“下一步,我和團隊老師們要繼續研發推進文化遺產數字化保護的建模、管理、修復、復原、智媒五大創新技術應用,并用這些成果‘反哺’教學,為國家培養一批計算機領域的復合型高質量人才。”69歲的西北大學教授耿國華依舊活躍在科研教學一線,從上世紀70年代至今,她在計算機領域和文化遺產數字化領域成果斐然。

投身計算機教育,夯實專業根基
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,她考入西北大學數學系計算機專業,成為第一批畢業生后留校任教。大學期間,前輩老師為她打下堅實的數學和計算機理論基礎。1977年,她首次成功完成計算機底層開發,收獲“程序員”的底氣。

二十多歲當老師的耿國華,邊學習邊授課。80年代計算機教育普及,她先后為化學系等開設多門程序設計課程,打下扎實專業基礎。1982年至1983年,她前往清華大學研學,歸來后在西大主講數據結構課程,使西大成為國內早期開設該課程的學校之一。此后四十年,她主持的《數據結構》課程屢獲國字號榮譽,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。

在學術研究上,耿國華專長數據處理、數據庫等領域。1991年,她在西北大學學報發表首篇學術論文,提出對二叉排序經典方法的改進方案。此前,她從1984年起學習和教學數據庫原理技術,完成“中國專利查詢系統”等項目,在交通信息管理等方面開拓創新,多次榮獲省級科技進步獎,推動西北大學信息技術研究走向智能信息處理方向。
攻克難題,建立國人顱面數據庫
上世紀90年代,耿國華敏銳地將信息技術與顱面復原相結合,投身這一“冷門”領域。1995年,她和丈夫周明全教授與公安部合作,承擔國家“九五”攻關項目,探索計算機輔助顱骨面貌復原技術。

傳統顱面復原依靠專家經驗,通過在尸體樣本上針扎獲取軟組織厚度后泥塑完成。而耿國華團隊利用CT獲取現代人顱面數據,基于數據庫復原顱骨面貌,實現從小樣本專家經驗到大數據自動復原系統的跨越。

為征集顱面CT掃描樣本,他們克服設備輻射大、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,團隊在“十五”“十一五”期間持續拓展研究,參與制定公安部行業標準,成果廣泛應用于公安、考古、醫學等領域。
拓展應用,助力文物保護修復
依托西北大學考古學科資源,耿國華團隊將顱面身份認證成果應用于古人面貌復原。他們利用三維數字化技術,對古人類頭骨及化石數據進行采集分析,完成唐李倕公主等古人面貌復原,還應用于醫學整容手術計劃系統。
針對兵馬俑碎片匹配難題,耿國華主持完成多項重點項目研究。創建數字幾何匹配計算優化體系,提出智能分類算法和虛擬匹配算法,實現破損文物虛擬修復。相關技術已在秦兵馬俑修復中應用,引領文物修復技術革命。

1997年起,耿國華團隊率先開展文物數字化和虛擬修復技術研究。先后研制三代掃描設備,解決文物高反光、采集時間長等問題。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,團隊還在博物館數字化、非遺數字化等方面取得成果,研發多個虛擬博物館項目和“智媒融合全息舞臺”新技術,引領非遺傳播傳承新途徑。
堅守講臺45年,培育一流人才
45年來,耿國華始終堅守教研一線,用心、用情、用愛育人。在教學中融入課程思政,引導學生明確使命、掌握本領。她培養了眾多高層次信息人才,其中有省級名師、學院院長、企業總工等。

在耿國華看來,教學和科研是教師的本分。即便工作超負荷,她也堅持給學生上課。從1983年起,她就在西北大學講授《數據結構》這門計算機專業核心課,近年來還運用MOOC、SPOC等模式延展教學。她帶領教學團隊獲4項國家教學成果獎,主持6門次國家級課程,主編26部教材,其中多部教材獲獎并被廣泛應用。
同時,耿國華注重助力青年教師成長,扶持年輕人承擔重要任務。她所帶領的團隊也獲得多項榮譽,如全國婦聯三八紅旗集體等。
科研科普并重,推動創新發展
耿國華認為科研與科普相互促進。她重視文化遺產數字化的普及推廣,在多個重要論壇作主題報告,推進領域交叉。在“一席?演講”講解顱面復原技術,網絡訪問量可觀。她還帶領團隊深入多地,與地方政府和文保單位合作,提升文化遺產保護水平,促進公眾參與。在青少年科普活動中,通過展示科研成果,激發學生對信息技術的興趣,榮獲省科協2024年度科普人物。

此外,耿國華在多個教育學會任職,參與制定文科計算機教學基本要求,推動地區計算機基礎教育。2020年,耿國華獲得中國計算機學會(CCF)杰出教育獎,成為該獎項設立以來首位女性獲獎者。
(受訪者供圖)
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