未来大学是什么样子-定量生物学中心宋晨与合作者的计算生物学AI课堂亮相伦敦

2024-12-17 10:45:30

AI不仅在重构着科学研究,也在重构着教育教学。

当地时间2024年12月12日,2024世界慕课与在线教育大会于英国伦敦玛丽女王大学开幕。该大会由中国发起,由世界慕课与在线教育联盟、联合国教科文组织教育信息技术研究所主办。本次大会以“智能时代下的未来高等教育重构”为主题,首次提出全球高等教育进入“智慧教育元年”概念,并举办教育数字化前沿成果展。这次会议吸引了来自全球28个国家,135家高校、在线教育平台、国际组织、政府机构的340位代表参加,受到了央视媒体的报道与宣传(见下方报道)。

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受教育部高教司委托,北京大学前沿交叉学科研究院定量生物学中心宋晨研究员负责该次大会的新型AI展示课的设计工作。该展示课旨在畅想未来AI辅助下的高等教育课堂,展示全新的师—生—机(教师—学生—AI)三元互动关系,探索学科交叉及AI介入下的新的高等教育范式。宋晨研究员选取了计算生物学这一高度学科交叉并深受AI影响的研究方向为主题,邀请合作者清华大学李赛副教授共同设计了“人工智能驱动下的计算生物教学——以猴痘病毒为例”这一程智慧教育典型应用场景。课堂在高教社组织下,由来自中国、英国、奥地利等4个国家的13个团队联袂打造(见下图1),以计算生物学为核心主线,融入了结构生物学、AI教学智能体、蛋白质结构预测、小分子药物智能设计、虚拟现实等大量前沿方法技术,勾勒出了未来“师—生—机”三元教学新场景,在大会现场受到热烈好评。

1 此次展示课堂的项目组合影。

值得一提的是,该“未来课堂”中的许多教学内容均来自北京大学定量生物学中心的科学研究成果。课堂中采用并展示了中心来鲁华教授团队的CavityPlus, DeepLigBuilder等多个智能药物开发软件,来鲁华教授也在药物设计方面给予了重要的科学指导。该展示课堂的设计与演练前后历时4个月,该过程中宋晨团队的研究生朱泽峰和董睿涵同学做了大量工作,并参加了伦敦的现场展示(下图2)。来鲁华团队的李亦博博士为课程提供了重要的AI药物设计演示素材(见下方视频)。

2 中心学生朱泽峰、董睿涵等参加现场展示。

AI药物设计演示

课堂的最后提出一个问题:未来大学是什么样子?

3 展示课让我们思索:未来大学是什么样子?

针对该问题,宋晨研究员在随后的央视采访中谈到:“如同我们在演示课堂中所展示的,AI在某种程度上降低了学习知识的门槛,也降低了科学研究的门槛,使得学生们可以相对容易地利用AI进行知识的高效学习甚至简单的科研探索。许多传统的知识传授方式,肯定会受到非常大的冲击和改变:在高等教育中,简单的知识传授型教学,可能将不再被需要;大学教师可能会更早地向学习导师或者科研导师转变,在本科阶段就从传授型教学向启发型和引导型教学转变,就像现在的研究生导师们所做的一样。

“对于学生而言,这样的转变也是具有挑战性的,一方面需要学生们掌握AI这一有力的学习工具,另一方面,也是更重要的一方面,是必须发展批判性和创造性思维,这样才能够真正驾驭AI去更好地学习和探索。

“对于教师而言,也需要在这场转变中尽早地拥抱AI,从传授型教学转向启发性教学,利用人类自身的温度引导学生,提供心理和情绪上的支持,帮助学生们成为积极向上的终身学习者。

AI对教育的作用可能与它对科研的作用类似,会迅速打破学科间的知识壁垒,促进学科交叉融合,使得未来的人才更加综合更加全面,也就是我们所说的整合科学人才。因此,我觉得咱们教育部今年提出的智慧教育元年是一个里程碑式的事件,标志着新的教学范式已经开启,我个人也非常荣幸成为这件盛事的一份子。”

该展示课的重要意义在于启发教育工作者的思考,智能时代的课堂可能会发生很大变化,需要我们共同去探索和建设。

致谢:北京大学前沿交叉学科研究院、北京大学教师教学发展中心为本次活动的顺利展开提供了重要的支持和帮助。