大家国家级教学名师耿国华:潜思精研勇立潮头
魏梦鸽 李琛
字数:2849
2025-02-19
版名:文化

20世纪70年代,她是西北大学首批计算机专业的本科毕业生;80年代,她率先开设数据结构课程;90年代,她将信息技术与颅面复原相结合,建立了世界最大的颅面数据库;进入新世纪,她投身文化遗产数字化保护与应用研究,引领文物扫描和修复的技术革命……
如今,70岁的耿国华依旧带着她那“拼命三郎”的作风,活跃在科研教学一线。站在教学一线,“战”在科技前沿,是她始终保持好状态的“独家秘诀”。
结缘计算机学科
1959年,4岁的耿国华随父母支援大西北,从北京来到陕西。1975年,耿国华考入西北大学数学系,成为数学系第一批计算机专业的毕业生。伴随着“向科学进军”的号召,耿国华留校任教。
“我大学入学时是数字控制专业,毕业时是计算机专业。其实我的底子差,是数学系那些勇于创新的前辈老师们给我们打下了惠用一生的数学功底和计算机理论方法基础。还记得1977 年冬 天,我们 第一 次为CK720机做成了编译系统词语法分析器。那是我第一次成功完成计算机底层开发,也是我作为‘程序员’的底气,那会儿虽然满手冻疮,但是我们满是热情。”回忆起上大学时的场景,耿国华满是感慨,“是西北大学培养了我、成就了我。”
当上大学老师后,耿国华一边学习,一边授课。“上世纪80年代,正值计算机教育发展开启的普及阶段,我从给化学系开设ALGOL60程序设计语言课程开始,先后讲授 ALGOL、BASIC、DBASE、汇编语言等多门课程,在教授应用计算机的同时打下了扎实的专业基础。”1982年,耿国华被西北大学公派到清华大学跟随唐泽圣、严蔚敏等教授研学,一年后,她便在西北大学主讲数据结构课程,西北大学也成了国内早期开设该课程的学校之一。
“我的教师生涯赶上了改革开放尊师重教的好时代,见证了国家教育事业的巨大变化。这很幸运。”耿国华说。
攻克“冷门”:建立国人颅面数据库
20世纪 90年代,计算机图形界面技术初步发展。耿国华敏锐地将信息技术与颅面复原相 结合 ,率先 进入 这一“ 冷门”。1995年,耿国华和丈夫周明全教授与公安部合作,承担了国家“九五”攻关项目,基于CT获取现代人颅面软组织数据,探索用计算机辅助颅骨面貌复原的技术。
“过去,颅面复原是用针扎在尸体样本上,获取颅面的软组织厚度,再通过泥塑得到复原面貌,一般需要专家根据经验制作完成。”耿国华介绍,“通过我们的技术,先利用CT等设备获取现代人颅面数据,再基于数据库来复原颅骨面貌,将小样本的专家经验变成大样本支持的自动复原系统 ,所以更 加科学准确。”颅面虚拟复原新技术的应用,实现了从手绘到建模、从无到有的跨越。
20余年来,该技术长期应用于公安部物证鉴定中心,先后成功复原了公安部门68例无身源颅骨的面貌。“十五”期间,耿国华和团队又拓展研究了照片和颅骨配准的颅像重合技术。“十一五”期间,依托国家自然科学基金重点构建颅面形态信息学研究体系,耿国华团队参与制定公安部行业标准,相关成果改变了传统颅面形态学研究模式。
做文化遗产数字化保护的先行者
1997年,耿国华及团队率先在国内开展了文物数字化和文物虚拟修复相关技术研究。为了更好解决瓷器等文物高反光问题,团队在1996年研制第一代点状激光扫描仪的基础上,升级研制了第二代复曝光真彩扫描仪。为适应博物馆文物原真建模的迫切需求,新研发的第三代自动化智能扫描设备,将采集时间从数小时缩短至几分钟,实现了智能扫描、协同工作、高精度和数据安全,该设备已在国家博物馆展出应用,为文物快速建模提供了重要帮助。设备的每一步突破性创新,都结合了特定的需求,解决了现实中的技术难题。

耿国华团队研制扫描仪(左二为耿国华)
针对遗址遗存大场景建模需求,团队研究采用倾斜摄影和激光扫描双模式对秦始皇帝陵博物院一号坑进行了大场景高精度三维建模,通过设备的优势互补不断提升数据应用范围,为获取高精度图像建立了数字化资源,通过勘测遗址空间完成秦陵保护区56平方千米的三维建模,再现了秦陵地面历史场景。实现了兵马俑一号坑第三次发掘数字化建模和兵马俑K9901坑考古发掘的数字化建模。
针对非遗数字化与共享方面存在的瓶颈,耿国华带领团队利用全息影像、碗幕技术,突破穿戴设备对体验分享的限制,研发了“智媒融合全息舞台”新技术,实现裸眼看3D,共享立体视觉体验,满足了公众文化沉浸式展示的需求。团队还通过移动剧场等形式在贫困山区进行文化推广,建立了云平台、5G云剧场、全息剧场、全视野展示、AR展示、手机终端等多种展示方式,这些新成果引领了非遗传承的新途径。
创新没有学科的隔阂,进步往往来自技术的融汇。“文化遗产数字化的保护与应用研究要顶天立地,这既是我们的目标,也是我们工作的核心。”在耿国华的带领下,西北大学文化遗产数字化国家地方联合工程中心取得了一系列国内外领先的创新成果。中心成功研发了三维建模、智能管理、虚拟复原、智媒展演等多项关键技术,将技术创新与文化遗产保护的实际需求紧密结合,已在采集、管理、修复、展示等方面发挥了重要作用。
45年如一日站好讲台
耿国华之所以45年坚持耕耘在教研一线,源于她对教育事业的执着热爱与做好老师的初心担当。她始终如一地用心、用情、用爱育人,在教学中贯穿课程思政,挖掘学科范例、身边事例,归纳理论,讲清学业、专业、职业的“三业”关系,引导学生明确使命担当,攻坚克难,掌握本领;悟人才培养“技、术、器、道”四层次目标,结合“公诚勤朴”校训,激励学生立志成才,争做有道之士,为社会做贡献。
育一流人才,出一流成果,立足西部培养高层次信息人才。耿国华先后培养了博士生25人、硕士生150余人,其中3人成为省级名师,多人成为信息学院院长、企业总工、部门领导。
因为怀着一颗做“好老师”的初心,耿国华始终坚持在教学一线,主讲数据结构、算法设计、前沿技术等本硕博课程。自1983年起,耿国华就在西北大学讲授数据结构计算机专业核心课程,近年来,她还运用MOOC、SPOC等模式延展讲台。对于古稀之年的耿国华来说,把课堂内容转化成持续吸引人收看的知识点,是一个耗费精力的挑战,但她深知人才的培养和延续是国家计算机信息技术自主创新的基础和根本。因此,课程资源建设虽累,她也乐此不疲。
多年来,耿国华带领教学团队获4项国家教学成果奖,在她主持的6门国家级课程中含有4类国家首批课程(精品课、精品资源共享课、优质在线开放课、混合式一流课),她主讲的文科计算机基础获选2003年首批国家精品课程;此外,她还积极推动西北地区10余所高校计算机专业系统能力试点工作。2021年,她带领的“计算机类专业核心基础与文化遗产数字化保护教师团队”入选教育部全国高校黄大年式教师团队。耿国华主编教材26部,其中7部数据结构教材印书34.5万册,4部教材获陕西省优秀教材一等奖。
“一门好的学科,必须做好传帮带。”耿国华十分注重助力青年教师成长,积极扶持年轻人挂帅领衔重要任务,常常帮助年轻老师修改申报材料。目前,她已连续 3年扶持团队年轻人争取文化遗产数字化保护的国家级重大项目;团队骨干主持了国家一流课程,获得了省级课程思政教学能手称号,团队所在支部也获评全国党建工作样板支部。
“见证了国家教育事业的辉煌成就,也见证了无数学子的成长与成功,是我作为一名教师的最大荣光!”耿国华如是说。