2024-2025学年,复旦大学将这样建设超100门AI课程

2024-06-24

  上午,复旦大学计算机科学技术学院邱锡鹏教授正和团队讨论“AI大课”的建设。最近一段时间,团队成员几乎每天碰头,和专业教师聊,和头部科技企业聊。邱锡鹏是国内首个开源大模型MOSS的设计者,今年9月新学期,他在复旦开讲8年多的“模式识别与机器学习”这门课将作为AI专业核心类课程(AI-E)与师生见面。

  尽管名称没变,但全新亮相的课程,将增设Transformer模型、分布式训练、模型可解释性等时下AI领域的最新知识点,与华为、百度等头部科技企业联合共建的编程实训平台也将上线,相关配套课程教案也要更新。



  邱锡鹏课程的变化,源于复旦大学正在推进的“AI大课”。从今年秋季学期开始,2024-2025学年至少100门AI领域课程将与师生见面。尽管在过去一年多,复旦在AI4S方面已有一些积累,为“AI大课”的有组织育人打下基础,但是能够像邱锡鹏这样保留原有课程的只有约20%,“AI大课”80%的课程都将按照新体系新标准建设。

  复旦将这个全新的AI课程体系,概括为“AI-BEST”,寓意做最好的AI课程。通过一学年努力,到明年秋季学期开学,学校将实现AI教育的“三个渗透率100%”——AI课程覆盖全体本研学生,AI+教育覆盖全部一级学科,AI素养能力要求覆盖全部专业,从而让科学智能成为复旦迈向世界顶尖的发动机,让AI课程体系成为全校AI生态建设的发动机,让复旦成为上海和国家人工智能高等教育高质量发展的发动机。

  AI-BEST来了

  “‘AI大课’不是单指一门课,或几门金课集合,这是学校整体设计、合力打造的面向所有专业和学科背景的课程体系。”“AI大课”建设团队成员、计算机科学技术学院院长杨珉说,大课背后凝聚着复旦对我国高等教育模式变革的探索。“我们希望‘AI大课’面向文社理工医不同学科、不同阶段的学生,形成‘AI素养-AI能力-AI创新’的多目标、多层次的培养体系。”

  其中,AI通识基础课程(AI-Basic Courses)面向全校学生,学生即使AI零基础,也能听得懂、跟得上。例如,AI-B专门为文科生量身打造《走进人工智能》和《社会计算引论》两门课程。

  AI专业核心课程(AI-Essential Courses)是聚焦人工智能本学科,从底层逻辑出发,系统呈现AI相关学科的基本性、共通性知识体系及核心技术的专业类课程。将构建全校统一的AI专业培养体系和课程体系,为全校构建面向未来的AI专业和AI+教育体系奠定基础。包括邱锡鹏在内,已有10多个院系、64位老师参加到课程建设。

  AI学科进阶课程(AI-Subject Courses)是基于文社理工医与人工智能交叉融合生长出来的交叉学科,融合AI技术与各学科核心知识的特色类AI课程。到今年9月,大部分一级学科能开出AI-S课程。

  AI垂域应用课程(AI-Thematic Courses),面向AI的各个垂直领域的应用场景,分为面向产业应用场景的产教融合课(AI-T1)和科研应用场景的科教融汇课(AI-T2)。其中,AI-T1课程由上海科学智能研究院、复旦大学人工智能创新与产业研究院牵头建设。

  据了解,AI-T课程几乎每个课程建设团队都邀请了产业和科研院所的力量,中石化、复旦大学附属华山医院、阿里云、蚂蚁集团、商汤、联影等各垂直领域顶尖单位的一流人才将参加授课组,为课程设置前沿实训课题。学生可以从中接触到:基于基础大模型的医学影像分析、人工智能在创新药研发的全流程赋能、智能金融风控等AI垂域应用等前沿课题。

  有组织育人中的“变与不变”

  诺奖获得者、复旦大学教授迈克尔·莱维特几乎每天会花大把时间与CHAT-GPT对话,“这是一个你笨它也笨,你聪明它也聪明的软件。想真正发挥它的潜能,取决于你怎样问问题”。

  这启发了复杂体系多尺度研究院院长马剑鹏,也让他重新审视AI课程的建设目标。“哪怕软件可以写唐诗,如果从没学过唐诗,人工智能写了诗作我也不能欣赏。”在马剑鹏看来,要有意识培养学生提问题的人机交互能力,“提示词工程能力”是AI能力体系的重要一环,因此要让AI渗透到所有学生、所有专业、所有学科。

  从自发上课转向系统建课,是从“AI4S有组织科研”向“AI+有组织育人”的深化延伸。为迎接挑战,复旦成立AI课程建设国际战略咨询委员会、校内专家工作体系,对齐斯坦福、卡内基梅隆和麻省理工三所大学,研究国际AI教育前沿情况,在此基础上系统设计AI-BEST课程体系。过去本科与研究生的课程体系相互独立,“AI大课”则是本研打通,本科生和研究生都在一个起跑线上。

  AI-BEST课程体系涵盖文社理工医和交叉学科,织就“复旦AI小宇宙”。全校各学科相当一批国家级人才领衔参与“AI大课”,带领青年师生共同探索,开拓科学智能和AI垂域最前沿。

  “AI大课”建设团队成员、教务处处长林伟表示,大学的教育内容或教学范式都涉及到“变和不变”。AI人才培养的基础根植于复旦长期积累的人才培养经验,包括教材、师资、实验实训平台等。“‘AI大课’建设,是将最前沿的科学进展融入人才培养全过程。这是我们始终在秉持的、不变的理念。而改变的,是构建新的体系,把最新科技前沿进展有效纳入体系,思考经典知识的创新讲授。在‘变和不变’中找到平衡处理方式。”

  例如,“AI药物设计”这门课,讲授AI制药前沿进展以及AI药物设计的跨学科协作的案例。在新的AI-T类课程框架下,这门课重新设计后,将联合新药研发企业把研发中遇到的具体问题“化”为课程进行实训。“从这门课来看,不变的是讲授新药研发的基础知识和AI制药的前沿进展,变的是培养学生使用和优化AI制药工具的能力。而结合AI算力优化AI模型开展药物设计,则是经典的创新化阐释”,程远说。

  教学方式变了,配套的教材也要升级。“AI大课”教学将颠覆很多原始教材概念,同步建设数字化、多模态新型教材,普遍应用“翻转课堂”,是对现有教材体系的丰富与发展。此外,“AI大课”会着重建设一批产教融合、科教融汇课程和教学范例,鼓励师生共同解决问题,共同创造课程内容,让师生成为课程建设的主人。

  今年是复旦大学的教育教学改革质量年,“AI大课”和“思政大课”两门大课引领复旦教育教学改革。“对‘AI大课’的深层次追求,不能仅停留在AI创新人才和AI+交叉人才的培养,而是抓住契机,实实在在推进以创新能力为核心的教学体系改革,赋予学生自主建构知识结构的权利和能力,实实在在厚植复旦的创新沃土,全面营造出融合创新的学术文化。”复旦大学党委书记裘新在5月的分党委书记(扩大)会议上说,那次会议也是一次全校课程建设的专题推进会。

  建AI大课,难在哪?

  一学年,开出四个序列、至少100门AI课程。令人惊讶的数字背后,是攻坚克难的大工程。“AI大课”,究竟难在哪?

  “几乎哪里都难”,6月1日新闻通气会上,“AI大课”建设团队相关负责人说。“高水平师资、算力筹措、开课动力,每一样都需要举全校之力。”

  首先,难在开哪些课程。AI发展日新月异,课程如何设计、迭代更新?开课面临未知数,需要试错成本与容错能力。其次,如此大规模的开课,师资是否能跟得上,老师是不是需要再学习?第三,算力是否能满足教学与实验的需求?还有,100人容量的教室不够用了怎么办?如何让更多的学生走向实践?……每一项都是课程团队需要考虑和解决的问题。

  经过以往几年努力,复旦已建有人工智能创新与产业研究院、智能医学研究院、国家发展与智能治理综合实验室等一批智能交叉领域平台。“全校有数百名学者从事与人工智能相关的科研教学工作,这些为多学科交叉融合焕发全新活力、赋予巨大潜能,为推进‘AI大课’提供保障”,“AI大课”建设团队成员、研究生院常务副院长陈焱介绍。

  系统集成、全校动员,各院系纷纷举手,摩拳擦掌。目前已集聚开出今秋9月课程的师资力量,后续将分阶段逐步补充。从“有组织科研”深化延伸到“有组织育人”,通过课程建设,倒逼教师投身科学智能创新,联合高校和产业力量,引入海外校外资源;养用结合,培养助教队伍和后备师资,让师资如有源头活水来。

  “我们在‘AI大课’的建设中,希望能够把最前沿的科技进展、最顶尖的科研经验和教育教学更好地融会贯通起来”,杨珉说。在建设这些课程中,发动顶尖学者参与到一线教学工作,并在交叉融合课程的共建过程中,促进科研学者的交叉融合,让教师与学生教学相长,形成良性循环。

  引领支持上海AI创新生态构建

  复旦发展AI科研、AI教育,采取的做法不是成立一个人工智能学院,而是全校动员,构建科学智能创新生态。为什么选择这条路径?

  复旦对“AI大课”的系统设计,体现对AI发展路径的宏观判断——引领垂域创新与紧跟大模型并重,支撑AI赋能千行百业。AI课程体系建设,正是针对上海正在到来的AI垂域复合人才旺盛需求。AI赋能千行百业,意味着有力支撑新质生产力的发展培育,有力推进社会劳动生产率的全面提高。

  人工智能是上海三大先导产业之一,也是发展新质生产力的主阵地。复旦举全校之力建“AI大课”,不仅仅是培养AI领域的拔尖创新人才,更是为了配合、支持、引领上海未来的AI创新生态。

  AI大课中特别值得一提的是AI-T中产教融合课。课程瞄准行业产业,注重实训实战实践,紧扣实际问题,让学生走出课堂,走进上海,直接面向产业问题展开学习和实践。例如,在传统的人才培养中,“计算机网络边缘原理”“计算机体系结构”等人工智能基础设施相关的课程,在单点上提供技术,但离产业应用还有最后一公里。程远团队与计算机学院共同设计“人工智能算力基础平台设施”课,邀请人工智能顶尖企业团队授课,集合10多项产业界亟待解决的实操项目,让学生走近产业一线,通过课程训练,快速参与前沿课题、前沿项目攻关。“希望我们新学期推出的AI-T类课程,助力培养懂AI、懂领域、能实践的顶尖交叉型人才,让更多的产业和机构看到学生有眼前一亮的感觉。”

  位于徐汇滨江的上海科学智能研究院,将整合产业、行业资源,牵头建设AI-T垂直领域应用课程。上海科学智能研究院院长漆远介绍,研究院的6楼将成为AI垂域应用课程实训主要空间,今年暑假开始接收学生实习。

  从上海科学智能研究院往窗外望去,腾讯、阿里、微软、网易等科技大企业举目可见,附近有商汤科技、无问芯穹、蜜度蜜巢等AI大模型初创公司,还有上海人工智能实验室等科研机构。不远处,是大模型创新生态社区“模速空间”,建筑颇具现代感,专为初创企业提供服务,为大模型产业发展赋能。众多创新载体与周边产业一起形成生态,共同赋能新质生产力培育和经济高质量发展。

  那儿,是上海蓬勃而至的AI赋能千行百业创新生态的缩影。