CS50: Inside the Worlds Most Elite Computing Course

Það eru ekki margir háskólanámskeið sem geta talið Mark Zuckerberg og Steve Ballmer meðal fyrirlesara þess. Það eru ekki mörg háskólanámskeið þar sem meira en 100.000 manns hafa mætt á fyrirlestra (að vísu aðallega á netinu). Það eru ekki margir háskólanámskeið sem hafa sitt eigið vörumerki, varning og berjast um að skrá nafn námskeiðsins sem vörumerki. En svo eru ekki margir háskólanámskeið eins og CS50.

CS50 er án efa mest úrvals tölvunámskeið í heimi. Það er ekki aðeins kennt við Harvard, heldur nú í Ivy League stofnuninni Yale, þar sem það varð samstundis vinsælasta námskeið háskólans á fyrsta ári. Ef þú ert einn af þeim fjölmörgu sem mistekst að fá pláss á námskeiðinu við einhvern háskólanna geturðu tekið CS50 á netinu, annað hvort í gegnum stafrænar stofnanir eins og edX eða iTunes U, eða einfaldlega í gegnum vefsíðu námskeiðsins , þar sem öll fyrirlestrar, kennsluefni, efni, verkefni og lausnir þeirra eru gefnar út ókeypis. Fyrirlestrar verða brátt jafnvel hægt að horfa á með VR heyrnartólum, eins og þú sért í raun í salnum í Harvard.

Svo hvað gerir þetta námskeið svona sérstakt? Hvað rekur þúsundir skærustu hugara Bandaríkjanna og hundruð þúsunda manna víðsvegar að úr heiminum til að streyma fyrirlestrunum? Ég hef talað við leiðtoga námskeiðsins og nemendur, auk þess að sitja í gegnum nokkra fyrirlestra sjálfur, til að komast að því.

Tölvunarfræði fyrir alla

CS50, eða Computer Science 50 til að gefa fullt nafn sitt, er ekki eingöngu eign þeirra sem skrifa Perl í náttfötunum. Tæplega þrír fjórðu þeirra nemenda sem skrá sig í námið við Harvard hafa aldrei farið á tölvunarfræðibraut áður. Eins og prófessor David Malan sagði nemendum í inngangsfyrirlestri sínum á námskeiðinu 2015: „Við ætlum ekki í þessu námskeiði að breyta ykkur öllum í CS majór eða einbeitingarmenn, heldur til að gefa ykkur tækifæri til að fara vonandi út fyrir heiminn sem þú ert nú kunnugur og kemur með kunnáttu og þekkingu og kunnáttu frá þessum heimi sem þú getur sótt í þinn eigin heim, hvort sem það er í hugvísindum, félagsvísindum, náttúruvísindum eða víðar.“ Sú staðreynd að þú lærir forritun á leiðinni er, samkvæmt vefsíðunni, „kannski styrkjandi aftur“.

Það er ekki þar með sagt að það sé ekkert að vinna hjá þeim sem þegar þekkja verklagsreglur sínar út frá breytum sínum. Hvert „vandræðasettið“ sem nemendur eiga að leysa eru í tvenns konar erfiðleikastigum: Standard, sem 90%+ af bekknum er gert ráð fyrir að gera, og Hacker Edition, fyrir þá með tæknilega kótelettu sem vilja ýta sér. Reyndar er allt námskeiðið í Harvard og Yale skipulagt í þrjú mismunandi lög: þá sem eru „þæginlegri“ með tungumáli forritunar, þær sem eru „óþægilegar“ og hljómsveit fyrir þá sem eru „einhvers staðar þarna á milli“.

Tæplega þrír fjórðu þeirra nemenda sem skrá sig í námið við Harvard hafa aldrei farið á tölvunarfræðibraut áður.

Námskeiðið og margir fyrirlestranna – fluttir í beinni útsendingu fyrir hundruð nemenda og á eftirspurn í gegnum mjög fágað myndbandsstrauma – eru undir forystu prófessors Malan: aðlaðandi fyrirlesara sem minnir mig á fyrrum Windows yfirmann Steven Sinofsky, þar sem þú ert greinilega að takast á við með svo grimma greind að orðin geta ekki fallið nógu hratt út úr munni hans til að halda í við heilann. Hann gæti talað á vélbyssuhraða, en hann er líka frábær í að eima flókin hugtök í meltanlega bita.

Í inngangsfyrirlestri 2015, til dæmis, notar hann sett af ljósaperum til að kenna nemendum hvernig á að skrifa tölur í tvöfaldri tölu og útskýrir hvernig hver pera (kveikt fyrir 1 og slökkt fyrir 0) táknar svolítið. Það er skýrasta skýringin sem ég hef orðið vitni að. Þökk sé viðbótarmyndböndunum á CS50 vefsíðunni get ég nú bætt við, dregið frá og margfaldað í tvöfaldri líka.

Hann byrjar líka að kanna þróun „deila og sigra“ reiknirit með því að rífa upp símaskrá (dálítið óþægilega, miðað við rétttrúnaðar nördabyggingu hans). Þetta sýnir á myndrænan hátt að jafnvel með 40 milljarða nafna skráð í stafrófsröð í símaskrá myndi það taka aðeins 36 skref til að finna manneskjuna sem þú varst að leita að ef þú opnaðir bókina í miðjunni og reifir út helminginn sem innihélt ekki nafn (til að útskýra hugtakið log n).

Svo er það sýningin á því hvernig skipanir skrifaðar fyrir tölvur krefjast nákvæmni sem við erum ekki vön þegar við skipum mönnum um. Hann biður nemendur í fyrirlestrarsal Yale að hrópa út skipanir um hvernig eigi að búa til hnetusmjörs- og sultusamloku, en einn af skjólstæðingum sínum á sviðinu framkvæmir skipanirnar nákvæmlega. Þannig leiðir „opinn brauðpoki“ til þess að pokinn er rifinn í sundur og brauð lekur út um allt, en seinna í „prógramminu“ festist samlokugerðarmaðurinn í óendanlega lykkju sem endar ekki vel fyrir hnetusmjörskrukkuna.

Kóða tenging

Þessi grípandi leið til að kynna hið hugsanlega þurra og ógnvekjandi efni forritunar virðist vissulega slá í gegn hjá nemendum, sérstaklega þeim sem hafa aldrei lært tölvunarfræði áður. Ed Rex, stofnandi breska tónlistarsprettufyrirtækisins Jukedeck, sagði mér nýlega hvernig hann fékk innblástur til að byrja að kóða eftir að hafa farið á CS50 fyrirlestur. „Ég var bara algjörlega dolfallinn,“ sagði Rex. „Eftir klukkutíma í fyrirlestrasal hans [Malan] kom ég út og hugsaði fyrst, hvers vegna hefur enginn sagt mér þetta áður; í öðru lagi er forritun mögnuð; og í þriðja lagi virðist þetta vera miklu framkvæmanlegra en fólk í Bretlandi myndi láta þig trúa.“

Sjá tengd 

Lærðu að kóða ókeypis: Bestu kóða- og forritaþróunarnámskeiðin í Bretlandi í innlendri kóðaviku

Ár sem kóðun hirðingja

Tuttugu og þriggja ára Kyle Schmigel er hluti af núverandi CS50 inntöku. Hann sagði mér að „að læra að forrita almennt gerir mér kleift að einbeita mér að huganum á allt annan hátt en ég geri venjulega í daglegu lífi mínu. Þetta er skemmtileg leið til að ögra sjálfum sér og leysa vandamál.

„Hingað til er það mikilvægasta sem ég hef lært að horfa á hlutina frá mörgum sjónarhornum,“ bætti Schmigel við. „Ég lít kannski ekki á vandamálið á réttan hátt, eða gæti verið að gera hlutina á einfaldari hátt. CS50 er erfiður flokkur en ég hef aldrei gert neitt sem mér hefur fundist eins skemmtilegt og að skora á sjálfan mig að taka það.“

Malan er of hógvær til að telja kennslustíl sinn eina af aðalástæðunum fyrir velgengni CS50 og bendir á aðra þætti. „Við höfum vissulega notið góðs af vaxandi áhuga á tölvunarfræði á alþjóðavettvangi, sérstaklega með tækni sem er svo vinsæl núna,“ sagði hann við mig. „En við erum vongóð um að aðgengi CS50, ásamt ströngu og menningu, eigi sérstaklega við nemendur líka, sérstaklega þá sem eru án fyrri reynslu.

Frá brjósti til uppgangs

Þegar fimmtán mínútur eru liðnar af fyrsta CS50 fyrirlestrinum mínum er auðvelt að sjá hvers vegna nemendur eru ánægðir með námskeiðið hjá Malan, en það hefur ekki alltaf verið sú yfirskriftarárangur sem hann er í dag. Á fyrirlestrinum sýnir Malan nemendum dagsins bút úr gestafyrirlestri frá Facebook-stofnanda og alræmda Harvard-brottenda Mark Zuckerberg árið 2005. Að vísu var Zuckerberg varla uppi á teningnum þá sem hann er í dag, þar sem Facebook hafði verið starfrækt aðeins ári áður en hann hélt fyrirlesturinn; að sögn Harvard sjálfs, höfðu vinsældir námskeiðsins dvínað með dotcom brjóstinu. Myndbandið sýnir aðeins tugi nemenda eða svo sem sitja í sætum í vandræðalega tómum fyrirlestrasalnum, og neyðir Zuckerberg í frekar stæltan einleik til að hefja ræðu sína: „Þetta er í raun í fyrsta skipti sem ég hef farið á fyrirlestur kl. Harvard."

Þetta myndband af Zuckerberg sýnir einnig annað merki um hversu langt námskeiðið hefur þroskast. Fyrirlestrarmyndbandið frá 2005 er tekið af einni myndavél í föstri stöðu aftast í fyrirlestrasalnum, með tá-krulla 30 sekúndur eða svo af því að fikta við hljóðnemann Zuckerbergs áður en fyrirlesturinn hefst. Fyrirlestrarnir 2015 byrja aftur á móti á sjónvarpshæfri stiklu fyrir námskeiðið; fyrirlestrarnir eru teknir frá mörgum myndavélarsjónarhornum í allt að 4K upplausn með Malan með heyrnartól, væntanlega fyrir leikstjórn; og þegar hann treystir á glærur til að sýna kóðabrot eða aðrar upplýsingar, skreppur hann inn í glugga í mynd svo að áhorfandinn geti lesið það sem er á skjánum. Það eru þau gæði sem þú býst við frá Super Bowl útsendingum, ekki háskólanámskeiði í tölvunarfræði.

CS50 er nú markaðshæft vörumerki. Malan og aðrir nemendur eru sýndir í „I took CS50“ stuttermabolum; nemendur sem bjóða sig fram til að aðstoða við sýnikennslu á sviðinu eru verðlaunaðir með CS50 streituboltum; lokafyrirlesturinn lýkur með því að plötusnúður blandar „Uptown Funk“ frá Mark Ronson saman við CS50 jingle. Allur pakkinn er sléttur. Malan hefur meira að segja lent í átökum við Harvard vegna tilrauna hans til að merkja vörumerkið CS50, en dró umsókn sína til baka árið 2013 eftir að háskólinn lokaði umsókn hans.

Eru vörumerki í atvinnuskyni nú nauðsynlegur hluti nútímamenntunar? „Ég ímynda mér að það sé ekki nauðsynlegt,“ svaraði Malan, „en í okkar tilfelli er þetta vissulega birtingarmynd áhuga okkar á að byggja upp menningu í kringum námið, alþjóðlegt samfélag sem sameinar nemendur – bæði á háskólasvæðinu og utan. Að á skyrtum námskeiðsins stendur einfaldlega „Ég tók CS50“ fangar einmitt stoltið sem við vonum að nemendur finni fyrir í lok anna eftir að hafa tekist á við svo mikið, svo vel.“

Ofbeldi á netinu

Auðvitað eru ekki allir með einkunnir, peninga eða rétta vegabréfið til að komast inn í Harvard eða Yale. Þess í stað „taka“ langflestir nemendur CS50 á netinu, hvort sem það er í gegnum vefsíðu námskeiðsins eða á netinu menntastofnanir eins og edX eða iTunes U.

Þótt fjarnámsnemar fái augljóslega ekki persónulega kennslu, hakkadaga og ávinning af lífinu á háskólasvæðinu, telur Malan að það séu kostir við að taka námskeiðið í fjarnámi í stað þess að sitja í gríðarstórum fyrirlestrasölum Harvard. „Staðreyndin – og ég trúi þessu heimspekilega – er að fyrirlestrar eru ekki sérlega áhrifarík leið til að koma á framfæri nokkuð flóknum upplýsingum, vissulega yfir klukkutíma plús langan tíma,“ segir hann við nemendur í einum fyrirlestri og hvetur þá til að horfa aftur á myndbönd á netinu. „Reyndar, á nokkurra mínútna fresti... þú slærð þig út í smá stund, missir af flóknu efni og þú ert farinn næstum því næstu 45 mínúturnar. Og raunveruleikinn er sá að, hvort sem þú ert hér í New Haven eða Cambridge eða víðar, þá er einfaldleikinn við að gera hlé og spóla áfram, spóla til baka, stikla á tengdum auðlindum, leita í fullum textaafritum og þess háttar, tækifæri sem Ég þori að segja að fyrir netnemendur okkar langt fyrir utan New Haven, býður það upp á tækifæri til að skilja hugmyndaefnið sem við kynnum í fyrirlestrum raunverulega.

En hvers vegna býður Harvard þessar auðlindir ókeypis? „Það er rétt að gera,“ sagði Malan. „Ef nemendur annars staðar í heiminum geta notið góðs af því starfi sem við erum nú þegar að vinna í Cambridge, nota lærdóminn í eigin vinnu og ræsa frekara nám, þá er öllu betra.

„Það hefur verið dásamlegt að tengjast svo mörgum um allan heim,“ bætti hann við. „Í stað þess að miðstýra umræðum námskeiðsins á einn vettvang höfum við í staðinn hlúið að samfélögum á Facebook, Gitter, LinkedIn, Reddit, Slack, Stack Exchange, Twitter og víðar, þar sem nemendur eru nú þegar. Facebook hópur CS50 einn hefur 80.000 meðlimi, þar sem nemendur alls staðar að úr heiminum hafa samskipti daglega.“

Sjá tengd 

Lærðu að kóða ókeypis: Bestu kóða- og forritaþróunarnámskeiðin í Bretlandi í innlendri kóðaviku

Ár sem kóðun hirðingja

Tentacles CS50 teygjast enn frekar. Námskeiðið nær nú inn í skóla í gegnum CS50 AP forritið og býður upp á námskrá sem kennarar geta notað í eigin kennslustofum frá og með haustinu. Þetta er líka að verða alþjóðlegt, þar sem Malan heldur CS50 AP vinnustofur í London.

Áhugaverðasta þróunin er CS50 VR, þar sem fyrirlestrar haustsins verða teknir upp í 360 gráðu sýndarveruleika, þannig að fjarnemar geta dýfst í fyrirlestrasalinn. Smakkavídeóið gefur  Google Cardboard, Samsung Gear VR og öðrum heyrnartólnotendum smakk.

Ef nemendur trufla VR ekki þá gætu þeir verið þeir sem finna nýjar leiðir til að flytja þetta ótrúlega námskeið um allan heim.