“人工智能+”虚拟仿真实验教学项目 · 人工智能+虚拟细胞的构建
技术路径与流程设计意图
实验按
“数据—表征—预测”
三阶段递进组织，与虚拟细胞研发的真实流程一致
由描述性分析递进至预测性建模，难度逐级提升，构建专用虚拟细胞模型
第一阶段 · 数据
数据获取与预处理
交互步骤 1–10
课中约 40 分钟
任务书与文献预习
1–4
数据载入 · 来源与许可登记
5
质控：基因数与线粒体阈值
6–8
归一化 · 高变基因 · 批次校正
9–10
设计意图：认识数据质量与细胞异质性
数据适配
第二阶段 · 表征
细胞状态表征与轨迹推断
交互步骤 11–16
课中约 45 分钟
图谱映射 · 细胞状态向量
11
类型注释 · 低置信度人工复核
12–13
模型微调 · 配置对比
14–15
轨迹推断 · 驱动基因
16
设计意图：理解细胞状态演化规律
模型微调
第三阶段 · 预测
扰动响应预测与评测
交互步骤 17–22
课中约 30 分钟 + 课后
虚拟基因敲除
17
药物扰动模拟 · 联合用药
18
锁定对照 · 零样本评测
19
可视化导出 · 预测验证
20–21
报告撰写 · 汇报答辩
22
设计意图：预测结果与对照数据比较评测
方案迭代闭环：
预测与真实数据对照验证，秒级反馈支持多轮迭代——“计算先行、湿实验验证”
人工智能全程赋能
辅助学习定位 · 输出标注置信度 · 最终结论由学生独立作出
流程引导
智能答疑（RAG）
参数智能提示
过拟合预警
扰动预测服务
结果解释 · 知识库
过程性评价
总体设计意图
三级跃迁
数据适配 → 模型微调 → 扰动设计，构建专用虚拟细胞模型
角色转变
“数据使用者”→“模型应用者”，自主设计模拟实验
科学思维
“预测—验证”对照，审慎评估模型适用边界
人工智能+虚拟细胞的构建 · 岭南师范学院 · 2026年度“人工智能+”虚拟仿真实验教学项目申报书