CS50: Im besten Computerkurs der Welt

Es gibt nicht viele Universitätsstudiengänge, die Mark Zuckerberg und Steve Ballmer zu ihren Dozenten zählen können. Es gibt nicht viele Universitätsstudiengänge, bei denen mehr als 100.000 Menschen zu Vorlesungen erschienen sind (wenn auch überwiegend online). Es gibt nicht viele Universitätsstudiengänge, die eine eigene Marke und ein eigenes Merchandise haben und darum kämpfen, den Kursnamen als Marke eintragen zu lassen. Aber es gibt nicht viele Universitätskurse wie CS50.

CS50 ist ohne Zweifel der beste Computerkurs der Welt. Es wird nicht nur in Harvard gelehrt, sondern jetzt auch an der anderen Ivy-League-Institution Yale, wo es im ersten Jahr sofort zum beliebtesten Kurs der Universität wurde. Wenn Sie zu den vielen gehören, die keinen Platz im Kurs an einer der Universitäten bekommen, können Sie CS50 online belegen, entweder über digitale Institutionen wie edX oder iTunes U, oder einfach über die Website des Kurses , wo alle Vorlesungen, Tutorials, Materialien, Aufgaben und deren Lösungen werden kostenlos veröffentlicht. Bald können Vorlesungen sogar mit VR- Headsets verfolgt werden, als ob man tatsächlich in den Hörsälen von Harvard säße.

Was macht diesen Kurs so besonders? Was treibt Tausende der klügsten Köpfe Amerikas und Hunderttausende Menschen aus der ganzen Welt dazu, die Vorträge zu streamen? Um das herauszufinden, habe ich mit dem Kursleiter und den Studierenden gesprochen und selbst ein paar Vorlesungen gehört.

Informatik für alle

CS50, oder Computer Science 50, um den vollständigen Namen zu nennen, ist nicht nur denjenigen vorbehalten, die Perl in ihren Pyjamas schreiben. Fast drei Viertel der Studierenden, die sich in Harvard für den Studiengang einschreiben, haben noch nie zuvor einen Informatikkurs belegt. Wie Professor David Malan den Studenten während seiner Einführungsvorlesung zum Kurs 2015 sagte: „Wir haben uns in diesem Kurs nicht zum Ziel gesetzt, Sie alle zu CS-Majors oder Konzentratoren zu machen, sondern Ihnen vielmehr die Möglichkeit zu geben, hoffentlich über die Welt hinauszugehen, mit der Sie arbeiten.“ Sie sind derzeit vertraut und bringen aus dieser Welt Fähigkeiten, Wissen und Geschick mit, die Sie in Ihrer eigenen Welt anwenden können, sei es in den Geistes-, Sozial-, Naturwissenschaften oder darüber hinaus.“ Die Tatsache, dass man nebenbei das Programmieren lernt, ist laut der Website „vielleicht die größte Ermächtigung“.

Das heißt nicht, dass es nichts bringt, wenn man seine Prozeduren bereits aus seinen Variablen kennt. Jede der „Problemgruppen“, die die Schüler lösen müssen, gibt es in zwei Schwierigkeitsgraden: Standard, das von über 90 % der Klasse gelöst werden soll, und Hacker Edition für diejenigen mit technischen Fähigkeiten, die sich anstrengen wollen. Tatsächlich ist der gesamte Kurs in Harvard und Yale in drei verschiedene Bereiche unterteilt: diejenigen, die sich mit der Sprache des Programmierens „besser auskennen“, diejenigen, die sich „weniger wohl fühlen“ und eine Band für diejenigen, die „irgendwo dazwischen“ liegen.

Fast drei Viertel der Studierenden, die sich in Harvard für den Studiengang einschreiben, haben noch nie zuvor einen Informatikkurs belegt.

Der Kurs und viele der Vorlesungen – die live vor Hunderten von Studenten und auf Abruf über hochmoderne Videostreams gehalten werden – werden von Professor Malan geleitet: einem engagierten Redner, der mich an den ehemaligen Windows-Chef Steven Sinofsky erinnert, weil Sie es eindeutig zu tun haben mit einem Intellekt, der so wild ist, dass die Worte ihm nicht schnell genug aus dem Mund sprudeln können, um mit seinem Gehirn mitzuhalten. Er spricht zwar im Maschinengewehrtempo, ist aber auch brillant darin, komplexe Konzepte in leicht verdauliche Häppchen zu destillieren.

In der Einführungsvorlesung 2015 bringt er den Schülern beispielsweise mithilfe einer Reihe von Glühbirnen bei, wie man Zahlen im Binärformat schreibt, und erklärt, wie jede Glühbirne (bei 1 eingeschaltet und bei 0 ausgeschaltet) ein Bit darstellt. Das ist die klarste Erklärung, die ich je gesehen habe. Dank der ergänzenden Videos auf der CS50-Website kann ich jetzt auch binär addieren, subtrahieren und multiplizieren.

Er beginnt auch, die Entwicklung von „Teile und herrsche“-Algorithmen zu erforschen, indem er ein Telefonbuch zerreißt (etwas umständlich, wenn man seinen orthodoxen Geek-Körperbau bedenkt). Dies zeigt anschaulich, dass selbst bei 40 Milliarden alphabetisch aufgelisteten Namen in einem Telefonbuch nur 36 Schritte nötig wären, um die gesuchte Person zu finden, wenn man das Buch in der Mitte öffnen und die Hälfte herausreißen würde, die nicht die Namen der Person enthielt Name (um das Konzept von log n zu erklären).

Dann gibt es die Demonstration, dass für Computer geschriebene Befehle ein Maß an Präzision erfordern, das wir nicht gewohnt sind, wenn wir Menschen herumkommandieren. Er bittet die Studenten im Yale-Hörsaal, Befehle für die Zubereitung eines Erdnussbutter-Marmelade-Sandwichs zu rufen, während einer seiner Handlanger auf der Bühne die Befehle buchstabengetreu ausführt. So führt die „offene Tüte Brot“ dazu, dass die Tüte auseinandergerissen wird und überall Brot verschüttet wird, während später im „Programm“ der Sandwichmaker in eine Endlosschleife gerät, die für das Erdnussbutterglas kein gutes Ende nimmt.

Code-Verbindung

Diese ansprechende Art, das potenziell trockene und einschüchternde Thema Programmierung zu präsentieren, scheint bei Studenten, insbesondere bei denen, die noch nie zuvor Informatik studiert haben, sicherlich ein großer Erfolg zu sein. Ed Rex, der Gründer des britischen Musik-Startups Jukedeck, erzählte mir kürzlich, wie er nach dem Besuch einer CS50-Vorlesung dazu inspiriert wurde, mit dem Programmieren zu beginnen. „Ich war völlig überwältigt“, sagte Rex. „Nach einer Stunde in seinem [Malans] Hörsaal kam ich heraus und dachte zunächst: Warum hat mir das noch niemand erzählt? Zweitens ist das Programmieren großartig. und drittens scheint es viel machbarer zu sein, als die Leute in Großbritannien glauben machen wollen.“

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Ein Jahr als Coding-Nomade

Der 23-jährige Kyle Schmigel ist Teil der aktuellen CS50-Aufnahme. Er sagte mir, dass „das Erlernen des Programmierens es mir im Allgemeinen ermöglicht, meinen Geist auf eine ganz andere Art und Weise zu fokussieren, als ich es normalerweise in meinem Alltag tue.“ Es ist eine unterhaltsame Art, sich selbst herauszufordern und Probleme zu lösen.

„Das Wichtigste, was ich bisher gelernt habe, ist, die Dinge aus mehreren Perspektiven zu betrachten“, fügte Schmigel hinzu. „Vielleicht betrachte ich das Problem nicht richtig oder mache die Dinge einfacher. CS50 ist ein harter Kurs, aber ich habe noch nie etwas gemacht, das mir so viel Spaß gemacht hat, wie mich herauszufordern, daran teilzunehmen.“

Malan ist zu bescheiden, um seinen Lehrstil als einen der Hauptgründe für den Erfolg von CS50 zu bezeichnen und verweist auf andere Faktoren. „Wir haben auf jeden Fall von dem steigenden Interesse an Informatik auf internationaler Ebene profitiert, insbesondere angesichts der Tatsache, dass Technologie derzeit so beliebt ist“, sagte er mir. „Aber wir hoffen, dass die Zugänglichkeit des CS50, gepaart mit seiner Strenge und Kultur, insbesondere auch bei Studenten Anklang findet, insbesondere bei denen ohne Vorkenntnisse.“

Von der Pleite zum Boom

Fünfzehn Minuten nach Beginn meiner ersten CS50-Vorlesung ist es leicht zu verstehen, warum die Studenten Malans Kurs so gut finden, aber er war nicht immer so überbelegt und campusübergreifend erfolgreich wie heute. Während der Vorlesung zeigt Malan den heutigen Studierenden einen Ausschnitt aus einer Gastvorlesung des Facebook-Gründers und berüchtigten Harvard-Aussteigers Mark Zuckerberg aus dem Jahr 2005. Zugegebenermaßen war Zuckerberg damals kaum der Anziehungspunkt, der er heute ist, da Facebook erst ein Jahr vor seinem Vortrag in Betrieb war; Harvard gab selbst zu, dass die Beliebtheit des Studiengangs mit der Dotcom-Pleite abgenommen hatte. Das Filmmaterial zeigt nur etwa ein Dutzend Studenten, die im peinlich leeren Hörsaal Platz nehmen, was Zuckerberg zu einem ziemlich gestelzten Einzeiler zu Beginn seiner Rede zwingt: „Das ist tatsächlich eines der ersten Male, dass ich bei einer Vorlesung war.“ Harvard."

Dieses Video von Zuckerberg verrät auch ein weiteres Zeichen dafür, wie weit der Kurs ausgereift ist. Das Vorlesungsvideo von 2005 wurde mit einer fest installierten Kamera im hinteren Teil des Hörsaals aufgenommen, wobei er vor Beginn der Vorlesung etwa 30 Sekunden lang an Zuckerbergs Mikrofon herumfummelte. Die Vorlesungen 2015 hingegen beginnen mit einem fernsehwürdigen Trailer zum Kurs; Die Vorträge werden aus mehreren Kamerawinkeln mit einer Auflösung von bis zu 4K aufgenommen, wobei Malan einen Ohrhörer trägt, vermutlich für die Regie; und wenn er sich auf Folien verlässt, um Codeschnipsel oder andere Informationen anzuzeigen, verkleinert er sich zu einem Bildfenster, sodass der Betrachter lesen kann, was auf dem Bildschirm angezeigt wird. Es ist die Art von Qualität, die man von Super Bowl-Übertragungen erwartet, nicht von einem Computerkurs an einer Universität.

CS50 ist jetzt eine marktfähige Marke. Malan und andere Schüler tragen T-Shirts mit der Aufschrift „Ich habe CS50 genommen“; Studierende, die ehrenamtlich bei Vorführungen auf der Bühne mithelfen, werden mit CS50-Stressbällen belohnt; Der Abschlussvortrag endet damit, dass ein DJ Mark Ronsons „Uptown Funk“ zu einem CS50-Jingle mischt. Das Gesamtpaket ist schick. Malan geriet wegen seiner Versuche, die Marke CS50 als Marke zu schützen, sogar mit Harvard in Streit, zog seine Bewerbung jedoch 2013 zurück, nachdem die Universität seine Bewerbung blockiert hatte.

Ist kommerzielles Branding also heute ein notwendiger Bestandteil moderner Bildung? „Ich glaube nicht, dass das notwendig ist“, antwortete Malan, „aber in unserem Fall ist es sicherlich Ausdruck unseres Interesses, rund um den Kurs eine Kultur aufzubauen, eine globale Gemeinschaft, die Studierende zusammenbringt – sowohl auf dem Campus als auch außerhalb.“ Dass auf den T-Shirts des Kurses ganz einfach „Ich habe CS50 gemacht“ steht, spiegelt genau den Stolz wider, den die Studierenden am Ende des Semesters empfinden sollen, nachdem sie so viel und so erfolgreich bewältigt haben.“

Online-Überschuss

Natürlich hat nicht jeder die Noten, das Geld oder den richtigen Pass, um nach Harvard oder Yale zu kommen. Stattdessen „belegen“ die überwiegende Mehrheit der Studierenden CS50 online, sei es über die Kurswebsite oder über Online-Bildungseinrichtungen wie edX oder iTunes U.

Obwohl Fernstudierende offensichtlich nicht in den Genuss von persönlichem Nachhilfeunterricht, Hack Days und den Vorteilen des Lebens auf dem Campus kommen, ist Malan davon überzeugt, dass es Vorteile hat, den Kurs aus der Ferne zu absolvieren, anstatt in den riesigen Hörsälen von Harvard zu sitzen. „Die Realität – und das glaube ich philosophisch – ist, dass Vorlesungen kein besonders wirksames Mittel sind, um ziemlich komplexe Informationen zu vermitteln, schon gar nicht über mehrstündige Zeiträume hinweg“, sagt er den Studenten während einer Vorlesung und fordert sie auf, sich die Vorlesung noch einmal anzusehen Videos online. „In der Tat, alle paar Minuten ... schalten Sie für einen Moment ab, verpassen ein komplexes Thema und sind die nächsten 45 Minuten so gut wie weg. Und die Realität ist, dass, egal ob Sie hier in New Haven oder Cambridge oder anderswo sind, die Einfachheit, anzuhalten und vorzuspulen, zurückzuspulen, Hyperlinks zu verwandten Ressourcen zu erstellen, Volltexttranskripte zu durchsuchen und dergleichen, eine Chance darstellt Ich wage zu behaupten, dass es für unsere Online-Studenten weit über New Haven hinaus eine Gelegenheit bietet, das konzeptionelle Material, das wir in Vorlesungen vorstellen, wirklich besser zu verstehen.“

Aber warum bietet Harvard diese Ressourcen kostenlos an? „Es ist das Richtige“, sagte Malan. „Wenn Studierende anderswo auf der Welt von der Arbeit, die wir bereits in Cambridge leisten, profitieren können, indem sie die gewonnenen Erkenntnisse auf ihre eigene Arbeit anwenden und weitere Studien vorantreiben, dann ist das umso besser.“

„Es war wunderbar, mit so vielen Menschen aus der ganzen Welt in Kontakt zu treten“, fügte er hinzu. „Anstatt die Diskussionen des Kurses auf einer Plattform zu zentralisieren, haben wir stattdessen Communities auf Facebook, Gitter, LinkedIn, Reddit, Slack, Stack Exchange, Twitter und darüber hinaus gefördert, wo es bereits Studenten gibt. Allein die Facebook-Gruppe von CS50 hat 80.000 Mitglieder, und Studenten aus der ganzen Welt interagieren täglich.“

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Ein Jahr als Coding-Nomade

Die Tentakel des CS50 dehnen sich noch weiter aus. Der Kurs erreicht jetzt über das CS50 AP-Programm Schulen und bietet einen Lehrplan, den Lehrer ab Herbst in ihren eigenen Klassenzimmern verwenden können. Das wird auch international: Malan bietet CS50-AP-Workshops in London an.

Die interessanteste Entwicklung ist CS50 VR, bei dem die Herbstvorlesungen in 360-Grad-Virtual-Reality gefilmt werden, sodass Remote-Studenten in den Hörsaal eintauchen können. Das Schnuppervideo  gibt Google Cardboard, Samsung Gear VR und anderen Headset-Nutzern einen Vorgeschmack.

Wenn die Studierenden nicht von der VR abgelenkt werden, könnten sie diejenigen sein, die neue Wege finden, diesen erstaunlichen Kurs auf der ganzen Welt anzubieten.