STEAM在線
作者 | 趙維傑（《國家科學評論》新聞編輯）
胡振江（北京大學計算機科學技術系教授）
翻譯 | 馮麗妃（《中國科學報》記者）
本文轉載自微信公眾號：科學網(ID：sciencenet-cas)，文章譯自《國家科學評論》（National Science Review，NSR）Interview文章「John Hopcroft's views on China's education」。
美國康奈爾大學教授John Hopcroft是1986年圖靈獎得主，也是一位擁有超過55年教學經驗的教育工作者。
過去10多年中，Hopcroft經常來到中國，為上海交通大學的本科生授課，並幫助該校提高計算機科學教育的質量。
他還是北京大學圖靈班指導委員會主任，以及華中科技大學Hopcroft中心主任，並參與了很多旨在提升中國計算機科學本科教育的其他項目。
近日，NSR對話Hopcroft，傾聽他對中國教育的看法。
John Hopcroft（圖源：上海交通大學約翰·霍普克羅夫特計算機科學中心網站）
中國之旅
NSR：您從事本科教學工作多久了?
Hopcroft：
我從1964年開始給本科生授課，至今已經50多年了。我喜歡教學和科研，這是我至今還沒有退休的原因（Hopcroft出生於1939年，現已81歲）。康奈爾大學的退休計劃非常完善，我的工資不會因退休而降低。但是，如果退休了，我還能做些什麼呢？
我在小學、中學和大學階段都遇到了非常棒的老師。他們真心希望我能獲得成功。他們對我的人生產生了非常大的影響，我也希望能對其他人產生這樣的影響。
NSR：您第一次來中國是什麼時候?
Hopcroft：
中美關係剛剛緩和，美國人最初被允許訪問中國時，我就決定來看看中國是什麼樣子的。我去了澳門，在那裡過境，不過只是出於好奇。
真正參與中國的教育工作是在大約十年前。當時，中國教育部讓我幫助他們提升大學教育水平。我和150名教師一起工作，嘗試提高他們的教學技能。但後來我意識到這樣的工作沒什麼效果，就建議取消了這個項目。
隨後，上海交大的校長找到了我。從那時起，我就一直與上海交大合作，幫助他們招聘教師，提高教育質量。
NSR：中國人怎麼找到您的？
Hopcroft：
我也不太清楚。但在那之前，我曾在大約15個不同的國家工作，以改善當地教育，包括巴西、智利、墨西哥、沙烏地阿拉伯、突尼西亞和印度等。中國可能是通過這些事情知道了我。
在這些國家，我幫助了一些學生和教師，但很難提高整體的教育質量。現在我明白了，除非政府高層想要改善教育，否則你是無能為力的。在中國，國家總理都將改善本科教育作為首要目標之一。所以在這裡，我的工作有機會得到回報。
中美之間的一些差異
NSR：現在，您會同時在給美國和中國的學生授課。這些學生有何不同？
Hopcroft：
我曾經帶30個中國學生到美國待了一個月。他們中的一半人立即接受了美國的理念，開始好奇地探索自己感興趣的研究方向。但另外一半人仍會問我：「今天我該做些什麼？」所以一個主要的區別是，一些中國學生只會做你要求他們去做的事情。
我在康奈爾和上海交大為大一新生講授同樣的課程。我發現上海交大的大一新生要比美國頂尖大學的更好。我認為原因在於，美國有很多不錯的大學，美國的人才分散在這些學校中，而在中國，最好的學生都集中在所謂的C9高校裡。因此，中國頂尖大學的新生比史丹福大學、伯克利大學或康奈爾大學的新生更優秀。
但4年後，我再次面對這些中國學生時，卻發現康奈爾大學的學生已經超過了他們。這意味著你們的大學教育並不成功。
過去20年裡，中國的父母意識到他們的孩子需要大學文憑才能找到好工作。於是，大學生數量急劇增加，大學教師也從30萬增加到100萬。而問題是，你們是從哪裡找到這麼多教員的？
NSR：我們需要更多高素質的教師。
Hopcroft：
是的。有相當多的中國學生到美國高校攻讀博士學位，其中很多人更願意留在美國。我認為原因在於，中國的高校不能提供他們想要的環境，籌集研究經費和發表論文的壓力太大，很多年輕教員不得不為資深教師工作。這不是一個教育學生或者做基礎研究的良好環境。
在上海交大，我負責招聘計算機科學的教師。我無法改變整個學校的環境，但學校願意為我招聘來的教師提供較為寬鬆的環境。結果也很好，我已經從美國招回了20名教員，我們很快還會再招10人左右。
NSR：一名優秀的教師應具備哪些品質?
Hopcroft：
如果我們的使命是培養下一代的人才，那麼我們聘用教員時，他們已經做出了哪些研究成果不是最重要的，我們更希望這個人可以在整個職業生涯中都保持活躍。所以我們要尋找的是有創造力的人，他要能不斷學習、保持活躍。
在中國，評價高校教師和校長的標準應該改變。對於高校，提高學校的國際排名是一個錯誤的目標，因為這些排名都是基於研究經費和論文數量的。我們應該用本科教育質量來評價高校，而不是研究經費的多少和發表論文的數量。
在中國，現在已經有了一些變化，我相信中國的高校將會快速發展。
美國的大學和中國的大學還有一個不同之處。美國有足夠多的科學家和工程師，因此如果我們需要開展應用研究來實現某個具體的社會目標，公司和研究機構可以僱到人才，來進行應用研究。而大學是不參與應用研究的。
它們應該專注於教育和基礎研究。例如，史丹福大學在上世紀70年代建立了斯坦福研究所，把應用研究從學校轉移到了這個獨立的機構中。出於同樣的目的，麻省理工學院建立了林肯實驗室。
但在中國，高校仍然需要為應用研究提供幫助。許多資深教師都積極參與其中。問題是，應用研究可能干擾教育。
如果一名導師在指導學生的同時也在開公司，那麼當學生面臨著做基礎研究還是為公司工作的選擇時，導師很可能會要求他們為公司工作。這是一種不應當被允許的利益衝突。
中國已經意識到了這個問題，但可能需要10到20年才能作出改變。當中國培養了足夠多的人才時，應用研究就應該搬出大學。
在美國，美國國家科學基金會（NSF）資助基礎研究，不是因為它們希望完成一個特定的研究項目，而是因為它們希望被資助的教師能培養出下一代的人才。教師們可以研究任何他們感興趣的課題。事實上，這是美國做過的最好的投資之一。
我們在許許多多的隨機方向上進行研究，偶爾在某個方向上，會有人做出足以創造一個全新行業的成果，從而為社會提供數百萬的工作崗位，以及數十億美元的經濟回報。
NSR：是的，基礎研究可以和教育結合起來，因為二者都鼓勵自由探索，但是應用研究應當獨立。
關於本科「精英班」
NSR：您已在上海交大工作了10年左右。您努力的成果有哪些?
Hopcroft：
在上海交大，我擔任John Hopcroft計算機科學中心的主任。這個中心沒有學生，它負責為計算機科學系和其他相關項目聘用教師。我們已經使教學質量大幅提高，很多畢業生已經去美國大學攻讀博士學位。我希望在最後，我們可以提升整個上海交大計算機科學系的水平。
NSR：近年來，幾乎所有的中國頂尖大學都開設了本科「精英班」，如上海交大致遠學院、北京大學「圖靈班」和清華大學「姚班」等。您認為這是一種好的方式嗎?
Hopcroft：
這些精英班的教學水平是和美國頂尖大學相當的，它們正在培養出世界級水平的學生。但是，每個這樣的班級通常只有25到30名學生，所以這並不能解決中國的問題。中國必須拓展精英班，最終提高對所有學生的教學水平。你們有這麼多有才華的學生，如果能把精英班擴大到所有人，中國的大學將躋身世界頂尖高校之列。
NSR：您認為我們能把精英教育模式擴展到研究生教育嗎?
Hopcroft：
是的。我認為一旦改進本科教學，培養出更好的本科生，那麼研究生的質量就會隨之提高，研究生教育也會自動改善。但這需要幾年時間才能實現。
中國高校需要更大的計算機科學學院嗎？
Hopcroft：
我不太確定，但在中國，每個專業可以招多少學生似乎是由政府規定的？
NSR：沒錯。
Hopcroft：
這會帶來一個問題，因為社會對計算機科學人才的需求遠遠大於國家目前的設定。因為國家不允許計算機學院擴大規模，所以許多高校會在計算機學院之外，創建人工智慧（AI）、系統科學等其他院系來解決這個問題。
這與美國的情況不同。在美國，一個院系可以決定自己的規模。康奈爾大學有60個系，但有多達10%的學生都是計算機學院的。學生們會用腳投票。
在全球信息革命的浪潮下，我們需要很多主修計算機科學的學生。創建其他實際上還是基於計算機科學的新院系並不明智。不過，我們可以建立一個包括很多不同專業的大的計算機科學學院。
中國高校應更加國際化
NSR：在中國頂尖大學裡，很多本科學生在大一、大二就開始參與科研。有些本科生可以在頂級期刊上發表文章，並引以為豪。對此，您怎麼看？
Hopcroft：
理論上講，我不認為本科生做研究是一種好的經歷。我不鼓勵他們這樣做，除非他們想要繼續深造，去美國大學攻讀博士學位，那麼他們最好發表過論文。但這是不幸的。
NSR：在日本的東京大學，學生在前兩年不屬於任何特定的院系。他們沒有時間去發表論文，而是在儘可能多地學習知識，做他們感興趣的事情。
Hopcroft：
這很重要。我認為剛進入大學的學生並不知道自己想做什麼。
如果我們允許學生進入一個大的學院，可以是工程學院，或者藝術和科學學院，允許他們在一兩年的時間裡弄清楚自己真正喜歡什麼，這將是一個重大的進步。中國的一些大學已經開始在一些學院這麼做，但還沒有發展到整個大學。
NSR：一些中國本科生會抱怨他們的課程太多，能夠用於單一一門課的時間很少。美國的情況如何？
Hopcroft：
在美國，學生不必上那麼多的課。他們可以只選修相對較少的課程，我也鼓勵他們這樣做。但是出於各種原因，學生們還是覺得自己應該多學一些課程。
事實上，我不認為上更多的課、經常熬夜就意味著他們能學得更多。我認為，如果他們少選一些課程，但是可以充分複習、充分領會課程的內容，反而可以學到更多東西。而且，如果他們沒有那麼重的課程，就可以更好地享受大學生活。
或主動，或被動，美國和中國學生都選修了很多課程。我不確定我們要如何解決這個問題。
NSR：世界一流的大學一定是全球化的大學。中國大學如何吸引更多的國際學生?
Hopcroft：
我認為多元化對於大學非常重要。在吸引留學生方面，中國高校可能會遇到一些困難。其中最大的困難是語言問題，中國大學裡的大多數課程都是用普通話授課的，大多數學生也是用普通話互相交流，這會給外國學生帶來困難。
但現在已經有商業化的翻譯設備，可以幫助解決這個問題。另外，外國學生可能會感到孤獨。我們應該建立一些項目，幫助他們與中國學生彼此接觸。
在招生方面，你們或許可以聯繫其他國家的教育部，請他們幫忙，因為很多國家都是願意把學生送到中國來的。在最開始的幾年，要吸引外國學生可能很難。
但是一旦有最初的一批學生來了，他們就會通過網際網路把相關的情況傳回自己的國家，在這之後，就會有更多的當地學生了解中國，願意來中國留學。如果能做好國際化，中國大學的水平一定會大大提高。
獎勵優秀計算機科學教師
NSR：一位好的教師應當具備哪些品質?
Hopcroft：
好老師最重要的標誌，是他/她是否關心學生的成功,而不在於他/她掌握多少知識，或者多麼擅長講課。
我剛剛提到，我遇到了非常關心我的成功的老師。我上的是天主教小學，那裡的老師們只有高中畢業，他們加入教會學校，是因為他們真的想幫助學生，而他們沒有大學學位這件事其實根本不重要。他們想幫助我學習。他們希望我能有一個成功的人生。這是你能去評價的最重要的東西。
NSR：中國教育部提出了一項政策，要求每位大學教授都必須給學生上課。您認為這是一項好的舉措嗎?
Hopcroft：
在我看來，教師的使命就是培養下一代的人才，所以有大學教師不去教書是一件很瘋狂的事情。在美國，我們不會允許這樣做。正如我提到的，我們應該逐步把從事應用研究的教師移出高校。
NSR：2018年，您提議發起了「高校計算機專業優秀教師獎勵計劃」。第一年的26位優秀教師是怎樣選出的?
Hopcroft：
我們首先選擇要評價哪些課程。我們選的都是基礎專業課，而不是小班課程。然後我們派評委去聽課，對於每一門課程，會有兩位評委去聽兩節不同的課，並進行打分。他們會針對教師是否熟悉講義，講義是否涵蓋最新進展，教師是否與學生互動，以及有多少學生在聽講、有多少學生在玩手機等方面進行打分。最後，我們會選出最好的老師，並給他們頒獎。
2018年，我們只評價了9所頂尖高校的課程。2019年，這個計劃將擴展到約50所高校，並且獎勵50名教師。有很多人參與了這個項目，我們正準備建立一個非營利組織來運作它。
事實上，我已經獲得了政府的許可，來對中國50所頂尖大學的計算機科學教育進行評價和排名。我們將派45名評委到各個大學去，他們會坐在教室裡聽課並且打分。
在第一年，也就是2019年，我們的排名結果不會公開；我們只把結果告訴各個大學的校長，讓他們有一年的時間來改進，在這之後，2020年的排名結果將會公開。這個排名可以幫助高中畢業生和家長進行擇校。
NSR：誰在資助這個獎項?
Hopcroft：
獲獎的教師會獲得約7萬元的獎勵。這個項目由10家中國公司資助。我去拜訪這些公司的時候，它們都非常爽快地願意提供資助，因為對它們來說，這是一項很好的投資，如果我們改善了本科教育質量，它們就能夠招聘到更好的人才。
教育的精神
NSR：在您看來，教育的目標是什麼？我們應該培養什麼樣的學生？
Hopcroft：
我認為我們真正要做的，是教育學生更好地生活。技術教育對學生就業和國家發展都很重要。但我們也需要提供更廣泛的教育，包括歷史教育、社會教育等，這會讓人們有能力做出正確的決定，以應對這個不斷變化的世界中的各種問題。
教育的另一個目的是幫助人們享受生活的方方面面。我不認為人們可以完全理性地計劃自己的生活。當有機會選擇一種或另一種生活方式時，我認為你應該選擇那個你真正喜歡的。如果生命只有一次，就應該充分享受它。
所以，我反對一些學生花太多時間學習。我上小學時，早上9點開始上課，下午3點放學，沒有作業。我很享受我的小學時期，通過與其他學生互動、打球和探索城市，我在課堂之外學到了很多東西。中國的小學生很忙。我不知道他們是否享受這種生活。
NSR：過去的幾十年來，科學有了很大的發展。也許，和你們那個時候相比，現在的小學生要學的東西更多了。
Hopcroft：
現在確實有大量的科學研究成果，但你不可能全部學會。如果試圖強迫別人去學他們學不會的東西，那是行不通的。更重要的是學會如何學習，以及不同的學科是如何組織起來的，這樣當你需要的時候，就可以很快地找到並使用所需的內容。
NSR：要培養一個優秀的人，最重要的教育階段是什麼時候？小學、中學，還是大學？
Hopcroft：
我對這個問題的回答可能會讓你大吃一驚。這些都不是，而是一個孩子人生的最初兩年。
有實驗表明，頭兩年對人類大腦的發育至關重要。要有穩定的環境和良好的營養，大腦才能學會如何學習。只有這樣，孩子們上小學之後才會有好的表現。如果計算一下投資回報比，你會發現為每個孩子創造穩定的環境是最划算投資之一，對中美兩國都是如此。
在美國，我們應該關心城市的貧民區，努力為那裡的孩子提供穩定環境。這對兒童和國家都有好處。
在中國，很多家庭中父母雙方都有工作，孩子由祖父母照顧。祖父母也許能提供足夠的食物，但那是不夠的。孩子們需要更多的情感關懷和早期教育。當他們抬起頭，他們會希望看到有人在身邊，對他們回以微笑。
這些問題不會馬上解決。所以，我現在將重點放在本科教育上。解決本科教育之後，我會轉向幼兒教育。這將是一個昂貴而複雜的項目，但我希望能做一些有用的工作。
計算機科學的未來發展
NSR：您還在做研究工作嗎?
Hopcroft：
是的。我現在對深度學習很感興趣。人們正在很多領域中應用深度學習，但沒有人知道它背後的原理是什麼。我想把研究重點放在這個問題上。
另外，如果深度學習只是純粹實驗性的，那麼我們就很難向學生講授它。所以我想知道它背後的理論基礎，以便更好地教授我的學生。這對我來說是一個特別的動力。
NSR：中國研究者在深度學習的應用方面做了很多工作，但很少有人像您一樣研究它的理論基礎。如何改變這種情況?
Hopcroft：
我認為最主要的問題是，中國是用發表論文來評價研究者的。但如果你要做基礎研究，就很難發表論文。
實際上，我在20世紀60年代獲得普林斯頓大學教職的時候，沒有發表過任何一篇論文。中國文化似乎更喜歡客觀的衡量標準，比如論文和資助。如果你們能建立一個值得信賴的委員會，擺脫掉這兩個指標，根據創造力和求知慾來評價研究人員，從長遠看，這將極大地有利於基礎研究。
NSR：有人說下一個人工智慧（AI）的冬天即將來臨。您贊同嗎?
Hopcroft：
我不這麼認為，因為有這麼多領域都在應用人工智慧技術，它的應用已經從計算機科學擴展到很多其他行業，如醫藥、金融和製造業等。我認為在將來，AI將是每個人都應掌握的基本技能，就像現在的數學一樣。
但我必須指出一點。人工智慧，或者說深度學習，現在還不是真正的智能；在當前階段，它只是模式識別。它可以進行圖像識別或翻譯，但不能理解對象的功能和情景。當我們能夠理解功能和情景時，這將是另一場偉大的革命，它將使人工智慧更加智能化。
我們現在還不知道如何實現這個目標，但我相信可以在40年內解決這個問題。對一些瘋狂方向的基礎研究和自由探索將帶來驚喜。
NSR：在計算機科學中，除了人工智慧，還有哪些重要的方向?
Hopcroft：
有很多重要的方向。安全和隱私是一個主要問題。當我們使用搜尋引擎時，它會收集關於我們的很多信息，從我們喜歡什麼到我們即將去哪裡。搜尋引擎之所以是免費的，就是因為它們把我們的隱私賣給了其他公司。
另一個問題是分布式網絡。我們曾經認為一臺計算機就是由一個人擁有和控制的。但是現在已經形成了世界性的計算機網絡，其中一些計算機為對手所有。這些網絡控制著我們的工業生產，而問題是如何才能保證它們的安全？在這一領域，以區塊鏈概念為代表的理論已經在不斷發展。
信息存儲也很重要。我們怎樣才能保證計算機中或雲端上的信息安全呢？微軟公司在報廢存有重要信息的電腦時，不僅會對內存進行格式化，還會直接將電腦粉碎掉。
社交網絡上的海量數據也在影響著我們的社會。它們會影響許多方面，從美國大選到疾病傳播。因此，社交網絡的影響也需要進一步研究。
我們生活在一個資訊時代，這和我們父母曾經生活的時代完全不同。因此，計算機科學還有很多領域需要探索。AI是一個有趣的例子，但決不是這個領域的全部。
（聲明：除STEAM在線原創文章外，STEAM在線分享和轉載的文章皆為促進STEAM教育在中國的傳播，僅做學習交流，非商業用途，都會註明來源，如文章、照片的原作者有異議，請聯繫後臺快速處理或刪除，謝謝支持。）
STEAM在線交流群
1000+老師、家長，優質教育內容推薦
原標題：《81歲圖靈獎得主：未來AI將是每個人都應掌握的基本技能，就像現在的數學一樣》
閱讀原文