中国运筹学会2022年度“最美科技工作者”郭田德教授事迹

发布时间:2022-05-28 阅读量:1602

(一)主要事迹

        郭田德教授长期担任中国科学院大学(简称国科大)数学科学学院副院长,主持学院的日常工作,为中国科学院的研究生教育和本科生教育做出了重要贡献。对于国科大的研究生教育,他作为数学学院的主要负责人,首次试点科教融合的办学模式,获得中国科学院教育教学成果奖一等奖,奠定了当前国科大实行的科技融合的办学方针的基础。在国科大的本科培养方面,他与席南华院士、袁亚湘院士等一起,对标国际一流高校,深入调查了哈佛、麻省理工等多所世界一流高校相关专业本科生课程设置,结合国科大的实际,高标准制定数学专业和非数学专业本科数学课程体系。根据国科大本科“培养相关理工科领域的领军人才”的目标,非数学专业的数学课程设置数学类公共基础课7门,数学理论、方法与计算并重,完全摈弃国内高校理工科“高等数学”模式的课程体系,达到甚至超过国内其他高校数学专业的课程水平,引领了新时期、新理科、新工科要求下的数学课程新体系。国科大本科所有数学课程全部由数学学院负责教学安排,坚持精品化、小班制教学,组织著名数学家和科研一线人员给本科生授课;资深教授针对现代数学的核心领域为本科生开设小班制研讨课,激发学生数学兴趣、拓宽学生学术视野。该授课团队获得首届“全国高校黄大年式教师团队”荣誉称号。他作为“国科大本科数学课程设计和教学组织”项目组的主要成员,获得中国科学院教育教学成果奖特等奖。他二十多年来从事运筹学的人才教育和培养工作,培养研究生近60名,他们都活跃在教学、科研和高科技领域。他所讲授的研究生核心课程《组合最优化》多次获得校级优秀课程,并获得北京高校研究生课程思政示范课程、教学名师。在讲授《组合最优化》课程时,他围绕课程的知识点,进行体系分解,突出思政融入教学要点、重点和难点将理想信念、社会主义核心价值观、中国传统文化融入课程,从“文化自信、爱国主义情怀、中国运筹学家的杰出贡献和算法设计的辩证思维方法”等方面挖掘课程思政元素,在课堂教学中进行思政元素的渗透,润物细无声。学生对该门课程给予高度评价:这门课程我最喜欢,老师把课堂内容和研究思路结合起来,既可以学习知识,又可以锻炼自己的科研思维。在课堂上可以学到很多有用的东西,包括中国人在运筹学领域的贡献,解决问题的思路,老师讲的很清晰,让我受益匪浅。

        自1995 年以来,郭田德教授一直从事指纹自动识别算法及其应用的研发工作。针对大库(千万人级)指纹自动识别系统各个模块中的关键技术,建立了一系列最优化模型,设计了快速准确的求解算法,使得大库自动指纹识别系统的各项指标均能够达到国内外实用的指纹自动识别系统的水平。上述研究成果应用到我国多个省(市)的警用指纹自动识别系统中,在刑事侦查、治安、反恐及维稳等领域发挥了重要作用。该成果先后获得公安部科学技术奖二等奖、中国运筹学会运筹学科技奖、国际运筹学联合会运筹学发展奖二等奖。他在人工智能的基础理论、最优化人工智能求解方法等方面取得了一系列创新性工作。从认知生物学和认知心理学两个层面,探讨了三个人工智能学派所蕴含的机理和具体实现的数学理论和方法,给出未来可解释的和具有创造性的人工智能的一些可能的基础研究方法和研究方向;基于学习的两个主要研究内容,提出了学习的二元分层模式,给出了前端学习、后端学习、前后端组合学习和前后端融合学习的概念,构建了前后端融合学习的理论框架与最优化模型,提出了数据与模型混合驱动的逐层数据再表达的方法;提出了学习最优化方法的概念,设计了旅行商问题、背包问题、二次指派问题等组合优化问题的人工智能求解方法。

        他是科技部国家“数学和应用研究” “十四五” 重点专项的专家组成员,负责“复杂系统的分析、优化、博弈与调控”领域,制定五年实施计划和预算、编制每年的项目指南,为该重点专项的顺利实施做出了重要贡献。

(二)感人故事

        2013 年11 月,国务院学位委员会、教育部印发《一级学科简介》和《博士、硕士学位基本要求》。郭田德教授作为数学学科评议组秘书,执笔起草了《数学一级学科简介》和《数学一级学科博士、硕士学位基本要求》。该项工作历经三年多,组织召开各类会议十几次,按照保证质量、体现特色、突出能力的要求,综合考虑了各学位授予单位数学一级学科研究生培养实际,在反复研究并广泛征求学位授予单位意见的基础上,从数学学科前沿、社会需求、知识结构、综合素养与能力、基本规范等方面研究制定了《数学一级学科博士、硕士学位基本要求》,在保证《数学一级学科博士、硕士学位基本要求》具有可执行性的同时,也为学位授予单位制定本单位博士、硕士学位授予标准留有空间。《数学一级学科博士、硕士学位基本要求》对保证我国数学学科研究生培养和学位授予基本质量,推进数学学科研究生教育评价,提高数学学科建设水平,促进学术交流等方面都具有重要作用,也为社会了解数学研究生教育质量标准,开展质量监督提供了依据。该《基本要求》在十多前年就提出要强调数学学科研究生学位论文的创新性,不要求发表论文,即使在当今的形势和背景下,仍然还是非常先进的理念。该《基本要求》深受各个数学学科研究生培养单位的好评,迄今为止仍然是我国数学学科研究生培养的纲领性文件和国家标准。   

         他长期从事科普工作,先后在北京、上海、陕西、山西、湖南、内蒙古等地为中小学生做科普报告。2015 年10月1日(周六),在大家都在享受十一假期的时候,他为“中科馆大讲堂”做报告《趣味数学:无处不在的运筹学》。当天,有600多名中小学生和家长在中国科技馆一层报告厅听报告,报告气氛热烈,本来安排一个半小时的报告和互动,两个半小时学生和家长还意犹未尽。2018年暑假期间,应内蒙古呼伦贝尔市几所中学的邀请,赴内蒙古自治区中学做科普报告。7月30日上午,呼伦贝尔市南开路中学七八年级150多名学生在班主任老师和部分理科教师的陪同下,在呼伦贝尔教育研修学院一楼报告厅聆听了中国科学院大学郭田德教授做的《趣谈运筹学》数学科普报告,他从自身的经历和浅显易懂的经典小故事入手,深入浅出地讲解了数学中的运筹学在实际生活中的应用。激起了学生们求知的欲望,学生们认真地做笔记,明亮的眼神中流露出对教授的崇拜和对未知领域的渴望。一个半小时的报告在同学们热烈的掌声和意犹未尽中结束。讲座结束后,与会的南开路中学的教师们又抓住宝贵机会和郭教授就如何提升学生数学学习兴趣的话题,进一步沟通交流。在学校的宣传稿《他山之石可以攻玉——海拉尔区南开路中学师生暑期校外活动》中是这样描述的:郭教授平易近人的大师风范激励着南开路中学这支年轻好学的团队不断进取,续写辉煌。 正如大教育家苏格拉底所言:“教育不是灌输而是点燃。”希望并相信我们南开路中学的学子们能以此活动为契机,把郭教授给我们带来的数学学习思想和培养对学科知识的兴趣养成的重要性,内化于心外化于形,真正做到理解、消化和运用到今后的生活学习实际当中。