材料類專業研究生《生物材料學》課程的教學探討

廖建國 文靜

摘? 要：該文針對《生物材料學》課程教學中存在的問題，該文從教學內容、教學手段、考核方式等方面對教學模式進行改革和探討，提出教師首先應該加強自身的知識素養，追蹤國際最新研究成果，實時更新教學內容;其次要將傳統的課堂講授與討論式教學相結合，有意識地進行啟發式、案例式教學;最后在考核方式上要實行多種考核方式相結合的方式，多方面考核學生學習能力和掌握情況，以提高生物材料教學效果和質量。

關鍵詞：生物材料? 教學改革? 啟發式教學? 案例式教學

中圖分類號：G71? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2020）12（b）-0143-03

Abstract： According to the existing problems in the course teaching of Biomaterials， the teaching mode is reformed and discussed in this paper from the aspects of teaching content， teaching means and examination methods， and proposes that teachers should first strengthen their own knowledge literacy， track the latest international research results and update the teaching content in real time. Secondly， traditional classroom teaching and discussion teaching should be combined， and heuristic and case teaching should be conducted consciously. Finally， a combination of various assessment methods should be adopted to assess students' learning ability and mastery in various aspects， so as to improve the teaching effect and quality of biomaterials.

Key Words： Biomaterials; Teaching reform; Heuristic teaching; Case-based teaching method

人口、資源、環境和健康是21世紀人類面臨的四大難題，解決這些難題的希望在于科技進步，特別是生命科學的進步。生命科學與其他理工科學科進行交叉與融合可獲得蓬勃的生命力和發展潛力，產生許多新的生長點，并已在多個領域取得了突破性進展。為適應時代的發展要求，各高校陸續為非生物醫學專業學生開設了生物醫學類課程，這對于優化專業人才培養模式、培養復合型人才、提高大學生的科學素質都具有十分重要的意義[1-2]。

材料科學是當代社會文明和國民經濟的三大科學支柱之一。生物材料學是近年來材料類學科中發展較迅速的一個嶄新的學科領域，是生物學科與材料學科高度交叉的一門新興綜合性學科，具有廣闊的發展前景[3]。筆者學校開設生物材料這門課程的目的是希望通過該門課的學習，幫助學生了解生物材料的基本知識，開闊視野，培養探索創新精神，啟迪學生將所學知識與本專業知識相結合的靈感，推動生物材料學科的發展。目前，由于生物材料學中生物學的基本理論知識和相關實驗技能對非生物專業學生來說學習比較困難，學生在面對大量的基本概念和冗長的文字時感覺枯燥乏味，課堂積極性不高。因此，思考和探索新型的生物材料授課方式對提升教學效率具有重要意義。

1? 緊跟學科發展前沿，實時更新教學內容

從20世紀60～70年代第一代的生物惰性材料到80年代中后期的第二代生物活性材料和可降解材料，再到90年代后期能在分子水平上刺激細胞產生特殊應答反應的第三代生物材料，生物材料學的發展僅用了幾十年時間[4]。

生物材料學的迅猛發展要求我們要不斷學習新的理論和實踐知識，實時更新課堂內容，在選擇教材時優先選擇近3年出版的新教材及各類獲獎教材。隨著科學技術的發展，生物材料的測試技術、標準、要求都在不斷更新，為了防止課堂上所講的知識與案例和最新研究成果不一致，要及時將國內外專業期刊、雜志上發表的新研究成果展現給學生，這不僅能夠使教學內容更加豐富，還能彌補課本中一些滯后性的內容。因此，授課教師要經常跟蹤如《Science》《Advance Materials》等期刊雜志上有關生物材料的文章，以及《Biomaterials》《Acta Biomaterialia》等生物材料專業期刊上的最新文章，把握生物材料發展的最前沿。此外，還可以邀請生物材料方向的專家學者來校做講座，并在講座后組織學生進行討論和總結。

2? 改革傳統教學模式，豐富教學手段

課堂教學是學生獲取知識的重要渠道，也是學生提高專業知識能力的重要途徑。為提高課堂教學實效而進行的教學手段改革，是基于傳統教學方式與現代教學方式的有效結合。傳統的教學模式是以教師為中心，這種模式形成了老師單向灌輸知識、學生被動接受的局面，忽視了學生的主動性，不利于創新型人才的培養。因此，需要轉變教學方式，推動以學生為中心的教學模式，充分發揮學生的主觀能動性[5]。

2.1 多媒體教學為主的課堂教學

多媒體教學是當前比較流行的教學方式，利用多媒體教學更能夠讓學生深刻理解課程中所講的基本理論和基本概念，可以利用PPT等軟件將書本上的知識呈現在多媒體上，例如，可以用多媒體的形式將材料的制備、加工、實驗結果（掃描電鏡圖、紅外光譜圖等）介紹給學生，這樣可以節約板書的時間、優化教學過程，提高教學質量。此外，在講生物材料在生物環境中的降解這一章的時候可以利用Flash動畫和有關視頻進行講解，因為生物材料的降解是一個過程，降解過程中會產生裂紋、材料的溶脹和吸水會增加降解反應產生的位點、降解產物會改變局部環境的pH值等一系列反應，這個過程只是通過文字可能很難理解，但是可以通過動畫能夠非常直觀地呈現出來，這將極大地增加學生的興趣，易于學生理解和記憶，從而提高教學質量。

2.2 討論式教學

傳統的教學方式是教師講授，學生聽課記憶，這種方式不利于學生自主性的養成，因為這種學習是被動的，缺乏學生獨立思考的過程。因此，在生物材料這門課的部分章節可以采用討論式教學進行授課，例如，在講生物醫用材料概況這一章節的時候便可以使用這種方式。生物醫用材料按照材料種類可分為金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等，學生可以根據自己喜歡的方向查閱有關資料，以PPT的方式呈現給大家，進行分組討論。這種方式不僅能培養學生的自學能力、擴大學生知識面，還能提高學生的團結協作能力和集體意識。

2.3 啟發式教學

創新能力是高素質人才的核心和靈魂。現行的教育比較重視知識的傳授而忽視了學生能力的培養，所以如何培養大學生創新意識和創新能力已成為我國高等教育的熱門話題和重要的研究課題[6]。啟發式教學要求教師在講授過程中要有目的地對學生進行思維引導，多提一些有啟發性的問題。例如，在講羥基磷灰石這一節的時候先引入動物的牙齒、骨頭，讓同學分析牙齒、骨頭的主要成分，自然而然地引出骨磷灰石的概念，從而得出羥基磷灰石具有較好生物相容性的原因。之后再講羥基磷灰石是如何合成的，各有什么優點和不足之處。接下來再展示磷灰石復合材料的一些產品，如納米羥基磷灰石/聚酰胺66復合材料、羥基磷灰石/聚乳酸復合支架等，讓同學們積極探討這些材料與磷灰石復合的機理。最后，讓學生課后去了解現在醫院中主要使用的磷灰石類產品有哪些，能治療哪些疾病。這堂課能讓學生感到知識就在身邊，了解到生物材料能夠為挽救生命和提高人民健康做出重大貢獻，并為以后繼續學習生物材料產生持久的動力。

此外，教師也可以將自己的研究課題帶到課堂上來，引入科研成果，提出自己在實驗過程中的一些問題，讓學生在解決問題的過程中自主探究，這種方式能夠激發學生的學習熱情從而提高學習效率，啟迪學生的創新意識。

2.4 案例式教學

案例式教學法是運用案例進行教學的一種方法，要求在小組教學模式基礎上通過對一個或多個具體的研究實例分析處理，在教師的指導下應用學科所學理論知識進行專業案例分析;有助于學生將理論知識轉變為實踐技能，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力;同時，有助于鞏固和提高學生的專業實踐水平，拉近與專業人士之間的距離[7-8]。

案例式教學課前先由授課教師依據課程內容，查閱相關研究論文，撰寫該文獻的研究案例內容，其后依據教學要求設置課前引導，組織學生自行組隊后，要求小組對研究案例資料分析后進行思考題解答、討論。上課期間先由各組選派代表對思考題內容進行回答，由小組成員對回答進行補充，如其他小組成員存在疑問，可由各小組合作進行解答，解答內容觀點闡述完畢后，由授課教師對研究資料及背景資料引導學生進行歸納思考，以便綜合啟發學生的研究思維，提升分析文獻的分析能力。例如，在講授生物玻璃應用時，可以選擇《介孔生物玻璃/磷酸鈣骨水泥多級孔復合支架的制備及其載藥特性研究》[9]作為案例，設計幾個研究問題：介孔生物玻璃如何制備、磷酸鈣骨水泥如何制備、介孔/大孔復合支架如何實現、如何評價載藥性能、藥物與支架結合機理、實驗還存著什么不足等，讓學生通過組隊閱讀文獻、組內討論，然后再在課堂上發言。

3? 課程考核方式

課程考核主要有兩方面的作用：一方面是直觀地反映學生對知識的掌握情況;另一方面是對教學情況的反饋，有助于老師更好地改善教學方式。

考核方式有很多種，例如閉卷答題考試、課程論文、會議模擬、競賽答題等。傳統的閉卷考試強調理論知識的掌握情況，忽視了學生的創新思維和實踐能力[10]。課程論文考核方式可以讓學生根據自己感興趣的方向撰寫小論文，學生在查閱中英文文獻資料的時候能夠了解到最新的研究成果和研究方向，并進行總結和歸納，在這個過程中學生對生物材料領域知識的學習是潛移默化的。此外，也可以進行會議模擬考試，例如，要舉辦一場國際生物材料大會，每位學生選擇一篇自己感興趣的專業核心期刊上的文章，按照一定的規則進行講解，其他同學可以提問題，這種方式較為新穎，容易激發學生的興趣，更要求學生對文章的熟悉度。此外，競賽答題也是一種比較能激發學生興趣的考核方式，將班級學生進行分組，兩兩對決，在規定的時間內哪一組答對的題目多則為獲勝組。

為了能更好地評估學生的學習情況，《生物材料學》課程的成績由平時成績（課堂表現、活動表現等）、課程科技小論文以及期末考試3個部分組成。

4? 結語

生物材料學發展日新月異，為了更好地教授這門課，教師應該加強自身的知識素養，追蹤國際最新研究成果，實時更新教學內容。此外，也要開展多種教學方式，將傳統的課堂講授與討論式教學相結合，再有意識地進行啟發式、案例式教學，培養學生的學習自覺性，激發學生的學習熱情。最后，在考核方式上要實行多種考核方式相結合的方式，多方面考核學生學習能力和掌握情況。

參考文獻

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[10]王園園，李杰，張梅，等.學分制下高校考試模式改革的研究[J].教育現代化，2020（28）：13-15.