在人工智能呼嘯而來(lái)的今天，非計(jì)算機(jī)專業(yè)的你，是否也對(duì)AI心生向往，卻又被復(fù)雜的代碼和數(shù)學(xué)公式勸退？別擔(dān)心，華南理工大學(xué)的《小白學(xué)人工智能》課程，正是為 AI“小白”們量身打造！

課堂氛圍輕松活躍，學(xué)生可以通過(guò)彈幕互動(dòng)、觀看動(dòng)畫、領(lǐng)取“現(xiàn)代版小紅花”等方式參與學(xué)習(xí)，在體驗(yàn)豐富案例、構(gòu)建基礎(chǔ)模型的過(guò)程中，非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生也能逐步深入人工智能的世界。

今天，這門課程的負(fù)責(zé)人——計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院李粵副教授，將為我們揭秘這門“神奇課程”背后的故事。

打破學(xué)科壁壘：培養(yǎng)“AI+X”交叉思維

2018年，教育部提出“人工智能+X”的復(fù)合專業(yè)培養(yǎng)新模式。同年，華南理工大學(xué)《小白學(xué)人工智能》課程應(yīng)運(yùn)而生。

“人工智能作為人類文明以來(lái)最強(qiáng)大的一個(gè)智能體，不懂得去利用它的話，會(huì)被時(shí)代淘汰。” 李粵說(shuō)，這門課的魔力，不僅在于傳授技術(shù)，更在于打破AI“高不可攀”的認(rèn)知壁壘，引導(dǎo)“小白”學(xué)習(xí)最新人工智能技術(shù)的思路，讓大家學(xué)會(huì)用AI思維解決生活或行業(yè)的實(shí)際問(wèn)題。

比如對(duì)深度學(xué)習(xí)的代表技術(shù)——“卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”的學(xué)習(xí)，竟然是從認(rèn)識(shí)數(shù)字開(kāi)始的。

課堂上，李粵首先請(qǐng)大家思考人類如何識(shí)別數(shù)字“0”到“9”的特征，再對(duì)比卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于數(shù)字特征的卷積層、池化層的描述。隨著鼠標(biāo)滑動(dòng)，圖像層層分解，同學(xué)們驚呼不斷：“人工智能雖然名為‘人工+智能’，但只是對(duì)人類智能的一種模擬，人看數(shù)據(jù)特征的方式和電腦的方式還是不一樣的！”

通過(guò)親自實(shí)踐和直觀對(duì)比，同學(xué)們對(duì)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有了深刻理解。

學(xué)生KNN數(shù)據(jù)集現(xiàn)場(chǎng)采集

李粵說(shuō)，“小白”掌握編程知識(shí)后，便不會(huì)把AI應(yīng)用僅僅當(dāng)作一個(gè)黑箱工具，能夠更好地參與定制化人工智能的創(chuàng)新。

這門課鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)AI的過(guò)程中結(jié)合本專業(yè)知識(shí)，“從AI時(shí)代的旁觀者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探索與應(yīng)用的參與者”。從新工科的材料、土木、軟物質(zhì)、微電子，到新醫(yī)科的醫(yī)學(xué)，再到新文科的法學(xué)、設(shè)計(jì)，這門課已面向7個(gè)學(xué)院的大一新生開(kāi)放。

《小白學(xué)人工智能》的“AI＋X” 可不局限于課堂，就連期末考核方式都別具一格：所有人都可選擇提交課程論文，但設(shè)計(jì)學(xué)院學(xué)生還可選擇制作一則講解 AI 的動(dòng)畫視頻、法學(xué)院學(xué)生可以打一場(chǎng) AI 專題相關(guān)的辯論賽……

在一場(chǎng)法學(xué)院的線上辯論賽中，正反雙方圍繞 “人工智能會(huì)/不會(huì)消解人的價(jià)值” 展開(kāi)激烈交鋒。正方認(rèn)為AI剝奪了人類的勞動(dòng)機(jī)會(huì)，削弱了人的價(jià)值實(shí)現(xiàn)途徑；反方則指出，產(chǎn)業(yè)升級(jí)雖然改變了就業(yè)結(jié)構(gòu)，但提升了整體社會(huì)價(jià)值。

線上辯論賽

法學(xué)院的藍(lán)亮同學(xué)介紹，課程邀請(qǐng)了有AI背景的法學(xué)院師兄、行業(yè)專家來(lái)分享，比如研發(fā)出仲裁全流程智能輔助系統(tǒng)的何驍師兄。何驍仔細(xì)介紹了人工智能在司法實(shí)踐方面的應(yīng)用，如司法裁判、命名實(shí)體識(shí)別等，“這也讓我們意識(shí)到，AI在法律中的應(yīng)用領(lǐng)域比想象中要多很多”。

“這門課是考驗(yàn)自主學(xué)習(xí)能力、內(nèi)驅(qū)力的一個(gè)過(guò)程，啟發(fā)學(xué)生對(duì)AI有初步認(rèn)識(shí)，在參與科研項(xiàng)目時(shí)，會(huì)更好地對(duì)癥下藥。”土木與交通學(xué)院的黃兆堃同學(xué)對(duì)此深有體會(huì)。他在聽(tīng)課的基礎(chǔ)上，課后自主收集資料，深入了解卷積網(wǎng)絡(luò)，并充分運(yùn)用在了他參與的交通工程以及自動(dòng)化項(xiàng)目中。

打破學(xué)段壁壘：大學(xué)中學(xué)貫通教學(xué)

你以為這門課只面向大學(xué)生？不，它的觸角早已延伸到中學(xué)課堂，構(gòu)建起連貫的AI人才培養(yǎng)鏈條。

2017年，國(guó)務(wù)院提出在高中階段側(cè)重人工智能項(xiàng)目創(chuàng)作和前沿應(yīng)用；2024年，廣東省啟動(dòng)國(guó)家中小學(xué)智慧教育平臺(tái)全域應(yīng)用試點(diǎn)，提出構(gòu)建 “人工智能 + 基礎(chǔ)教育” 的行動(dòng)方案。近日，教育部辦公廳印發(fā)通知，部署加強(qiáng)中小學(xué)人工智能教育，探索中小學(xué)人工智能教育實(shí)施途徑，而《小白學(xué)人工智能》正是這些理念的堅(jiān)定踐行者。

為深化高校與中學(xué)協(xié)同育人機(jī)制，華南理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院與廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)通過(guò)課程機(jī)制創(chuàng)新、課程規(guī)劃銜接、雙導(dǎo)師培養(yǎng)、科研平臺(tái)共享等，共同探索拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

自2024年9月25日起，李粵每周還會(huì)前往廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)，為高一學(xué)生講授兩節(jié)《小白學(xué)人工智能》課程。

如何助力“小白”學(xué)好這門課？李粵潛心鉆研，創(chuàng)新提出 “四段式” 教學(xué)法。

第一階段 “快速導(dǎo)入”，借助富含人工智能硬核知識(shí)點(diǎn)的動(dòng)畫片，生動(dòng)有趣地展示或通俗易懂地描述，讓抽象知識(shí)具象化；

第二階段 “體驗(yàn)學(xué)習(xí)”，讓學(xué)生親身體驗(yàn)人工智能交互案例，感受人工智能發(fā)展程度；

第三階段 “邊學(xué)邊練”，學(xué)生依據(jù)自身情況，利用可視化人工智能編程平臺(tái)，安裝 Tensorflow、Keras、Pytorch 等平臺(tái)，搭建模型邏輯與收集數(shù)據(jù)，初步嘗試；

第四階段 “人工智能+X”，借助小組作業(yè)或引入行業(yè)專家，介紹人工智能在各行業(yè)最新成果，激發(fā)學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)興趣。

小恐龍游戲截圖

比如在具體教學(xué)中，講解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)， 大家都難以理解隱藏層的作用， 李粵就引入“計(jì)小白買西瓜”的故事。她解釋道，根據(jù)西瓜的顏色、瓜蒂等判斷西瓜的甜度、新鮮與否、沙瓤與否，并不是為了購(gòu)買一個(gè)綠色的球體，而是通過(guò)表面特征進(jìn)行綜合判斷與決策。

針對(duì)授課對(duì)象的特點(diǎn)，課程團(tuán)隊(duì)還精心設(shè)計(jì)了“智能小恐龍”闖關(guān)游戲，控制屏幕上的小恐龍不斷跳躍、躲避障礙物，在游戲中掌握硬核知識(shí)。

此外，該課程的配套慕課廣受歡迎，在慕課平臺(tái)——學(xué)堂在線上已累計(jì)吸引超過(guò)3.3萬(wàn)名學(xué)員。其中有學(xué)員留言：“有意思，沒(méi)有編程基礎(chǔ)也可以學(xué)人工智能 ”“小恐龍游戲讓我明白，人工智能也并沒(méi)有那么的高深。人工智能，其實(shí)也可以很簡(jiǎn)單”。

李粵感慨道：“高中階段對(duì)于人工智能的要求已經(jīng)非常高了，只有打好基本功，大學(xué)才能更專注于‘AI+X’的創(chuàng)新。” 通過(guò)在中學(xué)階段的啟蒙教育，不僅為學(xué)生們打開(kāi)了 AI 世界的大門，也為未來(lái)高等教育階段的專業(yè)學(xué)習(xí)與跨學(xué)科研究奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

打破學(xué)習(xí)壁壘：師生共建課程生態(tài)

“在我看來(lái)，這門課是師生共同構(gòu)建的成果。”李粵的一句話，道出了課程的靈魂。

課程初期，一位來(lái)自新聞與傳播學(xué)院的學(xué)生遇到了難題：蒙特卡洛算法晦澀難懂，傳統(tǒng)講解方式枯燥乏味。于是她突發(fā)奇想，利用專業(yè)所學(xué)制作了一部動(dòng)畫：以挑蘋果的算法為例，介紹蒙特卡羅算法，“只要我們樣本容量足夠大，則最接近所要求解的概率……”

當(dāng)她在課堂上展示這部作品時(shí)，李粵眼前一亮：這不正是人工智能教學(xué)“硬核”和“有趣”的平衡點(diǎn)嗎？從此，動(dòng)畫片教學(xué)成了課程的招牌特色。

動(dòng)畫截圖

設(shè)計(jì)學(xué)院的學(xué)生也被鼓勵(lì)采用動(dòng)畫的形式提交大作業(yè)。學(xué)生小季和團(tuán)隊(duì)以“宮斗劇”為靈感，創(chuàng)作了一部展示Transformer模型的動(dòng)畫。

劇中，計(jì)小白靠“眼鏡”（編碼器）和“分身”（解碼器）破解貴妃的隱喻，通過(guò)多頭注意力和位置編碼精準(zhǔn)理解“速送荔枝”的需求，生動(dòng)類比Transformer模型通過(guò)位置編碼鎖定語(yǔ)境、多頭注意力解構(gòu)語(yǔ)義層次、編解碼協(xié)作實(shí)現(xiàn)意圖識(shí)別與指令生成，既化解了“宮斗危機(jī)”（長(zhǎng)距離依賴處理），又暗喻現(xiàn)代職場(chǎng)的信息過(guò)載困境。

“原來(lái)復(fù)雜的模型可以講解地這么有趣！”這部作品在課堂上播放時(shí)，臺(tái)下笑聲不斷，李粵也連連稱贊。

這門課的課堂互動(dòng)，也是讓“小白”們愛(ài)上它的理由。在雨課堂上，答題贏 “現(xiàn)代版小紅花” 的機(jī)制讓學(xué)生們熱情高漲。為了爭(zhēng)取“現(xiàn)代版小紅花”，同學(xué)們展開(kāi)了激烈的PK。答對(duì)的同學(xué)為所有人贏得獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)會(huì)，在活躍課堂氣氛的同時(shí)，也提升了課堂積極性和集體榮譽(yù)感。

課程反饋

在學(xué)堂在線的彈幕區(qū)，更是充滿了歡樂(lè)與智慧的碰撞。有同學(xué)反饋：“有了彈幕之后我不再是一個(gè)旁觀者，真正成為了這個(gè)課堂的參與者。”設(shè)計(jì)學(xué)院季純鈺同學(xué)對(duì)此深有感觸，“課堂上老師會(huì)及時(shí)回復(fù)彈幕，期間不需要講話，對(duì)于‘社恐’同學(xué)非常友好！”

這一廣受好評(píng)的彈幕功能，也來(lái)源自李粵從學(xué)生的課堂反饋中汲取的靈感。

“教育的本質(zhì)意味著，一棵樹(shù)搖動(dòng)另一棵樹(shù)，一朵云推動(dòng)另一朵云，一個(gè)靈魂喚醒另一個(gè)靈魂。” 李粵在授課過(guò)程中，也在根據(jù)學(xué)生反饋，不斷學(xué)習(xí)其他學(xué)科知識(shí)，并調(diào)整自己的教學(xué)。課堂上，她不斷推動(dòng)大家使用DeepSeek，比如無(wú)人駕駛車背后的強(qiáng)化學(xué)習(xí)，還鼓勵(lì)學(xué)生使用各種大數(shù)據(jù)模型，引導(dǎo)大家本地部署大數(shù)據(jù)模型，從而跟上最新的垂直域?qū)W習(xí)。

“小白學(xué)人工智能”一課，搭建起了零基礎(chǔ)人群與人工智能領(lǐng)域的雙向橋梁。通過(guò)傳授學(xué)生最新的人工智能技能、利用有趣的互動(dòng)，讓學(xué)生掌握人工智能基本的原理、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“+X”行業(yè)應(yīng)用的思考，消解了“小白”們的畏難情緒，營(yíng)造了師生共建共創(chuàng)、共同成長(zhǎng)的氛圍，讓課堂充滿了歸屬感與創(chuàng)造力。

藍(lán)亮在上完這門課后，徹底改變了對(duì)AI的看法：“我現(xiàn)在知道怎么樣更精確、更專業(yè)地使用人工智能，未來(lái)我打算輔修計(jì)算機(jī)，探索更多可能。”

在這里，每個(gè)學(xué)生都在計(jì)算屬于自己的“AI+X”方程式。如果你也想告別 “AI恐懼”，不妨從這門課開(kāi)始，跟隨李粵老師的步伐，踏上探索智能時(shí)代的精彩旅程。

作為全國(guó)首批“人工智能賦能高等教育試點(diǎn)高校”之一，華南理工大學(xué)率先布局“AI+教育”新賽道，出臺(tái)了《人工智能全面賦能本科教育教學(xué)工作方案（2024-2027年）》。在課程建設(shè)方面，學(xué)校打造“進(jìn)階式AI課程體系”——計(jì)劃建設(shè)1000門“AI輔助教學(xué)”課程、100門“AI協(xié)同教學(xué)”課程、10門“AI融合教學(xué)”課程。學(xué)校教務(wù)處表示，將加快推進(jìn)人工智能在本科教育教學(xué)中的應(yīng)用，著力創(chuàng)新教學(xué)模式、激發(fā)課堂活力，全面提升教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

華南理工大學(xué)　學(xué)生記者團(tuán)

信息來(lái)源：教務(wù)處

視頻：廣東廣播電視臺(tái)

采訪&文：陳睿寧

微信編輯：鮑恩

初審：鮑恩

二審：盧慶雷

終審：鄒浩

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