Shimon Schocken: The self-organizing computer course

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Vertaald door: Rik Delaet Nagekeken door: Albert Edelman

So, this is my grandfather,

Dit is mijn grootvader,

Salman Schocken,

Salman Schocken.

who was born into a poor and uneducated family

Hij werd geboren in een arme, ongeschoolde familie

with six children to feed,

met zes kinderen.

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

14 jaar oud moest hij al van school

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

om brood op de plank te krijgen.

He never went back to school.

Hij ging nooit terug naar school.

Instead, he went on to build a glittering empire

In plaats daarvan bouwde hij een schitterend imperium

of department stores.

van warenhuizen uit.

Salman was the consummate perfectionist,

Salman was de volmaakte perfectionist

and every one of his stores was a jewel

en elk van zijn winkels was een juweel

of Bauhaus architecture.

van Bauhaus-architectuur.

He was also the ultimate self-learner,

Hij was ook de ultieme autodidact

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

en net als met de rest deed hij dat in stijl.

He surrounded himself with an entourage

Hij omringde zich met een entourage

of young, unknown scholars like Martin Buber

van jonge, onbekende geleerden als Martin Buber,

and Shai Agnon and Franz Kafka,

Shai Agnon en Franz Kafka.

and he paid each one of them a monthly salary

Hij betaalde hen een maandelijks salaris

so that they could write in peace.

zodat ze zonder zorgen konden schrijven.

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

In de late jaren 30 zag Salman wat eraan zat te komen.

He fled Germany, together with his family,

Hij vluchtte samen met zijn familie uit Duitsland

leaving everything else behind.

en liet alles achter.

His department stores confiscated,

Zijn warenhuizen werden in beslag genomen.

he spent the rest of his life in a relentless pursuit

Hij bracht de rest van zijn leven door in een niet-aflatende zoektocht

of art and culture.

naar kunst en cultuur.

This high school dropout

Deze middelbareschoolverlater

died at the age of 82,

stierf 82 jaar oud,

a formidable intellectual, cofounder and first CEO

een formidabele intellectueel, medeoprichter en eerste CEO

of the Hebrew University of Jerusalem,

van de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem,

and founder of Schocken Books,

en oprichter van Schocken Books,

an acclaimed imprint that was later acquired

een befaamde uitgeverij die later werd overgenomen

by Random House.

door Random House.

Such is the power of self-study.

Dat is de kracht van zelfstudie.

And these are my parents.

Dit zijn mijn ouders.

They too did not enjoy the privilege of college education.

Ook zij konden niet profiteren van het voorrecht van een hogere opleiding.

They were too busy building a family and a country.

Ze hadden het te druk met het opbouwen van een familie en een land.

And yet, just like Salman, they were lifelong,

En toch waren zij net als Salman

tenacious self-learners, and our home was stacked

levenslang gedreven autodidacten. Ons huis puilde uit

with thousands of books, records and artwork.

van de duizenden boeken, platen en kunstwerken.

I remember quite vividly my father telling me

Ik herinner me zeer levendig dat mijn vader me vertelde

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

dat als iedereen in de buurt een tv zou hebben,

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

wij dan een normale FM-radio zouden aanschaffen. (Gelach)

And that's me,

En dat ben ik

I was going to say holding my first abacus,

met mijn eerste telraam.

but actually holding what my father would consider

Mijn vader zou dat eigenlijk

an ample substitute to an iPad. (Laughter)

een meer dan voldoende substituut voor een iPad gevonden hebben. (Gelach)

So one thing that I took from home is this notion

Ik leerde thuis een ding: dat opvoeders

that educators don't necessarily have to teach.

niet noodzakelijkerwijs hoeven te onderwijzen.

Instead, they can provide an environment and resources

In plaats daarvan kunnen zij een omgeving en hulpmiddelen creëren

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

die je eigen natuurlijke vermogen uitdagen om te leren.

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

Zelfstudie, zelfexploratie, zelfredzaamheid:

these are the virtues of a great education.

dit zijn de deugden van een goed onderwijs.

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

Ik wil jullie een verhaal vertellen over een zelfstudie-,

self-empowering computer science course

zelfredzaamheid-informaticacursus

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

die ik samen met mijn briljante collega Noam Nisan heb ontworpen.

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

Zoals jullie op de foto's zien kunnen, waren Noam en ik al vroeg

had an early fascination with first principles,

gefascineerd door de basisprincipes.

and over the years, as our knowledge of

Naarmate in de loop van de jaren

science and technology became more sophisticated,

onze kennis van wetenschap en technologie meer verfijnd werd,

this early awe with the basics

werd deze vroege fascinatie met de basisprincipes

has only intensified.

alleen maar sterker.

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

Het is dus niet verwonderlijk dat ongeveer 12 jaar geleden,

Noam and I were already computer science professors,

toen Noam en ik al professor in de computerwetenschap waren,

we were equally frustrated by the same phenomenon.

we allebei even gefrustreerd waren door hetzelfde fenomeen.

As computers became increasingly more complex,

Terwijl computers steeds complexer werden,

our students were losing the forest for the trees,

konden onze studenten door de bomen het bos niet meer zien.

and indeed, it is impossible to connect

Je verliest inderdaad het contact

with the soul of the machine if you interact

met de ‘ziel van de machine’ als je alleen maar te maken hebt

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

met de zwarte doos van een pc of een Mac

by numerous layers of closed, proprietary software.

afgedekt met vele lagen gesloten, gepatenteerde software.

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

Noam en ik wilden dat onze studenten

to understand how computers work,

door en door begrepen hoe computers werken,

and understand it in the marrow of their bones,

en dat dat begrip tot het diepst in hun lijf doordrong.

then perhaps the best way to go about it

De beste manier daarvoor

is to have them build a complete, working,

was dat ze zelf een complete, werkende,

general-purpose, useful computer, hardware and software,

algemeen bruikbare computer zouden bouwen, zowel de hardware als de software

from the ground up, from first principles.

en beginnen bij nul, vanuit de basis.

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

Je moet ergens beginnen, dus besloten Noam en ik

decided to base our cathedral, so to speak,

om onze ‘kathedraal’ te baseren

on the simplest possible building block,

op de eenvoudigst mogelijke bouwsteen,

which is something called NAND.

de NAND-poort.

It is nothing more than a trivial logic gate

Een simpele logische poort

with four input-output states.

met vier input-output-staten.

So we now start this journey by telling our students

We beginnen ons verhaal door onze studenten te zeggen

that God gave us NAND — (Laughter) —

dat God ons de NAND gaf — (gelach) —

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

en ons opdroeg om een computer te bouwen. Toen we vroegen hoe,

God said, "One step at a time."

zei God: "Stapje voor stapje."

And then, following this advice, we start

Met dat advies in gedachten beginnen we

with this lowly, humble NAND gate,

met deze eenvoudige, nederige NAND-poort

and we walk our students through an elaborate sequence

en doorlopen we met onze studenten een uitgebreide reeks projecten

of projects in which they gradually build a chip set,

waarbij ze geleidelijk een chipset bouwen,

a hardware platform, an assembler, a virtual machine,

een hardware-platform, een assembler, een virtuele machine,

a basic operating system and a compiler

een basisbesturingssysteem en een compiler

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

voor een eenvoudige, Java-achtige taal die we ‘JACK’ noemen.

The students celebrate the end of this tour de force

De studenten vieren het einde van deze tour de force

by using JACK to write all sorts of cool games

door met behulp van JACK allerlei leuke spelletjes te schrijven

like Pong, Snake and Tetris.

zoals Pong, Snake en Tetris.

You can imagine the tremendous joy of playing

Je kan je voorstellen wat een plezier het geeft

with a Tetris game that you wrote in JACK

om een tetrisspel te spelen dat je zelf schreef in JACK

and then compiled into machine language in a compiler

het dan met een compiler compileerde in machinetaal

that you wrote also, and then seeing the result

die je ook zelf schreef, en vervolgens het resultaat zag

running on a machine that you built starting

op een machine die je zelf bouwde

with nothing more than a few thousand NAND gates.

met niets meer dan een paar duizend NAND-poorten.

It's a tremendous personal triumph of going

Het is een enorme persoonlijke triomf

from first principles all the way to a fantastically complex

om vanuit de basisprincipes helemaal tot een fantastisch complex

and useful system.

en functionerend systeem te geraken.

Noam and I worked five years to facilitate

Noam en ik werkten er vijf jaar aan

this ascent and to create the tools and infrastructure

om dit mogelijk te maken en de tools en de infrastructuur te ontwikkelen

that will enable students to build it in one semester.

zodat studenten dit in één semester konden realiseren.

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

Dit bekwame team hielp ons daarbij.

The trick was to decompose the computer's construction

De kneep bestond erin om de computer te ontleden

into numerous stand-alone modules,

in talloze zelfstandige modules,

each of which could be individually specified,

die elk afzonderlijk konden worden gespecificeerd,

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

gebouwd en als eenheid getest, los van de rest van het project.

And from day one, Noam and I decided to put

Vanaf dag één besloten Noam en ik

all these building blocks freely available in open source

al deze bouwstenen gratis als open source beschikbaar te maken

on the Web.

op het web.

So chip specifications, APIs, project descriptions,

Alle chipspecificaties, API's, projectbeschrijvingen,

software tools, hardware simulators, CPU emulators,

softwaretools, hardware simulatoren, CPU-emulators,

stacks of hundreds of slides, lectures --

stapels dia's, lezingen --

we laid out everything on the Web

we maakten alles beschikbaar op het web

and invited the world to come over,

en nodigden de wereld uit

take whatever they need,

om te nemen wat ze nodig hadden

and do whatever they want with it.

en het naar believen te gebruiken.

And then something fascinating happened.

En toen gebeurde er iets fascinerend.

The world came.

De wereld kwam

And in short order, thousands of people

en in de kortste keren waren duizenden mensen

were building our machine.

onze machine aan het bouwen.

And NAND2Tetris became one of the first

NAND2Tetris werd een van de eerste

massive, open, online courses,

grootschalige, open online-cursussen,

although seven years ago we had no idea that what

al hadden we zeven jaar geleden geen idee

we were doing is called MOOCs.

dat wat we deden MOOC (Massive Open Online Course) heette.

We just observed how self-organized courses

We hebben net gezien hoe zelfgeorganiseerde cursussen

were kind of spontaneously spawning

min of meer spontaan ontstonden

out of our materials.

op basis van ons materiaal.

For example, Pramode C.E.,

Zo heeft bijvoorbeeld Pramode C.E.,

an engineer from Kerala, India,

een ingenieur uit Kerala, India,

has organized groups of self-learners

groepen van autodidacten georganiseerd

who build our computer under his good guidance.

die onze computer bouwen onder zijn bekwame leiding.

And Parag Shah, another engineer, from Mumbai,

En Parag Shah, een ingenieur uit Mumbai,

has unbundled our projects into smaller,

heeft onze projecten in kleinere,

more manageable bites that he now serves

meer beheersbare stukjes opgedeeld die hij nu gebruikt

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

in zijn baanbrekende doe-het-zelf informaticaprogramma.

The people who are attracted to these courses

Mensen die zich aangetrokken voelen tot deze cursussen

typically have a hacker mentality.

hebben meestal een hackermentaliteit.

They want to figure out how things work,

Ze willen erachter komen hoe dingen werken,

and they want to do it in groups,

en dan het liefst in groepen,

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

zoals deze hackersclub in Washington, D.C.,

that uses our materials to offer community courses.

die ons materiaal gebruikt voor beroepsopleidingen.

And because these materials are widely available

Omdat het materiaal zeer gemakkelijk verkrijgbaar is

and open-source, different people take them

en open-source, ontwikkelen verschillende mensen ze

to very different and unpredictable directions.

in de meest uiteenlopende en onvoorspelbare richtingen.

For example, Yu Fangmin, from Guangzhou,

Yu Fangmin uit Guangzhou bijvoorbeeld

has used FPGA technology

heeft FPGA-technologie gebruikt

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

om onze computer te bouwen en anderen te tonen hetzelfde te doen

using a video clip, and Ben Craddock developed

met behulp van een videoclip. Ben Craddock ontwikkelde

a very nice computer game that unfolds

een zeer mooi computerspel dat zich ontvouwt

inside our CPU architecture, which is quite a complex

binnen onze CPU-architectuur; een heel complex

3D maze that Ben developed

3D-doolhof dat Ben ontwikkelde

using the Minecraft 3D simulator engine.

met behulp van de Minecraft-3D-simulator.

The Minecraft community went bananas over this project,

De Minecrafters waren wild enthousiast over dit project

and Ben became an instant media celebrity.

en Ben werd op slag een mediaberoemdheid.

And indeed, for quite a few people,

Voor heel wat mensen

taking this NAND2Tetris pilgrimage, if you will,

bleek deze NAND2Tetris-ervaring

has turned into a life-changing experience.

een mijlpaal in hun leven.

For example, take Dan Rounds, who is a music

Neem bijvoorbeeld Dan Rounds, gespecialiseerd in muziek

and math major from East Lansing, Michigan.

en wiskunde uit East Lansing, Michigan.

A few weeks ago, Dan posted a victorious post

Een paar weken geleden postte Dan een trots bericht

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

op onze website. Ik ga het voorlezen.

So here's what Dan said.

Dit is wat Dan zei:

"I did the coursework because understanding computers

"Ik volgde de cursussen omdat computers begrijpen

is important to me, just like literacy and numeracy,

voor mij even belangrijk is als schrijven en rekenen.

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

Ik heb nooit harder op iets gewerkt

never been challenged to this degree.

en ik werd nooit zo uitgedaagd.

But given what I now feel capable of doing,

Maar door wat ik nu voel aan te kunnen,

I would certainly do it again.

zou ik het zeker opnieuw doen.

To anyone considering NAND2Tetris,

Voor iedereen die overweegt NAND2Tetris aan te pakken, zeg ik:

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

‘Het is een moeilijke reis, maar ze zal je grondig veranderen.’"

So Dan demonstrates the many self-learners

Dan vertegenwoordigt al die autodidacten

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

die op hun eigen manier deze internetcursus aanpakken,

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

op eigen initiatief, en het is verbazingwekkend

these people cannot care less about

omdat deze mensen er niet om malen

grades.

of ze er punten voor krijgen.

They are doing it because of one motivation only.

Ze hebben slechts één motivatie.

They have a tremendous passion to learn.

Ze hebben een enorme passie om te leren.

And with that in mind,

Met dat in gedachten

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

wil ik een paar woorden kwijt over cijfers op school.

I'm sick of it.

Het doet me walgen.

We are obsessed with grades

We zijn geobsedeerd door cijfers

because we are obsessed with data,

omdat we geobsedeerd zijn door gegevens.

and yet grading takes away all the fun from failing,

Terwijl juist cijfers elk plezier wegnemen uit het mislukken.

and a huge part of education

Een groot deel van een opleiding

is about failing.

gaat net over mislukken.

Courage, according to Churchill,

Moed, dat is volgens Churchill

is the ability to go from one defeat to another

de kunst om nederlaag na nederlaag te incasseren

without losing enthusiasm. (Laughter)

zonder je enthousiasme te verliezen. (Gelach)

And [Joyce] said that mistakes

En [Joyce] zei dat fouten

are the portals of discovery.

de portalen zijn van de ontdekking.

And yet we don't tolerate mistakes,

En toch tolereren wij geen fouten

and we worship grades.

en aanbidden we cijfers.

So we collect your B pluses and your A minuses

Dus verzamelen wij die B-plussen en A-minnen

and we aggregate them into a number like 3.4,

en combineren ze tot een getal als 3,4

which is stamped on your forehead

dat je op je voorhoofd gestempeld krijgt

and sums up who you are.

en samenvat wie je bent.

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

Volgens mij gaan we te ver met deze onzin

and grading became degrading.

en komt oordelen neer op veroordelen.

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

Daarom wil ik het nu even hebben over upgraden.

and share with you a glimpse from my current project,

Ik toon jullie een glimp van mijn huidig project,

which is different from the previous one,

dat anders is dan het vorige,

but it shares exactly the same characteristics

maar met precies dezelfde kenmerken

of self-learning, learning by doing,

van zelfleren, leren door doen,

self-exploration and community-building,

zelfexploratie en samen-werking.

and this project deals with K-12 math education,

Dit project gaat over wiskunde

beginning with early age math,

voor lager en middelbaar onderwijs.

and we do it on tablets because we believe that

We gebruiken tablets, omdat we geloven

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

dat wiskunde, net als de rest, interactief moet worden onderwezen.

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

Zo doen we dat.

numerous mobile apps, every one of them explaining

We ontwikkelden talrijke mobiele apps,

a particular concept in math.

die elk een bepaald concept in de wiskunde uitleggen.

So for example, let's take area.

Oppervlakte bijvoorbeeld.

When you deal with a concept like area --

Voor een concept als oppervlakte

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

krijgt het kind een verzameling tools

is invited to experiment with in order to learn.

om mee te experimenteren en zo te leren.

So if area is what interests us, then one thing

Als je wat wil weten over oppervlakte

which is natural to do is to tile the area

dan ligt het voor de hand om een oppervlak te betegelen

of this particular shape and simply count

dan te tellen hoeveel tegels je nodig hebt

how many tiles it takes to cover it completely.

om het volledig te bedekken.

And this little exercise here gives you a first

Deze kleine oefening geeft je een eerste

good insight of the notion of area.

goed inzicht van het begrip oppervlakte.

Moving along, what about the area of this figure?

En hoe zit het dan met de oppervlakte van deze figuur?

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

Als je ze probeert te betegelen, lukt dat niet zo goed.

So instead, you can experiment

In plaats daarvan kun je experimenteren

with these different tools here by some process

met deze verschillende tools

of guided trial and error,

door begeleid gissen en missen.

and at some point you will discover that one thing

Na een tijdje zul je ontdekken

that you can do among several legitimate transformations

dat je via enkele legitieme transformaties

is the following one. You can cut the figure,

dit kan doen. Je kunt de figuur doorsnijden,

you can rearrange the parts, you can glue them

de onderdelen herschikken, aan elkaar lijmen

and then proceed to tile just like we did before.

en ze vervolgens net als tevoren betegelen.

(Applause)

(Applaus)

Now this particular transformation

Deze transformatie heeft de oppervlakte

did not change the area of the original figure,

van de oorspronkelijke figuur niet veranderd.

so a six-year-old who plays with this

Een zesjarige kan hiermee spelenderwijs

has just discovered a clever algorithm

een slim algoritme ontdekken

to compute the area of any given parallelogram.

om de oppervlakte van een parallellogram te berekenen.

We don't replace teachers, by the way.

Het is trouwens niet onze bedoeling de leraar te vervangen.

We believe that teachers should be empowered, not replaced.

Wij moeten leraren helpen, niet vervangen.

Moving along, what about the area of a triangle?

En hoe bepalen we de oppervlakte van een driehoek?

So after some guided trial and error,

Na weer wat begeleid gissen en missen,

the child will discover, with or without help,

kan het kind met of zonder hulp ontdekken

that he or she can duplicate the original figure

dat hij of zij de oorspronkelijke figuur kan dupliceren,

and then take the result, transpose it,

het dubbel verplaatsen,

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

aan de oorspronkelijke figuur lijmen en verdergaan zoals tevoren:

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

snijden, herschikken, plakken — oeps — plakken en lijmen,

and tile.

en betegelen.

Now this transformation has doubled the area

Nu heeft deze transformatie de oppervlakte

of the original figure, and therefore we have just learned

van de oorspronkelijke figuur verdubbeld. Daarom hebben we net geleerd

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

dat de oppervlakte van de driehoek gelijk is aan de oppervlakte van deze rechthoek

divided by two.

gedeeld door twee.

But we discovered it by self-exploration.

Maar we ontdekten dat door zelfexploratie.

So, in addition to learning some useful geometry,

Terwijl het kind wat nuttige meetkunde onder de knie kreeg,

the child has been exposed to some pretty sophisticated

leerde het meteen wat vrij geavanceerde

science strategies, like reduction,

wetenschapsstrategieën zoals reductie kennen.

which is the art of

Dat is de kunst

transforming a complex problem into a simple one,

om een complex probleem te herleiden tot iets eenvoudigers.

or generalization, which is at the heart

Of generalisatie, de kern

of any scientific discipline,

van elke wetenschappelijke discipline.

or the fact that some properties are invariant

Of het feit dat sommige eigenschappen niet veranderen

under some transformations.

bij bepaalde transformaties.

And all this is something that a very young child

Dat alles kan een zeer jong kind

can pick up using such mobile apps.

onder de knie krijgen met behulp van dergelijke mobiele apps.

So presently, we are doing the following:

We gaan momenteel als volgt te werk:

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

allereerst delen wij het lagere-school wiskunde-curriculum op

into numerous such apps.

in talrijke apps.

And because we cannot do it on our own,

Omdat we dat niet allemaal zelf kunnen,

we've developed a very fancy authoring tool

hebben we een zeer mooi ontwerpprogramma ontwikkeld

that any author, any parent or actually anyone

dat elke auteur, ouder of eigenlijk iedereen

who has an interest in math education,

met interesse in wiskundeonderwijs

can use this authoring tool to develop similar apps

kan gebruiken om soortgelijke apps

on tablets without programming.

voor tablets te ontwikkelen. En dat zonder enige programmeervaardigheid.

And finally, we are putting together an adaptive ecosystem

Tenslotte werken we aan een adaptief ecosysteem.

that will match different learners

Dat past zich aan aan allerlei studenten met verschillende apps

with different apps according to their evolving learning style.

volgens hun eigen evoluerende manier van leren.

The driving force behind this project

De drijvende kracht achter dit project

is my colleague Shmulik London,

is mijn collega Shmulik London.

and, you see, just like

En kijk, net als

Salman did about 90 years ago,

Salman ongeveer 90 jaar geleden deed,

the trick is to surround yourself with brilliant people,

bestaat de kneep erin om jezelf te omringen met briljante mensen,

because at the end,

omdat het uiteindelijk

it's all about people.

allemaal om mensen draait.

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

Een paar jaar geleden wandelde ik in Tel Aviv

and I saw this graffiti on a wall,

en ik zag deze graffiti op een muur.

and I found it so compelling

Ik vond hem zo pakkend

that by now I preach it to my students,

dat ik hem aan mijn studenten voorhoud

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

net zoals ik hem nu aan jullie wil voorhouden.

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

Ik weet niet hoeveel mensen hier

with the term "mensch."

de term ‘mensch’ iets zegt.

It basically means to be human

Het betekent in feite om mens te zijn

and to do the right thing.

en het juiste ding te doen.

And with that, what this graffiti says is,

Deze graffiti zegt:

"High-tech schmigh-tech.

"High-tech schmai-tech,

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

het belangrijkste is een 'mensch' te zijn." (Gelach)

Thank you. (Applause)

Bedankt. (Applaus)

(Applause)

(Applaus)