生物功能材料學(xué)科交叉性環(huán)境下教學(xué)策略

1、生物功能材料學(xué)科交叉性環(huán)境下教學(xué)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(lǐng)域?qū)W生的培養(yǎng)工作義不容辭。在生物功能材料 專業(yè)教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)正確認(rèn)識(shí)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(xué)生的學(xué)習(xí)范圍，對生物功 能材料專業(yè)的教學(xué)至關(guān)重要。本文系統(tǒng)分析了各學(xué)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(xué)工作范圍 提供有力的參考依據(jù)。關(guān)鍵詞生物功能材料化學(xué)材料學(xué)生命科學(xué)生物功能材料是材料科學(xué)領(lǐng)域中正在發(fā)展的多種學(xué)科 相互交叉滲透的領(lǐng)域，其研究內(nèi)容涉及材料科學(xué)、生命科學(xué)、 化學(xué)、解剖學(xué)、病理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、藥物學(xué)等學(xué)科，同時(shí)還 涉及工程技術(shù)和管理學(xué)科的范疇。

2、而面對剛由高中邁向大學(xué) 校門的本科生時(shí)，如何能引導(dǎo)學(xué)生由淺及深的深入生物功能 材料專業(yè)的學(xué)習(xí)，并掌握專業(yè)所涉及的多領(lǐng)域?qū)I(yè)理論知識(shí) 和專業(yè)技能，成為社會(huì)需要的生物功能材料專業(yè)的人才，則 需要一個(gè)系統(tǒng)周密的教學(xué)計(jì)劃及教學(xué)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(lǐng)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(lǐng)域則是屬于一個(gè)新興起步階 段，同時(shí)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(xué)習(xí)的角度還是合作交流的角度考慮，及時(shí)了解國際上 專業(yè)領(lǐng)域最新研究進(jìn)展是保證生物功能材料專業(yè)教學(xué)緊跟 時(shí)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(lǐng)會(huì)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(dǎo)學(xué)生深入生物功能材料專業(yè)知 識(shí)學(xué)習(xí)之前，就應(yīng)該督促學(xué)生掌握扎實(shí)的外語水平和實(shí)際應(yīng) 用能力。二、化學(xué)與生物功能材料的交叉性化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、以及變化規(guī)律的 科學(xué)。世界是由物質(zhì)組成的，化學(xué)則是人類用以認(rèn)識(shí)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(xué)科，它的成就是社會(huì)文明的重要標(biāo)志?；瘜W(xué)是一 門是實(shí)用的學(xué)科，它與數(shù)學(xué)物理等學(xué)科共同成為自然科學(xué)迅 猛發(fā)展的基礎(chǔ)。化學(xué)的核心知識(shí)已經(jīng)應(yīng)用于自然科學(xué)的各個(gè) 區(qū)域，化學(xué)是改造自然的強(qiáng)大力量的重要支柱。化學(xué)與其他學(xué)科的交叉與滲透，產(chǎn)生了很多邊緣學(xué)科， 如生物化學(xué)、地球

4、化學(xué)、宇宙化學(xué)、海洋化學(xué)、大氣化學(xué)等 等，使得生物、電子、航天、激光、地質(zhì)、海洋等科學(xué)技術(shù) 迅猛發(fā)展。學(xué)生在深入學(xué)習(xí)生物功能材料專業(yè)知識(shí)之前，需 要系統(tǒng)學(xué)習(xí)各類基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)如無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析 化學(xué)以及化學(xué)與其他學(xué)科交叉而來的生物化學(xué)、物理化學(xué)、 高分子化學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，并需要掌握扎實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)功 底，為將來學(xué)習(xí)生物功能材料專業(yè)知識(shí)并開展相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域 的研究工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、材料學(xué)與生物功能材料的交叉性生物功能材料本身就是材料學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科。而總的 來講，材料學(xué)是研究材料組成、結(jié)構(gòu)、工藝、性質(zhì)和使用性 能之間相互關(guān)系的學(xué)科，為材料設(shè)計(jì)、制造、工藝優(yōu)化和合 理使用提供科學(xué)依據(jù)。在

5、系統(tǒng)學(xué)習(xí)生物功能材料專業(yè)知識(shí)之 前，除了化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)以外，學(xué)生還應(yīng)接受系統(tǒng)的材料學(xué)基 礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，包括材料加工工程及材料物理化學(xué)課程的學(xué) 習(xí)?，F(xiàn)代材料學(xué)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(xué)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(fù)或增進(jìn)其功能的一類高技術(shù)材料， 即用于取代、修復(fù)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(jìn)或替換因疾病、損傷等 失去的某種功能，而不能恢復(fù)缺陷部位。因此，生物功能材 料的應(yīng)用對象就直接決定了生物功能材料學(xué)與生命科學(xué)的 密切相關(guān)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(guān)注。這類生物材料在植入到生物體內(nèi)以后，會(huì) 與機(jī)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(jìn)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(gè)體、細(xì)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(xué)與生物功能材料的 相互滲透。五、解剖學(xué)、病理學(xué)與生物功能材料的交叉性解剖學(xué)就是了解正常人體結(jié)構(gòu)的學(xué)科，是涉及生命體的 結(jié)構(gòu)和組織的生物學(xué)分支學(xué)科。解剖學(xué)的主要分支有比較解 剖學(xué)、組織學(xué)和人體解剖學(xué)。生物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，

7、所 以解剖學(xué)內(nèi)容包含不同的層次，從最小的細(xì)胞到最大的器 官，以及器官之間的關(guān)系。而病理學(xué)是研究人體疾病發(fā)生的 原因、發(fā)生機(jī)制、發(fā)展規(guī)律以及疾病過程中機(jī)體的形態(tài)結(jié)構(gòu)、 功能代謝變化和病變轉(zhuǎn)歸的一門基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程，它具有很強(qiáng) 的實(shí)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(xué)生在從事生物功能材料專業(yè)方向研 究時(shí)，需要大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)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(xué)知識(shí)和實(shí)際的解剖操作能力， 并能夠針對動(dòng)物實(shí)驗(yàn)觀察階段出現(xiàn)的各種病理學(xué)問題進(jìn)行 科學(xué)分析且得出正確的結(jié)論。六、藥物學(xué)與生物功能材料的交叉性目前，越來越多的研究者將重點(diǎn)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(shí)，研究者需要具備基本 的藥物合成的知識(shí)，并對所使用的藥物的結(jié)構(gòu)、性能、藥物 對機(jī)體的影響及機(jī)體對藥物的影響等知識(shí)有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。在以上介紹的與生物功能材料相關(guān)的學(xué)科中，外語、化 學(xué)是最基本的兩大類學(xué)科，這是每個(gè)從事與生物功能材料相 關(guān)專業(yè)學(xué)生所必須具備扎實(shí)功底的知識(shí)。材料學(xué)、生命科學(xué) 也是相對比較基礎(chǔ)的學(xué)科，但相對于前兩種介紹的學(xué)科，其 內(nèi)容要相對專業(yè)，而解剖學(xué)、病理學(xué)及藥物學(xué)是在前面介紹 的幾種學(xué)科基礎(chǔ)上深入研究后應(yīng)具備較高專業(yè)素養(yǎng)和技能 時(shí)需要涉足的領(lǐng)域。綜上所述，作為新興學(xué)科，生物功能材料涉及多個(gè)專業(yè) 領(lǐng)域的知識(shí)，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(diǎn)發(fā)展的科研項(xiàng)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(lǐng)域研究的進(jìn)行，必然有越 來越多的學(xué)生開展此專業(yè)的學(xué)習(xí)，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