精益求精、言传身教的引路人

——记西安♀电子科技大学2019-2020学年度“师德标兵”焦永】昌教授

■学生记者 张傲 张闻功

在焦永昌的身上，以身为范早就司】空见惯，也反』复验证着他所写下的那句师德感言——“学高为师，身正为范，言传身教”。

砥身砺行 学高身正为典范

“通常早晨我都是第一个到办№公室的，上课的话我也会提前约半小时到教室把准备工作做好。”在焦永昌看来，作为教师，不仅学问要高，言行举止更要成为典范。“作为一名╳老师，作为学生学业路上的引路人，如果不能做好︽自己，又怎么要求别人呢？”焦永昌如是说。

从事优化算法及天线优化设计的这些年，焦永昌时时刻◣刻都以高标准来要求自己：给学生授课，他会首先把讲授的知识做到融会贯通；要求学生准时到达▽实验室，他会比♀学生早到；给学生布置任务，他会花费更多时间去阅读文献，保持与所在领域最前沿技术同步。焦永◢昌直言，他从不认为自己是灯塔，他只不过是和学生共同进步的研究者。他★勤勤恳恳、以身作则的行为所有人都有目共睹，“师德标兵”的称号是他周◣围的人投票选出来的，也是电院的老师和学生对这样一位德高望重、才学兼备的领路人的认可。

从教30多年来，焦永昌一直工作在一线，在科研与教学任务同等重要的情况下，他坦言只∞能花更多的时间■，甚至是业余时间去备课。为▲了给学生讲好课，在∮完成了一天的科研任务之后，焦永昌会花费休息时间甚至是周六周日的时间去备课，“教学这件事，马虎不得，只有自己熟练并且精通掌握，才能给学生讲授好。”焦永昌说道▂。为此，他不断更新着教≡学内容，通过与学生课堂互动的方式来掌握学生的理解程度。在与学生交流的过程中，他发现只对书中的内容▓进行照本宣科是不▲行的，这样学生发现问题、解决问题的能力永△远无法提升。为了改善传统教学的々这一弊端，焦永昌先后采用了很多方法。在他的课←程里，考试只是检验学生掌握知识的一种途径，更多的情况下，焦永昌会以大作业的形式来考察学生。他会提出某一↘类问题，提供有关天线或者其ξ　他方向的阅读文献，问题有了，平台有了，怎么从中找出自己感兴趣的方向并深刻挖掘，就是对⊙学生能力的考察。通过这一↑考察，往往就能看出学生的层次以及分析问题和解决问题的水平。

授人以渔 做教学改革的先驱者

2010年，焦永昌♀曾接受过一次采访，当时他提出＠“大学的核心竞争力是教师和人才”，十年◆过去了，对于“如何培养创新型人才”这一〒时代主题，焦永昌的初心始终未曾改变。

“我们的教育往往只注重对基础知识的传授，但更重要的‘方法’——这个贯穿◣于学习研究整个过程的有力工具，却没人讲授︼，”焦永昌认为方法论也应该成为＠ 一门课程，针对不同研究，学会运∑　用不同方法解决问题。方法有很多种，数学的方法或是物理的↑方法，比如在复杂天线系统优化设计中，如何将实际问题抽象成数学模型，再将该数学模型转◣化为可解的优化模型，最后利用优化算法求解该优化模型，进而提高整个天线系统的性能指∩标，这一过程十分重◆要。而建立数学模型，运用正确的方法，是成功解决实际问题的关键一步。因此，焦永昌在自己所讲授的《近代工程优化设计方法》等课程中，着重突出idea的重要性，引领学生从源◢头发现问题，予以解决。

除此之外，焦永昌还十分注重↘对学生数学思维的培养。他自己本科是学数学的，多年来已经形成了严①谨的逻辑思维。在给学生教课的过程中，焦永昌发现一些同学的数理基础较差，而这一问题又引╱发了他对现有教育体制的思索。在国〇外一些国家，只有高中课程中数理化科目全得A的学生才进入大学∞学习理学并进入教师行列，焦永昌认▲为这种机制从源头上保证了讲授数理知识教师的专业性，“这些数理基础扎实的教师给工科学生讲授数学课和物理课，有利于培养学生的逻辑思维能力和创新能力。”

焦永Ψ昌在教学过程中重视教学方法的改革，不断更新教学内容，注重结▃合教学内容培养学生提出问题、分析问∴题和解决问题的能力以及创新能力。“选我课的学生来自于不同的学科专业，包括电磁场与微波技术、电⌒路与系统、微电子学与固体电∏子学、控制科学与工▲程、机械工程等专业，既有Ψ博士研究生，又有硕士研究生，选课学生的专业背景和数学基々础差别较大，对相关算法的理解也有偏差。每年我都会根据上一年度的教学情况，结合与课程相关的学科发展现状，更新教学内容，修改PPT，目的是尽可能根据选课学生↙的特点，制订更为合理的教学计划ξ　和考核方式，进一步调动学生听课的积极性，持续改进教学⌒　质量。”学生反映，他在课堂上精力充沛，充满激情；授课形象生★动，妙语连珠，能吸引学生的注意力；课堂知〓识量丰富，教学效『果良好，学生受益匪浅。

夹缝生存 从不可能到「可能

从决定◇选择“高性能天线优化设计”这一研究方向开始，焦永昌从未想过放弃。尽管曾经这个研究方向不被人看好，尽管也坐了很多年“冷板凳”，但焦永昌◣和其团队，用所︼取得的研究成果证明了自己的实力，也充分说明了自己研究领域的重要性。

2011年9月19日发射〗的中星1A卫星，焦永昌及其团队成功解决了该卫星天线正样相位方向图拟合问题，经过卫星在轨测试，天↑线相位方向图拟合算法性能满足技术指标要求和智能天线在轨使用〓要求。用户评价：卫星天线相位方向图拟合算法属国内外首创，处于ω国际领先水平。5年后的2016年，焦永∩昌及其团队解决了星载高增益多波束天线波束优化设计和混合矩阵---馈源路由快速优化问题，所设计的星载多波束天线系统采用60多个馈源，形成100多个波束，覆盖了中国版图，且在服务区内天线的※增益超过∞40dBi，同频复用波束载干比优于12dB。该天线系统已成功◢应用于2016年8月6日发射的天通一号01星，经ぷ在轨测试，该天线性能良好，成果达到了国际先进水平。天通一号01星也被誉☉为“中国版的海事卫星”，具有覆盖范╱围广、通信能力◆强、服务无盲区等优点，可实现我国领土领海及第一岛链以内海洋海岛的全面覆盖。

回想起当年的研究历程，焦永昌表示，有过失败，也有过心酸，但为了解决国家重点型↑号项目中的关键技术问题，团队克服→了一切阻力。2009年，团队用了半年多◤的时间，求解了几万个维数为168的高维非线性优化问题，最终解决了中星1A卫星的“归零”问题。2015年，焦永昌及其⌒团队花了一年多的时间设计星载多波束高增益天线系∏统，采用60多个馈源，形成100多个波束，既要覆盖中国版图并达到超过40dB的高增益，还要考虑100多个波束中的」同频波束干扰抑制问题，优化设计的难度可想而知。焦永昌和他的团队，通过从两个不同的角度出发，建立了相互关联的两个约束非线性优化模型，交替使用和求解这两个模型，可协调点波束的增益和副瓣性能，精准控制每一个波□束∑　，充分挖掘星载多波束天线的潜↙力，使其波束优化计算达到较为理想的设计效果。最终成ㄨ功设计了天通一号01星高增益多波束天线系统。

这一成果是激动人心的，也是值得纪念的。星载多波束高增益天线系统在★天通卫星的成∑功应用，也意味着我国进入了卫星移动通信的手机时代□　，填补了中国自主移动通信系统的空白，打破依赖国外卫星移动通信服务的现状，具有重要的里程碑意义。

眼光长远 自力更生谋发展

尽管目前已经取得了很多研究成果，对于焦永昌而言，这还远远〖不够。“我们要提高学◣科影响力，提高西电在行业内的知名度，就要面向国家重大●战略需求，解决更多的实际问题。”焦永昌如是讲。作为天线♀领域专家，焦永昌应邀在全国天线年会、华为天线↓技术年会等多个学术会议上做了∞报告，在这个过程中，他感受到了行业内的激烈竞争。西电要想提升学科影响力，就必须解决更多实际问题，努力突破关键核心技术，实现在关键领域的自主可控。

从0到1，从敢闯“无人区”到成∴为大师，焦永昌用三十多年的教学时光诠释了科①研人的敢想敢拼、甘之如饴。寒来暑往，秋收冬藏，焦永昌用♀心撒播下知识的种子，用行动收获了丰硕的果实。

“动人以言者，其感不深；动人以行者，其应必速”。焦永昌的领路人之【行，从未结束。