دوره آموزشی خود-سازماندهی کامپیوتر

(با این توصیف)، این پدر بزرگ من است. سالمان شوکه، که در خانواده ایی فقیر و بیسواد متولد شد با شش فرزند(درخانواده)برای تامین غذا، و وقتی ۱۴ ساله شد، او مجبور شد برای کمک در تهیه نان روی میز(غذا خوری)، مدرسه را رها کند. و هرگز دوباره به مدرسه برنگشت. در عوض، او امپراطوری پر زرق و برقی را بنا نهاد از فروشگاه های چند شعبه ایی. سالمان به طور کامل کمال گرا بود، و هر یک از فروشگاه هایش یک جواهری بود از معماری باوهاوس او همچنین به طور کامل خود-یادگیر بود، و مانند چیز های دیگر،او آن(خود-آموزی)را نیز در بهترین نحو انجام داد. او احاطه کرد پیرامون خود را با همراهیانی از جوانان،دانشمندان ناشناخته ای چونمارتین بوبر و شال آگون و فرنز کافکا (برندگان نوبل) و برای هر کدام حقوق ثابت ماهانه می داد. بنابر این آن ها درآرامش خاطر توانستند بنویسند
و در آن زمان، در دهه ۳۰ میلادی، سالمان آنچه که در آینده منتظرش بود را دید او از آلمان گریخت ، همراه با خانواده اش و همه چیز را پشت سرش گذاشت فروشگاه هایش را مصادره کردند،
او باقی عمرش را درتعقیب با اشتیاق زیاد هنر و فرهنگ گذراند. و این ترک کننده تحصیل دبیرستان در سن ۸۲ سالگی مرد فکری نیرومندی و بنیانگذار و اولین مدیرعامل دانشگاه عبری اورشلیم و بنبانگذار کتاب های س "یک اثر مورد تحسین"که بعدها بعد ها این عنوان را بدست آورد توسط رندم هاوس(یکی از بزرگترین ناشران کتاب) مثالی است ازقدرت خود-ـآموزی.
و اینها والدین من بودند. آن ها هم از امتیاز تحصیلاتدانشگاهی برخوردار نشدند. آنها بسیار مشغول ساختنخانواده و کشور بودند. و هنوز هم، همانند سالمان،آنها برای تمام عمر خود-یادگیران سرسختی بودند،و خانه ی ما انبار شد با هزاران کتاب ،یادداشت و آثار هنری. من به یاد دارم پدرم به وضوح به من میگفت "زمانی که همه همسایه هایمان تلویزیون خریدند, سپس ما یک گیرنده معمولی رادیو اف.ام خواهیم خرید."(خنده حضار)
و این من هستم، قرار بود اولین چرتکه خودم را داشته باشم، که در واقع چیزی بود که پدرمدر نظر گرفته بود به جای یک جایگزین کافی برای یک آیپد (خنده) بنابراین یک چیزی که من از خانه گرفتم این نکته است: معلمان لازم نیست لزوما آموزش دهند. بجای آن، انها میتوانندمحیط و منابع را فراهم کنند تا توانایی طبیعی شما براییادگرفتن توسط خودتان را آزاد کنند. خود-آموزی، خود-اکتشافی، خود-توانمندسازی آنها خواص یک آموزش عالی هستند.
بنابراین من قصد دارم به میان بگذارمبا شما داستانی در مورد خود-آموزی خود-توانمند سازی دوره علوم کامپیوتر که من ان را ساخته ام، با همراهی همکارباستعدادم نوام نیسان. همانگونه که در تصویر میبینید،من و نوآم هردو به اصول اولیه، جذب اولیه داشتیم و با گذر سالیان، شناخت ما از علم و تکنولوژی، سطح بالاتر(پیچیده تر) شد،
این هیجان اولیه با اصول ابتدایی فقط شدت بخشید(به یادگیری) بنابراین تعجب آور نیست که،حدود ۱۲ سال پیش، وقتی نوآم و من پروفسور علوم کامپیوتر بودیم، ما توسط همین پدیده نامید شدیم. از انجا که کامپیوتر بطورفزاینده ایی پیچیده تر میشد، دانش آموزان ما، جنگل را برای یک درخت از دست می دادند.(اصطلاح: جلب شدن در چیز کوچک، از چیزهای بزرگ گمراه شدن) و درواقع، ارتباط برقرار کردن ناممکن است با روح یک ماشین اگر شما در تعامل باشید با یک کامپیوتر رومیزی یا یکمک (کامپیوتر) که پوشیده شده با لایه های متعددی بسته شدهاز نرم افزارهای اختصاصی بنابراین نوآم و من این بینش را داشتیمکه اگر ما بخواهیم دانش آموزانمان بفهمند چگونه کامپیوتر کار میکند، و (این مفاهیم) را با مغز و استخوان خود بفهمند، بنابرین شاید بهترین راه برای رسیدن به این است که از آنان بخواهیم،یک کامپیوتر بسازند،(که) کارکند، همه منظوره باشد، کامپیوتر قابل استفادهباشد، سخت افزار و نرم افزاری از همان ابتدا، از اصولاولیه ساخته شده باشد.
حالا، ما میخواهیم از جایی شروع کنیم،بنابراین من و نوآم
تصمیم گرفتیم،( قسمت اصلی ایده) خود رابنیان بگذاریم، بنابراین برای گفتن
در ساده ترین قطعه ممکن پذیر، که چیزی است به نام NAND. این چیزی بیش از یک گیت منطقی بدیهی نیست با چهار وضعیت(جدول صحت) ورودی-خروجی. بنابراین ما سفرمان را با گفتن این (جمله)به دانش آموزانمان آغاز کردیم. "خدا به ما (گیت) NAND را داد" (خنده حضار) و به ما گفت کامپیوتر بسازید،و وقتی ما پرسیدیم چطوری؟ خدا گفت : "قدم به قدم به مرور زمان" و با پیروی این توصیه، ما شروع کردیم با این گیت NAND دوست داشتنی و فروتن و ما همراه دانش آموزانمان ازمیان دنباله ایی استادانه درست شده از پروژه هایی که رفته رفته باعث ساخت یک چیپ ست (تراشه) یک سکوی سخت افزاری،یک اسمبلر، یک ماشین مجازی، یک سیستم عامل ساده،و یک همگردان (کامپایلر) برای یک زبان برنامه نویسی ساده شبیه(زبان) جاوا که ما آن را "جک" نامیدیم. دانش آموزان در پایان ایندوره آموزشی جشن میگرفتند بوسیله جک برای نوشتن تمامیانواع بازی های جالب مثل ، پینگ-پنگ، بازی ما،پازل جورچین Tetris شما میتوانید تصور کنید شادی فوق العاده ایی از بازی کردن با بازی Tetris که شما آنرا با زبان جک نوشته اید و سپس انرا به زبان ماشین (صفر و یک)به وسیله کامپایلر تبدیل میکنید که شما آن را نوشته اید،و سپس نتیجه را می بینید که در ماشینی که شما آن را ساختید،اجرا می شود که ازهیچ چیزی بجزهزاران گیت NAND تشکیل نشده است. این یک دستاورد فوق العاده شخصی
در حرکت از اصول اولیهتا به یک سیستم فوق العاده پیچیده و مفید می باشد.
نوآم و من ۵ سال کار کردیم برای آسان کردن این صعود و برای ساخت ابزارها و زیرساخت
که دانش اموزان را در ساخت آندر یک نیمسال توانا خواهد کرد. و این یک تیم عالی است که به ما در این رویداد کمک کردند. این روش، ساختمان کامپیوتر را تجزیه کرد به چندین قسمت های مستقل(ماژول) یکجا هر کدام از این ها میتوانستندبه صورت مستقل هویت پیدا کنند، ساختن و یکی-تست کردن آنها بصورت تنها از باقی پروژه (امکان پذیر بود) و از یک روزی من و نوآم تصمیم گرفتیم که بگذاریم تمامی این بلوک های ساخت شده را در دسترس، بصورت رایگان و متن باز در وبسایت بنابراین ، مشخصات تراشه ها،برنامه ها، توضیحات پروژه ها، ابزار های نرم افزاری، شبیه ساز هایسخت افزاری، شبیه ساز پردازنده مرکزی، پشته ایی از صدها اسلاید و سخنرانی ما همه چیز را در وبسایت پخش کردیم و تمام دنیا را دعوت میکنیم به آمدن برداشتن هرچیزی که آنها نیازمندند، و هر چیزی که با آن میخواهد انجام دهند.
و بعد یک چیز شگفت انگیزی اتفاق افتاد. دنیا آمد. در مدت کوتاهی، هزاران نفر از مردم، ماشین ما را می ساختند. و NAND2Tetris تبدیل شد به اولین در عظیم و متن باز در دوره های آنلاین با اینکه ما 7 سال قبلهیچ ایده ایی نداشتیم از کاری که ما انجام دادیم MOOCs نامیده میشود.(Massice Open Online Courses) ما فقط مشاهده کردیم که چگونهدوره های خود-سازمان یافته که تکثیری خودبخودی بودند از منابع(آموزشی) ما. برای مثال: پارمد سی ای ، یک مهندسی از ایالت کرالا در هند، گروهی از خود-یادگیران را سازمان داده است کسانی که کامپیوتر های ماراتحت راهنمایی های خوب میسازند. و پاراگ شاه، مهندسان دیگری، از بمبئ، پروژه های مارا به صورتکوچکتر تکه تکه کردند،
بسته های بسیار قابل مدیریتکه او حالا ارائه میدهد در برنامه آموزشی پیشگام اش بنام :خودت-آنرا-انجام بده.
مردمی که به این بسته هایآموزشی جلب می شوند معمولا ذهنیت هکری دارند. آنها میخواهند مشخص کنندکه چگونه اشیا کار میکنند، و میخواهند ان را در گروه ها انجام دهند، مثل این انجمن هکر ها در واشینگتن دی سی که از منابع ما برایارائه دوره های عموم استفاده کردند. و بخاطر اینکه این منابع بصورت گسترده در دسترس و متن باز هستند،افراد مختلفی انهارا می گیرند برای اهداف بسیار مختلف و غیر قابل پیشبینی برای مثال، یو فانگمین،از دانشگاه گونچو (چین) از تکنولوژِی FPGA استفاده کرده است برای ساختن کامپیوتر ما و نشان دادن بهدیگران که چگونه همان کاررا انجام میدهد با استفاده از یک کلیپ؛و بن کراددوک توسعه داد یک بازی کامپیوتری بسیارعالی،که پیاده کرده است آنرا در داخل معماری پردازنده ما، که کاملا بازی ماز سه بعدی پیچیده ای هستکه بن آن را توسعه داد با استفاده از موتور شبیه ساز بازیسه بعدی ماین‌کرفت جامعه ماین‌کرفتجایزه موز را به این پروژه اختصاص داد، , بن تبدیل به یک ستاره رسانه ای فوری شد،
و درواقع، کاملا برای چندی از افراد، آشنایی NAND2Tetris، اگر شما بخواهید، تبدیل به یک تجربه ی تغییر دهنده زندگی گشت. برای مثال ، دَن روندز ،کسی که یک علاقه مند دنبالگر موزیک و ریاضیات بود، از شرق شهر لنسینگ میشیگان. چند هفته پیش،دَن یک پست پیروزمندانه پست کرد در وبسایت ما، و من دوست دارم آن را برایتان بخوانم. اینچیزیست که دَن گفته است:
"من (آموزش های آنلاین) را انجام دادمچون فهمیدن کامپیوتر برایم مهم بود،همچون سواد خواندن نوشتن و شمارش، و من به وسیله اش(آموزش ها) انجام دادم، هیچوقت اینچنین روی چیزی سخت کار نکرده بودم هرگز در این درجه دچار چالش نشده بودم. اما آن چه که اکنون میبینم،احساس میکنم ارزش کار دارد، من با قاطعیت آن را دوباره انجام میدهم. برای هرکسی که درنظر داردNAND2Tetris را(شروع کند)، این یک سفر دشواری است،اما شما را عمیقا تغییر خواهد داد."
پس دَن نشان داد برای بسیاری از خود-یادگیران که این دوره ها را در وبسایت انجام میدهند،با کشش خودشان، با ابتکار عمل خودشان،و این کاملاّ شگفت انگیز است چون این مردم نمیتوانند مراقبت کمتری درمورد مدرجات آموزشی داشته باشند. آنها این (دوره هارا)انجام میدهندبرای یک انگیزه. آنها شوق بسیاری برای یادگیری دارند.
و با انچه گفته شد، من میخواهم چند کلمه ایی درموردنمره دهی سنتی بگویم. من ازش خوشم نمی آید. ما غرق در درجه (و مدارک تحصیلیمان) شده ایم چون ما در (جزئیات) غرق شدیم. و هنوز هم مقاطع تحصیلی مارا ازلذت شکست خوردن (و تجربه کردن) دور می کند و قسمت عظیمی از یک آموزش درمورد شکست خوردن است. شجاعت (چیست؟)، باتوجه به گفته چرچیل، توانایی است از شکستی به سوی(شکست) دیگر رفتن بدون از دست دادن شور و اشتیاق. (خنده حضار) و (Joyce) میگوید: اشتباهات دروازه ورود به اکتشاف هستند. و هنوز هم ما تحمل اشتباهات را نداریم، و نمرات(مدارک تحصیلی) را می پرستیم.
و ما +B و -A ها را فراهم میکنیم و آنهارا جمع میبندیم تا به نمره ایی(میانگینی) چون 3.4 (از4) برسیم، که بر روی پیشانی شما درج می شوند و خلاصه می کنند که شما چه کسی هستید. خب، بنظر من ما بیش از حد با این مزخرفات دور شده ایم(از هدف) ارزش گزاری های (تحصیلی)تبدیل به چیز بی ارزشی شده اند.
بنابر اینها، میخواهم چند کلمه ایی درمورد ترقی بگویم،
و نیم نگاهی از پروژه فعلی خودمرا با شما به میان بگذارم، که با پروژه قبلی متفاوت است، اما مشخصات مشابهی را به اشتراک می گذارد از خود-یادگیری، یادگیری با عمل، خود-اکتشافی و جامعه سازی و این پروژه به آموزش ریاضی K-12 می پردازد، با ریاضیات سال های اولیه آغاز میشود، و ما (آموزش ها را) با تبلت انجام می دهیم،چرا که اعتقاد داریم مانند هرچیز دیگری،ریاضیات نیزباید فعالانه (درعمل) آموخته شود.
پس این چیزیست که ما انجام دادیم.به طور اساسی، ما توسعه دادیم تعداد زیادی از نرم افزارهایموبایلی را که هریک توضیح می دهد موضوع مشخصی را در ریاضیات. برای نمونه، بذارید انجام بدیم (درمورد) مساحت ها وقتی شما با موضوعی چون مساخت سرکار دارید خب، ما همچنین مجموعه ایی از ابزارهافراهم کردیم که کودک دعوت میشود برای تجربه کردن آنها بمنظور یادگیری پس اگه مساحت برای ما جالب توجه هست، بعد آن یک چیزی که معمولا با مساحت ها انجام میگیرد کاشی کاری آنهاست با این شی مشخص و بسادگی شمردن چه مقدار کاشی میخواهد برای پوشاندن کامل و این تمرین کوچک اینجا به شما اولین بینش خوبی از مفهوم مساحت می دهد.
با این ترتیب، مساحت این شکل چقدر است ؟ خب، اگر شما بخواهید آن را کاشی کاری کنید،بخوبی کار پیش نخواهد رفت، بنابراین درعوض، شما میتوانید تجربه کنید با این ابزارهای متفاوتاینجا بعضی روند هارا از راهنمایی اولیه و خطا کردن، و در برخی زمان ها،می توانید یک چیزی پیدا کنید که شما می توانید با ان برخیتغییرات مجاز را انجام دهید که روبرو یکی از اونهاست،شما می توانید برش بدید شکل را، شما می توانید قسمت ها رو تغییر مکان بدید،شما میتونید اونارو چسب کنید و بعد اقدام به کاشی کردن مثلانچه که قبلتر کردیم میکنیم. (تشویق) حالا این تغییر شکل مشخص، تغییر نداد مساحت شکل اصلی را، پس وقتی یک ۶ ساله بازی میکند با این یک الگوریتم هوشمندانه کشف می کند برای محاسبه کردن مساحت هر نوعمتوازی-الاضلاع داده شده.
ما با این روش، معلمان را عوض نکردیم. ما معتقدیم که معلمانباید قوی بشوند نه تعویض.
با این ترتیب، مساحت یک مثلث چطور؟ بعد از مقداری راهنمایی اولیه و خطا کردن، کودک میتواند پیدا کند، با کمک یا بدون کمک، که او میتواند کپی برداری از شکل اصلی بکند و سپس نتیجه بگیرد ، شکل را معکوس کند با شکل اصلی چسب کند و سپس اقدام به آنچه که قبلا کردیم بکند. برش ، تغییر مکان، چسباندن،--اوه-- چسباندن و چسب کاری و کاشی کاری. این عملیات تغیر شکل، مساحت را دوبرابر کرد نسبت به شکل اصلی، و از اینروما آموختیم که مساحت مثلث برابر با مساحت مستطیل تقسیم بر دو می باشد. اما ما این را با خود-اکتشافی پیدا کردیم.
پس ، علاوه بر یادگیری مقداری هندسه، کودک کشف کرده است مقداری ازپیچیدگی های بسیار استراتژی های علم، همچون تقلیل که هنری است از تغییر شکل دادن مشکل پیچیده به ساده، یا عمومیت بخشیدن(تعمیم)، که قلب هرگونه نظام (رشته) علمی است، یا حقیقت اینکه بعضی از خواص نامتغییر هستند تحت برخی دگرگونی ها. و تمام اینها چیزیست که یک کودک خیلی جوان میتواند از همچون نرم افزارموبایلی برداشت کند. پس فعلا ، ما درحال انجام دادن اینهاییم: اول از همه)برنامه آموزشی ریاضی کی-12 را ما تکه تکه کردیم. را به چندین نرم افزاز موبایلی اینچنین و چون ما نمیتوانستیم آن هاخودمان انجام دهیم، ما یک ابزار مولف بسیار تفننی توسعه دادیم که هر مولفی، هر پدرمادری یا واقعا هرکسی که علاقه ایی در آموزش ریاضیات دارد، بتواند از این ابزار های مولف برای توسعهنرم افزار های مشابه استفاده کند بر روی تبلت بدون نیاز به برنامه نویسی کردن و در آخر، ما محیط های تعاملی را روی هم قرار دادیم تا یادگیران مختلف با آن متناسب گردند. با نرم افزار های مختلف با توجه به سبک آموزش قابل تکامل آن ها
انگیزه اصلی پشت این پروژه همکلاسی من اشمولیک لاندن هست، و شما میبینید، درست همانند کاری که سالمان حدود ۹۰ پیش انجام داد، "ترفند این است که خودرا با افراد با استعداد احاطه کنید." بنابراین در پایان، این تماماٌ در مورد مردم است. و چند سال پیش، من در تل آویو راه می رفتم و نقشی بر روی دیوار دیدم، و من آن (جمله) را قانع کننده یافتم که هنوز من آن (جمله) را به دانش آموزانمموعظه میکنم، و من دوست دارم که به شما نیز آن را نصیحت کنم. درحال، من نمیدانم چند نفراز شما که اینجایید، آشنا هستید با اصطلاح "Mensch" این (واژه) اساساً به معنی انسانیت و کار های شایسته انجام دادن است. و با آن(واژه)، آنچه کهآن نقش روی دیوار میگفت اینست: High-tech schmigh-tech مهم ترین چیز، انسان بودن است. (خنده) متشکرم.(تشویق حضار) (تشویق حضار)