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自1996年博士后出站留校任教起，陶然就立下心愿,，為我國(guó)的科技事業(yè)培養(yǎng)領(lǐng)軍人才,。從教近30年，他始終面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要,，在教書(shū)育人時(shí)因材施教,、啟智潤(rùn)心，在科研攻關(guān)中鉆研探索,、不斷創(chuàng)新,，用實(shí)際行動(dòng)踐行著北理工師者“為黨育人、為國(guó)育才”的使命擔(dān)當(dāng),。

“要做好領(lǐng)軍人才培養(yǎng)，教學(xué)是第一位的”,，這是陶然一直堅(jiān)持的工作理念,。自留校任教,，陶然連續(xù)多年承擔(dān)“數(shù)字信號(hào)處理”“現(xiàn)代譜估計(jì)”“雷達(dá)系統(tǒng)與技術(shù)”等本科課程的教學(xué)工作,，以及“分?jǐn)?shù)域信號(hào)處理及其應(yīng)用”“非平穩(wěn)信號(hào)處理”“多抽樣率信號(hào)處理”“信息安全工程學(xué)”“現(xiàn)代信號(hào)處理”等研究生課程的教學(xué)工作,。

“講清楚”，是陶然課堂教學(xué)的明確目標(biāo),。教學(xué)過(guò)程中,，他更重視學(xué)生能否及時(shí)消化課堂上的知識(shí)，隨時(shí)調(diào)整教學(xué)模式,、精準(zhǔn)把控教學(xué)節(jié)奏,，既不“超速”也不“慢吞吞”。

陶然為學(xué)生授課

在信息與電子類專業(yè)課程“信號(hào)處理理論與技術(shù)I,、II,、III”的課堂上，陶然會(huì)將每學(xué)期48學(xué)時(shí)中的9個(gè)學(xué)時(shí)設(shè)置為“研究型教學(xué)討論課”,，實(shí)現(xiàn)“翻轉(zhuǎn)課堂”,。3-4名學(xué)生為一組，每個(gè)小組獨(dú)立完成從選題到PPT制作再到課堂匯報(bào)的全過(guò)程,?！白寣W(xué)生站上講臺(tái)，有助于他們把知識(shí)掰開(kāi)了,、揉碎了,、消化了、學(xué)會(huì)了,?！碧杖徽f(shuō)。

學(xué)生“唱主角”,，并不意味著老師就可以“休息了”,。陶然在聽(tīng)學(xué)生報(bào)告的同時(shí)，與學(xué)生們頻繁互動(dòng),、熱烈討論,。“‘翻轉(zhuǎn)課堂’是教學(xué)模式的創(chuàng)新,，在此過(guò)程中,，學(xué)生將所學(xué)課程知識(shí)與前沿科學(xué)內(nèi)容融會(huì)貫通，既增強(qiáng)了對(duì)科技前沿動(dòng)態(tài)的了解,，也鍛煉了獨(dú)立思考能力,、自學(xué)能力與表達(dá)能力，實(shí)現(xiàn)課堂知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐技能積累的雙重收獲,?！碧杖环窒淼?。該課程先后被認(rèn)定為校級(jí)精品課程和研究型課程，2020年入選首批國(guó)家級(jí)一流本科課程,，2022年入選教育部“拓金計(jì)劃”課程,。

陶然與學(xué)生交流討論

“學(xué)生不是死讀書(shū)本的機(jī)器，在教學(xué)過(guò)程中需要時(shí)刻關(guān)注公式背后的物理內(nèi)涵,，如果學(xué)生僅僅是死記硬背,、應(yīng)付考試、理論無(wú)法聯(lián)系實(shí)際,，就會(huì)在今后的科學(xué)研究中毫無(wú)抓手,、方向不明、難以自洽,?！碧杖徽f(shuō)。為了讓學(xué)生學(xué)懂弄通,，在教學(xué)中,，陶然并不局限于一堂課或一本書(shū)，而是順序和倒敘穿插,，點(diǎn)和面聯(lián)系,，向內(nèi)深挖抓細(xì)節(jié)，向外拓展講應(yīng)用,。以傅里葉變換為例,，他有時(shí)在“點(diǎn)”上的分析非常之細(xì)，對(duì)其推導(dǎo)過(guò)程逐步演算,；有時(shí)在“面”上講解非常之寬,，對(duì)其在雷達(dá)、通信,、農(nóng)業(yè),、醫(yī)學(xué)乃至食品上的應(yīng)用介紹得面面俱到。

為了讓更多師生了解分?jǐn)?shù)域信號(hào)處理領(lǐng)域的前沿理論與技術(shù),，陶然在2021年錄制了配套慕課“分?jǐn)?shù)域信號(hào)與信息處理及其應(yīng)用”,，課程內(nèi)容從基本知識(shí)原理延伸到具體應(yīng)用場(chǎng)景。課程在“學(xué)堂在線”上線后,，報(bào)名人數(shù)已超23500人,，并被列入由中央宣傳部、國(guó)家發(fā)展改革委,、中央軍委政治工作部和北京市委市政府聯(lián)合主辦的“奮進(jìn)新時(shí)代”主題成就展,。此外，陶然還撰寫(xiě)了課程配套教材《分?jǐn)?shù)階傅里葉變換及其應(yīng)用》,，教材出版后廣受好評(píng),，已成為多所高校相關(guān)課程的配套/輔助教材,。

陶然錄制“信號(hào)處理理論與技術(shù)”系列課程

陶然用心、用情,、用行動(dòng)不斷詮釋著“傳道授業(yè)解惑”的師者使命,，先后被評(píng)為北京市高等學(xué)校教學(xué)名師、首屆北京市優(yōu)秀研究生指導(dǎo)教師,、北京市高校優(yōu)秀本科育人團(tuán)隊(duì)帶頭人,、北京市優(yōu)秀共產(chǎn)黨員,、北京高校優(yōu)秀共產(chǎn)黨員,、北京市師德先進(jìn)個(gè)人，以及工業(yè)和信息化部“工信先鋒”,；獲評(píng)國(guó)家級(jí)一流本科課程1門(mén),、北京市高等教育精品教材1部、教育部“拓金計(jì)劃”課程2門(mén),。不久前,，在由北京市委教育工委、市教委主辦的第五屆北京市大中小幼教師講述我（我們）的育人故事展示交流活動(dòng)中,，陶然獲得特等獎(jiǎng),。

育人為本，桃李天下綻芳華

“陶老師經(jīng)常教導(dǎo)我們，關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來(lái),、買(mǎi)不來(lái),、討不來(lái)的，必須把核心技術(shù)牢牢掌握在自己的手中,?！辈┦可鷹盍x?；貞浀溃盀榱俗屛覀兡軌蚓o跟時(shí)代步伐,，掌握前沿知識(shí),，陶老師總是將最新的科研成果和經(jīng)典的教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮科研成果和科研平臺(tái)的育人作用,?！?/p>

陶然與學(xué)生交流討論

作為研究生導(dǎo)師,，陶然非常注重學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展、科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐能力的培養(yǎng),。他根據(jù)每個(gè)學(xué)生的興趣和特長(zhǎng),，制定個(gè)性化培養(yǎng)計(jì)劃，提供全方位的指導(dǎo)和支持,。陶然鼓勵(lì)學(xué)生盡早參與科研項(xiàng)目,，以大項(xiàng)目、大團(tuán)隊(duì)和大平臺(tái)為支撐,，幫助學(xué)生在理論、方法,、裝備和應(yīng)用的全鏈條上確立自己的“坐標(biāo)”,。“科教融合,、以教為先”,，陶然的育人實(shí)踐結(jié)出了累累碩果。2012級(jí)信息工程專業(yè)的本碩博學(xué)生趙旭東成功將分?jǐn)?shù)域信號(hào)處理理論應(yīng)用于高光譜觀測(cè)技術(shù)中,，博士期間成果獲得2022年中國(guó)電子學(xué)會(huì)自然科學(xué)一等獎(jiǎng),。本碩博學(xué)生李昂成功將分?jǐn)?shù)域信號(hào)處理應(yīng)用于高價(jià)值飛行器中繼通信，博士期間成果獲得2021年中國(guó)電子學(xué)會(huì)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng),。博士生黃展超成功將信號(hào)處理應(yīng)用于先進(jìn)裝備的無(wú)源探測(cè)載荷中,，博士期間成果獲得2023年中國(guó)指揮控制學(xué)會(huì)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。

“通過(guò)參與這項(xiàng)研究,，在陶老師指導(dǎo)下,，我凝練研究成果，發(fā)表了高水平論文,，體會(huì)到了將理論應(yīng)用于實(shí)踐的科研樂(lè)趣,。”2018級(jí)本科生劉喆在陶然作為指導(dǎo)組核心成員的團(tuán)隊(duì)帶領(lǐng)下,，參與了一項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)觀測(cè)牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器的研究項(xiàng)目,，2021年該項(xiàng)目獲得全國(guó)高等學(xué)校教師自制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)。

陶然與畢業(yè)生合影

作為“全國(guó)高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)”的核心成員,，陶然牽頭提出的“五學(xué)通達(dá)的信息類研究生高階學(xué)習(xí)模式探索與實(shí)踐”獲得2022年高等教育（研究生）國(guó)家級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),。作為導(dǎo)師和導(dǎo)師組成員,，培養(yǎng)的4位博士獲全國(guó)優(yōu)秀博士論文提名獎(jiǎng)，1位獲北京市優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng),，1位獲中國(guó)通信學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng),。他們博士期間的科研成果獲得省部/學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)6項(xiàng)。

潛心攻關(guān),，讓技術(shù)難題不再難

將傅里葉變換精彩的表述用圖形繪制出來(lái),，二十幾歲的陶然從中領(lǐng)略到了科學(xué)無(wú)窮的美感與魅力。1981年,，陶然考入解放軍電子工程學(xué)院（現(xiàn)國(guó)防科技大學(xué)電子對(duì)抗學(xué)院）,，穿著軍裝完成了大學(xué)學(xué)業(yè)。在南京軍區(qū)服役兩年后,，進(jìn)入哈爾濱工業(yè)大學(xué)繼續(xù)深造,。1996年，博士后出站的陶然經(jīng)過(guò)大量調(diào)研,，了解到分?jǐn)?shù)域分析理論與方法為非平穩(wěn)信號(hào)處理和線性時(shí)變系統(tǒng)分析開(kāi)辟了新途徑,，敏銳捕捉到分?jǐn)?shù)域信號(hào)與信息處理這一創(chuàng)新研究方向，并在此后的二十余年中,，瞄準(zhǔn)國(guó)家重大需求,，潛心于分?jǐn)?shù)域信號(hào)與信息處理的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。

受國(guó)家自然科學(xué)基金委杰出青年科學(xué)基金和創(chuàng)新研究群體等項(xiàng)目的支持,，陶然系統(tǒng)性地建立了分?jǐn)?shù)域信號(hào)處理理論體系,，在全球范圍內(nèi)成為分?jǐn)?shù)域信號(hào)處理理論和技術(shù)的主要開(kāi)拓者，成果在導(dǎo)航測(cè)控,、電子偵察,、高光譜衛(wèi)星遙感探測(cè)等系統(tǒng)得到應(yīng)用，使其關(guān)鍵性能指標(biāo)得到有效提升,，攻克了一系列技術(shù)難題,。

陶然團(tuán)隊(duì)與王越院士合影

面向國(guó)家重大需求，陶然刻苦攻關(guān),，“板凳甘坐十年冷”,，潛心研制了高性能系統(tǒng)并裝備應(yīng)用，他的名字和許多國(guó)家重大科技攻關(guān)及技術(shù)推廣項(xiàng)目緊緊連在一起,。

針對(duì)空/天基無(wú)源感知與隱蔽通信等重大應(yīng)用場(chǎng)景中的非平穩(wěn)信號(hào)處理科學(xué)問(wèn)題,，陶然研究發(fā)現(xiàn)空/天基分?jǐn)?shù)域電子偵察、中繼隱蔽通信新機(jī)理,，突破單站高精度輻射源定位,、最低限度隱蔽通信等關(guān)鍵技術(shù)，主持研制高精度合成孔徑輻射源定位系統(tǒng)與抗干擾隱蔽通信裝備，成功應(yīng)用于海面高價(jià)值目標(biāo)電子偵察與戰(zhàn)略飛行器中繼通信,，產(chǎn)生了重要的科學(xué)影響和經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益,。

分?jǐn)?shù)域信號(hào)處理是信息領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向，可以解決諸多經(jīng)典傅里葉變換體系下難以處理的問(wèn)題,。以往研究工作主要圍繞在分?jǐn)?shù)域信號(hào)處理理論體系及其在雷達(dá),、通信中的應(yīng)用。然而,，隨著人工智能,、深度學(xué)習(xí)的發(fā)展，傳統(tǒng)的信號(hào)處理如何和這些前沿技術(shù)相結(jié)合,，成為陶然一直在思考的問(wèn)題,。他抱著“不解決問(wèn)題不罷休”的決心，與時(shí)間賽跑,，與困難角力,，帶領(lǐng)學(xué)生從兩個(gè)具體的研究領(lǐng)域入手，開(kāi)展了兩個(gè)新研究方向,。

陶然指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)

一是分?jǐn)?shù)域高光譜圖像處理,。將分?jǐn)?shù)傅里葉變換的核心與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，應(yīng)用到遙感領(lǐng)域,，大幅提升了性能,。二是分?jǐn)?shù)域計(jì)算成像。將分?jǐn)?shù)傅里葉變換和計(jì)算成像相結(jié)合,，借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重建能力和分?jǐn)?shù)域光學(xué)信息編碼能力，突破了一些傳統(tǒng)方法的瓶頸,。

陶然用自己的一言一行啟迪著學(xué)生,，科學(xué)無(wú)國(guó)界，但科學(xué)家有祖國(guó),，要心懷“國(guó)之大者”,，努力成為可堪大用、能擔(dān)重任的棟梁之才,。

多年來(lái),，陶然主持國(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體、杰出青年,、重大科研儀器研制和重點(diǎn)項(xiàng)目等,，獲得省部/學(xué)會(huì)自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)2項(xiàng),、科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng),。發(fā)表SCI論文200余篇，以第一作者出版信號(hào)處理領(lǐng)域著作,、教材3部,；授權(quán)發(fā)明專利100余項(xiàng),。

潛心科研三十載，躬耕教壇育英才,。曾經(jīng)那個(gè)穿著軍裝的懵懂少年,，早已褪去了青澀。如今的他,，依然保持著飽滿的科研和教學(xué)熱情,。他笑著說(shuō)：“我還從未想過(guò)退休，我要活到老干到老,?！本拖袼?jīng)常勉勵(lì)自己的那樣：探尋真理，永不停步,！傳道授業(yè),，永不停步！報(bào)效祖國(guó),，永不停步,！