Salman was the consummate perfectionist,

Салман бил ненадминат перфекционист

and every one of his stores was a jewel

и всеки един от неговите магазини бил едно бижу

of Bauhaus architecture.

на бакхауската архитектура.

He was also the ultimate self-learner,

Също така бил невероятен самоучител

and like everything else, he did it in grand style.

и като всичко друго, го направил зрелищно.

He surrounded himself with an entourage

Обградил се с антураж

of young, unknown scholars like Martin Buber

от млади, неизвестни учени, като Мартин Бубър,

and Shai Agnon and Franz Kafka,

Шай Ангон и Франц Кафка

and he paid each one of them a monthly salary

и плащал на всеки от тях месечна заплата,

so that they could write in peace.

за да могат да пишат спокойно.

And yet, in the late '30s, Salman saw what's coming.

Във втората половина на 30-те години, Салман видял бъдещето.

He fled Germany, together with his family,

Избягал от Германия заедно със семейството си,

leaving everything else behind.

оставяйки всичко останало зад себе си.

His department stores confiscated,

Търговските му центрове били конфискувани,

he spent the rest of his life in a relentless pursuit

а той прекарал остатъка от живота си в непрестанно преследване

of art and culture.

на изкуство и култура.

This high school dropout

Този никога не завършил училище човек

died at the age of 82,

починал на 82 години,

a formidable intellectual, cofounder and first CEO

като бил голям интелектуалец, съ - основател и първи Изпълнителен директор

of the Hebrew University of Jerusalem,

на Израелския университет в Йерусалим

and founder of Schocken Books,

и основател на Книгите Шокен,

an acclaimed imprint that was later acquired

копие от които било по-късно закупено

by Random House.

от Рандом хаус.

Such is the power of self-study.

Такава е силата на самостоятелното учене.

And these are my parents.

Това са родителите ми.

They too did not enjoy the privilege of college education.

Те също не са посещавали колеж.

They were too busy building a family and a country.

Били са твърде заети да изградят семейство и държава.

And yet, just like Salman, they were lifelong,

Точно като Салман, те бяха дълголетни,

tenacious self-learners, and our home was stacked

образоваха се сами и къщата ни беше затрупана

with thousands of books, records and artwork.

с хиляди книги, плочи и произведения на изкуството.

I remember quite vividly my father telling me

Много ясно си спомням, когато баща ми ми каза,

that when everyone in the neighborhood will have a TV set,

че когато всички в съседството имат телевизори,

then we'll buy a normal F.M. radio. (Laughter)

ще купим обикновено F.M. радио. (Смях)

And that's me,

Това съм аз,

I was going to say holding my first abacus,

Щях да кажа, че държа първия ми калкулатор,

but actually holding what my father would consider

но в действителност държа това, което баща ми считаше

an ample substitute to an iPad. (Laughter)

за заместител на iPad. (Смях)

So one thing that I took from home is this notion

Едно от нещата, които възприех от семейството си, е тази мисъл,

that educators don't necessarily have to teach.

че не е необходимо учителите да преподават.

Instead, they can provide an environment and resources

Вместо това, те могат да осигурят среда и ресурси,

that tease out your natural ability to learn on your own.

които предизвикват естествената ви способност да учите сами.

Self-study, self-exploration, self-empowerment:

Самообучение, самоопознаване, създаване на собствена сила,

these are the virtues of a great education.

това са добродетелите на доброто образование.

So I'd like to share with you a story about a self-study,

Искам да споделя с вас история за самообучение,

self-empowering computer science course

компютърен курс, който създадох,

that I built, together with my brilliant colleague Noam Nisan.

заедно със страхотния ми колега Ноам Нисан.

As you can see from the pictures, both Noam and I

Както можете да видите от снимките, Ноам и аз

had an early fascination with first principles,

отначало бяхме очаровани от първите принципи

and over the years, as our knowledge of

и с годините, когато знанията ни

science and technology became more sophisticated,

за наука и технология станаха по-задълбочени,

this early awe with the basics

този ранен страх от основите

has only intensified.

се задълбочи.

So it's not surprising that, about 12 years ago, when

Не е въодушевяващо, че преди около 12 години, когато

Noam and I were already computer science professors,

Ноам и аз вече бяхме професори по компютърни науки,

we were equally frustrated by the same phenomenon.

бяхме еднакво уплашени от същото явление.

As computers became increasingly more complex,

Тъй като компютрите ставаха все по-сложни,

our students were losing the forest for the trees,

студентите ни се губеха в детайлите

and indeed, it is impossible to connect

и наистина, невъзможно е да се свържете

with the soul of the machine if you interact

със същността на машината, ако работите

with a black box P.C. or a Mac which is shrouded

с черна кутия персонален компютър или Мак, който е затрупан

by numerous layers of closed, proprietary software.

с много слоеве затворен софтуер.

So Noam and I had this insight that if we want our students

Ноам и аз решихме, че ако искаме студентите ни

to understand how computers work,

да разберат как работи компютъра

and understand it in the marrow of their bones,

и да го разберат докрай,

then perhaps the best way to go about it

може би най-добрия начин да го направят,

is to have them build a complete, working,

е да ги накараме да конструират цял, работещ,

general-purpose, useful computer, hardware and software,

компютър за общи цели, хардуера и софтуера му

from the ground up, from first principles.

от началото, от първите принципи.

Now, we had to start somewhere, and so Noam and I

Трябваше да започнем отнякъде и Ноам и аз

decided to base our cathedral, so to speak,

решихме да построим катедралата си, така да се каже,

on the simplest possible building block,

върху най-простия строителен блок,

which is something called NAND.

което се нарича NAND.

It is nothing more than a trivial logic gate

Това е обикновена логическа врата

with four input-output states.

с четири състояния за входни и изходни данни.

So we now start this journey by telling our students

Започнахме това пътешествие, като казахме на студентите си,

that God gave us NAND — (Laughter) —

че бог ни е дал NAND - (Смях) -

and told us to build a computer, and when we asked how,

и ни каза, да конструираме компютър и когато попитахме как,

God said, "One step at a time."

Бог отвърнал: "Малко по малко."

And then, following this advice, we start

Следвайки този съвет, започнахме

with this lowly, humble NAND gate,

с тази скромна врата NAND

and we walk our students through an elaborate sequence

и преведохме студентите си през сложни

of projects in which they gradually build a chip set,

проекти, чрез които те постепенно създадоха чипове,

a hardware platform, an assembler, a virtual machine,

хардуерна платформа, асемблер, виртуална машина,

a basic operating system and a compiler

основна операционна система и компютър,

for a simple, Java-like language that we call "JACK."

който работи с прост, подобен на Java език, който нарекохме "JACK".

The students celebrate the end of this tour de force

Студентите отпразнуваха края на това пътешествие,

by using JACK to write all sorts of cool games

като използваха JACK, за да напишат всякакви видове страхотни игри,

like Pong, Snake and Tetris.

като Понг, Снийк и Тетрис.

You can imagine the tremendous joy of playing

Можете да си представите огромната радост от играенето

with a Tetris game that you wrote in JACK

на Тетрис, игра, която сте написали на JACK

and then compiled into machine language in a compiler

и след това я компилирате на машинен език в компайлер,

that you wrote also, and then seeing the result

който също сте написали, и след това да видите резултата

running on a machine that you built starting

на машината, която започнахте да конструирате

with nothing more than a few thousand NAND gates.

само с няколко хиляди врати NAND.

It's a tremendous personal triumph of going

Това е огромен личен триумф, започвайки

from first principles all the way to a fantastically complex

от първите принципи през целия път до много сложна

and useful system.

и полезна система.

Noam and I worked five years to facilitate

Ноам и аз работихме пет години, за да улесним

this ascent and to create the tools and infrastructure

процеса и да създадем инструментите и инфраструктурата,

that will enable students to build it in one semester.

която ще позволи на студентите да конструират компютър за един семестър.

And this is the great team that helped us make it happen.

Това е страхотният екип, който ни помогна това да се случи.

The trick was to decompose the computer's construction

Трикът беше да се декомпозира конструкцията на компютъра

into numerous stand-alone modules,

в много самостоятелни модули,

each of which could be individually specified,

всеки от които може да бъде специфициран,

built and unit-tested in isolation from the rest of the project.

конструиран и тестван, отделно от останалата част на проекта.

And from day one, Noam and I decided to put

От първия ден, Ноам и аз решихме да сложим

all these building blocks freely available in open source

всички тези строителни блокове безплатно налични в

on the Web.

уеба.

So chip specifications, APIs, project descriptions,

Спецификациите на чипповете, APIs, описанията на проекта,

software tools, hardware simulators, CPU emulators,

софтуерните инструменти, симулациите на хардуера, емулаторите на CPU,

stacks of hundreds of slides, lectures --

стотици слайдове, лекции -

we laid out everything on the Web

сложихме всичко в уеба

and invited the world to come over,

и поканихме всички да влязат,

take whatever they need,

да вземат, каквото им е нужно

and do whatever they want with it.

и да правят с него каквото искат.

And then something fascinating happened.

Тогава се случи нещо прекрасно.

The world came.

Всички влязоха.

And in short order, thousands of people

След кратко време, хиляди хора

were building our machine.

конструираха машината ни.

And NAND2Tetris became one of the first

NAND2Tetris стана един от първите

massive, open, online courses,

открити он-лайн курсове,

although seven years ago we had no idea that what

въпреки, че преди седем години не знаехме какво

we were doing is called MOOCs.

ще наречем MOOCs.

We just observed how self-organized courses

Просто наблюдавахме, как самоорганизираните курсове

were kind of spontaneously spawning

се раждаха спонтанно

out of our materials.

от материалите.

For example, Pramode C.E.,

Например, Прамод С. Е.,

an engineer from Kerala, India,

инженер от Керала, Индия,

has organized groups of self-learners

организира група от самообучаващи се,

who build our computer under his good guidance.

които конструираха компютъра ни под неговото добро ръководсво.

And Parag Shah, another engineer, from Mumbai,

Параг Шах, друг инженер, от Мумбай,

has unbundled our projects into smaller,

раздели проектите ни на по-малки,

more manageable bites that he now serves

по-управляеми части, които сега той обслужва

in his pioneering do-it-yourself computer science program.

в пионерската си работа направи - сам компютър научна програма.

The people who are attracted to these courses

Хората, които са привлечени в тези курсове,

typically have a hacker mentality.

обикновено имат ум на хакери.

They want to figure out how things work,

Те искат да разберат, как работи това

and they want to do it in groups,

и искат да го направят в групи,

like this hackers club in Washington, D.C.,

като този клуб на хакери във Вашингтон,

that uses our materials to offer community courses.

който използва материалите ни, за да създаде курсове на общността.

And because these materials are widely available

Тъй като тези материали са широко достъпни

and open-source, different people take them

и са с открит източник, различни хора ги взимат

to very different and unpredictable directions.

за да ги използват в различни и непредсказуеми посоки.

For example, Yu Fangmin, from Guangzhou,

Например, Ю Фангмин, от Гуангжоу,

has used FPGA technology

използва технологията FPGA,

to build our computer and show others how to do the same

за да конструира компютъра ни и да покаже на другите хора, как да направят това,

using a video clip, and Ben Craddock developed

като използват видео клип, а Бен Крадък разработи

a very nice computer game that unfolds

много хубава компютърна игра, която се развива

inside our CPU architecture, which is quite a complex

в архитектурата ни на CPU, което е много сложен

3D maze that Ben developed

3 - измерен лабиринт, който Бен разработи,

using the Minecraft 3D simulator engine.

като използва симулаторен енджин Minecraft 3D.

The Minecraft community went bananas over this project,

Общността Minecraft забеляза този проект

and Ben became an instant media celebrity.

и Бен веднага стана известен чрез медиите.

And indeed, for quite a few people,

Наистина, много малко хора

taking this NAND2Tetris pilgrimage, if you will,

взимат NAND2Tetris, но той

has turned into a life-changing experience.

се превърна в преживяване, което променя живота.

For example, take Dan Rounds, who is a music

Например, вземете Дан Раундс, който е музикант

and math major from East Lansing, Michigan.

и математик от Ист Лансинг, Мичиган.

A few weeks ago, Dan posted a victorious post

Преди няколко седмици, Дан изпрати по пощата печелившо съобщение

on our website, and I'd like to read it to you.

на уеб сайта ни, което искам да ви прочета.

So here's what Dan said.

Ето какво каза Дан.

"I did the coursework because understanding computers

"Взех участие в курса, защото разбирането на компютри

is important to me, just like literacy and numeracy,

е важно за мен, също като грамотността и умението да се борави с числа.

and I made it through. I never worked harder on anything,

Никога не съм работил по-усилено,

never been challenged to this degree.

никога не съм бил предизвикван до такава степен.

But given what I now feel capable of doing,

Но като сега се чувствам способен да го направя,

I would certainly do it again.

със сигурност ще го направя отново.

To anyone considering NAND2Tetris,

За всеки, който мисли, че NAND2Tetris

it's a tough journey, but you'll be profoundly changed."

е трудно пътешествие, ще открие, че то ще го измени изцяло."

So Dan demonstrates the many self-learners

Дан демонстрира на много самообучаващи се,

who take this course off the Web, on their own traction,

които завършиха курса по уеба,

on their own initiative, and it's quite amazing because

по собствена инициатива и това е много учудващо, защото

these people cannot care less about

тези хора не могат да се грижат по-малко за

grades.

оценки.

They are doing it because of one motivation only.

Те правят това само поради мотивация.

They have a tremendous passion to learn.

Имат огромно желание да учат.

And with that in mind,

Като имам това в предвид,

I'd like to say a few words about traditional college grading.

искам да кажа няколко думи за традиционното оценяване в колеж.

I'm sick of it.

Писна ми от това.

We are obsessed with grades

Вманиачили сме се в оценките,

because we are obsessed with data,

защото сме затрупани с данни

and yet grading takes away all the fun from failing,

а оценяването отнема цялото забавление от неуспеха,

and a huge part of education

а в голяма част от образованието

is about failing.

става дума за неуспех.

Courage, according to Churchill,

Според Чърчил, смелостта

is the ability to go from one defeat to another

е способността да отиваме от един неуспех към друг

without losing enthusiasm. (Laughter)

без да губим ентусиазъм. (Смях)

And [Joyce] said that mistakes

Джойс е казал, че грешките

are the portals of discovery.

са вратата към откритията.

And yet we don't tolerate mistakes,

Все пак, не толерираме грешките

and we worship grades.

и обожаваме оценките.

So we collect your B pluses and your A minuses

Събираме B плюсовете ви, А минусите ви

and we aggregate them into a number like 3.4,

и ги осредняваме в число като например, 3.4,

which is stamped on your forehead

което е отпечатано на челото ви

and sums up who you are.

и обобщава кой сте.

Well, in my opinion, we went too far with this nonsense,

Според мен, отидохме твърде далеч с тази глупост,

and grading became degrading.

а оценяването се превърна в деградиране.

So with that, I'd like to say a few words about upgrading,

С това, искам да кажа няколко думи за надграждането

and share with you a glimpse from my current project,

и да споделя с вас малка част от проекта, върху който работя,

which is different from the previous one,

който се различава от предишния,

but it shares exactly the same characteristics

но има същите характеристики

of self-learning, learning by doing,

на самообучение, учене чрез правене,

self-exploration and community-building,

самоизучаване и създаване на общност

and this project deals with K-12 math education,

и това е проект, който се занимава с обучение по математика К - 12,

beginning with early age math,

като започва от математиката, която се изучава в детството

and we do it on tablets because we believe that

и я правим на таблети, защото вярваме, че

math, like anything else, should be taught hands on.

математиката, като всичко друго, трябва да се преподава директно.

So here's what we do. Basically, we developed

Ето какво правим. Разработихме

numerous mobile apps, every one of them explaining

много мобилни приложения, всяко от които обяснява

a particular concept in math.

отделна концепция от математиката.

So for example, let's take area.

Например, да вземем област.

When you deal with a concept like area --

Когато работите с концепция като област -

well, we also provide a set of tools that the child

осигуряваме и инструменти, с които детето

is invited to experiment with in order to learn.

се кани да експериментира, за да учи.

So if area is what interests us, then one thing

Ако ни интересува областта, едно от нещата,

which is natural to do is to tile the area

което е естествено да бъде направено, е да се даде име на областта

of this particular shape and simply count

съставляваща тази форма и просто да изброите

how many tiles it takes to cover it completely.

колко имена са необходими, за да я обхванете.

And this little exercise here gives you a first

Този малък пример ви дава първата

good insight of the notion of area.

хубава идея за това, какво е област.

Moving along, what about the area of this figure?

Какво ще кажете за областта на тази графика?

Well, if you try to tile it, it doesn't work too well, does it.

Ако се опитате да й дадете име, това няма да е много добре.

So instead, you can experiment

Вместо това, можете да експериментирате

with these different tools here by some process

с тези различни инструменти тук от процеса

of guided trial and error,

за насочени опити и грешки

and at some point you will discover that one thing

и ще откриете, че едно нещо,

that you can do among several legitimate transformations

което можете да направите между няколко разрешени действия,

is the following one. You can cut the figure,

е следното. Можете да разрежете фигурата,

you can rearrange the parts, you can glue them

можете да пренаредите частите, можете да ги залепите

and then proceed to tile just like we did before.

и после да действате, както преди.

(Applause)

(Аплодисменти)

Now this particular transformation

Тази трансформация

did not change the area of the original figure,

не променя областта на първоначалната фигура,

so a six-year-old who plays with this

така че шест годишно дете, което играе с това,

has just discovered a clever algorithm

е открило умен алгоритъм,

to compute the area of any given parallelogram.

за да изчисли площта на който и да е даден палеограм.

We don't replace teachers, by the way.

Между другото, не заменяме учителите.

We believe that teachers should be empowered, not replaced.

Вярваме, че учителите трябва да бъдат опълномощени, не заменени.

Moving along, what about the area of a triangle?

Какво ще кажете за площта на триъгълник?

So after some guided trial and error,

След направлявани опити и грешки,

the child will discover, with or without help,

детето ще открие, с или без помощ,

that he or she can duplicate the original figure

че той или тя може да копира първоначалната фигура

and then take the result, transpose it,

и да получи резултата,

glue it to the original and then proceed [with] what we did before:

да я залепи до оригинала и след това да действа, както преди:

cut, rearrange, paste — oops— paste and glue,

реже, пренарежда, поставя - ооп - поставя и залепя,

and tile.

и нарежда в купове.

Now this transformation has doubled the area

Тази трансформация удвои площта

of the original figure, and therefore we have just learned

на първоначалната фигура и с това научихме,

that the area of the triangle equals the area of this rectangle

че площта на триъгълника е равна на площта на този правоъгълник,

divided by two.

разделена на две.

But we discovered it by self-exploration.

Но го открихме чрез самостоятелно изследване.

So, in addition to learning some useful geometry,

Освен научаването на полезна геометрия,

the child has been exposed to some pretty sophisticated

детето беше изложено на някои сложни

science strategies, like reduction,

научни стратегии, като изваждане,

which is the art of

което е изкуството на

transforming a complex problem into a simple one,

преобразуване на сложна задача в проста

or generalization, which is at the heart

или обобщаване, което е в основата

of any scientific discipline,

на всички научни дисциплини,

or the fact that some properties are invariant

или фактът, че някои свойства са постоянни

under some transformations.

при някои трансформации.

And all this is something that a very young child

Всичко това е нещо, което малко дете

can pick up using such mobile apps.

може да направи, като използва такива мобилни приложения.

So presently, we are doing the following:

Сега правим следното:

First of all, we are decomposing the K-12 math curriculum

Първо, разлагаме учебната програма по математика К - 12

into numerous such apps.

на много такива приложения.

And because we cannot do it on our own,

Тъй като не можем да направим това самостоятелно,

we've developed a very fancy authoring tool

разработихме много хубав авторски инструмент,

that any author, any parent or actually anyone

който всеки автор, всеки родител, всеки,

who has an interest in math education,

който се интересува от обучение по математика

can use this authoring tool to develop similar apps

може да използва, за да разработи подобни приложения

on tablets without programming.

или таблети без програмиране.

And finally, we are putting together an adaptive ecosystem

Накрая, сглобяваме адаптивна екосистема,

that will match different learners

която съответства на нуждите на различни обучаващи се,

with different apps according to their evolving learning style.

с различни приложения, които съответстват на развиващия им се стил на учене.

The driving force behind this project

Движещата сила на този проект

is my colleague Shmulik London,

е колегата ми Шмулик Лондон

and, you see, just like

и той точно както

Salman did about 90 years ago,

Салман направи преди около 90 години,

the trick is to surround yourself with brilliant people,

се обгради с чудесни хора,

because at the end,

защото, в края на краищата,

it's all about people.

всичко е относно хората.

And a few years ago, I was walking in Tel Aviv

Преди няколко години се разхождах в Тел Авив

and I saw this graffiti on a wall,

и видях това графити на стената,

and I found it so compelling

и го намерих за толкова завладяващо,

that by now I preach it to my students,

че сега го цитирам на студентите ми

and I'd like to try to preach it to you.

и искам да ви го цитирам.

Now, I don't know how many people here are familiar

Не зная колко души знаят

with the term "mensch."

термина "mensch".

It basically means to be human

Той значи, да сте човечни

and to do the right thing.

и да правите правилното нещо.

And with that, what this graffiti says is,

На графита беше написано:

"High-tech schmigh-tech.

"Високите технологии са измамни технологии.

The most important thing is to be a mensch." (Laughter)

Най-важното нещо е да бъдеш "mensch."

Thank you. (Applause)

Благодаря ви. (Аплодисменти)

(Applause)

(Аплодисменти)