发布时间：2024-03-02 16:57:35
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的光学工程方向样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
光学三维测量技术按测量原理可以分为摄影测量方法、结构光技术和光学干涉方法。摄影测量法是基于多视角的非主动式测量方法。在普通照明（阳光、日光灯）情况下，由摄像头获取多视角物体图像，利用计算机查找多幅图像的同态标记点，进而获得物体的表面形貌。结构光技术通过不同宽度且明暗相间的结构光照射被测物体表面，获取到的经物体调制的图像，再经过计算获取物体的立体形貌信息。光学干涉法是利用干涉原理进行测量，具有高精度、高分辨率等优点。以下介绍几种常见的光学三维测量方法。三维激光扫描技术根据光学三角形测量原理，以激光作为光源，光电探测器接收反射光，通过对采集到数据进行计算得到物体的深度信息。三维激光扫描仪包括发射器和接收器。发射器射出一束脉冲激光，激光经过物体表面漫反射，沿相同路线射入接收器。由脉冲激光发射到反射被接收的时间tL可计算出扫描点到扫描仪的距离值S。扫描仪内精密测量系统获取每个激光脉冲的水平方向角琢和垂直方向角度茁。依据上述数据计算出扫描点的三维空间坐标（XP、YP、ZP）[1]。
双目视觉技术属于摄影测量方法，是通过视差原理被动测量三维数据的技术。双目视觉技术测量物体三维形貌的原理是，从两个或以上的视角去观察一个物体，获得多张不同视角下物体的二维图片，根据三角测量原理得出同一个像素点的坐标偏差，以此获得测量物体的三维形态。此过程与人眼的立体视觉原理相类似。面结构光系统由投影仪和数码相机组成。投影仪将明暗相间光栅条纹投影到待测物体上。物体高度的变化引起光栅条纹的形变。条纹形变可认为是载波信号相位和振幅被空间物体调制。数码相机拍摄调制后的图像，对其进行解调制，获得物体的整个高度信息值，依照三角法原理，形成物体的三维立体影像[3]。
2光学三维测量的应用
光学三维测量技术具有诸多优势，如非接触式测量、高精确度、快速获得结果等。光学三维测量技术主要应用在虚拟现实、逆向工程、医学工程等领域。
2.1虚拟现实
利用光学三维测量技术对实物外形进行三维形貌扫描，经过三维建模软件处理，在计算机内生成人物、场景的三维模型。由三维模型生成人物动作，实现动画制作，满足电脑游戏、CG特效等场合需要。
2.2逆向工程
逆向工程是利用光学三维测量设备获取物体表面上所有点的三维立体坐标，根据坐标点信息利用三维设计软件进行实物模型重建的过程。逆向工程获得的模型被用于改进、完善原有的产品，被广泛地应用到磨具开发、汽车制造等领域，是现代产品快速开发的重要技术手段。
2.3生物、医学工程
关键词：光电专业；光学元件组装；实训
1 引言
为适应时代及社会发展的需求，提升自己的竞争实力，对于光电相关专业的学生来说，不仅要具备较扎实的理论基础，而且要具备相应的专业技能和素养，如掌握光电子器件和光电子信息系统开发所必需的基本技能和专业技能。光学元件是所有光电仪器的基础[1-2]，针对光学元件开展的系列检测会综合应用到工程光学、物理光学、信息光学等基本原理与知识[3-4]。通过开展光学元件组装实训，可以训练学生综合应用基础知识、综合应用光学实验仪器的能力，并提高学生光学元件装配动手能力。为此在光电信息科学与工程开设“光学元件组装实训”课程具有重要意义[5]。
2 具体实训项目
结合光电信息专业的学科特点，具体开展了以下几项实训内容。
1）光学元件清洁包装与光洁度检测
在日常使用中，光学元件会接触灰尘，水和皮肤油脂等污染物。这些污染物增加了光学表面的散射和对入射光的吸收，这会在光学表面形成热点和腐蚀点，造成永久性的损伤。由于光学元件的材料，尺寸，精度等因素不同，使用正确的处理和清洁方法非常重要。
本实习工位内容涵盖了光学元件的拿取、清洁、包装、光洁度检验。实训中，学生学习光学元件的拿取、清洁、包装方法及注意事项，并进行操作实习；在自己动手对待测光学元件进行清洁后，用三目显微镜对光学元件的光洁度进行检测，对光学窗口、透镜、棱镜、反射镜、滤光片、分划板的光洁度进行检测与分级，并对给定的光学元件进行崩边检查。
2）光学元件外形与面型检测
该实训工位要求学生了解、学习光学元件外形尺寸检测的注意事项，学习光学元件图纸标注外形尺寸的检测方法，并进行光学元件检测操作实习。实训时采用数显游标卡尺，千分尺，高度仪，对光学透镜、光学棱镜以及光学窗口的的外形尺寸和面型进行检测。充分锻炼学生的识图和动手测试能力。
3）光学元件抛光面形位公差检测
自准直仪是一种光学测角仪器它是利用光学自准直原理来观测目标位置的变化，广泛应用于直线度和平面度的测量。它和多面棱镜、标准量块等配合可以检测分度机构的分度误差，此外还可以测量零部件的垂直度、平行度等。
“光学元件抛光面形位公差检测”实训工位要求学生学会光学自准直仪的使用方法，用自准直仪检测平面光学窗口的平行度误差，对分光棱镜的分光角度、直角棱镜90°角、直角光学元件塔差进行误差测量。通过该工位的实训练习，使学生对前期所学光学光路知识得到巩固，让学生在掌握光学原理的基础上，锻炼学生动手调试仪器、认真观察读数、并对实验数据进行分析处理的能力。
4）分光、偏振、衍射光学元件检测
光在传播过程中有不同的振动方向，即光在振动方向上具有偏向性，亦被后来称为“偏振光”。光在传播过程中的不同振动方向增加了一个可被控制的自由度，我们可以通过适当的光路安排或者特殊材料、镀膜等光学元件进一步将偏振状态的改变按一定的规律转换成传播方向、位相、频率以及光强的改变，进而分析一些光参量；反之我们通过光强变化和光参量来测量一些特殊光学元件的分光比和消光比。
本实训工位旨在让学生认知常用的光学分光、偏振光学元件；学习分光元件的分光比检测，并进行操作实习；学习偏振元件的消光比检测，并进行操作实习；以及学习光学元件的衍射现象及衍射效率测试。相关实验通过激光器配合激光功率计进行结果测量。该工位对光电专业的学生来讲，是对其专业知识的进一步形象化普及和巩固，将平时学生在课堂上和书本上学到的光学元件和光学原理实际展现在眼前手边，通过观察和自己动手操作，对这些知识进一步理解。
5）光学镜头组装
光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件，直接影响成像质量的优劣，影响算法的实现和效果。光学镜头组装工位主要锻炼学生的动手操作和调节能力，使学生在理解光学镜头种类和基本光路原理的前提下，对准直镜、远心成像镜头以及变倍镜头等几组光学镜头进行动手拆装，并配合激光器对组装后的光学镜头进行相应的检测校准及参数测量。
6）镜片镀膜检测
使用光学方法测量薄膜厚度有多种方式，例如：棱镜耦合法、光谱法和椭偏法。本实验所使用的是光谱法，利用白光干涉的原理测量薄膜厚度，具有设备成本低，易于搭建光路的优点，是目前在线测量薄膜厚度的主流光学方法之一。
本实训工位要求学生学习和掌握白光干涉测定薄膜厚度的基本原理，通过使用拟合算法和快速傅立叶变换算法来测量薄膜厚度，测量多种类型滤光片的透射光谱并对其参数进行计算。
7）原子发射光谱测量
原子发射光谱法，是依据各种元素的原子或离子在热激发或电激发下，发射特征的电磁辐射，而进行元素的定性与定量分析的方法，是光谱学各个分支中最为古老的一种，在发现新元素和推进原子结构理论方面作出过重要贡献。
本实验使用光谱管组来观测多种气体的原子发射光谱。光谱管组是一种低气压放电管，共包括五支直形光谱管，每支光谱管两端均装有电极。实验时，通过在光谱管的两端加以高压，使管内的气体产生辉光放电，发出一定颜色的光。原子不同，发射的明线光谱也不同，每种元素的原子都有一定的明线光谱。每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此，明线光谱的谱线叫做原子的特征谱线，据此可对元素进行定性分析。实训时，学生使用光谱仪对发射光谱进行采集，通过谱线的条数、位置、颜色来识别出它是由哪种元素发出的，并对相应光管进行标定。
3总结
《光学元件组装实训》是光电信息科学与工程专业重要独立实践课程之一，是一门综合性的实验选修课程。教学目的在于通过课程学习及实际动手操作，使学生能够识别光学元件、知道其光学作用、掌握光学元件的组装和调试等技能，提高学生的综合素质。
课程涉及的学习内容需要学生将所学的理论知识综合应用到实践操作中，注重理论与实践相结合，对学生的动手操作能力及综合素质将有很大的提升。
参考文献：
[1]郁道银，谈恒英. 工程光学[M]. 北京： 机械工业出版社，2006.
[2]梁铨廷，刘翠红. 物理光学简明教程[M]. 北京：电子工I出版社，2010.
[3]郑国经. 原子发射光谱分析技术及应用[M]. 北京：化学工业出版社，2009.
20世纪70年代以来,由于半导体激光器和光纤技术的重要突破，推动了以光纤传感、光纤传输、光盘信息存储与显示、光计算以及光信息处理等技术的蓬勃发展，从深度和广度上促进了光学和电子学及其他相应学科(数学、物理、材料等)之间的相互渗透，形成了一个边缘的研究领域。光电子学一经出现就引起了人们的广泛关注，反过来又进一步促进了光电子学及光电子技术的发展。光电子技术包括光的产生、传输、调制、放大、频率转换和检测以及光信息存储和处理等。因此，可以这么说，现代信息技术的支撑学科是微电子学和光学，光电子学则是由电子学和光学交叉形成的新兴学科，对信息技术的发展起着至关重要的作用。光电子技术是光频段的电子技术，是电子技术与光学技术相结合的产物，光电子技术是光电信息产业的支柱与基础，涉及光电子学、光学、电子学、计算机技术等前沿学科理论，是多学科相互渗透、相互交叉而形成的高新技术学科，其技术广泛应用于光电探测、光通信、光存储、光显示、光处理等高新技术光电信息产业。同时，随着生物医学、生命科学等新兴学科的发展，其中的信息获取手段对光电子技术的依赖程度越来越高，加快了这些学科之间的交叉融合，从而诞生了很多边缘学科，比如生物光子学、光医学等。综上所述，可见光电子技术在现代信息产业技术中的重要地位，因此，光电子技术这门课程不仅是光学工程专业的基础必修课程，也应该作为电子信息工程专业的专业选修课程来开设。
电子信息工程专业的光电子技术课程的基础理论知识包括：光度学基本知识、光辐射传播、光束调制与解调、光辐射探测技术等。其中，光度学基本知识是最基础的内容，包括：电磁波波谱、辐射度学、光度学、热辐射基本定律、激光原理、典型激光器等。光辐射传播包括：光辐射的电磁理论、光波在大气中的传播规律与特性、光波在电光晶体中的传播规律与特性、光波在声光晶体中的传播规律与特性、光波在磁光晶体中的传播规律与特性、光波在光纤波导中的传播规律与特性、光波在水中的传播特性、光波在非线性介质中的传播等。光度学基本知识和光辐射传播这两个基础内容可以说是光电子技术课程基础中的基础，而对于电子信息工程专业的学生来说，这些知识点比较抽象，为了便于该专业学生对光电知识的接受和激发他们的兴趣，因此，在课堂上有必要多花时间重点讲解这部分的知识点，同时在制作PPT教案时尽可能使用图片或动画描述一些原理性的知识。
比如：在讲解激光是如何产生的时候，可制作动画描述自发辐射、受激吸收、受激辐射的原理；在讲解激光器的结构和工作原理时，可制作多色图片对激光在各种光学谐振腔中的受激放大过程进行描述；在介绍各种典型的激光器时，最好收集到它们的实物照片进行讲解；在讲解光波在各种光学晶体中的传播特性与规律时，最好能制作三维立体的图片描述光学晶体的各向异性的特性，相应的公式表达尽量简洁化，然后结合动画描述光波在其中传播时所发生的变化。光束的调制、扫描和解调技术的理论教学内容包括：光束调制的基本原理、电光调制技术、声光调制技术、磁光调制技术、直接调制技术、光束机械扫描技术、光束电光扫描技术、光束声光扫描技术、空间光调制器等。这些知识点的理论基础都是“光辐射在光学晶体中的传播规律和特性”。其中光束调制的基本原理移植了微电子学中微波调制中的很多概念，电子信息工程专业的学生易于理解，但是光束调制和扫描的实现技术中，除了需要使用各种光学晶体以外，还需要使用半波片、全波片、起偏器、检偏器共同组成一个系统完成光束的调制和扫描。这些光学器件对于没有光学工程基础的电子信息工程专业的学生来说比较陌生，因此，在讲解过程中应该通过动画或图片等手段形象地描绘线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光等基本光学概念，并借用相关的光学参考资料对这些光学器件的功能和原理进行简单介绍。
只有这样，才有利于电子信息工程专业的学生深刻理解光束的调制、扫描、解调等技术。光辐射探测技术的理论教学内容主要包括：光电探测的物理效应、光电探测器的性能参数、光电探测器的噪声、光电导探测器—光敏电阻、PN结光伏探测器的工作模式、硅光探测器、光电二极管、光热探测器、直接光电探测系统、光频外差探测的基本原理等。由于电子信息工程专业的学生已经具备了较好的半导体器件理论基础知识，而光电子器件本身也属于半导体器件，因此学生只要掌握了爱因斯坦的光电效应原理，就很容易理解各种光电子器件的工作原理、性能特点及应用领域。该部分所介绍的各种光电半导体器件很可能会在学生将来从事信息产业技术的相关工作中用到，也可能会在将来某些学生跨到光电信息或光学工程相关专业进一步深造时从事相关科研课题研究时用到，比如：PN结光伏探测器、光敏电阻、光电二极管、光电三极管等，都会经常用到。因此，建议在理论教学过程中，除了结合图片等多媒体教学手段介绍相关光电子器件的工作原理外，最好能够给学生展示光电子器件的实物，以便给学生一些感官认识。电子信息工程专业光电子技术课程的系统方面的知识点包括：光电成像系统、光电显示系统等。
其中，光电成像系统的基本器件是电荷耦合摄像器件(CCD)，CMOS摄像器件和电荷注入器件(CID)。目前，CCD摄像器件的应用最为成熟和广泛，主要包括线阵CCD和面阵CCD等，其原理基础仍然是光电半导体器件和两相或三相电极电路的结合。因此，教学中应结合脉冲数字电路知识重点讲解CCD的原理和特点。光电成像系统的内容包括：系统基本结构、基本参数、红外成像系统、红外成像中的信号处理及综合特性等。其中红外成像系统涉及很多应用光学方面的知识，这对没有应用光学基础知识的电子信息工程专业的学生来说比较陌生，而且属于光学工程专业学生的研究方向之一，因此，这部分内容简单介绍即可。而红外成像中的信号处理都涉及电子电路方面的知识，属于电子信息工程专业的范畴，这部分内容可以重点讲解。光电显示系统包括阴极射线管原理、液晶显示原理、等离子体显示原理、电致发光显示原理及多色激光显示原理等，其中前三类显示技术的应用已很广泛和成熟，可以重点讲解，而后两类显示技术比较前沿，可以简单介绍，以便让电子信息工程专业的学生了解当今光电显示技术的发展趋势。电子信息工程专业光电子技术课程应用方面的内容包括：光纤通信、激光雷达、激光制导、红外遥感、红外跟踪制导、光纤传感技术等。这些应用技术可以分别举一个相应的实际应用系统进行介绍，让学生体会到光电子技术的重要性和广泛性，激发他们对这门技术的兴趣。#p#分页标题#e#
对于电子信息工程本科专业而言，毕竟培养的学生不属于光学工程或光电子技术领域的人才，而且电子信息工程专业已有很多属于本专业的实验课程及课程设计，笔者认为光电子技术课程的实验教学应根据该专业学生的理论基础和将来他们最可能需要的工程能力而设置。在该课程中，各种光电子器件和原理、功能及应用最易于电子信息工程专业的学生理解，而且也是电子信息工程师应该具备的基本知识，因此，笔者建议开设一些光电子器件的相关实验课。由于光电子技术课程的总学时设置为48学时，所以建议理论教学为40学时，8学时为实验教学(共4个实验)。
科交叉的边缘科学，它是用现代科学技术的理论和方法，研究新材料、新技术、新
仪器设备 ，用于防病、治病、保护人民健康，提高医学水平的一门新兴学科。
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
。
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［1］。医学
工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振(nu clear magnetic resonanc
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MRI、MRA、FM
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(Interventional Ra
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)、射频消融技术以及转贴于
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(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［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
C T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。
(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。
参考文献
［1］Ge Wang Micheal WV. Preliminary study on helical CT algorithms for
pati ent motion estimation and compensation .IEEE Trans. Medical Imagi
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［2］Minn H， Lapela M， Klemi PJ et al. Predication of surviva l with fl
uorin-18-fluoro deoxyglucose and PET in head and neck caner. J Nucl M e
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［3］Scheinman MM. Catheter Ablation. Circulation， 1991， 83：1489 -1498
［4］杨于彬，生物医学工程与介入性诊疗技术，世界医疗器械，1997，3(9 )：5
0-52
［5］Katircioglu F ， Yamak B，Battalogla B， et al .Long term re sults of
mitral valve replacement with preservation of the posterior leaflet. J
Heart Valve Dis， 1996，5(3)：302
论文摘要:生物医学工程(biomedical engineering,bme)是一门生物、医学和工程多学科交叉的边缘科学，它是用现代科学技术的理论和方法，研究新材料、新技术、新仪器设备 ，用于防病、治病、保护人民健康，提高医学水平的一门新兴学科。
本文就其目前发展情况进行分析讨论。
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。
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。
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。
（五）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。
半导体照明是多学科交叉的领域,需要上中下游产业链互相衔接,更要保持基础研究与应用开发并举,因此需要多元化的人才。既要产品研发人才、工程设计人才,又要市场营销人才、高级管理人才,特别是既懂技术又懂管理又懂照明文化的复合型人才。而目前我国设置照明工程专业的高校为数很少,多年来照明企业对人才培养又没有给予足够的重视,导致了现今半导体照明人才匮乏。于此同时随着大学招生数量的增加,高校学生就业陷入低迷状态。如何根据社会发展需求实现人才的入口与出口对接就成为高等院校服务社会的重要职能。
大连市是我国首批“十城万盏”示范城市之一,是北方重要的LED技术研发基地、生产制造基地,形成了集衬底原材料、外延片制造、芯片生产、器件及LED应用为一体的完整的产业链。经过多年的培育和发展,大连从事半导体照明产品研发、生产及销售的各类企业日益壮大,需要大量照明人才。大连工业大学作为东北地区唯一的一所设置照明工程专业培养方向的高校,积极探索新的人才培养模式。发挥全校学科设置的优势,整合材料学院在发光材料研究、信息学院在电光源与测试技术,艺术学院在工业设计和景观设计的人力资源,从各个角度、各个层面为大连市LED产业发展输送各层次人才。学校注意培养具有创新精神与实践能力的应用型人才,让基础理论传授与创新创意活动共同存在,并使之为专业能力的形成起到支撑作用,实现由专业知识向专业能力的转化。学校协助市科技局举办首届大连市“世纪长城”杯LED应用产品创新设计大赛,承担大连半导体照明检测服务平台建设和中央与地方共建照明工程实验室建设,为区域经济发展作出贡献的同时也使学校的学科建设迈上新的台阶,有自身特色和专业特长的毕业生收到欢迎,体现出产学官合作的优势。
可以相信,随着“十城万盏”示范工程的深入,照明人才培养与半导体照明产业培育将同步发展,从而共同迎来中国半导体照明的美好明天。
实验室的科学研究总体上以适应世界科学技术发展和国国民经济中长期发展战略的需求为出发点，以探索精密测试技术及仪器学科领域的前沿科学技术问题为主，注重新兴交叉学科和综合技术的研究。主要研究方向包括：(1)激光及光电测试技术，(2)新型传感器及仪器自动化，(3)纳米测试及微型光机电集成技术及系统，(4)信息光学及光存储。
实验室清华大学实验区为了使学科发展均衡，特别是把深圳研究院的“光机电研究室”扩建为一个分室。调整后，清华大学精密测试技术与仪器国家重点实验室研究人员的年龄结构更加合理。目前实验区内共有研究人员96名。其中，有工程院院士1名、教授（研究员）31名、 副教授（高级工程师）35名，实验室专职技术管理人员5人（高级实验师3人）。
在2004年的科研项目中，清华实验区承担了国家“973”两个专题项目中的6个子课题；国家“863”课题9项；国家自然基金重点项目1项，面上项目19项：其中1项为国家杰出青年基金；省部重点科研项目6项；国际合作研究项目4个；重大国际合作研究1项。其科研成果年均获国家科技奖1～2项、省部级5～6项；2002到2004三年共获专利权129项。年均200多篇，2004年SCI收录54篇；2004年科研经费达到了3844余万。
原始创新 成绩斐然
清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室的科学研究注重应用基础研究，并以国家的实际需求为最终目标，实验室的许多研究是原创性的，并在实际应用中取得了一系列成果。
超高密度超快速光学体全息存储及相关识别技术研究取得进展
光学体全息存储具有存储密度高、并行传输、冗余度高、寻址速度快和具有关联寻址功能等诸多优点，是光存储研究中最重要的领域之一。实验室在超高密度超快速体全息存储机理、关键技术、小型化系统集成和应用等方面取得了突破性进展，使我国在这一领域的研究达到了国际先进水平。
该项技术的研究成果对于军用、医疗、金融、广播电视等领域大型数据库等数据存储、加密保存和快速传输，制导导弹武器的目标快速跟踪识别锁定等具有十分重要的实用意义。成果的部分相关技术已转为国防重点基金项目实施；该项技术的成功对于提高我国国防能力，保障国家和社会安全等方面研究具有重要意义。
新型微流体器件设计、加工、测试和应用研究成绩显著
新型的微流体系统技术是一个涉及微机械、流动控制和测试等多学科交叉的技术领域，微流体器件与系统在生化检测、医学和航天等领域有重要应用。该项研究是在 “集成微光机电系统”国家“973”项目等的研究基础上完成的，成功实现“微流动机理和技术基础器件和系统设计微制造技术微测试技术应用研究”的微流体技术平台。突破了几个关键技术，研制出了多种关键微器件和应用系统，如：高灵敏度的微量流体控制的微泵和微阀器件及其测试技术、阵列微喷和微推进器系统及其测试技术、生物微量采样和分析芯片的微型仪器技术等。该项技术的研究已经协助创建了两个高科技企业，已有正在发展的产业和应用；以微流体技术平台作为微流体系统开发的基础，将会衍生更多经济和社会效益大的技术和产品。
双频激光理论、现象、器件和在精密计量中的应用研究实现突破
这是一项经长期研究获得的较系统、完整的成果之一：从原理提出，到新器件的研制，再到这些新器件的新特性（效应）的观察发现，然后又利用这些发现创造出新的传感器。在长期的研究中，实验室发现了两个偏振激光模的在腔调谐中的相互竞争（抑制）效应和HeNe激光器和半导体激光器的回馈自混合纳米干涉条纹。首次研究成了以下激光器和测量仪器：应力双折射产生激光频率分裂及双折射双频激光器， 可获得40MHz以上的频差；研制成塞曼-双折射双频激光器，可以产生1 MHz到几百MHz的频率差；成功地将一支普通氦氖激光器“演变”成一个可判向的测量位移的激光器“激光器纳米测尺”；研究成功了激光频率分裂波片测量仪；双折射外腔回馈波片测量仪和激光器偏振、纵模、纵模分裂和模竞争教学实验系统等系列产品。
近年来，精密测试技术与仪器国家重点实验室清华大学实验区也是一系列重大奖项的获得者。2002年，由陆达，潘龙法等完成的“电影数字制作系统及应用研究开发”获得国家科技进步二等奖；2003年，由冯冠平、朱惠忠、刘岩、董永贵等主持完成的“石英数字式力传感器及系列全数字化电子衡器的研究与产业化”获得国家发明二等奖。由叶声华，殷纯永等主持完成的“几何量计量仪器现场校准方法和装置”和由周兆英，朱荣，王晓浩 , 熊沈蜀完成的“MEMS的载体测控系统及其关键技术研究”则分别荣获2004年和2005年的国家发明二等奖。
在省部级科技奖方面，精密测试技术与仪器国家重点实验室清华大学实验区也是建树颇丰。由周兆英、叶雄英、王晓浩等主持完成的“新型微流体器件、结构加工和相关应用研究”获得了2003年度教育部技术发明一等奖；由金国藩、何庆声、曹良才等主持完成的“超高密度超快速光学体全息存储及相关识别技术研究”和由徐端颐，潘龙法等主持完成的“高密度光盘存储技术”则同时获得2005年度教育部技术发明一等奖。
志在一流 勇攀高峰
精密测试技术与仪器国家重点实验室清华大学实验区的学术带头人是金国藩教授。金教授是博士导师，中国工程院院士、教育部科技委副主任，世界光学学会副主席、亚太地区仪器与控制学会主席，美国光学学会（OSA）和国际光学工程学会(SPIE)资深会员。曾任国家自然科学基金委副主任、中国光学学会副主席、中国仪器仪表学会副主席、清华大学精密仪器系主任、机械学院院长等职。自上世纪60年代起从事光学工程研究，是我国光学领域的知名学者，曾主持几十项重大重点科研项目，是我国光学信息存储、信息光学和二元光学的开创人与奠基人，曾获得全国科学大会奖、中国工程院中国工程奖、国家科技进步三等奖，国家教委科技进步一等奖、二等奖、三等奖和第四届国家图书奖提名奖及全国优秀科技图书奖暨科技进步奖（科技著作）二等奖、北京市科技进步一等奖等多个奖项，在国内外220余篇，培养博士研究生40余名，硕士研究生60余名。
【关键词】 高职教育；工程光学；教学改革；考核方式
【中图分类号】G642.4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）33-0-02
武汉软件工程职业学院激光加工技术专业是国家骨干高职院校的重点建设专业，《工程光学》作为该专业的一门专业基础课程，掌握好这门课程的基础知识和实践技能，对学生后续课程的学习和未来的工作，将起到非常重要的作用。但在这门课程的教学过程中，往往很难达到理想的教学效果，分析其主要原因有两点：一是教学内容与企业对高职学生所要掌握的基本技能有一定的差距；二是教师在教学方法和教学内容上往往沿用本科院校的教学方法。因此，加强对高职工程光学基础课程的教学研究，使之适应高职教学要求，充分调动学生的学习积极性，提高教学质量十分必要。笔者结合实际教学经验，提出从教学内容、教学方法、教学手段和考核方式等几个方面进行教学构建。
一、明确培养目标
高职院校光电类专业是面向社会实际需求，培养德、智、体、美全面发展，适应生产、建设、管理和服务的第一线需要，掌握光伏太阳能、光电器件、光电仪器等方面的专业理论知识，从事光电子产品的装配、调试、检测、维护等工作的高素质技能型专门人才。
目前，高职院校在《工程光学》课程教学中普遍存在的问题是：高职《工程光学》的通用教材不够完善，很少有与实际工程问题相联系的例子[1]，缺少生动性、趣味性和启发性的教学内容；在总课时的分配上，理论课时较多，实践应用课时较少；课程考核方式上，理论比重考核大而实践考核少，导致培养的学生所掌握的基本技能与企业对学生所要掌握的基本技能相差较大。因此，在教学中应重新构建如何使高职院校的工程光学课程的设置适应企业对人才的培养目标需求，如何使专业基础理论与后续课程设计衔接、过渡与铺垫，培养学生过硬基本功。
二、改革教学内容
课程教学要以培养学生的综合职业能力、创新能力和高新技术应用能力为抓手。从职业能力培养的角度来分析，确定教学的要求、突出课程的基本内容，这是对课程教学的普遍要求。而落实到《工程光学》这门课程，总体要求是掌握光学的基本概念、基本原理，使学生能根据所学的专业知识来解决工程中的一些实际问题[2]。因此，在教学内容方面笔者根据对人才培养的要求作了如下调整：
（1）重视基础知识和基本原理，适当减少繁杂的数学推导
根据学院国家骨干高职院校的建设方案，以及借鉴兄弟院校的教学经验和企业对人才的需求，完善人才培养方案，重新明确了教学内容和教学要求[3]，《工程光学》属于专业基础课，高职学生一般在大一就开始了该课程的学习。因此，教师应将《工程光学》教学内容紧密、巧妙地融合于各门专业课程中，为学生后续课程的学习打下基础。在理论课程的讲授过程中，由于工程光学课程要求学生具有较扎实的高等数学知识，这恰恰是高职学生的短板。因此，在教学中保证够用的原则下，应注重基本原理、定律的复习引导，适当减少繁杂的数学推导，强调概念的物理意义及其应用，同时既要涉及到相关原理的扩展应用，又要注意把握扩展的深度，这样在学习过程中就可以做到事半功倍，学生学起来也会相对轻松。
（2）根据市场需求，调整教学内容，深化教学改革。
由于《工程光学》课程涉及的内容非常广泛，在保证系统讲授工程光学基础知识的前提下，将生产一线涉及到的新技术、新工艺、新产品、新设备等相关的研究前沿和研究成果融入课堂教学中，同时根据人才培养方案的要求，来选取不同的教学内容。如：激光加工技术专业的学生通过学习几何光学、物理光学的基础知识，光学仪器使用及调试等基本知识从而使之掌握基本光学仪器测量技术，基本光路及光学现象的分析，激光光学器件调试技能，光学零件检测、特性分析等基本技能；光电子技术专业的学生必须具备光学元件的加工与检测，光学元器件的特性分析及调试，光电子设备和精密仪器的光学成像和测量系统分析。
（3）教学内容分理论、实验、实训三大模块有序开展。
理论教学指导实验、实训教学；反过来实验教学有利于对理论知识的理解，实训教学有利于对理论知识的升华。然而传统的实验教学通常在课堂时间内安排一些验证理论知识的实验内容，较少运用理论知识去解决实际问题，而且由于受课时的限制，学生只能做事先安排好的实验，几乎没有选择的余地，这种实验教学模式不利于发挥学生的学习积极性、不利于拓宽学生的知识面、不利于培养学生的工程意识及解决实际问题的能力。结合我院实际，对工程光学课程的实验教学进行了改革，将工程光学实验设置为一门单独的实验课程，制定独立的实验教学大纲，将课程学时数提高到48学时，系统地安排实验，在实验教学内容方面本着“逐步引导、循环上升”的原则[4]开展教学，在完成教学大纲规定的教学任务之余，实验室还面向学生开放，学生不受学时限制，可根据自己的时间来预约实验时间和内容，管理员只需准备好相应的实验器材，在实验过程中出现的问题，主要依靠学生自行解决，教师进行适当的指导，这样极大的锻炼了学生解决实际问题的能力。
实训教学实行“项目型教学”，使学生真正体验“学习的内容是工作，通过工作实现学习”，采用基于工作过程的光学零件加工工艺的实训课程，《光学零件CAD与加工工艺》是一门理论与实践结合紧密的实训课程，是光电仪器设计、光电器件、光学检测技术、光通讯等专业课程的重要联接纽带，是光学工程师和光电仪器工程师所必备的专业基础知识。通过实训使真正实现教室—车间，学生—员工，教师—师傅的转变，在整个实训过程中，分综合型和设计型两部分来安排实训教学内容：
1）综合性实训是通过理论与实践相结合的方式，帮助学生深入理解课程内容。实验内容中包含了“光学零件的上盘、下盘技术”、“光学零件加工工艺流程”、“光学零件加工质量检验技术”、“光学零件的镀膜和胶合工艺”等综合实验。“光学零件的上盘、下盘技术”主要是针对光学零件生产过程中所必需的加工夹具进行设计；“光学零件加工工艺流程”要求学生掌握光学零件的粗磨成型工艺、细磨工艺、抛光工艺、定心磨边工艺和检测的全套生产流程；“光学零件加工质量检验技术”要求学生会对加工工件的表面质量检验、面形检验、棱镜的角度检验、几何尺寸的检验；“光学零件的镀膜和胶合工艺”主要训练学生掌握光学零件特种工艺中薄膜设计和按一定技术进行结合的基本能力。
2）设计性实训是结合课程教学或独立于课程教学而进行的，实训内容具有一定的综合性、探索性。要求学生根据所掌握的Zemax等相应的光学设计软件在电脑上对所设计的产品进行仿真，着重培养学生独立解决实际问题能力和创新能力。
三、改革教学方法和教学手段
教学方法的变通，有利于学生对教学内容的理解，从而提高教学效果。结合实际情况，在授课过程中主要从以下几个方面进行了教学方法和教学手段的改革。
1、利用现代化的教学手段，提高学生的学习兴趣
工程光学课程图多、知识面广、公式推导复杂且具有一定抽象性。应用多媒体课件借助颜色、图像、动画等多种技术将授课内容图文并茂的展示给学生，加深学生对课堂内容的理解，提高学生的学习兴趣，而且可以大幅度扩展授课信息量，收到事半功倍的效果。另外，精心设计的多媒体课件，包括一些典型例题、习题的讲解、现代光学的实际应用，甚至一些光学知识专题讲座，用于课堂教学，同时上传到校园网上，供学生课后学习，以适用于不同要求、不同程度学生的需要。在讲授一些抽象的知识点时，使用多媒体课件能将单调、枯燥的理论知识变为生动、形象的动态画面，易于学生理解和吸收[5]；同时节约了大量的作图时间，有效提高课堂效率，从而解决了课程容量大与有限学时的矛盾。
（2）多做课堂演示实验，多设光学实验选修课程，激发学生的学习激情
课堂讲解与演示实验相结合，学生观看教师的实际操作，更有利于定理、定律的理解，有利于提高教学效果。充分利用已有的示教仪器和设备，适当增加演示实验教学。部分简单的光学演示实验可带到课堂上，对于一些比较复杂的光学仪器如迈克尔逊干涉仪等设备，可以在实验室进行理论教学，在讲到显微镜结构和物镜类型的时候，可将显微镜和物镜拿到课堂上，对着实物逐个部分讲解，再结合书上的光路图，学生就很容易记住显微镜的结构形式和性能参数。在全校大力宣传每年在武汉举办“中国光谷”光博会等重大活动，组织学生到光博会现场参观和学习，同时面向全院增设一些交叉性较强的光学实验公选课，内容向普及性、趣味性方向转移，以激发学生的学习激情。
（3）重视互动教学，创新教学模式，鼓励学生深度学习
为了提高学习效果，采用互动教学法，互动主要包括学生-老师互动、学生-学生互动、学生-内容互动等几种形式。运用互动教学能激发学生在学习上的兴趣，同时鼓励学生深度学习。结合笔者的教学经验：在讲授课程时，要在教学实施方案中设有交流、讨论专题，一般先由教师提出讨论题目、要点、阅读书目，学生可据此进行准备。讨论前可将全班同学分成几个学习小组，组内的每位同学分别承担不同的任务，通过讨论让学生交流各自的学习情况，使学生能相互启发、相互促进，从知识运作、技能训练、语言表达、归纳总结等方面得到充分的锻炼。在讨论过程中，教师可根据学生表达的不同观点，对每个小组的结果进行考评。因此，每个小组成员不但期望自己同组的同学努力，而且自己也会加倍努力，这样大大刺激了学生的学习积极性，有效地帮助师生完成教学任务，同时使师生之间、学生之间的交流更加密切，整个学习过程是通过“组内合作，组间竞争，课堂内外结合[6]”来完成。使同学思维更加活跃，培养了学生探究问题的兴趣、自学能力和独立思考的能力。
四、改革考核方式
课程考核在某种程度上具有导向作用，采取何种形式进行课程考核将关系到教学效果的好坏和教学质量的高低。根据《工程光学》课程内容特点对学生的成绩进行评定时，既要包括对基本知识掌握情况的考核，又要包括知识应用能力的考核。学生的总评成绩可由以下几部分[1]构成。
一是课堂表现和出勤情况，占15%。要求学生定期对教师所讲的教学内容进行总结，并在课堂上谈谈自己在学习中遇到的困难以及最终解决这个问题的办法。
二是知识考试，占40%。转变传统的考试观念，树立以能力测试为中心的考试制度，同时对考试命题提出较高要求，考题要能体现学生分析问题、解决问题的能力，要有利于学生发散性思维、创造性思维的培养。逐步探索多种考试方式，例如可以实行教考分离，考评主要由企业来完成等。
三是实践技能考试，占45%。实践技能主要分实验和实训两部分来进行考核，考核是对学生实践动手能力的高低进行评价，通过考核促使学生努力提高自己的实践技能。
五、结束语
工程光学课程是一门理论性和应用性较强的课程，由于现代光学学科的迅速发展，对工程光学课程的教学改革是教学发展的必然要求。实践证明，通过不断改进教学内容、教学方法对实现高职《工程光学》教学改革的总体目标和提高学生应用光学的能力很有帮助。
参考文献
[1]陈秀华.高职《电工技术》教学改革探索[J].职业技术教育.2011（17）：43-45.
[2]刘登飞.高职高专工程光学课程教学改革与实践[J].教育改革.2011（8）：15-16.
[3]武旭华，肖韶荣，张仙玲.“工程光学”教学改革初探与实践[J].电气电子教学学报增刊.2009（31）：35-36.
[4]丁茹，李辉，赵丽，郑桐.测控专业“光学基础”课程教学改革探讨[C].天津工程师范学院学报
