人工智能时代,高校该如何教授计算机科学?
【导(dǎo)语(yǔ)】以(yǐ)大(dà)模(mó)型(xíng)技(jì)术(shù)为(wèi)引(yǐn)领的人工智能浪潮正深刻重塑全球学术界,计算机科学作为代码编写的核心学科首当其冲。美国顶尖高校正积极应对AI对计算机科学教育的冲击,探索在AI时代下的教学改革。面对科技就业市场的紧缩与AI技术的普及,教育者、学者及学生均在重新思考计算机科学的教学内容与未来方向。尽管充满不确定性,但AI辅助软件市场的广阔前景预示着更多人将参与到编程与AI素养的培养中,共同塑造未来的科技图景。
以大模型技术为代表的人工智能技术正在深刻地影响全球学术界,而计算机科学领域,作为以编写代码为核心的学科,首当其冲地被AI冲击。曾经,计算机科学被视为通往理想工作的金钥匙,如今美国高校里的毕业生却担心找不到合适的工作。
面对这场技术变革,6月30日,《纽约时报》刊文“在人工智能时代,如何(hé)教(jiào)授(shòu)计(jì)算(suàn)机(jī)科(kē)学(xué)”(How Do You Teach Computer Science”)。文中(zhōng)作(zuò)者(zhě)指(zhǐ)出(chū),当(dāng)前(qián),美(měi)国(guó)顶(dǐng)尖(jiān)高(gāo)校(xiào)正(zhèng)努(nǔ)力(lì)厘(lí)清(qīng)AI技(jì)术(shù)对(duì)计(jì)算(suàn)机(jī)科(kē)学(xué)学(xué)科(kē)的(de)具(jù)体(tǐ)影(yǐng)响(xiǎng),思(sī)考(kǎo)在(zài)AI时(shí)代(dài)应(yīng)该(gāi)保(bǎo)留(liú)哪(nǎ)些(xiē)教学内容。
有些构想包括:是否要减少对编程语言掌握的要求、设置跨学科课程,将计算机知识融入各类职业教育,重新想象未来AI经济下的科技岗位。
更紧迫的是,美国科(kē)技(jì)就(jiù)业(yè)市(shì)场(chǎng)近(jìn)年(nián)来(lái)日(rì)益(yì)紧(jǐn)缩(suō)。计(jì)算(suàn)机(jī)专(zhuān)业(yè)的(de)毕(bì)业(yè)生(shēng)不(bù)再(zài)像(xiàng)过(guò)去(qù)那(nà)样(yàng)容(róng)易(yì)获(huò)得(de)职(zhí)位(wèi)。许(xǔ)多(duō)技(jì)术(shù)公(gōng)司(sī)已(yǐ)将(jiāng)部(bù)分(fēn)编(biān)程(chéng)任(rèn)务(wu)交(jiāo)给(gěi)AI,这取代了一些入门级工作。部分教育者认为,计算机科学应向通(tōng)识(shi)教(jiào)育(yù)靠拢,强调批判性思维与沟通能力。
美国国家科学基金会(NSF)正资助一项名为“Level Up AI”的计划,旨在推动大学与社区学院的教师和研究者共同制定AI教育的核心框架。该项目由非营利组织计算研究协会与新墨西哥州立大学合作执行,计划用18个月时间组织会议、圆桌讨论并发布白皮书,以共享最佳实践与教学资源。
“这一项目的设立,源于我们需要更多懂AI的计算类人才。”计算研究协会负责人马赫博士说。她认为,未来计算机科学教育将更少关注代码本身,而更多聚焦于“计算思维”与“AI素养”。
计算思维,是指将复杂问题拆解为小任务、构建解决步骤,并用数据做出证据支撑的决策。而AI素养,则是根据学生的水平,对AI的工作原理、使用方式以及社会影响等进行理解和反思。“培养理性的怀疑精神,应该成为AI教育的一部分。”她说。
卡内基梅隆大学曾因其顶尖的计算机科学项目声名远扬。该校的计算机科学系计划于今年夏天组织一次闭门研讨会,重新思考在AI迅速发展的当下,学校应该教授些什么内容。“这项技术已经动摇了计算机科学教育的根基。”该系教授兼本科项目副院长托马斯·科蒂纳(Thomas Cortina)表示。
在卡内基梅隆大学,科蒂纳教授表(biǎo)示(shì),课(kè)程(chéng)设(shè)置(zhì)包(bāo)括(kuò)传(chuán)统(tǒng)的(de)计(jì)算(suàn)机(jī)基(jī)础(chǔ)与(yǔ)AI原(yuán)理(lǐ)教(jiào)学(xué),同(tóng)时(shí)加(jiā)入(rù)大(dà)量(liàng)用(yòng)新(xīn)工(gōng)具(jù)来(lái)进(jìn)行(xíng)软(ruǎn)件(jiàn)设(shè)计(jì)的(de)实(shí)操(cāo)环(huán)节(jié)。
“我(wǒ)们(men)判(pàn)断(duàn),未(wèi)来(lái)发(fā)展(zhǎn)会(huì)朝(cháo)这(zhè)个(gè)方(fāng)向(xiàng)走(zǒu),”他(tā)说(shuō),“但(dàn)我(wǒ)们(men)是(shì)否(fǒu)需(xū)要(yào)对(duì)整(zhěng)个(gè)课(kè)程(chéng)体(tǐ)系(xì)进(jìn)行(xíng)更(gèng)深(shēn)层(céng)次(cì)的(de)变(biàn)革(gé)?”
目(mù)前(qián),是(shì)否(fǒu)允(yǔn)许(xǔ)学(xué)生(shēng)使(shǐ)用(yòng)AI工(gōng)具(jù)由(yóu)该(gāi)校(xiào)教(jiào)授(shòu)自(zì)行(xíng)决(jué)定(dìng)。去(qù)年(nián),卡(kǎ)内(nèi)基(jī)梅(méi)隆(lóng)大(dà)学(xué)已(yǐ)正(zhèng)式(shì)允(yǔn)许(xǔ)在(zài)入(rù)门(mén)课(kè)程(chéng)中(zhōng)使(shǐ)用(yòng)AI。科(kē)蒂(dì)纳(nà)说(shuō),一(yī)开(kāi)始(shǐ)学(xué)生(shēng)们(men)将(jiāng)AI视(shì)为(wèi)“作(zuò)业(yè)神(shén)器(qì)”,用(yòng)它(tā)来(lái)完(wán)成(chéng)编(biān)程(chéng)任(rèn)务(wu)。“但(dàn)他(tā)们(men)其(qí)实(shí)看(kàn)不(bù)懂(dǒng)一(yī)半(bàn)的(de)代(dài)码(mǎ)。”他(tā)说(shuō),许(xǔ)多(duō)学(xué)生(shēng)开(kāi)始(shǐ)意(yì)识(shi)到(dào)自(zì)己(jǐ)掌(zhǎng)握(wò)编(biān)程(chéng)和(hé)调(diào)试(shì)代(dài)码(mǎ)的(de)价(jià)值(zhí),开(kāi)始(shǐ)重(zhòng)新(xīn)学(xué)习(xí)编(biān)程(chéng)。
很(hěn)多(duō)计(jì)算(suàn)机(jī)专(zhuān)业(yè)的(de)学(xué)生(shēng)对(duì)AI工(gōng)具(jù)持(chí)欢(huan)迎(yíng)态(tài)度(dù),但(dàn)仍(réng)有(yǒu)所(suǒ)保(bǎo)留(liú)。他(tā)们(men)用(yòng)AI生(shēng)成(chéng)原(yuán)型(xíng)程(chéng)序(xù)、查(chá)找(zhǎo)代(dài)码(mǎ)中(zhōng)的(de)错(cuò)误(wù),甚(shén)至(zhì)作(zuò)为(wèi)问(wèn)答(dá)助(zhù)手(shǒu),但(dàn)又(yòu)担(dān)心(xīn)过(guò)度(dù)依(yī)赖(lài)它(tā),会(huì)影(yǐng)响(xiǎng)他(tā)们(men)自(zì)身(shēn)的(de)编(biān)程(chéng)能(néng)力(lì)。
不(bù)少(shǎo)学(xué)生(shēng)为(wèi)了(le)找(zhǎo)暑(shǔ)期(qī)实(shí)习(xí)或(huò)毕(bì)业(yè)后(hòu)工(gōng)作(zuò),投(tóu)出(chū)了(le)上(shàng)百(bǎi)份(fèn)简(jiǎn)历(lì)。北(běi)卡(kǎ)罗(luō)来(lái)纳(nà)大(dà)学(xué)夏(xià)洛(luò)特(tè)分(fēn)校(xiào)的(de)大(dà)四(sì)学(xué)生(shēng)康(kāng)纳(nà)·德(dé)雷(léi)克(kè)(Connor Drake)说,自己算是幸运的,只提交了30份简历申请就获得了一次面试机会。今年夏天,他获得了夏洛特一家大型电力公司杜克能源(Duke Energy)的网络安全实习生职位。
“过去,计算机科学学位曾经是通往理想工作的金钥匙,”22岁的德雷克说,“但现在已经不是。”德雷克在这场AI技术浪潮下,决定拓展自己的技能。除了主修计算机科(kē)学(xué)之(zhī)外(wài),他(tā)还(hái)辅(fǔ)修(xiū)了(le)政(zhèng)治(zhì)学(xué),专(zhuān)攻(gōng)安(ān)全与(yǔ)情(qíng)报(bào)研(yán)究(jiū)——他(tā)的(de)网(wǎng)络(luò)安(ān)全能(néng)力(lì)可(kě)能(néng)正(zhèng)适(shì)用(yòng)于(yú)该(gāi)领(lǐng)域。他(tā)还(hái)担(dān)任(rèn)校(xiào)内(nèi)网(wǎng)络(luò)安(ān)全俱(jù)乐(lè)部(bù)的(de)主席(xí)和(hé)学(xué)生(shēng)会(huì)成(chéng)员(yuán)。
像德雷克这样的学生正被迫适应现在的科技就业市场。美国劳工专家指出,大科技公司在这几年大幅削减招聘,相较疫情期间的扩张出现了明显收缩趋势。唯一例外的是,这类科技公司正疯狂招聘数量相对较少的人工智能专家,他们被开出丰厚的薪酬待遇。
实际上,大多数科技从业者并非在科技公司任职。美国政府数据显示,直到近期,整体科技岗位就业还算稳定,但自今年2月以来已下降6%。
招聘市场释放了更明确的信号,科技类职位空缺数量正大幅减少。科技研究与教育组织CompTIA的数据显示,过去三年,寻求两年或两年以下的经验员工的求职者岗位数量下降了65%;整体岗位数量则下降了58%。
CompTIA首席研究官蒂姆·赫伯特(Tim Herbert)说,“我们目前看到的主要是疫情后招聘的回落,以及经济不确定性带来的影响。目前尚未看到人工智能带来的明显影响。”
尽(jǐn)管(guǎn)计(jì)算(suàn)机(jī)科(kē)学(xué)教(jiào)育(yù)的未来充满不确定性,但专家表示,AI辅助软件市场前景广阔。AI是一种生产力工具,每一次新的计算浪潮——个人电脑、互联网还是智能手机——都带来了对软件与开发人员的更高需求。
“软件工程岗位的增长可能会放缓,”斯坦福大学计算机科学教授亚历克斯·艾肯(Alex Aiken)说,“但会有更多人参与到编程之中。”
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