【踐行教育家精神系列報道之四】教書育人，他很“陶然”
發(fā)布日期：2023-11-16 供稿：黨委宣傳部 吳楠 攝影：本人提供
編輯：吳楠 審核：藺偉 閱讀次數(shù)：【編者按】習近平總書記指出，新征程上,，希望全國廣大教師以教育家為榜樣,，大力弘揚“心有大我、至誠報國的理想信念,，言為士則,、行為世范的道德情操，啟智潤心,、因材施教的育人智慧,，勤學篤行、求是創(chuàng)新的躬耕態(tài)度,，樂教愛生,、甘于奉獻的仁愛之心,，胸懷天下、以文化人的弘道追求”的教育家精神,，牢記為黨育人,、為國育才初心使命，樹立“躬耕教壇,、強國有我”的志向和抱負,，自信自強、踔厲奮發(fā),，為強國建設,、民族復興偉業(yè)作出新的更大貢獻。
為弘揚教育家精神,，黨委宣傳部特別推出“踐行教育家精神系列報道”,，展現(xiàn)北理工優(yōu)秀教師認真貫徹黨的教育方針，教書育人,、培根鑄魂的生動事跡,，激勵鼓舞全體教師為培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人，造就更多可堪大用,、能擔重任的棟梁之才貢獻力量,。
上午在中關村校區(qū)為碩士研究生上課，下午去良鄉(xiāng)校區(qū)為本科生上課,，晚上回到實驗室與博士研究生討論科研問題,，凌晨，他完成了一天的工作,，緩緩起身,，關掉辦公室的燈，走進漆黑的夜色中……這,，就是長江學者特聘教授,、國家杰出青年科學基金獲得者、國家級人才計劃入選者,、國家自然科學基金委創(chuàng)新研究群體帶頭人,、教育部創(chuàng)新團隊帶頭人、北京理工大學信息與電子學院陶然教授的一天,。
自1996年博士后出站留校任教起,，陶然就立下心愿，為我國的科技事業(yè)培養(yǎng)領軍人才,。從教近30年,，他始終面向國家重大戰(zhàn)略需求和經濟社會發(fā)展需要，在教書育人時因材施教、啟智潤心,，在科研攻關中鉆研探索,、不斷創(chuàng)新，用實際行動踐行著北理工師者“為黨育人,、為國育才”的使命擔當,。
躬耕教壇，一定要把知識“講清楚”
“要做好領軍人才培養(yǎng),，教學是第一位的”,，這是陶然一直堅持的工作理念。自留校任教,，陶然連續(xù)多年承擔“數(shù)字信號處理”“現(xiàn)代譜估計”“雷達系統(tǒng)與技術”等本科課程的教學工作,，以及“分數(shù)域信號處理及其應用”“非平穩(wěn)信號處理”“多抽樣率信號處理”“信息安全工程學”“現(xiàn)代信號處理”等研究生課程的教學工作。
“講清楚”,，是陶然課堂教學的明確目標,。教學過程中,，他更重視學生能否及時消化課堂上的知識，隨時調整教學模式,、精準把控教學節(jié)奏,，既不“超速”也不“慢吞吞”。
陶然為學生授課
在信息與電子類專業(yè)課程“信號處理理論與技術I,、II,、III”的課堂上,，陶然會將每學期48學時中的9個學時設置為“研究型教學討論課”,，實現(xiàn)“翻轉課堂”。3-4名學生為一組,，每個小組獨立完成從選題到PPT制作再到課堂匯報的全過程,?！白寣W生站上講臺,，有助于他們把知識掰開了,、揉碎了,、消化了,、學會了,。”陶然說,。
學生“唱主角”，并不意味著老師就可以“休息了”,。陶然在聽學生報告的同時,，與學生們頻繁互動、熱烈討論,?！啊D課堂’是教學模式的創(chuàng)新,，在此過程中,，學生將所學課程知識與前沿科學內容融會貫通,，既增強了對科技前沿動態(tài)的了解，也鍛煉了獨立思考能力,、自學能力與表達能力,，實現(xiàn)課堂知識學習與實踐技能積累的雙重收獲,?！碧杖环窒淼馈Ｔ撜n程先后被認定為校級精品課程和研究型課程,，2020年入選首批國家級一流本科課程，2022年入選教育部“拓金計劃”課程,。
陶然與學生交流討論
“學生不是死讀書本的機器,，在教學過程中需要時刻關注公式背后的物理內涵,，如果學生僅僅是死記硬背,、應付考試、理論無法聯(lián)系實際,，就會在今后的科學研究中毫無抓手、方向不明,、難以自洽,。”陶然說,。為了讓學生學懂弄通，在教學中,，陶然并不局限于一堂課或一本書,，而是順序和倒敘穿插,，點和面聯(lián)系，向內深挖抓細節(jié),，向外拓展講應用,。以傅里葉變換為例，他有時在“點”上的分析非常之細,，對其推導過程逐步演算,；有時在“面”上講解非常之寬，對其在雷達,、通信,、農業(yè),、醫(yī)學乃至食品上的應用介紹得面面俱到,。
為了讓更多師生了解分數(shù)域信號處理領域的前沿理論與技術,，陶然在2021年錄制了配套慕課“分數(shù)域信號與信息處理及其應用”,，課程內容從基本知識原理延伸到具體應用場景,。課程在“學堂在線”上線后,，報名人數(shù)已超23500人,，并被列入由中央宣傳部,、國家發(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“奮進新時代”主題成就展。此外,，陶然還撰寫了課程配套教材《分數(shù)階傅里葉變換及其應用》,，教材出版后廣受好評，已成為多所高校相關課程的配套/輔助教材,。
陶然錄制“信號處理理論與技術”系列課程
陶然用心,、用情,、用行動不斷詮釋著“傳道授業(yè)解惑”的師者使命,，先后被評為北京市高等學校教學名師、首屆北京市優(yōu)秀研究生指導教師,、北京市高校優(yōu)秀本科育人團隊帶頭人,、北京市優(yōu)秀共產黨員,、北京高校優(yōu)秀共產黨員,、北京市師德先進個人,，以及工業(yè)和信息化部“工信先鋒”,；獲評國家級一流本科課程1門,、北京市高等教育精品教材1部,、教育部“拓金計劃”課程2門,。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中,，陶然獲得特等獎,。
育人為本，桃李天下綻芳華
“學習傅里葉變換,，我們要學的不僅是知識本身，還要學習傅里葉先生板凳坐得十年冷的科學精神，更要深刻認識科學無國界,，但科學家有祖國，要學習王越院士,、毛二可院士這些老一輩科學家的愛國情懷……”陶然講道。他主講的“信號處理理論與技術”系列課程作為課程思政建設的優(yōu)秀案例被推薦至新華網“新華思政”線上展示,。
陶然踐行“課程思政”理念，充分利用現(xiàn)代信息手段,，結合多種教學模式,，在課程中援引中外信息安全實例并融入“思政”要素,，引導學生心懷“國之大者”,，激發(fā)學生科技報國的內生動力。
“陶老師經常教導我們,，關鍵核心技術是要不來,、買不來、討不來的,，必須把核心技術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跟時代步伐,，掌握前沿知識，陶老師總是將最新的科研成果和經典的教學內容結合起來,，充分發(fā)揮科研成果和科研平臺的育人作用,?！?/p>
陶然與學生交流討論
“我們聚焦研究生培養(yǎng)中的項目,、平臺、導師等核心要素資源,，梳理打通由重大項目鏈,、創(chuàng)新平臺鏈、導學育人鏈構成的培養(yǎng)‘全鏈條’,，將其與教學實踐、前沿探索,、協(xié)作創(chuàng)新等培養(yǎng)‘全過程’銜接，構建研究生成長空間并動態(tài)優(yōu)化,、螺旋上升,，形成面向研究生創(chuàng)新能力提升的資源聚合‘諧振腔’，實現(xiàn)研究生培養(yǎng)全鏈條與全過程的深度融合,?！碧杖唤榻B。
陶然不斷創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制,，構建“基礎—技術—工程”項目鏈,，實現(xiàn)重大項目鏈與教學實踐共振，結合科學新發(fā)現(xiàn),、技術新突破,、產業(yè)新應用，在突破行業(yè)真難題,、技術真瓶頸中培養(yǎng)學生科學方法和批判思維,。融合打通科技創(chuàng)新平臺，實現(xiàn)創(chuàng)新平臺鏈與前沿探索共振,，依托國家級,、省部級重點實驗室和國家級實驗教學示范中心，構建“采集—傳輸—處理”的“大信息”平臺鏈，利用高端平臺支撐學生前沿探索和科學發(fā)現(xiàn),。依托教育部創(chuàng)新團隊實現(xiàn)導學育人鏈與協(xié)作創(chuàng)新共振,，在校內組建跨學院、跨學科的“大團隊”,，實現(xiàn)人才協(xié)同培養(yǎng),。與航天、電子,、兵器等領域50余家科研院所,、重點企業(yè)開展聯(lián)合培養(yǎng)，共建“產—學—研—用”導學鏈,，實現(xiàn)人才和技術雙向賦能,。
陶然指導學生科技創(chuàng)新
作為研究生導師，陶然非常注重學生的個性化發(fā)展,、科學素養(yǎng)和實踐能力的培養(yǎng),。他根據每個學生的興趣和特長，制定個性化培養(yǎng)計劃,，提供全方位的指導和支持,。陶然鼓勵學生盡早參與科研項目，以大項目,、大團隊和大平臺為支撐,，幫助學生在理論、方法,、裝備和應用的全鏈條上確立自己的“坐標”,。“科教融合,、以教為先”,，陶然的育人實踐結出了累累碩果。2012級信息工程專業(yè)的本碩博學生趙旭東成功將分數(shù)域信號處理理論應用于高光譜觀測技術中,，博士期間成果獲得2022年中國電子學會自然科學一等獎,。本碩博學生李昂成功將分數(shù)域信號處理應用于高價值飛行器中繼通信，博士期間成果獲得2021年中國電子學會技術發(fā)明一等獎,。博士生黃展超成功將信號處理應用于先進裝備的無源探測載荷中,，博士期間成果獲得2023年中國指揮控制學會技術發(fā)明一等獎。
“通過參與這項研究,，在陶老師指導下,，我凝練研究成果，發(fā)表了高水平論文,，體會到了將理論應用于實踐的科研樂趣,?！?018級本科生劉喆在陶然作為指導組核心成員的團隊帶領下，參與了一項創(chuàng)新設計觀測牛頓環(huán)實驗儀器的研究項目,，2021年該項目獲得全國高等學校教師自制實驗教學儀器設備創(chuàng)新大賽一等獎,。
陶然與畢業(yè)生合影
作為“全國高校黃大年式教師團隊”的核心成員，陶然牽頭提出的“五學通達的信息類研究生高階學習模式探索與實踐”獲得2022年高等教育（研究生）國家級教學成果獎二等獎,。作為導師和導師組成員,，培養(yǎng)的4位博士獲全國優(yōu)秀博士論文提名獎，1位獲北京市優(yōu)秀博士論文獎,，1位獲中國通信學會優(yōu)秀博士論文獎,。他們博士期間的科研成果獲得省部/學會科學技術獎一等獎6項。
潛心攻關,，讓技術難題不再難
將傅里葉變換精彩的表述用圖形繪制出來,，二十幾歲的陶然從中領略到了科學無窮的美感與魅力。1981年,，陶然考入解放軍電子工程學院（現(xiàn)國防科技大學電子對抗學院）,，穿著軍裝完成了大學學業(yè)。在南京軍區(qū)服役兩年后,，進入哈爾濱工業(yè)大學繼續(xù)深造。1996年,，博士后出站的陶然經過大量調研,，了解到分數(shù)域分析理論與方法為非平穩(wěn)信號處理和線性時變系統(tǒng)分析開辟了新途徑，敏銳捕捉到分數(shù)域信號與信息處理這一創(chuàng)新研究方向,，并在此后的二十余年中,，瞄準國家重大需求，潛心于分數(shù)域信號與信息處理的基礎和應用研究,。
受國家自然科學基金委杰出青年科學基金和創(chuàng)新研究群體等項目的支持,，陶然系統(tǒng)性地建立了分數(shù)域信號處理理論體系，在全球范圍內成為分數(shù)域信號處理理論和技術的主要開拓者,，成果在導航測控,、電子偵察、高光譜衛(wèi)星遙感探測等系統(tǒng)得到應用,，使其關鍵性能指標得到有效提升,，攻克了一系列技術難題。
陶然團隊與王越院士合影
面向國家重大需求,，陶然刻苦攻關,，“板凳甘坐十年冷”，潛心研制了高性能系統(tǒng)并裝備應用,，他的名字和許多國家重大科技攻關及技術推廣項目緊緊連在一起,。
針對空/天基無源感知與隱蔽通信等重大應用場景中的非平穩(wěn)信號處理科學問題，陶然研究發(fā)現(xiàn)空/天基分數(shù)域電子偵察、中繼隱蔽通信新機理,，突破單站高精度輻射源定位,、最低限度隱蔽通信等關鍵技術，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,，成功應用于海面高價值目標電子偵察與戰(zhàn)略飛行器中繼通信,，產生了重要的科學影響和經濟社會效益。
分數(shù)域信號處理是信息領域的一個重要研究方向,，可以解決諸多經典傅里葉變換體系下難以處理的問題,。以往研究工作主要圍繞在分數(shù)域信號處理理論體系及其在雷達、通信中的應用,。然而,，隨著人工智能、深度學習的發(fā)展,，傳統(tǒng)的信號處理如何和這些前沿技術相結合,，成為陶然一直在思考的問題。他抱著“不解決問題不罷休”的決心,，與時間賽跑,，與困難角力，帶領學生從兩個具體的研究領域入手,，開展了兩個新研究方向,。
陶然指導學生實驗
一是分數(shù)域高光譜圖像處理。將分數(shù)傅里葉變換的核心與神經網絡結合,，應用到遙感領域,，大幅提升了性能。二是分數(shù)域計算成像,。將分數(shù)傅里葉變換和計算成像相結合,，借助神經網絡的重建能力和分數(shù)域光學信息編碼能力，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生,，科學無國界，但科學家有祖國,，要心懷“國之大者”,，努力成為可堪大用、能擔重任的棟梁之才,。
多年來,，陶然主持國家自然科學基金委創(chuàng)新研究群體、杰出青年,、重大科研儀器研制和重點項目等,，獲得省部/學會自然科學獎一等獎2項,、技術發(fā)明一等獎2項、科技進步一等獎2項,。發(fā)表SCI論文200余篇,，以第一作者出版信號處理領域著作、教材3部,；授權發(fā)明專利100余項,。
潛心科研三十載，躬耕教壇育英才,。曾經那個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熱情,。他笑著說：“我還從未想過退休，我要活到老干到老,?！本拖袼洺Ｃ銊钭约旱哪菢樱禾綄ふ胬恚啦煌２?！傳道授業(yè),，永不停步！報效祖國,，永不停步,！
