超声原理基础知识范文

导语：如何才能写好一篇超声原理基础知识，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】超声诊断；临床带教；PBL教学模式；体会

文章编号：1004-7484（2013）-11-6976-01

超声诊断是临床四大影像诊断中应用最为广泛的一种，具有微创、方便、快捷等多种优点，且诊断效果非常显著，诊断率极高，对疾病的临床诊断、治疗具有重要的作用[1]，基于此种特点，目前超声诊断方法已成为医学生必备的专业知识，因此，加强超声诊断的临床实习是非常必要的。本文笔者就简单分析我院接收的50例超声诊断临床带教的临床资料及效果，旨在探究科学、系统、完善的超声诊断临床带教方法，以期为提高医学生的超声诊断学习效果提供参考。现报告如下：1资料与方法

1.1一般资料我院在2011年1月――2013年5月接收的50例超声诊断医学实习生，均为本科学历，其中男性22例，占44%，年龄在22-28岁之间，平均（24.6±1.3）岁，女性28例，占56%，年龄在23-25岁之间，平均年龄为（24.1±0.5）岁。

1.2超声诊断基本知识掌握情况50例医学实习生中，超声诊断基本理论知识掌握较好的为21例，占42%，掌握一般的为17例，占34%，掌握较差的为11例，占22%；超声诊断操作能力较好地为13例，占26%，一般的为24例，占48%，较差的为13例，占26%。

1.3研究方法我院将50例实习生的性别、年龄、学历、超声诊断知识掌握情况以及教学模式等进行了详细的记录分析，从而总结超声诊断的临床带教方法。

1.4统计学分析对本文所得数据均采用SPSS16.5统计学软件进行分析，计量资料采用t检验，计数资料采用卡方检验，且50例医学实习生信息中的年龄、性别、体重等不具有临床统计意义。2结果

通过分析总结发现，超声诊断临床带教中存在一系列问题，比如实习生超声诊断基本知识匮乏、实际操作能力较差、带教学习课时不足等。

2.1实习生超声诊断基本知识匮乏通过本次研究发现，无论是大专学历、本科学历或硕士研究生，对超声诊断的基本知识都比较薄弱，超声诊断理论专业知识非常匮乏，50例实习生中，超声诊断基本知识掌握较好的仅有21例，还达不到一半的比例，为超声诊断临床带教增加了难度。

2.2超声诊断实际操作能力较差可能目前我国医学院校的学习还是以理论教学为主，导致学生的实际操作能力比较差，部分实习生对超声诊断的基本操作都不能完全掌握，对于探头的型号、频率如何选择搞不清。50例实习生中，实际操作能力较高的仅有13例，只占了26%的比例。

2.3带教学习课时不足除了实习生本身因素外，我院超声诊断临床带教也存在课时不足的缺点，一般每天超声科学习时间不超过2个小时，导致实习生对超声诊断仪器、使用方法等的认识不全面，降低了实习生超声诊断的实习效率。

3讨论

3.1重视超声诊断理论知识教学超声诊断理论基础知识是保证学生超声诊断学习的基础，一味的忽略理论基础知识学习，会使学生对超声诊断基本原理、基本知识认识不足，不利于学生超声诊断的临床学习，因此，为了提高医学生的超声诊断技能，必须加强理论教学，比如，在每天的带教学习中，带教教师可以花一个小时进行超声诊断理论基础知识教学，使学生熟悉超声诊断的原理、方法，并抽查医学生掌握情况。

3.2运用PBL教学模式引导医学生自主学习学生的自主学习能力直接影响着学习效率，因此，在超声诊断临床带教中，带教教师应该就某典型超声诊断案例采用PBL教学[2]，引导学生有意识的发现问题、探究问题，从而提高超声诊断学习效率，比如，带教教师可以以“乳腺疾病超声诊断”为例，为学生提供乳腺疾病超声诊断方法、声像图、治疗效果等，并与学生探讨其他疾病的超声诊断方法，促进学生超声诊断的学习。

3.3增强超声诊断实际操作技巧的教学超声诊断实际操作能力是医学生超声诊断能力的基本体现，对医学生的实际从医具有积极的意义，因此，带教教师应该加强超声诊断实际操作技能的教学，使学生能够正确的使用仪器、诊断疾病，例如，详细的为医学生讲解超声诊断探讨、频率的选择技巧，仪器设备的调节方法以及不同疾病的扫查方法等，增强学生的实际技能，为以后的从医打好基础。参考文献

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关键词：兽医影像学；教学；改革

中图分类号：S854.4-4 文献标识码：A

随着我国兽医诊断技术的快速发展，兽医影像学作为一门新的技术取得了长足进步。兽医影像学不但在社会服务中发挥了巨大的作用，其作为一门新兴边沿学科自身也得到了发展。兽医影像诊断学是利用不同原理的成像方法，使动物体内部器官和结构影像化，来推断机体形态及病理变化，以达到诊断的目的现代化诊断方法。兽医影像技术包括传统X线摄影技术，X线计算机体层成像，实时超声扫描技术，磁共振成像技术，热记录摄影，数字减影血管造影，介入放射学，内窥镜技术和心电图技术等[1]。目前，全国很多高校及职业学院开始设立了兽医影像学课程，有些院校把其作为专业必修或限修课。

随着计算机技术融入到兽医影像学当中，影像诊断学涉及到知识容量更大、相关学科很多，使得这门课程在教师讲授和学生学习过程中难度较大。笔者结合近些年影像学的发展和教学实践，摸索了一些经验和方法，总结主要有以下几个方面：

1 教学内容

1.1 重点讲授常用的影像学成像基本原理

成像原理是学习影像诊断学的基础，学生对设备的主要功能及成像原理有一定的了解，才可能使他们对各脏器在各种影像技术下的影像学表现有所辨析，真正做到知其所以然。但是兽医影像诊断学为新兴学科没有所开设的专业基础课作为支撑，而且一般学时较少。这样就要求在有限的教学时间内，尽量把实践中常用的成像原理进行讲授。在教学实践中笔者主要侧重于X线和超声波成像原理的讲授，而诸如CT、MRI等没有在兽医临床广泛应用的成像手段仅简单介绍。X线诊断是目前兽医影像诊断中应用最多、最广泛的检查手段，同时X线诊断对学生打好整个影像学基础起着至关重要的作用。在国内，超声诊断在兽医临床诊断上的应用发展较缓慢，主要应用在一些科研院所或较大型动物医院有所应用。所以在成像原理教学中重点讲授X线成像原理，超声成像做一般讲解。

1.2 以解剖学、病理学等课程为基础

影像学是以不同的成像手段来显示不同部位、不同断面成像的特征。因此，掌握大体解剖、断层解剖等相关知识，才能对病变部位、病理变化、位置改变等异常做出准确判断。学生以前的解剖、病理等基础课程的学习往往停留在形态、位置和眼观病理变化上，而影像学需要有立体、断层解剖和病理密度改变等更深入的基础知识上。所以，在讲授各部位的病理影像改变前，应简要回顾一下各器官正常解剖以及断层解剖等相关知识。从而正确认识正常的影像结构，以便对病变做出准确定位和判断。

1.3 理论和具体影像图片相结合

影像诊断学作为一门新兴学科，为临床兽医提供有效、准确的辅助检查手段。学生们在经过专业基础课和一些临床课程的学习后，对影像诊断学充满好奇，开始学习时往往很有兴趣。但经过了诸如影像成像基础、断面解剖、影像病理等知识学习后会感到影像学其实很枯燥乏味。例如，在讲授X线的成像原理时，很多同学感到理论索然无味。他们更愿意亲自拍片、体验暗室技术或直接进行读片等实践活动。所以，我们在讲授理论的同时，通常先选择一个与主讲理论相关的临床病例作为引线，通过这些病例图片来说明要讲授的理论。这样，学生即学习了枯燥的理论又为以后的读片教学打下了良好的基础。

1.4 影像表现为教学核心

通过对基础理论的讲解，学生对影像学有了一定的认识。这些认识是为影像诊断作为铺垫，影像诊断的核心是对影像进行分析、归纳从而对疾病做出客观、准确的诊断。兽医影像诊断学涉及的动物种类很多，同种动物的个体差异也较大。所以，要培养学生对图像的观察和分析，以不变应万变才是教学的核心。在教学中从正常图像的导入入手，让学生观察正常的图像，用学过成像原理、解剖等基础知识分析这些正常的图像。在学生全面掌握这些正常的影像之后，在从病理改变、病理成像特点等方面来分析疾病的病理变化在影像成像上的变化。例如，在讲解关节疾病时，根据以往的基础知识引入正常的关节X线解剖和成像的基础知识，再对表现在 X 线片上的形态学改变的原因和病理意义进行推导和理解。这样对病理的X光片学生有了一定的了解，在此基础上引入病例进行讨论。培养学生对X光片进行独立的思考和分析，使学生成为教学的主体，巩固了基础知识，提高了学生对图像的分析能力。在整个的影像学教学过程中，学生始终围绕着图像进行学习，图像成为整个教学的核心。

2 教学手段

2.1 充分发挥多媒体教学优势，提高教学效率

图像是影像诊断学的主要内容，影像学的教学核心是使学生对图像理解、提高阅片能力。传统的影像教学对影像基础知识往往采取黑板讲解，到疾病各论部分讲解时才接触到真正的影像学图像，且需要大量图像进行对比和观察。学生在学习过程中理论和实践发生脱节，很难达到教学效果。教师在授课时需要整理片子、挂图等大量的图像资料工作费时费力。随着数字时代的到来，大多数院校都配备了计算机投影多媒体教室和实验室。多媒体教学在兽医影像诊断中的应用越来越多，传统的板书教学往往只在遇到重点、难点问题或对多媒体幻灯内容进行补充时应用。多媒体这种教学形式信息量非常大，丰富的影像画面在兽医影像诊断学中教师可以随时从基础理论联系到图像、再从图像到理论进行交互。学生不再为生硬的基础理论感到头疼，也不再为冰冷的影像画面感到枯燥乏味。多媒体课件在教学中的应用极大提高了影像诊断教学效果，使教学中的重点难点变得清晰、易懂。但通过近几年的应用多媒体教学也发现存在一些问题。如初期教师对多媒体相关知识掌握不够，图像转化为多媒体课件质量不过关，多媒体课件制作粗糙、播放过快学生跟不上课程进度等问题尤为突出；后期则出现教师过度依赖多媒体课件忽视备课，学生课堂不做笔记、课后拷贝课件也在一定程度上影响了教学效果。针对多媒体教学中存在的问题，及时总结问题主要从教师自身和本校实际情况结合进行改进，使教学逐渐走入正轨收到了满意效果。

2.2 充分利用网络技术

在多媒体教学的基础上，网络技术的发展又使兽医影像诊断学的教学发生了变化。网络技术使教学不再受时间、空间等限制，对传统的课堂教学起到了很好的补充作用。把教学课件、真实病例、习题等教学资源放在学校校园网上，各年级、专业的学生可以根据自己的时间安排进行自主学习和复习。为了增强互动，应用网络开通了微博、微信等互动手段，教师和学生的联系更加紧密、及时。可以说网络虽然极大丰富了教学，学生获得了比课堂教学更多、更实际、更直观、更迅捷的获取知识手段；教师解答学生问题更加广泛和深入，对教师的综合业务素质也有很大提升。但网络教学互动的出现了过学生度依赖网络，忽视了课堂教学；网络内容鱼龙混杂、良莠不齐学生和教师不能把握；知识抄袭、篡改等现象严重等问题在教学中相继出现。针对这种情况，更要求教师做好引导、提高自身专业素质来更好的应用网络这个新兴的教学手段。

3 改革教学方法

3.1 理论和实践综合化教学

美国教育心理学家奥苏贝尔认为在接受学习和发现学习中，学生都要经历将教学内容加以内化的过程，即把新的教学内容结合到自己的认知结构中去。只不过前者的学习内容是教师以定论的形式传授给学生，而后者的学习内容需要学生自己去发现。因而，二者的过程可以说是基本相似，只不过后者比前者多了一个发现的阶段[2]。兽医影像诊断学教学的最终目的是使学生能独立合理应用影像诊断手段来解决实际临床病例，并对图像进行综合分析判断形成准确的诊断。对于这门实践性较强的课程，在课堂教学中在讲解理论的基础上，利用多媒体、网络等适时技术引入实际病例、影像图片等内容组织学生进行讨论分析。例如在教学中教师导入同种疾病的影像图片，组织学生进行分析、归纳找出诊断要点，再由教师总结完善。这样理论和实践教学同步进行，充分发挥学生的主观能动性，收到了良好的教学效果。

3.2 采用开放式实验教学

以往的实验教学教师处于主导地位，先对实验的目的、原理、步骤等进行讲解，学生按部就班进行机械行操作，教学效果一般。针对存在问题在实验设计上进行创新，开设了一些开放性实验。所谓的开放式实验教学就是以学生为主体、教师为主导的实验教学，教师对学生的实验不能包办，而是让学生放手去做[3]。

例如，以往暗室技术实验，由教师进行按照摸索好的条件进行药物配制、装片、曝光、显影、定影、晾干等操作，学生只是旁观或参与简单操作。改革为开放性实验后，教师只负责讲解其基本原理，具体实验条件由学生根据曝光量、温度等条件在理论范围内自己调节。实验结束后，组织学生对实验进行总结，探讨出现的问题。这种开放性实验虽然增加了耗材的用量，但学生掌握了本实验的精髓、培养了创新能力，在从事以后的临床工作中能应对各种复杂情况。

3.3 加强临床实践

兽医影像诊断学是实践性较强的学科，教师在课堂和实验教学中所讲授的病例往往是典型和常见的病例。在实际的临床工作中许多病例是不典型或有其他并发症的病例，所以在切实掌握基础知识、理论同时，更应将知识应用实践。在教学中充分依托附属动物医院作为实习基地，对学生开放动物医院影像诊断室。学生在课余时间接触具体病例，将讲课的理论知识消化理解，在实践中培养学生解决问题、分析问题能力。

4 建立科学的考核机制

考核是督促学生学习的最佳方式，既是对教与学的检验，又有对教学的导向作用[4]。科学的考核机制可以使学生加强对基础知识和实践技能的掌握，同时提高对于这门学科的重视程度。在教学中采取考试和实践考核2种方式对学生进行综合考核。考试主要是对学生基础知识、基本原理进行测试，采取闭卷考试的方法进行。实践考核重点是对学生的读片能力进行测试，实践考核是学生对影像知识综合的考核，对教师自身综合素质有较高要求。

提高教学质量是教学改革永恒的主题[5]。影像诊断技术日新月异，经过几年的教学实践，上述教学内容、教学手段、教学方法、考核方法的改革和实践，激发了学生的学习兴趣、增强了学生解决问题、分析问题和创新能力，教学质量和效果得到明显的提升。

参考文献

[1] 谢富强，邓干臻，邓立新.兽医影像学[M].北京：中国农业大学出版社，2003.

[2] 奥苏贝尔.教育心理学-认知观点[M].北京：人民教育出版社，1994：55-60.

[3] 杨笃宝，雷留真，王振勇，等.兽医临床诊断学实验教学改革探索[J].实验室科学，2009（6）：47-49.

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关键词：医学影像设备；教学现状；教学改革

随着我国社会经济的快速发展以及医学影像设备的不断引入，如彩超、CT、MRI等，使医院的影像学检查水平明显得到提升。医学影像学检查效果除与影像设备性能有关外，还与操作人员的操作水平有关[1]。加强医学影像设备技术人才的培养，已成为医学影像设备课程教学的改革方向。本文就对医学影像设备课程教学现状进行分析，并提出相应的改革方案。

一、医学影像设备教学现状

（一）课程特点

医学影像设备是医学影像技术专业的一门重要课程，主要内容是研究临床常用的彩超、CT、MRI等设备的结构、工作原理、操作方法及维修方法。该学科具有较强的逻辑性和实践性，且涉及面广，知识内容更新快[2]。

（二）教学中存在的问题

目前，医学影像设备课程教学已在中等、高等职业教育中广泛开展。但经实践观察，发现医学影像设备课程教学主要存在以下问题：①基础知识薄弱，经了解，大多学生对电子学、物理学、计算机及网络技术等知识的掌握较差，使得教学工作难以正常开展。②学生对该教学课程不够重视，大多学生认为课堂教学所学的电路原理、故障判断及维修方法等知识与就业岗位无直接关系，导致学生学习的积极性不高。③因医学影像设备通常体积较大，难以在课堂进行演示，当涉及到抽象或较复杂的电路图时，因学生对影像学设备电路工作原理的不了解，加上影像设备理论知识较多，枯燥、乏味，使得大多学生对学习缺乏积极性。④医学影像设备通常较昂贵，学校难以配置种类齐全的设备作为教学使用，导致学生很少有机会亲自操作，实践操作能力有待提高。

二、改革方案

针对当前医学影像设备课程教学中存在的问题，在医疗体制不断改革下，以及医院对技能型专业人才的需求，如何将抽象的理论知识，具体、形象地传授给学生，已成为医学影像设备教学的重要问题。经调查了解，影像学技术人员参与到设备的维护与管理，对提高医学影响设备的维修效率有重要作用。但在实际工作中，医学影像学设备故障主要由技术人员操作不熟练、未按说明书操作、未严格按操作要求定期维护和保养等原因造成。因此，加强医学影像学设备课程教学改革，对培养影像设备技术人才有重要意义。

（一）教学内容的整合

结合我国卫生专业人才的需求，明确医学影像设备课程教学内容，包括X线机的结构、基本原理及使用方法；超声成像设备的结构、基本原理及使用方法；核磁共振成像设备的结构、基本原理及使用方法；X射线机基本电路组成及工作原理；核医学成像设备的种类、结构及基本原理；各影像学设备的日常维护及保B等。目前，我国中高等职业教学所选取的教材为人民卫生出版社2014年出版的《医学影像设备学（第三版）》，但由于学生基础知识薄弱，教学工作的开展难度较大。因此，对影像设备课程教学内容进行有效整合，开展以技能型人才培养未导向的课程体系，按学生就业岗位需求，将课程整合为X射线机设备、超声成像设备、核磁共振成像设备及核医学成像设备等多个项目，每个项目又划分为若干个任务，包括结构组成、基本原理、设备使用、常见故障判断、日常维护等[3]。

（二）教学方法的改进

以往临床多采取以教师讲授为主的教学模式，使得学生学习积极性缺乏，实践操作能力欠缺。因此，根据学生就业岗位的需求以及工作任务的不同，将理论知识与实践教学一体化，采用案例教学法、任务驱动教学法、头脑风暴教学法等，在加强学生理论知识学习的同时，提高学生的实践操作技能。此外，对现有的考核模式进行改进，将考核成绩分为理论知识和操作技能考核两部分，从而充分调动学生学习的积极性和主动性。

三、总结

医学影像设备作为医学影像学专业必修的一门课程，其具有较强的实践性。因此，加强医学影像设备课程教学改革，将医学影像设备理论知识与实践操作有效结合起来，对教学方法进行改进，培养技能型人才，以达到预期的教学目标。

参考文献：

[1]蔡惠芳，杨德武.医学影像设备课程教学现状分析及改革方案[J].中国医学装备，2016，13（3）：137-138，139.

[2]宋莉，王韶卿，鲁雯等.医学影像学专业《医学影像电子学》教学改革探讨[J].中国医学物理学杂志，2012，29（5）：3705-3707.

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生物医学工程学科（BiomedicalEngineering,简称BME）是一门由理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向生物医学渗透的产物。它运用了现代自然科学和工程技术的原理和方法,从工程学的角度,在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系,揭示其生命现象,为防病、治病提供新的技术手段，其目的是解决医学中的有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。生物医学工程学科的最大的特点即是一门高度综合的交叉学科。生物医学工程兴起于20世纪50年代，它与医学工程和生物技术有着十分密切的关系，而且发展非常迅速，成为世界各国竞争的主要领域之一。生物医学工程学这个名词最早是出现在美国。1958年在美国成立了国际医学电子学联合会，1965年该组织改称国际医学和生物工程联合会，后来成为国际生物医学工程学会。生物医学工程学除了具有很好的社会效益外，还有很好的经济效益，前景非常广阔，是目前各国争相发展的高技术之一，现今市场规模可达1000～2000亿美元。生物医学工程学的学科内容包括了生物信息学、生物力学、各种医疗仪器装备、医学物理学以及医学材料等，它的发展将随着世界高技术的发展，如航天技术、微电子技术等的发展而得到长足进步。

随着生物医学工程学科的高速发展，对相关人才的需求日益增大，为此，我国有大量的医科、药科大学、综合大学和理工科院校都设置了生物医学工程从本科到博士的专业及领域。在2008年4月北京举行的“亚太生物医学工程国际会议”上，各种院校生物医学工程学科专业教育、课程建设等问题被提出并进行探讨，对于交叉学科教育教学模式的创立进行了研究，说明这一问题已经成为高校教育教学研究的热点。本文在对生物医学工程学科特色、对医科药科、综合性大学、理工科大学办学特点进行分析的基础上，对于在各类院校中设置的生物医学工程专业的特色建设进行阐述。

1生物医学工程专业内容特色概述

生物医学工程是一门新兴的边缘学科，它综合了工程学、生物学和医学的理论和方法，在各层次上研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去控制这类变化。其学习内容包括以下几个方面。生物医学工程专业人才培养特色的探讨敏杨禹陈国明刘盛平（重庆理工大学药学与生物工程学院）

1.1医学影像技术

即通过X射线、超声、放射性核素、磁共振、红外线等手段及相应设备进行成像的技术，现还有正在兴起的阻抗成像技术等。

1.2医用电子仪器装备

分为诊断仪器和治疗仪器两大类。诊断仪器主要是用以采集、分析和处理人体生理信号，现在使用较多的是心脑电、肌电图仪和多参数的监护仪等，而通过体液来了解人体内生物化学反应过程的生物化学检验仪器也已逐步完善并走向微量化和自动化。治疗仪器设备则是采用X射线、γ射线、放射性核素、超声、微波和红外线等仪器设备，如X射线深部治疗机、体外碎石机、人工呼吸机等。手术设备如γ刀、激光刀、呼吸麻醉机、监护仪、X射线电视等。现代化医疗技术中还将设备功能更加多样化、复杂化。

1.3生物力学

主要是研究生物组织和器官的力学特性，人体力学特性和其功能的关系。其中包括生物流变学（血液流变学）、软组织和骨骼力学、循环系统动力学和呼吸系统动力学等。

1.4生物材料

即人工器官、组织工程所需要的物质与材料，其大多数是需要植入人体，需要具备耐腐蚀、化学稳定性，需要具有与机体组织的相容性、血液相容性、无毒性。作为材料，根据所需还应满足各种器官对材料的各项要求，包括强度、硬度、韧性、耐磨性、挠度及表面特性等各种物理、机械等性能。需要掌握的知识包括金属、非金属及复合材料、高分子材料的合成工艺条件和表征、成型制备、性能等。

1.5生物效应与生物控制

生物效应是指在医疗诊断和治疗中，光、声、电磁辐射和核辐射等能量在机体内的分布、变化等作用。而生物控制则是机体自身的调节控制现象。采用生物、化学的方法对这些情况加以认识。其他还有介入式诊断、治疗等。生物医学工程最为竞争激烈的领域在医学成像技术上，其中以图像处理、阻抗成像、磁共振成像、三维成像技术以及图像存档和通信系统为主。而对医学信号的处理分析，包括心脑电、五官、语言、心音呼吸等信号和图形的处理与分析，以及神经网络的研究处理也是目前世界各国研究与学习的热点。作为生物医学工程专业的本科学生，将从业于该领域的研究、设备研发及制造、使用、维修养护等。所具备的知识体系是从物理化学基础、工程学到医学，十分广泛，仅四年内进行如此庞大的知识学习，学生将会呈现基础知识欠缺而专业知识也不深入的问题。为此，我们就医科大学、理工科大学、综合性大学各自特点进行了调研与分析，在此基础上，提出了生物医学工程本科学习建立特色课程体系的见解。

2生物医学工程专业人才的培养特色的研讨

我国生物医学工程本科专业分别在医科类大学、综合大学与理工科类大学中均有设置。由于生物医学工程具有典型交叉特性，该专业的毕业生的就业方向有运用医学影像学技术、医学信息学技术等在医院进行疾病诊断及治疗，有运用基础数学、物理、化学知识进行理论创新与实践，更多的是运用工程技术进行医疗器械、设备装备的研发、制造与维护管理等。由于生物医学工程庞大的知识体系，无法由某一个从业人员掌握，需要各方向的协作与合作，由此认为，设置于医科类大学、综合大学与理工科类大学的生物医学工程专业应有各自的特色。

2.1医科类大学生物医学工程专业人才的培养特色

2.1.1人才培养目标

作为医科大学，其专业人才培养具有鲜明的医学特色与优势。医科类大学生物医学工程相关专业的人才，其就业方向更多应以进入医院从事常规放射学、CT、核磁共振、DSA等的操作及计算机操作，运用各种影像、信息等诊断技术进行疾病诊断或治疗，所以其培养的人才首先应学习并具备医学的专业知识，然后才是具备基于医学专业领域需要的现代医疗仪器的研发与使用、管理能力的知识体系的学习，成为拥有工学知识及应用能力的医学应用型、复合型高级人才，毕业后所从事的仍是医药卫生领域工作，在医院设备使用、维护、管理方面起重要作用。因此其课程的设置应该与工科类生物医学工程侧重点不同。如在一般医科大学中都设有生物医学工程专业，以及与此相关的医学影像学专业、医学信息学专业等，其培养目标就应以“培养具有基础医学、临床医学和现代医学生物医学工程（如影像学、信息学等）的基本理论知识及能力，能在医疗卫生单位从事医学诊断、治疗（或信息管理等）和医学成像（或医学信息等）技术等方面工作的医学高级专门人才”为主。相应的培养要求应在于“学习基础医学、临床医学、医学影像（或信息学、医学超声学等）的基本理论知识，受到常规放射学、CT、核磁共振、DSA、核医学影像学、信息学、医学超声等操作技能的基本训练，具有常见病的影像诊断、超声治疗和介入放射学操作基本能力，基本的仪器（装备）维修保养能力”上。#p#分页标题#e#

2.1.2课程设置

基于医科大学的特色，其主干课程应注重基础医学、临床医学，同时开设基于医学特色的工学、工程学课程。具体如基础类的基础数学类、物理类、化学类、计算机类，如高等数学、普通物理学、有机化学、生物化学、微机原理及应用等课程，基础和临床医学类课程，如人体解剖学、生理学、诊断学、内科学、外科学、儿科学、妇产科学、药学、中医学、中药学、卫生管理等课程，然后按照各高校侧重设置传统生物医学工程的工学类、工程类课程，如模拟电子、数字电子技术、传感器、数字信号处理、医学图像处理、医用仪器原理、医学影像仪器、检验分析仪器、临床工程学、人体形态学等，部分专业可设置如力学类、机械工程类、有机材料或金属材料类课程。虽然是同一生物医学工程专业，但需要按照本校特色来设置课程，切忌大而全无特色，或各高校均设置同样课程。这是违背了生物医学工程高度交叉学科的学科特色的。

2.2综合性大学工科以及理工科大学生物医学工程专业人才的培养特色

2.2.1人才培养目标

现今综合性大学工科以及理工科大学基本上都设有生物医学工程专业，如北京大学工学院、浙江大学生物医学工程与仪器科学学院、东南大学生物科学与医学工程学院，四川大学高分子科学与工程学院等，各具特色。以东南大学生物科学与医学工程学院为例，其前身是生物科学与医学工程系，创建于1984年。学院的科学研究及学生培养方向就是强调生命科学与电子信息科学学科的交叉与渗透，应用电子信息科学理论与方法解决生物医学领域中的科学问题，发展现代生命科学技术。其人才培养目标在于“培养掌握生物医学工程专业知识，掌握分析与健康相关的生物医学工程问题的方法，并具备综合应用所学知识和方法解决实际工程问题的能力，具备健全人格和远大理想的工医结合复合型优秀人才”。即更加注重于培养工程与医学相结合的复合型人才，这些专业人才的从事的工作更多是在用于医学诊断、治疗的仪器设备的设计、研发及制造、维护等上面。而四川大学的生物医学工程专业的培养目标，按照其特色制定为“以工程为主，以从事生物医学工程教学科研的相关学科为依据，培养从事生物力学、生物材料、人工器官等相关方面的研究、开发、生产的高级专门人才。”，偏向于材料工程学。由此可知，在综合性大学工科以及理工科大学中，生物医学工程专业应更注重工学、工程学内容，其培养目标就应以“培养具有现代医学生物医学工程（如机械、电子、材料、计算机在医学中应用等）的基本理论知识及能力，能在医疗设备相关企事业单位从事设备（或装备）设计研发、制造、维修维护、管理等方面工作的高级复合型专门人才”为主。相应的培养要求应更多的学习工学的基本理论知识，受到常规医疗装备、设备等设计、研发、操作、维护维修、管理技能的基本训练并具有相应能力”上。

2.2.2课程设置

基于工科特色，其主干课程应注重工科基础理论的学习，了解医学基础知识，同时学习机械、电子、材料、计算机应用于医学中而派生的专业课程。如将特色定在医疗设备制造等方向上的生物医学工程专业，其基础类课程更加强了基础数学、物理的学习，设置了较多学分的高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理及实验等，医学类课程设置了基础医学与实验，涵盖人体解剖学知识，专业基础课和专业课设置了生物医学数学基础、电路及模拟电子技术及实验、数字电路与逻辑设计及实验、微机原理与接口技术及实验、VisualC++程序设计及实验、信号与系统、EDA技术、计算机硬件控制基础、单片机原理及应用、医学成像原理、医学影像系统、生理信号检测、生理信号处理、医学图像处理、医学仪器设计与实现、医学传感器、医学光学、医学超声、医学材料等，同样，课程设置也应按照本校特色加以取舍。

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一 “过控”专业实验教学概述

延安大学“过控”专业于2007年成立，相继建立了材料力学实验室、过程控制实验室、过程流体机械实验室、机械设计实验室等，购买了PLC编程、控制、力学性能测试实验设备等实验仪器，在实验室建设方面取得了一定的成绩。但由于专业起步较晚，与其他工科院校相比，我们在实验室建设、实验教学经验等方面还存在一定差距。为使“过控”专业更好地发展，能够培养出满足社会发展需要的合格大学生，我们必须认识现状，加强实验教学改革，进一步完善实验室建设，提高实验教学和管理水平。

二 实验教学中存在的问题

1.实验教学体制过于传统，验证型实验过多

传统实验教学模式过于死板，一定程度上限制了学生的积极性和创造性。而且大多数是验证型实验（如：化工原理实验、PLC编程原理实验等），都配有相应的实验指导书，学生只要按照实验步骤一步步操作就能完成实验任务。这种毫无探究性的实验只能训练学生的基本动手能力，而其思维和解决问题的能力得不到具体的应用，更不能培养学生的实践应用和创新能力。调查中还发现，课表安排的个别实验没能落实。如化工容器设计实验，由于是在高压下进行的，实验室空间有限，存在安全隐患，故没能按计划开设，一定程度上造成了教学资源的浪费。

2.实验成绩评估体系缺乏激励性

目前的实验成绩评定基本上都是根据实验报告质量的优劣或者实验结果正确与否来决定，而忽视了实验的操作情况，不能促使学生在操作过程中积极思考。在完成实验报告时，只要参考实验讲义或者其他同学的实验报告即可，从而造成抄袭现象严重，实验效果下降。

三 实验教学改革的措施

目前，高等教育改革正在全方位深入进行。其中，实验教学改革是重要的组成部分，实验室则是培养学生理论联系实际、建立创新意识、提高工程实验能力的重要实践基地。同时实验教学还可以培养学生科学求实的精神、严谨周密的工作作风和团结协作的精神。

在提高实验教学地位的同时，要以学生为中心，构建学习知识、应用知识和创造新知识三个层次训练体系。还要对现行实验教学进行改革，丰富实验内容，改变实验教学方式，提升实验教师素质，在实验老师的指引下，让学生去积极思考、探索并动手完成实验，以达到培养学生的动手能力和创新能力的目的。具体改革措施如下：

1.完善传统的化工容器设计实验和无损检测实验

化工容器设计实验包括内压容器薄膜应力测定实验、外压容器失稳实验、内压厚壁容器爆破实验在内的三个经典实验。为能更好地配合此实验的进行，在实验室建设过程中，已经配备对应的实验设备，只要做出具体的实验安全防范措施，严格遵守操作规范，即可进行实验。

无损检测实验形成了八个经典实验，即超声波测标准试块的厚度、超声波探测试件内的缺陷、超声波探伤仪探头的标定、涡流法测金属裂纹、涡流法测金属电导率、超声波与涡流法探测实验比较、渗透探伤和磁粉法对焊缝探伤。在建立无损检测实验室时按照实验项目配备相应的实验设备，即可开设此实验。

2.建立计算机仿真实验室

计算机仿真实验是通过软件对物理设备及实验过程的虚拟仿真，利用计算机及相应的模拟程序，通过人机对话界面和动画仿真操作来完成实验过程。计算机仿真实验能够完成电工电路电子技术、自动控制原理、过程控制与DCS、过程装备传动控制等专业实验，弥补我们实验教学资源的短缺，实现教学资源的优化。

3.增加综合设计性实验数量

综合性实验是运用已开设课程内容综合分析某一问题或现象的实验。学生需要运用所学知识经过一定的分析思考和综合运用不同课程知识才能完成相关实验。通过实验，能够掌握不同设备的联合使用与操作，能培养学生的综合能力和知识应用与渗透能力。

设计性实验是在学生明确实验目标的基础上，只为学生提供必需的仪器、材料，要求学生独立设计实验方案，亲自动手组装、操作仪器并完成实验报告的实验方法。在实验中学生可以根据自己的兴趣和知识的掌握程度进行方案设计、流程组装及测试分析，从而提高学生的兴趣，激发了他们上实验课的积极性和创造性，培养其综合实验能力。

压缩验证性实验，增加综合设计性实验的个数，培养学生的创新思维和综合实践能力，这是我们实验教学改革的趋势。

4.开设选修实验课程，实验室面向学生开放

开设选修实验课程，实验室面向学生开放具有以下三个方面的意义：（1）将学生分散在不同的实验室，便于管理，实验效果也会相应提升。（2）学生根据自己的兴趣爱好，选修一到两门研究性实验认真去完成。实验前通过设计实验方案，很大程度上提高了实验的效率，培养其综合应用基础知识、专业知识分析问题、解决问题的能力，更有利于培养学生的创新能力。（3）充分利用实验室设备资源。如实验室拥有的THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台，一共可以做26个实验，但由于实验课时有限，平时只开设6个实验，这就造成实验资源的严重浪费。

四 结束语

提高实验教学的能力培养目标与实验教学时间及实验室的投资成本有限，是长期存在于实验教学中的主要矛盾。提高学生工程实践能力是工科学校面临的共同问题，“过控”专业作为延安大学创办的新专业，经过对实验室的不断建设与完善，基本做到了理论与实验相结合的目的，但也存在一定的问题，相信经过认识—改革—健全的过程，延安大学“过控”专业的实验教学会达到更高的水平。

参考文献

[1]周建来、姚传伟、朱健忠.工 科专科学校实验教学改革的思考[J].广西高教研究，2001（6）：74

[2]邓洪达、赵美玉.工科本科毕业论文实践环节存在的问题与实验教学改革[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2011（6）：177

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【关键词】无损检测；课堂教学；教学改革；教学效果

无损检测是针对我校材料类专业本科生开设的一门专业必修课，也是一门理论上综合性较强，又非常重视实践环节的课程。无损检测课程的内容较多，涉及无损检测的目的、意义及作用，对各种常规无损检测技术（超声波、射线、磁粉和渗透检测）分别进行了介绍，还集中介绍了一些无损检测新技术[1]。该课程多为陈述性知识，专业术语多，各部分内容相对独立，导致该课程的系统性较差，教学难度大，学生在学习时往往感到枯燥乏味，从而使学习兴趣受到影响。因此，对无损检测课程进行教学改革，探索新的教学模式，引导学生进行更深层次专业知识的学习，对于激发学生的学习兴趣，提高课程的教学质量具有重要意义。借鉴其他课程的教学改革思路[2-6]，从教学内容的优化、检测实例的引入、学习成绩的评定等三个方面入手，采取一些有效措施，对无损检测课程进行教学改革和探索，取得了较好的效果。

1教学内容的优化

无损检测课程的内容很多，包括无损检测概述、常规无损检测方法及无损检测新技术。由于课程学时较少，很难对每一种无损检测方法都进行详细介绍，因此要对课程教学内容进行优化，适当取舍，突出重点。在学时数的分配上，适当地向超声波检测和射线检测倾斜，对无损检测概述、磁粉检测和渗透检测仅作简单介绍，对于涡流检测和无损检测新技术等介绍较少。这样可使学生对教学内容有清晰的整体认识，便于专业知识的学习和掌握。为了适应大学本科教育扩大知识面、淡化专业、强化素质教育等教学改革的需要，对于讲到的每一种检测技术，只简单介绍其检测原理和检测方法，重点突出对检测结果的分析和应用实例的介绍，而对有关检测设备的工作原理、技术条件、制造方法以及传感器技术等基本未作介绍，目的是使大学本科学生能在较短的时间内，获得有关无损检测的基本理论和检测方法的基本知识。

2检测实例的引入

2.1在概述内容中引入实例

无损检测概述部分的内容很多，包括无损检测的概念、物理基础、工作内容、目的、发展、常规无损检测方法及其选用。由于均为概括性的介绍，该部分内容显得较为繁杂，加上专有名词众多，学生学习起来往往摸不着头绪，感到无从下手，从而导致学习兴趣不高，进而影响后续内容甚至整个课程的学习。这时，可将日常生活和工业生产中的检测实例引入概述内容的课堂教学环节。在介绍无损检测概念之前，可先举一些日常生活中的实例，如挑鸡蛋、挑西瓜、挑暖壶等，从它们共有的特征出发，自然而然地引出无损检测的概念，既便于学生接受，又增强了教学的趣味性。在介绍无损检测的重要性之前，可先举一些工业生产中由于忽视无损检测而导致的重大安全事故，如锅炉爆炸、桥梁断裂、飞机坠毁等，让学生从这些严重事故和深刻教训中领悟到无损检测的重要性，进而认识到学习无损检测课程的重要性。

2.2在相关内容中引入实例

超声波、射线、磁粉和渗透检测是四种常规无损检测方法，它们在课程内容中各占一章，但这样人为地分割之后，割裂了四种常规无损检测方法之间的区别和联系，容易给学生造成一种错觉，使学生认为四种无损检测方法是彼此独立、互不相干的。各种检测方法虽然在适用材料和缺陷等方面有所不同，但仍可以相互补充，没有哪一种无损检测方法是万能的，只有将它们紧密地结合在一起，才可以完成生产中的无损检测任务。比如，对于材料内部的缺陷，可以采用超声波检测，也可以采用射线检测。前者对面积型缺陷灵敏度较高，无需防护；后者对体积型缺陷灵敏度较高，对人体有害，须加防护。再比如，对于表面和近表面缺陷，可采用磁粉检测和渗透检测，其中磁粉检测仅适用于铁磁性材料，而渗透检测对材料没有严格要求，但仅适用于表面开口缺陷。这时，可在相关内容讲完之后，引入一些检测实例问题，如：为什么生产中经常将超声波检测和射线检测结合起来使用？要检测玻璃表面有无人眼不可见的裂纹，最好选用哪种无损检测方法？前一个问题可让学生分析超声波检测和射线检测的区别和联系，如适用缺陷、检测厚度、防护要求、成本高低等等，从而认识到两种检测方法各有优缺点，结合起来使用正好可以取长补短。后一个问题可让学生分析磁粉检测和渗透检测的区别，最重要的一点是适用材料的不同。这样可以将不同章节不同检测方法的内容放在一起进行比较，把专业基础知识与工程实际问题紧密联系起来，拉近了课堂教学与生产实际之间的距离，从而使学生对无损检测课程内容的理解和掌握得到加强。

3学习成绩的评定

通常课程的考核办法是考试，传统的课程考核采用试卷进行笔试，即“一卷定乾坤”的考核模式。但是，将这种考核方式用于无损检测，会产生两个方面的问题。一个方面，无损检测课程的内容涉及面广、概念多、理论性和实践性均较强，传统纯知识记忆的考核方式无法全面衡量学生的综合能力，这在一定程度上会制约学生的创新思维，也很容易使学生产生厌学情绪。另一方面，这种考核方式会导致学生不注重平时学习和实验环节，一味应付考试，甚至会出现平时上课认真听讲、勤于思考的学生的成绩反而不如一些平时不好好学习、临考前搞突击的学生的现象，这在一定程度上会挫伤学生的学习积极性。为此，改革无损检测课程的考核方式，采取平时成绩、实验成绩和期末考核相结合的方式，对学生的学习成绩进行评定，各项成绩均在总成绩中占有一定的比例。这种考核方式的改革，有利于全面检测学生的学习效果，科学地评价学生的综合素质和创新能力。期末考核在考核内容上也进行改革，考核的重点是学生获取专业知识的学习能力和利用所学知识解决问题的应用能力。基础知识题型主要考查学生对课程中基本内容的掌握程度，综合分析题型主要侧重考查学生对无损检测方法的整体把握、正确选用以及对无损检测结果的准确判断。这样既有利于培养学生继续学习的自信心，又便于反映学生对本课程内容的掌握情况。现已取得良好的效果。

4结语

通过对无损检测课程教学进行改革与探索，已经取得了较好的教学效果，学生学习的积极性、主动性和自学能力以及分析问题和解决问题的能力均得到了一定程度的提高。但是同时也应看到无损检测课程教学改革的必要性和艰巨性，只有在以后的教学过程中不断地探索、总结、改进，才能使教学质量进一步提高。

作者:张清 陈君 单位:河南科技大学材料科学与工程学院

【参考文献】

［1］李喜孟.无损检测[M].北京:机械工业出版社,2015.

［2］李冬云,江莉,卫国英,等.“材料表面处理”课程的教学改革与探索[J].科技信息,2014(8):269.

［3］吴苗苗,马向东.《材料现代分析方法》课程建设与教学改革研究[J].科技信息,2014(13):34,48.

［4］刘瑞平,赵会友,吴苗苗,等.《材料科学基础》课程教学改革的探索与思考[J].科技视界,2015(7):46.

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关键词 能量谐振 牵扯传递 特异性 DNA断裂 靶向杀菌 治疗癌症

中图分类号：R944.9 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.05.027

Abstract In biological research and practice， it targeted inhibition or inactivation of a particular organism and other organisms from neighboring guarantee or less hurt， this demand is widespread. For example， remove or inhibit tumor cells without harm to the body's normal cells， inactivate pathogens but does not harm human tissue and the like. Often they use certain chemicals and other methods of radiation to kill pathogens while inevitable serious injury to the surrounding normal cells. This paper presents a vision， using resonance energy， between each other involved base section， energy transfer along the way specific sequences， specific DNA sequences having broken target organism DNA， i.e.， to achieve the kind of organism inactivation and suppression and does not damage DNA sequence other organisms.

Key words ultrasonic resonance； energy delivery； targeting therapy； DNA break； sterilization； treatment of cancer

如何杀灭致病病原体或癌变细胞，是当前医学界对疾病进行治疗的一大研究热点和难点。我们目前主要用手术或者各种化学药物对致病因素进行清除，以达到治疗疾病的目的。然而这些方式都有其缺陷。手术的方式对人体本身就是个创伤，化学药物可能对身体的正常细胞造成伤害。因此，如何在对疾病进行治疗时候避免对正常细胞造成伤害，靶向的清除致病因素，是亟待解决的问题。多种能量波（如超声波）都可以穿透人体组织并且向内部提供能量，本文介绍一种可能的利用超声波特异性断裂靶DNA的方法，以期将这种方法应用于实际临床中。

任何一个具有一定形态的物体，从信号处理的角度来看，都是一个机械滤波器，给它施加一定频率的机械振动信号（比如超声波），都会让它获得一定幅度的振动，它一定具有一个或者多个特定的固有频率（也称谐振频率和共振频率），①它的振动幅度与施加信号的频率和它自身的固有频率有关。如果输入信号的频率和物体的谐振频率相同，那么该物体就会在这个输入信号的激励下共振起来，获得最大振幅。②③它如同一个机械的带通滤波器，只不过这个通带频率可能很窄（如图1（a）），或者有几个很窄的通频带而成为梳状滤波器（如图1（b））。以上是信号处理的基础知识。这些知识同样适用于电学和电磁学等各种波动学说。也就是说，任何带电物体（包含极性分子以及分子片段）都具有以上所描述的机械特性完全类似的电磁学特性。 DNA（和RNA）分子的碱基、脱氧核糖核苷酸、核糖核苷酸以及它们组成的序列，从结构上看，都具有以上的机械和电磁学等特性。

生物体的遗传物质是DNA（部分物种是RNA，因为情况类似，以下统称DNA），俗称遗传基因。任何生物都由体内的DNA决定它身体的结构、功能、发育生长等，依靠DNA编码繁衍后代。DNA分子是双链螺旋结构④（如图2（a） ），每个单链由含有ATGC（RNA为AUGC）四种碱基的脱氧核糖核苷酸（deoxynucleoside，是一类分子片段，一个基团，简称脱氧核苷酸，本文中为了描述方便，用碱基和ATGC直接代指对应的脱氧核苷酸，本文不再区分碱基与含有该碱基的脱氧核苷酸）按照一定的顺序排列而成，两条链之间按A-T（RNA中是A-U），C-G由氢键严格配对组成碱基对（如图2（b）），一长串含有碱基的脱氧核苷酸对形成双链。⑤⑥同一条链上相邻两个碱基之间由磷酸二酯键（以下简称酯键）相连。这个排列顺序就是遗传密码，组成很长的双链结构，对于一个生物体或者细胞来讲，如果DNA不能正常工作，其生命过程就会受到阻碍甚至死亡。

因此，如果我们可以特异的只破坏病原体的DNA，而不影响正常细胞的DNA，就可以做到靶向治疗了。然而过程并没有这么简单，通常而言，我们所熟知的破坏DNA的方法是使用特定的限制性内切酶对特定的酯键切割，但是蛋白质酶很难在人体内维持活性，很可能被免疫系统攻击，并且很难靶向到病原体处。就算没有被攻击，也靶向到了病原体，也很难穿透其细胞膜。所以目前还没有成熟的通过内切酶进行治疗的先例。我们给出另一个思路：基于DNA双螺旋结构和DNA分子所具有的特定频率响应特性（可能包含机械力学、电磁学等性能，以下统一以机械力学特性为例说明，电磁学等特性完全类似）做到特异性位点切割DNA分子的思路。

因为ATGC四种脱氧核苷酸自身机械结构差异性，因此它们的机械振动频率一定有差异，每一种结构都具有一个固有振动频率，假设： A、T、G、C的固有振动频率分别为1 MHz，2 MHz，3 MHz，4 MHz；如果对DNA分子施加以上任意一个频率的超声波，对应频率的脱氧核苷酸会发生共振。若我们事先通过基因测序方法获得病原体的DNA单链序列异性的一段序列为（为了下面描述方便，特地给每个脱氧核苷酸进行编号）

A1-G1-T1-C1-A2-T2-G2-C2-T3-G3-A3-......

给该DNA链发射1MHz的超声波，引起A1共振（当然每一个A都会共振，下面同理），持续一定的时间（假设1ms），在这段时间内相邻G1因为与A1间酯键连接，一定会获取一定的振幅（即能量），根据G1的振动相位施加同相位的3MHz超声波，使得G1共振，因为G1先从A1那里获得了一定的能量，后面的3Mhz超声传给它的能量是同相位的，使得G1获得更大的振幅，G1大幅度振动又会通过酯键牵引T1振动，使得T1也振动起来，3Mhz施加1ms长时间，在G1剧烈振动并且带动T1振动厉害后，又按照T1的振动相位施加2Mhz的超声波，让T1在获得G1传递过来的能量的基础上更加剧烈地与2Mhz超声波共振，持续1ms以后，再次施加4Mhz的超声波，使得C1的振幅更大，以此类推下去，总是让能量沿着特定的序列不断地传递下去（过程中能量有一定衰减），对施加超声波信号的频率和相位进行调节，使得只有按特定顺序排列的碱基序列可以不断获得最大的振动幅度，沿着单链传递达到一定长度（比如100个碱基）以后，因为碱基振动太过剧烈，酯键或氢键会断裂。断裂后就可以停止超声波发射了。因为给出的超声波的时间序列是按照特定碱基序列给出的，因此不是按超声顺序排列的碱基序列在这个过程中不能够持续不断共振而获得足够大的能量，并且在这个过程中，是有阻力的振动，阻力会不断消耗能量，因此其它顺序排列碱基序列的能量传递和积累速度远远不如特定序列（与超声波的序列对应的碱基序列）快。这样就实现了抑制特定序列的DNA生物的繁殖或生长。通过超声波的时间编码，实现有针对性地灭活或抑制对应DNA编码的生物体的目标。但是对其它编码的生物体又伤害很小。

当前治疗肿瘤所采用的放疗，是采用电磁波或高能射线等，能够非特异性打碎DNA，人体的正常细胞和肿瘤细胞全部灭活，因为非特异性的原因，放疗对病人的副作用很大，并且常常不能完全清除体内的肿瘤细胞。本文的路线方法也可以选择癌细胞的特异序列进行攻击既能够特异性的杀灭包含特定序列的DNA的癌细胞，又能不伤害其他正常细胞。

以上描述的思路拿超声波举例说明完全是为了叙述方便，其实电磁波（包含光波）对作为极性基团的脱氧核苷酸来说也是一种很不错的共振激励能量波，思路还可以开阔一点，还可以从脱氧核苷酸作为极性基团的电磁学等特性考虑采用电磁波、粒子射线、电子轨道跃迁等诸多方法。组成序列的个体也不限于只针对单个脱氧核苷酸，可以考虑脱氧核苷酸对，甚至多个脱氧核苷酸或脱氧核苷酸对的组合（因为组合的原因，会导致编码数增多，但这并不影响该方法的原理的可行性）。甚至推而广之，针对形成生物体氨基酸只有21种和其构象只有有限的几种的特点，针对每种氨基酸及其构象找到其共振频率，对每种氨基酸和其构象进行频率编码顺序施加机械或者电磁频率能量，让其达到能量频率共振顺序传递的目的。其最根本的原理就是沿着特定序列谐振并且通过相邻的牵扯传递和积累能量，达到最后特异性破碎DNA或蛋白质的目的。实际上荧光共振能量转移就是利用了这个原理，但是它只实现了一步转移，本文中提到的方案是要实现多步转移并巧妙地利用这个多步达到特异性的目的。显然这个思路雏形还有待把它付诸实施的有兴趣人们在实践中不断完善和修正，工程量非常大，但笔者认为，这条思路不失为一种可供探索用于医治百病的“灵丹妙药”。

注释

① 何静华，形继祖编，生活中的物理（79）.广州出版社，2003.8：10.

② 刘栓江，李建新.大学物理，航空工业出版社，2001：66.

③ 孙林岩.普通高等教育“十五”国家级规划教材 人因工程（修订版）.中国科学技术出版社，2005.1：334.

④ Watson， J.D. and Crick， F.H.， 1953. Molecular structure of nucleic acids. Nature 171：737-738.

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从学生本身来看，学困生一般都是学习基础较差，知识缺漏多，智力稍钝，反应稍慢，学习上懒散，马虎，作业上抄袭，心理上自卑，失去上进心。

另外高考指挥棒的驱使，教师教育思想不端正。由于高考任务的要求，大多物理老师不依据物理教学规律进行教学，片面追求升学率思想的影响，教学的各个环节，一切围绕升学有望学生转，把目光聚焦在个别学生身上。正所谓，一切围绕考纲转，与题无关决不谈。任意加深、加难教学内容，贪多求全，加快进度，频繁考试，制造人为分化。本应该是生动有趣的课堂变的枯燥乏味，再加上教学方法陈旧，满堂灌，黑板上讲实验、做实验，使学困生从失望走向绝望。

我认为作为一名中学物理教师，有责任也有义务去改变物理学困生的现状。从老师的角度出发。我认为中学物理教师应该做到下面几点：

一、激发学生学习兴趣，形成独特的教学风格

高中物理与初中相比，无论是纵向还是横向都有所加深，若学生还在用原来学习初中物理的办法学高中物理，必然会走不少弯路。

高中物理概念、规律繁多，而且比较抽象，学生一时难于理解，就容易产生厌学心理。但物理概念、物理规律是中学物理基础知识中最重要、最基本的内容。基本概念、基本规律掌握不好，学习物理的过程必然时倍功半。这就需要我们教师用多种教学方法，生动有趣地组织教学。让学生在一种愉快的气氛中，学好基本概念和基本规律。

比如：在讲原子物理部分时，我给学生讲了师徒共建原子大厦的故事。汤姆生卢瑟福玻尔和查德威克。汤姆生发现了电子提出了枣糕模型，他的学生卢瑟福通过用α粒子轰击氮核发现了质子并还用α粒子轰击金箔提出了原子核式结构；卢瑟福的学生玻尔提出了轨道模型及其学生查德威克通过用α粒子轰击铍核发现了中子，就是他们师徒3代4人共建了原子大厦。这样讲学生对原子物理的学习就感了兴趣，自然问题探究就容易多了。

在讲油膜法估测分子直径时，我拿一个玻璃杯子，装满小米，然后倒到了水平桌面上，我说这一粒粒的小米就像一个个分子，要想测出小米的直径，只要测出杯子的体积和倒在桌面上小米所占的面积利用V=Sd即可用d=V/S算出小米的直径，同样的方法先把油的体积测出来然后再把油滴在水面上，等油全部完全展开后测出油膜所占的面积，然后用d=V/S就可以估算出分子的直径了。这样讲学生很快就能掌握油膜法测分子直径的方法了。

二、重视物理模型的运用，培养学生逻辑思维能力，消除学生思维障碍

物理模型是物理学中对实际问题忽略次要因素、突出主要因素经过科学抽象而建立的新的物理形象．通过运用物理模型可以突出重点，抓住本质特征和属性，可以消除学生思维方面的片面性和表面性，提高学生思维的独立性、批判性和创造性，从而使学生能够对自己从生活中形成的朴素物理概念分析区别，抛弃错误概念，形成科学概念．如：伽利略在研究运动的原因并指出亚里士多德观点的错误时，设想的“理想实验”就是建立了一个没有摩擦的光滑轨道的物理模型．在“洛仑兹力”教学中，对于洛仑兹力公式的推导，其中I＝nqv是难点．但在建立导线中电流流动的微观图象的物理模型后，问题便简洁多了．再如我在讲动量守恒定律时，首先提出了人船模型和子弹打木块模型，让学生在学习的时候先对知识有个宏观的了解，这有利于树立学生学习该部分知识的信心。

三、注意传授学生知识的前后联系，让知识成为体系

我在讲解解决力学问题的三种途径时，我举了一个例子：一个质量为m、初速度为v0的物体受到向上的拉力F经过时间t上升的高度为h，末速度为vt，上升过程中的加速度为a，根据这些数据，我首先让学生对该物体进行了受力分析，得出结论F-mg=ma，然后根据运动学规律得出vt-vo=at和vt2-vo2=2ah，紧接着我让学生把a用（F-mg）/m代替代入vt-vo=at可以得到vt-vo=（F-mg/m）t整理可得（F-mg）t=mvt-mvo即可得到动量定理的表达式。我让学生把a用F-mg/m代替代入vt2-vo2=2ah可得vt2-vo2=2（F-mg/m）h，然后整理可得到（F-mg）h=1/2mvt2-1/2mvo2　这正是动能定理的表达式。若把mgh移到等式右边可得到Fh=mgh+1/2mvt2-1/2mvo2=ΔEK+ΔEP即可得到功能原理的表达式。若F=0则会出现ΔEK=ΔEP这又是机械能守恒定律的表达式，从一个小小的物体运动模型就可以推出几乎中学阶段所有力学规律来，告诉学生知识的联系是多么紧密。当学生看到这样的结论时，不由增加了对知识的整理欲望，求知信念。

四、让物理教学从课堂走向生活。

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关键词：民办高校 安全工程 应用型人才 培养模式

一、引言

民办院校具有选择专业灵活性的优势，主要是应用型、职业性、社会急需的专业，并能高薪聘用一些名校的专家，教授，优中选优，以提高学校的教学质量和知名度。但目前很多民办院校存在生源不足以及招生成本加大的困境，而且由于发展时间短，很多民办院校无法自己培养或建立一支稳定的高水平专职教师队伍，师资力量严重不足。

安徽新华学院以培养应用型人才为目标，2006年较先在民办本科院校中创办了安全工程专业。但安全工程专业是一门多学科交叉、多行业交融的综合性新兴边缘学科，也是一门实践性很强的学科，既与安全理论息息相关，又与工程实践紧密结合。而我校不同于有较长发展历史、较深行业基础的老牌二本院校也不同于一般的高职高专院校，如何依据自身特点和优势，确定安全工程专业的培养目标，人才培养模式和构建合理并具有特色的课程体系，是值得探讨的话题。

二、我校安全工程专业概况

我校安全工程专业已有5届学生，其中2届毕业生，目前在校生123人。其中2006年招生67人（女生25人），考上研究生8人（女生6人）；2007年招生68人（女生10人），考上研究生11人（女生2人）；2008年招生48人（女生8人）；2009年招生36人（女生4人）；2010年招生39人（女生5人）。目前安全工程专业专任教师和专聘教师基本满足教学要求，课程体系已基本完备，实习实践基地和实验仪器设备基本能满足实验教学的需求，2006级和2007级学生就业形势很好。

1、安全工程专业人才目标定位

我校安全工程专业为培养“应用型高级专业人才”做了一系列的改革与尝试。在前期“大安全”的培养方向上，通过不断地对社会需求进行广泛调研，并结合所在的土木与环境工程学院专业优势，依托安徽新华房地产集团在房地产开发、工程项目建设施工上的优势，重新修订和完善了培养方向，即在“大安全”的基础上，又增加了工程建设项目安全技术与管理这一专业方向，也即是围绕“大安全”培养模式与“小安全”培养模式相结合来建设安全工程专业，坚持“立足安徽，面向全国，服务地方经济建设和国家建设行业”。

2、安全工程专业课程体系设置及分配

安全工程课程体系包括通识教育、专业教育、职业生涯教育三大模块，最低毕业学分19分，各模块分别占总学分的比例依次为：38%、59.7%、2.3%，其中通识教育课是学生的基本知识储备，包括自然科学、工程科学和社会科学基础知识；专业基础课和专业核心课程指各行业通用的安全科学理论和技术知识，包括工程技术、安全方法及工程技术和安全方法的交叉基础知识，是“大安全”的基础课程，专业选修课程体现了“小安全”专业课程，是针对工程建设项目安全技术与管理这一专业方向开设的课程。

在课程体系设置中，第一体现了本科学生要有扎实的基础知识；第二体现了较宽的知识面，能在各个行业通用的安全科学理论和技术知识，如：安全原理、安全系统工程、安全人机工程学、事故调查分析与应急救援等；第三加大了对工科学生的实践动手能力培养，实践环节占总学分的41.8%，比例较以往方案分量加重；第四加强了安全管理、法律法规、安全心理知识的要求；第五，体现了“小安全”工程建设项目安全技术与管理的专业课程，如：土木工程施工技术C、建筑工程施工安全、土木工程材料B、建筑结构、工程地质、土力学与地基基础等。

3、安全工程专业实验设置情况

目前已建成防火防爆、安全检验检测、安全人机三个专业实验室，可开设如：可燃液体闪点、燃点、自燃点测试、水平垂直燃烧、建材烟密度测试、点火温测试、超声波探测试件内缺陷测试、着色渗透探伤实验、磁粉法对焊缝探伤、噪声测量实验、人体静态尺寸测量、运动时、反应时测定、明度、暗度适应测试、听觉实验、手指灵活性测试、动觉方位辨别实验等实验，并具备基础化学、物理、模拟电路、数字电路、材料力学、流体力学、软件实训中心等专业基础实验室，能基本满足所开课程实验需求，但仍需进一步扩大和提升。

三、我校安全工程专业存在的问题

1、专业方向和培养方案需要进一步的完善

培养方案中课程的设置是否能满足相关施工单位和生产建设企业对安全工程专业人才专业知识的需求，还需要进一步深入到施工及生产单位进行调研，听取企业对安全工程专业人才知识储备的具体需求。

2、实验室需扩大建设，实验教师需加强培养

目前安全工程专业实验室基本能满足大部分的实验课程开设，但多以验证性实验为主，综合性、设计性实验较少；对于专业教师应加强对自身动手能力的提高，主动钻研和提高实验能力，学校也应多进行相关实验的培训，聘请校外专家对教师进行培训。

3、教师缺乏具体基层实践经验

民办院校专职教师多数较为年轻，缺乏丰富实际工作经验，并且中年骨干教师较少，在教学中存在理论与实际脱轨问题，因而一方面应多引进具有丰富实践经验的人才，另一方面应加大对教师下基层锻炼的支持和鼓励，从政策上、经济上、信息上进行支持。

课题项目：校级教研项目：本科高校安全工程专业应用型人才培养模式探讨（项目编号：2010jy004）。

参考文献：

[1]沈广元．民办高校学生管理工作的辩证思考和实践[J]．成都教育学院学报，2006，11：26－28．

[2]卢剑锋．浅析民办高等学校学生管理存在的问题及对策[J]．高校管理，2010，2：100．

篇10

关键词：压力容器;无损检测;磁粉检测;渗透检测;射线检测;超声检测

1.引言

当前压力容器的应用非常普遍，涉及到工业生产的各个领域，并且都与人们的日常生活有关密切的关系。压力容器是一种具有爆炸危险的特种设备，它承受着高温、易燃、易爆、剧毒或腐蚀介质的高压力[1]，一旦发生事故，将使社会生产和国民经济遭受严重破坏，人民生命财产遭受巨大的损失，直接影响社会的安定，因此，应对压力容器实施检验。

对压力容器进行检验，其目的就是防止压力容器发生失效事故，尤其是对预防破裂事故的发生。无损检测就是在不损坏被检对象材料的前提下，利用科学手段，借助先进技术和设备，对被检对象的内部及表面缺陷进行检查和测试的方法。压力容器的检验常采用的无损检测技术主要有磁粉检测、渗透检测、射线检测和超声波检测等[2]，这些检测方法都是压力容器检验中必不可少的检验手段。

2.压力容器的无损检测技术

压力容器的无损检测技术按照物质的物理特性可分为渗透特性、辐射特性、声学特性、电磁特性以及热学特性等五大类。

2.1渗透检测技术

渗透检测技术是利用毛细管作用原理检查表面开口性缺陷的无损检测方法。其简单原理是将渗透性很强的渗透剂渗进材料表面缺陷内，然后用一种特殊方法或介质再将其吸附到表面上来，以显示出缺陷的形状和部位。渗透检测的优点是可检查非材料，如奥氏体不锈钢、铜和铝等，以及非金属材料的各种表面缺陷，可发现表面裂纹、分层、气孔、疏松等缺陷，不受缺陷形状和尺寸的影响，不受材料组织结构和化学成分的限制。但是渗透检测在检测表面太粗糙的材料时易造成假象，降低检测效果，而且粉末冶金零件或其他多孔材料不宜采用。

渗透检测在检测表面微细裂纹时，其灵敏度要比射线检测高，还可用于检测非铁磁性材料等磁粉法无法应用到的部位。

2.2射线检测技术

射线检测是较准确而又可靠的无损检测方法之一，它可检验焊缝内部缺陷，并直接显示内部缺陷的形状、大小和性质，便于缺陷的定性、定量和定位，并可检查几乎所有的材料。射线照相底片还可留作永久性记录。常用的射线检测方法有X射线和γ射线、中子射线照相法、X射线荧光屏观察法、X光工业电视探伤和高能加速器X射线照相法。

射线对物质具有较强的穿透能力，射线在贯穿物质的过程中由于与物质相互作用，强度逐渐减小，即引起衰减。当射线贯穿不同厚度、不同物质的材料时衰减的程度不同。当焊缝内部有气孔、夹渣、裂纹等缺陷时，缺陷内的气体或非金属夹物等对射线的吸收能力要比钢材小得多，所以引起射线强度衰减的程度与无缺陷部位不同，从而使胶片烛光程度不同，反映在照相底片或荧光屏上的影像黑度也不同，而显现出较黑的缺陷图像。当焊缝中存在夹钨缺陷时，由于钨对射线的吸收能力比钢强，所以照相底片感光程度比钢板部分弱，帮夹钨缺陷呈白色。因此通过对射线检测底片的观察，便可发现并判断缺陷的大小、性质及分布情况。

在现场，X射线检测技术主要用于板厚较小的压力容器对接焊缝内部埋藏缺陷的检测，因为薄板采用超声检测有一定难度，而采用射线检测不需要太高的管电压。射线检测也常用于在用压力容器检验中对超声检测发现缺陷的复验，以进一步确定这些缺陷的性质，为缺陷返修提供依据[3]。

2.3超声检测技术

超声检测也是压力容器检验中广泛使用的无损检测方法之一，它不仅可以检测焊缝内部的质量，而且还可检验钢板、锻件和钢管等的内部质量。

超声波是超出人听觉范围的高频率机械振动波，超声波是频率很高，波长很短的机械波，其方向性很强，有类似光一样的良好方向性。超声波在同一均匀介质中传播时速度不变，传播方向不变，如果传播过程中遇到另一种介质，就会发生反射、折射、绕射的现象[4]。该方法具有检测灵敏度高，穿透能力强，缺陷定位比较准确，缺陷检出率高，检测速度快，成本低的优点。

超声波检测方法按原理可分为脉冲反射法、穿透法和共振法。脉冲反射法是以极短的持续时间发射脉冲超声波到被检工件内，根据反射波的情况来检测工件缺陷的方法。穿透法是根据脉冲波或连续波穿透工件之后的能量变化来判断缺陷情况的检测方法。共振法常用于工件测厚。此外，根据超声波类型，还分为纵波法、横波法、表面波法和板波检测法。

2.4磁粉检测技术

磁粉检测是检查铁磁性材料（例如铁、镍及其合金）表面或接近表面缺陷的一种检验方法。检测时，将待检的焊件磁化后，磁力线就形成均匀的平行直线形式分布。如果焊件表面或浅层存在缺陷，如裂纹、夹渣、气孔等，磁力线就将绕过磁导率低的空穴发生磁力线的弯曲，部分磁力线还会泄漏到外部空间形成漏磁通。在材料表面撒上一层磁粉或磁粉悬浮液，则在缺陷部位漏磁场处的铁粉被吸引而发生聚集。根据铁粉聚集的部位，大小和形状可直接判断缺陷的部位和大小。如果是线性缺陷且与磁力线平行，漏磁现象不明显，磁粉堆积也不多，缺陷不易被发现。只有磁力线与缺陷的方向垂直，才产生最大漏磁现象，此时检测的灵敏度最高。

为检测出各种不同方向的线性缺陷，在探伤时至少要对被测表面进行两个相互垂直方向的磁化。利用旋转磁场探伤机，一次磁化可发现各个方向上的缺陷，能显著提高探伤效率。

磁粉检测技术按磁化方法不同主要可分为通电法、支杆法、穿棒法、线圈法、磁轭法、感应电流法、复合磁化法。主要应用于对铁磁性材料表面及近表面缺陷的检测，包括钢管表面、高压紧固件、焊缝表面、焊缝坡口表面及其热影响区等。它的特点是相比其它探伤方法，对表面缺陷的灵敏度最大，而且操作简便，结果可靠。

2.5涡流检测

涡流检测是无损检测方法之一，利用导电材料的电磁感应现象，通过测量感应量的变化进行无损检测的方法。涡流检测速度快，特别适合管、棒材的检测，对于表面和近表面缺陷有较高的灵敏度，可对大小不同的缺陷进行评价，能在高温状态下进行探伤，可用于异形材和小零件的检测，不仅适用于导电材料的缺陷检测，而且可检测材料的电导率、磁导率、热处理状况、硬度和几何尺寸等。

对于在用压力容器，涡流检测主要用于换热器、换热管的腐蚀状态检测和焊缝表面裂纹检测。检测采用内穿过式探头，非铁磁性换热管采用常规涡流检测技术，铁磁性换热管采用远场涡流检测技术，以检测换热管内外部腐蚀引起的穿孔、蚀坑以及壁厚均匀减薄等缺陷。

2.6声发射

材料或结构受外力和内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象称为声发射。发射弹性波的位置（缺陷）称为声发射源。声发射检测是一种动态无损检测方法，而且，声发射信号来自缺陷本身，因此，用声发射法可以判断缺陷的严重性。一个同样大小、同样性质的缺陷，当它所处的位置和所受的应力状态不同时，对结构的操作程度也不同，所以它的声发射特征也有差别。明确了来自缺陷的声发射信号，就可以长期连续地监视缺陷的安全性，这是其它无损检测方法所不具有的。

声发射技术用于检测在用压力容器可能存在的活动性缺陷，也可用于对已知缺陷进行活性评价。声发射检测特点是必须在检测过程中对压力容器进行加载，常用的加载方法为压力容器停止运行后进行的水压或气压试验，也可直接用工作介质进行加载。对活动性缺陷，在加载过程中用多个声发射传感器对压力容器壳体进行整体监测，以发现活性声发射源，然后通过活性声发射源进行表面和内部缺陷检测，排除干扰源，发现压力容器上存在的缺陷。

2.7超声波衍射时差法（TOFD）

衍射时差法是一种依靠从待检试件内部结构（主要是指缺陷）的“端角”和“端点”处得到的衍射能量来检测缺陷的方法。目前国内一些新建大型化工项目内应用有许多。TOFD检测设备由于受到探头行走装置的限制，被检设备焊道两侧150mm范围内需要打磨光滑，且需要耦合剂，一般需要两人配合操作。

超声波衍射时差法操作方便，作业时间不受限制，检出缺陷效率高，容易检出方向性不好的缺陷，可以检测较厚设备焊接接头，可以识别向表面延伸的缺陷。如果和脉冲反射法相结合时效果更好。但是在外表面附近有约3mm的盲区，而且内表面附近也可能存在盲区，超声波衍射时差法对噪声敏感。

2.8红外检测

许多高温压力容器内部有一层珍珠岩等保温材料，以使压力容器壳体的温度低于材料的允许使用温度，如果内部保温层出现裂纹或部分脱落，则会使压力容器壳体超温运行而导致热损伤采用常规红外热成像技术可以很容易发现压力容器壳体的局部超温现象。压力容器上的高应力集中部位在经大量疲劳载荷后，如出现早期疲劳损伤，会出现热斑迹图象。压力容器壳体上疲劳热斑迹的红外热成像检测可以及早发现压力容器壳体上存在的薄弱部位，为以后的重点检测提供依据。

3.总结

压力容器是具有爆炸危险的承压设备，在运行中一旦发生泄漏或爆炸，将发生灾难性的事故。为此，本文分析总结了压力容器检验中常用的无损检测技术，并对各检测技术的优缺点进行了总结，针对不同的设备选择不同的无损检测技术。

参考文献：

[1]欧阳春.在用压力容器无损检测技术的原理和应用[J].南昌：能源研究与管理，2010.09.15

[2]刘廷贵，鹿道智，周震，黄守勤.锅炉压力容器压力管道焊工考证基础知识[M].北京：中国计量出版社，2002.6