材料科學(xué)基礎(chǔ)課程在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)中的教學(xué)探討

劉非拉

（重慶理工大學(xué) 重慶 400054）

1 學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀

在當(dāng)前的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)領(lǐng)域，包括醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、工程學(xué)等科學(xué)理論的研究，生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)已經(jīng)成長為一門多技術(shù)融合、多技術(shù)交叉的綜合性專業(yè)。不僅如此，在學(xué)科建設(shè)方面生物醫(yī)學(xué)工程還有著如生物材料、生物醫(yī)學(xué)信號(hào)、生物力學(xué)等專業(yè)分支。在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的主要研究方向中，生物材料學(xué)的主要研究對(duì)象是能夠用于替換人體組織器官或優(yōu)化組織器官功能的材料。這一專業(yè)研究方向能夠更好地服務(wù)于人類，在當(dāng)前許多的手術(shù)當(dāng)中生物材料的作用愈加凸顯，包括人工腎臟、人工骨與關(guān)節(jié)在內(nèi)的多種人造生物材料已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用與醫(yī)學(xué)工程實(shí)踐領(lǐng)域[1]。當(dāng)然生物材料涉及的專業(yè)科學(xué)研究并不僅僅局限于醫(yī)學(xué)實(shí)踐，其與生物學(xué)、材料學(xué)、化學(xué)等學(xué)科也有著明顯的交叉融合關(guān)系。在當(dāng)前的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育領(lǐng)域，材料科學(xué)的課程教育是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)性學(xué)科，在教育體系當(dāng)中也是意義重大的課程之一。課程教學(xué)內(nèi)容多集中在醫(yī)用生物材料，如金屬材料、陶瓷材料以及近些年來應(yīng)用廣泛的高分子材料。學(xué)生通過對(duì)這些醫(yī)用材料的各種特性與生物相容性的學(xué)習(xí)，能夠建立起較為完善的生物材料科學(xué)知識(shí)框架。在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)當(dāng)中的材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教育在近些年來的發(fā)展過程中已經(jīng)取得了良好的效果，但也仍然有著良好的提升，優(yōu)化空間。

2 材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)探討

2.1 建立科學(xué)合理的基礎(chǔ)課程知識(shí)體系

在開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的國內(nèi)高等院校當(dāng)中，材料科學(xué)技術(shù)課程的開設(shè)是必然的。該課程主要的研究方向是生物材料的組織結(jié)構(gòu)、性能應(yīng)用等多元趨勢(shì)，能夠更好地打牢學(xué)生生物材料專業(yè)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的后續(xù)學(xué)習(xí)提供更加有力的支撐。材料科學(xué)是生物醫(yī)學(xué)的必修課，該課程理論知識(shí)豐富內(nèi)容較難理解，學(xué)生在初學(xué)階段的學(xué)習(xí)壓力較大，難以對(duì)豐富的知識(shí)形成良好的記憶。該課程在一些高等院校的課程設(shè)置當(dāng)中，被劃分到學(xué)生大學(xué)學(xué)業(yè)的后半程開展，這是由于學(xué)生經(jīng)過前期學(xué)習(xí)，已經(jīng)對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的知識(shí)有了良好的積累，能夠以專業(yè)的角度與思維對(duì)該學(xué)科進(jìn)行學(xué)習(xí)探究，有助于學(xué)生更好地理解其中較為晦澀難懂的知識(shí)點(diǎn)，并且學(xué)生還能夠通過已經(jīng)掌握的知識(shí)與理論更好地深化對(duì)生物材料科學(xué)的理解，能夠幫助學(xué)生更好地建立科學(xué)合理的知識(shí)體系[2]。在教學(xué)方面，教師也應(yīng)當(dāng)對(duì)良好基礎(chǔ)課程知識(shí)體系的建設(shè)提高重視，根據(jù)教材內(nèi)容與教學(xué)大綱要求進(jìn)行科學(xué)合理的課程設(shè)置，使課程進(jìn)行更加有層次性。如在課程核心理論方面，可以將其劃分為四個(gè)部分，首先是對(duì)生物材料的基本結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)等方面的基本原理教學(xué)，這能夠更好地讓學(xué)生認(rèn)識(shí)生物材料科學(xué)基礎(chǔ)；其次是對(duì)不同材料的進(jìn)一步深化認(rèn)識(shí)與理解，將當(dāng)前生物材料科學(xué)領(lǐng)域常用的金屬材料、陶瓷材料、高分子材料作為課程教學(xué)的重點(diǎn)范例；再次，在學(xué)生對(duì)材料認(rèn)識(shí)更加深刻的基礎(chǔ)之上，可以開展對(duì)材料性能的學(xué)習(xí)與研究，生物材料科學(xué)中材料的性能有著專業(yè)特殊性，材料所具備的熱學(xué)性能、力學(xué)性能等內(nèi)容對(duì)于拓展學(xué)生學(xué)習(xí)深度有著重要意義，也有助于學(xué)生更好地了解生物材料所具備的性能特征；最后，要對(duì)不同材料的特殊制備方法與其加工工藝進(jìn)行教學(xué)與研究，讓學(xué)生能夠更加全面地看待不同的生物材料。通過對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)中材料科學(xué)的研究與學(xué)習(xí)能夠讓學(xué)生形成科學(xué)完善的知識(shí)體系，在學(xué)習(xí)與今后的研究工作當(dāng)中，更好地發(fā)揮基礎(chǔ)課程理論的作用，輔助更高級(jí)別的專業(yè)理論探究。

2.2 重視對(duì)材料性質(zhì)與使用性能的結(jié)合教學(xué)

在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程教學(xué)當(dāng)中，材料科學(xué)多主要研究方向有“材料科學(xué)”與“材料工程”兩個(gè)方面，前者主要聚焦于材料科學(xué)是什么？為什么？通過對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)理論的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握材料科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)，為后續(xù)進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。后者主要聚焦于怎么做的方面，在此方面的教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)重視對(duì)學(xué)生生物材料科學(xué)實(shí)際應(yīng)用的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生更好的理解生物材料在當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的應(yīng)用情況。材料科學(xué)與材料工程的結(jié)合教學(xué)能夠有效地將材料的基本情況與使用性能教學(xué)融合，讓學(xué)生通過兩個(gè)方面的學(xué)習(xí)建立起自身對(duì)生物材料科學(xué)更為全面的理解與認(rèn)識(shí)，理論知識(shí)與實(shí)用知識(shí)的結(jié)合也能夠使學(xué)生形成更加扎實(shí)豐富的專業(yè)學(xué)科知識(shí)體系，在未來學(xué)生有可能會(huì)投入生物醫(yī)學(xué)實(shí)踐領(lǐng)域與生物醫(yī)學(xué)理論研究領(lǐng)域，在教學(xué)時(shí)期對(duì)生物材料的性質(zhì)結(jié)構(gòu)等材料性質(zhì)與材料使用性能的學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生未來的成長與發(fā)展，也是為我國生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域提供更加優(yōu)秀的人才供給，為專業(yè)領(lǐng)域發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。

2.3 建立科學(xué)合理的考評(píng)制度

在教育體制當(dāng)中為了更好地檢驗(yàn)教學(xué)效果就需要利用一定標(biāo)準(zhǔn)之下的考評(píng)制度。當(dāng)前材料科學(xué)專業(yè)領(lǐng)域的教育模式更加多元化，因此學(xué)校的考評(píng)制度也需要進(jìn)行創(chuàng)新與之匹配。傳統(tǒng)的考試成績與課堂績效考評(píng)模式，單一的考評(píng)模式不能夠代表學(xué)生在查找科學(xué)專業(yè)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)成果，衡量一名學(xué)生專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)的學(xué)習(xí)成果要從科研報(bào)告、實(shí)踐成果等多個(gè)方面對(duì)學(xué)生的成績進(jìn)行考評(píng)。人是立體的而非片面的，當(dāng)今時(shí)代各個(gè)領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的要求，不再僅僅局限于單一的項(xiàng)目，全面發(fā)展的實(shí)用型人才是當(dāng)下生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的迫切所需。為了更加公正、客觀的衡量學(xué)生的綜合素養(yǎng)，學(xué)校應(yīng)當(dāng)建立科學(xué)合理的考評(píng)制度，以多元化的考評(píng)模式，檢驗(yàn)學(xué)生在材料科學(xué)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)方面的綜合能力[3]。比如在常規(guī)的卷面成績與課堂績效以外，學(xué)校還可以根據(jù)學(xué)生在課題研究方面的成果、在實(shí)踐活動(dòng)方面的表現(xiàn)、在教授導(dǎo)師眼里的形象等多個(gè)角度作為學(xué)生學(xué)習(xí)成果的考評(píng)依據(jù)。通過上述考評(píng)制度的建議與思路，學(xué)校能夠更好地向?qū)W生呈現(xiàn)學(xué)校，公正客觀的考評(píng)機(jī)制，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生能夠在學(xué)業(yè)上更加努力，在科研方面更加嚴(yán)謹(jǐn)，逐步成長為未來生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)領(lǐng)域的中流砥柱。除此之外，學(xué)校還應(yīng)當(dāng)對(duì)教師的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行考評(píng)。與對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的考評(píng)思路大致相似，對(duì)教師教學(xué)指針的考評(píng)也不能僅僅局限于個(gè)別方面，生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)需要有極強(qiáng)的嚴(yán)謹(jǐn)性。因此，教師在工作當(dāng)中的責(zé)任意識(shí)也應(yīng)當(dāng)成為考核的一部分，教師在材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)當(dāng)中應(yīng)當(dāng)認(rèn)真細(xì)致進(jìn)行課程研究，學(xué)校也應(yīng)當(dāng)對(duì)教師的課程研究與課程設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研判成為教師考核的標(biāo)準(zhǔn)之一。

2.4 結(jié)合專業(yè)領(lǐng)域?qū)嵺`，提高教育實(shí)效性

材料科學(xué)在近些年來的發(fā)展當(dāng)中取得了顯著的發(fā)展成果，在材料應(yīng)用領(lǐng)域也取得了極大的拓展。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)中的材料科學(xué)結(jié)合了生物學(xué)、材料科學(xué)等專業(yè)知識(shí)。隨著時(shí)代的發(fā)展，材料科學(xué)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)成熟，技術(shù)發(fā)展日新月異的變化也對(duì)教學(xué)工作提出了更高的要求。人類在許多醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也進(jìn)行了不斷地創(chuàng)新與嘗試，材料科學(xué)在實(shí)際的醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樵S多患者提供了重獲新生的機(jī)會(huì)，實(shí)踐過程中的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)與探索性思維能夠有效地應(yīng)用于教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生能夠更好地將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合。在設(shè)計(jì)到教學(xué)工作當(dāng)中，教師可以引用在專業(yè)領(lǐng)域事件中的優(yōu)秀范例與失敗范例作為教學(xué)參考，讓學(xué)生汲取知識(shí)的同時(shí)也能夠?qū)σ恍╁e(cuò)誤產(chǎn)生敬畏，提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)態(tài)度[4]。并且學(xué)校可以與相關(guān)的醫(yī)院或康復(fù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作，邀請(qǐng)專業(yè)醫(yī)師來到學(xué)校為學(xué)生進(jìn)行專業(yè)實(shí)踐知識(shí)的講授；也可以組織學(xué)生到外參與實(shí)習(xí)工作，讓學(xué)生能夠在實(shí)踐當(dāng)中檢驗(yàn)所學(xué)知識(shí)，并在實(shí)踐過程中不斷地積累經(jīng)驗(yàn)。材料科學(xué)在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)領(lǐng)域的教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)重視對(duì)學(xué)生實(shí)踐知識(shí)與實(shí)踐能力的培養(yǎng)，為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)領(lǐng)域培養(yǎng)更為專業(yè)的人才。

3 結(jié)束語

綜上所述，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展催生著各個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步。在當(dāng)前的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育領(lǐng)域，材料科學(xué)作為基礎(chǔ)課程之一對(duì)生物醫(yī)學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)有著重要意義。根據(jù)對(duì)材料科學(xué)在當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的教學(xué)現(xiàn)狀研究，可以發(fā)現(xiàn)一些突出問題，教育部門與學(xué)校應(yīng)當(dāng)提高重視，致力于優(yōu)化材料科學(xué)教育，從多元化角度改善教學(xué)質(zhì)量，為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才的培養(yǎng)奠定良好基礎(chǔ)。