CS50: Inside The Worlds Most Elite Computing Course

Det finns inte många universitetskurser som kan räkna Mark Zuckerberg och Steve Ballmer bland sina föreläsare. Det finns inte många universitetskurser där mer än 100 000 personer har dykt upp för föreläsningar (om än främst online). Det finns inte många universitetskurser som har sitt eget varumärke, merchandise och kämpar för att registrera kursnamnet som ett varumärke. Men sedan finns det inte många universitetskurser som CS50.

CS50 är utan tvekan världens mest elitära datorkurs. Det undervisas inte bara på Harvard, utan nu på andra Ivy League-institutionen Yale, där det omedelbart blev universitetets mest populära kurs under det första året. Om du är en av många som misslyckas med att få en plats på kursen vid något av universiteten kan du ta CS50 online, antingen via digitala institutioner som edX eller iTunes U, eller helt enkelt via kursens hemsida , där alla föreläsningar, handledningar, material, uppgifter och deras lösningar publiceras gratis. Föreläsningar kommer snart även att kunna ses med VR -headset, som om du faktiskt satt i salarna på Harvard.

Så vad gör den här kursen så speciell? Vad driver tusentals av Amerikas smartaste hjärnor och hundratusentals människor från hela världen att streama föreläsningarna? Jag har pratat med kursledaren och studenterna, samt suttit igenom några föreläsningar själv, för att ta reda på det.

Datavetenskap för alla

CS50, eller Computer Science 50 för att ge sitt fullständiga namn, är inte enbart förbehållet de som skriver Perl i sin pyjamas. Nästan tre fjärdedelar av studenterna som anmäler sig till kursen vid Harvard har aldrig gått en datavetenskapskurs tidigare. Som professor David Malan sa till studenterna under sin introduktionsföreläsning till 2015 års kurs: "Vi siktar inte på den här kursen för att göra er alla till CS-major eller koncentratorer, utan snarare för att ge er en möjlighet att förhoppningsvis gå bortom världen med vilken du är för närvarande bekant och hämtar tillbaka från denna värld färdigheter och kunskaper och kunniga som du kan tillämpa på din egen värld, oavsett om det är inom humaniora, samhällsvetenskap, naturvetenskap eller bortom.” Det faktum att du lär dig programmering på vägen är, enligt webbplatsen, "det kanske mest stärkande utbytet".

Därmed inte sagt att det inte finns något att vinna på de som redan känner till sina rutiner utifrån sina variabler. Var och en av de "problemset" som eleverna utmanas att lösa kommer i två svårighetsgrader: Standard, vilket 90%+ av klassen förväntas göra, och Hacker Edition, för de med tekniska kotletter som vill pressa sig själva. Hela kursen på Harvard och Yale är faktiskt organiserad i tre olika spår: de som är "bekvämare", med programmeringsspråket, de som är "mindre bekväma" och ett band för dem som är "någonstans mitt emellan".

Nästan tre fjärdedelar av studenterna som anmäler sig till kursen vid Harvard har aldrig gått en datavetenskapskurs tidigare.

Kursen och många av föreläsningarna – levererade live till hundratals studenter och on-demand via välpolerade videoströmmar – leds av professor Malan: en engagerande talare som påminner mig om tidigare Windows-chefen Steven Sinofsky, i det att du tydligt har att göra med med ett intellekt så häftigt att orden inte kan tumla ur hans mun snabbt nog för att hänga med i hans hjärna. Han kanske talar i maskingevärstakt, men han är också briljant på att destillera komplexa koncept i smältbara bitar.

I 2015 års inledande föreläsning, till exempel, använder han en uppsättning glödlampor för att lära eleverna hur man skriver siffror i binärt, och förklarar hur varje glödlampa (påslagen för 1 och av för 0) representerar lite. Det är den tydligaste förklaringen jag någonsin sett. Tack vare de kompletterande videorna på CS50-webbplatsen kan jag nu lägga till, subtrahera och multiplicera binärt också.

Han börjar också utforska utvecklingen av "dela och erövra"-algoritmer genom att riva upp en telefonbok (något besvärligt, med tanke på hans ortodoxa nördkropp). Detta illustrerar grafiskt att även med 40 miljarder namn listade i alfabetisk ordning i en telefonbok, skulle det bara ta 36 steg för att hitta personen du letade efter om du öppnade boken i mitten och slet ut den halva som inte innehöll personens namn (för att förklara begreppet log n).

Sedan är det demonstrationen av hur kommandon skrivna för datorer kräver en grad av precision som vi inte är vana vid när vi beställer människor. Han ber eleverna i Yale-föreläsningssalen att skrika ut kommandon för hur man gör en jordnötssmör- och syltsmörgås, med en av hans scenstolar som utför kommandona till punkt och pricka. Således resulterar ”öppen påse med bröd” i att påsen slits sönder och bröd spills överallt, medan smörgåsmaskinen senare i ”programmet” fastnar i en oändlig slinga som inte slutar bra för jordnötssmörburken.

Kodanslutning

Detta engagerande sätt att presentera det potentiellt torra och skrämmande ämnet programmering verkar verkligen vara en hit bland studenter, särskilt de som aldrig har studerat datoranvändning tidigare. Ed Rex, grundaren av den brittiska musikstartupen Jukedeck, berättade nyligen för mig hur han blev inspirerad att börja koda efter att ha deltagit i en CS50-föreläsning. "Jag blev helt förkyld", sa Rex. ”Efter en timme i hans [Malans] föreläsningssal kom jag ut och tänkte först, varför har ingen berättat detta för mig tidigare; för det andra är programmering fantastiskt; och för det tredje verkar det som att det är mycket mer genomförbart än vad folk i Storbritannien skulle få dig att tro.”

Se relaterade 

Lär dig att koda gratis: De bästa brittiska kodnings- och apputvecklingskurserna i den nationella kodningsveckan

Ett år som kodande nomad

Tjugotre-åriga Kyle Schmigel är en del av det nuvarande CS50-intaget. Han sa till mig att "att lära mig programmera i allmänhet gör att jag kan fokusera mitt sinne på ett mycket annorlunda sätt än vad jag vanligtvis gör i mitt dagliga liv. Det är ett roligt sätt att utmana sig själv och lösa problem.

"Hittills är det viktigaste jag har lärt mig att se på saker ur flera perspektiv," tillade Schmigel. "Jag kanske inte ser på problemet på rätt sätt, eller så kan jag göra saker på ett enklare sätt. CS50 är en hård klass men jag har aldrig gjort något som jag tyckte var så roligt som att utmana mig själv att ta det.”

Malan är för blygsam för att tillskriva sin undervisningsstil som en av huvudorsakerna till CS50:s framgång, och pekar på andra faktorer. "Vi har verkligen dragit nytta av ett stigande intresse för datavetenskap internationellt, särskilt med teknik som är så populär just nu," sa han till mig. "Men vi är hoppfulla att CS50:s tillgänglighet, i kombination med dess rigoritet och kultur, särskilt resonerar med studenter också, särskilt de utan tidigare erfarenhet."

Från byst till boom

Femton minuter in i min första CS50-föreläsning är det lätt att se varför studenterna värms till Malans kurs, men det har inte alltid varit den övertecknade framgången över campus som det är idag. Under föreläsningen visar Malan dagens studenter ett klipp från en gästföreläsning 2005 från Facebook-grundaren och ökända Harvard-avhopparen Mark Zuckerberg. Zuckerberg var visserligen knappast den dragning då han är i dag, med Facebook som hade varit igång bara ett år innan han höll föreläsningen; av Harvards eget erkännande, hade kursens popularitet avtagit med dotcom-bysten. Filmen visar bara ett dussintal studenter som ockuperar platser i den pinsamt tomma föreläsningssalen, vilket tvingar Zuckerberg in i en ganska uppstyltad one-liner för att kicka igång sitt tal: "Detta är faktiskt en av de första gångerna jag har varit på en föreläsning kl. Harvard."

Den videon på Zuckerberg förråder också ett annat tecken på hur långt kursen har mognat. Föreläsningsvideon från 2005 är inspelad från en kamera med fast position på baksidan av föreläsningssalen, med en tå-curling i 30 sekunder eller så av att pilla med Zuckerbergs mikrofon innan föreläsningen börjar. 2015 års föreläsningar börjar däremot med en tv-värdig trailer för kursen; Föreläsningarna är inspelade från flera kameravinklar i upp till 4K-upplösning med Malan bärande en hörsnäcka, förmodligen för scenriktning; och när han förlitar sig på bilder för att visa kodavsnitt eller annan information, krymper han in i ett fönster i bilden så att tittaren kan läsa vad som finns på skärmen. Det är den sortens kvalitet du förväntar dig av Super Bowl-sändningar, inte en datorkurs på universitetet.

CS50 är nu ett säljbart varumärke. Malan och andra studenter visas bära "I taken CS50" T-shirts; studenter som frivilligt hjälper till med demonstrationer på scenen belönas med CS50-stressbollar; den sista föreläsningen avslutas med att en DJ mixar Mark Ronsons "Uptown Funk" till en CS50-jingle. Hela paketet är slick. Malan har till och med hamnat i en skärmytsling med Harvard över sina försök att varumärkesmärka varumärket CS50, men drog tillbaka sin ansökan 2013 efter att universitetet blockerat hans ansökan.

Så är kommersiellt varumärke nu en nödvändig del av modern utbildning? ”Jag tror inte att det är nödvändigt”, svarade Malan, ”men i vårt fall är det verkligen en manifestation av vårt intresse av att bygga en kultur kring kursen, en global gemenskap som samlar studenter – både på campus och utanför. Att det på kursens tröjor helt enkelt står "Jag tog CS50" fångar just den stolthet som vi hoppas att eleverna känner vid slutet av terminen efter att ha tacklat så mycket, så framgångsrikt.”

Överspill online

Naturligtvis har inte alla betyg, pengar eller rätt pass för att komma in på Harvard eller Yale. Istället "tar" de allra flesta studenter CS50 online, oavsett om det sker via kurswebbplatsen eller onlineutbildningsinrättningar som edX eller iTunes U.

Även om distansstuderande uppenbarligen inte kommer att få personlig handledning, hackdagar och fördelarna med livet på campus, tror Malan att det finns fördelar med att ta kursen på distans istället för att sitta i Harvards enorma föreläsningssalar. "Verkligheten – och jag tror det filosofiskt sett – är att föreläsningar inte är ett särskilt effektivt sätt att leverera ganska komplex information, säkert över flera timmars tidsperioder", säger han till studenterna under en föreläsning och uppmanar dem att se om videor online. "Faktiskt, med några minuters mellanrum ... du zonar ut ett ögonblick, du missar något komplext ämne och du är borta i stort sett under de kommande 45 minuterna. Och verkligheten är att, oavsett om du är här i New Haven eller Cambridge eller utanför, är enkelheten i att kunna pausa och spola framåt, bakåt, hyperlänka till relaterade resurser, söka i fulltextutskrifter och liknande, en möjlighet som Jag vågar säga att för våra onlinestudenter långt bortom New Haven, erbjuder det en möjlighet att verkligen förstå det konceptuella materialet som vi introducerar i föreläsningar desto bättre.”

Men varför erbjuder Harvard dessa resurser gratis? "Det är rätt sak att göra," sa Malan. "Om studenter på andra håll i världen kan dra nytta av det arbete vi redan gör i Cambridge, tillämpa lärdomar på sitt eget arbete och starta upp fortsatta studier, är det desto bättre.

"Det har varit underbart att få kontakt med så många människor från hela världen," tillade han. "Istället för att centralisera kursens diskussioner i en plattform, har vi istället främjat gemenskaper på Facebook, Gitter, LinkedIn, Reddit, Slack, Stack Exchange, Twitter och vidare, där det redan finns studenter. Enbart CS50:s Facebook-grupp har 80 000 medlemmar, med studenter från hela världen som interagerar dagligen."

Se relaterade 

Lär dig att koda gratis: De bästa brittiska kodnings- och apputvecklingskurserna i den nationella kodningsveckan

Ett år som kodande nomad

CS50:s tentakler sträcker sig ännu längre. Kursen når nu ut till skolor via CS50 AP-programmet och ger en läroplan som lärare kan använda i sina egna klassrum från och med i höst. Det har också blivit internationellt, med Malan som levererar CS50 AP-workshops i London.

Den mest intressanta utvecklingen är CS50 VR, som kommer att se höstens föreläsningar spelas in i 360-graders virtuell verklighet, så att fjärrstudenter kan fördjupas i föreläsningssalen. Smakvideon  ger Google Cardboard, Samsung Gear VR och andra headsetanvändare ett smakprov .

Om eleverna inte distraheras av VR kan det vara de som hittar nya sätt att genomföra denna fantastiska kurs runt om i världen.