材料科学基础课程在生物医学工程专业中的教学探讨

刘非拉

（重庆理工大学 重庆 400054）

1 学科发展现状

在当前的生物医学工程专业领域，包括医学、生物学、工程学等科学理论的研究，生物医学工程专业已经成长为一门多技术融合、多技术交叉的综合性专业。不仅如此，在学科建设方面生物医学工程还有着如生物材料、生物医学信号、生物力学等专业分支。在生物医学工程专业的主要研究方向中，生物材料学的主要研究对象是能够用于替换人体组织器官或优化组织器官功能的材料。这一专业研究方向能够更好地服务于人类，在当前许多的手术当中生物材料的作用愈加凸显，包括人工肾脏、人工骨与关节在内的多种人造生物材料已经被广泛的应用与医学工程实践领域[1]。当然生物材料涉及的专业科学研究并不仅仅局限于医学实践，其与生物学、材料学、化学等学科也有着明显的交叉融合关系。在当前的生物医学工程专业教育领域，材料科学的课程教育是人才培养的基础性学科，在教育体系当中也是意义重大的课程之一。课程教学内容多集中在医用生物材料，如金属材料、陶瓷材料以及近些年来应用广泛的高分子材料。学生通过对这些医用材料的各种特性与生物相容性的学习，能够建立起较为完善的生物材料科学知识框架。在生物医学工程专业当中的材料科学基础课程教育在近些年来的发展过程中已经取得了良好的效果，但也仍然有着良好的提升，优化空间。

2 材料科学基础课程教学探讨

2.1 建立科学合理的基础课程知识体系

在开设生物医学工程专业的国内高等院校当中，材料科学技术课程的开设是必然的。该课程主要的研究方向是生物材料的组织结构、性能应用等多元趋势，能够更好地打牢学生生物材料专业学习基础，为生物医学工程专业的后续学习提供更加有力的支撑。材料科学是生物医学的必修课，该课程理论知识丰富内容较难理解，学生在初学阶段的学习压力较大，难以对丰富的知识形成良好的记忆。该课程在一些高等院校的课程设置当中，被划分到学生大学学业的后半程开展，这是由于学生经过前期学习，已经对生物医学工程专业的知识有了良好的积累，能够以专业的角度与思维对该学科进行学习探究，有助于学生更好地理解其中较为晦涩难懂的知识点，并且学生还能够通过已经掌握的知识与理论更好地深化对生物材料科学的理解，能够帮助学生更好地建立科学合理的知识体系[2]。在教学方面，教师也应当对良好基础课程知识体系的建设提高重视，根据教材内容与教学大纲要求进行科学合理的课程设置，使课程进行更加有层次性。如在课程核心理论方面，可以将其划分为四个部分，首先是对生物材料的基本结构与物理性质、化学性质等方面的基本原理教学，这能够更好地让学生认识生物材料科学基础；其次是对不同材料的进一步深化认识与理解，将当前生物材料科学领域常用的金属材料、陶瓷材料、高分子材料作为课程教学的重点范例；再次，在学生对材料认识更加深刻的基础之上，可以开展对材料性能的学习与研究，生物材料科学中材料的性能有着专业特殊性，材料所具备的热学性能、力学性能等内容对于拓展学生学习深度有着重要意义，也有助于学生更好地了解生物材料所具备的性能特征；最后，要对不同材料的特殊制备方法与其加工工艺进行教学与研究，让学生能够更加全面地看待不同的生物材料。通过对生物医学工程专业中材料科学的研究与学习能够让学生形成科学完善的知识体系，在学习与今后的研究工作当中，更好地发挥基础课程理论的作用，辅助更高级别的专业理论探究。

2.2 重视对材料性质与使用性能的结合教学

在生物医学工程专业的基础课程教学当中，材料科学多主要研究方向有“材料科学”与“材料工程”两个方面，前者主要聚焦于材料科学是什么？为什么？通过对材料科学基础科学理论的学习，学生能够掌握材料科学领域的基础知识，为后续进一步学习奠定良好的基础。后者主要聚焦于怎么做的方面，在此方面的教学活动当中，应当重视对学生生物材料科学实际应用的教学与实验，让学生更好的理解生物材料在当前生物医学工程领域的应用情况。材料科学与材料工程的结合教学能够有效地将材料的基本情况与使用性能教学融合，让学生通过两个方面的学习建立起自身对生物材料科学更为全面的理解与认识，理论知识与实用知识的结合也能够使学生形成更加扎实丰富的专业学科知识体系，在未来学生有可能会投入生物医学实践领域与生物医学理论研究领域，在教学时期对生物材料的性质结构等材料性质与材料使用性能的学习，有助于学生未来的成长与发展，也是为我国生物医学工程领域提供更加优秀的人才供给，为专业领域发展做出更大贡献。

2.3 建立科学合理的考评制度

在教育体制当中为了更好地检验教学效果就需要利用一定标准之下的考评制度。当前材料科学专业领域的教育模式更加多元化，因此学校的考评制度也需要进行创新与之匹配。传统的考试成绩与课堂绩效考评模式，单一的考评模式不能够代表学生在查找科学专业领域的学习成果，衡量一名学生专业领域知识的学习成果要从科研报告、实践成果等多个方面对学生的成绩进行考评。人是立体的而非片面的，当今时代各个领域对专业人才的要求，不再仅仅局限于单一的项目，全面发展的实用型人才是当下生物医学工程专业的迫切所需。为了更加公正、客观的衡量学生的综合素养，学校应当建立科学合理的考评制度，以多元化的考评模式，检验学生在材料科学基础课程学习方面的综合能力[3]。比如在常规的卷面成绩与课堂绩效以外，学校还可以根据学生在课题研究方面的成果、在实践活动方面的表现、在教授导师眼里的形象等多个角度作为学生学习成果的考评依据。通过上述考评制度的建议与思路，学校能够更好地向学生呈现学校，公正客观的考评机制，激发学生学习积极性，使学生能够在学业上更加努力，在科研方面更加严谨，逐步成长为未来生物医学工程专业领域的中流砥柱。除此之外，学校还应当对教师的教学质量进行考评。与对学生学习成果的考评思路大致相似，对教师教学指针的考评也不能仅仅局限于个别方面，生物医学工程专业需要有极强的严谨性。因此，教师在工作当中的责任意识也应当成为考核的一部分，教师在材料科学基础课程教学当中应当认真细致进行课程研究，学校也应当对教师的课程研究与课程设计进行分析研判成为教师考核的标准之一。

2.4 结合专业领域实践，提高教育实效性

材料科学在近些年来的发展当中取得了显著的发展成果，在材料应用领域也取得了极大的拓展。生物医学工程专业中的材料科学结合了生物学、材料科学等专业知识。随着时代的发展，材料科学在生物医学领域的应用越发成熟，技术发展日新月异的变化也对教学工作提出了更高的要求。人类在许多医学领域也进行了不断地创新与尝试，材料科学在实际的医学应用领域为许多患者提供了重获新生的机会，实践过程中的先进经验与探索性思维能够有效地应用于教学环节，让学生能够更好地将理论知识与实践相结合。在设计到教学工作当中，教师可以引用在专业领域事件中的优秀范例与失败范例作为教学参考，让学生汲取知识的同时也能够对一些错误产生敬畏，提高学生专业素养与严谨的学术态度[4]。并且学校可以与相关的医院或康复机构进行合作，邀请专业医师来到学校为学生进行专业实践知识的讲授；也可以组织学生到外参与实习工作，让学生能够在实践当中检验所学知识，并在实践过程中不断地积累经验。材料科学在生物医学工程专业领域的教学环节应当重视对学生实践知识与实践能力的培养，为生物医学工程专业领域培养更为专业的人才。

3 结束语

综上所述，科学技术的不断发展催生着各个领域的进步。在当前的生物医学工程专业教育领域，材料科学作为基础课程之一对生物医学专业人才的培养有着重要意义。根据对材料科学在当前生物医学工程专业的教学现状研究，可以发现一些突出问题，教育部门与学校应当提高重视，致力于优化材料科学教育，从多元化角度改善教学质量，为生物医学工程专业人才的培养奠定良好基础。