美國如何用課程設計培養人才？台灣從何借鏡？

作者：Shine Hsu／換日線專欄

撰寫此文的同時，我終於在去（2020）年自卡內基美隆大學（Carnegie Mellon University，以下簡稱 CMU）取得電腦工程碩士學位，正式畢業並脫離 CMU 的作業苦海。此文將紀錄這一年來，自己觀察到 CMU 在計算機科學課程與台灣教育方式上的不同之處；然而，因為我只在 CMU 待了一年，後半年更遭遇新冠肺炎疫情封城，課堂和同儕互動體驗大不相同。就學期間沒有參與研究計畫而單純修課．同時我於台灣的修課印象，也停留在多年前，因此可能將與台灣現況有些出入。接下來，將以個人視角與讀者分享，我在根據《U.S. News》 所公布之排名中，美國 CS （電腦科學）第一名的 CMU 就學所獲得的觀察與見解。

讓教授專注於「教學」，學習成果更顯著！

CMU 的部分課程，教學相對扎實全面，且擁有豐富的研究和就業資源、完整的教學制度，加上以及眾多助教的協助，還能在課程中結合使用各種業界工具、平台──然而，這一切都是建立在超過台灣一般大學 20 倍的學費，CMU 一學期的學費約是美金 25,000 元（約新台幣 70 萬元）。

因此，筆者認為台灣的大學教育，針對培養 CS 領域的能力上，在性價比和公平性上仍是大勝。不過，CMU 部分制度和教學方式，確實有可反思學習之處，並基於相同概念發展適合台灣教育系統的方式：

例如在 CMU 有設立所謂的「Professor with Teaching Track」。通常這些教授會對於教學更有熱忱，會投入更多時間研究精進課程內容、讓學習效果更好。因此，在他們的教授升等評比時，也會以教學為主要依據，研究等其他成果為輔。相信對於學校中佔大多數，並無從事學術研究的大學生和修課型碩士生們而言，能夠擁有更加良好課程體驗、學習。

一般而言，Teaching Professor 會負責系上重要的主科課程。舉例來說，在 CMU 負責「10601 Introduction to Machine Learning」的 Teaching Professor Matt Gormley，就常在課堂上帶入各種有趣生活化的例子解釋觀念。而且他的課程內容先後順序設計，或甚至是期中考試Open Book 、但可以帶一張手寫大抄的方式，都是來自他讀過的研究中，科學化驗證能有助學習的方式。近年來，他的這門課在課程評價系統上的教學評分（4.8/5）就高於平均許多。

在台灣的教授升等，似乎仍以學術研究成果為主要依據，這或許導致教授們礙於升等壓力和研究成果導向的評價系統，使得他們即便想要重新檢視設計課程卻分身乏術；亦或是部分教授本身就相對不擅於教學，或對教學的興趣不大．以至於在每個科系重要的主科課程，有時難以找到公認教學上不錯的教授，而這對於大學內佔大部分以修課為主的學生相對可惜。

1 學期 14 週，深入修習 4 門課

CMU 是出名的「作業多又重」，入學前的我，其實不怎麼相信，心想作業是能多到哪去？反正一週平日有 5 天，每天課後都寫作業總行了吧！結果，作業超乎想像的多又難。學期間忙碌時，常常一週 7 天從醒來到睡覺前，都在寫作業。

相對於台灣一學期約為 18 週左右，CMU 每學期有 14 週。根據每個 Program 的不同設計，大部分的學生每學期會修 3 至 4 門課左右。想當初在台灣一學期修 25 學分，主修選修加起來多達 10 門課左右。不同於台灣廣泛探索的修課模式，CMU 的課程設計讓學生能在單門課程中較為深入學習，且涵蓋範圍廣。不少扎實的課程完整修過後，就能大致熟悉業界對應領域的基本技能。

但也因為如此，課程時間較短，因此課業份量相對重，整體步調就更加緊湊。課堂給予每份作業的時間和間隔較短，基本上剛結束一份作業後，馬上就會出下一份，常常每週都會同時有2~3 份作業截止。

舉例來說，我修過的課程「15–213: Introduction to Computer Systems」，一學期就有 9 次的 Lab work 需要繳交；「10601 Introduction to Machine Learning」，包含手寫與程式，也有 9 次作業。跟我個人印象中台灣大多數的課程作業相比，多上不少。不過當然，CMU 也有相對不需要花費這麼多心力的「水課」，但除非特殊原因，大多數人是不會願意大筆學費得過且過。

筆者感覺 CMU 相對更強調學生應透徹了解每個觀念和其細節，而不是有大方向的印象會應用即可。因此，課程中有許多作業會要求從 0 開始實作所有的細節。或許是美國教育在國高中時期，已經設計讓學生能有相對充分的時間與空間探索興趣，因此大學則以訓練專業為主。若是在 CMU 一門內容和作業評價不錯的課程中，都是能夠透過大量的作業和課程內容相輔相成，對所學觀念有更深入完整的了解，使學生具備進入業界所需的技能和程度。反之，因為修課數量相對較少，在 CMU 要對不同領域廣泛的探索相對限制較大。

再三強調「學術誠信」，作業靠學生自己從 0 到 1

建立於歐美普遍的基督教文化上，社會相對強調誠信的重要性，在教育上也體現嚴格的學術誠信規定。尤其是在許多學生的共同大班課程的第一堂課時，教授便會再三強調「學術誠信」（Academic Integrity），講述他們會如何查驗繳交的每份作業，甚至秀出每年違反規定學生的數目，也詳加界定他們容許的討論方式，像是 high-level 的釐清觀念是被許可的，而code-level 的交流基本都是被禁止的。

以前在台灣不諱言地，我自己在某些課程作業報告，有時也會參考同學或是騰上網路上找到的正解；然而在 CMU。我所有認識的人，基本上每份作業都是靠自己慢慢拼湊出來，一部分是因為這嚴格的規定，另一方面大概也是極其昂貴的學費，讓人更努力鞭策自己學習。

強調學生親自完成每份作業，一方面是學術誠信的重要，但更是從課程中讓人感受到教授們是真心的希望能讓所有的學生，真正學會課程內容，並且融會貫通達到課程期許的目標，印象中以前在台灣修課時，大多時候程式作業只要求最後的正確性，因此常是自己隨意拼湊各路的 code snippet 後，能夠在 local 跑過測資就上傳了。對於 Code Quality/Testing/CI/CD/Colab/Documentation 著墨較少；而在 CMU 修的好幾門課都特別強調code quality 和相關工具的使用──這十分符合我先前實際在台灣工作時的業界要求。

像是在「17514 Principles of Software Construction」這門課會使用 Git & Travis 來實作project，熟悉業界團隊合作常見的 tools 和 CI/CD 流程，也會使用 Check style/SpotBug確保基本的 code quality，撰寫每個 feature 對應的 Unit Tests，每個 class/function 也需要寫上對應的 JavaDoc，而這門課更加強調設計的重要性，因此會考慮到程式的 Extensibility、API design 和 architecture，而許多其他課程會使用到 Gradescope，能夠在此平台上建立測資和執行程式，自動化程式作業的評分，十分方便。

學生與教授、助教互動即時且頻繁

每門課程基本上都會有 Piazza 或是 Slack 等協作平台，讓學生和教授、助教討論。筆者在台灣多數課程下課後和教授助教的接觸或討論較少，也沒有類似的方式能夠快速有效的找到教授、助教詢問。或許是歐美相對主動積極討論，有問題就勇於發問的風氣，二來是強調學術誠信，因此作業都得親自完成，禁止和同儕討論太細節的問題或是 debug，因此在 Piazza 、 Slack 上，便會和教授、助教有針對作業或是上課內容的大量討論，如果對於課程設計或是任何其他問題也都可以直接在上面提出。

一個蠻有趣常見的例子是，常會有人提出因為某些原因希望能夠延後某次作業的截止日期，底下便會有許多人附和。只要原因合理的情況下，大多時候教授都會順應民意，通融延後該次作業的死線。

※本文由換日線網站授權刊載，原標題為《 在「電腦科學」美國排名第一的卡內基美隆大學：如何藉課程設計培養一流人才？台灣又能從何借鏡？》，未經同意禁止轉載

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作者簡介：

Shine Hsu，在台灣完成學業並在科技業工作過後，到美國嘗試不同職涯，探索體驗人生，希望能有所學習並帶回台灣。關心教育學習和職涯發展相關議題，希望能透過分享自身心得，提供不同觀點，同時也讓自己反思旅程中的收穫。

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