CS50: เจาะลึกหลักสูตรคอมพิวเตอร์ที่ยอดเยี่ยมที่สุดในโลก

มีหลักสูตรของมหาวิทยาลัยไม่มากนักที่สามารถนับ Mark Zuckerberg และ Steve Ballmer มาเป็นอาจารย์ได้ มีหลักสูตรของมหาวิทยาลัยไม่มากนักที่มีคนมาบรรยายมากกว่า 100,000 คน (แม้ว่าจะออนไลน์เป็นหลักก็ตาม) มีหลักสูตรของมหาวิทยาลัยไม่มากนักที่มีแบรนด์ สินค้าเป็นของตัวเอง และการต่อสู้เพื่อจดทะเบียนชื่อหลักสูตรเป็นเครื่องหมายการค้า แต่มีหลักสูตรมหาวิทยาลัยไม่มากนักเช่น CS50

CS50 ถือเป็นหลักสูตรคอมพิวเตอร์ที่ยอดเยี่ยมที่สุดในโลกอย่างไม่ต้องสงสัย หลักสูตรนี้ไม่เพียงแต่สอนที่ Harvard เท่านั้น แต่ยังสอนในสถาบัน Ivy League ที่เป็นสถาบัน Yale อีกด้วย ซึ่งหลักสูตรนี้กลายเป็นหลักสูตรที่ได้รับความนิยมมากที่สุดของมหาวิทยาลัยในปีแรกในทันที หากคุณเป็นหนึ่งในหลายๆ คนที่สอบไม่ผ่านหลักสูตรของมหาวิทยาลัยแห่งใดแห่งหนึ่ง คุณสามารถสอบ CS50 ออนไลน์ได้ ไม่ว่าจะผ่านสถาบันดิจิทัล เช่น edX หรือ iTunes U หรือผ่านทางเว็บไซต์ของหลักสูตรซึ่งทั้งหมด การบรรยาย บทช่วยสอน สื่อการสอน การมอบหมายงาน และโซลูชันต่างๆ ได้รับการเผยแพร่ฟรี ในไม่ช้า การบรรยายจะสามารถรับชมได้โดยใช้ ชุดหูฟัง VRราวกับว่าคุณนั่งอยู่ในห้องโถงของ Harvard จริงๆ

แล้วอะไรทำให้หลักสูตรนี้พิเศษมาก? อะไรเป็นแรงผลักดันให้ผู้มีความคิดที่ฉลาดที่สุดในอเมริกาหลายพันคนและผู้คนนับแสนจากทั่วโลกมาสตรีมการบรรยาย? ฉันได้พูดคุยกับหัวหน้าหลักสูตรและนักเรียน ตลอดจนนั่งฟังการบรรยายด้วยตัวเองเพื่อหาคำตอบ

วิทยาการคอมพิวเตอร์สำหรับทุกคน

CS50 หรือวิทยาการคอมพิวเตอร์ 50 ที่ใช้เรียกชื่อเต็มนั้น ไม่ได้สงวนไว้สำหรับผู้ที่เขียน Perl ไว้ในชุดนอนเท่านั้น เกือบสามในสี่ของนักเรียนที่ลงทะเบียนเรียนหลักสูตรที่ Harvard ไม่เคยเรียนหลักสูตรวิทยาการคอมพิวเตอร์มาก่อน ดังที่ศาสตราจารย์ David Malan บอกนักเรียนระหว่างการบรรยายเบื้องต้นของหลักสูตรปี 2015: “เราไม่ได้วางแผนในหลักสูตรนี้เพื่อเปลี่ยนพวกคุณทุกคนให้กลายเป็นวิชาเอก CS หรือผู้มุ่งเน้นสมาธิ แต่จะให้โอกาสคุณในการก้าวไปไกลกว่าโลกที่หวังว่าจะได้ก้าวไปไกลกว่าโลกที่ ปัจจุบันคุณคุ้นเคยและนำทักษะ ความรู้ และความรอบรู้กลับมาจากโลกนี้ที่คุณสามารถนำไปใช้กับโลกของคุณเองได้ ไม่ว่าจะเป็นในด้านมนุษยศาสตร์ สังคมศาสตร์ วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ หรืออื่นๆ” ความจริงที่ว่าคุณเรียนรู้การเขียนโปรแกรมไปพร้อมกันนั้น ตามเว็บไซต์ "บางทีผลตอบแทนที่ทรงพลังที่สุด"

ไม่ได้หมายความว่าจะไม่ได้อะไรจากผู้ที่รู้ขั้นตอนของตนจากตัวแปรของตนอยู่แล้ว “ชุดปัญหา” แต่ละชุดที่นักเรียนถูกท้าทายให้แก้นั้นมีความยากอยู่สองระดับ: มาตรฐาน ซึ่งมากกว่า 90% ของชั้นเรียนคาดว่าจะทำได้ และรุ่น Hacker สำหรับผู้ที่มีทักษะทางเทคนิคที่ต้องการผลักดันตนเอง แท้จริงแล้ว หลักสูตรทั้งหมดที่ Harvard และ Yale ได้รับการแบ่งออกเป็นสามประเภท: กลุ่มที่ "สบายใจกว่า" ด้วยภาษาในการเขียนโปรแกรม กลุ่มที่ "ไม่ค่อยสบายใจ" และวงดนตรีสำหรับผู้ที่ "อยู่ระหว่างนั้น"

เกือบสามในสี่ของนักเรียนที่ลงทะเบียนเรียนหลักสูตรที่ Harvard ไม่เคยเรียนหลักสูตรวิทยาการคอมพิวเตอร์มาก่อน

หลักสูตรและการบรรยายหลายรายการ - ถ่ายทอดสดให้กับนักเรียนหลายร้อยคนและตามความต้องการผ่านสตรีมวิดีโอที่สวยงาม - นำโดยศาสตราจารย์ Malan: วิทยากรที่มีส่วนร่วมซึ่งทำให้ฉันนึกถึงอดีตหัวหน้า Windows Steven Sinofsky ในเรื่องที่คุณกำลังเผชิญอยู่อย่างชัดเจน ด้วยสติปัญญาที่ดุร้ายจนคำพูดไม่อาจหลุดออกจากปากได้เร็วพอที่จะทันสมอง เขาอาจจะพูดเร็วเหมือนปืนกล แต่เขาก็เก่งในการกลั่นกรองแนวคิดที่ซับซ้อนออกเป็นชิ้นๆ ที่ย่อยได้

ตัวอย่างเช่น ในการบรรยายเบื้องต้นในปี 2015 เขาใช้ชุดหลอดไฟเพื่อสอนนักเรียนถึงวิธีเขียนตัวเลขในรูปแบบไบนารี โดยอธิบายว่าหลอดไฟแต่ละหลอด (เปิดเป็น 1 และปิดเป็น 0) มีความหมายอย่างไร มันเป็นคำอธิบายที่ชัดเจนที่สุดที่ฉันเคยพบเห็น ขอบคุณวิดีโอเสริมบนเว็บไซต์ CS50 ตอนนี้ฉันสามารถบวก ลบ และคูณเลขฐานสองได้แล้ว

นอกจากนี้เขายังเริ่มสำรวจการพัฒนาอัลกอริธึม "แบ่งแยกและพิชิต" โดยการริพสมุดโทรศัพท์ (ค่อนข้างน่าอึดอัดใจเมื่อพิจารณาจากรูปร่างหน้าตาแบบออร์โธด็อกซ์ของเขา) ภาพนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าถึงแม้จะมีรายชื่อเรียงตามตัวอักษรในสมุดโทรศัพท์ถึง 4 หมื่นล้านชื่อ ก็ต้องใช้ขั้นตอนเพียง 36 ขั้นตอนในการค้นหาบุคคลที่คุณกำลังมองหา หากคุณเปิดสมุดตรงกลางและดึงข้อมูลครึ่งหนึ่งที่ไม่มีชื่อบุคคลนั้นออกมา ชื่อ (เพื่ออธิบายแนวคิดของ log n)

จากนั้น มีการสาธิตว่าคำสั่งที่เขียนสำหรับคอมพิวเตอร์ต้องการความแม่นยำในระดับที่เราไม่คุ้นเคยเมื่อสั่งมนุษย์อย่างไร เขาขอให้นักเรียนในห้องบรรยายของมหาวิทยาลัยเยลตะโกนสั่งวิธีทำเนยถั่วและแซนด์วิชแยม โดยลูกน้องคนหนึ่งของเขาบนเวทีทำตามคำสั่งในจดหมาย ดังนั้น "การเปิดถุงขนมปัง" ส่งผลให้ถุงถูกฉีกเป็นชิ้นๆ และขนมปังก็หกไปทั่ว ในขณะที่ต่อมาใน "โปรแกรม" เครื่องทำแซนวิชจะติดอยู่ในวงวนไม่สิ้นสุดซึ่งไม่ดีต่อโถเนยถั่ว

การเชื่อมต่อรหัส

วิธีการนำเสนอหัวข้อการเขียนโปรแกรมที่อาจดูแห้งผากและน่ากังวลนี้ดูจะได้รับความนิยมในหมู่นักศึกษาอย่างแน่นอน โดยเฉพาะผู้ที่ไม่เคยเรียนคอมพิวเตอร์มาก่อน Ed Rex ผู้ก่อตั้ง Jukedeck สตาร์ทอัพด้านดนตรีสัญชาติอังกฤษ เล่าให้ผมฟังว่าเขาได้รับแรงบันดาลใจในการเริ่มต้นเขียนโค้ดอย่างไรหลังจากเข้าร่วมการบรรยายใน CS50 “ฉันตกใจหมดเลย” เร็กซ์กล่าว “หลังจากหนึ่งชั่วโมงในห้องบรรยาย [ของมาลัน] ฉันก็ออกมาคิดว่า อย่างแรกเลย ทำไมไม่มีใครบอกฉันเรื่องนี้มาก่อน ประการที่สอง การเขียนโปรแกรมน่าทึ่งมาก และประการที่สาม ดูเหมือนว่ามันจะทำได้มากกว่าที่คนในสหราชอาณาจักรจะเชื่อเสียอีก”

ดูที่เกี่ยวข้อง 

เรียนรู้การเขียนโค้ดฟรี: หลักสูตรการเขียนโค้ดและการพัฒนาแอปในสหราชอาณาจักรที่ดีที่สุดในสัปดาห์การเขียนโค้ดระดับชาติ

หนึ่งปีในฐานะคนเร่ร่อนเขียนโค้ด

Kyle Schmigel วัย 23 ปี เป็นส่วนหนึ่งของการแข่งขัน CS50 ในปัจจุบัน เขาบอกฉันว่า “การเรียนรู้การเขียนโปรแกรมโดยทั่วไปทำให้ฉันมีสมาธิในวิธีที่แตกต่างจากปกติในชีวิตประจำวันมาก มันเป็นวิธีที่สนุกในการท้าทายตัวเองและการแก้ปัญหา

“จนถึงตอนนี้สิ่งที่สำคัญที่สุดที่ฉันได้เรียนรู้คือการมองสิ่งต่างๆ จากหลายมุมมอง” ชมิเกลกล่าวเสริม “ฉันอาจจะไม่ได้มองปัญหาด้วยวิธีที่ถูกต้องหรืออาจทำสิ่งต่าง ๆ ได้ง่ายขึ้น CS50 เป็นคลาสที่ยาก แต่ฉันไม่เคยทำอะไรที่สนุกเท่ากับการท้าทายตัวเองให้ยอมรับมันเลย”

Malan ถ่อมตัวเกินกว่าจะถือว่าสไตล์การสอนของเขาเป็นหนึ่งในเหตุผลหลักที่ทำให้ CS50 ประสบความสำเร็จ โดยชี้ไปที่ปัจจัยอื่นๆ “เราได้รับประโยชน์อย่างแน่นอนจากความสนใจด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่เพิ่มขึ้นในระดับสากล โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมอย่างมากในขณะนี้” เขาบอกฉัน “แต่เราหวังว่าความสามารถในการเข้าถึงของ CS50 ควบคู่ไปกับความเข้มงวดและวัฒนธรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งจะโดนใจนักเรียนเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่ไม่มีประสบการณ์มาก่อน”

ตั้งแต่หน้าอกจนถึงบูม

สิบห้านาทีหลังจากการบรรยาย CS50 ครั้งแรกของฉัน เป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นว่าเหตุใดนักเรียนจึงรู้สึกอบอุ่นกับหลักสูตรของ Malan แต่ความสำเร็จแบบข้ามมหาวิทยาลัยไม่ได้มีจำนวนสมาชิกมากเกินไปเหมือนเช่นทุกวันนี้ ในระหว่างการบรรยาย Malan ให้นักเรียนดูคลิปของการบรรยายรับเชิญในปี 2548 จากผู้ก่อตั้ง Facebook และ Mark Zuckerberg ผู้โด่งดังจากมหาวิทยาลัย Harvard เป็นที่ยอมรับว่า Zuckerberg แทบจะไม่ได้ดึงดูดใจคนอย่างเขาในทุกวันนี้ โดยที่ Facebook เปิดตัวและเปิดดำเนินการเพียงหนึ่งปีก่อนที่เขาจะบรรยาย เมื่อมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดยอมรับ ความนิยมของหลักสูตรก็ลดลงพร้อมกับดอทคอมที่ล่มสลาย ภาพดังกล่าวแสดงให้เห็นนักเรียนประมาณสิบกว่าคนที่นั่งอยู่ในห้องบรรยายที่ว่างเปล่าอย่างน่าเขินอาย ทำให้ซัคเคอร์เบิร์กต้องพูดประโยคเดียวที่ค่อนข้างหยิ่งยโสเพื่อเริ่มสุนทรพจน์ของเขา: “นี่เป็นครั้งแรกจริงๆ ที่ผมได้ไปบรรยายที่ ฮาร์วาร์ด”

วิดีโอของ Zuckerberg นั้นยังเป็นการทรยศต่อสัญญาณอีกประการหนึ่งว่าหลักสูตรนี้เติบโตเต็มที่แล้ว วิดีโอการบรรยายในปี 2005 ถ่ายจากกล้องตำแหน่งคงที่ตัวหนึ่งที่ด้านหลังของห้องบรรยาย โดยใช้เวลา 30 วินาทีหรือมากกว่านั้นในการเล่นซอกับไมค์ของซักเคอร์เบิร์กก่อนเริ่มการบรรยาย ในทางตรงกันข้าม การบรรยายในปี 2015 จะเริ่มต้นด้วยตัวอย่างที่คุ้มค่าทางโทรทัศน์สำหรับหลักสูตรนี้ การบรรยายจะถ่ายจากมุมกล้องหลายมุมที่ความละเอียดสูงสุด 4K โดยที่ Malan สวมหูฟัง สันนิษฐานว่าเป็นทิศทางของเวที และเมื่อเขาอาศัยสไลด์เพื่อแสดงตัวอย่างโค้ดหรือข้อมูลอื่นๆ เขาจะย่อขนาดลงในหน้าต่างในภาพเพื่อให้ผู้ดูสามารถอ่านสิ่งที่อยู่บนหน้าจอได้ มันเป็นคุณภาพที่คุณคาดหวังจากการออกอากาศ Super Bowl ไม่ใช่หลักสูตรคอมพิวเตอร์ของมหาวิทยาลัย

CS50 กลายเป็นแบรนด์ที่วางตลาดแล้ว มีการแสดง Malan และนักเรียนคนอื่นๆ สวมเสื้อยืด “ฉันเอา CS50” นักเรียนที่อาสาช่วยสาธิตบนเวทีจะได้รับรางวัลเป็นลูกบอลความเครียด CS50 การบรรยายครั้งสุดท้ายปิดท้ายด้วยดีเจที่มิกซ์เพลง "Uptown Funk" ของ Mark Ronson เข้ากับเพลง CS50 แพคเกจทั้งหมดเนียน Malan เคยทะเลาะวิวาทกับ Harvard เกี่ยวกับความพยายามของเขาในการจดทะเบียนแบรนด์ CS50 แต่ได้ถอนใบสมัครของเขาในปี 2013 หลังจากที่มหาวิทยาลัยปิดกั้นใบสมัครของเขา

ดังนั้นการสร้างแบรนด์เชิงพาณิชย์จึงเป็นส่วนสำคัญของการศึกษาสมัยใหม่หรือไม่? “ฉันไม่คิดว่ามันจะจำเป็น” Malan ตอบ “แต่ในกรณีของเรา แน่นอนว่าเป็นการแสดงให้เห็นถึงความสนใจของเราในการสร้างวัฒนธรรมรอบๆ หลักสูตร ซึ่งเป็นชุมชนระดับโลกที่รวบรวมนักศึกษามารวมตัวกัน ทั้งในมหาวิทยาลัยและนอกมหาวิทยาลัย การที่เสื้อของหลักสูตรพูดง่ายๆ ก็คือ 'ฉันเอา CS50' สะท้อนถึงความภาคภูมิใจที่เราหวังว่านักเรียนจะรู้สึกเมื่อปิดภาคเรียนหลังจากจัดการมามากมายจนประสบความสำเร็จ”

ล้นออนไลน์

แน่นอนว่าไม่ใช่ทุกคนที่มีเกรด เงิน หรือมีหนังสือเดินทางที่ถูกต้องเพื่อเข้าเรียนในมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดหรือเยล แต่นักเรียนส่วนใหญ่กลับ "เรียน" CS50 ทางออนไลน์ ไม่ว่าจะผ่านทางเว็บไซต์ของหลักสูตรหรือสถานศึกษาออนไลน์ เช่น edX หรือ iTunes U

แม้ว่านักศึกษาที่เรียนทางไกลจะไม่ได้รับการสอนพิเศษแบบส่วนตัว วันแฮ็ก และประโยชน์ของการใช้ชีวิตในมหาวิทยาลัย Malan เชื่อว่าการเรียนหลักสูตรทางไกลจะมีประโยชน์ แทนที่จะนั่งอยู่ในห้องบรรยายขนาดใหญ่ของ Harvard “ความจริง – และผมเชื่อว่าในเชิงปรัชญา – ก็คือ การบรรยายไม่ใช่วิธีที่มีประสิทธิภาพเป็นพิเศษในการส่งข้อมูลที่ค่อนข้างซับซ้อน ซึ่งแน่นอนว่าต้องใช้เวลานานเป็นชั่วโมงบวกกับความยาว” เขาบอกกับนักเรียนในระหว่างการบรรยายครั้งหนึ่ง โดยกระตุ้นให้พวกเขาดูอีกครั้ง วิดีโอออนไลน์ “แน่นอนว่า ทุก ๆ สองสามนาที... คุณแยกตัวออกไปครู่หนึ่ง คุณพลาดหัวข้อที่ซับซ้อน และคุณหายไปเกือบ 45 นาทีต่อจากนี้” และความจริงก็คือ ไม่ว่าคุณจะอยู่ที่นิวเฮเวนหรือเคมบริดจ์หรือที่อื่น ความเรียบง่ายในการหยุดและกรอไปข้างหน้า ย้อนกลับ ไฮเปอร์ลิงก์ไปยังแหล่งข้อมูลที่เกี่ยวข้อง ค้นหาข้อความแบบเต็ม และอื่นๆ เหล่านี้เป็นโอกาสที่ ฉันกล้าพูดได้เลยว่าสำหรับนักเรียนออนไลน์ของเรานอกเหนือจาก New Haven แล้ว เปิดโอกาสให้เข้าใจเนื้อหาแนวความคิดที่เราแนะนำในการบรรยายได้ดียิ่งขึ้น”

แต่เหตุใด Harvard จึงเสนอแหล่งข้อมูลเหล่านี้ฟรี “มันเป็นสิ่งที่ถูกต้องที่จะทำ” มาลันกล่าว “หากนักเรียนจากที่อื่น ๆ ในโลกสามารถได้รับประโยชน์จากงานที่เราทำอยู่แล้วในเคมบริดจ์ นำบทเรียนที่เรียนรู้ไปใช้กับงานของตนเองและเริ่มต้นการศึกษาต่อ ทุกอย่างก็จะดีขึ้น

“เป็นเรื่องที่ยอดเยี่ยมมากที่ได้เชื่อมต่อกับผู้คนมากมายจากทั่วโลก” เขากล่าวเสริม “แทนที่จะรวมศูนย์กลางการอภิปรายของหลักสูตรไว้ในแพลตฟอร์มเดียว เราได้ส่งเสริมชุมชนบน Facebook, Gitter, LinkedIn, Reddit, Slack, Stack Exchange, Twitter และอื่นๆ แทน ซึ่งมีนักเรียนอยู่แล้ว กลุ่ม Facebook ของ CS50 เพียงอย่างเดียวมีสมาชิก 80,000 คน โดยมีนักเรียนจากทั่วโลกโต้ตอบกันทุกวัน”

ดูที่เกี่ยวข้อง 

เรียนรู้การเขียนโค้ดฟรี: หลักสูตรการเขียนโค้ดและการพัฒนาแอปในสหราชอาณาจักรที่ดีที่สุดในสัปดาห์การเขียนโค้ดระดับชาติ

หนึ่งปีในฐานะคนเร่ร่อนเขียนโค้ด

หนวดของ CS50 ขยายออกไปอีก ขณะนี้หลักสูตรนี้เข้าถึงโรงเรียนต่างๆ ผ่านโปรแกรม CS50 APซึ่งเป็นหลักสูตรที่ครูสามารถใช้ในห้องเรียนของตนเองได้ตั้งแต่ฤดูใบไม้ร่วงนี้ นั่นกำลังกลายเป็นระดับสากล โดย Malan นำเสนอเวิร์คช็อป CS50 AP ในลอนดอน

การพัฒนาที่น่าสนใจที่สุดคือ CS50 VR ซึ่งจะได้เห็นการบรรยายในช่วงฤดูใบไม้ร่วงที่ถ่ายทำในความเป็นจริงเสมือน 360 องศา เพื่อให้นักเรียนที่อยู่ห่างไกลสามารถดื่มด่ำไปกับห้องบรรยายได้ วิดีโอทดลองชิม  จะทำให้ผู้ใช้ Google Cardboard, Samsung Gear VRและชุดหูฟังอื่นๆ ได้ลิ้มลอง

หากนักเรียนไม่ถูกรบกวนจาก VR พวกเขาก็อาจเป็นผู้ที่ค้นหาวิธีใหม่ๆ ในการนำเสนอหลักสูตรที่น่าทึ่งนี้ไปทั่วโลก