Shimon Schocken: The self-organizing computer course

Шимон Шокен: Самоорганизующиеся компьютерные курсы

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Переводчик: Gulaev Valentin Редактор: Aliaksandr Autayeu

So, this is my grandfather,

Это мой дедушка,

Salman Schocken,

Салман Шокен.

who was born into a poor and uneducated family

Он родился в бедной и необразованной семье,

with six children to feed,

где нужно было кормить шестерых детей.

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

Когда ему было 14 лет, он был вынужден бросить школу,

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

чтобы помогать зарабатывать на хлеб.

He never went back to school.

Больше он не вернулся в школу.

Instead, he went on to build a glittering empire

Вместо этого он построил процветающую империю

of department stores.

торговых центров.

Salman was the consummate perfectionist,

Салман был абсолютный перфекционист,

and every one of his stores was a jewel

и каждый из его магазинов был украшением

of Bauhaus architecture.

архитектурной школы Баухаус.

He was also the ultimate self-learner,

Он был убеждённый самоучка,

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

и всегда всё делал с прекрасным чувством стиля.

He surrounded himself with an entourage

Он окружил себя

of young, unknown scholars like Martin Buber

неизвестными молодыми специалистами, такими как Мартин Бубер,

and Shai Agnon and Franz Kafka,

Шмуэль Агнон и Франц Кафка,

and he paid each one of them a monthly salary

и платил каждому из них ежемесячное жалование,

so that they could write in peace.

чтобы они могли свободно творить.

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

В конце 30-х Салман видит, что грядёт.

He fled Germany, together with his family,

Он покидает Германию вместе со своей семьёй,

leaving everything else behind.

оставив всё, что было.

His department stores confiscated,

Его торговые центры были конфискованы,

he spent the rest of his life in a relentless pursuit

и он посвятил оставшуюся часть жизни

of art and culture.

искусству и культуре.

This high school dropout

Этот отчисленный ученик

died at the age of 82,

умер в 82 года,

a formidable intellectual, cofounder and first CEO

в здравом уме, будучи основателем и первым директором

of the Hebrew University of Jerusalem,

Еврейского университета в Иерусалиме

and founder of Schocken Books,

и основателем издательства Шокен Букс.

an acclaimed imprint that was later acquired

Это популярное издательство в дальнейшем было поглощено

by Random House.

издательским домом Рандом Хаус.

Such is the power of self-study.

Такая вот сила самообразования.

And these are my parents.

Это мои родители.

They too did not enjoy the privilege of college education.

Они также не были удостоены привилегии получить общее образование.

They were too busy building a family and a country.

Они были слишком заняты строительством семьи и страны.

And yet, just like Salman, they were lifelong,

Как и Салман, они прожили долгую жизнь,

tenacious self-learners, and our home was stacked

скрупулёзные самоучки; наш дом был забит

with thousands of books, records and artwork.

тысячами книг, записей и произведениями искусств.

I remember quite vividly my father telling me

Я прекрасно помню, как отец говорил мне,

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

что когда все соседи будут иметь телевизор,

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

мы купим самый обыкновенный радиоприёмник. (Смех)

And that's me,

И вот это я,

I was going to say holding my first abacus,

с моими первыми счётами в руках.

but actually holding what my father would consider

Мой отец определённо считает их

an ample substitute to an iPad. (Laughter)

вполне достойной заменой iPad. (Смех)

So one thing that I took from home is this notion

Так что одна из мыслей, которую я усвоил дома, —

that educators don't necessarily have to teach.

педагог совсем не обязательно должен учить.

Instead, they can provide an environment and resources

Он может создать атмосферу и предоставить ресурсы,

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

которые пробудят нашу врождённую способность к самостоятельному обучению.

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

Самообразование, самоисследование, саморазвитие —

these are the virtues of a great education.

всё это залог превосходного образования.

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

Я хочу рассказать вам историю о самообразовании,

self-empowering computer science course

точнее о компьютерном курсе для саморазвития,

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

который я создал вместе с моим замечательным коллегой Ноам Нисан.

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

Как вы можете увидеть на этой фотографии,

had an early fascination with first principles,

мы оба рано увлеклись базовыми принципами,

and over the years, as our knowledge of

и спустя годы, когда наши знания

science and technology became more sophisticated,

науки и технологии становились более изощрёнными,

this early awe with the basics

ранняя страсть к базовым принципам

has only intensified.

только усиливалась.

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

Не удивительно, что 12 лет назад

Noam and I were already computer science professors,

Ноам и я, уже состоявшиеся профессора информатики,

we were equally frustrated by the same phenomenon.

были одинаково разочарованы одним феноменом.

As computers became increasingly more complex,

С усложнением компьютеров

our students were losing the forest for the trees,

наши студенты «не видели леса за деревьями»,

and indeed, it is impossible to connect

и это понятно, так как сложно проникнуть

with the soul of the machine if you interact

в «душу» машины, если ты работаешь

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

c чёрным ящиком ПК или Макинтош, который окутан

by numerous layers of closed, proprietary software.

многочисленными законами о закрытых программах.

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

Ноам и я поняли, что если мы хотим, чтобы наши студенты

to understand how computers work,

понимали, как работает компьютер,

and understand it in the marrow of their bones,

и понимали это до мозга костей,

then perhaps the best way to go about it

тогда, возможно, лучший путь лежит

is to have them build a complete, working,

через создание полностью работающего,

general-purpose, useful computer, hardware and software,

многофункционального компьютера, с соответствующим аппаратным и программным обеспечением,

from the ground up, from first principles.

с нуля, основываясь на базовых принципах.

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

Нам надо было откуда-то начинать, и Ноам и я решили,

decided to base our cathedral, so to speak,

что в основу нашего проекта ляжет

on the simplest possible building block,

один из простейших

which is something called NAND.

доступных для сборки блоков — NAND.

It is nothing more than a trivial logic gate

Это не более чем тривиальный логический оператор

with four input-output states.

с четырьмя состояниями входа-выхода.

So we now start this journey by telling our students

Мы начали наше приключение с того, что сказали студентам:

that God gave us NAND — (Laughter) —

«Бог даровал нам NAND — (Смех) —

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

и велел построить компьютер, а когда мы спросили «Как?»,

God said, "One step at a time."

Господь ответил: «Пошагово».

And then, following this advice, we start

И тогда, следуя этому совету, мы начали

with this lowly, humble NAND gate,

работать с этим скромным NAND,

and we walk our students through an elaborate sequence

и провели студентов по тропе реализации

of projects in which they gradually build a chip set,

непростых проектов, последовательно наращивая набор микросхем,

a hardware platform, an assembler, a virtual machine,

создавая аппаратные решения, ассемблер, виртуальную машину,

a basic operating system and a compiler

базовую операционную систему и компилятор для простого,

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

Java-подобного языка, который мы прозвали JACK.

The students celebrate the end of this tour de force

Студенты отмечают окончание курса,

by using JACK to write all sorts of cool games

создавая на JACK всевозможные игры,

like Pong, Snake and Tetris.

такие как Теннис, Змейка и Тетрис.

You can imagine the tremendous joy of playing

Вы можете представить невероятное наслаждение от игры

with a Tetris game that you wrote in JACK

в Тетрис, которую ты написал на JACK

and then compiled into machine language in a compiler

и затем собрал в машинный код компилятором,

that you wrote also, and then seeing the result

который так же написал ты. И ты видишь результат,

running on a machine that you built starting

запущенный на машине, которую ты начал строить,

with nothing more than a few thousand NAND gates.

используя всего несколько тысяч NAND операторов.

It's a tremendous personal triumph of going

Это личный триумф, возникший от постижения

from first principles all the way to a fantastically complex

базовых принципов, которые помогли построить фантастически сложную

and useful system.

и работающую систему.

Noam and I worked five years to facilitate

Ноам и я пять лет работали над реализацией проекта,

this ascent and to create the tools and infrastructure

развивая и создавая инструменты и инфраструктуру,

that will enable students to build it in one semester.

которая позволит студентам освоить курс за один семестр.

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

Мы собрали отличную команду, чтобы сделать это возможным.

The trick was to decompose the computer's construction

Фишка была в том, чтобы разложить на элементарные операции конструкцию компьютера

into numerous stand-alone modules,

на множество отдельных модулей,

each of which could be individually specified,

каждый из которых был достаточно самостоятельным

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

для разработки и тестирования независимо от всего проекта.

And from day one, Noam and I decided to put

С самого начала Ноам и я решили

all these building blocks freely available in open source

выложить проект в открытый доступ

on the Web.

с исходными кодами в Интернет.

So chip specifications, APIs, project descriptions,

Спецификации чипов, API, описание проекта,

software tools, hardware simulators, CPU emulators,

средства разработки, эмуляторы оборудования и процессора,

stacks of hundreds of slides, lectures --

сотни слайдов, лекции —

we laid out everything on the Web

мы всё выложили в Интернет

and invited the world to come over,

и пригласили мир присоединиться,

take whatever they need,

взять то, кому что нужно

and do whatever they want with it.

для различных целей.

And then something fascinating happened.

И произошло что-то захватывающее!

The world came.

Мир присоединился!

And in short order, thousands of people

В короткий срок тысячи людей

were building our machine.

собрали нашу машину.

And NAND2Tetris became one of the first

А NAND2Tetris стал одним из первых

massive, open, online courses,

массовых открытых онлайн курсов.

although seven years ago we had no idea that what

Конечно, семь лет назад мы и не думали,

we were doing is called MOOCs.

что это называется MOOC [массовый открытый онлайн курс].

We just observed how self-organized courses

Мы только наблюдали со стороны, как самоорганизованные курсы

were kind of spontaneously spawning

спонтанно выросли

out of our materials.

из наших материалов.

For example, Pramode C.E.,

К примеру, Прамоде С. Е.,

an engineer from Kerala, India,

инженер из Керала, Индия,

has organized groups of self-learners

организовал группу из самоучек,

who build our computer under his good guidance.

которые построили компьютер под его чутким руководством.

And Parag Shah, another engineer, from Mumbai,

А Параг Шан, другой инженер, из Мумбаи,

has unbundled our projects into smaller,

разбил наш проект на ещё более мелкие,

more manageable bites that he now serves

более управляемые составляющие, которые он сейчас использует

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

в его новаторском курсе «сделай компьютер сам».

The people who are attracted to these courses

Люди, которые увлекались проектом,

typically have a hacker mentality.

обладали хакерским менталитетом.

They want to figure out how things work,

Они хотели показать, как работают простые вещи,

and they want to do it in groups,

и предпочли это делать в группах,

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

как, например, этот хакерский клуб из Вашингтона.

that uses our materials to offer community courses.

Ребята из клуба использовали наши материалы, чтобы организовать курсы внутри клуба.

And because these materials are widely available

Так как эти материалы полностью доступны,

and open-source, different people take them

имеют открытый код, различные люди могут их использовать

to very different and unpredictable directions.

разным и непредсказуемым способом.

For example, Yu Fangmin, from Guangzhou,

К примеру, Ю. Фан Мин из Гуанчжоу,

has used FPGA technology

используя технологию FPGA [Программируемая пользователем вентильная матрица]

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

для создания нашего компьютера, показал другим, как сделать то же самое

using a video clip, and Ben Craddock developed

с помощью видеоролика, а Бэн Крэдок разработал

a very nice computer game that unfolds

очень симпатичную игру, действие в которой разворачивается

inside our CPU architecture, which is quite a complex

внутри архитектуры нашего ЦП.

3D maze that Ben developed

Это сложный трёхмерный лабиринт, который разработал Бен,

using the Minecraft 3D simulator engine.

используя симулятор движка Minecraft 3D.

The Minecraft community went bananas over this project,

Сообщество Minecraft сошло с ума от восторга,

and Ben became an instant media celebrity.

и Бен тут же приобрёл медийную известность.

And indeed, for quite a few people,

И это логично, так как много людей,

taking this NAND2Tetris pilgrimage, if you will,

начав паломничество с NAND2Tetris,

has turned into a life-changing experience.

получили опыт, который изменил их жизнь.

For example, take Dan Rounds, who is a music

Так например, Ден Раундс — музыкант

and math major from East Lansing, Michigan.

и математик из Ист Ластинга, штат Мичиган.

A few weeks ago, Dan posted a victorious post

Несколько недель назад Ден опубликовал прекрасный пост

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

на своём вебсайте, и я буду рад его озвучить.

So here's what Dan said.

Вот что пишет Ден:

"I did the coursework because understanding computers

«Я захотел пройти курс, потому что понимание компьютера

is important to me, just like literacy and numeracy,

очень важно для меня, так же, как знание грамматики и арифметики,

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

и я его прошёл. Я никогда так усердно не работал,

never been challenged to this degree.

никогда не чувствовал такого драйва.

But given what I now feel capable of doing,

Ощущение своих возможностей — это великолепно,

I would certainly do it again.

и я бы повторил это снова.

To anyone considering NAND2Tetris,

Каждому, кто думает о NAND2Tetris:

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

это сложное путешествие, но вы полностью изменитесь».

So Dan demonstrates the many self-learners

Ден — пример самоучки,

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

который взял этот курс в Интернете по собственному желанию,

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

по своей инициативе, и это поразительно,

these people cannot care less about

потому что такие люди не беспокоятся

grades.

об оценках.

They are doing it because of one motivation only.

Они это делают по собственному желанию.

They have a tremendous passion to learn.

Они влюблены в процесс познания.

And with that in mind,

Помня об этом,

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

я хочу сказать несколько слов о традиционной системе образования.

I'm sick of it.

Я сыт ей по горло.

We are obsessed with grades

Мы одержимы образованием,

because we are obsessed with data,

потому что мы окружены данными,

and yet grading takes away all the fun from failing,

а такое образование лишено радости постижения,

and a huge part of education

и в основном

is about failing.

связано с разочарованием.

Courage, according to Churchill,

Мужество, по выражению Черчилля,

is the ability to go from one defeat to another

это способность идти сквозь череду неудач

without losing enthusiasm. (Laughter)

без потери энтузиазма.

And [Joyce] said that mistakes

И [Джойс] сказал, что ошибки —

are the portals of discovery.

это предвестники открытия.

And yet we don't tolerate mistakes,

А мы стали нетерпимы к ошибкам,

and we worship grades.

мы поклонники образования.

So we collect your B pluses and your A minuses

Мы пытаемся привести к одному знаменателю наши 3+ и 5-,

and we aggregate them into a number like 3.4,

и таким образом получить среднюю оценку 4;

which is stamped on your forehead

и такое клеймо ставят на лбу,

and sums up who you are.

как бы подводя итог, кто вы есть.

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

Я думаю, мы зашли слишком далеко, почти до абсурда,

and grading became degrading.

и образование превратилось в деградацию [игра слов grading (оценка) и degrading (деградация)].

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

Итак, я хочу сказать несколько слов об изменениях,

and share with you a glimpse from my current project,

и поделиться моим текущим проектом,

which is different from the previous one,

который отличается от предыдущих,

but it shares exactly the same characteristics

но лежит в общей канве самообучения,

of self-learning, learning by doing,

освоения в процессе работы,

self-exploration and community-building,

самоизучения и создания сообществ.

and this project deals with K-12 math education,

Этот проект касается школьного преподавания математики,

beginning with early age math,

начиная с раннего возраста.

and we do it on tablets because we believe that

Мы реализуем его с помощью планшетов, так как мы верим, что математика,

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

как и любой другой предмет, должны преподаваться наглядно.

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

Вот что мы делаем. Для начала мы разработали

numerous mobile apps, every one of them explaining

несколько мобильных приложений, каждое из которых описывает

a particular concept in math.

какую-то конкретную идею.

So for example, let's take area.

Например, возьмём понятие площади.

When you deal with a concept like area --

Когда мы имеем дело с понятием площади,

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

мы даём ребёнку инструменты

is invited to experiment with in order to learn.

для проведения экспериментов по ходу усвоения материала.

So if area is what interests us, then one thing

Когда нам надо найти площадь, то естественно возникает мысль —

which is natural to do is to tile the area

заполнить площадь плитками

of this particular shape and simply count

по заданному контуру и просто посчитать,

how many tiles it takes to cover it completely.

сколько плиток потребовалось.

And this little exercise here gives you a first

Этот маленький пример даёт

good insight of the notion of area.

первое интуитивное понятие площади.

Moving along, what about the area of this figure?

Смотрим дальше, что мы можем сказать о площади этой фигуры?

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

Если мы попробуем заполнить плитками, то столкнёмся с трудностями.

So instead, you can experiment

Мы можем продолжить экспериментировать

with these different tools here by some process

с помощью разных инструментов,

of guided trial and error,

путём проб и ошибок,

and at some point you will discover that one thing

и в определённый момент можем открыть для себя,

that you can do among several legitimate transformations

что возможно совершить несколько уместных операций

is the following one. You can cut the figure,

одну за другой. Мы можем разрезать фигуру,

you can rearrange the parts, you can glue them

переориентировать части, склеить их,

and then proceed to tile just like we did before.

и теперь процесс будет выглядеть знакомо.

(Applause)

(Аплодисменты)

Now this particular transformation

Это частное преобразование

did not change the area of the original figure,

не изменило площадь исходной фигуры,

so a six-year-old who plays with this

а шестилетний игрок

has just discovered a clever algorithm

обнаруживает этот остроумный алгоритм,

to compute the area of any given parallelogram.

чтобы вычислить площадь любого заданного параллелограмма.

We don't replace teachers, by the way.

Тем не менее, мы не отказываемся от учителей.

We believe that teachers should be empowered, not replaced.

Мы верим, что учителя должны быть наставниками, они должны остаться.

Moving along, what about the area of a triangle?

Двигаемся дальше, что же делать с площадью треугольника?

So after some guided trial and error,

После нескольких проб и ошибок

the child will discover, with or without help,

ребёнок совершает открытие, с помощью или без неё,

that he or she can duplicate the original figure

что можно скопировать исходный контур

and then take the result, transpose it,

и получить результат, перевернув её.

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

Склеиваем исходную и полученную части:

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

режим, меняем местами, соединяем — ой — соединяем и склеиваем,

and tile.

и заполняем плитками.

Now this transformation has doubled the area

Теперь эти изменения удвоили площадь

of the original figure, and therefore we have just learned

исходной фигуры, и поэтому мы должны усвоить,

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

что площадь треугольника равна площади четырехугольника,

divided by two.

делённой на два.

But we discovered it by self-exploration.

Но мы совершили это открытие путём самостоятельного исследования.

So, in addition to learning some useful geometry,

В дополнение к познавательной геометрии

the child has been exposed to some pretty sophisticated

ребёнок освоил несколько тонких

science strategies, like reduction,

научных подходов, таких как как упрощение,

which is the art of

суть которого

transforming a complex problem into a simple one,

в разбитии сложной проблемы на несколько простых,

or generalization, which is at the heart

или обобщение, которое является сердцем

of any scientific discipline,

любой научной дисциплины.

or the fact that some properties are invariant

Они усвоили, что некоторые свойства инвариантны

under some transformations.

и сохраняются несмотря на трансформацию.

And all this is something that a very young child

Всё это может освоить очень маленький ребёнок

can pick up using such mobile apps.

с помощью подобного мобильного приложения.

So presently, we are doing the following:

Вот чего мы уже достигли:

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

во-первых, мы разложили программу школьного математического образования

into numerous such apps.

на несколько аналогичных приложений.

And because we cannot do it on our own,

Так как мы не можем всё это делать самостоятельно,

we've developed a very fancy authoring tool

мы разработали несколько классных инструментов,

that any author, any parent or actually anyone

которыми любой автор, родитель

who has an interest in math education,

или интересующийся математическим образованием

can use this authoring tool to develop similar apps

может создать подобное приложение

on tablets without programming.

для планшета без программирования.

And finally, we are putting together an adaptive ecosystem

В итоге, мы вместе создадим адаптирующуюся экосистему,

that will match different learners

в которой каждый, кто осваивает математику,

with different apps according to their evolving learning style.

найдёт приложение по душе, соответствующее индивидуальному стилю обучения.

The driving force behind this project

Движущая сила этого проекта —

is my colleague Shmulik London,

мой коллега Шмулик Лондон.

and, you see, just like

Как вы уже видели, суть в том,

Salman did about 90 years ago,

чтобы как и Салман, ещё 90 лет тому назад,

the trick is to surround yourself with brilliant people,

окружить себя превосходными людьми,

because at the end,

потому что в конце концов,

it's all about people.

всё что есть — это люди.

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

Несколько лет тому назад, я гулял по Тель-Авиву

and I saw this graffiti on a wall,

и увидел это граффити на стене.

and I found it so compelling

Оно показалось мне таким убедительным,

that by now I preach it to my students,

что по сей день я показываю его своим студентам,

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

и хочу показать вам.

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

Я не знаю, сколько присутствующих знакомы

with the term "mensch."

с термином «mensch».

It basically means to be human

Он означает «быть Человеком

and to do the right thing.

и поступать правильно».

And with that, what this graffiti says is,

Теперь станет понятно граффити,

"High-tech schmigh-tech.

«Хайтек шмайтек.

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

Главное — Человек». (Смех)

Thank you. (Applause)

Спасибо. (Аплодисменты)

(Applause)

(Аплодисменты)