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按照课程大纲的要求，在讲授过程中，分别介绍了应变式、电容式、电感式、压电式、霍尔式、光纤、CCD、温度传感器等一些经典传感器的基本原理、特性、测量电路及其应用。各种传感器章节相对独立，可以适当地调整讲授的顺序。传感器的讲授基本遵循从组成结构、工作原理、分类、等效电路、特性参数到应用这一思路。另外结合较常见的被测量，教师适当地总结归纳常用的传感器的使用要点及其选择依据，如都是测量位移的传感器，应变式传感器、电容式传感器或电感式传感器在使用的时候区别在哪；又比如都是做开关，电容式传感器和电感式传感器在原理上是否有区别，等等。以前我校的教学模式是以课堂讲授为主，根据教学内容开设少量的验证性试验。这种教学模式过于注重原理的分析，学生只是机械化地记住了传感器的一些基本概念和工作原理，但是当要解决实际问题时却感觉无从下手，缺乏对传感器的直观认识，甚至有学生体会不到传感器的实际应用价值。鉴于此，我们有必要对传统的教学模式进行探讨，通过教学方法、教学模式的改革让学生切身感受到将“传感与检测技术”的知识学以致用的快乐，实现传统教学方法所未能达到的效果。
1.调动学生的积极性，激发学生学习的兴趣。
教学方法改革的一个关键问题就是如何吸引学生的注意力，培养学生对课程的学习兴趣。在《传感器与检测原理》课程的教学过程中，我们通过平时生活中比较常见的现象来引出相应的教学内容，如通过对吊扇和空调的对比，举出温度传感器的作用；又如教室里的自动感应灯、审讯室的监听设备、家用的电磁炉都是怎样工作的；又如医学上的进步：X照影技术、内窥镜手术等如何实施；机器人如何识别周围环境；最新研制的无人驾驶汽车怎么实现在高速路上的行驶；等等。通过分析吊扇和空调工作原理的区别，引出传感器的重要性。这些实例大大激发了学生的学习兴趣，使学生认识到了学习该课程的重要性，为学生学习该课程后续内容作了准备。
2.充分运用现代教学手段合理使用教具。
传感与检测技术课程的特点是原理多，公式复杂，推理较多。在传统以往的教学中，教师在黑板画原理图或组成图时，一方面图形较为复杂占用很多时间，另一方面图形缺乏立体感，无法形象地描述检测过程，无法激发学生的学习热情。因此在教学过程中，我们通过运用多媒体，让传感器参与的控制/检测系统的过程和结果比较形象化、立体化，让学生对其工作原理有了感性的认识；通过PPT，学生了解了各种不同类型传感器的形状，对传感器有了比较直观的印象。多媒体课件的引入充分激发了学生的学习兴趣，活跃了课堂气氛，使学生对检测系统有了比较全面的认识。
3.教学与实验相结合。
为加强学生的动手能力、创新意识并促进学生对课堂知识的消化吸收，我们设置了相应的实验环节。通过实验学生自己动手接触各种不同类型传感器并搭建其相应的检测系统，一方面通过实验来验证原理，加强对基本定义的理解，另一方面增强了学生的测试技能、动手能力及实际问题的分析能力。
4.教学与科研相结合。
重视教学和科研的结合提高了学生的学习兴趣并拓展了学生的知识面，比如在讲霍尔传感器时，结合实际科研，采用霍尔传感器来定位，通过实际检测系统，对霍尔传感器的应用，包括霍尔元件的电路处理等进行介绍说明，加深学生对霍尔效应和对霍尔传感器工作原理的理解。又比方说，要设计一个测温系统，我们根据不同的测量温度和精度要求会选用不同的温度传感器。又比方结合我校光学工程的特色，在他们比较熟悉的光学类的科研项目中，通过具体的项目介绍各种不同光电类传感器的选取依据，包括不同类型的光源的选取。通过传感与检测原理知识在实际科研中的应用，学生可以更了解传感与检测原理课程学习的重要性。这种模式使学生认识到了传感与检测技术在科研中的重要性，并激发了学生学习的热情。
5.教学与生活、社会需求相结合。
目前，部分同学缺乏对课程学习的兴趣，不了解对本课程学习的意思，光学工程专业部分同学甚至认为跟他们以后的工作、研究方向没有关系，缺乏上课的积极性，不能很好地集中注意力。再加上枯燥理论的学习让他们很难集中精神听课，因此，在课程的讲授中最为重要的就是如何培养学生的学习兴趣，激发他们对本课程的学习热情。在知识点的讲授过程中，根据专业方向的不同，要有侧重点，通过一些热门的话题或他们比较感兴趣的话题引出知识点，如在介绍一种传感器的时候，通过列举一些现实生活中较常见的现象或者仪器，比如在介绍应变式传感器的时候，首先向学生介绍他们较为熟悉的电子秤重计的工作原理等，在介绍电感式传感器时可以先给大家介绍窃听器、拾音器等他们比较感兴趣的设备和比较感兴趣的话题。让学生比较直观地了解不同传感器的工作原理以及它的应用，让学生认识到，传感器在我们平时生活中随处可见，提高其学习的积极性。
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4、一级学科博士学位授权点（10个）：心理学、中国语言文学、新闻传播学、计算机科学与技术、建筑学、土木工程、生物医学工程 [50] 、信息与通信工程、光学工程、理论经济学。
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B003 高校应用数学学报
R037 高压电器
C056 高压物理学报
E005 高原气象
V021 给水排水
N105 工程爆破
E360 工程地质学报
S712 工程管理学报
N049 工程机械
V030 工程勘察
V033 工程抗震与加固改造
C002 工程力学
C073 工程热物理学报
N590 工程设计学报
B031 工程数学学报
T003 工程塑料应用
N064 工具技术
K018 工矿自动化
T563 工业催化
J057 工业工程
N110 工业工程与管理
P009 工业加热
V010 工业建筑
P005 工业炉
Z013 工业水处理
F030 工业微生物
G025 工业卫生与职业病
N037 工业仪表与自动化装置
Z032 工业用水与废水
G207 公共卫生与预防医学
X579 公路
X022 公路工程
X047 公路交通技术
N039 功能材料
M502 功能材料与器件学报
D503 功能高分子学报
E601 古地理学报
E304 古脊椎动物学报
E022 古生物学报
G478 骨科
R047 固体电子学研究与进展
Y013 固体火箭技术
C103 固体力学学报
W007 管理工程学报
W018 管理科学
W008 管理科学学报
W025 管理评论
W016 管理学报
H226 灌溉排水学报
R026 光电工程
R061 光电子•激光
R082 光电子技术
C091 光谱学与光谱分析
C097 光散射学报
R031 光通信技术
N015 光学技术
N033 光学精密工程
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测控专业主要实践性环节：包括军训、金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等。
测控专业就业方向 本专业毕业具备精密仪器设计制造以及测量与控制方面的基础知识与应用能力，能在国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理。该专业既可以进入生产工程自动化企业从事自动控制、自动化检测等方面的工作，也可以在科研单位进行仪器仪表的开发和设计，同时还可以在工程检测领域、计算机应用领域找到适合本专业个人发展的空间。
测控专业培养要求 毕业生应获得以下几方面的知识和能力：
1. 具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;
2. 较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括机械学、电工电子学、光学、传感器技术、测量与控制、市场经济及企业管理等基础知识;
3. 掌握光、机、电、计算机相结合的当代测控技术和实验研究能力，具有现代测控系统与仪器的设计、开发能力;
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主办单位：深圳大学
出版周期：月刊
出版地址：广东省深圳市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1000-2618
国内刊号：44-1401/N
邮发代号：46-206
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1984
期刊收录：
CA 化学文摘(美)(2009)
SA 科学文摘(英)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
期刊荣誉：
Caj-cd规范获奖期刊
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一、精心组织授课内容，理清主线，突出重点。
光学设计课程囊括的知识点比较多，面向不同的教学对象，因为其本身知识积累就不同，而不同的教材组织方式，调强的知识重点也不尽相同，因此需要教师因人而异、不断调整授课内容的组织方式。北京信息科技大学光信息科学与技术专业将该课程核定为32学时，在这么短的课时内，如何选择讲授的知识点来保证教学活动的完成，根据本专业的特点，我们精心组织了教学内容，主要为了理清思路，并突出重点。光学设计涉及到的内容可分为：高斯光学、像差理论、典型光学系统、计算机自动优化方法、光学系统公差分析及光学元件制图等。高斯光学是光学系统分析的基础，光学系统初始结构计算就是基于高斯光学理论的；像差理论是光学设计的重中之重，只有深刻了解了像差理论，才能够自主、灵活的设计光学系统；典型光学系统包括放大镜、显微镜、望远镜等系统，是了解实际光学系统的钥匙，也是光学系统初始结构计算的理论基础；而计算机自动优化方法、光学系统公差分析及光学元件制图等是实践性很强的内容，也是把上述理论知识与实际设计过程联系的纽带。只有理清了这些内容的知识体系，才能有的放矢，条理清楚的讲授。我们经过探索，发现在授课时选择一个实际的光学系统（如开普勒望远镜系统），从它的基本结构讲起，引出物镜和目镜的各自特点，用高斯光学知识分析其放大率、视场角等参数，再引申到实际系统像差对像质的影响，最后讲授怎样设计这样一个系统以及设计中应该注意的问题。这样就能把所有要讲授的内容串联起来，学生就能更好地理清思路，知道哪部分内容的作用以及怎样学习效率更高。另外，讲解时不能一概而论，必须突出重点，每个知识模块的学时要分配得当。比如像差理论是本课程的重点，需要占用较多的学时讲解；而且像差理论这一部分应该把重点放在各种系统参数（比如，光阑大小、位置，材料折射率、相对色散等）对初级像差的影响上，因为这是一个优秀光学设计工程师必须练好的最重要的基本功。最后，处理好知识点与实际光学系统之间的关系。比如要提醒学生每一部分知识点都要结合与实际光学系统设计（包括加工、检测）的关系来学习，做到有的放矢、思路清晰。
二、教学方法的改进
1．课堂教学与课外科技创新实践相结合
学习基本原理知识的目的是为了更好地应用到实际生活中。我们积极鼓励学生参加各种科技创新活动，坚持课堂教学与课外创新实践活动相结合，强化实践能力培养，提高学生的设计与综合分析能力。比如，在学习了照相系统基本知识以后，我们鼓励学生调研如今市场上的各种照相机（包括数码相机、传统相机、摄像机等），让学生考察照相机的基本结构以及重要技术参数，并让学生尝试自己设计一台照相机系统。这样，学生的学习积极性得到大大提高，他们在设计过程中遇到很多问题，再重新回过头在课堂找答案，被动接收变为主动学习，学习效率大大提高。
2．现代多媒体教学技术的使用
多媒体教学是以计算机为核心的教学手段，能交互的综合处理文本、图形、图像、动画、音频及视频等多种媒体信息，更丰富、更复杂的信息多媒体教学对全面提高教学质量，增进教学效果起着不可替代的推进作用。基于多媒体的光学设计课程教学优势包括：第一，图文并茂，简洁直观，激发学生学习兴趣，提高学生学习的主动性。比如在讲授望远系统时，我们把目前世界上的各种望远系统图片投影到黑板上，并列举各系统的优缺点，使学生顿时产生了浓厚的学习兴趣。第二，把教师从繁重的板书中解放出来，更有利于教师语言、人格魅力的发挥，学生可以在相同的时间内获取更多的知识，提高课堂教学效率和教学质量。比如，在讲授各种目镜结构时，由于目镜的种类很多，有惠更斯目镜、冉斯登目镜、凯涅尔目镜、对称式目镜以及广角目镜等，一一板书这些目镜结构和特点非常花时间，而且作用不大。使用多媒体就可以很快的展示各种目镜结构以及特点，从而把更多时间放到讲授目镜选型以及设计中去。第三，教师为主导，学生为主体，二者相互有机结合，实现教与学的良性互动。比如，在学习球差与系统相对孔径以及光阑的关系这部分内容时，我们让学生自己提出各种参数，然后现场用多媒体计算光线轨迹并画出光路图、像差图等，学生再根据像差图提出新的修正结构，直到得出满意的球差。在这个过程中，教师与学生不再是填鸭式的灌输与接受知识，而是很好的互动，并激发了学生学习兴趣。
3．光学设计软件的应用
在光学设计课程教学中，为了演示光线追迹结果及光学系统在各种不同情况下、不同输入光场时的输出光场情况等，需要编制相应的模块软件。但由于编制这样的模块软件工作量大、难度较高，往住使任课老师放弃在教学过程中演示复杂的光学现象，即使有人花大量时间和精力编制出一些，也因为功能不强、效果不佳而影响教学效果。我们将诸如ZEMAX、OSLO、CODE－V等功能强大的商业光学设计软件引入光学设计课程的教学过程，可以减小设计工作量，并且使课程课件的深度得到加强，从而扩大学生的感性认知和视野，增强教学效果。
现有的成像光学分析与设计软件主要有三种，分别为：美国Optical Research Association 公司的CODE－V软件；Lambda Research Corporation公司的OSLO软件；Focus Software Inc开发的ZEMAX软件。其中ZEMAX软件由于界面友好，容易上手，目前占据市场最大份额；我们在课堂教学中采用的也是ZEMAX软件。该软件可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射、折射、绕射等光学模型，并结合优化、公差等分析功能，是将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。课堂利用ZEMAX的计算与模拟功能，鼓励学生通过自主探索，在掌握理论知识的前提下，让学生建立相应的物理模型和数学模型，通过自己输入参数去完成对光学系统的形象化和具体化，并对光学系统像差进行详细了解，为进一步设计提供参考依据。例如，如果要给学生讲授cook三片式透镜组（入瞳10mm，全视场角40°）的结构以及性能，通过ZEMAX可以很形象地显示。图1所示，cook透镜组的二维和三维结构图都可以画出，而且所选三个视场（0视场、10°视场、20°视场）的光线轨迹也可以准确画出，这样就使得学生有更形象、直观的认识。如果要了解该透镜组性能，就可以利用ZEMAX光线追迹程序快速计算出每一条光线的轨迹，并算出各种像差值。该cook透镜组的几种像差图见图2所示，这里只显示了四种像差图：点列图、波像差图、调制传递函数图和场曲、像散及畸变图。根据这些像差图，学生可以对该系统的像差有个全面的认识，可以更进一步改进并优化结构参数。而计算实际像差利用传统的手工计算花费时间是巨大的。 总之，利用光学设计软件，可以使光学设计课程授课效率更高，学生学习兴趣更浓，学习效果更好。
三、课程考核方法的改革
考试已成为课程改革的一部分，与课程的实施方法相辅相成，从而更客观地反映教与学的效果，达到拓展学生的个性，激发其学习能力和兴趣的目的。传统理工科课程通常以闭卷笔试加平时成绩相结合的方式进行考核。针对《光学设计》的课程特点，我们采用了以考核综合知识和能力为主导的考试方法。具体包括：①建立小课题，指导学生撰写小论文。比如让学生们调研目前流行的单反相机的原理并进行初步设计，学生通过查资料，深入调研，强化学生自己思考的过程，同时也能考察一个学生的综合素质。②开展课堂讨论，给予总结评价。这部分的考核主要是通过讨论来考察学生对知识点的应用和具体解决问题的能力。③试卷考核。该部分主要考概念题和思考题，加深学生对理论基本知识的理解和掌握。
通过这三种方式来全面综合地考察、评定学生对该门课程的学习掌握和理解程度，从而更好地反馈和指导教学。这样的考核方法覆盖指标更全面，考核的结果就会更客观合理，能够真实全面反映学生的学习情况与能力水平，有利于对学生的知识和能力进行综合评价。
四、教师自身能力提高
教师是课程改革最直接、最关键的群体，因此教师的自身成长与课程的建设发展密切相关。教师的专业成长不仅仅是教学经历和教学经验的累积与丰富，更是教师由被动到主动参与课程决策、课程运作和课程评价，促进课程、教师和学生共同发展的过程。在不断变革的社会大环境下，教师应树立终身教育和终身学习的观念，即“教育既是为了促进个人的终身全面发展，又是为了促进社会的持续发展和全面进步。”只有具备这样的观念，才能不断解决教育中出现的各种问题，才能建构新课程条件下的目标、教学、评价体系。另外，很多人对于光学设计存在错误的认识，认为只要学好几种光学设计软件就可以进行光学设计。其实，光学设计是一种创造性的工作，它需要经验也需要设计人员有正确的设计思想和设计理念，而软件只是工具而已。光学设计总要从像差补偿开始，如果没有对基础像差理论的深入、正确理解，只是按照已有参数按步就班地操作，光学设计则成了完全的技术工作，毫无思想性可言。对于这部分理论内容要有“板凳要坐十年冷”的准备，从复杂、枯燥的公式中理解设计的基础，打好光学设计的基础。光学设计是一门需要慢慢磨的手艺，作为教师的我们就更要负起责任，不断提高自身水平，不浮躁、不图快，踏踏实实的不断学习，积极地参与科研，积累更多的光学设计经验，这样才能更好地讲授好这门课。
五、结束语
随着科学技术的发展，光学系统的作用越来越被重视，迫切需要光学设计的专业人才，为此高校肩负着培养具有良好光学设计人才的重任。本文对光学设计教学内容与课程设置的安排、教学方式的优化改革以及考核方式多样化等问题进行了研究与讨论，为学生更好地掌握光学设计知识、将来更好地服务于社会打下良好的基础。
参考文献
1 王之江.光学设计理论基础［M］.北京：科学出版社，1985
2 李 林.计算机辅助光学设计的理论与应用［M］.北京：国防工业出版社，2002
3 黄一帆、李 林.光学设计教程［M］.北京：北京理工大学出版社，2009
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Optical Engineering Professional Practice Teaching
System Construction and Exploration
XIAO Yanshan， WANG Fei， HE Huiling
（College of Science， China Three Gorges University， Yichang， Hubei 443002）
Abstract According to Optical Engineering expertise structural characteristics and social requirements， combined with our school practice for Optical Engineering practice teaching system optimization， raised my school Optical Engineering Professional Practice teaching training objectives， build professional practice teaching content， build professional practice teaching hierarchical， multi-module， the system architecture to further improve students 'knowledge， cultivate students' innovative spirit and practical ability， so that students can better serve the photovoltaic industry and the local economic and social development.
Key words optical; practice teaching; laboratory construction
0 引言
按照国家专业目录的指导思想，我校光电信息工程专业的培养目标为：培养既具有扎实的数理基础，又熟练掌握光电技术、光学工程、信号处理、计算机应用与控制方面的知识和各种实验测试技能，了解有关光学工程、光纤通信技术、电子技术、光电图像处理等方面的基础知识，能在光电系统与信息处理、光纤通信与传感及其相关领域从事科研教学、科技开发、工程技术及生产管理的综合型人才。①与机械、电气、电子、材料等专业相比，光电信息工程专业具有非常鲜明的特点，就是其知识的广泛交叉性。②③本专业学生不仅在光电信息的获取、传递、处理及应用等方面具有坚实的理论基础，同时还需在光电信息处理、光电系统设计、光电技术及其应用等专业领域具有扎实的专业知识和熟练的实践技能。④
针对本专业实践教学中普遍存在的实验课课时数不足、学生开展自主创新实验机会不多、学生实验动手能力不强以及实验教学内容明显落后于技术发展等问题，本文提出以行业和社会需求为导向、鼓励学生自主探究和创新、专业实验与专业实践环节相结合的实践教学理念，构建科学的实践教学内容，建立分层次、多模块、系统的实践教学环节，进一步优化和完善学生知识结构体系，培养学生的创新精神和实践能力。
1 实践教学体系的设计
1.1 实践教学层次设计
根据本专业实践教学的要求、功能及特点，实验教学内容可由基础演示型、应用提高型、综合设计型以及研究创新型等四个不同层次的实验组成。
基础演示型实验：实验教学内容与光电专业基础理论课内容相对应，进行基本的专业技能训练。通过开展这类实验项目，帮助学生加深对所学专业课程内容的理解与掌握，并使学生有机会学习正确使用本学科领域的常用仪表和设备。
应用提高型实验：它是基础演示型实验的提高和拓展，根据本专业发展方向和实验室特点，主要实验内容应包括光纤通信与传感技术、光电检测技术以及激光技术等。通过开展这类实验项目帮助学生了解光电专业知识在实际生产生活中的应用领域、光电技术的应用原理和测量方法，提高学生解决实际问题的能力，增强学生的就业竞争能力。⑤
综合设计型实验：它涉及的专业知识内容较广泛，包括光电检测与传感的部分实验，光纤通信的部分实验以及激光技术的部分实验。这类实验内容比较丰富，实验仪器比较复杂，开展这类实验可以培养学生利用所学专业知识解决复杂问题的能力。实验可在老师指导下，由学生自行设计实验方案、实验步骤，并由学生自行实施完成。
通过以上三个层次实验课程的学习，学生学习如何做好实验，掌握研究光电规律和分析光电实验现象的思想和方法，学会分析和评价实验结果，达到激发学习热情、变被动学习为主动学习的目的。由以前教师安排好实验、准备好实验仪器、学生来做实验的状态，过渡到学生在老师的指导下，自己设计实验，自己准备实验仪器完成实验，从而培养和提高学生的综合思维和创造能力。
研究创新型实验：主要安排融合各分支学科和交叉学科的综合创新性实验。特别是突出光电技术与计算机技术、信息前沿科学发展的融合。部分实验项目采用项目式管理模式，题目由学生自由选择，实验时间不受限制，实验室对学生实行全方位开放。由学生自己查阅资料、设计实验方案、选择实验仪器、独立完成实验、撰写总结报告并口头交流，注重创新意识和创新能力的培养，为学生提供发展个性和施展才能的机会。
1.2 实践教学模块设计
本专业的实践教学模块可分为四类，如表1 所示。第一类是基础实验，主要开设在大一、大二学年。这一环节的实验内容主要有计算机语言程序设计、物理实验、数电模电实验以及工程基础训练。这一实验模块主要是学生自己动手进行实物制作，从而提高动手能力。第二类是专业课程设计，包括光电检测与信号处理课程设计、电子线路设计与PCB、光学软件设计、光电子系统课程设计等。课程设计内容与专业理论课知识相衔接，使学生将理论课中学到的知识应用到实践中去。大三年级以后，每学期都开设有专业课程设计环节，而且课程设计的内容逐步与生产实践相结合。第三类是专业综合类实验，包括学科基础实验、光电子学专业实验、毕业设计等。通过这类专业综合实验，来系统训练学生的光电信息专业知识，提升学生的光电信息专业素养。第四类是社会生产实践，包括生产实践、毕业实习等。这类实验包括大学生光电设计竞赛、大学生电子设计大赛、大学生数学建模大赛、寒暑期勤工俭学、毕业实习等。通过统筹安排这些实践内容，使学生尽快了解、认识社会、企业对光电信息专业的实际需求，真正理解专业学习目的，以增加学生毕业后的就业竞争力。
表1 光电信息工程专业实践教学模块
2 实践教学内容的实施
2.1 基础实验
在大二年级之前完成全部基础类实践教学环节，主要是关于仪器、仪表的使用、基本量测量、基本实验技能的训练和基本测量方法等，设计物理、电子学以及计算机技术实验的一些基本实验技能和基本知识点，培养学生的观察能力、分析能力和判断能力。除了传统的演示实验，还包含学生自己动手操作完成的实验，让学生在实验中通过探索获取知识和经验。
通过该实践教学环节，可以使学生具备基本实验技能，学会基本测量仪器的使用，掌握基本的实验方法和经验，为下一阶段的学习打下良好的基础。⑥
2.2 课程设计
课程设计是实践教学体系的重要环节，是理论课程的互补，理论课程中抽象的理论知识可以在课程设计中直观地反映。指导老师根据所学专业课内容给出多个设计题目，学生选择后自己查阅相关资料对所选题目做出课程设计报告。课程设计分布在第2学年与第3学年，这一阶段学生已经有了一定的理论基础及实践基础，可以完成相关课程设计要求。
通过课程设计这一实践教学环节，可以提升学生的思维能力，尤其是锻炼学生应用理论知识解决实际问题的能力。
2.3 专业实验
充分利用现有实验室设备设计专业实验，可将专业实验划分到多个实验室，指导教师在固定实验室指导，学生分组完成规定的实验，有效地克服了实验设备台数不足的问题。毕业设计是教学过程中最重要的实践性教学环节，是本专业学生毕业前的一个重要的综合性实践环节。该实践环节的任务是，通过指导教师对学生有针对性的指导，让学生系统完成选题、文献检索、文献综述、开题、实证研究、论文撰写、论文修改、答辩等各个具体环节，深入探讨专业知识，综合运用专业技能，学会选用合适的研究方法，从而完成毕业论文。毕业设计的目的在于通过这些环节，使学生巩固所学的光电专业知识和各项技能，对培养学生开拓务实的工作学习作风、拓宽专业视野、锻炼专业技能有很好的帮助作用。
2.4 社会实践
社会实践是本专业教学计划中非常重要的实践性教学环节之一，实践形式包括校内实践和校外实践。通过社会实践让学生真正接触、了解社会实际。一方面让学生认识到光电信息专业在社会经济建设中的地位和作用，了解光电信息技术的发展前沿;同时增加学生对光电信息专业的认识和理解，通过本专业知识在实际生产中的应用来巩固所学习的理论知识，培养学生分析和解决工程实际问题的能力;最后通过社会实践让学生熟悉工程技术人员的工作职责和工作程序，学习组织和管理生产的初步知识，培养学生严谨认真的科学态度和严谨求实的工作作风。
3 结束语
根据光电信息工程专业知识结构特点和社会对本专业学生的要求，结合我校实际对光电信息工程专业实践教学体系进行优化，在拓展学生专业知识面的同时，更加注重现代光电信息领域的高、新、尖技术，并且充分利用校内外教学资源，提高学生的综合素质，促进教学改革、科研和产业的发展。
基金项目：三峡大学教研项目（J2014069）
注释
① 中华人民共和国教育部高等教育司.中国普通高等学校本科专业设置大全[M].北京：高等教育出版社，2003：201-202.
② 郁道银，蔡怀宇，葛宝臻，李清，陈晓冬.光电信息工程专业建设的探索与实践[J].光学技术，2007（S1）：293-294.
③ 刘向东，刘旭，刘玉玲.从高等教育的发展到光学工程类专业研究型人才培养方案再调整的思考[J].光学技术，2007（S1）：276-277，279.
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二、电动力学课程教学现状及课程特点
电动力学课程内容，对大多数学生来说感觉到比较难学。原因是知识点较多，抽象难懂。数学推导复杂，要求有较强的数理基础。虽然有些电动力学问题接近实际，比如波导问题、天线问题，但学生要理解和解决这些问题，需要一定的过程，由于上述问题的存在，使初学者常常感到电动力学课枯燥无味、难以入门；上课听讲似懂非懂，下课做题无从下手。并且,由于招生数量的增加,极大降低了师生比,降低了学生与老师交流的几率。同时，现代大学生与80年代大学生比，缺乏主动思考意识和能力，都严重影响电动力学课程的教学效果。
三、教学改革设想及实施
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生物医学工程在国际上做为一个学科出现,始于20世纪50年代,特别是随着宇航技术的进步、人类实现了登月计划以来,生物医学工程有了快速的发展。在我国,生物医学工程做为一个专门学科起步于20世纪70年代,中国医学科学院、中国协和医科大学原院校长、我国着名的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学科最早的倡导者。1977年中国协和医科大学生物 医学工程专业的创建、1980年中国生物医学工程学会的成立,有力地推进了我国生物医学工程的发展。目前,我国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构,从事着生物医学的科研 教学工作,在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。
一、显微镜的发明
“解剖”一词由希腊语“anatomia”转译而来,其意思是用刀剖割,肉眼观察研究人体结构。17世纪lee wenhock发明了光学显微镜,推动了解剖学向微观层次发展,使人们不但可以了解人体大体解剖的变化,而且可以进一步观察研究其细胞 形态结构的变化。随着光学显微镜的出现,医学领域相继诞生了细胞学、组织学、细胞病理 学,从而将医学研究提高到细胞形态学水平。
普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平,难以分辨病毒及细胞的超微细结构、核结构、dna等大分子结构。而20世纪60年代出现的电子显微镜,使人们能观察到纳米(nm)级的微小个体,研究细胞的超微结构。光学显微镜和电子显微镜的发明都是医学工程研究的成果,它们对推动医学的发展起了重要作用。
二、影像学诊断飞跃进步
影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域之一。
50年代x光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法,而今天由于x线ct技术的出现和应用,使影像学诊断水平发生了飞跃,从而极大地提高了临床诊断水平。即计算机体断层 摄影(computed tomography ct),即是利用计算机技术处理人体组织器官的切面显像。x线ct片提供给医生的信息量,远远大于普通x线照片观察所得的信息。目前,螺旋ct(spiral ct 或helicalet ct)已经问世,能快速扫描和重建图像,在临床应用中取代了多数传统的ct,提高了诊断准确率。
医学工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(mri),它不仅 可分辨病理解剖结构形态的变化,还能做到早期识别组织生化功能变化的信息,显示某些疾病在早期价段的改变,有利于临床早期诊断。可以认为mri工程的进步,促进了医学诊断学向功能与形态相结合的方向发展,向超快速成像、准实时动态mri、mra、fmri、mrs发展。根据核医学示踪,利用正电子发射核素(18f,11c,13n)的原理,创造 的正电子发射体层摄影(pet),是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体把pet列为十大医学生物技术的榜首。pet问世不过30年历史,但它已显示出对肿瘤学、心脏病学、神经病学、器官移植,新药开发等研究领域的重要价值。影像学诊断水平的不断提高,与20世纪生物医学工程技术的发展密切相关。
三、介入医学问世
介入医学是一种微创伤的诊疗技术。dotter和judkin(1964 年)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人,他们用导管对下肢动脉阻塞性病变进行扩张治疗取得成功。1967年margulis首先使用过介入放射学,这是医学文献出现“介入”一词的最早记载。1977年 gruenzing成功地进行了首例冠状动脉球囊扩张术获得成功以后,介入性诊疗技术由于其创伤小、患者痛苦少,安全有效而倍受临床欢迎。20世纪80年代随着生物医学工程的发展,高精度计算机化影像诊查仪器、数字减影血管造 影(dsa)、射频消融技术以及高分子(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相继问世,使介入性诊疗技术发生了飞速进步,临床应用范围不断扩大,从心血管、脑血管、非血管管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证,并使诊疗效果明显提高,患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术视为与药物诊疗、手术诊疗并列的临床三大诊疗技术之一,也有人把介入诊疗技术称之为20世纪发展起来的临床医学新领域--介入医学。
四、人工器官的应用
当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时,现代临床医疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能,人们称这种装置为人工器官(artificial organ)。如20世纪50年代以前,风湿性心脏瓣膜病的治疗,除了应用抗风湿药物、强心药物对症治疗外,对病损的瓣膜很难修复改善,不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技术,在心脏停跳状态下切开心脏,进行更换人工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修补,使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科之所以能达到今天这样的水平,主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工血管等新材料、新技术的结果。
肾功能衰竭、尿毒症患者愈后不良,而人工肾血液透析技术已挽救了大量肾病晚期患者的生命,肾病治疗学也因此有了很大进步。
现代生物医学工程中人工器官的发展也非常迅速,除上述人工器官外,人工关节、人工心脏起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床都得到应用,使千千万万的患者恢复了健康。可以说,人体各种器官除大脑不能用人工器官代替外,其余各器官都存在用人工器官替代的可能性。
此外,放射医学、超声医学、激光医学、核医学、医用电子技术、计算机远程医疗技术等先进的医疗技术和仪器设备都是现代医学工程研究开发的成果,综上可见,20世纪生物医学工程的发展,显着提高了医学诊断和治疗水平,有力地推动着医学科学的进步。
五、生物医学工程展望
纵观医学新技术诞生和发展的 历史,从伦琴发现x线到今天x射线诊疗技术的发展,从朗兹万发现超声波到今天b超诊断的广泛应用,从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天mri的问世,从赫斯费尔德发明ct到今天ct成像系统的应用,都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的医学新技术。
(一)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化,远程医疗信息网络化,诊疗用机器人将被广泛应用。
(二)介入性微创,无创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技术,纳米技术和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。
(三)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着pet的问世和应用,形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂型心血管、脑血管影像诊查系统将在21世纪问世。
(四)生物材料和组织工程将有较大发展,生物机械结合型、生物型人工器官将有新突破,人工器官将在临床医疗中广泛应用。
篇10
林艳柳，2012年“国家优秀自费留学生奖学金”获得者。1980年出生，2004年获华南理工大学城市规划与设计专业学士学位，2005年获比利时鲁汶大学人居专业硕士学位，2011年获荷兰埃因霍芬理工大学城市规划与设计方向博士学位。2012年9月于荷兰乌得勒支大学城市规划系进行博士后研究和教学。博士期间，在Urban Studies、Habitat International等知名学术期刊发表多篇学术论文，多次参加该领域国际会议和竞赛，是多种刊物和会议的委员会委员及审稿人。
万里求学路，十载砺剑心。能获此殊荣，我非常感动。这不仅仅是一份奖励，而是一个国家和民族对知识的尊重，对知识分子的厚爱。衷心感谢祖国的养育、导师的培养，以及亲友们无私的扶持。我一定会再接再厉、激流勇进，以期将来能为祖国的发展与进步贡献自己的绵薄之力。——黄斌
篇11
蔡继业教授1944年出生于上海市崇明县庙镇一个农民家庭，小时候生活相当贫困，在地处庙镇的崇西中学读书期间，每天放学回家要帮家里干活，晚上只能在黄豆大煤油灯光下学习，每年的寒暑假加上农忙假，有四个月的时间全天干农活，在这样艰苦的条件下，蔡继业于1962年考上北京大学物理系。父母咬紧牙关跟周围邻居七拼八凑借了钱，他才能坐上68小时的慢车去北京。那是他第一次出远门，不会说普通话，因没钱买鞋而经常打赤脚，学习上也面临着听不懂普通话、与来自全国重点中学的尖子生有相当大的差距，一直到二年级下学期才翻过身来。
1968年，蔡继业毕业，他同届的毕业生几乎都上山下乡，他也被发配至黑龙江第四建筑公司，种过菜、烧过砖，当过混凝土工、钢筋工等。一年后，他成为了一名电焊技术员，两年后当了工长。起早贪黑的劳作并没有磨损蔡继业的科学精神，他设计制作了十吨龙门吊车，带领170多名工人，完成了在当时堪称亚洲最大的大庆化肥厂的60×120平方米落地拱钢机构工程。
1978年，当年上山下乡的人们终于归队，蔡继业也调进了中国科学院安徽光机所，开始做科研工作。1982年，他通过了竞争激烈的EPT考试，获得了到美国哥伦比亚大学化学系公费留学2年的机会。
经年科研结硕果
蔡继业到哥伦比亚大学后，进入哥伦比亚辐射实验室（Columbia Radiation Laboratory）做研究工作，该实验室先后出过7个诺贝尔奖获得者，这里也是发明激光的地方。蔡继业的导师是该实验室的主任乔治・弗林（George Flynn），当时的科研任务是用二极管激光探测法研究CO2分子内振动能量转移，蔡继业与吉姆奥尼尔用快速H原子碰撞CO2分子，首次得到了三原子分子的振动、转动分辨的结果。从此，蔡继业教授开始了他从激光化学到生物纳米技术的漫漫科研路。
在斯坦福大学化学系作为高级访问学者工作期间，斯坦福大学化学实验室负责人理查德・泽尔教授（Richard Zare曾任美国科学委员会主席）安排蔡继业与考斯塔斯一起做碰撞参量对化学反应影响的实验，该实验用交叉分子束加上两个激光器，来选择激发和探测不同平动速度和不同碰撞参量碰撞后，Ba和HI的态-态反应。两个激光器采用了光学-光学双共振加上选择探测激光诱导荧光的方法，才能得到碰撞参量与反应几率的关系。该实验被美国著名报纸《基督教科学箴言报》（The Christian Science Monitor）称为物化领域“有史以来最复杂的实验”，每次实验都要连续工作36个小时，还要保持清醒的头脑做正确的测量，这对人的神经是一个不小的挑战。
迄今，蔡继业与同事已在国际、国内的刊物和学术会议上发表了200多篇论文，五项专利和一本专著（《激光与化学动力学》）。并应邀在斯坦福大学、哥伦比亚大学、UWO大学、香港大学、北京大学、复旦大学、中国科技大学等十多所国内外大学作学术报告。在SCI上已查到他的六篇论文被哥伦比亚大学、西北大学、康奈尔大学、阿岗国家实验室等几十个研究单位在《Science》、《J.Chem.Phys》、《J.Phys.Chem》等国际核心刊物上引用了86次，作为激光化学前沿的重要成果或理论计算的依据被引用。
在生物纳米技术方面，蔡继业教授和他的团队研究了标记的免疫分子的结构与自组装，红细胞对抗体的识别，干细胞的定向分化，首次实现了用量子点标记的细胞表面特异性分子的原位单分子探测等。近5年来，蔡继业教授在国内外刊物上90多篇，已授权发明专利3项，已申报发明专利4项。蔡继业教授目前还负责国家973重大项目子课题――抗体抗原复合物的分子分布特征及功能识别基础，也主持过多个国家自然科学基金项目和一些省部级以上的项目。
春雨润物细无声
目前，暨南大学为蔡继业教授配置了价值25万美元的近场光学显微镜和原子力显微镜，提供了300平方米的实验室，包括3名教授，4名副教授，1名在站博士后和10多名博士硕士生。他正在利用近场光学显微镜和原子力显微镜等先进仪器，进行单个分子的探测和单个细胞的超微结构的研究。同时，他也用他的研究成果回报学校，用他严谨的科学精神和多年的科研经验，担起了培养下一代科学人才的重任。
多年来，蔡继业教授还担任暨南大学生命科学技术学院的从本科到博士教学工作，曾任生科院副院长。他不仅在生物纳米技术的研究工作中取得了可喜成绩，还投入了大量的时间和精力在培养青年学科人才的教育工作上。他兢兢业业，进取创新，发表过多篇本科教育论文。他在论文中表明了自己对本科教育的独到见解，对教学方式也有自己的研究。
篇12
一切物品的制造都离不开材料。“材料物理”就是从电、光、热、声、磁、力等物理性能角度出发，研究各种材料的成分、结构、性能特点以及制备合成、加工应用。
比如家中安装的宽带网络、数字电视，都依靠光纤传播信号。光纤的全名是光导纤维，是根据光的全反射原理制成的。一根光导纤维由高折射率的内芯和低折射率的外套两层组成，光由一端进入，在内芯和外套的界面上经多次全反射，从另一端射出。用特殊的接收仪器，就能接收光纤传递的信号。
又比如很多人家中使用的白光LED灯，也是利用光学原理研发的。众所周知，在可见光的光谱中是没有白光的，因为白光不是单色光，它是由至少两种单色光混合得到的，白色的太阳光甚至是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种单色光合成的。白光LED灯的发光芯片一般发蓝光，在灯内壁涂抹发黄光的荧光层，蓝光照射出来的时候部分被吸收，另一部分则与黄光混合得到白光。
你看，材料物理就是这样一门实用的学科。从光导纤维内外芯材料的研发制造，到白光LED灯芯片和荧光层的设计，甚至是用于航空航天、国防科技项目的新型合金、高分子复合材料……可以说社会需要什么，我们就研究什么。
即使在本科学习阶段，你也要尽可能地去创新。
研究出新材料，或者找到材料的新性质和新应用，是材料物理研究的终极目标。正因如此，学校非常鼓励学生参与创新创业训练项目。老师们会一些材料学研究的前沿问题，有的偏重理论计算，有的侧重实验，大家可以根据自己的兴趣自由选择课题和相关导师。我就在大二学年末申请参与了“光学超晶格中的非对易效应的理论研究”项目。
上过物理课就会知道，当光线入射到某一均匀材料时，会产生折射现象。我们希望有这样一种材料，可以按照人们的需求控制光线入射后产生的折射光的强度。这有什么用呢？举个例子，在光纤通信中，在光源和光导纤维的衔接处设置这种材料，从光导纤维端面反射回来的光通过这种材料时，折射光强度被减弱，就能有效地抑制它对光源的影响，信号也就更清晰。我参与的研究项目就是要设计这种理想中的材料。
从物理学角度说，同样的元素组成，只是内部原子排列方式的不同，也可以形成具有不同性质的材料。把不同材料一层一层有序地叠加起来，或者把某一种材料的内部原子结构重新排列，就可能得到控制光线折射强度的“光学超晶格”材料。
经过大量的研究和计算，对于想要得到多大强度的折射光，相应的光学超晶格材料的结构应该是怎样的，我们最终给出了具体的数学解析表达式。实验、生产中需要产生多少光强偏差的材料，参考解析式给出的结构参数直接制作就可以了。
科研之路非常难走，物理、数学基础要打好。
科研之路本来就是困难重重的，更别提像我们这样刚起步的本科生了。接手“光学超晶格中的非对易效应的理论研究”项目之初，我们甚至都不知道从哪里着手研究。大学里虽然有物理学方面的课程，从牛顿力学、热学、电磁学、光学到电动力学、量子力学都不缺；我们也会学习材料科学方面的知识，包括材料的成分、组织结构、性能特点、加工的工艺技术，但这些都只是入门课，是打基础用的。对超晶格材料，我们只有一些基础概念，到底哪些材料的内部结构经过人工处理可以让光的折射强度产生偏差、哪些材料不适合这样做、推算偏差程度能用哪些公式……根本就是一头雾水啊！
好在前人已经有了一些研究成果。在项目进行之初，我们先花了一段日子阅读大量论文，从中找寻适合的材料。在整个研究过程中，遇到任何问题我们都会先到文献中寻找是否有可以借鉴的解决方案。
做科研还必须具备很强的数学能力。入射与折射本身是一个光学现象，角度和光强计算需要用到数学知识；材料内部的原子排列顺序更要通过数学建模与计算得出。虽然大一、大二学了高等数学、微积分、线性代数等课程，但看到那些动不动就占一两行的复杂公式还是让人傻眼。要解决这个问题，只能不断请教导师，认真看《数学手册》学习公式秘籍。
通过计算得出了解析式，还要由计算机来模拟折射过程，验证解析式是否正确，这时就需要用上MATLAB语言编写程序。这就需要我们熟悉程序语言，所以一有空我们就会上网找编程例子，反复练习。
功夫不负有心人，经过两年的努力，大四那年我们终于提出了自己的研究方案和实验方法，在国际期刊《Optics Communications》上发表了研究成果，我还是这篇论文的第一作者！
转变眼光看事物，抽象思维研究微观世界。
在众多参与创新项目的本科生中，我是幸运的。有些项目因为实验设备不齐全导致实验结果不理想，有些则因为参与者能力不足等原因夭折了。但不管结果如何，这都是大学里难得的科研经历。并且通过科研，我们慢慢地开始具备一个材料物理人的专业素养。
这首先反映在看事物的眼光改变了，我们能站在材料科学的角度认识生活中随处可见的事物。比如路上开过一辆跑车，过去我们会更关注它的外观：“哇，这车真拉风！”现在，我们关注的是这辆跑车轮胎是什么橡胶材料做的、车身的钢材中会添加哪些金属元素、挡风玻璃用什么材料制成……因为材料的选择对汽车的美观、耐用和安全性能有很大影响。比如，轮胎大多用合成橡胶或天然橡胶制作，在制作中，必须加入各种化学添加剂，其中一种很重要的添加剂叫炭黑，主要用来提高轮胎的硬度、强度和耐磨性。
另外，我们开始建立强大的抽象思维和空间想象能力，透过物质表面，研究微观结构和性能。
比如，你知道激光是如何形成的吗？一个原子中的电子有很多能级，当电子从高能级向低能级跃迁时，电子的能量就减少了。这些减少的能量转变成光子发射出去，大量的这种光子就形成激光。那么在跃迁的前后，电子处于什么样的能量状态？重量是多少？运动轨迹是怎么样的？……这可比看得见的橡胶、塑料难懂得多。研究这些存在于微观世界里我们看不见摸不着的物质，离不开各类数据的曲线图、各种模型图像。要在脑子里建立起它们的结构图像，理解它们的性能和变化，不得不佩服自己“脑洞”还挺大呢！
学成之后……
经过四年辛苦的学习，也有了一定的科研经验和成果，难免憧憬未来之路怎么走。
篇13
生物医学工程在国际上做为一个学科出现，始于20世纪50年代，特别是随着宇
航技术的进步、人类实现了登月计划以来，生物医学工程有了快速的发展。在我
国，生物医学工程做为一个专门学科起步于20世纪70年代，中国医学科学院、中
国协和医科大学原院校长、我国著名的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学
科最早的倡导者。1977年中国协和医科大学生物医学工程专业的创建、1980年中
国生物医学工程学会的成立，有力地推进了我国生物医学工程的发展。目前，我
国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构，从事着生物医学的科研教学工作
，在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。
显微镜的发明“解剖”一词由希腊语“Anatomia”转译而来，其意思是用
刀剖割，肉眼观察研究人体结构。17世纪LeeWenhock发明了光学显微
镜，推动了
解剖学向微观层次发展，使人们不但可以了解人体大体解剖的变化，而且可以进
一步观察研究其细胞形态结构的变化。随着光学显微镜的出现，医学领域相继诞
生了细胞学、组织学、细胞病理学，从而将医学研究提高到细胞形态学水平。
普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平，难以分辨病毒及细胞
的超微细结构、核结构、DNA等大分子结构。而20世纪60年代出现的电子显微镜，
使人们能观察到纳米(nm)级的微小个体，研究细胞的超微结构。光学显微镜和电
子显微镜的发明都是医学工程研究的成果，它们对推动医学的发展起了重要作用
。
影像学诊断飞跃进步影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域
之一。50年代X光****和摄片是临床最常用的影像学诊断方法，而今天由于X线CT技
术的出现和应用，使影像学诊断水平发生了飞跃，从而极大地提高了临床诊断水
平。即计算机体断层摄影(computedtomographyCT),即是利用计算机技术处理人
体组织器官的切面显像。X线CT片提供给医生的信息量，远远大于普通X线照片观
察所得的信息。目前，螺旋CT(spiralCT或helicaletCT)已经问世，能快速扫描
和重建图像，在临床应用中取代了多数传统的CT，提高了诊断准确率［1］。医学
工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振(nuclearmagneticresonanc
e)原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(MRI)，它不仅可分辨病理解剖
结构形态的变化，还能做到早期识别组织生化功能变化的信息，显示某些疾病在
早期价段的改变，有利于临床早期诊断。可以认为MRI工程的进步，促进了医学诊
断学向功能与形态相结合的方向发展，向超快速成像、准实时动态M
RI、MRS发展。根据核医学示踪，利用正电子发射核素(18F，11C，13N)的原理，
创造的正电子发射体层摄影(PET)，是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体
把PET列为十大医学生物技术的榜首。PET问世不过30年历史，但它已显示出对肿
瘤学、心脏病学、神经病学、器官移植，新药开发等研究领域的重要价值［2］。
影像学诊断水平的不断提高，与20世纪生物医学
工程技术的发展密切相关。
介入医学问世介入医学是一种微创伤的诊疗技术。Dotter和Judkin(1964年
)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人，他们用导管对下肢动脉阻塞性病变进行
扩张治疗取得成功。1967年Margulis首先使用过介入放射学(InterventionalRa
diology)，这是医学文献出现“介入”一词的最早记载。1977年Gruenzing成功
地进行了首例冠状动脉球囊扩张术获得成功以后，介入性诊疗技术由于其创伤小
、患者痛苦少，安全有效而倍受临床欢迎。20世纪80年代随着生物医学工程的发
展，高精度计算机化影像诊查仪器、数字减影血管造影(DSA)、射频消融技术以及
高分子(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相继问世，使介入性
诊疗技术发生了飞速进步，临床应用范围不断扩大，从心血管、脑血管、非血管
管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证，并使诊疗效果明显提高
，患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术视为与药物诊疗、手术诊疗
并列的临床三大诊疗技术之一，也有人把介入诊疗技术称之为20世纪发展起来的
临床医学新领域--介入医学［3，4］。
人工器官的应用当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时，现代临床医
疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能，人们
称这种装置为人工器官(artificialorgan)。如20世纪50年代以前，风湿性心脏
瓣膜病的治疗，除了应用抗风湿药物、强心药物对症治疗外，对病损的瓣膜很难
修复改善，不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技
术，在心脏停跳状态下切开心脏，进行更换人工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修
补，使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科之所以能达到今天这样
的水平，主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工血管等新材
料、新技术的结果［5］。
肾功能衰竭、尿毒症患者愈后不良，而人工肾血液透析技术已挽救了大量肾病
晚期患者的生命，肾病治疗学也因此有了很大进步。
现代生物医学工程中人工器官的发展也非常迅速，除上述人工器官外，人工关
节、人工心脏起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床都得到应用，使千千
万万的患者恢复了健康。可以说，人体各种器官除大脑不能用人工器官代替外，
其余各器官都存在用人工器官替代的可能性。
此外，放射医学、超声医学、激光
医学、核医学、医用电子技术、计算机远程
医疗技术等先进的医疗技术和仪器设备都是现代医学工程研究开发的成果，综上
可见，20世纪生物医学工程的发展，显著提高了医学诊断和治疗水平，有力地推
动着医学科学的进步。
21世纪生物医学工程展望纵观医学新技术诞生和发展的历史，从伦琴发现
X线到今天X射线诊疗技术的发展，从朗兹万发现超声波到今天B超诊断的广泛应用
，从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天MRI的问世，从赫斯费尔德发明CT到今天
CT成像系统的应用，都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的
医学新技术。循着20世纪医学发展的轨迹，我们有理由预测21世纪新的医学诊疗
技术可能在以下10个方面有重大突破和创新：
(1)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化，远程医疗信息网络化，
诊疗用机器人将被广泛应用。［6］
(2)介入性微创，无
创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技
术，纳米技术和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。
(3)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着
PET的问世和应用，形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂
型心血管、脑血管影像诊查系统将在21世纪问世。
(4)生物材料和组织工程将有较大发展，生物机械结合型、生物型人工器官将
有新突破，人工器官将在临床医疗中广泛应用。
(5)材料和药物相结合的新型给药技术和装置将有很大发展，植入型药物长效
缓释材料，药物贴覆透入材料，促上皮、组织生长可降解材料，可逆抗生育绝育
材料、生物止血材料将有新突破。
(6)未来医疗将由治疗型为主向预防保健型医疗模式转变。为此，用于社区、
家庭、个人医疗保健诊疗仪器，康复保健装置，以及微型健康自我监测医疗器械
和用品将有广泛需求和应用。
(7)除继续努力加强生
物源性疾病防治外，对精神、心理、社会源性疾病的防
治诊疗技术和相应仪器设备的研制受到越来越多的重视与开发，研制精神分析、
心理安抚、生物反馈型诊疗技术和设备将是生物医学工程的新起点。
(8)创伤是造成青年人群死亡的主要原因，研制新型创伤防护装置、生命急救
系统是未来生物医学工程的重要课题。论文帮
(9)即将迎来的21世纪是分子生物学时代，有关分子生物学的诊疗新技术将快
速发展，遗传、疾病基因诊疗技术，生物技术和微电子技术相结合的DNA芯片、雪
白芯片和诊疗系统将被广泛应用。
(10)空气污染、环境污染严重危害着人类健康，研究和开发劳动保护、家庭保
健、个人防护用的人工气候微环境是未来不能忽视的问题。
1997年我国了关于卫生工作改革与发展的决定，提出了奋斗目标：“到2
000年，基本实现人人享有初级卫生保健”，到2010年国民健康的主要指标在经济
发达地区达到或接近世界中等发达国家水平，在欠发达地区达到发展中国家的先
进水平。1999年国家科技部召开了“发展生物医学工程技术战略研讨会”，国家
工程院开展了有关发展我国医疗器械工业战略研究等，对推动生物医学工程产业
发展、落实创新工程战略布置起着重要作用。20世纪人类与疾病做斗争，在医学
诊疗技术上取得了重大成就；但面向21世纪的巨大挑战，我们要动员起来，调整
政策，制定规划，改革医学研究教学的旧模式，发挥现代科学多学科交叉合作的优
势，创建全新的生物医学，为人民造福。
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