功能材料專業(yè)《生物材料制備與加工》課程教學(xué)大綱

【生物材料制備與加工】【BiomaterialsPreparationandProcession】一．基本信息課程代碼：【104551】課程學(xué)分：【2/32】面向?qū)I(yè)：【功能材料（生物材料方向）】課程性質(zhì)：【專業(yè)方向選修】開課院系：【生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院】使用教材：主教材【《生物材料制備與加工》第一版,

石淑先主編,2009年8月,化學(xué)工業(yè)出版社.】輔助教材【《生物醫(yī)學(xué)材料學(xué)性能與制備》第一版,

陳曉峰、翁杰主編,2021年4月，人民衛(wèi)生出版社.】先修課程：有機化學(xué)100281(3)、物理化學(xué)100301(3)、無機化學(xué)100042(3)、高分子化學(xué)與物理

100561(3)、生物材料

103671(2)二．課程簡介本課程闡述生物材料的合成、制備與成型加工，結(jié)合材料科學(xué)和生物學(xué)應(yīng)用的相關(guān)知識，突出生物材料的設(shè)計、制備與加工的方法，并列舉一些實例加強理解。從而培養(yǎng)學(xué)生對生物材料的設(shè)計、制備和改性的能力。三.

選課建議生物材料制備與加工課程作為生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科基礎(chǔ)選修課，建議先修有機化學(xué)100281(3)、物理化學(xué)100301(3)、無機化學(xué)100042(3)、高分子化學(xué)與物理100561(3)、生物材料103671(2)等化學(xué)材料類基礎(chǔ)課程，有利于本科二年級學(xué)習(xí)生物材料制備與加工課程能夠比較清晰理解生物材料的合成、制備與加工的方法以及相關(guān)知識。建議生物材料及生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生在二年級下選修。四．課程任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)本課程的任務(wù)是闡述生物材料合成、制備與成型加工。通過對本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握生物材料的制備、改性、加工成型方法、性能及應(yīng)用等知識，并對生物材料的新工藝和新技術(shù)有適當(dāng)?shù)牧私?。拓展知識面，開闊應(yīng)用視野，能將所學(xué)知識與本專業(yè)前沿領(lǐng)域相結(jié)合，分析解決專業(yè)實踐中遇到的問題，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研能力，為從事生物材料設(shè)計、改性、加工和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。培養(yǎng)學(xué)生成為能夠從事基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和技術(shù)開發(fā)研究的綜合型人才。擬設(shè)定具體目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)能力如下：課程目標(biāo)1：熟知天然高分子材料（包括甲殼素、殼聚糖、膠原等）、可降解生物材料（聚乳酸等）的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和制備方法，及其常用化學(xué)改性方法；了解生物高分子材料成型加工的一般工藝；熟知生物無機材料（包括磷酸鈣生物陶瓷、生物活性玻璃等）的成型加工工藝；了解生物醫(yī)用金屬材料的制備與表面改性工藝；及其常用制備方法理解生物材料結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系?！局萎厴I(yè)要求指標(biāo)點1.3】課程目標(biāo)2：能夠運用生物材料制備與加工的理論知識，從工藝角度分析、認(rèn)知和表述生物材料制備與加工過程的實際理論和技術(shù)問題；能夠設(shè)計和提出相關(guān)的解決問題方案，如利用生物材料制備與加工實驗分析和驗證生物材料制備過程中的問題、設(shè)計優(yōu)化制備材料的預(yù)實驗等?！局萎厴I(yè)要求指標(biāo)點5.2】課程目標(biāo)3：了解生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展歷史、前沿問題及生物材料制備與加工的理論與技術(shù)的發(fā)展趨勢，介紹我國科學(xué)家在生物醫(yī)療器械等科技前沿領(lǐng)域的重要成果和突出貢獻，增強自豪感和自信心；力求能夠運用生物材料制備與加工的理論和技術(shù)，設(shè)計和優(yōu)化生物材料制備方法，創(chuàng)造和優(yōu)化出更為完善、更具潛力的制備工藝?！局萎厴I(yè)要求指標(biāo)點6.1】表1課程目標(biāo)和畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系和支撐矩陣畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)及其支撐強度系數(shù)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3支撐強度√√H√M√M五．課程基本內(nèi)容及要求課程教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)關(guān)系圖（二）課程的基本內(nèi)容、重點及基本要求表2教學(xué)內(nèi)容及對應(yīng)的課程目標(biāo)章節(jié)參考學(xué)時教學(xué)內(nèi)容學(xué)生學(xué)習(xí)成果對應(yīng)課程目標(biāo)第一章緒論（思政課程）3第一節(jié)生物材料概述(思政課程)第二節(jié)生物材料的要求第三節(jié)常用生物材料及應(yīng)用了解生物材料的概念，發(fā)展、分類、研究與實施。掌握生物材料的滅菌。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，將四個自信為主的思政教育融入生物材料發(fā)展歷程的相關(guān)教學(xué)中。如國產(chǎn)聚丙烯熔噴布防疫口罩的及時供應(yīng)，彰顯了中國特色社會制度的優(yōu)越性。1、2、3第二章天然高分子材料的制備5第一節(jié)概述第二節(jié)甲殼素與殼聚糖的制備及改性方法第三節(jié)膠原蛋白和明膠的制備熟悉天然高分子材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)；掌握甲殼素和殼聚糖的制備及化學(xué)改性方法；掌握膠原蛋白的制備；了解膠原蛋白和明膠的應(yīng)用。1、2第三章合成高分子材料的制備（思政課程）8第一節(jié)概述第二節(jié)合成高分子材料的一般制備方法第三節(jié)乙烯基類高分子材料的制備(思政課程)第四節(jié)丙烯酸酯樹脂的合成第五節(jié)生物可降解聚酯的合成了解合成生物高分子材料的一般制備方法及醫(yī)學(xué)應(yīng)用。熟悉脂肪族聚酯的一般制備方法，重點掌握聚乳酸、聚乙醇酸的典型化學(xué)合成法。將思政案例融入相關(guān)理論教學(xué)中。如首臺國產(chǎn)化體外膜式氧合器(抗疫關(guān)鍵設(shè)備人工肺)進入臨床使用，培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的精神，樹立獻身祖國科研的人生理想。1、2第四章生物高分子材料的成型加工（思政課程）6第一節(jié)普通高分子材料成型加工基礎(chǔ)第二節(jié)生物塑料-聚乳酸的成型加工第三節(jié)生物纖維-聚乳酸的紡絲第四節(jié)組織工程支架的制備方法(思政課程)掌握普通高分子材料成型加工理論，熟悉聚乳酸成型加工方法；掌握聚乳酸紡絲方法及工藝；重點掌握組織工程支架的制備方法與工藝；將思政案例融入組織工程支架制備的理論教學(xué)中。如3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用是科學(xué)創(chuàng)新精神和理性辯證思維的體現(xiàn)。1、2第五章生物無機材料的制備與加工（思政課程）4第一節(jié)生物無機材料的概述第二節(jié)生物惰性陶瓷第三節(jié)生物活性陶瓷及生物玻璃（思政課程）第四節(jié)多孔生物陶瓷的制備方法了解生物無機材料的要求及種類、生物無機材料制備與加工的一般路徑；掌握陶瓷粉體的制備方法，掌握多孔生物陶瓷的制備方法。將思政案例融入到生物活性陶瓷的理論教學(xué)中。如中國科學(xué)家打破了“材料不可能誘導(dǎo)組織或器官再生的教條”，引領(lǐng)了中國和國際生物材料科學(xué)與工程技術(shù)的發(fā)展，增強學(xué)生的“四個自信”，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、不斷創(chuàng)新的科學(xué)精神。1、2第六章生物金屬材料的制備加工2第一節(jié)生物金屬材料的概述第二節(jié)金屬材料的制備與加工基礎(chǔ)第三節(jié)生物金屬材料的發(fā)展趨勢認(rèn)知不同種類金屬的組成及其生物學(xué)功能以及生物金屬材料未來發(fā)展趨勢；掌握生物金屬材料的生理腐蝕性，為生物材料表面改性奠定基礎(chǔ)。1、2第七章生物材料表面改性2第一節(jié)生物材料表面改性的必要性第二節(jié)材料表面接枝改性第三節(jié)等離子體技術(shù)了解生物材料表面改性的必要性；掌握生物材料表面改性的常用方法。1、2課程研討（思政課程）2通過查閱文獻，結(jié)合課程學(xué)習(xí)，針對特定生物材料進行設(shè)計制備。綜合運用生物材料制備與加工的原理與技術(shù)，能對指定要求的生物材料工藝流程進行合理設(shè)計。了解生物材料制備與加工技術(shù)的前沿進展。將思政教育和生物材料學(xué)科發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問題融入課程的討論環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的主人翁責(zé)任感。2、3合計32六．作業(yè)、考核方式和成績評定（一）課程考核方式表3課程目標(biāo)的考核方式課程目標(biāo)考核內(nèi)容考核方式1要求學(xué)生能夠熟知天然高分子材料（包括甲殼素、殼聚糖、膠原等）、可降解生物材料（聚乳酸等）的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和制備方法，及其常用化學(xué)改性方法；了解生物高分子材料成型加工的一般工藝；熟知生物無機材料（包括生物活性玻璃、磷酸鈣生物陶瓷等）的成型加工工藝；了解生物醫(yī)用金屬材料的制備與表面改性工藝；及其常用制備方法理解生物材料結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系。各種生物材料的結(jié)構(gòu)特性和理化性質(zhì)的基本知識，以及它們的合成、制備及改性方法。課堂討論+習(xí)題作業(yè)+期末考試2要求學(xué)生能夠運用生物材料制備與加工的理論知識，從工藝角度分析、認(rèn)知和表述生物材料制備與加工過程的實際理論和技術(shù)問題；能夠設(shè)計和提出相關(guān)的解決問題方案，如利用生物材料制備與加工實驗分析和驗證生物材料制備過程中的問題、設(shè)計優(yōu)化制備材料的預(yù)實驗等。生物材料制備與加工過程中的相關(guān)科學(xué)問題和工藝設(shè)計問題。分析和解決相關(guān)問題的能力。課堂討論+習(xí)題作業(yè)+期末考試3要求學(xué)生能夠了解生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展歷史、前沿問題及生物材料制備與加工的理論與技術(shù)的發(fā)展趨勢；力求能夠運用生物材料制備與加工的理論和技術(shù)，設(shè)計和優(yōu)化生物材料制備方法，創(chuàng)造和優(yōu)化出更為完善、更具潛力的制備工藝。相關(guān)生物材料制備與加工工藝發(fā)展進展和前沿問題。課堂討論+習(xí)題作業(yè)+期末考試（二）課程成績構(gòu)成表4課程成績構(gòu)成表課程目標(biāo)課程目標(biāo)在各考核方式中的比例課程目標(biāo)占總成績比例課堂討論+作業(yè)期末考試1要求學(xué)生能夠熟知天然高分子材料（包括甲殼素、殼聚糖、膠原等）、可降解生物材料（聚乳酸等）的結(jié)構(gòu)、性能和制備方法，及其常用化學(xué)改性方法；了解生物高分子材料成型加工的一般工藝；熟知生物無機材料（包括生物活性玻璃、磷酸鈣生物陶瓷等）的成型加工工藝；了解生物醫(yī)用金屬材料的制備與表面改性工藝；及其常用制備方法理解生物材料結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系。60%60%60%2要求學(xué)生能夠運用生物材料制備與加工的理論知識，從工藝角度分析、認(rèn)知和表述生物材料制備與加工過程的實際理論和技術(shù)問題；能夠設(shè)計和提出相關(guān)的解決問題方案，如利用生物材料制備與加工實驗分析和驗證生物材料制備過程中的問題、設(shè)計優(yōu)化制備材料的預(yù)實驗等。20%20%20%3要求學(xué)生能夠了解生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展歷史、前沿問題及生物材料制備與加工的理論與技術(shù)的發(fā)展趨勢；力求能夠運用生物材料制備與加工的理論和技術(shù)，設(shè)計和優(yōu)化生物材料制備方法，創(chuàng)造和優(yōu)化出更為完善、更具潛力的制備工藝。20%20%20%考核方式占總成績比例30%70%100%（三）課程成績評定1、習(xí)題作業(yè)評分標(biāo)準(zhǔn)（占總成績30%）每周均布置作業(yè)，并在下周課前根據(jù)習(xí)題情況進行講解，老師批閱后將作業(yè)發(fā)回給學(xué)生以便學(xué)生復(fù)習(xí)、訂正。每次作業(yè)滿分均為100分，60分及以上為及格。表5習(xí)題作業(yè)