北京大学—北大附中大中贯通课程《生命的化学》是一门贯通大学与中学资源和理念、以发展中学生科学素养为宗旨的跨学科选修课程。课程以生物学和化学为核心学科，在本轮课程实践中引入了信息技术与通用技术课程内容，设计了项目式的学习方式，通过模拟真实的药物设计，为学生搭建了“生物学+化学+信息技术+通用技术”的跨学科学习框架，帮助学生发展科学与技术素养、提高创新意识，助力其成长为具有国际视野和创新素养的领军人才。

       在《生命的化学》课堂上，附中同学们模拟了药物设计的主要过程，自主选择了病原体，绘制了其生活史并选择了潜在药物靶分子，使用PDB或AlphaFold获取了靶蛋白结构，筛选了潜在药物分子。为了进一步对潜在药物分子进行结构优化，体验AI技术带给药物研发领域的变革，《生命的化学》课程师生一行来到北京大学化学与分子工程学院AI药物研发实验室进行了参访学习。

       行前，化学学院来鲁华教授、前沿交叉学科研究院定量生物学中心裴剑锋研究员与北大附中任课教师唐灵芳等一起为同学们设计了详细的参访方案，并带领多名化学学院博士研究生做了精心准备。参访过程中，裴剑锋老师及团队成员热情投入地为同学们介绍了AI药物研发原理，并指导同学们分组进行了AI药物设计实践。

裴剑锋老师及团队成员指导同学们分组进行AI药物设计实践

       化学学院孙琦副研究员带领同学们参观了实验室，向同学们介绍了实验室的研究概况以及实验环境。裴剑锋老师和博士生助教李亦博为同学们讲解了AI药物研发的价值、原理与实践方法。通过老师们深入浅出的讲解，同学们了解到传统药物研发周期长、成本高，而AI可以显著缩短药物筛选和优化的时间、加快新药上市速度；同时，通过精确的数据分析和预测，AI可以减少实验研发失败的风险。

孙琦老师为同学们介绍实验室的研究概况及实验环境

裴剑锋老师与博士生助教为同学们讲解AI药物研发的价值、原理与实践方法

博士生助教解答附中同学的提问

       在实践环节，同学们分成了四个学习小组，每组由两位博士生助教指导进行AI药物设计实践。同学们使用NextChat等AI工具辅助选择潜在药物靶点；使用由来鲁华教授和裴剑锋老师实验室开发的CavityPlus等AI工具对靶蛋白进行结构域分析；使用逆合成平台ASKCOS体验化学小分子药物的合成路线设计与自动化合成。一个半小时的课程实践，同学们意犹未尽，收获满满。

同学们分组进行AI药物设计实践

       在后续的《生物的化学》大中贯通课程中，北大化学学院博士生助教彭陆鑫还将来到北大附中课堂，继续指导同学们使用相关软件对筛选的药物分子进行结构优化。希望本次以AI药物研发为主题的参访学习能在同学们心中播下创新的种子，指引他们将来成长为创新型科技人才。

裴剑锋老师及团队成员与附中师生合影留念

以下是同学们的参访感想：

       北大化院的老师们为我们讲解了如何用人工智能设计药物，我们也在《生命的化学》课上做过类似的探讨与实践。但是，今天我们亲身体验了人工智能的使用。整个过程我们所有人都乐在其中，不断汲取着新知。

       本次活动让我们真实的感受到了时代发展进步如此迅速，人工智能登上了科技大舞台。这里的每一位老师都炯炯有神，那是对知识的渴求，是对科技创新的不懈追求，这一点是我们所有人都要学习的。

       我们心怀敬畏与景仰之情，由衷的感谢北京大学化学院给予我们这个机会，让我们切身体验科技的力量。

——王君陶

       在参观北大化院实验室的时候，两位学长展示了自主研发机器编程程序、利用人工智能进行自动移液操作，给我留下了深刻印象。在AI药物研发实践环节，我们回忆着曾在《生命的化学》课堂上进行的有关探讨和实践，纷纷跃跃欲试。首先，我们一步步学习了新药的设计与产生：从表达出蛋白序列、预测其结构，到活性口袋的搜寻、虚拟筛选的进行，再到交互式逆合成、分子对接的完成……我们认识到唯有通过一系列复杂的流程，新药才会获得它的生命。在助教老师的帮助下，我们也迫不及待地操作电脑。在学长们的指导下，经过层层程序筛选，设计出了几款先导化合物。我们深切地感受到，在药物研发方面，AI是否已成为出力巨大、济世救民的“英雄”？

——高佳怡

       6月21号，我们在北大化院将新学到的内容与《生命的化学》课堂内容进行结合，开展了“AI药物设计”项目式学习的后半部分。在设计过程中我们要先通过AI寻找病原体上的靶标，然后模拟出能与靶标结合的药物分子。最后我们再通过ASKCOS模拟出可能的合成路径。我们在裴老师团队成员的带领下亲自动手设计了一款药物。

       这次研学活动让我深刻感受到了化学的魅力和AI的无限可能。我不仅对化学有了更直观的理解，也对未来的科技发展趋势有了更清晰的认识。我期待在将来的学习和工作中，能够将这些知识应用到实际中，为科学的发展和人类的进步贡献自己的力量。

——马凯荃