還記得首堂課教授亮出數(shù)字分身的大課《走近人工智能》嗎？這門AI通識基礎(chǔ)課，有了新動態(tài)。大課近日，大課來自不同學(xué)科的大課同學(xué)優(yōu)勢互補、自由組隊，大課進行小組展示：AI算法與現(xiàn)代愛情、大課AI與新聞生成、大課AI與電商平臺智能推薦和個性化營銷……天南地北，大課萬千業(yè)態(tài)，大課是大課同學(xué)們聚焦的議題。課上還鼓勵使用AI工具，大課AI生成圖文成為匯報亮點。大課
接觸AI僅月余，大課這群文社大一新生已能自如運用AI工具，大課探索業(yè)界前沿議題。大課“希望同學(xué)們在探索不同領(lǐng)域的過程中，更好地理解AI應(yīng)用的多樣性和潛力。”主講教師、計算機科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授黃萱菁這樣闡釋教學(xué)目標(biāo)。
像這樣面向全校開放、幫助零基礎(chǔ)學(xué)生入門的AI通識基礎(chǔ)課程（AI-Basic Courses，簡稱“AI-B類課”）還有很多，本學(xué)期已開出10門，48個平行班覆蓋文社理工醫(yī)2764位學(xué)生。尤其對24級本科新生來說，“AI-BEST”人工智能教學(xué)專項課程，已成為本科培養(yǎng)“升級打怪”必修的一環(huán)。
一次別開生面的答疑課
“做AI作業(yè)把系統(tǒng)做沒了……”臨床醫(yī)學(xué)（八年制）的大一新生李梓銘的朋友圈，最近AI濃度過高：有深夜因作業(yè)“跪求萬票”找大佬指點迷津的，也有程序崩了把電腦跑藍屏的——一切只為完成一次AI訓(xùn)練。
馬興軍為李梓銘答疑
AI-B類課《人工智能基礎(chǔ)》設(shè)置豐富的互動和實踐環(huán)節(jié)。這次李梓銘完成的作業(yè)，是一個是基于計算機視覺的圖像識別項目，這是深度學(xué)習(xí)算法的經(jīng)典應(yīng)用，也是AI“理解”圖片內(nèi)容的第一步。任課教師、計算機科學(xué)技術(shù)學(xué)院青年研究員馬興軍要求學(xué)生獨立完成相關(guān)任務(wù)。
選課的多是大一新生，沒有編程基礎(chǔ)怎么辦？教師助教都是堅強后盾。
馬興軍、助教提供編程指導(dǎo)
“課堂講解之外，我們還有手把手的編程指導(dǎo)。”開課第五周，這一天的課堂不同以往，馬興軍走下講臺，幫大家修起了BUG。“環(huán)境變量沒有配置好，文件路徑需要進行轉(zhuǎn)義，這行代碼要先定義模型結(jié)構(gòu)，優(yōu)化器初始化參數(shù)需要調(diào)整……”“這里要注意，ResNet（一種用于圖像識別的深度學(xué)習(xí)模型）是用在大分辨率上的”……
一同為同學(xué)答疑的，有本節(jié)課的4位助教，還有其他平行班的幾位助教，“正好有空，就來幫幫忙”。不同于一般課程1名助教的“標(biāo)配”，AI大課的助教比例達到每節(jié)課4名的“豪華配置”。作為開課院系的碩士研究生，助教們利用課余時間和專業(yè)知識輔助AI大課課堂教學(xué)，深度參與到代碼說明文檔編寫、線上線下答疑的過程中。
助教為新生答疑
這是一場師生的雙向奔赴，最令馬興軍驚喜的是同學(xué)們展現(xiàn)的濃厚學(xué)習(xí)熱情。課后，許多同學(xué)圍著教師提問，久久不肯離去，相互討論，甚至主動組建起了學(xué)習(xí)小組，在課堂之外也相互協(xié)助配置編譯環(huán)境，解決各類BUG。
“我們就像煉金術(shù)師，要在一次次嘗試中，找到正確解法。”課上，馬興軍這樣形容做人工智能研究的過程。他的《人工智能基礎(chǔ)》教學(xué)團隊試圖通過教授系統(tǒng)的AI基礎(chǔ)知識，從一開始就培養(yǎng)新生建立AI思維，掌握各類基礎(chǔ)AI模型和算法的應(yīng)用能力，“走好AI學(xué)習(xí)旅程的第一步”。
在成功提交第一次作業(yè)后，李梓銘很高興：“作為非人工智能專業(yè)學(xué)生，現(xiàn)在通過學(xué)習(xí)也能了解基礎(chǔ)代碼運行規(guī)則，以后解決本專業(yè)問題時就能用AI來探索新思路了。”
幫助學(xué)生打好“基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)”
跨越學(xué)校、來回2公里只為上堂課，是什么體驗？每周二晚，28位同學(xué)來到六教階梯教室，開始一場持續(xù)兩個半小時的“頭腦風(fēng)暴”。最遠的從同濟大學(xué)而來，距離，只是他們需要“闖過”的第一個關(guān)卡。
深度學(xué)習(xí)作為一切機器學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，“可以說是人工智能學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)”。《深度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)》這門“基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)”也高度抽象概念化，學(xué)習(xí)需要一定專業(yè)門檻和編程基礎(chǔ)。
此前，任課教師、計算機科學(xué)技術(shù)學(xué)院副教授吳祖煊開設(shè)的多是面向計算機學(xué)院高年級本科生、人工智能研究生的專業(yè)課。現(xiàn)在同樣的知識要作為通識課講給全校理工醫(yī)科的學(xué)生聽，不少還是大一新生，基礎(chǔ)差異較大。因此，對包括吳祖煊在內(nèi)的教師來說，授課的難點就變成“如何才能讓課堂更易懂”。
“我們做了充足的準(zhǔn)備”，增加輔助內(nèi)容、降低理解門檻，是方法之一。在介紹感知機時，吳祖煊為抽象的迭代算法找了可視化的坐標(biāo)軸。同學(xué)只要輸入任意點數(shù)參數(shù)，迭代就開始一遍遍執(zhí)行下去，線性二分的函數(shù)隨之變動——這就是人工智能區(qū)分事物的底層邏輯，它通過動畫清晰地呈現(xiàn)在學(xué)生面前。
感知機可視化課件
為了加深課堂概念的理解，吳祖煊還準(zhǔn)備了不少互動插件，連同課件、錄屏、前置基礎(chǔ)鏈接、進階拓展資料一起，供同學(xué)預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)。在充分理解概念后，吳祖煊要求同學(xué)們完成兩次上機實操，“要通過實踐，加深對整個課程的理解”。
個人算力不夠，復(fù)旦大學(xué)智能計算平臺（CFFF）來助陣。本學(xué)期，學(xué)校根據(jù)選課人數(shù)，為每堂AI大課配置CFFF算力。學(xué)生注冊平臺即可獲得額定算力，再也不用擔(dān)心個人電腦配置跟不上AI訓(xùn)練所需的大量計算。“據(jù)我所知，學(xué)生們已經(jīng)在作業(yè)中用起來了”，吳祖煊說，“他們對實踐部分很感興趣，特別期待看到數(shù)學(xué)概念在代碼中的實現(xiàn)”。
“目的是讓學(xué)生理解深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)概念，并且能夠?qū)⑦@些知識應(yīng)用到未來的研究中。這對通識類課程來說，就足夠了。”
“青春版”AI入門課，一學(xué)期“速通”人工智能
“代碼要寫一行，檢查一行，對咱們初學(xué)者來說比較友好。”《人工智能程序設(shè)計》的教室在新建成的本科教學(xué)實驗中心的電腦機房。
面對非計算機專業(yè)大一新生缺乏編程基礎(chǔ)的苦惱，任課教師、計算機科學(xué)技術(shù)學(xué)院青年副研究員戈維峰很樂于在課前課后為初學(xué)Python的同學(xué)們隨時“支招”，“Python有個特點，多寫寫代碼，花兩個星期就適應(yīng)了”。
“現(xiàn)有Python算法庫很成熟，不用非常復(fù)雜的邏輯就能寫出代碼”，他并不擔(dān)心復(fù)旦同學(xué)的能力，“只需要點撥一下，他們很快就掌握了”。
這門課雖然叫“程序設(shè)計”，但人工智能入門該有的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、編程教學(xué)、案例實踐一個不少。“我們跳過了一些跟程設(shè)不相關(guān)的內(nèi)容”，任課教師、計算機科學(xué)技術(shù)學(xué)院副教授周雅倩介紹。在課程設(shè)計上，把研究生至少學(xué)2年才能入門的內(nèi)容精簡后塞進為一學(xué)期的通識課，14周課時安排穩(wěn)妥滿當(dāng)，為的就是“讓同學(xué)們能‘速通’學(xué)習(xí)人工智能。”
為此，備課功夫了不少。從今年5月接到開設(shè)AI大課的任務(wù)起，由戈維峰、周雅倩、信息科學(xué)與工程學(xué)院青年副研究員王施相三人組成的備課組，在計算機科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授周揚帆“老帶新”的指導(dǎo)下，馬不停蹄地開啟任務(wù)拆解、輪輪備課。學(xué)院層面則調(diào)動全院力量，組織教學(xué)保障小組、AI大課課程試聽試講、邀請授課經(jīng)驗豐富的教師講座交流分享，營造良好的備課氛圍。
戈維峰課后為學(xué)生“支招”
最佳的課堂效果，則需要師生一同探索。9月開課，學(xué)生的加入給備課賦予新活力。一邊了解同學(xué)們的現(xiàn)狀，一邊調(diào)整課程，是常態(tài)。每次提交完作業(yè)，同學(xué)們還會被邀請問卷反饋感受，最終共同構(gòu)建起這門“寬視野、淺內(nèi)容”的AI通識入門課，“一學(xué)期下來，學(xué)生能完整體驗AI全鏈路，也能完整地學(xué)習(xí)到關(guān)鍵知識點”，構(gòu)建起AI領(lǐng)域的宏觀視野。
為了照顧不同基礎(chǔ)的同學(xué)，周雅倩還在課堂上留足互動時間，“我鼓勵他們當(dāng)堂就把知識消化掉”。半學(xué)期下來，“基本上沒有缺勤的”。同學(xué)親口說出“覺得對人工智能越來越感興趣”，是讓周雅倩最感動的評價。
鼓勵挑戰(zhàn)與反思，走向“元宇宙”的第一步
開學(xué)第一節(jié)課，神秘嘉賓登場！教師頭戴Vision Pro走到講臺上，吸引全場目光。臺下的同學(xué)們沒想到，多種不同的新型計算設(shè)備將陪伴本學(xué)期全程，幫助他們開啟通往“元宇宙”的大門。
趙星手拿Vision Pro講解“元宇宙”
“我們試圖讓年輕人看到新一代信息技術(shù)更遠的未來，不只是兩三年，而是二十、三十年。”《智能社會與“元宇宙”》任課教師、大數(shù)據(jù)研究院教授趙星深知，選課同學(xué)多為18歲左右的M世代群體，剛剛脫離傳統(tǒng)的應(yīng)試教育，對技術(shù)發(fā)展存在天然的好奇心，接受新鮮事物的能力很強，但對技術(shù)演進邏輯的了解可能還不夠。
所以，他安排生動鮮活的社會實踐與前沿場景體驗，帶同學(xué)們到線下“元宇宙”場景進行沉浸XR體驗、親身領(lǐng)略到虛擬人數(shù)智人的互動，“幫助學(xué)生由淺入深、由表及里地全面理解和掌握人工智能等技術(shù)以及在各行各業(yè)中的應(yīng)用場景”。
這門課，不僅硬件超前，話題也很前沿。黑神話悟空、AI工作獲得諾獎、貝碧嘉颶風(fēng)的AI預(yù)測與XR呈現(xiàn)、扎克伯格新發(fā)布的增強現(xiàn)實眼鏡Orion、馬斯克新發(fā)布的自動駕駛汽車與人形機器人……都是課上聚焦討論的話題。
課堂伊始，趙星講解每周時事熱點
每周課，5-10分鐘的“每周時事熱點”是同學(xué)們最喜歡的板塊。“既能響應(yīng)社會面的快速發(fā)展與變化，又能與時俱進將時事與課堂知識有機融合。”為此，備課團隊利用暑假時間彎道超車，對課件做了系統(tǒng)升級完善，著重“每周重新補充近一周的新興案例以及相關(guān)技術(shù)的最新進展”，邀請多位專家圍繞課程內(nèi)容設(shè)計提出的寶貴意見……多方助推，將這門既詳實豐富又多姿多彩的課堂內(nèi)容，具體地呈現(xiàn)在學(xué)生面前。
質(zhì)疑的精神，在課上很重要。“‘蘿卜快跑’智能駕駛出租車來了，以前的出租車司機怎么辦？”“人工智能是否會帶來‘入不敷出’的種種新問題？”“‘元宇宙’講述的宏大故事，是否真的是全人類想要的未來？”……種種問題與反思，都來自于趙星對通識課程意義的思考：當(dāng)前社媒發(fā)達，00后學(xué)生早已習(xí)慣網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，針對AI這樣的社會熱點領(lǐng)域，引導(dǎo)學(xué)生“挑戰(zhàn)與反思主流觀點”才是通識課程中最需要教師做的事。
學(xué)生們充分打開視野后，也產(chǎn)出了不少基于技術(shù)底座引擎自行完成的有趣應(yīng)用開發(fā)。例如，在之前的課程中，就有同學(xué)組隊開發(fā)“元宇宙”形態(tài)的安全教育游戲，教大家如何在邯鄲校區(qū)防火，還有同學(xué)開發(fā)了類GPT智能體并試圖解決當(dāng)時大模型對話的共性問題。
讓文科生入門AI，在課程上進行“不直接寫代碼、不從頭做數(shù)學(xué)推理”的課程設(shè)計意圖高遠。當(dāng)一個未來主義的視野在同學(xué)們眼前展開，如何探索，那便請君發(fā)揮想象力，盡情自由馳騁翱翔！
正如AI-B類課程的B所強調(diào)的基礎(chǔ)Basic一樣，仰望星空的復(fù)旦人，在AI學(xué)習(xí)的路上相信腳踏實地。
距離第一次實踐截止還有9天，臨床醫(yī)學(xué)（八年制）的大一新生陳杰寧已提前完成作業(yè)，下一步，他準(zhǔn)備在課堂最基本的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之外，找一些殘差網(wǎng)絡(luò)的代碼學(xué)一學(xué)。“享受探索的過程”，這是他不斷推動自己向前進展的動力。
復(fù)旦本學(xué)期開設(shè)了哪些AI-B課程？一起來看看
制圖：實習(xí)編輯：羅鈺責(zé)任編輯：李斯嘉
