So, this is my grandfather, Salman Schocken, who was born into a poor and uneducated family with six children to feed, and when he was 14 years old, he was forced to drop out of school in order to help put bread on the table. He never went back to school. Instead, he went on to build a glittering empire of department stores. Salman was the consummate perfectionist, and every one of his stores was a jewel of Bauhaus architecture. He was also the ultimate self-learner, and like everything else, he did it in grand style. He surrounded himself with an entourage of young, unknown scholars like Martin Buber and Shai Agnon and Franz Kafka, and he paid each one of them a monthly salary so that they could write in peace.
Dit is mijn grootvader, Salman Schocken. Hij werd geboren in een arme, ongeschoolde familie met zes kinderen. 14 jaar oud moest hij al van school om brood op de plank te krijgen. Hij ging nooit terug naar school. In plaats daarvan bouwde hij een schitterend imperium van warenhuizen uit. Salman was de volmaakte perfectionist en elk van zijn winkels was een juweel van Bauhaus-architectuur. Hij was ook de ultieme autodidact en net als met de rest deed hij dat in stijl. Hij omringde zich met een entourage van jonge, onbekende geleerden als Martin Buber, Shai Agnon en Franz Kafka. Hij betaalde hen een maandelijks salaris zodat ze zonder zorgen konden schrijven.
And yet, in the late '30s, Salman saw what's coming. He fled Germany, together with his family, leaving everything else behind. His department stores confiscated, he spent the rest of his life in a relentless pursuit of art and culture. This high school dropout died at the age of 82, a formidable intellectual, cofounder and first CEO of the Hebrew University of Jerusalem, and founder of Schocken Books, an acclaimed imprint that was later acquired by Random House. Such is the power of self-study.
In de late jaren 30 zag Salman wat eraan zat te komen. Hij vluchtte samen met zijn familie uit Duitsland en liet alles achter. Zijn warenhuizen werden in beslag genomen. Hij bracht de rest van zijn leven door in een niet-aflatende zoektocht naar kunst en cultuur. Deze middelbareschoolverlater stierf 82 jaar oud, een formidabele intellectueel, medeoprichter en eerste CEO van de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem, en oprichter van Schocken Books, een befaamde uitgeverij die later werd overgenomen door Random House. Dat is de kracht van zelfstudie.
And these are my parents. They too did not enjoy the privilege of college education. They were too busy building a family and a country. And yet, just like Salman, they were lifelong, tenacious self-learners, and our home was stacked with thousands of books, records and artwork. I remember quite vividly my father telling me that when everyone in the neighborhood will have a TV set, then we'll buy a normal F.M. radio. (Laughter)
Dit zijn mijn ouders. Ook zij konden niet profiteren van het voorrecht van een hogere opleiding. Ze hadden het te druk met het opbouwen van een familie en een land. En toch waren zij net als Salman levenslang gedreven autodidacten. Ons huis puilde uit van de duizenden boeken, platen en kunstwerken. Ik herinner me zeer levendig dat mijn vader me vertelde dat als iedereen in de buurt een tv zou hebben, wij dan een normale FM-radio zouden aanschaffen. (Gelach)
And that's me, I was going to say holding my first abacus, but actually holding what my father would consider an ample substitute to an iPad. (Laughter) So one thing that I took from home is this notion that educators don't necessarily have to teach. Instead, they can provide an environment and resources that tease out your natural ability to learn on your own. Self-study, self-exploration, self-empowerment: these are the virtues of a great education.
En dat ben ik met mijn eerste telraam. Mijn vader zou dat eigenlijk een meer dan voldoende substituut voor een iPad gevonden hebben. (Gelach) Ik leerde thuis een ding: dat opvoeders niet noodzakelijkerwijs hoeven te onderwijzen. In plaats daarvan kunnen zij een omgeving en hulpmiddelen creëren die je eigen natuurlijke vermogen uitdagen om te leren. Zelfstudie, zelfexploratie, zelfredzaamheid: dit zijn de deugden van een goed onderwijs.
So I'd like to share with you a story about a self-study, self-empowering computer science course that I built, together with my brilliant colleague Noam Nisan. As you can see from the pictures, both Noam and I had an early fascination with first principles, and over the years, as our knowledge of science and technology became more sophisticated, this early awe with the basics has only intensified. So it's not surprising that, about 12 years ago, when Noam and I were already computer science professors, we were equally frustrated by the same phenomenon. As computers became increasingly more complex, our students were losing the forest for the trees, and indeed, it is impossible to connect with the soul of the machine if you interact with a black box P.C. or a Mac which is shrouded by numerous layers of closed, proprietary software. So Noam and I had this insight that if we want our students to understand how computers work, and understand it in the marrow of their bones, then perhaps the best way to go about it is to have them build a complete, working, general-purpose, useful computer, hardware and software, from the ground up, from first principles.
Ik wil jullie een verhaal vertellen over een zelfstudie-, zelfredzaamheid-informaticacursus die ik samen met mijn briljante collega Noam Nisan heb ontworpen. Zoals jullie op de foto's zien kunnen, waren Noam en ik al vroeg gefascineerd door de basisprincipes. Naarmate in de loop van de jaren onze kennis van wetenschap en technologie meer verfijnd werd, werd deze vroege fascinatie met de basisprincipes alleen maar sterker. Het is dus niet verwonderlijk dat ongeveer 12 jaar geleden, toen Noam en ik al professor in de computerwetenschap waren, we allebei even gefrustreerd waren door hetzelfde fenomeen. Terwijl computers steeds complexer werden, konden onze studenten door de bomen het bos niet meer zien. Je verliest inderdaad het contact met de ‘ziel van de machine’ als je alleen maar te maken hebt met de zwarte doos van een pc of een Mac afgedekt met vele lagen gesloten, gepatenteerde software. Noam en ik wilden dat onze studenten door en door begrepen hoe computers werken, en dat dat begrip tot het diepst in hun lijf doordrong. De beste manier daarvoor was dat ze zelf een complete, werkende, algemeen bruikbare computer zouden bouwen, zowel de hardware als de software en beginnen bij nul, vanuit de basis.
Now, we had to start somewhere, and so Noam and I decided to base our cathedral, so to speak, on the simplest possible building block, which is something called NAND. It is nothing more than a trivial logic gate with four input-output states. So we now start this journey by telling our students that God gave us NAND — (Laughter) — and told us to build a computer, and when we asked how, God said, "One step at a time." And then, following this advice, we start with this lowly, humble NAND gate, and we walk our students through an elaborate sequence of projects in which they gradually build a chip set, a hardware platform, an assembler, a virtual machine, a basic operating system and a compiler for a simple, Java-like language that we call "JACK." The students celebrate the end of this tour de force by using JACK to write all sorts of cool games like Pong, Snake and Tetris. You can imagine the tremendous joy of playing with a Tetris game that you wrote in JACK and then compiled into machine language in a compiler that you wrote also, and then seeing the result running on a machine that you built starting with nothing more than a few thousand NAND gates. It's a tremendous personal triumph of going from first principles all the way to a fantastically complex and useful system.
Je moet ergens beginnen, dus besloten Noam en ik om onze ‘kathedraal’ te baseren op de eenvoudigst mogelijke bouwsteen, de NAND-poort. Een simpele logische poort met vier input-output-staten. We beginnen ons verhaal door onze studenten te zeggen dat God ons de NAND gaf — (gelach) — en ons opdroeg om een computer te bouwen. Toen we vroegen hoe, zei God: "Stapje voor stapje." Met dat advies in gedachten beginnen we met deze eenvoudige, nederige NAND-poort en doorlopen we met onze studenten een uitgebreide reeks projecten waarbij ze geleidelijk een chipset bouwen, een hardware-platform, een assembler, een virtuele machine, een basisbesturingssysteem en een compiler voor een eenvoudige, Java-achtige taal die we ‘JACK’ noemen. De studenten vieren het einde van deze tour de force door met behulp van JACK allerlei leuke spelletjes te schrijven zoals Pong, Snake en Tetris. Je kan je voorstellen wat een plezier het geeft om een tetrisspel te spelen dat je zelf schreef in JACK het dan met een compiler compileerde in machinetaal die je ook zelf schreef, en vervolgens het resultaat zag op een machine die je zelf bouwde met niets meer dan een paar duizend NAND-poorten. Het is een enorme persoonlijke triomf om vanuit de basisprincipes helemaal tot een fantastisch complex en functionerend systeem te geraken.
Noam and I worked five years to facilitate this ascent and to create the tools and infrastructure that will enable students to build it in one semester. And this is the great team that helped us make it happen. The trick was to decompose the computer's construction into numerous stand-alone modules, each of which could be individually specified, built and unit-tested in isolation from the rest of the project. And from day one, Noam and I decided to put all these building blocks freely available in open source on the Web. So chip specifications, APIs, project descriptions, software tools, hardware simulators, CPU emulators, stacks of hundreds of slides, lectures -- we laid out everything on the Web and invited the world to come over, take whatever they need, and do whatever they want with it.
Noam en ik werkten er vijf jaar aan om dit mogelijk te maken en de tools en de infrastructuur te ontwikkelen zodat studenten dit in één semester konden realiseren. Dit bekwame team hielp ons daarbij. De kneep bestond erin om de computer te ontleden in talloze zelfstandige modules, die elk afzonderlijk konden worden gespecificeerd, gebouwd en als eenheid getest, los van de rest van het project. Vanaf dag één besloten Noam en ik al deze bouwstenen gratis als open source beschikbaar te maken op het web. Alle chipspecificaties, API's, projectbeschrijvingen, softwaretools, hardware simulatoren, CPU-emulators, stapels dia's, lezingen -- we maakten alles beschikbaar op het web en nodigden de wereld uit om te nemen wat ze nodig hadden en het naar believen te gebruiken.
And then something fascinating happened. The world came. And in short order, thousands of people were building our machine. And NAND2Tetris became one of the first massive, open, online courses, although seven years ago we had no idea that what we were doing is called MOOCs. We just observed how self-organized courses were kind of spontaneously spawning out of our materials. For example, Pramode C.E., an engineer from Kerala, India, has organized groups of self-learners who build our computer under his good guidance. And Parag Shah, another engineer, from Mumbai, has unbundled our projects into smaller, more manageable bites that he now serves in his pioneering do-it-yourself computer science program.
En toen gebeurde er iets fascinerend. De wereld kwam en in de kortste keren waren duizenden mensen onze machine aan het bouwen. NAND2Tetris werd een van de eerste grootschalige, open online-cursussen, al hadden we zeven jaar geleden geen idee dat wat we deden MOOC (Massive Open Online Course) heette. We hebben net gezien hoe zelfgeorganiseerde cursussen min of meer spontaan ontstonden op basis van ons materiaal. Zo heeft bijvoorbeeld Pramode C.E., een ingenieur uit Kerala, India, groepen van autodidacten georganiseerd die onze computer bouwen onder zijn bekwame leiding. En Parag Shah, een ingenieur uit Mumbai, heeft onze projecten in kleinere, meer beheersbare stukjes opgedeeld die hij nu gebruikt in zijn baanbrekende doe-het-zelf informaticaprogramma.
The people who are attracted to these courses typically have a hacker mentality. They want to figure out how things work, and they want to do it in groups, like this hackers club in Washington, D.C., that uses our materials to offer community courses. And because these materials are widely available and open-source, different people take them to very different and unpredictable directions. For example, Yu Fangmin, from Guangzhou, has used FPGA technology to build our computer and show others how to do the same using a video clip, and Ben Craddock developed a very nice computer game that unfolds inside our CPU architecture, which is quite a complex 3D maze that Ben developed using the Minecraft 3D simulator engine. The Minecraft community went bananas over this project, and Ben became an instant media celebrity.
Mensen die zich aangetrokken voelen tot deze cursussen hebben meestal een hackermentaliteit. Ze willen erachter komen hoe dingen werken, en dan het liefst in groepen, zoals deze hackersclub in Washington, D.C., die ons materiaal gebruikt voor beroepsopleidingen. Omdat het materiaal zeer gemakkelijk verkrijgbaar is en open-source, ontwikkelen verschillende mensen ze in de meest uiteenlopende en onvoorspelbare richtingen. Yu Fangmin uit Guangzhou bijvoorbeeld heeft FPGA-technologie gebruikt om onze computer te bouwen en anderen te tonen hetzelfde te doen met behulp van een videoclip. Ben Craddock ontwikkelde een zeer mooi computerspel dat zich ontvouwt binnen onze CPU-architectuur; een heel complex 3D-doolhof dat Ben ontwikkelde met behulp van de Minecraft-3D-simulator. De Minecrafters waren wild enthousiast over dit project en Ben werd op slag een mediaberoemdheid.
And indeed, for quite a few people, taking this NAND2Tetris pilgrimage, if you will, has turned into a life-changing experience. For example, take Dan Rounds, who is a music and math major from East Lansing, Michigan. A few weeks ago, Dan posted a victorious post on our website, and I'd like to read it to you. So here's what Dan said.
Voor heel wat mensen bleek deze NAND2Tetris-ervaring een mijlpaal in hun leven. Neem bijvoorbeeld Dan Rounds, gespecialiseerd in muziek en wiskunde uit East Lansing, Michigan. Een paar weken geleden postte Dan een trots bericht op onze website. Ik ga het voorlezen. Dit is wat Dan zei:
"I did the coursework because understanding computers is important to me, just like literacy and numeracy, and I made it through. I never worked harder on anything, never been challenged to this degree. But given what I now feel capable of doing, I would certainly do it again. To anyone considering NAND2Tetris, it's a tough journey, but you'll be profoundly changed."
"Ik volgde de cursussen omdat computers begrijpen voor mij even belangrijk is als schrijven en rekenen. Ik heb nooit harder op iets gewerkt en ik werd nooit zo uitgedaagd. Maar door wat ik nu voel aan te kunnen, zou ik het zeker opnieuw doen. Voor iedereen die overweegt NAND2Tetris aan te pakken, zeg ik: ‘Het is een moeilijke reis, maar ze zal je grondig veranderen.’"
So Dan demonstrates the many self-learners who take this course off the Web, on their own traction, on their own initiative, and it's quite amazing because these people cannot care less about grades. They are doing it because of one motivation only. They have a tremendous passion to learn.
Dan vertegenwoordigt al die autodidacten die op hun eigen manier deze internetcursus aanpakken, op eigen initiatief, en het is verbazingwekkend omdat deze mensen er niet om malen of ze er punten voor krijgen. Ze hebben slechts één motivatie. Ze hebben een enorme passie om te leren.
And with that in mind, I'd like to say a few words about traditional college grading. I'm sick of it. We are obsessed with grades because we are obsessed with data, and yet grading takes away all the fun from failing, and a huge part of education is about failing. Courage, according to Churchill, is the ability to go from one defeat to another without losing enthusiasm. (Laughter) And [Joyce] said that mistakes are the portals of discovery. And yet we don't tolerate mistakes, and we worship grades. So we collect your B pluses and your A minuses and we aggregate them into a number like 3.4, which is stamped on your forehead and sums up who you are. Well, in my opinion, we went too far with this nonsense, and grading became degrading.
Met dat in gedachten wil ik een paar woorden kwijt over cijfers op school. Het doet me walgen. We zijn geobsedeerd door cijfers omdat we geobsedeerd zijn door gegevens. Terwijl juist cijfers elk plezier wegnemen uit het mislukken. Een groot deel van een opleiding gaat net over mislukken. Moed, dat is volgens Churchill de kunst om nederlaag na nederlaag te incasseren zonder je enthousiasme te verliezen. (Gelach) En [Joyce] zei dat fouten de portalen zijn van de ontdekking. En toch tolereren wij geen fouten en aanbidden we cijfers. Dus verzamelen wij die B-plussen en A-minnen en combineren ze tot een getal als 3,4 dat je op je voorhoofd gestempeld krijgt en samenvat wie je bent. Volgens mij gaan we te ver met deze onzin en komt oordelen neer op veroordelen.
So with that, I'd like to say a few words about upgrading, and share with you a glimpse from my current project, which is different from the previous one, but it shares exactly the same characteristics of self-learning, learning by doing, self-exploration and community-building, and this project deals with K-12 math education, beginning with early age math, and we do it on tablets because we believe that math, like anything else, should be taught hands on.
Daarom wil ik het nu even hebben over upgraden. Ik toon jullie een glimp van mijn huidig project, dat anders is dan het vorige, maar met precies dezelfde kenmerken van zelfleren, leren door doen, zelfexploratie en samen-werking. Dit project gaat over wiskunde voor lager en middelbaar onderwijs. We gebruiken tablets, omdat we geloven dat wiskunde, net als de rest, interactief moet worden onderwezen.
So here's what we do. Basically, we developed numerous mobile apps, every one of them explaining a particular concept in math. So for example, let's take area. When you deal with a concept like area -- well, we also provide a set of tools that the child is invited to experiment with in order to learn. So if area is what interests us, then one thing which is natural to do is to tile the area of this particular shape and simply count how many tiles it takes to cover it completely. And this little exercise here gives you a first good insight of the notion of area.
Zo doen we dat. We ontwikkelden talrijke mobiele apps, die elk een bepaald concept in de wiskunde uitleggen. Oppervlakte bijvoorbeeld. Voor een concept als oppervlakte krijgt het kind een verzameling tools om mee te experimenteren en zo te leren. Als je wat wil weten over oppervlakte dan ligt het voor de hand om een oppervlak te betegelen dan te tellen hoeveel tegels je nodig hebt om het volledig te bedekken. Deze kleine oefening geeft je een eerste goed inzicht van het begrip oppervlakte.
Moving along, what about the area of this figure? Well, if you try to tile it, it doesn't work too well, does it. So instead, you can experiment with these different tools here by some process of guided trial and error, and at some point you will discover that one thing that you can do among several legitimate transformations is the following one. You can cut the figure, you can rearrange the parts, you can glue them and then proceed to tile just like we did before. (Applause) Now this particular transformation did not change the area of the original figure, so a six-year-old who plays with this has just discovered a clever algorithm to compute the area of any given parallelogram.
En hoe zit het dan met de oppervlakte van deze figuur? Als je ze probeert te betegelen, lukt dat niet zo goed. In plaats daarvan kun je experimenteren met deze verschillende tools door begeleid gissen en missen. Na een tijdje zul je ontdekken dat je via enkele legitieme transformaties dit kan doen. Je kunt de figuur doorsnijden, de onderdelen herschikken, aan elkaar lijmen en ze vervolgens net als tevoren betegelen. (Applaus) Deze transformatie heeft de oppervlakte van de oorspronkelijke figuur niet veranderd. Een zesjarige kan hiermee spelenderwijs een slim algoritme ontdekken om de oppervlakte van een parallellogram te berekenen.
We don't replace teachers, by the way. We believe that teachers should be empowered, not replaced.
Het is trouwens niet onze bedoeling de leraar te vervangen. Wij moeten leraren helpen, niet vervangen.
Moving along, what about the area of a triangle? So after some guided trial and error, the child will discover, with or without help, that he or she can duplicate the original figure and then take the result, transpose it, glue it to the original and then proceed [with] what we did before: cut, rearrange, paste — oops— paste and glue, and tile. Now this transformation has doubled the area of the original figure, and therefore we have just learned that the area of the triangle equals the area of this rectangle divided by two. But we discovered it by self-exploration.
En hoe bepalen we de oppervlakte van een driehoek? Na weer wat begeleid gissen en missen, kan het kind met of zonder hulp ontdekken dat hij of zij de oorspronkelijke figuur kan dupliceren, het dubbel verplaatsen, aan de oorspronkelijke figuur lijmen en verdergaan zoals tevoren: snijden, herschikken, plakken — oeps — plakken en lijmen, en betegelen. Nu heeft deze transformatie de oppervlakte van de oorspronkelijke figuur verdubbeld. Daarom hebben we net geleerd dat de oppervlakte van de driehoek gelijk is aan de oppervlakte van deze rechthoek gedeeld door twee. Maar we ontdekten dat door zelfexploratie.
So, in addition to learning some useful geometry, the child has been exposed to some pretty sophisticated science strategies, like reduction, which is the art of transforming a complex problem into a simple one, or generalization, which is at the heart of any scientific discipline, or the fact that some properties are invariant under some transformations. And all this is something that a very young child can pick up using such mobile apps. So presently, we are doing the following: First of all, we are decomposing the K-12 math curriculum into numerous such apps. And because we cannot do it on our own, we've developed a very fancy authoring tool that any author, any parent or actually anyone who has an interest in math education, can use this authoring tool to develop similar apps on tablets without programming. And finally, we are putting together an adaptive ecosystem that will match different learners with different apps according to their evolving learning style.
Terwijl het kind wat nuttige meetkunde onder de knie kreeg, leerde het meteen wat vrij geavanceerde wetenschapsstrategieën zoals reductie kennen. Dat is de kunst om een complex probleem te herleiden tot iets eenvoudigers. Of generalisatie, de kern van elke wetenschappelijke discipline. Of het feit dat sommige eigenschappen niet veranderen bij bepaalde transformaties. Dat alles kan een zeer jong kind onder de knie krijgen met behulp van dergelijke mobiele apps. We gaan momenteel als volgt te werk: allereerst delen wij het lagere-school wiskunde-curriculum op in talrijke apps. Omdat we dat niet allemaal zelf kunnen, hebben we een zeer mooi ontwerpprogramma ontwikkeld dat elke auteur, ouder of eigenlijk iedereen met interesse in wiskundeonderwijs kan gebruiken om soortgelijke apps voor tablets te ontwikkelen. En dat zonder enige programmeervaardigheid. Tenslotte werken we aan een adaptief ecosysteem. Dat past zich aan aan allerlei studenten met verschillende apps volgens hun eigen evoluerende manier van leren.
The driving force behind this project is my colleague Shmulik London, and, you see, just like Salman did about 90 years ago, the trick is to surround yourself with brilliant people, because at the end, it's all about people. And a few years ago, I was walking in Tel Aviv and I saw this graffiti on a wall, and I found it so compelling that by now I preach it to my students, and I'd like to try to preach it to you. Now, I don't know how many people here are familiar with the term "mensch." It basically means to be human and to do the right thing. And with that, what this graffiti says is, "High-tech schmigh-tech. The most important thing is to be a mensch." (Laughter) Thank you. (Applause) (Applause)
De drijvende kracht achter dit project is mijn collega Shmulik London. En kijk, net als Salman ongeveer 90 jaar geleden deed, bestaat de kneep erin om jezelf te omringen met briljante mensen, omdat het uiteindelijk allemaal om mensen draait. Een paar jaar geleden wandelde ik in Tel Aviv en ik zag deze graffiti op een muur. Ik vond hem zo pakkend dat ik hem aan mijn studenten voorhoud net zoals ik hem nu aan jullie wil voorhouden. Ik weet niet hoeveel mensen hier de term ‘mensch’ iets zegt. Het betekent in feite om mens te zijn en het juiste ding te doen. Deze graffiti zegt: "High-tech schmai-tech, het belangrijkste is een 'mensch' te zijn." (Gelach) Bedankt. (Applaus) (Applaus)