生物功能材料學科交叉性環(huán)境下教學策略

1、生物功能材料學科交叉性環(huán)境下教學策略摘要近幾年，生物功能材料取得了迅猛發(fā)展，對生物功 能材料專業(yè)領域學生的培養(yǎng)工作義不容辭。在生物功能材料 專業(yè)教學實踐中，應正確認識生物功能材料的交叉性，全面 系統(tǒng)的確立生物功能材料專業(yè)的學生的學習范圍，對生物功 能材料專業(yè)的教學至關重要。本文系統(tǒng)分析了各學科與生物 功能材料的交叉性，從而為確立生物功能材料教學工作范圍 提供有力的參考依據(jù)。關鍵詞生物功能材料化學材料學生命科學生物功能材料是材料科學領域中正在發(fā)展的多種學科 相互交叉滲透的領域，其研究內(nèi)容涉及材料科學、生命科學、 化學、解剖學、病理學、臨床醫(yī)學、藥物學等學科，同時還 涉及工程技術和管理學科的范疇。

2、而面對剛由高中邁向大學 校門的本科生時，如何能引導學生由淺及深的深入生物功能 材料專業(yè)的學習，并掌握專業(yè)所涉及的多領域專業(yè)理論知識 和專業(yè)技能，成為社會需要的生物功能材料專業(yè)的人才，則 需要一個系統(tǒng)周密的教學計劃及教學策略。一、外語與生物功能材料的交叉性目前，國外的生物功能材料領域的研究已經(jīng)得到迅猛發(fā) 展，而在中國，生物功能材料領域則是屬于一個新興起步階 段，同時國際間的專業(yè)交流和合作也是必不可少，因此無論 是從學習的角度還是合作交流的角度考慮，及時了解國際上 專業(yè)領域最新研究進展是保證生物功能材料專業(yè)教學緊跟 時代發(fā)展的必要工作，而外語水平的高低則直接限制了對國 外研究工作的了解和領會程度。

3、目前已經(jīng)出現(xiàn)了系統(tǒng)的生物 材料專業(yè)英語。因此，在引導學生深入生物功能材料專業(yè)知 識學習之前，就應該督促學生掌握扎實的外語水平和實際應 用能力。二、化學與生物功能材料的交叉性化學是研究物質(zhì)的組成、結構、性質(zhì)、以及變化規(guī)律的 科學。世界是由物質(zhì)組成的，化學則是人類用以認識和改造 物質(zhì)世界的主要方法和手段之一，它是一門歷史悠久而又富 有活力的學科，它的成就是社會文明的重要標志?；瘜W是一 門是實用的學科，它與數(shù)學物理等學科共同成為自然科學迅 猛發(fā)展的基礎。化學的核心知識已經(jīng)應用于自然科學的各個 區(qū)域，化學是改造自然的強大力量的重要支柱?；瘜W與其他學科的交叉與滲透，產(chǎn)生了很多邊緣學科， 如生物化學、地球

4、化學、宇宙化學、海洋化學、大氣化學等 等，使得生物、電子、航天、激光、地質(zhì)、海洋等科學技術 迅猛發(fā)展。學生在深入學習生物功能材料專業(yè)知識之前，需 要系統(tǒng)學習各類基礎化學知識如無機化學、有機化學、分析 化學以及化學與其他學科交叉而來的生物化學、物理化學、 高分子化學等專業(yè)基礎知識，并需要掌握扎實的化學實驗功 底，為將來學習生物功能材料專業(yè)知識并開展相關專業(yè)領域 的研究工作打下堅實的基礎。三、材料學與生物功能材料的交叉性生物功能材料本身就是材料學的一個分支學科。而總的 來講，材料學是研究材料組成、結構、工藝、性質(zhì)和使用性 能之間相互關系的學科，為材料設計、制造、工藝優(yōu)化和合 理使用提供科學依據(jù)。在

5、系統(tǒng)學習生物功能材料專業(yè)知識之 前，除了化學基礎知識以外，學生還應接受系統(tǒng)的材料學基 礎理論的學習，包括材料加工工程及材料物理化學課程的學 習?，F(xiàn)代材料學科更注重研究各類材料及它們之間相互滲透 的交叉性和綜合性。四、生命科學與生物功能材料的交叉性由生物功能材料的定義可知，生物功能材料是用于人體 組織和器官的診斷、修復或增進其功能的一類高技術材料， 即用于取代、修復活組織的天然或人造材料，其作用藥物不 可替代。生物功能材料能執(zhí)行、增進或替換因疾病、損傷等 失去的某種功能，而不能恢復缺陷部位。因此，生物功能材 料的應用對象就直接決定了生物功能材料學與生命科學的 密切相關性。目前，可降解的生物材料已

6、經(jīng)得到了越來越多 的研究者的關注。這類生物材料在植入到生物體內(nèi)以后，會 與機體組織發(fā)生一系列的相互作用，如生物體內(nèi)多種生物酶 對材料降解的促進作用、材料降解產(chǎn)物需要在生物體內(nèi)沿著 特定途徑完成代謝、材料產(chǎn)物的降解對生物體生理環(huán)境的反 作用，等等。除了這些問題，研究者還要分別從個體、細胞、 分子等水平研究生物功能材料與生物體之間的相互作用，所 有的這些研究內(nèi)容無不體現(xiàn)了生物科學與生物功能材料的 相互滲透。五、解剖學、病理學與生物功能材料的交叉性解剖學就是了解正常人體結構的學科，是涉及生命體的 結構和組織的生物學分支學科。解剖學的主要分支有比較解 剖學、組織學和人體解剖學。生物體內(nèi)部結構非常復雜，

7、所 以解剖學內(nèi)容包含不同的層次，從最小的細胞到最大的器 官，以及器官之間的關系。而病理學是研究人體疾病發(fā)生的 原因、發(fā)生機制、發(fā)展規(guī)律以及疾病過程中機體的形態(tài)結構、 功能代謝變化和病變轉歸的一門基礎醫(yī)學課程，它具有很強 的實踐性和臨床性。生物功能材料是直接用于人體組織器官 置換的一類材料，因此學生在從事生物功能材料專業(yè)方向研 究時，需要大量的動物實驗來配合研究工作的開展，這就需 要研究人員具備基本的解剖學知識和實際的解剖操作能力， 并能夠針對動物實驗觀察階段出現(xiàn)的各種病理學問題進行 科學分析且得出正確的結論。六、藥物學與生物功能材料的交叉性目前，越來越多的研究者將重點放在載藥生物材料的研 究上

8、。在制備載藥的生物功能材料時，研究者需要具備基本 的藥物合成的知識，并對所使用的藥物的結構、性能、藥物 對機體的影響及機體對藥物的影響等知識有系統(tǒng)的學習。在以上介紹的與生物功能材料相關的學科中，外語、化 學是最基本的兩大類學科，這是每個從事與生物功能材料相 關專業(yè)學生所必須具備扎實功底的知識。材料學、生命科學 也是相對比較基礎的學科，但相對于前兩種介紹的學科，其 內(nèi)容要相對專業(yè)，而解剖學、病理學及藥物學是在前面介紹 的幾種學科基礎上深入研究后應具備較高專業(yè)素養(yǎng)和技能 時需要涉足的領域。綜上所述，作為新興學科，生物功能材料涉及多個專業(yè) 領域的知識，正是它的交叉性和邊緣性才使得生物功能材料 充滿了突破和創(chuàng)新，目前世界各國對生物功能材料十分重 視，中國也把生物功能材料列為重點發(fā)展的科研項目之一。 生物功能材料的研究將對人類的生產(chǎn)方式和生活方式產(chǎn)生 巨大的影響。隨著生物功能材料領域研究的進行，必然有越 來越多的學生開展此專業(yè)的學習，因此全面了解生物功能材 料專業(yè)與其它專業(yè)的交叉性并以此為根據(jù)來確定專業(yè)課程 的范圍是