“下一步，我和團(tuán)隊(duì)老師們要繼續(xù)研發(fā)推進(jìn)文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)的建模、管理、修復(fù)、復(fù)原、智媒五大創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用，并用這些成果‘反哺’教學(xué)，為國家培養(yǎng)一批計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的復(fù)合型高質(zhì)量人才。”69歲的西北大學(xué)教授耿國華依舊活躍在科研教學(xué)一線，從上世紀(jì)70年代至今，她在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域和文化遺產(chǎn)數(shù)字化領(lǐng)域成果斐然。
投身計(jì)算機(jī)教育，夯實(shí)專業(yè)根基
1959年，4歲的耿國華隨父母支援大西北，從北京來到陜西。1975年，她考入西北大學(xué)數(shù)學(xué)系計(jì)算機(jī)專業(yè)，成為第一批畢業(yè)生后留校任教。大學(xué)期間，前輩老師為她打下堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)。1977年，她首次成功完成計(jì)算機(jī)底層開發(fā)，收獲“程序員”的底氣。
二十多歲當(dāng)老師的耿國華，邊學(xué)習(xí)邊授課。80年代計(jì)算機(jī)教育普及，她先后為化學(xué)系等開設(shè)多門程序設(shè)計(jì)課程，打下扎實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)。1982年至1983年，她前往清華大學(xué)研學(xué)，歸來后在西大主講數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程，使西大成為國內(nèi)早期開設(shè)該課程的學(xué)校之一。此后四十年，她主持的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程屢獲國字號榮譽(yù)，從2006年的國家精品課程，到2022年主持教育部首批虛擬教研室。
在學(xué)術(shù)研究上，耿國華專長數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫等領(lǐng)域。1991年，她在西北大學(xué)學(xué)報(bào)發(fā)表首篇學(xué)術(shù)論文，提出對二叉排序經(jīng)典方法的改進(jìn)方案。此前，她從1984年起學(xué)習(xí)和教學(xué)數(shù)據(jù)庫原理技術(shù)，完成“中國專利查詢系統(tǒng)”等項(xiàng)目，在交通信息管理等方面開拓創(chuàng)新，多次榮獲省級科技進(jìn)步獎(jiǎng)，推動(dòng)西北大學(xué)信息技術(shù)研究走向智能信息處理方向。
攻克難題，建立國人顱面數(shù)據(jù)庫
上世紀(jì)90年代，耿國華敏銳地將信息技術(shù)與顱面復(fù)原相結(jié)合，投身這一“冷門”領(lǐng)域。1995年，她和丈夫周明全教授與公安部合作，承擔(dān)國家“九五”攻關(guān)項(xiàng)目，探索計(jì)算機(jī)輔助顱骨面貌復(fù)原技術(shù)。
傳統(tǒng)顱面復(fù)原依靠專家經(jīng)驗(yàn)，通過在尸體樣本上針扎獲取軟組織厚度后泥塑完成。而耿國華團(tuán)隊(duì)利用CT獲取現(xiàn)代人顱面數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)庫復(fù)原顱骨面貌，實(shí)現(xiàn)從小樣本專家經(jīng)驗(yàn)到大數(shù)據(jù)自動(dòng)復(fù)原系統(tǒng)的跨越。
為征集顱面CT掃描樣本，他們克服設(shè)備輻射大、涉及隱私等困難，自己及家人朋友做志愿者，組織學(xué)生同事參與，最終建立起3406人的國人顱面庫，這是目前世界上最大的顱面庫。此后，團(tuán)隊(duì)在“十五”“十一五”期間持續(xù)拓展研究，參與制定公安部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，成果廣泛應(yīng)用于公安、考古、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
拓展應(yīng)用，助力文物保護(hù)修復(fù)
依托西北大學(xué)考古學(xué)科資源，耿國華團(tuán)隊(duì)將顱面身份認(rèn)證成果應(yīng)用于古人面貌復(fù)原。他們利用三維數(shù)字化技術(shù)，對古人類頭骨及化石數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，完成唐李倕公主等古人面貌復(fù)原，還應(yīng)用于醫(yī)學(xué)整容手術(shù)計(jì)劃系統(tǒng)。
針對兵馬俑碎片匹配難題，耿國華主持完成多項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目研究。創(chuàng)建數(shù)字幾何匹配計(jì)算優(yōu)化體系，提出智能分類算法和虛擬匹配算法，實(shí)現(xiàn)破損文物虛擬修復(fù)。相關(guān)技術(shù)已在秦兵馬俑修復(fù)中應(yīng)用，引領(lǐng)文物修復(fù)技術(shù)革命。
1997年起，耿國華團(tuán)隊(duì)率先開展文物數(shù)字化和虛擬修復(fù)技術(shù)研究。先后研制三代掃描設(shè)備，解決文物高反光、采集時(shí)間長等問題。針對遺址遺存大場景建模需求，采用傾斜攝影和激光掃描雙模式，完成秦始皇帝陵博物院等多地大場景高精度三維建模。此外，團(tuán)隊(duì)還在博物館數(shù)字化、非遺數(shù)字化等方面取得成果，研發(fā)多個(gè)虛擬博物館項(xiàng)目和“智媒融合全息舞臺”新技術(shù)，引領(lǐng)非遺傳播傳承新途徑。
堅(jiān)守講臺45年，培育一流人才
45年來，耿國華始終堅(jiān)守教研一線，用心、用情、用愛育人。在教學(xué)中融入課程思政，引導(dǎo)學(xué)生明確使命、掌握本領(lǐng)。她培養(yǎng)了眾多高層次信息人才，其中有省級名師、學(xué)院院長、企業(yè)總工等。
在耿國華看來，教學(xué)和科研是教師的本分。即便工作超負(fù)荷，她也堅(jiān)持給學(xué)生上課。從1983年起，她就在西北大學(xué)講授《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》這門計(jì)算機(jī)專業(yè)核心課，近年來還運(yùn)用MOOC、SPOC等模式延展教學(xué)。她帶領(lǐng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)獲4項(xiàng)國家教學(xué)成果獎(jiǎng)，主持6門次國家級課程，主編26部教材，其中多部教材獲獎(jiǎng)并被廣泛應(yīng)用。
同時(shí)，耿國華注重助力青年教師成長，扶持年輕人承擔(dān)重要任務(wù)。她所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)也獲得多項(xiàng)榮譽(yù)，如全國婦聯(lián)三八紅旗集體等。
科研科普并重，推動(dòng)創(chuàng)新發(fā)展
耿國華認(rèn)為科研與科普相互促進(jìn)。她重視文化遺產(chǎn)數(shù)字化的普及推廣，在多個(gè)重要論壇作主題報(bào)告，推進(jìn)領(lǐng)域交叉。在“一席?演講”講解顱面復(fù)原技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)訪問量可觀。她還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)深入多地，與地方政府和文保單位合作，提升文化遺產(chǎn)保護(hù)水平，促進(jìn)公眾參與。在青少年科普活動(dòng)中，通過展示科研成果，激發(fā)學(xué)生對信息技術(shù)的興趣，榮獲省科協(xié)2024年度科普人物。
此外，耿國華在多個(gè)教育學(xué)會任職，參與制定文科計(jì)算機(jī)教學(xué)基本要求，推動(dòng)地區(qū)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育。2020年，耿國華獲得中國計(jì)算機(jī)學(xué)會（CCF）杰出教育獎(jiǎng)，成為該獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)立以來首位女性獲獎(jiǎng)?wù)摺?/p>
（受訪者供圖）
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