Friday, July 08, 2005

A note after visiting CMU

美 國國慶日的午後,坐在匹茲堡國際機場等待經洛杉磯轉往台北的班機,心中的感受與過去開完研討會後回國的心情特別的不同。此次參與了在卡內基美隆大學 (Carnegie Mellon University, CMU)電腦科學學院人機互動研究所舉行的智慧型教學系統(Intelligent tutoring system)夏季課程後,一方面檢視著在理論、實作及評估各個研究課題上豐富的啟發及收穫外; 另一方面也明白了卓越研究的原因,除了絕佳的硬體設備及精緻宜人的校園外,當我見到CMU裡天資過人的老師學生仍戰戰兢兢地進行研究工作,不放過任何一個 細節的態度,方真正體會到「羅馬不是一天造成的」,以及在學術的殿堂裡我們永遠都要謙卑的道理。任重而道遠,此行之末,心情竟有點沈重,反覆思索著,反省 自己是否已做好迎接未來博士班乃至於更長遠的研究工作的挑戰...

CMU早於1965年便成立電腦科學系(CSD),於 Stanford, Cornell等校的電腦科學系並列美國最早的電腦科學高等教育及研究機構之一。受到早年Herbert Simon, Alan Newell等人在人工智慧、人機互動、經濟學、心理學、教育、哲學上的歷史性開創工作影響,CMU對於電腦科學相關各個次領域及跨領域的課題研究之深度 及廣度一直都是其他地方所少見。80年代CMU更進一步成立美國第一個電腦科學學院,引領風騷,其影響力一直持續至今。該學院迄今已經出現一位諾貝爾獎得 主(Herbert A. Simon), 六位ACM Turing Award得主,四位美國國家科學院會員、六位美國國家工程學院會員、十一位AAAS Fellows、十位ACM Fellows及八位IEEE Fellows。(資料來源:http://www.cs.cmu.edu/people/achievements/)

此 次參與的夏季 課程,是在美國國科會(National Science Foundation, NSF)經費資助下,以匹茲堡學習科學研究中心(Pittsburgh Science of Learning Center, PSLC)的名義舉行。該中心為CMU及鄰近之Univ. of Pittsburgh共同規劃成立,主要成員包括了CMU人機互動研究所、心理系及U. Pitt之智慧型系統學程(Intelligent System Program, ISP)、心理系的成員。兩校的著名資深學者包括Kurt Vanlehn, Ken Koedinger, Michelle Chi, Tom Mitchell等人均為成員之一。

此次課程包含了講座及實作兩個部分,兩者相輔相成,更能啟發對於認知模型理論及研究議題的想法及深層認識。

講 座的部分主要講師為Ken Koedinger, Vincent Aleven及Kurt Vanlehn等人,演講的題目從認知理論、編輯工具使用的解說到教學系統的評估,內容扎實而豐富,個人受益良多。在這裡我們聽不到高談闊論的自我推銷, 只有實事求是的一再驗證及辯論。講師每講完一張投影片,都會主動地詢問聽眾是否有問題,甚至尋求聽眾的挑戰("do you want to contradict me?"),這點是在台灣少見的情形。而這次課程的參與者的組成,以即將畢業的博士生、博士後研究員(多位CMU心理系Post-doc)乃至各個領域的 教授為主,我知道的就有馬里蘭大學的心理系副教授及Iowa State的物理學教授來參加,而且就像是研究生一樣,在實作時也一起動手操作每個細節,聽眾本身的研究實力即已不容小覷,講師與參與者間一來一往的詰問 辯答更是整個workshop的精華所在。

在實作的部分,在此課程開始前數週,我便已收到該中心調配的分組名單,附上他們希望學員先行自 修的預習教材,希望大家能在課程開始之前,即對於系統實作部 分有所準備。每組成員為二到三人,並個別指派領域專家(Domain Expert)或是電腦專家(CS Specialist)的角色,以期在小組合作進行家教系統實作時,能有各個面向的專業及意見參與。此次我所在的小組實作的主題是化學家教系統,我此次被 擔任的角色是電腦專家,主要負責production rules(一種以認知心理研究為基礎的知識表達法)的程式設計,而與我同組擔任領域專家的是CMU心理系的一位博士後研究員,主要負責設計分析化學領域 裡的困難概念,並將之轉化為適合實作為智慧型教學系統的問題解決形式。在短短的五天裡面,我們從摸索該中心所設計的Cognitive Tutor Authoring Tool(CTAT)編輯工具,到學習進行使用者晤談的心理學方法,接著實際操作工具設計系統,並進行部分程式設計,到最後一天以口頭報告的方式呈現實作 的成果,並提出可供改進及後續研究的想法建議。整個來看,這個「動手做」的課程設計正是認知理論裡learning by doing的最好實踐。其中,個人不僅在專業知識上收穫豐富,更累積了與其他領域的傑出研究者互動合作、溝通意見的寶貴經驗。難得的是,該課程的講師包括 Ken, Vincent等教授與學員之間絲毫沒有任何距離,我們隨時可以與他們互動討論,我相信這是形成一個良好研究環境的重要因素。

研 究工作或許有相當部分仍取決於研究人員本身的素質及創造力,然而,觀念的建立,文化氛圍的涵養及良性競爭的循環,都不是單純以少數個人天資聰穎就可以達到 的目標,而這些根深蒂固於CMU電腦科學學院裡的因子,值得深刻體會思考,一方面提升自我的視野,另一方面也是未來在參與甚至經營研究團隊時,一個很好的 典範參照。