學人小傳

耿國華，女，1978年畢業于西北大學并留校任教，西北大學二級教授、博士生導師，長期從事智能信息處理、模式識別等領域的創新性研究。被評為國家級教學名師、全國優秀科技工作者，享受國務院政府特殊津貼。現任西北大學文化遺產數字化國家地方聯合工程中心主任、全國高等院校計算機基礎教育研究會副會長、教育部大學計算機教指委委員、陜西省計算機教育學會理事長、陜西省計算機學會副理事長。主持了973前期預研、國家自然科學基金重點項目、省級重點項目10余項，獲國家科技獎1項、省部級科技獎18項；獲國家教學成果獎4項，主編教材20余部（其中國家規劃教材、教育部精品教材、省優秀教材10余部），主持4個首批國家級課程（精品課、資源共享課、在線開放課、混合式課）。

“耿國華教授在推動我國文科計算機教育改革與發展中，對新理念的推廣與落實作出了突出貢獻，并在推進西部計算機教育改革中發揮了重要作用，成果突出，影響廣泛?！?/p>

這是今年初中國計算機學會（CCF）頒獎典禮上，CCF給予杰出教育獎獲得者——西北大學文化遺產數字化國家地方聯合工程中心主任、信息科學與技術學院教授耿國華的頒獎詞。CCF是我國計算機領域的頂級學術團體，耿國華成為CCF杰出教育獎自2012年設立以來的首位女性獲獎者。

耿國華長期從事智能信息處理、模式識別等領域的創新性研究。參加工作40余年來，她努力促進計算機技術與文化、藝術的深度融合，在兵馬俑虛擬修復、顱面虛擬復原、VR秦腔等領域取得了豐碩成果，并培養了一大批專業人才。

數字化建模“修復”兵馬俑

兵馬俑是人類古代精神文明的瑰寶，也是陜西的一張名片。除完整出土的兵馬俑以外，還有數以萬計的碎片，破損嚴重且拼接難度大。最大程度保護和修復這些珍貴的歷史文物，讓其重見天日，矗立在世人面前，成為考古專家和科技工作者共同的目標。

文物修復長期以來一直采用人工辨別、手工拼接的傳統方法。但這種傳統方法修復周期長、拼接效率低，萬一拼接出現誤差，易對文物造成二次傷害。

能否用計算機技術輔助解決修復問題，讓科技助力文化傳承？從1997年開始，耿國華和她的團隊率先在國內開展了陶質文物數字化和文物虛擬修復相關技術研究?！拔覀兓跀底謳缀蔚膹驮录夹g，通過掃描兵馬俑坑內碎片，掌握碎片大小、形狀，形成數據庫，利用數字化技術精準建模，指導兵馬俑修復，提高效率。”耿國華說。

針對兵馬俑的損壞程度，耿國華提出了虛擬復原的兩種途徑：損壞較嚴重的文物，自底向上修復，由小到大完成不完整斷裂區多碎片拼接；損壞較輕的文物，自頂向下修復，由目標出發補缺，進行拼接匹配。

利用這一虛擬復原技術，耿國華團隊先后完成了泡釘俑、右驂馬等一批兵馬俑出土文物的修復?！拔覀儗驮桨负筒襟E在電腦端完整呈現，指導實體復原，避免手工試拼接的二次破壞。還有一批文物碎片并未實體修復，但通過數字化拼接復原再現，已顯示其承載著珍貴文物的文化傳承價值。”耿國華說。同時，針對受物理局限看不到實物或進入現場后易損傷文物等情況，也可通過場景型虛擬建模解決，打破物理局限，精準展示，指導修復。

2009年，耿國華的數字化保護研究成果被正式列入考古修復工作規程中，和傳統保護方式并軌實施，得到行業高度認可。“除了兵馬俑，數字化復原技術已經應用在大明宮遺址等珍貴文化遺產的保護上，通過全過程數字化服務，再現歷史、傳承文化，意義重大?！惫A說。

顱面復原還原唐代公主“真容”

21世紀初，唐李倕公主墓在西安被發現。當時棺材早已腐朽，雖然李倕公主的尸骨尚存，但整個下頜部分已經缺失。據墓志銘記載，李倕在開元二十四年（公元736年）病逝，時年25歲，至今已有1200多年。

為完整再現李倕公主容貌，耿國華決定使用計算機顱面復原技術讓公主“重生”。“我們先對李倕顱骨進行CT掃描、完成顱骨數字化信息采集，再用計算機系統將缺損下巴修補，通過軟件重構出公主的三維顱骨，最后，通過查閱顱面數據庫，取出20到25歲年齡段的女性顱面數據均值，形成李倕的軟組織厚度，建立顱面完整三維模型?！惫A說。

“由于顱骨只能決定眼眶的大小，無法得知李倕公主是單眼皮還是雙眼皮，我們在復原時選擇讓公主閉著眼睛，這樣‘形’‘態’兼具，同時給人以想象的空間。”耿國華告訴記者。

目前，耿國華團隊已經建立了世界上最大的蒙古人種顱面數據庫?！扒饲?，我們征集了3000余名不同年齡、不同性別的志愿者進行顱面CT掃描，建成了這個數量多、類型全、精度高的數據庫，為計算機顱面復原技術的應用提供了有力支撐?！惫A說。

除了李倕公主，耿國華團隊還實現了秦代、漢代、唐代等近百名古人的面貌復原，并將計算機顱面復原技術應用在了刑偵、醫學等領域。目前，耿國華團隊的顱面復原技術研究和應用已處于國際領先水平，出版了顱面形態信息學領域國際上第一本專著，還將計算機顱面復原技術寫進了國家行業標準，與公安部物證鑒定中心聯合制定的《法庭科學顱面復原技術規范》已于2014年頒布實施。

享受教研相長的快樂

除了科研，耿國華對教書育人十分重視，作為國家級教學名師，她一直堅守在教學一線。

據統計，從事計算機教育40余年來，耿國華培養碩士、博士近200人。以她主講的《數據結構》為例，目前課堂教學學生逾5000人。近年來，耿國華還運用MOOC（大規模開放在線課程）、SPOC（小規模限制性在線課程）教學模式延展講臺，受眾超12萬人次。

耿國華參與制訂了5版文科計算機教學基本要求，探討適合文科特點的教學方法；主講的《文科計算機基礎》獲選首批國家精品課程；推動西北地區10余所高等院校計算機專業系統能力試點工作，組織承辦大學生計算機設計大賽西北地區賽，推進西部計算機教育改革。

“錢偉長有句名言，‘不上課就不是老師，不搞科研就不是好老師’，高校教師培養的是高端人才，沒有科研支撐無法引領前沿。教學和科研兩手都要硬，這是教師的責任和要求?！惫A如是說。

對于未來的規劃，耿國華表示，“育一流人才，出一流成果，這既是高校教學、科研工作的特色魅力，也是我的目標。下一步，我將和團隊成員繼續努力，把計算機技術應用在考古發掘、博物館展示、文學藝術VR展演等領域，并用這些成果‘反哺’教學工作，為國家培養一批計算機領域的高質量人才，享受教研相長的快樂?！?/p>

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