如何培育腦科學與人工智慧早期創新人才?這所中學與高校院所共創20...

問鼎大腦的終極奧秘，隨著腦科學與人工智慧大熱，如何更好培育腦科學與人工智慧的早期創新人才？25日，解放日報上觀新聞記者從上海中學了解到，在學校首創科技實驗班和工程實驗班涉及物理、化學、生命科學、通訊、工程、環境等12個專門方向的基礎上，今年又增設了腦科學與人工智慧方向。

 

而「腦科學與人工智慧」專門課程、「腦科學與智能技術」發展課程本學期面向高一學生開設。在基礎教育領域，請院士專家共同參與的融合配套課程，助力培育腦科學與人工智慧早期創新人才。

 

創新實驗室中做課題

 

 

上海中學高一新生王婧寧對中國科學院神經科學研究所帶教老師所給的兩個科技創新課題——《睡眠對運動及認知功能的影響》和《探究睡眠剝奪對小鼠運動及認知等生理功能造成的影響》很感興趣。在學校新建的神經科學與基因工程實驗室，她和小夥伴一起查閱原版文獻，為課題開題做準備。

 

「感覺這兩個題目很好玩，特別是類腦視覺運動關聯建模及其在機器人上的應用實現，通過對機器人的視覺、運動信息的分析，建立類腦關聯模型，對自己也是一種挑戰。」王婧寧說。

 

神經科學與基因工程實驗室是今年由上海中學與中國科學院神經科學研究所共同建立的，也是學校本學期新建的腦科學與人工智慧創新實驗中心3個重要實驗室之一。實驗室配備了進行基因工程和分子遺傳學研究所需要的各種儀器設備，提供神經元培養及觀察實驗區與細胞系培養及基因操作實驗區。上海中學生物組教研組長、科技指導張智順說，實驗室可提供基因分析、蛋白質分析、結果分析、細胞學分析等。

 

本學期，新落成的腦科學與人工智慧創新實驗中心還包括腦認知神經反饋實驗室和類腦智能實驗室。每個實驗室均已配備了相應設備，面向全體學生開放。科技實驗班和工程實驗班的學生注重在「腦科學與人工智慧」專門課程（類腦、腦疾病、腦科學、基因等）選學基礎上進行課題研究，發展課程「腦科學與智能技術」激發更多學生的興趣，為開發潛能提供更廣闊的空間。

 

高校院所專家進課堂

 

 

這學期，中國科學院神經科學研究所選派了30多位老師到上海中學進行指導和講授，其中還包括中科院自動化所的專家。華山醫院也派出三位專家前來指導。一學期的學習中，學生收穫了有關神經科學、智能技術、生物基因、醫學等各領域的知識。

 

科技教育只有落實在課程教學中，才能真正助推學生創新精神與實踐能力的發展。科技教育應與學生科技核心素養提升、與創新人才早期培育等相結合。作為被教育部批准的國家教育體制改革項目「探索建立拔尖創新人才培養基地」試點學校，學校成立了12個專門方向的負責教師30餘人、以及11個實驗組的負責教師7人為主的科技教育工作小組。2008年，學校首創科技實驗班，設置物理、化學、生命科學、計算機科學、醫學5個專門方向；2011年，增設了工程實驗班，設置工程（包括智能工程與土木工程）、通訊、海洋、能源、環境等專門方向供學生選學；今年又增設了腦科學與人工智慧方向；在發展類課程方面，提供了14個學科範疇，每學期提供「模擬飛行器駕駛」等科目150餘門課程。

 

多年來，上海中學與復旦大學合作「學術興趣與素養培育的導師制計劃」，每周日晚，由復旦大學派出知名教授，為參加導師制計劃的百餘名學生開展講座或微課，開闊學生視野。華山醫院副院長、華山醫院西院執行院長毛穎連續3年，每年一次、周日晚來校為學生講授腦科學腦疾病方面的講座。「自己報考醫學院時很堅定，填了7個志願全部都是醫學方向。」毛穎教授說，從頂層設計，把握前瞻性，從中學生開始給予一個平臺，堅定興趣，堅持培養，希望學生對腦科學腦疾病感興趣，並有志於未來從事這方面疾病的治療研究。

 

既要「夠得著」，又要「跳一跳」

 

 

「科學家不只是寫好幾篇論文，給中小學學生做好科普教育，也是一種社會責任。走出實驗室，傳播知識，把實驗的經驗傳播到社會上，做出實際的東西。」中科院神經科學研究所所長蒲慕明院士說，自己大二時，就開始做科普，暑期裡翻譯科普圖書給高中學生看。「科學研究的興趣，最好是在中小學階段。從中小學開始培養，創新思考研究，令學生受益匪淺，希望冒出更多早期創新拔尖人才。」

 

上海中學與相應領域領先的高校、科研院所合作，設置了節能汽車、人體醫學、金融、法學、微電影、主持與演講、軟體工程7個創新實驗組。近兩年，又新增了3D列印、無人機、數字地理、腦科學等實驗組。學校還充分利用科技界及社會各界的人才資源，與上海交通大學、復旦大學、同濟大學等17所高校、科研院所以及中航工業商發等高新企業建立了實質性合作關係。一批批優秀學子從上海市青少年創新大賽、明日科技之星、丘成桐中學科學獎獲得者中湧現出來。

 

在上海中學校長馮志剛看來，學校的腦科學與人工智慧課程既要讓學生「夠得著」，又鼓勵孩子們「跳一跳」，好比醫學界個體化精準治療。因為這既不是數學，也不是物理，從「零起點」開始，學生對人工智慧和腦科學充滿好奇。從「體驗式」到「做課題」，不是簡單的展示，而要把科學的態度滲透到實驗室中。

 

學校緊跟腦科學和人工智慧的發展前沿，不斷創新科技教育，鼓勵孩子從小感受，讓每個孩子依據個人興趣、特長與能力選擇「個人的軌道」。目前，學校已與高校、科研院所共同創建了20多個創新實驗室。「研究學習不能功利，哪怕未來只有一個孩子有志於從事某專業，這就是成功；即使無收穫，也是一種收穫。」馮志剛說。