人工智能時代,高校該如何教授計算機科學?

以大模型技術爲代表的人工智能技術正在深刻地影響全球學術界,而計算機科學領域,作爲以編寫代碼爲核心的學科,首當其衝地被AI衝擊。曾經,計算機科學被視爲通往理想工作的金鑰匙,如今美國高校裡的畢業生卻擔心找不到合適的工作。

面對這場技術變革,6月30日,《紐約時報》刊文“在人工智能時代,如何教授計算機科學”(How Do You Teach Computer Science”)。文中作者指出,當前,美國頂尖高校正努力釐清AI技術對計算機科學學科的具體影響,思考在AI時代應該保留哪些教學內容。

有些構想包括:是否要減少對編程語言掌握的要求、設置跨學科課程,將計算機知識融入各類職業教育,重新想象未來AI經濟下的科技崗位。

更緊迫的是,美國科技就業市場近年來日益緊縮。計算機專業的畢業生不再像過去那樣容易獲得職位。許多技術公司已將部分編程任務交給AI,這取代了一些入門級工作。部分教育者認爲,計算機科學應向通識教育靠攏,強調批判性思維與溝通能力。

美國國家科學基金會(NSF)正資助一項名爲“Level Up AI”的計劃,旨在推動大學與社區學院的教師和研究者共同制定AI教育的核心框架。該項目由非營利組織計算研究協會與新墨西哥州立大學合作執行,計劃用18個月時間組織會議、圓桌討論併發布白皮書,以共享最佳實踐與教學資源。

“這一項目的設立,源於我們需要更多懂AI的計算類人才。”計算研究協會負責人馬赫博士說。她認爲,未來計算機科學教育將更少關注代碼本身,而更多聚焦於“計算思維”與“AI素養”。

計算思維,是指將複雜問題拆解爲小任務、構建解決步驟,並用數據做出證據支撐的決策。而AI素養,則是根據學生的水平,對AI的工作原理、使用方式以及社會影響等進行理解和反思。“培養理性的懷疑精神,應該成爲AI教育的一部分。”她說。

卡內基梅隆大學曾因其頂尖的計算機科學項目聲名遠揚。該校的計算機科學系計劃於今年夏天組織一次閉門研討會,重新思考在AI迅速發展的當下,學校應該教授些什麼內容。“這項技術已經動搖了計算機科學教育的根基。”該系教授兼本科項目副院長托馬斯·科蒂納(Thomas Cortina)表示。

在卡內基梅隆大學,科蒂納教授表示,課程設置包括傳統的計算機基礎與AI原理教學,同時加入大量用新工具來進行軟件設計的實操環節。

“我們判斷,未來發展會朝這個方向走,”他說,“但我們是否需要對整個課程體系進行更深層次的變革?”

目前,是否允許學生使用AI工具由該校教授自行決定。去年,卡內基梅隆大學已正式允許在入門課程中使用AI。科蒂納說,一開始學生們將AI視爲“作業神器”,用它來完成編程任務。“但他們其實看不懂一半的代碼。”他說,許多學生開始意識到自己掌握編程和調試代碼的價值,開始重新學習編程。

很多計算機專業的學生對AI工具持歡迎態度,但仍有所保留。他們用AI生成原型程序、查找代碼中的錯誤,甚至作爲問答助手,但又擔心過度依賴它,會影響他們自身的編程能力。

不少學生爲了找暑期實習或畢業後工作,投出了上百份簡歷。北卡羅來納大學夏洛特分校的大四學生康納·德雷克(Connor Drake)說,自己算是幸運的,只提交了30份簡歷申請就獲得了一次面試機會。今年夏天,他獲得了夏洛特一家大型電力公司杜克能源(Duke Energy)的網絡安全實習生職位。

“過去,計算機科學學位曾經是通往理想工作的金鑰匙,”22歲的德雷克說,“但現在已經不是。”德雷克在這場AI技術浪潮下,決定拓展自己的技能。除了主修計算機科學之外,他還輔修了政治學,專攻安全與情報研究——他的網絡安全能力可能正適用於該領域。他還擔任校內網絡安全俱樂部的主席和學生會成員。

像德雷克這樣的學生正被迫適應現在的科技就業市場。美國勞工專家指出,大科技公司在這幾年大幅削減招聘,相較疫情期間的擴張出現了明顯收縮趨勢。唯一例外的是,這類科技公司正瘋狂招聘數量相對較少的人工智能專家,他們被開出豐厚的薪酬待遇。

實際上,大多數科技從業者並非在科技公司任職。美國政府數據顯示,直到近期,整體科技崗位就業還算穩定,但自今年2月以來已下降6%。

招聘市場釋放了更明確的信號,科技類職位空缺數量正大幅減少。科技研究與教育組織CompTIA的數據顯示,過去三年,尋求兩年或兩年以下的經驗員工的求職者崗位數量下降了65%;整體崗位數量則下降了58%。

CompTIA首席研究官蒂姆·赫伯特(Tim Herbert)說,“我們目前看到的主要是疫情後招聘的回落,以及經濟不確定性帶來的影響。目前尚未看到人工智能帶來的明顯影響。”

儘管計算機科學教育的未來充滿不確定性,但專家表示,AI輔助軟件市場前景廣闊。AI是一種生產力工具,每一次新的計算浪潮——個人電腦、互聯網還是智能手機——都帶來了對軟件與開發人員的更高需求。

“軟件工程崗位的增長可能會放緩,”斯坦福大學計算機科學教授亞歷克斯·艾肯(Alex Aiken)說,“但會有更多人蔘與到編程之中。”