被学生狂点“关注”！这门400人课堂，好AI

编者按：2024年5月，人工智能研究公司OpenAI推出交互式模型GPT-4o，又一次改写了AI发展史。一夜之间，曾存在于想象空间的科技概念照进现实，人类开始进入科技的新纪元。抛开新兴科技的华丽外衣，我们又该如何认识深度学习？在中国科学院大学（以下简称“国科大”）的《深度学习》研究生课堂上，一群师生正在探索AI浪潮背后的知识框架与未来。

背上电脑包，快步走过国科大雁栖湖校区教二楼悠长的走廊，略微提速穿过来往人群，转进101大教室。离正式上课还有20分钟，教室里却快坐满了人，想找到一个空位不是一件易事。与时间赛跑的你幸运地瞄到了人群中的一个空当，长舒了一口气。

教室里窸窸窣窣。讲台下，同学们聊着新发布的模型，讲台上，国科大计算机科学与技术学院副教授张新峰整理着直播课堂将要用到的麦克风。这是每周二晚上《深度学习》课程的课前准备。

晚上课程正式开始，讲台上的张新峰娓娓道来，由浅入深、一环紧扣一环地抛出问题、解释方法，硬货满满的知识点在400名学生的思维中流动……

张新峰

“深度学习”大平台

拼着网速、靠点运气，才能在春季学期选课时“抢”到《深度学习》这门专业课。没选上课的学生们只能在系统中狂点“关注”，这门课也因此通过开设直播虚拟课堂的方式扩容。增选课程的消息一出，名额又一次“秒无”，这门课的选课人数更是由最初的214人涨至400人。

同时给线上线下共400人讲授《深度学习》课程，对张新峰来说是一个挑战。

张新峰讲授《深度学习》课程

摆在眼前的首要难题是该如何讲授这门快速发展的学科。

与其他课程不同，在深度学习领域，模型快速更新换代。过去一度火热的模型被“束之高阁”，性能更高、理论支撑性更强的网络模型成为科技弄潮儿的“新宠”。

“如果我们用一套讲义讲5年讲10年，学生都会觉得：我学这些有什么用？”张新峰道出了课程内容更新的重要性。

不更新课程内容？那只会被淘汰；只讲新的模型算法？那理论知识又太薄弱。唯有既夯实基础又与时俱进，才能打造出“深度”且“高效”的课堂。

张新峰所在的授课团队根据教材大纲持续对课件进行调整，同时将梳理出来的技术发展脉络作为课程的重点内容。

在深度学习的课堂上，最重要的是思路而不是知识。以目标检测为例，张新峰从最基础的网络讲起，指出每一步技术进步的创新点与不足，让同学们思考与讨论下一步要如何改进，再展示出经典的解决方案。

“将同学们的讨论与经典的方案进行对比，这种启发式的讲授方式也是我们的一个设计。”引导学生跟着技术发展脉络进行思维碰撞，启发学生思考模型面临的难题与挑战，是张新峰一行人设计课程时的侧重点。

“很多模型是建立在对问题的不断改进中诞生的，模型并不是越新越好、越复杂越好，一些解决问题的思路也是可以灵活调用的。”跟随着张新峰的思路，国科大生命科学学院2023级硕士生张青竹亦思索出了模型更迭的本质。根据基因组学的专业特点，选择合适的模型，而不是盲目“跟风”，是她今后的研究思路。

而课堂中的主体是学生。

在400名上课学生中，既有计算机本专业的学生，又有来自管理、心理等其他专业的学生。在设计课程时，张新峰既想讲授核心理论、精进计算机相关专业同学的知识框架，又想满足学生灵活使用AI的需要，让深度学习成为各个专业同学们的“科研利器”。于是他打算“理论实践两手抓”，将课程内容划分为核心理论与实践两个部分，一方面讲述重要的原理知识，另一方面设计一系列囊括基础与新兴方向的实践课程与作业。

那又怎样激发大课堂中不同专业同学实践的积极性？

“我就大胆地设计了一个方案，如果你在国内外的一流竞赛中拿到名次，我这门课的实践作业就可以直接给你满分！”张新峰将竞赛成绩作为一项特殊指标的考核内容，让有能力的同学可以不囿于基础的实践作业。他也鼓励不同专业的同学一起组队，将深度学习与相关专业知识进一步结合，参与到各个领域的竞赛当中来。

张新峰更希望这门课堂成为一个深度交流的大平台，让跨领域的知识相互碰撞，不同专业的学生协作成长。在这一课程中，还有一个模拟国际会议形式的汇报。他将以往上交读书报告的交互形式改为优秀报告课堂展示，与国际会议相似，既有展示环节，又有对应的提问，一个大课堂也可以变成一次小的学术交流会。“有的学生主动提出要全英文展示。”张新峰激发了学生的积极反馈，他相信只要提供机会，学生们就会踊跃登上这个交流的舞台。

一堂课下来，是老师与学生们3个小时的头脑风暴。在中间的休息时间里，张新峰也没能闲着。“大家课间先休息一下。”他话音未落，就有学生带着电脑奔向讲台。“老师我尝试了这个模型……”“老师，迭代的参数是不是要改一下……”凑近一听，又是一次小的知识交锋……

交流碰撞出的宇宙

愿意表达与交流也是张新峰对国科大学生的印象。

“不管你说得好与不好，或对与不对，只要你说出来，就能学到东西。”

无论是在深度学习课堂上，还是自己的课题组内，张新峰都十分欣赏现在学生的自主表达能力。沟通不仅可以答疑解惑，还能“聊出”学术灵感。因此，他也尽可能为同学们打造一个学术交流的平台，除了深度学习课程上的模拟会议，平日里他还会邀请相关领域的老师到课题组里与大家来一次小型的学术“碰撞”，建立师生之间的学术联结。

在交谈时，严谨的张新峰却并不严肃，他总是心平气和地倾听，偶尔也会说上几句冷幽默式的笑话，缓解同学们的紧张情绪。

张新峰在课间与学生交流

即便如此，张新峰还是担心学生们在讨论的时候“放不开”。除了定期的学术汇报，他还让课题组的学生自发开展PaperReading——论文阅读，让学生们自由讨论近期的收获。在这个张老师“偶尔在场”的例会上，一顿美味的“冷餐”从不缺席。喝杯可乐，吃个汉堡，那些关于科研的讨论也跳出了常规汇报的框架，在轻松愉悦之中，独特的灵感悄然而至。

交流带来的不只是灵感，也有安慰与激励。

作为国科大本科生2006班的青年班主任，张新峰时常与班上的本科生谈心。4年来，张新峰见证了一批国科大本科生的成长。基于国科大科教融合的理念，学生们可以接触到最前沿的科学问题与大科学装置，同时享受优秀的师资，拥有更多的选择。而在与学生沟通过程中，张新峰亦察觉到了这些亮点背后“隐藏的压力”。在接触高难度的数理化基础课程时，学生难免会迷茫或受挫。“可能就像打铁一样，有的时候一锤子把他信心都打没了。”张新峰感受到学生的失落，也意识到给本科生树立信心的必要性。

2020年11月张新峰（第一排右一）组织的国科大本科生参观腾讯北京总部

在与学生谈心时，他时常安慰，始终鼓舞，总是理解。这份来自在科研界奋斗许久的前辈的肯定，也让偶尔找不到方向的本科生重拾自信。

打造一个“科研小家”

“请进来吧。”

张新峰在实验室的走廊上

推开实验室小隔间的门，视野一下子就明亮了起来。绕过几个装饰独特的学生座位，张新峰走进了与之一板相隔的办公室。

这里空间不大，却“五脏俱全”：友人赠予的书法作品、黑板后面露出来的羽毛球拍头、书桌上的日程表与专业书籍……有条不紊的工作安排与温馨有趣的生活细节填满了各个角落。

张新峰在办公室工作

“一个实验室就相当于一个家。”张新峰笑着说。课题组是他创造的一个自由的科研小世界，是平等合作的最小实践单位。走到自己的工位前，他总会和学生们寒暄几句，聊聊生活，谈谈科研。在初入这个温暖的科研小家时，学生们可以选择感兴趣的研究方向，而在尝试与磨合后，可以“从一而终”，亦可以转换至更合适自己的赛道。

“张老师跟我们之间的关系就像师兄师弟一样。”在国科大计算机科学与技术学院2023级博士生李欢洋眼中，同样背着双肩电脑包的张新峰像是一位知识渊博、平易近人的“大师兄”，尊重学生的选择，带领大家前进。

张新峰在办公室与学生交流

作为这个家的“家长”，张新峰始终把握住科研的节奏。无论是周报还是定期的组会汇报，他根据大家的进展帮助每位学生找准目前的定位。有时候，恰到好处的点拨能起到关键的“提速”作用。“一个项目做太久，你没有产出，慢慢就没有信心了。但有时候一个劲地往前冲，可能也会‘卡壳’，效率也不高。”张新峰在其中跟进调控项目进度与质量，找到适合每个人的“度”。

在张新峰看来，这也是对自己、对科研工作的负责。

“重要的永远不是发多少篇论文，而是有责任感。只要能踏踏实实认认真真地去做研究，那就足够了！”

经过多年的学习与工作，张新峰深知不可用单一的指标去衡量学生的科研能力。做科研工作，有起伏也是一种常态，“可能这段时间我们在一个低谷，可能到了某个阶段我们的创造性思想又会蓬勃爆发。”

无论处在浪潮的何处，张新峰认为最重要的是在涨落中千锤百炼，习得发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养起对自身事业的责任感，这就足够了。

“张老师老叫我们要有担当、有责任感！”学生李欢洋回忆道。这是张新峰经常对学生“唠叨”的话，而在言传身教中，作为科研人的责任与使命早已深入人心。

“做学术要有信仰”

张新峰的研究方向是视频编码。

乍一看，这个陌生的专业名词让人“不明觉厉”，但其实它就隐藏在我们的日常之中。

“哎呀！怎么又卡了！”正刷着小红书、看着精挑细选的“电子榨菜”，视频却突然卡顿，使用者难免败坏兴致。而通过编码技术让视频不“卡”，就是张新峰的研究工作。

始于兴趣，在高中时，编程点亮了张新峰的好奇心。而后真正让他坚定走上“视频编码”这条路的，是他的导师——中国工程院院士高文。

“我特别钦佩我导师，他非常具有前瞻性！”提起高文院士，张新峰的语调里流露出对恩师的敬重。当时正处于2002年DVD事件时期，国外企业掌握着DVD的核心专利与技术标准，对中国收取高额的专利许可费，给中国上了堂深刻的“知识产权”课。怎样才能突破这种知识产权危机？首先要创立中国自己的标准，提高数字视频编解码技术——这便是高文院士在危急关头做的事情。他带领全国近百家单位、一流的高校与企业成立数字音视频编解码技术标准AVS工作组（以下简称“AVS工作组”），做中国自己的标准。

AVS工作组到现在已经成立了22年，为中国培养一批又一批视频编解码人才。高文院士的责任感与担当感染了张新峰，他扎进了视频编解码的海洋里，一干就是十数年。

“做学术要有信仰，对学术科研要有敬畏之心。”

在高文院士的耳濡目染下，在与各位学术前辈的交流时，张新峰也逐渐体会到了学术的信仰。在他看来，所谓信仰就是对科学以及学术成果的尊重与敬畏，实事求是地走好每一步，切忌投机取巧。在自己十数年如一日守正笃实的工作中，他一直守护着这个学术信仰。“我们这个组可以没有很好的论文，但是学术研究一定要求真务实，这个就是信仰。”张新峰的话坚定有力，掷地有声。

张新峰（左一）参加学术会议

张新峰的抱负与信仰也激起了层层“涟漪”。

“张老师和我说，我们整个国家的科研进步，并不仅靠那些‘爆炸性’的科研工作，还需要各种各样的、久久为功的科研工作，而视频编码就是这样的一个领域。”李欢洋回忆起这段曾经与张新峰的谈话，这些话帮他找到了科研工作的定位与意义。从起步到深耕，在张新峰的带领下，李欢洋逐渐在视频编码的世界扎根。在李欢洋眼中，张新峰是一个有抱负的老师，“他在教书育人的同时，也想为国家在视频编码领域作出自己的贡献。”这份担当与情怀，随着深厚的科研知识在师徒之间传承。

张新峰指导李欢洋

现在，张新峰和他的学生们正在努力打造一个全新的视频编码框架。他们利用深度学习技术突破现有视频编码框架的性能瓶颈，延续视频编码领域的“摩尔定律”——每10年，在质量不变的情况下将视频文件大小变为原来的一半，即更新一代的视频编码标准。他希望能推出一个全新的编码框架，并将它打造成一个全世界共同维护的社区，让全世界所有相关领域的科研人员不断提高这个框架的性能，从而变成最新的“世界标准”。

尽管前方困难重重，张新峰和他的学生们会努力在这个视频编码的世界里探索，创建属于他们的、属于我们的、属于世界的新标准……

在春季学期期末周的周二，刚考完《深度学习》课程考试的张青竹舒了一口气。稍微休整片刻，她将继续在自己的专业领域——进化基因组学中探索，尝试融入深度学习的思路与算法，找到创新点与突破口。“最大的收获就是打通了人工智能从原理到应用的框架！”回顾整个学期的课程，张青竹对人工智能的理解又上了一个台阶。那些在张新峰老师的课堂上受到的种种启发，或许无形中已经生根发芽，将在学科交叉的土壤里茁壮成长。

张新峰与学生交流

而学生时代酷爱金庸武侠小说的张新峰，如今也有了自己创造的“武侠世界”。在这个世界里，他与学生们一起，编写着视频编码的新传奇。

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观微之光，可明远方

出品/国科大记者团

文字/梁卓莹

图片/李文毅 梁卓莹 受访者提供

美编/李裔辰

责编/李怡昊 林正心

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