材料科學基礎課程在生物醫學工程專業中的教學探討

劉非拉

（重慶理工大學 重慶 400054）

1 學科發展現狀

在當前的生物醫學工程專業領域，包括醫學、生物學、工程學等科學理論的研究，生物醫學工程專業已經成長為一門多技術融合、多技術交叉的綜合性專業。不僅如此，在學科建設方面生物醫學工程還有著如生物材料、生物醫學信號、生物力學等專業分支。在生物醫學工程專業的主要研究方向中，生物材料學的主要研究對象是能夠用于替換人體組織器官或優化組織器官功能的材料。這一專業研究方向能夠更好地服務于人類，在當前許多的手術當中生物材料的作用愈加凸顯，包括人工腎臟、人工骨與關節在內的多種人造生物材料已經被廣泛的應用與醫學工程實踐領域[1]。當然生物材料涉及的專業科學研究并不僅僅局限于醫學實踐，其與生物學、材料學、化學等學科也有著明顯的交叉融合關系。在當前的生物醫學工程專業教育領域，材料科學的課程教育是人才培養的基礎性學科，在教育體系當中也是意義重大的課程之一。課程教學內容多集中在醫用生物材料，如金屬材料、陶瓷材料以及近些年來應用廣泛的高分子材料。學生通過對這些醫用材料的各種特性與生物相容性的學習，能夠建立起較為完善的生物材料科學知識框架。在生物醫學工程專業當中的材料科學基礎課程教育在近些年來的發展過程中已經取得了良好的效果，但也仍然有著良好的提升，優化空間。

2 材料科學基礎課程教學探討

2.1 建立科學合理的基礎課程知識體系

在開設生物醫學工程專業的國內高等院校當中，材料科學技術課程的開設是必然的。該課程主要的研究方向是生物材料的組織結構、性能應用等多元趨勢，能夠更好地打牢學生生物材料專業學習基礎，為生物醫學工程專業的后續學習提供更加有力的支撐。材料科學是生物醫學的必修課，該課程理論知識豐富內容較難理解，學生在初學階段的學習壓力較大，難以對豐富的知識形成良好的記憶。該課程在一些高等院校的課程設置當中，被劃分到學生大學學業的后半程開展，這是由于學生經過前期學習，已經對生物醫學工程專業的知識有了良好的積累，能夠以專業的角度與思維對該學科進行學習探究，有助于學生更好地理解其中較為晦澀難懂的知識點，并且學生還能夠通過已經掌握的知識與理論更好地深化對生物材料科學的理解，能夠幫助學生更好地建立科學合理的知識體系[2]。在教學方面，教師也應當對良好基礎課程知識體系的建設提高重視，根據教材內容與教學大綱要求進行科學合理的課程設置，使課程進行更加有層次性。如在課程核心理論方面，可以將其劃分為四個部分，首先是對生物材料的基本結構與物理性質、化學性質等方面的基本原理教學，這能夠更好地讓學生認識生物材料科學基礎；其次是對不同材料的進一步深化認識與理解，將當前生物材料科學領域常用的金屬材料、陶瓷材料、高分子材料作為課程教學的重點范例；再次，在學生對材料認識更加深刻的基礎之上，可以開展對材料性能的學習與研究，生物材料科學中材料的性能有著專業特殊性，材料所具備的熱學性能、力學性能等內容對于拓展學生學習深度有著重要意義，也有助于學生更好地了解生物材料所具備的性能特征；最后，要對不同材料的特殊制備方法與其加工工藝進行教學與研究，讓學生能夠更加全面地看待不同的生物材料。通過對生物醫學工程專業中材料科學的研究與學習能夠讓學生形成科學完善的知識體系，在學習與今后的研究工作當中，更好地發揮基礎課程理論的作用，輔助更高級別的專業理論探究。

2.2 重視對材料性質與使用性能的結合教學

在生物醫學工程專業的基礎課程教學當中，材料科學多主要研究方向有“材料科學”與“材料工程”兩個方面，前者主要聚焦于材料科學是什么？為什么？通過對材料科學基礎科學理論的學習，學生能夠掌握材料科學領域的基礎知識，為后續進一步學習奠定良好的基礎。后者主要聚焦于怎么做的方面，在此方面的教學活動當中，應當重視對學生生物材料科學實際應用的教學與實驗，讓學生更好的理解生物材料在當前生物醫學工程領域的應用情況。材料科學與材料工程的結合教學能夠有效地將材料的基本情況與使用性能教學融合，讓學生通過兩個方面的學習建立起自身對生物材料科學更為全面的理解與認識，理論知識與實用知識的結合也能夠使學生形成更加扎實豐富的專業學科知識體系，在未來學生有可能會投入生物醫學實踐領域與生物醫學理論研究領域，在教學時期對生物材料的性質結構等材料性質與材料使用性能的學習，有助于學生未來的成長與發展，也是為我國生物醫學工程領域提供更加優秀的人才供給，為專業領域發展做出更大貢獻。

2.3 建立科學合理的考評制度

在教育體制當中為了更好地檢驗教學效果就需要利用一定標準之下的考評制度。當前材料科學專業領域的教育模式更加多元化，因此學校的考評制度也需要進行創新與之匹配。傳統的考試成績與課堂績效考評模式，單一的考評模式不能夠代表學生在查找科學專業領域的學習成果，衡量一名學生專業領域知識的學習成果要從科研報告、實踐成果等多個方面對學生的成績進行考評。人是立體的而非片面的，當今時代各個領域對專業人才的要求，不再僅僅局限于單一的項目，全面發展的實用型人才是當下生物醫學工程專業的迫切所需。為了更加公正、客觀的衡量學生的綜合素養，學校應當建立科學合理的考評制度，以多元化的考評模式，檢驗學生在材料科學基礎課程學習方面的綜合能力[3]。比如在常規的卷面成績與課堂績效以外，學校還可以根據學生在課題研究方面的成果、在實踐活動方面的表現、在教授導師眼里的形象等多個角度作為學生學習成果的考評依據。通過上述考評制度的建議與思路，學校能夠更好地向學生呈現學校，公正客觀的考評機制，激發學生學習積極性，使學生能夠在學業上更加努力，在科研方面更加嚴謹，逐步成長為未來生物醫學工程專業領域的中流砥柱。除此之外，學校還應當對教師的教學質量進行考評。與對學生學習成果的考評思路大致相似，對教師教學指針的考評也不能僅僅局限于個別方面，生物醫學工程專業需要有極強的嚴謹性。因此，教師在工作當中的責任意識也應當成為考核的一部分，教師在材料科學基礎課程教學當中應當認真細致進行課程研究，學校也應當對教師的課程研究與課程設計進行分析研判成為教師考核的標準之一。

2.4 結合專業領域實踐，提高教育實效性

材料科學在近些年來的發展當中取得了顯著的發展成果，在材料應用領域也取得了極大的拓展。生物醫學工程專業中的材料科學結合了生物學、材料科學等專業知識。隨著時代的發展，材料科學在生物醫學領域的應用越發成熟，技術發展日新月異的變化也對教學工作提出了更高的要求。人類在許多醫學領域也進行了不斷地創新與嘗試，材料科學在實際的醫學應用領域為許多患者提供了重獲新生的機會，實踐過程中的先進經驗與探索性思維能夠有效地應用于教學環節，讓學生能夠更好地將理論知識與實踐相結合。在設計到教學工作當中，教師可以引用在專業領域事件中的優秀范例與失敗范例作為教學參考，讓學生汲取知識的同時也能夠對一些錯誤產生敬畏，提高學生專業素養與嚴謹的學術態度[4]。并且學校可以與相關的醫院或康復機構進行合作，邀請專業醫師來到學校為學生進行專業實踐知識的講授；也可以組織學生到外參與實習工作，讓學生能夠在實踐當中檢驗所學知識，并在實踐過程中不斷地積累經驗。材料科學在生物醫學工程專業領域的教學環節應當重視對學生實踐知識與實踐能力的培養，為生物醫學工程專業領域培養更為專業的人才。

3 結束語

綜上所述，科學技術的不斷發展催生著各個領域的進步。在當前的生物醫學工程專業教育領域，材料科學作為基礎課程之一對生物醫學專業人才的培養有著重要意義。根據對材料科學在當前生物醫學工程專業的教學現狀研究，可以發現一些突出問題，教育部門與學校應當提高重視，致力于優化材料科學教育，從多元化角度改善教學質量，為生物醫學工程專業人才的培養奠定良好基礎。