美國北卡州正考慮將編程作為高中生畢業要求

deeptech深科技 發佈 2023-12-04T22:41:12.494833+00:00

其他許多組織包括 Codecademy、Treehouse、Girl Develop It 和 Hackright Academy,還有比 Code.org 成立早一年的 Girls Who Code。

十年前,微軟、谷歌和亞馬遜等科技巨頭幫助推動了非營利組織 Code.org 的發展。這是一個鼓勵編程學習的項目,其願景是:「每個學校的每個學生都有機會學習計算機科學,將其作為核心 K-12 教育的一部分。」


隨之而來的是,湧現了許多相似的、致力於學習編程和計算機科學的非營利組織和營利組織。其他許多組織包括 Codecademy、Treehouse、Girl Develop It 和 Hackright Academy,還有比 Code.org 成立早一年的 Girls Who Code。


在考慮送孩子們去哪個編程夏令營時,家長們甚至可以列個前十名的名單。有些家長甚至會選擇 Baby Code!系列叢書,讓自己的孩子更早接觸編程,因為「讓孩子們對計算機編程感興趣永遠不會太早。」乘著這股熱情,2016 年,時任美國總統貝拉克·歐巴馬(Barack Obama)發起了一項名為「全民計算機科學」的倡議,提議提供數十億美元的資金,讓學生具備「在數字經濟中茁壯成長」所需的「計算思維技能」。


現在,在 2023 年美國北卡羅來納州正在考慮將編程作為高中畢業要求。如果立法者正式出台這一課程改革,他們將效仿內華達州、南卡羅來納州、田納西州、阿肯色州和內布拉斯加州等五個州的做法——這些州也有類似的政策,認為編程和計算機教育是全面教育的基礎。倡導者認為,這些政策擴大了學生的教育和經濟機會。他們認為,越來越多的工作需要「某種計算機科學知識」。




這種對編程的熱情並不是什麼新鮮事。1978 年,美國國家科學基金會的專家安德魯·莫爾納爾(Andrew Molnar)認為,在他的定義中,計算機素養是「有效參與信息社會的先決條件,與閱讀素養一樣是一項社會義務」。莫爾納爾以兩個起源於 20 世紀 60 年代的項目作為案例。


一個是以麻省理工學院人工智慧實驗室為中心的 Logo 項目,該項目專注於讓小學兒童接觸計算機。另一個是在達特茅斯學院的 Dartmouth 項目,本科生在那裡學習如何在校園計算機網絡上編寫程序。




只是 20 世紀 60 年代至 80 年代的幾項與計算機相關的教育活動之一。但這些項目以及隨後的許多項目,往往使社會中擁有最大權力的人群受益。現在的情況和當時差不多,僅靠學習編程——既不是經濟不穩定背景的人獲得穩定財務未來的途徑,也不是解決教育系統缺陷的靈丹妙藥。



達特茅斯:建立 BASIC 計算社區


20 世紀 60 年代初,當時還是數學教授的約翰·凱梅尼(John Kemeny)向大學受託人做了一次演講,希望說服他們資助一個校內計算網絡。他強調,達特茅斯大學的學生(當時他們都是男性,大多是富裕的白人)是美國未來的領導者。凱梅尼認為,「由於達特茅斯的許多學生都成為了行業和政府的高管或關鍵政策制定者,他們肯定會掌握高速計算設備。」


凱梅尼聲稱,對於那些未來潛在的位高權重者而言,「熟悉高速計算機的潛力和局限性」是「至關重要的」。1963 年和 1964 年,他和數學教授托馬斯·庫爾茨(Thomas Kurtz)與達特茅斯的學生密切合作,設計並實現了一個校園網,而凱梅尼主要負責設計一種名為 BASIC 的易於學習的程式語言,供學生和教師在校園網絡上使用。1964 年秋天,這兩個新發展的項目都受到了即將入學的學生的熱烈歡迎。


隨著達特茅斯大學網絡在 20 世紀 60 年代的發展,網絡終端被安裝在新的校園計算機中心、共享的校園娛樂空間和宿舍以及校園周圍的其他地方。由於該系統是作為一個分時網絡建立的,這在當時是一項創新,多個終端可以連接到同一台計算機上,使用這些終端的人可以同時編寫和調試程序。


這是一次變革:到 1968 年,達特茅斯有 80% 的本科生和 40% 的教職員工定期使用該網絡。儘管學生學習了如何用 BASIC 編寫程序,這是大一數學課程的要求,但真正培養計算機文化的是學生們使用程式語言和網絡的方式。


例如,橄欖球在校園生活中的重要性(1962 年至 1971 年間,達特茅斯七次奪得常春藤聯盟冠軍)讓至少三款橄欖球電腦遊戲在達特茅斯網絡上爆火(FTBALL、football 和 GRIDRIRON),其中一款是凱梅尼自己寫的。


因為網絡很容易訪問,BASIC 也很容易使用,達特茅斯的學生可以讓計算與他們自己的生活和興趣相關。有個學生寫了一個程序,為心理學課測試一個假設。


另一個學生運行了一個名為 XMAS 的程序來列印他的聖誕卡。有些人列印給父母或女朋友的信,其他人則喜歡玩遊戲,包括電腦橋牌、跳棋和西洋棋。


儘管學習用 BASIC 編寫程序是達特茅斯學生入門計算的起點,但他們使用 BASIC 來滿足自己的需求並與同齡人建立社區的方式使該系統在近半個世紀前成為了社交網絡的先驅。BASIC 編程並沒有取代他們的其他課程或課外活動;相反,它補充了它們。



不同的結果:達特茅斯網絡擴張


隨著它越來越受歡迎,美國新英格蘭地區的其他學校都開始想辦法讓學生使用達特茅斯的計算網絡。到 1971 年 4 月,該網絡覆蓋了新英格蘭、紐約和新澤西州的 30 所高中和 20 所大學。


一所學校只需要連接一個終端和一條電話線,就能將終端與達特茅斯校區的主機連接起來(在長途電話費用高昂的時候,這通常是使用網絡的最大開銷)。然而,隨著 BASIC 從達特茅斯轉移到新英格蘭各地不同的高中,計算文化本質上仍然是相同的。




1967 年之前,諸多著名的私立高中都是最早與達特茅斯大學建立網絡聯繫的學校。幾年後,更多的公立高中也加入其中。


中學項目(SSP,Secondary School Project )從 1967 年持續到 1970 年,由凱梅尼和庫爾茨獲得的為期三年的美國國家科學基金會(NSF)撥款支持。該項目將康乃狄克州到緬因州的 18 所公立和私立高中的學生和教育工作者連接到網絡上,目的是讓儘可能多的人能用上計算機(和 BASIC)並觀察結果。


這些學校要求達特茅斯大學分配足夠的時間,以滿足個人或團體的興趣和動機。他們想要使用網絡和代碼,因為它們是新穎的,只屬於少數人的。一些學生是狂熱的用戶,甚至在凌晨四點訪問網絡。但達特茅斯網絡開放的機會明顯不平等。


參與 SSP 的私立學校(當時)都是男性,幾乎都是白人,這些學生的網絡時間幾乎是男女同校公立學校學生的兩倍:私立學校學生每周 72 小時,公立學校學生只有 40 小時。在美國擴大女孩和婦女受的教育機會之前,高中男生報名參加的數學和科學課程比高中女生多得多。數學和科學專業的學生在這些課程中獲得了體驗計算的機會,這意味著 BASIC 進入了一個已經按性別和種族劃分好的系統。這個旨在為所有人提供計算能力的系統,最終放大了已有的不公平現象。



試圖改變世界,一次一隻烏龜


在距離達特茅斯僅一個州的地方,由西摩·帕普特(Seymour Papert)、辛西婭·所羅門(Cynthia Solomon)和沃利·福爾澤格(Wally Feurzeig)創立的 Logo 項目(the Logo project)試圖徹底改變中小學生的學習方式。


最初,研究人員創建了一種 Logo 程式語言,並在 1967 年至 1969 年間對麻省理工學院附近學校的五年級和七年級學生進行了測試。所羅門回憶道:「這些孩子創造了搞笑的句子生成器,並可以熟練地應對自己的數學測驗。」




但 Logo 顯然不僅僅是一項「學習代碼」的努力。它發展到包括一個完整的實驗室和一個全面的學習系統,引入了新的教學方法、經過專門培訓的教師以及可以思考和把玩的實物。


也許這些物體中最令人難忘的是 Logo 烏龜(Logo Turtle),這是一個小型機器人,在計算機命令的指導下沿著地板移動,身體下面有一支可伸縮的筆,可以用來繪製形狀和圖案。





20 世紀 70 年代初,Logo 小組是麻省理工學院人工智慧實驗室的一部分,帕珀特與計算機科學家馬文·明斯基(Marvin Minsky)共同創立了該實驗室。以孩子為中心的學習環境提供了一種寫故事的方式、繪畫的方式、製作音樂的方式,以及用可編程物體探索空間的方式。


帕珀特設想,Logo 項目背後的哲學將使兒童成為「智力代理人」,他們可以獲得自己對數學概念的理解,並與心理學、物理科學、語言學和邏輯學等其他學科建立聯繫。


但脫離實驗室之外的現實情況挑戰了這一願景。簡而言之,向小學生教授 Logo 既耗費時間又耗費資源。1977-78 年,美國國家科學基金會資助了一所公立學校,進行為期一年的 Logo 項目試點研究。研究本應包括該校所有六年級學生,但補助金僅夠四台電腦,這意味著只有四名學生可以同時參加活動。


研究小組發現,大多數被選中參加的學生確實學會了使用 Logo 創建程序和表達數學概念。然而,當研究結束,學生們繼續學習時,他們所得到的計算經驗基本上都留在了過去。


隨著該項目的結束,Logo 團隊在達拉斯的 Lamplighter 私立學校建立了更大規模的合作夥伴關係,由德克薩斯儀器公司共同贊助。


這所學校有 450 名從幼兒園到四年級的學生,共有 50 台電腦。Logo 並不是作為一門獨立的學科來教授的,而是被整合到課程中——這隻有在小型私立學校才能實現。


Lamplighter 項目啟動時,帕珀特的《心智風暴》一書也在差不多的時間發表。在這本書中,這位數學家對計算機革命教育的承諾充滿熱情,這標誌著 Logo 項目的一個高光時刻。但這些創造性的計算思維教育舉措是短暫的。


一個主要的障礙就是美國公共教育系統的官僚作風,使項目發展緩慢且難以改變。此外,有希望的試點項目在引入一個充滿資源不公平的系統時,要麼缺乏規模,要麼無法取得同樣的結果。


另一個問題是,到 20 世紀 80 年代,個人電腦的日益普及挑戰了 Logo 的革命性願景。隨著計算機成為消費品,軟體也成為了消費品。人們不再需要學習編程才能使用計算機。就美國教育而言,課堂上的計算機用途不再是編程,而是教育遊戲、文字處理和做演講。


儘管美國各地的一些學校仍然在繼續教授 BASIC 和 Logo,但對許多學生來說,讓他們用代碼去實現列表元素的字母順序排列似乎不切實際,這與他們的日常生活和想像中的未來脫節了。



公司編程


然而,學校並不是「學習編程」運動的唯一場所。20 世紀 60 年代,計算機機械協會(ACM,Association for Computing Machinery)率先向年輕人教授編程。從 1968 年到 1972 年,ACM 成員通過其當地分會在美國各地建立了許多項目,為黑人和西班牙裔美國人提供計算機技能培訓。


同年,政府和社會福利組織也提供了類似的培訓,包括通用電氣在內的公司也提供了類似培訓。在東海岸和加利福尼亞州的幾個城市,至少有 18 個這樣的項目,在密蘇里州的聖路易斯有一個。


大多數(但不是全部)項目針對的是年輕人。在某些情況下,這些項目會培訓大型機或鍵盤穿孔機(keypuch)的操作方法,但其他項目旨在培訓當時常見的商業計算語言 COBOL 和 FORTRAN 的編程。


參加這些項目的學生學到東西了嗎?答案是肯定的。他們會因此找到工作嗎,或者以其他方式使用他們的新技能?答案往往是否定的。聖地亞哥的一個項目安排了講西班牙語的教師,甚至將一輛 40 英尺長的拖拉機拖車改裝成了一個移動培訓設施,這樣分布在這座龐大城市的學生就不必花一個多小時乘公交車通勤。


在紐約的一片地區,通用電氣公司資助了一項計劃,為美國黑人從事編程工作做好準備。它對沒有高中文憑的人和有案底的人開放,沒有入學考試。參加這項培訓的人中有一半以上完成了培訓。


然而,後來許多人找不到工作,即使是入門級的工作。在其他情況下,優秀畢業生得到的工作每周工資為 105 美元,不足以養活自己和家人。該項目的一位顧問建議,對於未來的培訓項目,通用電氣應該「優先考慮沒有家庭的年輕人」,以最大限度地降低公司的勞動力成本。


這些培訓活動的存在反映了組織者的混合動機,他們大多是白人、富裕的志願者。這些志願者傾向於將城市的生活與貧困的生活混為一談,先入為主地認為生活在這些條件下的人不是白人,並且所有這些人都可以被歸為「弱勢群體」。


他們認為,學習編程將為這些參與者提供一條直接的脫貧之路。但他們的思想表明,他們對幾個世紀以來的奴役、無償勞動、薪酬歧視以及種族隔離和不平等的教育、醫療保健和住房所帶來的障礙知之甚少。


他們在很大程度上考慮了自己的利益,將這些提高技能的計劃視為解決種族不平等及其引發的社會不穩定的靈丹妙藥。


一份會議報告顯示,德拉瓦州 ACM 分會的一個小組認為,「在城市危機的這些日子裡,數據處理行業為弱勢群體提供了一個獨特的機會,讓他們融入美國主流的生活方式。」


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算機行業找到好工作,進而讓他們有機會塑造和掌握重塑世界的技術,那麼這些項目毫無疑問地失敗了。


正如學者阿維德·內爾森(Arvid Nelsen)所觀察到的那樣,雖然一些志願者「可能專注於社區自身的需求和願望」,但其他人只是在為「社會的不穩定」貼上一塊創可貼。


與此同時,內爾森指出,企業受益於「一個廉價的、權力有限的工人來源」。簡而言之,培訓人們編程技能並不意味著他們會得到更好的保障,會獲得薪水更高、更穩定的工作——這只是意味著有更多潛在的入門級員工,他們將為不斷增長的計算機行業降低勞動力成本。


事實上,觀察員甚至在當時就發現了這些項目的不足之處。哥倫比亞大學的黑人計算專業人士沃爾特·德萊格爾(Walter DeLegall)在 1969 年表示,「數據處理培訓」不是靈丹妙藥,試圖走捷徑的培訓計劃反映了美國對黑人和西班牙裔學生的公共教育的缺失。


他質疑項目背後的動機,認為它們有時是出於「商業原因或僅僅是為了消除和驅散這些社區日益增長的不滿情緒」而組織起來的,而不是為了促進公平和正義。



代數項目


來自草根階層的努力回應了這些不足之處,試圖從一個完全不同的角度來看待計算革命。


20 世紀 70 年代末和 80 年代初,民權活動家羅伯特·P·摩西(Robert P.Moses)與家人住在麻薩諸塞州劍橋市,他的女兒邁莎(Maisha)就讀於馬丁·路德·金公立學校,他在那裡無償教授代數。


他注意到,數學小組是按種族和階級非正式隔離的,對黑人和棕色人種學生的期望要低得多。早期,他還將計算機和依賴計算機的知識工作視為經濟、政治和社會力量的日益增長的來源。


上大學對於獲得這種權力來說越來越重要。摩西認為,獲得這種權力的一個關鍵是要打好高中數學的基礎,尤其是代數。他在 20 世紀 80 年代初建立了代數項目(Algebra Project),從劍橋市的公立學校開始,並於 1982 年得到了麥克阿瑟「天才獎」的支持。


在他後來合著的一本書中,摩西明確闡述了數學、計算、經濟正義和政治權力之間的聯繫,尤其是對美國黑人來說。他寫道:「影響窮人和有色人種的、最緊迫的社會問題是經濟訪問權。」


他還寫道:「在當今世界,經濟訪問權和完整的公民身份在很大程度上取決於數學和科學素養。計算機已經成為一種文化力量,也是一種工作工具。雖然技術變革的明顯表現是計算機,但計算機隱藏的文化是數學。」


在 20 世紀 80 年代,用數學素養(的工具)武裝黑人學生是激進的,正是因為它挑戰了當時的權力動態。


摩西於 1958 年至 1961 年在霍勒斯·曼學校教授數學之前,曾在紐約漢密爾頓學院獲得學士學位,並在哈佛大學獲得碩士學位。


對他來說,在 20 世紀 80 年代,獲得由數學素養支持的技術意味著獲得權力。「誰將獲得這項新技術?」他問道。「誰來控制它?為了迎接新的技術時代,我們對教育系統有什麼要求?」


摩西動員學生和家長確保向學校的所有學生教授代數。他設計了新的教學方法,並借鑑他在基層民權組織方面的經驗,招募學生教授同齡人。


該校的大學錄取率和考試成績都有所提高,代數項目也擴展到了 13 個州的至少 22 個其他地點。它專注於數學,因為摩西認為數學是編程的基礎,在一個建立在算法和數據基礎上的經濟中,利害關係始終與經濟正義和教育公平有關。


歷史學家珍妮特·阿巴特(Janet Abbate)觀察到,摩西明確提出了「編程敘事中經常隱藏的一些問題。他質疑了『能力分組』背後隱含的精英統治……他抨擊了黑人對 STEM 不感興趣的刻板印象……而且他強調,社交技能和社區是對抗學生的技術異化的重要組成部分。」


摩西於 2021 年去世,但代數項目仍在繼續,現在它與一個名為「We the People」的全民數學掃盲聯盟合作。他開創的課程仍在繼續教授,代數項目 2022 年的會議再次呼籲人們注意在美國各地,特別是黑人、棕色人種和貧困兒童,需要更好的公共教育,「使他們充分參與美國民主成為可能」。



時光回溯,重新啟動:編程捲土重來


在過去的十年裡,出現了一批新的、更有針對性的編程項目。例如,2014 年,活動家兼企業家范·瓊斯(Van Jones)與音樂家普林斯合作,推出了 #YesWeCode 活動,目標是他們所說的「低機會社區」。在這樣做的過程中,他們呼籲人們關注美國各地持續存在的教育和經濟不平等。


#YesWeCode 的早期努力之一是在 2014 年紐奧良 Essence 音樂節上舉辦了一場面向青少年的黑客馬拉松,鼓勵孩子們將編程與對他們來說重要的問題聯繫起來。


正如 #YesWeCode 的首席創新官艾米·亨德森(Amy Henderson)所解釋的那樣,「今天開發應用程式的很多人都是富裕的白人,所以他們開發的應用程式可以解決他們所屬社區的問題。」比如優步。「與此同時,」她繼續說道,「我們的年輕人開發了一個應用程式,可以發送即將到來的開庭日期的提醒。這是一個影響他所屬社區的問題,所以他為此做了一些事情。」


自那以後,#YesWeCode 演變成了 Dream.Tech,隸屬於 Dream.org,一家非營利組織,倡導新的立法和新的經濟政策,以應對全球氣候變化、美國種族化的大規模監禁制度以及美國長期的貧困歷史(它的其他分支被稱為 Dream.Green 和 Dream.justice)。


例如,最近,Dream.org 正在推動一項立法,以消除長期存在的毒品犯罪量刑種族差異。總的來說,Dream.org 展示了一個廣闊的技術正義願景,試圖「讓未來為每個人服務」。


另一項名為 Code2040 的倡議於 2012 年啟動——該名稱指的是以 2040 年為起點的十年裡,有色人種有望成為美國的多數人口。它最初專注於通過幫助黑人和拉丁裔計算機科學專業學生在科技公司找到工作來實現技術多樣化。


但在過去的十年裡,它的使命有所擴大。Code2040 現在旨在讓這些社區的成員在各個層面上為「創新經濟」做出貢獻,與他們在美國的人口代表性成比例。最終願景:「在數字革命塑造的經濟中公平分配權力。」


技術解決方案主義可能會持續存在,但人們越來越認識到,僅靠編程訓練是不夠的。


Code2040 現任 CTO 米妮·福克斯·梅爾頓(Mimi Fox Melton)和她的前任卡拉蒙·門特羅佐(Karla Monterroso)都認為,僅靠編程培訓不足以保證就業或平等教育機會。


在 2020 年喬治·弗洛伊德(George Floyd)被謀殺後,他們發表了一封批評科技行業的公開信。他們指出,20% 的計算機科學畢業生和 24% 的編程訓練營畢業生是黑人或拉丁裔,而科技行業對應的員工比例只有 6%。


福克斯·梅爾頓和門特羅佐觀察到:「美國的高薪工作不是『色盲』,也不是精英政治,而是由白人統治的。這在技術領域更加嚴重。」


這些最新的編程教育工作提出了一些重要問題:編程是為了什麼?為誰編程?與此同時,最近的其他幾項舉措重點關注數字經濟,特別是人工智慧的最新進展所造成和反映的不公正現象。


它們的目標是挑戰技術系統的力量,而不是將更多的人引入已經存在的破碎系統。其中兩個組織是算法正義聯盟(AJL,Algorithmic Justice League )和艾達·B·威爾斯公正數據實驗室(Ida B. Wells Just Data Lab)。


計算機科學家喬伊·布拉姆維尼(Joy Buolamwini)在麻省理工學院讀研究生時發現,她在工作中使用的面部分析系統沒有「看到」她深色膚色的臉,她必須戴上白色口罩,軟體才能識別她的特徵,於是她成立了算法正義聯盟 AJL 。


現在,AJL 的使命是「領導一場邁向公平和負責任的人工智慧的文化運動」,其口號是:「技術應該為我們所有人服務。而不僅僅是少數特權階層。」


AJL 發表關於人工智慧造成的危害的研究,並跟蹤相關立法、新聞報導和個人故事,所有這些都是為了實現更公平和更負責任的人工智慧。布拉姆維尼已經就這些問題向美國國會和州聽證會作證。


艾達·B·威爾斯公正數據實驗室由普林斯頓大學非裔美國人研究教授魯哈·班傑明(Ruha Benjamin)創建並指導,致力於重新思考和重組「故事與統計、權力與技術、數據與正義之間的關係」。她系統地收集數據並報告了 19 世紀 90 年代白人暴徒對黑人男子的暴力行為。她相信:糾正錯誤的方法是讓真相的光芒照向它們。


實驗室的一項努力,名為「疫情傳送門(Pandemic Portal)」,利用數據突出了新冠疫情背景下的種族不平等,重點關注 10 個不同領域:藝術、互助、心理健康、測試和治療、教育、監獄、警務、工作、住房和醫療。它提供了基於數據的資源和工具,並提供了證據,證明這些看似不同的類別實際上是緊密交織在一起的。


技術解決方案主義可能會在矽谷的校園和州政府走廊中持續存在,但個人、組織和社區越來越認識到,僅靠編程並不能拯救他們。


早在 1980 年,就連西摩·帕普特(Seymour Papert)也對這種努力表示懷疑,他在《心智風暴》中寫道,「一種由計算機工程師主導的特定亞文化正在影響教育世界,使其有利於那些最喜歡這種亞文化的學生。」


學習編程並不能解決不平等或貧困問題,也不能彌補塑造當代美國生活的不公正結構和制度。南方貧困法律中心(Southern Poverty Law Center)的一個項目「為正義而學習(Learning for Justice)」提出了一個更廣泛的計算機科學願景。該項目致力於提供教育資源,讓當地社區參與進來,最終目標是解決不公正問題,教學生和他們所屬的社區共同行使權力。


該項目的數字素養框架突出了關鍵的重點領域,遠遠超出了對學習編程的狹隘關注,包括隱私問題、不文明的網絡行為、假新聞、網絡詐騙、意識形態回音室、另類右翼的興起和網絡激進化。


這些數字素養、技術多樣性和算法公正的新框架超越了編程,使個人能夠有意義地質疑、評估和參與今天的一系列數字空間和場所。它們希望讓我們所有人做好準備,想像和闡明這些空間和場所如何更好地為我們和我們的社區服務。


作者簡介:喬伊· 利茲·蘭金(Joy Lisi Rankin)是紐約大學技術、文化和社會系的研究副教授,著有《美國人民計算史(A People’s History of Computing)》一書。


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