Teaching CS50 with AI

Summary

Дэвид Малан, преподаватель курса CS50 Гарвардского университета, рассказывает о внедрении ИИ в обучение программированию. Он описывает создание виртуальной «утки» для отладки кода, которая помогает студентам анализировать и улучшать свой код, не предоставляя готовых решений. Используя собственные инструменты CS50.AI и расширения VS Code, студенты получают объяснения кода, советы по стилю и дизайну, а также адаптивные вопросы для самопроверки. Эти технологии повышают эффективность обучения, уменьшают нагрузку на преподавателей и создают персонализированное обучение 24/7, приближая опыт студента к индивидуальным занятиям с наставником.

Takeaways

• 😀 Курс CS50 Гарвардского университета доступен также через Университет Оксфорда и онлайн бесплатно через open courseware.
• 😀 Политика курса запрещает использование AI-инструментов, таких как ChatGPT, для прямого написания кода или ответов на задания.
• 😀 CS50 разработал собственные AI-инструменты, включая CS50 Duck и DDB, чтобы помочь студентам через интерактивную поддержку и дебаггинг.
• 😀 Идея виртуальной "резиновой утки" основана на практике 'rubber duck debugging', где студент объясняет свои проблемы объекту для лучшего понимания.
• 😀 Виртуальная утка теперь способна отвечать на вопросы студентов на естественном языке, используя API от OpenAI и Microsoft, а также локальную базу данных для точного фокусирования на материале курса.
• 😀 Студенты могут использовать расширения VS Code для объяснения кода, улучшения стиля и дизайна своих программ без прямого предоставления готового решения.
• 😀 Интерактивная поддержка через AI уменьшает нагрузку на преподавателей и дает студентам 24/7 доступ к персонализированной помощи.
• 😀 Система использует специальные системные подсказки (system prompts), чтобы AI вел себя как дружелюбный и поддерживающий преподаватель, не нарушая академическую честность.
• 😀 Использование AI значительно увеличило вовлеченность студентов: они задают больше вопросов виртуальной утке, а посещаемость традиционных оффлайн-консультаций снизилась.
• 😀 Итоговый эффект: улучшение качества кода студентов, повышение оценок и возможность индивидуальной оценки знаний через адаптивные цифровые устные экзамены.
• 😀 Студенты отмечают, что AI-боты работают без эго и предвзятости, проявляют огромное терпение и создают ощущение личного репетитора.

Q & A

Что такое CS50 и кто его преподает?

CS50 — это вводный курс по информатике Гарвардского университета, преподаваемый Дэвидом Маланом. Курс также доступен через Университет Оксфорда и в формате открытого онлайн-доступа.

Почему использование AI-инструментов вроде ChatGPT в CS50 ограничено?

Использование AI-инструментов для прямого написания кода или ответов на задания запрещено, чтобы поддерживать академическую честность и развивать навыки самостоятельного программирования.

Что такое CS50 Duck и как он помогает студентам?

CS50 Duck — это виртуальный 'резиновый утёнок', разработанный для поддержки студентов через процесс дебаггинга. Он помогает студентам формулировать вопросы и анализировать код, не давая прямых решений.

Что такое 'rubber duck debugging'?

Rubber duck debugging — это метод, при котором программист объясняет свои проблемы с кодом объекту вроде резиновой уточки, что помогает выявить ошибки и находить решения через самоанализ.

Какие функции CS50.AI доступны студентам?

Студенты могут получать объяснения строк кода, рекомендации по улучшению стиля и дизайна кода, а также задавать вопросы виртуальному утёнку, который действует как преподаватель, не давая готовых решений.

Как CS50.AI использует системы на базе OpenAI и Microsoft?

CS50.AI интегрируется с API OpenAI и Microsoft Azure, а также использует локальные векторные базы данных для точного предоставления ответов на основе материала курса.

Какая цель функции 'Explain Highlighted Code' в VS Code?

Эта функция позволяет студентам выделить строки кода и получить объяснение их работы в формате, аналогичном разбору преподавателем, что помогает лучше понимать код.

Что делает кнопка 'Style50' в CS50?

Кнопка 'Style50' показывает, как правильно форматировать код по стандарту курса, с возможностью объяснения изменений и их автоматического применения для тренировки навыков студента.

Как функция 'Design50' помогает студентам?

Design50 анализирует рабочий код и дает рекомендации по улучшению дизайна, читаемости и поддерживаемости, подобно проверке кода преподавателем или коллегой.

Как использование AI изменило посещаемость оффлайн-консультаций?

С введением AI студенты стали посещать только 30% доступных оффлайн-консультаций по сравнению с 51% до AI, предпочитая виртуальную помощь через CS50.AI.

Как использование AI влияет на успеваемость студентов?

Благодаря итеративной обратной связи и объяснениям кода с помощью AI, качество студенческих работ значительно улучшилось, что отражается в повышении оценок.

Какая обратная связь студентов о виртуальном утёнке?

Студенты отмечают, что виртуальный утёнок ощущается как личный репетитор, который терпеливо отвечает на вопросы без осуждения и помогает понять материал без давления.