光學成像技術范文10篇

[摘要]根據光學生物成像技術的課程內容，從教學理念，教學內容，教學方法，實驗技能四個方面進行積極的嘗試與探索，以期激發學生學習的積極性，提高學生的綜合應用知識能力，為今后的課程教學提供參考，利于我校專業人才培養。

[關鍵詞]光學生物成像技術；創新性；教學改革和實踐

生物光子學是由生命科學和物理科學相互交叉所形成的一門新興學科[1]。生物光子學是研究光子和生命體相互作用的微觀機制和物理本質，涉及到生物醫學，光子學，材料科學，成像技術等多學科內容，是近年來生物和醫藥領域研究的熱點。其中光學生物成像技術是本文教學改革的重點。光學生物成像是利用生物體某些光學特性(反射、散射、吸收、熒光等)的空間、時間變化來獲得光學圖像。隨便科學技術的不斷發展，光學成像技術已經形成了熒光成像、激光共聚焦掃描成像、遠場超分辨顯微成像、多光子熒光成像、光學相干層析等不同技術[2-3]。光學生物成像由于其檢測儀器發展成熟，操作簡單，高靈敏度、高分辨率，成像速度快和結果直觀等顯著優點被廣泛應用于醫藥研發、生命科學和環境領域[4-5]。因此光學生物成像技術對研究生或者本科生在今后的學習和工作中非常重要。接下來如何提高該課程的教學質量，培養學生的創新意識成為當務之急。本文是結合作者多年來的教學經驗，對光學生物成像技術課程內容的教學改革和實踐問題進行初步探索。

1升華光學生物成像技術教學理念

傳統的光學生物成像技術教學過程中，重點傳授已形成的知識理論體系，忽視對學生獨立思考和創新能力的培養，與現代教育理念的熱點“培養創新人才”相背[6]。在當今科技飛速發展的社會，各學科之間廣泛的交融結合及知識更新周期的縮短，都要求老師轉變教學思想，聚焦高質量教學，反對形式教學。1.1以學生為本，堅持素質教育。與重視知識傳授、輕視實踐能力、重視考試分數的傳統教育相比，現代教育更注重知識向能力的轉化，強調學生實踐能力的鍛造，激發學生的創造潛能，以幫助學生主動學習和強化素質為基本教育目標，旨在全面挖掘學生的自身素質潛能，使知識、能力、素質和諧發展，提高學生的整體發展水準。1.2提高教學質量，強調創新能力教育觀。改變傳統的授課模式，以師生互動的探究式教育思想，推進光學生物技術課堂教學的“質”與“量”的改革。教師將教學內容和前沿研究相結合，更好的提高學生的學習興趣，培養學生嚴謹治學和獨立思考的能力，激發學生的創新思維，有效地提高教學質量。1.3延伸教學課堂，尊重學生個體差異觀。使教師由原來單純講課方式轉化為師生共同參與和積極探索的模式，提高學生的主動性和能動性，培養他們獨立思考和解決問題的能力。重視個體差異，讓學生根據自己的學習興趣和掌握光學生物技術的能力去探索，積極提出自己的新觀點、新問題和新意圖等。通過課堂的延伸教育，啟發學生的各種潛力。

2強化光學生物成像技術教學內容

摘要：近年來，隨著納米生物醫學的進步和光學成像技術的興起，分子影像學呈現出與材料學、化學、醫用物理學、生物醫學工程和基因組學等多個學科緊密融合的發展態勢，基于納米技術的新型分子顯像劑迅速發展，以小分子、肽、抗體和適體修飾的納米粒子已廣泛應用于臨床前研究和臨床轉化，分子影像技術在臨床診療中有重大突破并取得一系列研究成果。多模態分子成像技術在精準診療中嶄露頭角，新一輪成像技術的升級能獲取更多組織和分子層面的信息，進一步促進學科之間的交叉融合。本文著重從光學和光聲分子影像、磁共振分子影像和正電子發射斷層掃描分子影像3個方面的前沿技術和臨床應用做一綜述。

關鍵詞：分子影像學；光聲層析成像；納米生物學技術；化學交換飽和轉移；類淋巴系統

分子影像學能為生物體的早期診療、療效評價和藥物開發提供技術支持，其發展在很大程度上取決于高度特異性成像劑以及高敏感度成像技術的研發。近幾年，分子影像技術與材料學、化學、物理學、生物學和基因組學等多個學科緊密融合，涌現出許多新興的成像劑和成像技術［1］，并在基礎研究和臨床轉化領域取得一系列研究成果。同時，新一代人工智能（AI）技術的發展使得醫工結合愈加緊密［2-3］，分子影像與人工智能的結合將是未來分子影像學重要的發展方向。本綜述著重從光學及光聲成像、MR分子影像和正電子發射斷層掃描（PET）分子影像3個方面的前沿技術展開闡述，并列舉這些技術在臨床中的應用實例。

1光學和光聲分子影像技術

光學分子影像技術是在現代光學技術的基礎上，結合基因組學和蛋白質組學的新興技術。自1960年世界首臺激光器誕生，隨后出現了激光共聚焦掃描顯微鏡、光學相干層析成像和雙光子成像技術等技術。生物醫學光學成像的發展經歷了成像系統由簡單到復雜，成像結果由粗略到精細，涉及的學科由單一到交叉的過程。光學相干層析成像技術作為一種高速的非侵襲性的生物組織的斷層成像技術，其空間分辨力可達微米級別，并擁有實時診斷的優勢，彌補了傳統病理學的不足，早在20世紀90年代已活躍在生物光學成像領域，并應用于神經外科、血管外科等多個臨床科室［4-5］。但光學相干層析成像系統在分辨力和探測深度等方面尚存在不足。近年來，以光聲層析成像（PAT）技術為代表，生物醫學光成像領域出現新興的光聲成像技術和造影劑［6-7］。

1.1PAT及其應用

【摘要】介紹了激光雷達在空間交會對接中的應用,討論了激光雷達作為一種交會敏感器的基本原

理及其被用于測距、測速、測角和姿態測量的具體實現方案。

關鍵詞空間交會對接;激光雷達;激光應用;激光測量

在航天器與空間站的交會和對接過程中,一般將空間站稱為“目標飛行器”,是被動的;將航天

器稱為“追蹤飛行器”,是主動的。交會對接過程分為如圖1所示的三個階段[1]。

圖1交會對接飛行階段的劃分

電影是一種藝術與技術相綜合的工業產品，影片的創作因不同主創人員的藝術水準而風格各異，但只有達到一定的技術水準，才能獲得公映的資格。而這種技術水準（在本文中特指電影畫面的技術水準），往往是由從拍攝到制作的不同階段中相關工作人員的操作水平和全流程設備的配置，以及工序的設置所決定的。在電影技術已經全面進入數字化的今天，從前期到后期，完整流程的工序設置已經相對成熟，并基本成為定式，而且在每一步驟中，制作者基本上都可以比較方便地對質量進行掌握。在這一過程中，除非人為失誤，否則絕大部分環節都不至于對影片畫面的技術水準產生明顯的不良影響。所以，基本排除人為因素之后，如果我們期待更高的制作水準，就意味著必須以高水準的設備配置來實現創作。高水準的設備配置為制作者提供了更多獲得高質量畫面的手段，以此為基礎來完成整部影片的工作流程，無疑成了影片成功的關鍵。選擇精良的設備固然容易，但確認這些設備是否處于最佳的狀態，才是關鍵。所以高水準的設備配置一定離不開高水準的設備整備，只有依靠整備精良、狀態完好的專業設備投入影片的攝制，影片的成像質量才能有足夠的技術保障。

一、前期攝制設備的成像狀態是控制畫面質量的關鍵

控制一部影片的質量，一定要從最關鍵的前期拍攝抓起。從得到高質量的素材開始，控制好源頭的質量，后面制作過程的施展才能有充分的用武之地。而對源頭素材質量至關重要的攝影設備，是決定一部影片技術水準的關鍵。我們知道，一部典型的電影故事片的攝制，必然離不開攝影機、鏡頭，以及必要的燈光、云臺、腳架等大量輔助設備，而決定畫面質量的最關鍵因素，就是攝影機和鏡頭。對這兩類設備的整備水平決定著其成像狀態的優劣，將直接影響影片的拍攝質量。如果投入攝制的設備出現問題，畫面的質量必然直線下降。攝影機的成像水平一定是創作人員最主要的考慮方向。從攝影師的創作習慣，到影片應該選用什么分辨率、什么數據格式、配合什么樣的后期制作流程等，這些要素決定了對攝影機的選擇方向。而這種選擇對于制片方來說并不困難，設備租賃市場上能夠找到的大部分攝影機，都有明確的市場定位，有經驗的操作者可以輕松找到適合自己的拍攝設備。為配合選定的攝影機，同時根據對畫面的構圖預想，以及制片的預算水平，選擇不同焦段和檔次的鏡頭，看似更加司空見慣，沒有什么值得注意的。但流于形式的拍攝前的設備整備及檢查流程，會導致大量問題設備帶病上戰場的情況出現。

二、國內前期攝影設備整備的現狀

對于大部分攝影機常見的包括噪波、色差、壞點，以及丟素材等問題，相關整備和操作人員往往比較注意，常規的檢查和測試后，這類問題也相對比較容易發現，盡管拍攝時偶發和突發的電子故障仍然難以完全避免，但大部分情況下，只有仔細檢查之后未發現問題的機器才會被投入實戰。攝影機出現的技術問題受到了特別關注，而安裝在攝影機前面的各種鏡頭在挑選時接受的就是另一個待遇了，這是一個日趨嚴重卻被經常忽視的問題。這種局面的成因一方面是檢查手段受限，另一方面也跟整備人員的業務水平和經驗相關。因為鏡頭問題并不像攝影機那樣容易暴露出來，相比之下，不借助專業的相關設備，僅憑肉眼檢查鏡頭缺陷非常困難。所以僅憑經驗加上非常簡單的目測觀察就決定選用鏡頭的方式，成了目前國內攝制團隊無奈的常態。其實剛剛出廠的專業電影鏡頭，質量都是比較可靠的，在出廠時所有廠家都會對其進行嚴格質量把關，全新鏡頭出現問題的情況微乎其微。但攝制現場使用的全新鏡頭畢竟是少數，電影鏡頭的精密性決定其不可能大規模生產，于是價格昂貴成了新鏡頭少見的原因之一。而且一支保養到位、狀態良好的電影鏡頭，其使用壽命可以非常持久，沒有必要經常更新。一些鏡頭的使用壽命甚至經常會超過作為配套設備的數字攝影機的換代周期，以至于我在走訪一些鏡頭租賃服務供應商時，還會看到很古老的電影鏡頭。在一些電影設備生產廠家考察和培訓時，我看到他們為關鍵測試設備上匹配的專用鏡頭，竟然是幾十年前東、西兩德合并之前的西德生產，足以見得，在良好的整備條件下，一支鏡頭的超長使用周期。但在國內的現實條件下，大量投入現場拍攝的電影鏡頭真的都是保養到位、狀態良好嗎？我們聽到了很多在前期拍攝階段產生的大量問題和矛盾，都指向了鏡頭的成像狀態。這類問題的出現，應該與鏡頭在長期使用過程中缺乏正確整備和定期檢測維護難脫干系。經過長期廣泛走訪和調研，以及與多家鏡頭維修機構的交流，我們發現目前國內電影鏡頭的使用情況普遍不樂觀。廣泛應用在國內電影攝制領域的大量光學鏡頭，缺乏質量監管和控制，成像質量完全靠肉眼簡單判別，只要整備人員自認為看不出問題就認定其狀態良好。而一只外表上看起來毫無問題的電影鏡頭，盡管外觀干凈整潔，但其內部到底經歷過怎樣的顛簸和錯位，光學成像水平下降到了什么地步，僅從外表是根本無法判別出來的。造成這種情況最主要的原因是，在中國大陸，90％以上電影鏡頭的擁有者都是大大小小的私營租賃公司，他們缺乏專業的電影鏡頭檢測手段，既沒有專用儀器，也缺少具備光學知識的專職鏡頭整備人員。并且他們中也很少有人有動力，去聘請第三方做系統的鏡頭成像質量檢測，因為那無疑會產生額外的支出，作為私營企業，壓縮成本是很自然的經營策略。而沒有機會發現問題，并不意味問題不存在。其實電影鏡頭上經常出現的種種問題，往往都是早已產生，并可以通過客觀檢測發現的。那些影響畫面質量的關鍵問題，我們已經有充分的手段去診斷并排除。但是在很多情況下劇組攝制人員或租賃公司在挑選鏡頭時，相關工作人員一般僅憑肉眼查看前后外鏡片的清潔情況，最多再拉個皮尺確認一下前、后焦距就草草結束，結果就是問題鏡頭被投入拍攝。這是為什么呢？一方面是大家想當然地認為，一支電影鏡頭只要外觀上看起來沒問題，成像質量就不會出現問題。另一方面也受制于器材租賃行業內普遍缺乏客觀檢測設備這一局限，沒有手段去排查鏡頭的問題。由于國內的鏡頭檢測與維修能力幾乎全部掌握在極少數專業機構手中，租賃公司沒有意愿投入資金去掌握相關技術和設備，也極少會配置專職的從業人員對鏡頭進行定期保養。即使有專職人員，也并不一定完全清楚手中鏡頭經過長期使用后的內部狀態，只要沒有攝影師或者劇組找上門來提出鏡頭質量問題，他們也不會主動花錢去做檢測。由于以上原因，鏡頭的成像質量經常出現問題，導致劇組和器材供應方之間由此產生的糾紛不斷出現，雙方的爭執只能根據廠商或者經銷商出具的一紙維修單據來對峙。而且廠商能夠提供原廠的損壞零部件更換業務，于是經由廠方進行的檢測往往同時伴有維修操作，所以只檢測不維修的情況很少出現。不損壞就不檢測，成為了國內很多電影鏡頭提供方的常態。在膠片時代，國內曾經有拍攝電影之前先拍攝試片的傳統，用以驗證即將使用的膠片特性是否符合需要。這種試片的拍攝，實際上也是對拍攝設備的一種檢測，成為預先控制影片畫面質量的良方。盡管膠片的表面藥劑配方、洗印工藝及顯影特性早已成為定式，但為了追求更好的成像效果，大部分劇組的制片方都會在攝影師指導下去完成試片的拍攝，以確保質量可控。目前隨著數字技術的進步，電影膠片退出歷史舞臺，所見即所得的數字拍攝手法，使得完全通過現場監視器把握畫面質感成為了攝影現場的主流。攝影師們不再需要拍攝試片，制片方也樂得省下這一成本，于是，基本上攝影組的工作人員在開拍前草草完成試機工作后就直接開工了。由于省去了試片拍攝和洗印工序，攝影組里的每個人可能都不知道自己手中設備的實時狀態，只要攝影機沒出故障，監視器中畫面大致表現尚可，就不會有人關注鏡頭實際成像水準的優劣。有時這些臨時租來的鏡頭前一天剛從條件惡劣的沙漠外景片場上退下來，今天就直接投入廣告影片精致的室內細節拍攝。鏡頭外部被清潔之后，看起來嶄新如初，但內部的滑軌機構和帶固定阻尼的潤滑材料早已被難免的細沙進入所侵蝕，短暫的試機并不能及時發現鏡頭的缺陷。而且更重要的是，經過顛簸和反復使用，內部各鏡組和復雜的各個環狀旋轉機構的相對位置經常會發生細微變化，導致成像質量下降。僅憑現場小小的監視器，很難發現今后呈現在大銀幕上時凸顯的成像問題。

三、電影鏡頭缺乏良好整備對成像質量的影響

摘要：數字博物館三維展品陳設是在繼承傳統博物館陳設模式的基礎上進行的革新，通過“數字化”的方式展現實體博物館的文物展示、收藏、信息傳播、教育、研究等功能，是運用數字技術對博物館職能的再現、延伸與擴展.因此只有充分利用和發揮數字技術，做好傳統博物館向現代化的實體博物館結合數字博物館的方向轉型，將陳設模式以傳統的“實物導向”向“信息導向”發展，即將展品三維化的基礎上對展品的內涵作為展示的重點.從而突破傳統博物館陳設模式受時間和空間的局限.

關鍵字：數字博物館；實體博物館；陳列設計；三維展品

博物館是傳播人類優秀文化遺產的重要場所，法國擁有1700個博物館，平均三萬人就有一個博物館，陳列設計各具特色.我國文物資源豐富，但人均所享有的博物館資源卻十分有限而且分布不平衡，在科技信息高速發展的今天，依靠傳統的博物館顯然已不能很好的承擔教育、保存、研究以及資源共享的任務，數字博物館作為傳統博物館功能的延伸，它為文物鑒賞和保護提供了跨越時空的全新方式，陳列展示是履行現代博物館中心職能———教育職能的主要手段與方法[1].數字博物館三維展品陳設形式并非以簡單的二維、三維形式呈現，而是通過“數字化”的方式展現實體博物館的文物展示、收藏、信息傳播、教育、研究等功能，是運用數字技術手段對博物館職能的再現、延伸與擴展.不同于將實體博物館文物陳列展示數字化成照片、影像連接到互聯網上展示，更不是將文物數據庫的所有信息進行初級分類的羅列[2].相對于實體博物館陳列語言，它以互聯網作為展示平臺，將展品數字化、動態化和互動化，是另一種新型的向觀眾傳遞信息的傳播媒介.

1三維展品陳設是傳統陳設的革新

傳統博物館陳設模式是簡單的實物陳列、圖文介紹，形式單一、片面.數字博物館三維展品陳設是在繼承傳統博物館陳設模式的基礎上進行的革新，通過“數字化”的方式展現實體博物館的文物展示、收藏、信息傳播、教育、研究等功能，是運用數字技術對博物館職能的再現、延伸與擴展.因此只有充分利用和發揮數字技術，將陳設模式以傳統的“實物導向”向“信息導向”發展，即將展品三維化的基礎上對展品的內涵作為展示的重點.從而突破傳統博物館陳設模式受時間和空間的局限（.見圖1）

2三維展品陳設是數字化陳設的延展

摘要：高校光學超凈實驗室作為光學相關學科研究的基礎條件，為了保證光學超凈實驗室內的各種光學儀器設備能夠高效運行，對光學超凈實驗室的環境管理，如潔凈度、濕度、溫度等參數，以及室內光學儀器設備的運行進行有效管理是至關重要的。本文結合南京工業大學海外人才緩沖基地分析測試中心光學超凈實驗室的管理運行模式，從光學超凈實驗室的環境管理、安全管理及其內部的光學儀器設備運行管理這幾個方面進行了探討。

關鍵詞：高校光學超凈實驗室管理

1光學超凈實驗室簡介

超凈間（CleanRoom），也稱為無塵室或潔凈室。超凈間是指經過特別設計，將室內空氣中的微粒、有害空氣、細菌、室內溫度、潔凈度、壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動及照明、靜電控制在某一需求范圍內的房間，且不論外在空氣條件如何變化，具有維持原先所設定要求的潔凈度、溫濕度及壓力等性能的能力。超凈間最主要的作用在于控制其內部存放物品所接觸的大氣潔凈度及溫濕度，使物品能在一個合適的環境中生產、制造、存放等，此空間稱之為超凈間。光學超凈實驗室主要是指環境空間條件可以滿足光學研究要求的超凈實驗室，其中光學研究主要包括：光學器件制備、光學成像、光電檢測等。

2光學超凈實驗室運行環境管理

超凈室主要由空調機組、過濾系統、進排氣通道等組成。其工作原理為：氣流經過初效、中效和高效空氣過濾處理，通過空調和風機送入超凈室并將室內的塵埃經回風夾道帶走。重復以上過程，即可達到超凈室對空氣的凈化目的［1］。2．1光學超凈實驗室潔凈度管理。潔凈度是指單位體積空氣中所含懸浮粒子數量的程度。根據不同的潔凈度可以將超凈室劃分為不同的等級。按照我國超凈室的標準（GB50073－2001）規定，超凈實驗室潔凈度等級如表1所示［1］。超凈實驗室潔凈度的監測是通過微粒計數儀對室內懸浮粒子的測試來完成的。通過控制室內的產塵活動、嚴格阻止灰塵進入室內和有效地將室內的灰塵排出這三大環節可以對超凈室的潔凈度加以控制［2］。室內產塵的主要源頭是儀器設備機械摩擦，紙箱，人體行走等，為了減少上述產塵量，光學超凈實驗室需明確規定：（1）儀器進駐必須在室外拆箱，并擦拭干凈方后才可允許進駐；（2）所有進出人員需穿防靜電服；（3）室內操作需使用無塵布代替紙張；（4）此外還需控制一定時間內的進入人員及攜帶物品數量，避免短時間內潔凈度超標；（5）為了保證超凈實驗室處于正壓狀態，進出人員需養成隨手關門的習慣，且忌同時開啟兩扇門，以減少外界空氣的進入。超凈室采用不同的氣流工作方式可獲得不同的潔凈度，超凈室氣流方式可分為層流式（Laminar）、亂流式（TurbulentFlow）、復合式（MixedType）三大類。層流式超凈室是將室內的臟空氣靠活塞推出作用沿整個斷面被迅速排至室外，從而達到空氣凈化的目的，其超凈室等級為百級。亂流式超凈室是靠稀釋作用把原來含塵濃度高的室內空氣沖淡，從而達到凈化的效果，其超凈室等級通常為千級和萬級。復合式超凈室的氣流運動即有亂流式超凈室氣流向四周擴散、混合的稀釋作用，又有層流式超凈室氣流的推出作用，兩者復合或并用，使得復合式超凈室的局部可達到超潔凈的空氣［1］。為了確保實驗室內的氣流暢通，實驗室管理人員需定期清潔和更換空調和空氣的初效，中效和高效等過濾裝置，保證其對灰塵的過濾效果。2．2光學超凈實驗室溫濕度及壓強管理。光學超凈實驗室對溫濕度及壓強有著較高的要求，超凈實驗室溫度應保持在21攝氏度－24攝氏度之間，相對濕度應在50％～60％為宜。為了實時檢測環境溫濕度及壓強，光學超凈實驗室應配備溫濕度及壓強感應計，實時監控室內溫濕度及壓強指標。如遇連續陰雨天氣，為了降低室內濕度，需加開除濕機除濕，顯微鏡物鏡鏡頭、透鏡、相機鏡頭等需放干燥箱儲存。2．3光學超凈實驗室安全管理。光學超凈實驗室是高校從事光學等相關專業研究的師生的重要工作場所，不僅存放大量重要的光學儀器設備、家具、實驗用品等常規物品，還常常存有各種特殊設備，且其空間具有封閉性、設施結構復雜性等特點，人員進出光學超凈實驗室時需嚴格遵守實驗室的安全管理制度，一旦疏忽大意，將給學校及師生帶來巨大損失。因此，只有高度重視光學超凈實驗室的安全管理工作，才能更好地保障學校師生教學和科研的有序進行，有效保障師生的人身和財產安全［3］。2．3．1執行嚴格的安全準入制度。高校實驗室安全管理是開展一切工作的前提。光學超凈間內存放有大量的貴重精密儀器，其安全管理工作不容忽視。光學超凈實驗室必須執行嚴格的安全準入制度［4］，安全準入制度可總結為以下幾點：（1）進入光學超凈實驗室前培訓：所有需要進出光學超凈實驗室的師生需先提交培訓申請表，由導師簽字后交給實驗室管理員，管理員根據需求審核后，通知符合培訓要求的師生參加由超凈實驗室管理員組織的專業培訓，培訓內容包括光學超凈實驗室管理規章制度、光學儀器操作及維護、安全防護設施、事故應急預案等。（2）進入光學超凈實驗室前考核：所有經過培訓的師生均需參加實驗室管理員的考核，考核實行打分制度，根據考核結果，公布考核合格師生名單，未通過者需繼續參加培訓，考核成績記錄備案，建立光學超凈實驗室準入師生檔案冊。（3）門禁權限開通：門禁卡授權須由專人審核管理，參加培訓師生根據考核結果，遞交門禁開通申請表，經本人導師簽字和實驗室管理員簽字授權，由門禁授權管理員審核后予以開通門禁卡權限，門禁與飯卡綁定，實行一人一卡，獲得授權的師生，不得將門卡借與他人使用，否則將與借卡人一同被處罰。一旦發現有未經過培訓考核擅自進入實驗室的，永久性取消其準入資格。嚴格執行安全準入制度，將從源頭上減少安全事故的發生，也能進一步強化師生的安全意識［5］。2．3．2建立嚴格的安全責任制度。當前高校實驗室普遍存在安全責任不明確的問題，使得實驗室安全問題處于無人管理狀態。光學超凈實驗室需實行專人專管、分區分管制度，根據實驗室安全管理需要設定一個總責任人，多個分管責任人。根據不同區域的不同用途設定區域負責人，該負責人應為課題組導師，采取學生使用，導師負責制，確切的把各項責任落實到各個導師，充分利用并調動老師們的積極性和自覺性，發揮各個老師的專業特長，將安全管理的成效和年終績效考核掛鉤，確保安全工作有序進行［5］。2．3．3建立健全的安全管理細則和監督制度。針對實驗室管理的規章制度眾多，但是實際適用于光學超凈實驗室管理的卻很少，光學超凈實驗室總負責人應該在現有的實驗室管理制度的基礎上，完善安全管理細則和監督制度，制定出針對光學超凈實驗室管理的規章制度［6］。鑒于此，南京工業大學海外人才緩沖基地分析測試中心制定如下安全管理制度：（1）光學超凈實驗室安全管理總規章，包括允許進入超凈前的培訓內容、考核標準、門禁使用規章等。培訓內容需包括實驗室各項管理制度、儀器相關的管理制度及門禁使用制度等，考核采取逐條打分制，總分超過80分為合格。取得門禁權限后的進出穿戴、儀器使用、水、電、氣、空調、衛生、安全防護、外來人員進出規定以及獎懲措施等，具體內容包括刷門禁卡進入超凈實驗室，根據管理員的分配，每個獲得權限進出的課題組都將會擁有一個盛放衣物的柜子，并配備專門的鑰匙，鑰匙由課題組專人保管，柜子上需標明課題組名稱，課題組人員進入后需穿戴標有自己課題組師生姓名的防靜電服，戴無塵帽，穿無塵鞋或者鞋套，必要時需佩戴防護眼睛，在實驗室進出登記本上記錄進入人姓名、時間、目的等信息，實驗開始前檢查儀器狀態并記錄在儀器使用記錄本上，待檢查儀器狀態良好方可開始操作儀器，操作過程中需牢記儀器操作注意事項謹慎操作，實驗結束需檢查儀器電源，室內水、電、氣等的關閉情況，確保使用結束后皆處于關閉狀態，按照規定整理好儀器桌面、給儀器做好防塵措施，檢查實驗室地面等衛生情況，確保衛生整潔干凈，最后在儀器使用記錄本上登記儀器使用結束后的狀態以及開始和結束時間等信息，準備離開超凈實驗室時需脫掉穿戴，整理整齊后存放課題組衣柜，并在實驗室進出記錄本上記錄離開時間，離開時實驗室狀態等信息。（2）光學超凈實驗室儀器安全管理規章，包括儀器使用注意事項、儀器操作規程、儀器維護維修、獎懲措施等；儀器使用前的準備工作，如開機順序，儀器狀態檢查記錄備案情況。使用儀器過程中遇到儀器故障的處理方法，緊急安全事故聯系人及聯系方式，各種安全防護設施的使用方法，危險實驗需遵循的安全準則［7］等。（3）實驗樣品相關的安全管理，包括樣品制備、樣品儲存、回收處理等。制樣需嚴格按照實驗室管理規定在專門的制樣區制樣，實驗結束需帶走樣品及與其相關的所有物品，不得隨便丟進垃圾箱，更不能隨意亂扔，需帶回自己課題組廢棄物收集處，避免污染光學超凈實驗室環境。（4）光學超凈實驗室管理員負責定期檢查實驗室安全落實情況，并記錄公示，進出超凈實驗室的師生相互監督舉報，制定嚴格的懲罰措施，使其與學生獎學金掛鉤。以上制度的實施，為光學超凈實驗室的高效運行提供了強有力的制度保障。2．3．4建立有效可行的事故應急預案。針對現階段高校安全事故頻發的問題，各個高校實驗室需制定具體可行的事故應急預案，針對光學超凈實驗室，事故應急預案應該包括：（1）危險源與風險評估，如激光灼傷，氣體泄露，電磁輻射，觸電危險等；（2）要制定詳細的事故預防措施，如避免激光傷眼需佩戴防護眼鏡，防毒面具，防靜電服，煙霧報警器，氧含量報警器，消防設施等；（3）明確事故應急機構組成及分工，如搶險人員，救護人員，警戒人員，通訊聯絡人員等；（4）事故發生后的預警機制與信息報告，如火警電話，醫療救助電話，校園安全部門電話，等；（5）制定詳細的事故處理方案，包括火災處置方案，爆炸處理方案，泄漏處理方案，觸電處理方案等［8］。通過建立有效可行的應急預案，可進一步減少實驗人員人身和財產損失。

摘要：地質勘查是為弄清楚地質因素對工程建筑物施工的影響，進而對該地區地質方面進行地質勘查研究工作。近些年來隨著相關技術的發展與施工技術人員的認知的提升﹐在工民建地質勘察的深度與廣度方面研究都得到了很大的發展。因此，探索地質勘查工程施工的思路對整個地質勘查工程的施工有著不可忽視的意義，如何有效利用各種地質勘查手段來提高工民建地質勘查質量﹐分析地質條件﹐成為當今地質學領域所面臨的問題。

關鍵詞：工民建；地質勘查

1引言

地質勘查是工民建施工設計階段的重要環節，直接關系到項目施工的經濟效益。隨著各種科學技術在不斷的進步，工程地質中勘查技術也在不斷的進步與創新。在各種先進的勘查技術應用到我國的地質勘查中，使得我國的地質勘查事業得到了巨大的發展。但是隨著世界經濟建設的不斷發展，各種資源正以最大速度在開發，這就導致了能源問題的供應問題逐漸的突出，所以地質勘查的重要性越來越明顯。

2工民建地質勘察的特點

在城市之中除了居民的居住區之外﹐還有公共設施區、文化設施區、交通線路、城市樞紐等﹐多種不同的使用需求也就需要大量的不同類型、功能不同的建筑。地質勘察工作主要具有以下幾個方面的特征﹕第一﹐勘察工作的主要對象包含有土質的力學性質、土質的物理學性質、周邊環境的地形地貌特征、土層剖面、地下水的分布狀況、地下水的深度、地下水的動態特征以及主要化學成分﹔第二﹐在進行工民建地質勘察的工作之中﹐需要仔細的進行勘探﹐勘探形式為淺孔勘探﹐并且通過此技術對地下水的基本狀況進行分析﹐對土質和土壤的樣本進行觀測﹔第三﹐在一般的情況之下﹐按照方格網狀形式進行孔洞布置、按照基本的勘探路線進行坑孔的勘察﹐具體的勘察深度需要結合工程的實際狀況﹐通常需要以穿過整個地面表層的活動層為基本要求。

一、實施模塊化教學思路和做法

1.增加實驗項目。

（1）瀏覽名校網頁。從北京大學、清華大學、上海復旦大學、浙江大學、東南大學等十幾所著名大學物理實驗室網頁，下載物理實驗室基本情況、課程表及開出的實驗項目項，預選出包括基礎、綜合、設計性項目共47項。（2）查閱名校教材。實驗室建設中我們積累許多各高校及各類出版社出版教材，例如：清華大學、北京交通大學、東南大學、華中科技大學、大連理工大學等15所高校的物理實驗教材，從中挑出需增設基礎、綜合實驗項目共27項。（3）實地走訪區內、外高校。實地走訪北方交大、清華大學、內蒙古大學、內蒙古工業大學、內蒙古農業大學、內蒙古師范大學等高校。了解名校實驗教學基本情況，由名校教師為我們推薦實驗效果好、實驗儀器先進的基礎和綜合實驗項目共17項。（4）實驗項目匯總。通過以上三種方式，調研實驗項目匯總39項，每項都標注出處（校名）、實驗類別（基礎、綜合、近代、設計）。經課題成員多次討論，聯系我校實際情況，從中精心挑選可增設實驗項目19項目作為備增實驗項目，安排每位老師負責3個實驗項目，認真學習實驗內容，下載實驗講義，做PPT為大家講解項目內容；大家共同學習研究新增實驗項目。

2.分專業劃分實驗模塊。

（1）按專業確定實驗模塊。從實驗教學要求出發，根據不同專業大類的特點，體現實驗內容的差異性和可選擇性從而更有針對性地改善教學內容，更好地提高實驗課時效益和教學質量。復合專業一：材料與冶金專業、稀土專業；復合專業二：建筑土木程工專業、能源與環境專業、礦業工程專業；復合專業三：信息工程專業、機械工程專業；復合專業四：數理生物工程專業、化學與化工專業、經濟與管理專業。實驗項目足夠多時還可以增加模塊數量，使模塊劃分得更加細致，使模塊劃分具有持續性、靈活性、多樣性。（2）科學合理編排實驗項目。選做實驗模塊化教學：并本著循序漸進、分層次的教學思路，目前設計了各具教學重點的四個模塊，每個模塊中的實驗項目均含有基礎、綜合、設計三個層次的實驗項目。模塊1實驗題目：實驗1溫度傳感器特性；實驗2磁化曲線；實驗3導熱系數測定；實驗4高溫超導材料特性測定；實驗5非平衡電橋測量鉑電阻溫度；實驗6半導體溫差電偶；實驗7硅光電池光照特性的研究；實驗8光學成像系統的分辨本領等實驗項目。模塊2實驗題目：實驗1固體線脹系數的測定；實驗2螺線管測磁場；實驗3導熱系數測定；實驗4測定冰的熔化熱；實驗5測定液體的粘滯系數；實驗6光纖的傳輸技術實驗；實驗7超聲波探測實驗。實驗8壓力傳感器的特性研究等實驗項目。模塊3實驗題目：實驗1惠斯登電橋；實驗2電表改裝；實驗3雙橋測低電阻；實驗4示波器原理使用；實驗5RC和RL串聯電路穩態特性；實驗6溫差電偶定標及電動勢測量；實驗7交流電橋；實驗8音頻信號的光纖傳輸等實驗項目。模塊4實驗題目：實驗1光強分布；實驗2電子逸出功；實驗3夫蘭克-赫茲；實驗4旋光儀測溶液濃度；實驗5氣墊導軌實驗；實驗6光學成像系統的分辨本領；實驗7微波的布拉格衍射；實驗8液晶的電光效應；實驗9P-N結溫度特性的測量；實驗10高溫超導材料特性測定等實驗項目。一個復合專業選擇一個項目模塊，每個模塊有基礎實驗、綜合性實驗、研究性實驗等三層次類型。不同模塊內的實驗項目可以重復，使得模塊內實驗項目數增加，學生有更多的選擇機會。（3）教學實施，網絡選課。開放物理實驗室：做到實驗時間、實驗項目全面開放。學生可根據所學專業選擇實驗模塊，由興趣愛好選擇模塊內實驗項目。實現以學生為主體的“分專業模塊化教學”指導思想。

3.撰寫模塊化教學新大綱、編寫配套的實驗教材。

摘要：近年來隨著計算機技術的不斷發展，高校各專業都借助于虛擬技術開發并運用了仿真實驗室，通過仿真實驗室教學，一方面提高了高校的教學效率，另一方面大大降低了教學成本，因此建立虛擬仿真實驗室越來越受到教育工作者的關注和推崇。在此背景下，作者以高校攝影專業為例，對仿真虛擬實驗室的設計進行了細致的研究，闡述了建設仿真實驗室對攝影專業教學的幫助，并對高校攝影專業仿真實驗室系統模塊構建進行了分析，最后就攝影專業仿真實驗室的開發與實現進行了總結。希望通過文章的研究，能夠為我國高校攝影專業仿真實驗室的設計提供一定的建議和意見，從而更好的促進我國高等教育體系的穩定發展。

關鍵詞：攝影專業；仿真實驗室；設計；研究

1概述

虛擬現實技術，即VR技術，最早出現于上世紀八十年代，近年來其在計算機網絡技術的支持下取得了突破性的進展，在軍事、教育、建筑以及影視攝像領域發揮了不可替代的作用。尤其在教育領域，在虛擬現實技術的基礎上，大量專業仿真實驗室被建立，開啟了教育模式新紀元：一方面利用虛擬現實技術，教學成本大幅度下降，從根本上彌補了教育資源不足的問題，另一方面提升了學生實驗課程質量，提高了學校教學效率，因此這種仿真實驗室受到了國內各大高校的歡迎。本文以高校攝影專業為例，將虛擬現實技術融入到高校攝影專業課程中，對攝影專業仿真實驗室的建設與開發進行了一定的研究，在一定程度上推動了高校攝影專業的教學質量發展。

2仿真實驗室建設的背景

便攜性、實用性以及高效性是數字攝影所特有的優勢，它在攝影產業中有著重要的作用，但是不可避免的數字攝影教學也存在著一些急需解決的問題，具體分析起來主要包括以下幾個方面：首先，數字設備成本高昂且產品更新換代速度極快，如果購買一整套數字攝影設備會花費很多的資金，教學成本直接提升，給學校造成較大的經濟壓力。通常情況下，高校的攝影課程根據學生的專業情況可以分為專業類教學和選修類教學，專業類教學的數字設備支出是一個很龐大的組成，眾所周知，攝影設備類別多種多樣，相機、鏡頭、閃光燈、三腳架等都是攝影過程中必不可少的組成構建，而每個組成種類下又可以分為很多種不同的類型，例如相機鏡頭可以分為拍攝風景或者專業大場景的廣角鏡頭、拍攝局部特寫的微距鏡頭、拍攝遠處細節的遠射鏡頭等，學校為了保證教學的全面性必須將各種類別的鏡頭全部購買下來，這無疑是一筆巨大的費用支出。另外，數字設備的更新速度極快，學校在購買一套設備后可能在僅使用一段時間后，市場上又出現了新型的攝影設備，如果學校不進行設備更新，學生的技能無法得到保障，如果及時進行設備更新，學校的投入和產出必然出現失衡。其次，數字攝像設備具有較高的損壞率，各個零件如果操作或者保護不當都可能出現故障，而針對于高校初學者來說，這種情況發生的可能性則更大。第三，學校僅使用數字設備進行教學，在理論課程上會缺乏直觀的操作效果，課程教學效果也會受到一定影響。尤其對于攝影課程這種理論和實踐結合度較高的學科來說，一旦理論和實踐脫節就會嚴重影響學生的綜合學習能力。最后，學校每年設備采購經費都有一定的限制，導致很多學校攝影設備使用年限和購買周期都過長，實踐課程很難及時獲得新型設備。

摘要：零部件作為制造行業的基礎，其質量高低直接影響到該行業未來的發展，加強對零部件表面缺陷或尺寸等質量的檢測顯得尤為重要。隨著零部件趨向精細化發展，傳統的質量檢測技術已經不能滿足零部件檢測的需要，以機器視覺技術為代表的新型零部件質量檢測技術得到了廣泛應用，具有非接觸、精度高和反應快等優點。零部件的質量檢測是零部件加工后的重要環節，而傳統檢測方法對螺栓和氣門關鍵部分的質量檢測精度和效率較低。根據螺栓和氣門的檢測特點設計基于機器視覺的檢測方案。

關鍵詞：機器視覺；螺栓；氣門

1機器視覺檢測系統的設計分析

1.1機器視覺檢測系統組成結構

為實現對零部件質量的準確檢測，機器視覺檢測系統通常由圖像采集模塊、光學成像模塊、機械運動模塊以及圖像處理模塊四個部分組成。其中，圖像采集模塊的主要功能是以電信號的形式將被檢測零部件的質量信息反饋給計算機。圖像處理模塊通過預先設計好的算法程序實現對圖像的預處理，從而提高視覺檢測系統的檢測精度，機器視覺檢測系統的結果可以通過計算機的通訊接口直接輸出。機器視覺檢測系統在檢測零部件質量時，會有電機驅動機構零部件送到預先設置的位置，相機對零部件進行圖像采集并將結果送到計算機中，圖像處理模塊對零部件的質量缺陷進行識別。

1.2機器視覺檢測系統相機與鏡頭的選擇