应用化学专业开设《生物医用材料》课程的教学改革探讨
崔灿，肖寒，周国永，罗迎春
（贵州民族大学 化学工程学院，贵州 贵阳 550025）
摘要：《生物医用材料》是一门典型的交叉学科，结合了化学、材料科学与生物医学的基础知识。作为应用化学专业的限选课，既可以加强学生对基础化学理论知识的理解，同时提高学生的学习兴趣与积极性，开阔学生的视野，提高学生的科学敏锐力和培养学生的创新性思维。本文从应用化学专业的知识背景考虑，结合课程自身的特点，从教学内容、教学模式、评价体系等改革进行了初步探索。
关键词：应用化学、生物医用材料、教学改革
中图分类号：
Discussion on Teaching Reform of Biomedical Materials for Applied Chemistry
CUI Can, XIAO Han, ZHOU Guo-yong, LUO Ying-chun
(School of Chemical Engineering, Guizhou Minzu university, Guiyang 550025,
China)
Abstract: Biomedical Materials is a typical interdisciplinary subject that combines the basic knowledge of
chemistry, materials science and biomedicine. As a restricted elective course
for applied chemistry, it can not only strengthen students' understanding of
basic chemical theoretical knowledge, but also improve students' interest and
enthusiasm in learning, broaden students' horizon, improve students' scientific
acuity and cultivate students' innovative thinking. Based on the knowledge
background of applied chemistry major and the characteristics of the course
itself, this paper makes a preliminary exploration on the reform of teaching
content, teaching mode and evaluation system.
Key Words: applied chemistry; biomedical materials; teaching
reform
基金项目：贵州省科技计划项目（黔科合基础[2020]1Y163）；贵州省科技计划项目（黔科合基础[2018]1173）
引言
《生物医用材料》综合了化学、材料学、临床医学、生命科学、物理、工程学等多个学科，具有典型的多学科交叉特点，基础知识面广、并且知识的更新速度非常快。《生物医用材料》是贵州民族大学化学工程学院面向应用化学专业本科生开设的一门专业限选课，该课程首先阐述了生物医用材料的概念、原理以及生物相容性等基本知识；然后分别对不同种类（金属、无机非金属、高分子、复合）的生物医用材料进行详细介绍；最后结合学科的最新发展状况，介绍了生物医用材料的表面改性，组织工程相关的生物医用材料，以及药物控释缓释材料等内容。
目前国内大多数高校应用化学专业并未开设《生物医用材料》这门课程。基于近年来生物医用材料已成为国内外重点研究领域，是一项高速发展的新兴产业；自身又是一门综合性和交叉性较强的学科，适应现代创新型教育的发展需求[1]；且与应用化学的核心课程有机化学、高分子化学等联系密切。因此我们选取《生物医用材料》课程作为应用化学专业高年级学生的一门限选课。在教学过程中适当讲解材料学、生物学以及医学等相关知识，注重结合生活中的各种医用材料，如人工器官、组织工程材料、缓控释药物等。既可以加强学生对基础化学理论知识的理解，同时提高学生的学习兴趣与积极性，开阔学生的视野，提高学生的科学敏锐力和培养学生的创新性思维。我们从应用化学专业的知识背景考虑，结合课程自身的特点，在课堂讲授的时候授课教师会尽量扩展到前沿的科研领域。其次根据我院学生强调工程应用发展方向的特点，讲授内容会扩展到相关产业的应用环节等。本文结合作者的教学实际，对应用化学专业开设《生物医用材料》课程的教学内容、教学模式、评价体系等改革进行了初步探索。
教学内容的优化
本课程选用吕杰主编的 《生物医用材料导论》为主要参考教材[2]，但在教学内容上不局限于教材。《生物医用材料》专业性较强，并且涵盖的知识面较广，需要具备一定的专业知识才能够更好的理解和学习，因此该课程是作为应用化学专业高年级学生的专业限修课。课程的总学时设计为32学时。由于该课程内容前沿性强，知识更新速度快，在保证教材基本概念和内容讲授完成后，授课教师还会根据自己的专业背景，整理最新的生物医用材料相关科研信息做成专题的形式（药物控制体系、人工器官、基因载体等）给学生进行知识的补充和延伸，从而激发学生对科学研究的兴趣；开阔学生的视野；培养学生的创新性思维[3]。因此对该课程内容的改革可以从以下几个方面进行:
第一，明确教学任务和教学目标。明确教学任务和目标后才能够合理安排教学内容，使用合适的教学手段[4]。《生物医用材料》是一门典型的交叉学科，创新性的研究和产品不断涌现，其中非常多的成果都来自于交叉学科的贡献。该课程的教学目标一方面要求学生掌握相关的专业基本知识；另一方面更加注重对学生创新能力的培养，激发学生对科学研究的兴趣，开阔学生的视野，培养学生查阅整理文献资料的能力，同时鼓励学生积极参与到整个教学过程中，培养学生的口头与书面表达能力以及团队协作精神。
第二，合理安排教学内容，明确教学重点和难点。根据我校工科背景下应用化学专业高年级学生的前修课（四大化学、高分子化学）以及掌握水平。课程教学内容更加偏重材料的来源、性质以及应用。首先讲述生物医用材料的基本概念、分类和发展趋势，让学生对生物医用材料有一个整体宏观的认识；其次讲解人体对生物医用材料的生物学反应，让学生了解一定的生物学医学相关知识；然后从来源、性质、用途三个方面着重讲解不同种类（金属、无机非金属、高分子、复合）的生物医用材料；最后对生物医用材料的设计以及表面改性进行阐述。
第三，追踪学科发展前沿，分专题进行知识补充。在课程中与时俱进地补充新型生物医用材料的研究进展，紧跟科学研究和实际应用的前沿成果。授课教师根据自己的专业背景，整理最新的生物医用材料相关科研信息做成专题的形式（药物控制体系、人工器官、基因载体等）给学生进行延伸授课[4]。激发学生的科研兴趣，提高学生的科学敏锐力和培养学生的创新性思维。
教学模式的丰富
根据教学内容，在教学过程中打破 “以教师为主体，以课堂为中心”的原则[5]。采用现代化的教学方法，尽可能优化丰富教学模式。从而实现教学任务，达到教学目标。
一方面，对于《生物医用材料》这类知识点更新速度快、延伸性比较强的课程，教师应采用现代多媒体PPT进行教学，PPT课件应追随这门科学的发展前沿，定期更新教学内容；在教学过程中始终保持与学生的互动，不断启发学生进行思考，提高学生对课程的学习兴趣；并且在课堂上善于启发学生对科学问题的发现和思考，提高学生对科学问题的敏锐洞察力，培养学生的科学思维能力[6]。同时，对于《生物医用材料》这类专业性比较强的学科，课堂教学内容保持生动有趣也是非常重要的，可以结合材料的生产制备过程和具体应用，以具体事例、热点新闻、代表人物传记、视频、图片等有趣的形式阐述各类生物医用材料。例如可以从大热的整容材料谈起，引出各类医用高分子材料。
另一方面，引导学生积极参与到教学过程中。如果学生能够积极主动参与教学过程可大大提高交叉学科的教学效果和质量[7]。本课程的教学过程中，除了教师在课堂上对课程内容的有效讲授外，我们将学生分成了若干个小组（每四位同学一组），给定一些生物医用材料的相关主题，安排每个小组自主选择一个主题，检索最新的文献资料，并进行整理总结，准备相应的PPT报告进行课堂讲述，最后对每组的PPT汇报进行讨论总结。在整个过程中，要求同学们分工合作，其中一些同学负责收集资料和制作PPT的工作，其他一些同学进行PPT的展示和讲解。在这个过程中可培养学生查阅总结文献资料的能力，同时提高学生的科学洞察力，培养学生的口头表达能力，并且可以促进学生的团队协作精神。
考核形式的综合多样化
课程考核是教学过程中的一个重要环节，合适的考核方式可反映出学生对该课程所学知识的掌握情况，也可对教学效果和教学质量进行反馈。《生物医用材料》课程综合性较强，并且知识点更新速度非常快[8]。传统的闭卷答题考试形式并不适用于该类开放式的课程进行考核，容易导致学生采用死记硬背的方式学习，限制了学生的思维，不利于培养学生的独立思考能力和创新思维。因此我们采用了综合考试的方式: 课程的总成绩由期末考核和平时成绩组成，期末考核成绩占总成绩的40%，平时成绩占总成绩的60%。期末考核的形式为提交三千字以上的规范课程论文（包括题目、摘要、关键词、正文、参考文献），一方面可以减少学生突击复习应付考试的现象；另一方面有助于提高学生查阅文献，自主总结知识的能力。平时成绩包括课程考勤、课程PPT报告和讨论、平时作业三个部分，所占比例分别为10%、30%以及20%。平时成绩主要考察学生参与整个教学过程的积极性和主动性，评价学生对所学知识的掌握与运用能力，平时成绩所占的比例较高，可以提高学生参与教学活动的积极性，还可以全面提高学生的综合素质能力。
结语
《生物医用材料》课程是一门多学科交叉的课程，尤其对于没有医学和生物学背景知识的应用化学专业学生，在教学过程当中，难免会出现内容枯燥，理解困难的情况，进而降低学生的学习兴趣。教师应加强自身学习，追踪学科发展前沿，结合应用化学的专业特点，及时更新丰富教学内容；同时，采用多样化丰富的教学模式并改进考核方式，展开系统性、灵活性的特色教学方法，以丰富多样的教学模式激发学生的学习兴趣，培养学生的科学敏锐力和创新性思维。
参考文献
[1] 赵亮, 李霞飞, 马先芬. 生物医学材料教学的实践与经验[J]. 科技创新导报, 2018, 20:208-211.
[2] 吕杰, 程静, 侯晓蓓.《生物医用材料导论》[M]. 上海: 同济大学出版社, 2016.
[3] 罗珺, 李建树, 杨佼佼. 多学科交叉下的生物材料导论硕士研究生课程教学方法探讨[J]. 教育教学论坛, 2020, 49:333-334.
[4] 毛琳, 崔海坡, 宋成利. 生物医用材料课程教改方案——针对生物医学工程专业的教学模式探索[J]. 教育现代化, 2020, 30:61-63.
[5] 屈雪, 刘昌胜, 屈朝霞, 郭阳. 复合式教学体系助力《生物医用材料》课程教改[J]. 计算机工程与科学, 2014, 36:169-173.
[6] 李建树，赵长生. 交叉学科的本科教学中教师引领、学生互动的几点思考与体会——以四川大学“生物高分子及制品”课程为例[J]. 教育教学论坛, 2013, 07:143-145.
[7] 李培源，贾智若，霍丽妮，崔浩，钟海艺. 药用高分子材料教学“以学生为中心”模式的探讨[J]. 山东化工，2020, 49(15):159+161.
[8] 梁一俊, 邱帅. 基于网络环境研究性教学的改革与实践——以生物医用材料课程为例[J]. 教育信息化论坛, 2020, 07:10-11.
订阅方式：
①在线订阅（推荐）：www.sdchem.net.cn
②邮局订阅：邮发代号24-109
投稿方式：
①在线投稿（推荐）：www.sdchem.net.cn
作者只需要简单注册获得用户名和密码后，就可随时进行投稿、查稿，全程跟踪稿件的发表过程，使您的论文发表更加方便、快捷、透明、高效。
②邮箱投稿：sdhgtg@163.com sdhg@sdchem.net
若“在线投稿”不成功，可使用邮箱投稿，投稿邮件主题：第一作者名字/稿件题目。
投稿时请注意以下事项：
①文前应有中英文“题目”、“作者姓名”、“单位”、“邮编”、“摘要”、“关键词”；
②作者简介包括：姓名、出生年、性别、民族、籍贯或出生地、工作单位、职务或职称、学位、研究方向；
③论文末应附“参考文献”，执行国标GB/T7714-2005标准，“参考文献”序号应与论文中出现的顺序相符；
④注明作者的联系方式，包括电话、E-mail、详细的通讯地址、邮编，以便联系并邮寄杂志。
欢迎投稿 答复快捷 发表迅速