Logo之父留下的精神财富

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  西蒙·帕佩特是谁
  如果十年前问我这个问题,我不能回答。对于很多人来说,西蒙·帕佩特(Seymour Papert)的名字也很陌生。如果不是因为一次偶然的访谈,对于计算机、教育以及心理学发展史上的这位巨匠,我也知之甚少。如果说评价,世界名校美国麻省理工学院的校长对西蒙的评价可以说是对他一生成就最简洁的总结——
  “用不平凡的学识和创造力,西蒙·帕佩特至少在三个领域实现革命性的成果,从孩子们如何感知世界的研究,发展到人工智能,发展到技术和学习的融合。”
  这一评价对于不熟悉他的人来说,又过于笼统。希望通过我的回顾,让读者对他的经历、他的思想、他的成就有一个全面的了解。
  西蒙的一生,有着传奇的色彩。他于1928年在南非出生,24岁博士毕业,而后到英国剑桥大学获得第二个博士学位。此时,他刚满而立之年。30岁前的西蒙,走的是天才数学少年路线。据西蒙自己说,数学成为他的最爱,要得益于两岁前玩齿轮的经历。他将它们看作一个个模型,使很多抽象的观念在与其联系后更易学、更有趣。
  如果到此为止,世界上只会多一位数学家。但他后来的发展却因为遇上一位名人——心理学大师皮亚杰而改变。皮亚杰比西蒙年长32岁,之所以选择皮亚杰,与西蒙童年时对齿轮与数学关系的探索大有关系:这一切是如何工作的,又是如何影响到一个孩子的,如何将一个孩子成功的学习经历复制到其他孩子身上?正是皮亚杰的儿童观和教育观,对他产生了巨大的吸引力。
  接下来,他在瑞士日内瓦与皮亚杰共事5年。这5年对他的影响颇深。而他之后的经历,则是对皮亚杰儿童学习理论思考的深入,因为一种新工具——电脑出现了。
  35岁,西蒙从欧洲辗转到美洲,成为麻省理工学院的研究人员。39岁成为正教授,并成为麻省理工学院的人工智能实验室导师。他在这里的任务,是研究机器如何思考,亦是对儿童思考的延续。57岁,他参与麻省理工学院媒体实验室的创建,并将CPU安装在积木上,与乐高公司合作推出头脑风暴(Mindstorms)系列机器人。
  西蒙在60岁时荣誉退休。退休后,他到缅因州创立学习庄园,致力于年轻人教育,而后在71岁时建立西蒙·帕佩特学院。76岁,他加入非营利组织“一个孩子一台笔记本电脑(One Laptop Per Child,简称OLPC)”,为世界最贫穷的孩子普及电脑和自己的思想而努力。
  他的学术和社会活动本可以继续下去,但78岁在越南的河内参加学术活动时因车祸而脑部受伤,而后他同伤病抗争了十年,于2016年7月31日与世长辞。他的思想作为一笔宝贵财富,影响仍在延续着。
  改变—— 偶然的一面
  有些人可能一生交往甚多,却令我们改变不多;但有些人,可能只是一面之缘,却对我们的选择有重要的影响。西蒙就是这样的人。
  十年弹指一挥间。距我第一次见到西蒙,已有十年时间。在这十年间,我自己的教学,竟默默走在了追随西蒙的路上。从研究编程语言的教学,到研究编程对于文化课成绩很差学生的作用,再到研究学生在对英语和数学双重恐惧下如何学习编程语言。这个过程中,Logo、Scratch以及App Inventor都成为了我在教学中的应用。Logo是西蒙的原创,后两者则是他的思想在新时代的产物,分别面向PC机和智能手持设备。
  认识西蒙老先生非常偶然。2006年4月1日,我因为在编程教学中遇到一系列问题,想看看编程语言创始人对编程的看法,所以联系正在北京参加活动的西蒙,邀请他做一个简短的访谈。老先生很和蔼,很快回复邮件答应我的请求,所以有了这次采访。可是没想到这之后不久,他在越南遭遇事故。
  由于西蒙受到的是脑损伤,访谈的内容他无法确认,留下了遗憾。庆幸的是,之后在北京遇到他的弟子米切尔·瑞斯尼克(Mitchel Resnick)。米切尔是西蒙在麻省理工学院的衣钵传人,他研究的是西蒙的一个分支——头脑风暴机器人。他当时将机器人从以男孩子为市场的各个系列中,创新出Scratch系列,以迎合女孩子的口味。随后,一个纯软件的Scratch版本面世。
  米切尔这样评价他的老师:“对我们很多人来说,西蒙让我们思考和学习的方式有了根本性的改变。他也让我们对孩子、对技术的思考方式有了根本性的改变。”从米切尔的经历中,进一步看到了这种传承。
  西蒙·帕佩特先生的去世,最熟悉他的同事、合作者和学生们都陷入深深的怀念中。在美国麻省理工学院人工智能实验室的同事这样描述他:“西蒙使他周围的人更有智慧——不论是儿童还是同事。”美国麻省理工学院媒体实验室第一任主任尼葛洛庞帝对西蒙的描述,让我们得以一睹这位智者不一样的风采:“西蒙谈话经常用韵文,有时用谜语,像著名的语句——你如果不能思考一些可思考的内容,你就不能思考什么是思考。”
  不消说与他共事多年的合作伙伴,仅仅是聆听过他教诲的人,对他都有深深的印象,不分地域、不分年龄。加拿大学者Peter Skillen认识西蒙有近30年了,一直将西蒙的理念在教学中实践。而中国贵州以推广Logo为己任,将Logo与数学紧密融合的实践者——符美瑜老师,对西蒙教授的去世也扼腕叹息,她在这个领域也耕耘了30年以上。因研究生活算法而小有名气的武健老师在北京与西蒙只有一面之缘,但他坦言,这次会面对他来说是一个承上启下的节点提示,对他后来做科技教育以及科学实验的信息化增强都有重要的启示作用。
  通过他人的评论,是了解一个人的方式。但要进一步了解西蒙,可以从哪里出发呢?
  首先需要了解一种语言,即Logo语言,因为它是将数学、电脑和儿童教育三者有机结合的产物。还需要了解一种玩具,即乐高头脑风暴机器人,这是西蒙的电脑教学观与产业界的融合。不仅如此,西蒙从事的公益活动,包括低价电脑推广以及公益软件的普及,使得他的思想融入更多智能设备中,向世界范围扩展。   Logo语言—— 数学、电脑和教育整合的产物
  西蒙被尊称为Logo语言之父。那么,Logo是什么?它为何被设计出来?又是用于做什么呢?
  Logo与一般的编程语言不同,是第一种专门为孩子们设计的编程语言,西蒙是第一批认识到电脑在教育方面具有革命性潜能并开始实验的人。正是因为有了这种超前的意识,才有了Logo语言的问世。从西蒙十年前的题词中,也可以看出这一点来。
  The children are the real computer generation.
  The computer belongs to you.
  It is your duty to use it well to make a better world.
  Let’s Right together
  —— Seymour Papert
  20世纪60年代末,当时电脑仍然价格高昂,以几十万美元为单台售价时,西蒙就产生了Logo的创意。Logo是可以用来让孩子们同电脑对话的编程语言,通过调用屏幕上海龟的运动,可以产生各式各样的图形和图案。它既有专业编程语言的强大功能,同时对初学者来说又很容易。
  西蒙自称他的Logo是海龟几何,“海龟几何是同以前不同的做几何的东西,既不同于欧几里德的公理几何系统,也不同于笛卡尔的解析几何方式。欧几里德可以看成一个逻辑系统,笛卡尔可以看成一个代数系统。而海龟几何则是一个计算机式的几何类型。”
  由此来看,西蒙是想创立一套电脑的学习文化或学习方式,这同传统的数学体系是不同的,正是这种不同,能将它独有的特点体现出来。
  Logo有机地将西蒙的三个研究领域统一到一起,以数学为起点,通过心理学的方式研究怎样教孩子们学数学,而电脑的出现,使学生可以通过电脑表达出自己对数学的理解以及自己通过将数学知识和现实生活结合而产生的创意。Logo使孩子从被电脑程序玩的学习者,到编程用电脑的学习者。
  通过这样做,孩子不仅可以第一时间对现代技术有切身感受,而且还能建立同科学、数学以及艺术的亲密感。或者说,他想改造电脑文化,让应用电脑、对电脑编程,从而对电脑施以控制的思想,扎根于孩子们的头脑中;而不是被电脑控制,或者说思想被电脑上固定的程序固化。
  乐高机器人—— 产学研结合的产物
  诞生于1932年的乐高(LEGO),距今有80多年历史。这样一家玩具制造商公司,同西蒙有什么关系呢?
  实际上,正是西蒙将乐高积木块同电脑相连,成就了乐高头脑风暴机器人,并使一家传统的玩具公司,成为引领世界玩具产业的龙头,并发起了一场智能机器人的革命。
  当然,乐高之所以做出“积木 CPU”的尝试,与其传统玩具积木在同日益增多的各种电子玩具竞争中难以阻挡的劣势不无关系。西蒙的“头脑风暴”思想结合到传统的乐高积木上,使得乐高玩具有了更强大的生命力,在各种电子玩具中脱颖而出。
  1998年,乐高公司从“头脑风暴”命名这款乐高积木,掀起了积木电脑应用的新浪潮,也使玩具成功进入教育用品市场。这一独创性的学习工具将积木式搭建系统、电脑编程和丰富的课堂活动有效地结合在一起,让学生有机会发挥想象力来设计自己的机器人,为学校的传统课程带来了一种全新的教育方式。
  这一创新使“做中学”的思想得以实践化,也是西蒙从研究Logo语言的纯软件系统,向软硬结合迈出的重要一步。从这个角度来说,机器人也可以看成Logo进化的一个分支。
  今天,乐高课堂机器人教育平台应用在全世界25,000多个校内外教育机构,使用范围从幼儿园到大学和研究院。不仅如此,以乐高积木为平台的各类产品从硬件扩展到软件,从PC平台扩展到移动互联网,在软件与硬件结合、单机与网络联合的创新中不断前进,不断提供各类有创意的组合。
  乐高机器人几乎找不出缺点,而唯一的致命缺点是:价格太贵。
  公益—— 教育和科技共同的归宿
  不论Logo还是头脑风暴机器人,不论是教育还是科研,其最终的归宿在哪里?是公益。不论贫富、不论地域,公益让人们都可以享受到信息共享带来的便利,也为实现人类个体潜能的最大化而服务。
  退休后,西蒙的大部分时间用在公益方面。西蒙的公益计划相当庞大,除了硬件的,还有软件的,不仅要在美国等发达国家应用,更重要的,是将它们推向世界。
  硬件公益计划中,最出名的是2004年的“OLPC”计划,通过公益的方式,使孩子们可以拥有自己的笔记本电脑,为孩子们的创意提供精神来源。由于硬件成本的限制,虽然“OLPC”计划本身并未在世界开花,但随着智能手持设备的价格下降和普及,这个计划已在实现的路上。
  软件公益计划中,Logo便是一例。Logo产生的本身,也与公益有很大关系,它其实是在向问题少年们的数学学习难题发起挑战。它虽然起初很贵,但是后来发展出来的许多版本的Logo都是免费的。其中,由米切尔牵头的终身幼儿园教育小组的作品Scratch就是一例。通过它,孩子们不仅可以对乐高机器人编程,还可以做出自己的创意产品。这种趋势在智能手机中得到延续,同Scratch很相像的App Inventor,则把孩子们的创意工具从个人电脑变为智能手持设备。这些新的版本,都是免费的。
  (作者单位:山东高密市职业中等专科学校)
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