“這個(gè)國(guó)家的每一個(gè)人都應(yīng)該學(xué)習(xí)編程,因?yàn)樗棠闳绾嗡伎??!?/em>
這是史蒂夫·喬布斯在生前接受采訪時(shí)說過的一句話。曾經(jīng)有一段時(shí)間,計(jì)算機(jī)編程被認(rèn)為是最有前途的技能之一,它可以讓一個(gè)人成為技術(shù)精英并決定人類的未來。在過去十余年里,很多國(guó)家和地區(qū)都試圖讓計(jì)算機(jī)科學(xué)在更多的學(xué)校中普及,其中,美國(guó)政府和非政府組織就在普及計(jì)算機(jī)教育方面行動(dòng)積極。
大約在十年前,微軟、谷歌和亞馬遜等如今在人工智能領(lǐng)域非?;钴S的科技巨頭就幫助推動(dòng)了非營(yíng)利組織Code.org,這是一個(gè)學(xué)習(xí)編碼的項(xiàng)目,其愿景是讓每所學(xué)校的每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué),作為他們核心K-12教育的一部分。
緊隨其后的是一波致力于編程和學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)的非營(yíng)利組織和營(yíng)利組織,其中就包括Codecademy、Treehouse、Girl Development It、Hackright Academy和Girls Who Code等。家長(zhǎng)們也開始熱衷于讓孩子們參加編程夏令營(yíng),甚至有些人可能會(huì)選擇用“嬰兒編程”系列叢書,讓他們孩子更早地開始學(xué)習(xí),因?yàn)樵皆缱尯⒆觽儗?duì)計(jì)算機(jī)編程感興趣,效果越好。美國(guó)前總統(tǒng)貝拉克·奧巴馬在2016年也發(fā)起了一項(xiàng)名為“全民計(jì)算機(jī)科學(xué)”的倡議,提議提供數(shù)十億美元的資金,讓學(xué)生具備“在數(shù)字經(jīng)濟(jì)中蓬勃發(fā)展”所需的“計(jì)算思維技能”。
事實(shí)上,對(duì)編程教育的重視,在美國(guó)已有很久的歷史。在20世紀(jì)60年代,相關(guān)的行動(dòng)就已經(jīng)展開,其中,以麻省理工學(xué)院人工智能實(shí)驗(yàn)室為中心的Logo項(xiàng)目和達(dá)特茅斯學(xué)院發(fā)起的項(xiàng)目就是兩個(gè)典型。
不過,這兩個(gè)項(xiàng)目以及隨后的許多項(xiàng)目,往往使社會(huì)中擁有最大權(quán)力的人群受益。當(dāng)時(shí)和現(xiàn)在一樣,僅僅學(xué)習(xí)編程既不是經(jīng)濟(jì)不穩(wěn)定的人群獲得穩(wěn)定財(cái)務(wù)未來的途徑,也不是解決教育系統(tǒng)不足的靈丹妙藥。
在以ChatGPT為代表的人工智能應(yīng)用日益普及的當(dāng)下,計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)正在成為每個(gè)個(gè)體的關(guān)鍵知識(shí)構(gòu)成。當(dāng)ChatGPT可以輕易地敲出一段代碼時(shí),我們是否還有必要學(xué)習(xí)編程知識(shí)?編程技能又將在多大程度上改變教育乃至經(jīng)濟(jì)生活方方面面可能存在的不公?在美國(guó)的編程教育普及歷史中,或許我們能看到這些問題的答案。
圖:編程語言BASIC的聯(lián)合創(chuàng)始人約翰·柯梅尼
圖源:《麻省理工科技評(píng)論》
達(dá)特茅斯:建立一個(gè)BASIC計(jì)算社區(qū)
20世紀(jì)60年代初,數(shù)學(xué)教授(也是未來的達(dá)特茅斯大學(xué)校長(zhǎng))約翰·凱梅尼向大學(xué)受托人做了一次演講,希望說服他們資助一個(gè)校園范圍的計(jì)算網(wǎng)絡(luò),他強(qiáng)調(diào)了達(dá)特茅斯大學(xué)的學(xué)生(當(dāng)時(shí)他們都是男性,大多是富人和白人)是美國(guó)未來的領(lǐng)導(dǎo)者。凱梅尼認(rèn)為,“由于許多來自達(dá)特茅斯這樣的機(jī)構(gòu)的學(xué)生成為了行業(yè)和政府的高管或關(guān)鍵決策者,他們未來肯定將擁有高速計(jì)算設(shè)備?!?/p>
1963年和1964年,凱梅尼和數(shù)學(xué)教授托馬斯·庫(kù)爾茨與達(dá)特茅斯的學(xué)生密切合作,設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)校園網(wǎng),而凱梅尼主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)一種名為BASIC的易于學(xué)習(xí)的編程語言,供學(xué)生(和教師)在該網(wǎng)絡(luò)上使用。1964年秋天,這兩項(xiàng)成果都受到了即將入學(xué)的學(xué)生的熱烈歡迎。
圖:在達(dá)特茅斯,數(shù)學(xué)教授托馬斯·庫(kù)爾茨(左)和約翰·凱梅尼率先在大學(xué)教育中使用計(jì)算機(jī)。
圖源:《麻省理工科技評(píng)論》
隨著達(dá)特茅斯大學(xué)網(wǎng)絡(luò)在20世紀(jì)60年代的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)終端被安裝在新的校園計(jì)算機(jī)中心、共享的校園娛樂空間和宿舍以及校園周圍的其他地方。由于該系統(tǒng)是作為一個(gè)分時(shí)網(wǎng)絡(luò)建立的,這在當(dāng)時(shí)是一項(xiàng)創(chuàng)新,多個(gè)終端可以連接到同一臺(tái)計(jì)算機(jī),使用這些終端的人可以同時(shí)編寫和調(diào)試程序。
這無疑是一次變革:到1968年,達(dá)特茅斯80%的本科生和40%的教師定期使用該網(wǎng)絡(luò)。盡管即將入學(xué)的學(xué)生學(xué)習(xí)了如何用BASIC編寫程序——這是一年級(jí)數(shù)學(xué)課程的要求,但真正培養(yǎng)計(jì)算機(jī)文化的是學(xué)生們將語言和網(wǎng)絡(luò)打造成自己的語言和網(wǎng)絡(luò)的方式。例如,足球在校園生活中的重要性(達(dá)特茅斯在1962年至1971年間七次奪得常春藤聯(lián)盟冠軍)激發(fā)了至少三款在達(dá)特茅斯網(wǎng)絡(luò)上瘋狂玩的電腦足球游戲(FTBALL、football和GRIDRIRON),其中一款是凱梅尼自己寫的。
由于網(wǎng)絡(luò)很容易訪問,BASIC也很容易使用,達(dá)特茅斯的學(xué)生可以將計(jì)算與自己的生活和興趣聯(lián)系起來。有人寫了一個(gè)程序,為心理學(xué)課測(cè)試一個(gè)假設(shè);有人運(yùn)行了一個(gè)名為XMAS的程序來打印圣誕卡;有些人給父母或女友打印信件;還有些人則享受起了一系列游戲,包括電腦橋牌、跳棋和國(guó)際象棋。盡管學(xué)習(xí)用BASIC編寫程序是達(dá)特茅斯學(xué)生計(jì)算的起點(diǎn),但他們使用BASIC來滿足自己的需求并與同齡人建立社區(qū)的方式,使該系統(tǒng)在近半個(gè)世紀(jì)前成為社交網(wǎng)絡(luò)的先驅(qū)。BASIC編碼并沒有取代他們的文科課程要求或課外活動(dòng);相反,它帶來了不錯(cuò)的補(bǔ)充。
隨著該網(wǎng)絡(luò)越來越受歡迎,新英格蘭各地的其他學(xué)校都試圖為學(xué)生利用達(dá)特茅斯的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。到1971年4月,該網(wǎng)絡(luò)覆蓋了新英格蘭、紐約和新澤西州的30所高中和20所大學(xué)。一所學(xué)校只需要連接一個(gè)終端和一條電話線,將終端與達(dá)特茅斯校區(qū)的主機(jī)連接起來。然而,隨著BASIC從達(dá)特茅斯進(jìn)入新英格蘭各地不同類型的高中,計(jì)算文化仍然是同質(zhì)的。
包括菲利普斯??巳?、菲利普斯安多弗和圣保羅在內(nèi)的私立高中都是在1967年之前最早建立聯(lián)系的一批。再過幾年,私立和公立高中也加入了他們的行列。中學(xué)項(xiàng)目(SSP)從1967年持續(xù)到1970年,由柯梅尼和庫(kù)爾茨獲得的為期三年的美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金資助,將康涅狄格州到緬因州的18所公立和私立高中的學(xué)生和教育工作者聯(lián)系起來,目的是將計(jì)算訪問(和BASIC)交給盡可能多的人并觀察結(jié)果。
這些學(xué)校要求達(dá)特茅斯大學(xué)分配時(shí)間,這反映了每個(gè)學(xué)校的一些個(gè)人或團(tuán)體的興趣和動(dòng)機(jī)。他們想要網(wǎng)絡(luò)訪問,進(jìn)而想要代碼訪問,因?yàn)檫@是一種新穎而精英的訪問方式。一些學(xué)生是熱情的用戶,甚至在凌晨四點(diǎn)醒來登錄。但訪問達(dá)特茅斯網(wǎng)絡(luò)的機(jī)會(huì)明顯不平等。當(dāng)時(shí)參與SSP的私立學(xué)校幾乎都是男性白人,這些學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間幾乎是男女同校公立學(xué)校學(xué)生的兩倍:私立學(xué)校學(xué)生每周72小時(shí),公立學(xué)校學(xué)生只有40小時(shí)。
在美國(guó)女孩和婦女教育機(jī)會(huì)擴(kuò)大之前的這些年里,高中男生報(bào)名參加的數(shù)學(xué)和科學(xué)課程比高中女生多得多。數(shù)學(xué)和科學(xué)的學(xué)生在這些課程中獲得了計(jì)算的機(jī)會(huì),這意味著BASIC進(jìn)入了一個(gè)已經(jīng)按性別和種族隔離的系統(tǒng)。原本打算為所有人提供計(jì)算的服務(wù)最終放大了現(xiàn)有的不平等。
圖源:Pixabay
Logo:試圖改變世界
在距離達(dá)特茅斯一個(gè)州的地方,由西摩·帕普特、辛西婭·所羅門和沃利·費(fèi)爾澤格創(chuàng)立的Logo項(xiàng)目試圖徹底改變中小學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。最初,研究人員創(chuàng)建了一種Logo編程語言,并在1967年至1969年間對(duì)馬薩諸塞州劍橋市麻省理工學(xué)院附近學(xué)校的五年級(jí)和七年級(jí)學(xué)生進(jìn)行了測(cè)試。所羅門回憶道:“這些孩子制作了搞笑的句子生成器,并在他們自己的數(shù)學(xué)測(cè)驗(yàn)上游刃有余?!?/p>
但Logo顯然不僅僅是一項(xiàng)“學(xué)習(xí)代碼”的努力/行動(dòng)。它發(fā)展到包括一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)室和一個(gè)全面的學(xué)習(xí)系統(tǒng),將引入新的教學(xué)方法、受過專門訓(xùn)練的教師以及可以思考和玩耍的實(shí)物。也許這些物體中最令人難忘的是Logo Turtle——這是一個(gè)在計(jì)算機(jī)命令的指導(dǎo)下沿著地板移動(dòng)的小型機(jī)器人,它的身體下面有一支可伸縮的筆,可以放低它來繪制形狀、圖片和圖案。
到20世紀(jì)70年代初,Logo小組是麻省理工學(xué)院人工智能實(shí)驗(yàn)室的一部分,西摩·帕普特與計(jì)算機(jī)科學(xué)家馬文·明斯基共同創(chuàng)立了該實(shí)驗(yàn)室。以孩子為中心的學(xué)習(xí)環(huán)境提供了一種寫故事的方式,一種畫畫的方式,還有一種制作音樂的方式,以及一種用可編程對(duì)象探索空間的方式。帕普特設(shè)想,Logo哲學(xué)將賦予兒童作為“智力代理人”的權(quán)力,他們可以獲得自己對(duì)數(shù)學(xué)概念的理解,并與心理學(xué)、物理科學(xué)、語言學(xué)和邏輯學(xué)等其他學(xué)科建立聯(lián)系。
但麻省理工學(xué)院人工智能實(shí)驗(yàn)室之外的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)了這一愿景。簡(jiǎn)言之,向小學(xué)生教授Logo既是時(shí)間密集型的,也是資源密集型的一項(xiàng)行動(dòng)。1977年至1978年,美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助了一所公立學(xué)校對(duì)Logo進(jìn)行的為期一年的研究;本應(yīng)包括該校所有六年級(jí)學(xué)生,但這筆補(bǔ)助金只涵蓋四臺(tái)電腦,這意味著只有四名學(xué)生可以同時(shí)參加。研究小組發(fā)現(xiàn),大多數(shù)被選中參加的學(xué)生確實(shí)學(xué)會(huì)了使用Logo創(chuàng)建程序和表達(dá)數(shù)學(xué)概念。然而,當(dāng)研究結(jié)束,學(xué)生們繼續(xù)學(xué)習(xí)時(shí),他們的計(jì)算經(jīng)驗(yàn)基本上都留在了過去。
隨著該項(xiàng)目的結(jié)束,Logo團(tuán)隊(duì)在達(dá)拉斯的私立Lamplighter學(xué)校實(shí)施了更大規(guī)模的合作,該學(xué)校由德克薩斯儀器公司共同贊助。這所學(xué)校有450名從幼兒園到四年級(jí)的學(xué)生,有50臺(tái)電腦。Logo并不是一門獨(dú)立的學(xué)科,而是被整合到課程中——這只有在這類小型私立學(xué)校才能實(shí)現(xiàn)。
大約在Lamplighter項(xiàng)目同期,Papert的《心智風(fēng)暴》一書也出版了。在這本書中,這位數(shù)學(xué)家對(duì)計(jì)算機(jī)革命教育的承諾充滿熱情,而這些也標(biāo)志著Logo達(dá)到了一個(gè)高點(diǎn)。但這些創(chuàng)造性的計(jì)算機(jī)教育舉措是短暫的。一個(gè)主要的障礙就是美國(guó)公共教育官僚機(jī)構(gòu)發(fā)展緩慢,難以改變。當(dāng)一個(gè)有前途的試點(diǎn)項(xiàng)目被引入一個(gè)充滿資源不公平的系統(tǒng)時(shí),要么沒有規(guī)模,要么無法取得同樣的結(jié)果。
但另一個(gè)問題是,到20世紀(jì)80年代,個(gè)人電腦的普及對(duì)Logo的革命性愿景提出了挑戰(zhàn)。隨著計(jì)算機(jī)成為消費(fèi)品,軟件也成為了消費(fèi)品。人們不再需要學(xué)習(xí)編碼才能使用計(jì)算機(jī)。就美國(guó)教育而言,課堂上的計(jì)算機(jī)不再是編程,而是教育游戲、文字處理和演示。盡管BASIC和Logo在美國(guó)各地的一些學(xué)校繼續(xù)教授,但對(duì)許多學(xué)生來說,寫一些代碼來按字母順序排列列表似乎不切實(shí)際,與他們的日常生活和想象中的未來脫節(jié)。
圖源:Pixabay
校園之外的編碼學(xué)習(xí)
然而,學(xué)校并不是學(xué)習(xí)編碼運(yùn)動(dòng)的唯一場(chǎng)所。成立于20世紀(jì)40年代的計(jì)算機(jī)機(jī)械協(xié)會(huì)(ACM)作為一個(gè)專業(yè)組織,在20世紀(jì)60年代率先向年輕人教授編碼。從1968年到1972年,ACM成員通過其當(dāng)?shù)胤謺?huì)在美國(guó)各地建立了項(xiàng)目,為黑人和西班牙裔美國(guó)人提供計(jì)算機(jī)技能培訓(xùn)。同一年,政府和社會(huì)福利組織提供了類似的培訓(xùn),包括通用電氣在內(nèi)的公司也提供了類似培訓(xùn)。在東海岸和加利福尼亞州的城市至少有18個(gè)這樣的項(xiàng)目,在密蘇里州的圣路易斯有一個(gè)。大多數(shù)(但不是全部)針對(duì)的是年輕人。在某些情況下,這些程序教授大型機(jī)或按鍵打孔操作,但其他程序旨在教授當(dāng)時(shí)常見的商業(yè)計(jì)算語言COBOL和FORTRAN的編程。
參加這些項(xiàng)目的學(xué)生學(xué)習(xí)了嗎?答案是肯定的。他們能因此找到工作嗎,或者以其他方式使用他們的新技能?答案往往是否定的。圣地亞哥的一個(gè)項(xiàng)目安排了講西班牙語的老師,甚至將一輛40英尺長(zhǎng)的拖拉機(jī)拖車改裝成了一個(gè)移動(dòng)訓(xùn)練設(shè)施,這樣分布在這座龐大城市的學(xué)生就不必花一個(gè)多小時(shí)乘公交車往返于中心位置。在紐約奧爾巴尼-斯克內(nèi)克塔迪地區(qū),通用電氣公司支持一項(xiàng)嚴(yán)格的計(jì)劃,為美國(guó)黑人從事編程工作做好準(zhǔn)備。它對(duì)沒有高中文憑的人和有警察記錄的人開放,沒有入學(xué)考試。開始這項(xiàng)培訓(xùn)的人中有一半以上完成了培訓(xùn)。
然而,后來許多人無法找到工作,即使是入門級(jí)的工作。在其他情況下,優(yōu)秀畢業(yè)生得到的工作每周工資為105美元,不足以養(yǎng)活自己和家人。該項(xiàng)目的一位顧問建議,對(duì)于未來的培訓(xùn)項(xiàng)目,通用電氣應(yīng)該“優(yōu)先考慮沒有家庭的年輕人”,以最大限度地降低公司的勞動(dòng)力成本。
這些培訓(xùn)活動(dòng)的存在反映了組織者的一系列動(dòng)機(jī),他們大多是白人、富裕的志愿者。這些志愿者傾向于將生活在城市地區(qū)與生活在貧困中混為一談,并認(rèn)為生活在這些條件下的人不是白人,所有這些人都可以被歸為“弱勢(shì)群體”。他們認(rèn)為學(xué)習(xí)編碼將為這些參與者提供一條直接的脫貧之路。但他們的想法表明,他們對(duì)幾個(gè)世紀(jì)以來的奴役、無償勞動(dòng)、吉姆·克勞暴力、薪酬歧視以及種族隔離和不平等的教育、醫(yī)療保健和住房所帶來的障礙知之甚少。他們?cè)诤艽蟪潭壬峡紤]到了自己的利益,將這些提高技能的計(jì)劃視為解決種族不平等及其引發(fā)的社會(huì)不穩(wěn)定的靈丹妙藥。一份會(huì)議報(bào)告顯示,特拉華州ACM分會(huì)的一個(gè)小組認(rèn)為,“在城市危機(jī)的這些日子里,數(shù)據(jù)處理行業(yè)為弱勢(shì)群體提供了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì),讓他們?nèi)谌朊绹?guó)主流生活方式。”
如果成功被定義為讓越來越多的黑人和西班牙裔男女在計(jì)算機(jī)行業(yè)找到好工作,進(jìn)而讓他們有機(jī)會(huì)塑造和掌握重塑世界的技術(shù),那么這些項(xiàng)目就失敗了。正如學(xué)者阿維德·尼爾森所觀察到的那樣,雖然一些志愿者“可能專注于社區(qū)本身的需求和愿望”,但其他人只是在為“內(nèi)亂”尋找創(chuàng)可貼。與此同時(shí),阿維德·尼爾森指出,企業(yè)受益于“一個(gè)權(quán)力有限的廉價(jià)工人來源”。簡(jiǎn)而言之,培訓(xùn)人們編碼并不意味著他們會(huì)得到更好的保障,收入更高、更穩(wěn)定的工作——這只是意味著有更多可能的入門級(jí)員工,他們將為不斷增長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)行業(yè)降低勞動(dòng)力成本。
事實(shí)上,即使在當(dāng)時(shí),觀察員也發(fā)現(xiàn)了這些努力的不足之處。哥倫比亞大學(xué)的黑人計(jì)算機(jī)專業(yè)人士沃爾特·德萊格爾在1969年宣稱,“數(shù)據(jù)處理培訓(xùn)的魔力”不是靈丹妙藥,快速上手的培訓(xùn)項(xiàng)目反映了美國(guó)對(duì)黑人和西班牙語學(xué)生的公共教育的不足。他質(zhì)疑他們背后的動(dòng)機(jī),認(rèn)為他們有時(shí)是出于“商業(yè)原因,或者只是為了消除和驅(qū)散這些社區(qū)日益增長(zhǎng)的不滿情緒”,而不是為了促進(jìn)公平和正義。
可以看到,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,既制造了很多全新的機(jī)會(huì),也不免催生越來越多的不公,正如ChatGPT的火熱,也有許多擔(dān)憂的聲音。不管是之前馬斯克等人聯(lián)合簽署公開信要求暫停更高一級(jí)GPT的研究,還是近期AI教父杰弗里·辛頓對(duì)人工智能潛在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)出的警告,技術(shù)的發(fā)展不免伴隨著各類力量的拉鋸,但也正是在這個(gè)過程中,科學(xué)知識(shí)向更廣泛的群體普及開來。眼下,GPT帶動(dòng)的AI熱潮也將推動(dòng)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的革命,以編碼編程為代表的計(jì)算機(jī)知識(shí)和技能,具有越來越大的價(jià)值。
作者:Joy Lisi Rankin
文章來源:《麻省理工科技評(píng)論》。
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