The growing enrollments in computer science courses and increase in class sizes necessitate scalable, automated tutoring solutions to adequately support student learning. While Large Language Models (LLMs) like GPT-4 have demonstrated potential in assisting students through question-answering, educators express concerns over student overreliance, miscomprehension of generated code, and the risk of inaccurate answers. Rather than banning these tools outright, we advocate for a constructive approach that harnesses the capabilities of AI while mitigating potential risks. This poster introduces CourseAssist, a novel LLM-based tutoring system tailored for computer science education. Unlike generic LLM systems, CourseAssist uses retrieval-augmented generation, user intent classification, and question decomposition to align AI responses with specific course materials and learning objectives, thereby ensuring pedagogical appropriateness of LLMs in educational settings. We evaluated CourseAssist against a baseline of GPT-4 using a dataset of 50 question-answer pairs from a programming languages course, focusing on the criteria of usefulness, accuracy, and pedagogical appropriateness. Evaluation results show that CourseAssist significantly outperforms the baseline, demonstrating its potential to serve as an effective learning assistant. We have also deployed CourseAssist in 6 computer science courses at a large public R1 research university reaching over 500 students. Interviews with 20 student users show that CourseAssist improves computer science instruction by increasing the accessibility of course-specific tutoring help and shortening the feedback loop on their programming assignments. Future work will include extensive pilot testing at more universities and exploring better collaborative relationships between students, educators, and AI that improve computer science learning experiences.


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计算机科学(Computer Science, CS)是系统性研究信息与计算的理论基础以及它们在计算机系统中如何实现与应用的实用技术的学科。 它通常被形容为对那些创造、描述以及转换信息的算法处理的系统研究。计算机科学包含很多分支领域;其中一些,比如计算机图形学强调特定结果的计算,而另外一些,比如计算复杂性理论是学习计算问题的性质。还有一些领域专注于挑战怎样实现计算。比如程序设计语言理论学习描述计算的方法,而程序设计是应用特定的程序设计语言解决特定的计算问题,人机交互则是专注于挑战怎样使计算机和计算变得有用、可用,以及随时随地为 所用。 现代计算机科学( Computer Science)包含理论计算机科学和应用计算机科学两大分支。
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