AI时代，如何将课堂与应用结合？颜波教授亮出他的方法

自2008年起，颜波开始主讲本科生专业主干课程《编译》。2022年后，为了更好发挥自己的专业优势，他将课程调整为《计算机图形学》，不仅覆盖计算机科学的基础知识，还紧跟AIGC（人工智能生成内容）这一近年来迅速发展的领域。

“计算机图形学的历史非常悠久，它是随着计算机技术的发展而逐步完善的。”颜波介绍，这门课程主要探讨如何在电脑上绘制出更加逼真的图像。“例如给定一个圆心和半径，要画出一个完美的圆形”，这看似简单，但背后却涉及到复杂的算法和技术。

过去，由于显示器的工作原理是按行扫描显示图像，直接绘制出来的圆形边缘通常会显示出“锯齿状”。随着技术进步，尤其是AIGC的兴起，利用AI方法生成高真实感的图形图像已成为可能。“现在我们希望学生重点关注如何通过AI来提升图形的真实度。”在颜波看来，这门课与产业界的需求紧密相连，虚拟现实、游戏设计等领域都亟需这样的知识和技能。

这门课程理论性较强，对数学要求较高，为了让课堂更生动有趣，他采取了一系列教学策略，推动理论与实践相结合，“例如布置大型项目作业，虽然项目难度较高，但如果完成得好，学生们有机会将研究成果投稿至CCF A类会议或期刊。”

作为颜波主讲的两门研究生课程，《数字视频处理》《医学影像分析》开设至今已有十六年时间。课上，他会详细介绍图像增强、去噪、去模糊技术等视频处理的基本方法。“希望为学生提供视频处理和图像分析领域的深度知识，并注重实际应用。”

随着视频化时代的到来，如何有效管理和存储大量视频数据成为了一个亟待解决的问题。“传统方法是逐帧运行，效率较低，如果运用AIGC进行浓缩编辑，可大幅减少搜寻时间。”课上，颜波以长时段视频分析方法为例，向学生们讲述人工智能时代如何将课堂知识与实际应用联系起来。

在他看来，项目式教学能让学生了解最新技术，既能提升学生的算法设计和代码编写技能，也能培养学生发现和解决问题的能力，并基于社会实际需求推动教学创新和方法创新。小组展示和评价，也进一步增进了学生之间的交流合作，为学生打造一个展示创新成果的互动平台。“这对于与现实社会紧密联系的工科课程来说至关重要”。

计算机科学领域的成果，更新迭代非常之快。“要能够敏锐地识别和把握研究趋势，预见未来发展方向，并据此做出合理规划。”

因此，颜波尤为注重研究生各方面能力的培养，“教育不仅限于专业技能的传授，更应该培养学生的洞察力、动手能力和表达能力”，但洞察力的形成并非一蹴而就，只有不断积累知识并保持对前沿动态的关注，才能培养出真正的洞察力。

为此，他每周组织讨论会，鼓励每位成员分享自己的研究进展以及相关领域的最新动态，也要求学生们每周在会上分享至少两篇最新论文，让学生们能够紧跟最新技术，通过分享和讨论获取新的灵感，查漏补缺。在他看来，无论是书面写作还是口头报告，有效的信息传递都是未来工作中极为关键的一环，他希望通过这样的训练，提升学生的演讲展示技巧，也为他们将来进行的行业交流打下坚实基础。

计算机科学技术学院2020级博士生林青是颜波指导的学生。2023年6月，她从复旦大学毕业，前往新加坡南洋理工大学从事博士后工作。回忆起与导师相处的点滴，一句“没关系，慢慢来”是她最难忘的话。

在撰写和投稿第一篇论文时，连续被拒的经历使林青非常沮丧，也很担心被导师批评。“颜老师特地找我谈心，肯定了我工作的价值，耐心细致地提了很多关键的修改建议，鼓励我修改后再投稿。”后来，这篇论文被所在学科的A类会议接收。

“她研究了如何用文本描述辅助完成对缺失图像的修复，是当时国际上率先研究跨模态AIGC的工作。”回忆起对林青的指导，颜波肯定了她的研究。

考虑到林青的综合素养和个人兴趣，颜波支持她申请“人才工程”预备队（二期），相信她能兼顾好科研任务和学生工作。“特别忙碌的时候，颜老师特地打电话来关心我的状态，让我不要压力太大，照顾好自己。那时候觉得，颜老师就像我的后盾。”林青说。

“因材施教的关键，在于发现并激发每位学生的潜力。设定明确的目标，帮助学生快速找到自己的定位和发展方向。”通过这样的方式，颜波不仅为学生打开了科研的大门，也为他们未来多元的职业生涯选择奠定了坚实基础。

产学研融合的教学和实践理念，始终是颜波的育人工作底色。在他看来，工科的一个重要特点，是紧密对接国家和社会的重大需求。工科教育应当与产业界紧密联系，要从现实中抓问题，以科研力量推动社会进步。

他对此的要求是：“全员参与。”在日常教学和指导学生科研的过程中，他重视学生实践活动的开展，培养学生发现并解决问题的意识。

近年来，颜波团队将AI技术应用到科学研究、智慧终端、智慧医疗等重要领域，取得了一系列突破进展。在科学研究领域，团队提出了国际上首个荧光显微增强基础模型，“一站式”集成五大显微增强任务，相关成果发表于期刊Nature Methods。该技术还获得了2024年全国颠覆性技术创新大赛优胜奖。团队和知名企业展开深入合作，开发面向移动终端的AI ZOOM功能，可有效提升图像和视频质量，相关成果成功应用于该品牌系列旗舰手机，并在发布会上进行亮点展示。通过合作，学生们充分了解到产品技术开发面临的现实问题，提升自主解决问题的能力。

依托学校的多学科优势和附属医院资源，颜波团队还尝试将人工智能技术用于提升医疗诊断的准确性和效率。团队和附属医院展开合作，提出基于深度学习的消化道癌前病变筛查算法，开发出成功应用于医院的“内镜智慧眼”系统。能够在胃镜和肠镜检查中为医生提供辅助支持，有效减轻医生的工作负担，并提高病变检测的准确性。

“我们的目标是通过AI技术帮助医生进行更精准的影像分析，从而提高诊断精度，更好地服务于患者。”近五年，这项技术累计让31万余名患者受益，相关实践项目充分培养了学生为国家和社会服务的意识。

当时，林青参与了智慧医疗相关研究，与多个医院科室进行合作。“认识到自己的研究能够真正落地，技术或许能够以某种方式为他人提供帮助，更激发了我努力科研的决心。”

颜波还带领学生们助力复旦校史馆建设，通过数字技术传承“复旦记忆”。团队克服历史影像退化类型未知多样、训练数据缺失等挑战，让珍贵历史影像资料高清化呈现，在提升影像资料分辨率的同时增强影像细节。

“我们的研究不应局限于论文的小闭环中。相反，它应该是一个面向产业界实际需求的大闭环，要直接面向实际问题。”在他看来，正是通过与企业、医院的合作，才能了解到在制造、医疗等领域面临的实际痛点和挑战。基于对这些产业界“卡脖子”问题的分析，可以凝练出科学问题，让学生们围绕这些问题展开研究，产出高质量的学术成果。

这种模式有助于解决具体的行业难题，还能推动相关产业的发展。“我希望每一位学生都能主动与产业界建立联系，了解他们的需求，这样才能使我们的研究更加贴近实际，更具社会效益。”