課次：第講課程教案授課主題多模態(tài)大語言模型章節(jié)內(nèi)容第8章多模態(tài)大語言模型地點(diǎn)課時(shí)2教學(xué)目的與要求理解多模態(tài)大語言模型的基本概念、發(fā)展歷程及其技術(shù)架構(gòu)；掌握多模態(tài)輸入與輸出的處理機(jī)制，包括模態(tài)編碼、投影、生成與對(duì)齊技術(shù)；了解多模態(tài)大語言模型在圖像、音頻、醫(yī)療、教育、藝術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景；熟悉當(dāng)前主流的多模態(tài)生成工具及其特點(diǎn)；能夠分析多模態(tài)大語言模型的技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用潛力；具備初步的多模態(tài)應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)與分析能力。教學(xué)重點(diǎn)1、多模態(tài)大語言模型的核心架構(gòu)與工作機(jī)制；2、模態(tài)編碼器、輸入投影器、輸出投影器與跨模態(tài)對(duì)齊的關(guān)鍵技術(shù)；3、多模態(tài)大語言模型在醫(yī)療、教育、藝術(shù)等領(lǐng)域的典型應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)1、跨模態(tài)對(duì)齊的實(shí)現(xiàn)機(jī)制與訓(xùn)練策略；2、多模態(tài)生成模型中的時(shí)序一致性與情節(jié)連貫性問題；3、多模態(tài)大語言模型在實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)挑戰(zhàn)與解決方案。教學(xué)方法1、多媒體教學(xué)演示2、案例分析法3、討論法教學(xué)手段網(wǎng)絡(luò)資源應(yīng)用、在線教學(xué)平臺(tái)教學(xué)過程課程思政元素說明：*號(hào)標(biāo)注的是課程思政的融入點(diǎn)一、導(dǎo)入1、展示一段由“可靈”生成的視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考：*引入我國(guó)在多模態(tài)AI領(lǐng)域的研究成果（1）“這段視頻是如何從一段文字描述中生成的？（2）它背后有哪些技術(shù)支持？”2、引出多模態(tài)大語言模型的概念，說明其能夠處理文本、圖像、音頻等多種信息，實(shí)現(xiàn)“跨模態(tài)理解與生成”。二、進(jìn)行重點(diǎn)知識(shí)的講解（一）多模態(tài)概述與模型簡(jiǎn)介1、多模態(tài)的定義與意義（1）多模態(tài)定義：指模型能夠同時(shí)處理和融合來自多種信息源（如文本、圖像、音頻、視頻等）的輸入與輸出。（2）意義：更接近人類認(rèn)知方式，實(shí)現(xiàn)“看、聽、說、想”一體化。擴(kuò)展AI應(yīng)用邊界，實(shí)現(xiàn)更自然、更智能的人機(jī)交互。推動(dòng)AI從“單任務(wù)專家”向“多任務(wù)通才”演進(jìn)。多模態(tài)大語言模型的基本概念*思政融入（1）核心思想：以大語言模型為基礎(chǔ)，引入多模態(tài)編碼與生成模塊，實(shí)現(xiàn)跨模態(tài)理解與生成。（2）典型代表：GPT-4V（支持圖像理解）DALL·E3（文生圖）可靈（文生視頻）（二）發(fā)展歷程與核心架構(gòu)1、從單模態(tài)到多模態(tài)的技術(shù)演進(jìn)第一階段：?jiǎn)文B(tài)模型（如BERT、ResNet）第二階段：早期多模態(tài)嘗試（如VQA、圖像描述生成）第三階段：統(tǒng)一多模態(tài)架構(gòu)（如CLIP、Flamingo）第四階段：生成式多模態(tài)大模型（如StableDiffusion、Sora）2、核心架構(gòu)：（1）模態(tài)編碼器功能：將圖像、音頻等非文本模態(tài)轉(zhuǎn)換為向量表示。舉例：ViT（VisionTransformer）用于圖像編碼。（2）輸入投影器功能：將不同模態(tài)的向量映射到統(tǒng)一的語義空間。舉例：線性層或跨模態(tài)注意力機(jī)制。（3）大語言模型功能：作為“大腦”，進(jìn)行語義理解、推理與生成。舉例：LLaMA、ChatGLM等作為基座模型。（4）輸出投影器功能：將語言模型的輸出映射到目標(biāo)模態(tài)的生成空間。舉例：將文本向量投影為圖像生成所需的潛變量。（5）模態(tài)生成器功能：根據(jù)投影結(jié)果生成目標(biāo)模態(tài)內(nèi)容。舉例：擴(kuò)散模型用于圖像生成，聲學(xué)模型用于語音合成。3、重點(diǎn)講解跨模態(tài)對(duì)齊機(jī)制（1）目標(biāo)：確保不同模態(tài)在語義上保持一致。（2）方法：對(duì)比學(xué)習(xí)（如CLIP）跨模態(tài)注意力聯(lián)合訓(xùn)練策略（三）訓(xùn)練策略與應(yīng)用場(chǎng)景1、訓(xùn)練策略（1）預(yù)訓(xùn)練階段：使用大規(guī)模多模態(tài)數(shù)據(jù)集（如LAION、WebVid）目標(biāo)：學(xué)習(xí)跨模態(tài)表示與對(duì)齊（2）微調(diào)階段：針對(duì)具體任務(wù)（如圖文問答、視頻生成）進(jìn)行有監(jiān)督微調(diào)方法：指令微調(diào)、RLHF（人類反饋強(qiáng)化學(xué)習(xí)）2、應(yīng)用場(chǎng)景與案例分析（1）醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用：醫(yī)學(xué)影像報(bào)告自動(dòng)生成、多模態(tài)病歷分析、手術(shù)視頻理解與教學(xué)案例：騰訊覓影、阿里健康A(chǔ)I輔助診斷系統(tǒng)（2）教育領(lǐng)域應(yīng)用：智能課件生成、多模態(tài)互動(dòng)教學(xué)助手、虛擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景構(gòu)建案例：科大訊飛智慧教育解決方案（3）藝術(shù)創(chuàng)作領(lǐng)域應(yīng)用：文生圖、文生視頻、音樂與視覺藝術(shù)融合生成、虛擬角色與場(chǎng)景設(shè)計(jì)案例：可靈視頻生成、百度文心一格（四）生成工具介紹*思政融入1、擴(kuò)散模型概述原理：通過逐步去噪過程生成高質(zhì)量圖像。代表：StableDiffusion、DALL·E32、StableDiffusion特點(diǎn)：開源、可控性強(qiáng)、社區(qū)生態(tài)豐富。適用場(chǎng)景：藝術(shù)創(chuàng)作、設(shè)計(jì)輔助、內(nèi)容生成。3、Midjourney特點(diǎn)：藝術(shù)風(fēng)格突出、生成效果驚艷、用戶體驗(yàn)友好。適用場(chǎng)景：概念設(shè)計(jì)、插畫創(chuàng)作、視覺表達(dá)。4、可靈（KOLING）特點(diǎn)：支持文本到視頻生成；具備時(shí)序一致性與情節(jié)連貫性；適用于短視頻、教學(xué)視頻、廣告創(chuàng)意等場(chǎng)景技術(shù)核心：多模態(tài)生成模型+時(shí)空建模三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（一）回顧上課前的學(xué)習(xí)目標(biāo)，對(duì)本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。1、回顧本章重點(diǎn)內(nèi)容：多模態(tài)模型架構(gòu)、訓(xùn)練策略、應(yīng)用場(chǎng)景。2、強(qiáng)調(diào)多模態(tài)大語言模型的技術(shù)趨勢(shì)：更強(qiáng)的一致性、更高的生成質(zhì)量、更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。3、總結(jié)技術(shù)挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)融合難、對(duì)齊機(jī)制復(fù)雜、倫理與安全問題。（二）布置隨堂練習(xí)，檢查學(xué)生掌握情況。給學(xué)生布置隨堂練習(xí)，檢測(cè)學(xué)生的掌握程度，并對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問題進(jìn)行解決。（三）完成超星平臺(tái)的章節(jié)知識(shí)測(cè)試，以及教師發(fā)布的實(shí)踐任務(wù)。通過介紹我國(guó)在多模態(tài)AI領(lǐng)域的研究成果（如可靈視頻生成技術(shù)），增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感與科技自信，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。強(qiáng)調(diào)我國(guó)在人工智能多模態(tài)融合方面的戰(zhàn)略布局，如“新一代人工智