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新加坡國立大學(xué) | 當(dāng)計(jì)算機(jī)科學(xué)與外星人相遇時(shí):通過體驗(yàn)式學(xué)習(xí)改變編程
指南者留學(xué) 2023-03-31 16:55:53 閱讀量:1150
<p>這聽起來像是《星際迷航》中的一集:一艘宇宙飛船迫降在一個(gè)陌生的外星球上,將一群年輕的學(xué)員擱淺。他們迷失在叢林中,裝備嚴(yán)重不足,他們必須找到一種與地球上毛茸茸的居民交流的方式&mdash;&mdash;否則就有被淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。</p> <p><br />這不是太空歌劇的最新一期,而是 CS1101S:編程方法論的旗艦教學(xué)工具Source Academy 。CS1101S 是新加坡國立大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的入門課程。</p> <p><br />部分是視頻游戲,部分是學(xué)習(xí)管理系統(tǒng),Source Academy緊跟計(jì)算機(jī)程序的結(jié)構(gòu)和解釋(SICP),這是一本于 1984 年首次出版的教科書,被廣泛認(rèn)為是有抱負(fù)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家的必讀讀物。但是新加坡國立大學(xué)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)對此進(jìn)行了調(diào)整。</p> <p><br />&ldquo;我們的目標(biāo)是為學(xué)生提供他們可以與之相關(guān)的體驗(yàn),&rdquo;副教授 Martin Henz 說,他是 CS1101S 及其獨(dú)特教學(xué)法背后的思想之一,與其他講師 Boyd Anderson 博士、Low Kok Lim 博士和 Sanka Rasnayaka 博士一起。&ldquo;他們的經(jīng)歷越有意義,學(xué)習(xí)就越有效。&rdquo;</p> <p><br />在 CS1101S 中,學(xué)生獲得編程技能,然后他們可以將這些技能用于處理聲音以及 2D 和 3D 模型等。Source Academy將這些技能融入一個(gè)學(xué)期的故事情節(jié)中,讓學(xué)生通過親身體驗(yàn)式學(xué)習(xí)來學(xué)習(xí),無論是與外星人交流還是引導(dǎo)機(jī)器人穿越核荒地。</p> <p><br />Source Academy 擁有像 Henz 副教授這樣的教學(xué)人員的另一個(gè)自我,讓學(xué)生通過角色扮演來學(xué)習(xí),將基本編程技能置于任務(wù)中,以促進(jìn)解決問題的心態(tài)。</p> <p><br />&ldquo;[計(jì)算機(jī)科學(xué)家] 發(fā)明了我們的現(xiàn)實(shí),而不是描述我們在自然界中看到的東西,&rdquo;Henz 副教授笑著說。&ldquo;這是一個(gè)有趣的領(lǐng)域,它打破了傳統(tǒng)學(xué)科的界限。&rdquo;&nbsp;</p> <p>&nbsp;</p> <p><span class="h1">由學(xué)生,為學(xué)生</span></p> <p><br />自 2018 年以來, Source Academy一直是 CS1101S 課程不可或缺的一部分。它對每年 800 多名學(xué)生的教育至關(guān)重要,因此該工具的原始設(shè)計(jì)者實(shí)際上是一名學(xué)生可能會讓人感到意外。</p> <p><br />&ldquo;'Cadet' 是 Evan 的發(fā)明&mdash;&mdash;他認(rèn)為這將是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng),&rdquo;Henz 副教授說,他指的是2018 年推出的Source Academy的第一個(gè)版本。</p> <p><br />Evan Sebastian 先生當(dāng)時(shí)是一名杰出的畢業(yè)生,他受 CS1101S 教學(xué)團(tuán)隊(duì)的委托創(chuàng)建了一種新的學(xué)習(xí)工具。他決定推出基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)意義重大,學(xué)生和輔導(dǎo)員可以在他們的設(shè)備上瀏覽Source Academy,而無需下載額外的軟件。</p> <p><br />在 Henz 副教授(后排中間)、Anderson 博士、Low 博士和 Sanka 博士的指導(dǎo)下,Source Academy 每年都由一群熱情的學(xué)生開發(fā)人員維護(hù)和改進(jìn),他們將他們的技能和專業(yè)知識用于增強(qiáng)體驗(yàn)未來隊(duì)列的學(xué)習(xí)工具。</p> <p><br />除了口袋大小、便攜和易于訪問之外,CS1101S 還受到學(xué)生的維護(hù)和改進(jìn)&mdash;&mdash;這是有充分理由的。</p> <p><br />&ldquo;當(dāng)學(xué)生第一次嘗試編程時(shí),他們知道他們使用的工具是由他們的前輩構(gòu)建的,&rdquo;Henz 副教授說。&ldquo;他們與它的關(guān)系不同于與商業(yè)軟件系統(tǒng)的關(guān)系。&rdquo;</p> <p><br />的確,這種情感聯(lián)系是計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)三年級學(xué)生 Lee Hyung Woon 投入時(shí)間和精力指導(dǎo)初級開發(fā)人員開展項(xiàng)目以推進(jìn)Source Academy的部分原因。</p> <p><br />&ldquo;作為一名學(xué)生,您會在互聯(lián)網(wǎng)上看到許多不同類型的編程學(xué)習(xí)平臺,&rdquo;Hyung Woon 說。&ldquo;但是【源學(xué)院】是專門為CS1101S打造的。這里正在建立一個(gè)社區(qū)。&rdquo;</p> <p><br /><span class="h1">&ldquo;編碼&rdquo;是禁忌</span></p> <p><br />雖然將課程視為構(gòu)建編碼員社區(qū)可能很誘人,但這并不完全準(zhǔn)確。</p> <p><br />&ldquo;編碼&rdquo;一詞引起了 Henz 副教授特別熱情的回應(yīng)。</p> <p><br />&ldquo;&lsquo;編碼&rsquo;表達(dá)了計(jì)算機(jī)科學(xué)的反面,&rdquo;他說。&ldquo;如果你用代碼說話,你說的是一種故意設(shè)計(jì)成無法理解的語言。這與我們編程時(shí)需要做的相反。&rdquo;</p> <p><br />這就是為什么這個(gè)詞在他的課堂上被半禁止的原因。對于習(xí)慣了與計(jì)算機(jī)編程相關(guān)的吸引力和晦澀難懂的一代人來說&mdash;&mdash;就像《黑客帝國》中的下降綠色代碼&mdash;&mdash;這可能會令人震驚。</p> <p><br />對于 Henz 副教授來說,這是一個(gè)逐步引導(dǎo)學(xué)生回歸基礎(chǔ)的過程。為此,Source Academy旨在&mdash;&mdash;違反直覺&mdash;&mdash;將學(xué)生限制在一種極小的 JavaScript 子語言上。這鼓勵(lì)他們減少對學(xué)習(xí)語言的關(guān)注,而更多地關(guān)注建立編程基礎(chǔ)的心智模型。</p> <p>&nbsp;</p> <p>sumobot 比賽挑戰(zhàn)學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活中測試他們的編程技能,并適應(yīng)克服地面條件。</p> <p><br />盡管如此,心智模型仍需經(jīng)受考驗(yàn)&mdash;&mdash;角斗士式的。在學(xué)期的后半段,學(xué)生們發(fā)現(xiàn)自己拿到了一個(gè)看起來不起眼的工具包,其中包含 Henz 副教授所說的&ldquo;一塊沒有輪子的磚頭&rdquo;。</p> <p><br />在課程的&ldquo;Sumobot&rdquo;部分,這個(gè)套件變成了一個(gè)能夠與其他機(jī)器人戰(zhàn)斗,甚至表演技巧的機(jī)器人。在大約三周的時(shí)間里,學(xué)生們以四人一組的形式對他們的機(jī)器人進(jìn)行修改和編程,以通過打架、跳舞和唱歌來取得勝利。</p> <p><br />&ldquo;根本不涉及遠(yuǎn)程控制,&rdquo;Henz 副教授說。機(jī)器人必須依靠他們的軟件來設(shè)計(jì)一種策略,將其他機(jī)器人推出圈外。</p> <p><br />他回憶起看到兩個(gè)機(jī)器人打成一條領(lǐng)帶,只有一個(gè)機(jī)器人后退并從另一個(gè)角度發(fā)起攻擊&mdash;&mdash;換句話說,他們表現(xiàn)得好像有自己的想法。Henz 副教授說:&ldquo;這是計(jì)算的核心&mdash;&mdash;設(shè)計(jì)當(dāng)機(jī)器在現(xiàn)實(shí)世界中交互時(shí)進(jìn)化的過程。&rdquo;</p> <p><br />sumobot 比賽為學(xué)生創(chuàng)造了與同學(xué)合作以應(yīng)用編程技能的實(shí)踐機(jī)會。</p> <p><br />除了讓學(xué)生有機(jī)會練習(xí)編程技能外,Sumobot 競賽還讓學(xué)生通過與同齡人合作完成一項(xiàng)任務(wù)來磨練團(tuán)隊(duì)合作技能。</p> <p><br />&ldquo;我們在計(jì)算學(xué)院有很多團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目,&rdquo;Henz 副教授透露。&ldquo;這次比賽讓學(xué)生了解在團(tuán)隊(duì)合作時(shí)什么是重要的。&rdquo;</p> <p><br /><span class="h1">地平線上的魔法</span></p> <p><br />Source Academy擁有超過 500,000 行代碼,是一個(gè)充滿激情的項(xiàng)目的龐然大物。這項(xiàng)充滿愛心的工作正在引起國際關(guān)注&mdash;&mdash;舊金山和瑞典的兩所大學(xué)最近將其作為教學(xué)課程的一部分。</p> <p><br />3 月,Henz 副教授將飛往多倫多,在計(jì)算機(jī)科學(xué)教育工作者會議上高調(diào)介紹Source Academy 。對于學(xué)習(xí)工具以及計(jì)算機(jī)科學(xué)教育中的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)而言,這可能只是下一個(gè)重要步驟。</p> <p><br />教學(xué)本身也可以是體驗(yàn)式的。自 1997 年以來一直在新加坡國立大學(xué)工作的 Henz 副教授承認(rèn):&ldquo;我在日常工作中最喜歡的是課堂互動。&rdquo;到材料上。&rdquo;</p> <p><br />他對表演的熱愛也許是他對表演興趣的自然延伸。作為新加坡歷史最悠久的劇團(tuán) The Stage Club 的成員,他參與了 Bram Stoker 的德古拉和莎士比亞的The Taming of the Shrew 的舞臺制作。</p> <p><br />隨著Source Academy在海外越來越受歡迎,很明顯該計(jì)劃不會很快謝幕,該計(jì)劃目前已進(jìn)入第五次迭代。</p> <p><br />一件事仍然很清楚。無論是穿越太空飛向外星星球,還是乘車前往卡美洛特,Source Academy不僅提供科學(xué),還提供冒險(xiǎn)。<br />這是關(guān)于新加坡國立大學(xué)創(chuàng)新教育者系列的第三部分。</p> <p><br />了解新加坡國立大學(xué)理學(xué)院的 Chua Siew Chin 博士,以及她如何帶領(lǐng)學(xué)生近距離接觸瓜拉雪蘭莪州的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)和泥炭沼澤森林,以了解濕地保護(hù)和低地森林。</p> <p><br />了解藝術(shù)與社會科學(xué)學(xué)院的 Carl Grundy-Warr 博士,以及他如何通過到東南亞的實(shí)地考察來設(shè)計(jì)機(jī)會,以體驗(yàn)式學(xué)習(xí)現(xiàn)實(shí)世界的環(huán)境和社會問題。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注:本文由院校官方新聞直譯,僅供參考,不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>
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