西安交通大学生物材料课程教学大纲一、课程基本信息生物材料课程名称Biomaterials课程编号MATL503602241. 5总学时课程学分理论：24实验：0上机：0课外：0学时分配（课外学时不计入总学时）口公共课程口通识课程课程类型口学科门类基础课口专业大类基础课口集中实践口专业核心课专业选修课□1-1 □1-2 □2-1 □2-2 □3-1□3-2开课学期V4-1□4-2□5-1□5-2先修课程材料科学基础、材料测试方法教材、参考使用教材：书及其他[1]郑玉峰，李莉编著.生物医用材料学．西安：西北工业大学资料出版社，2009.参考教材：[1]汤顺清，毛萱编著.无机生物材料学．广州：华南理工大学出版社，2008[2]俞耀庭编.生物医用材料.天津：天津大学出版社，2000二、课程目标及学生应达到的能力2.1课程的基本要求本课程以材料的结构和基本性能为核心，为学生讲授材料成分一结构-生物相关性能的相关理论知识和应用前景。主要培养学生将材料学的基金理论指导与生物学功能相结合，能够根据材料实际的服役环境，提出材料的性能要求，对材料的种类和结构进行选择并设计。课程教学中，要讲授生物材料基本定义及分类，要求学生掌握不同类生物材料所具备的生物功能及应用领域；让学生体会各类生物材料所具有的结构特征及这些
西安交通大学生物材料课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 生物材料 Biomaterials 课程编号 MATL503602 课程学分 1.5 总学时 24 学时分配 理论: 24 实验: 0 上机: 0 课外: 0 （课外学时不计入总学时） 课程类型 公共课程 通识课程 学科门类基础课 专业大类基础课 专业核心课 √专业选修课 集中实践 开课学期 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 √4-1 4-2 5-1 5-2 先修课程 材料科学基础、材料测试方法 教材、参考 书 及 其 他 资料 使用教材： [1] 郑玉峰，李莉编著.生物医用材料学. 西安：西北工业大学 出版社，2009. 参考教材： [1]汤顺清，毛萱编著.无机生物材料学. 广州：华南理工大学出 版社，2008. [2]俞耀庭编.生物医用材料.天津：天津大学出版社，2000 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 本课程以材料的结构和基本性能为核心,为学生讲授材料成分-结构-生物相关性 能的相关理论知识和应用前景。主要培养学生将材料学的基金理论指导与生物学 功能相结合，能够根据材料实际的服役环境，提出材料的性能要求，对材料的种 类和结构进行选择并设计。 课程教学中，要讲授生物材料基本定义及分类，要求学生掌握不同类生物材料所 具备的生物功能及应用领域；让学生体会各类生物材料所具有的结构特征及这些
结构特征所具备的生物学性能，锻炼学生具体问题具体分析的思维方式；要求学生了解各类生物材料所具有的局限性、目前存在的解决方法、发展趋势及生物医用材料的生物相容性基本评价方法，让学生体会知识理论和技术是不断发展和完善的；要求学生针对某种医用材料的研究进展和发展趋势撰写课程论文一份，培养学生阅读文献、归纳总结的能力。开展课堂讨论，就设置的专题进行讨论交流，强化学生就生物材料的知识和应用背景的掌握，培养学生的沟通交流能力。2.2 课程的目标及学生应该达到的能力1生物医用材料基础知识理解能力掌握物医用材料基础的基本概念，熟悉各类生物医用材料的组成、特点，并熟练掌握各类生物医用材料的制备方法，了解生物医用材料的生物学评价标准和试验方法。2.工程问题分析能力能够运用生物材料的相关知识对材料在生物特殊环境应用中所存在的问题进行分析，查阅相关文献，提出可能的解决方案，获得有效结论。3工程与社会能够了解工程及相关领域技术的实际应用场景进行合理分析，正确评价材料工程实践过程和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，及制约因素对方案实施的影响，并理解应承担的责任。支撑毕业要求指标点6-2：基于材料工程的实际应用场景进行合理分析，正确评价材料工程实践过程和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，及制约因素对方案实施的影响，并理解应承担的责任。4环境与可持续发展综合考虑提升生物医用材料的性能过程中，材料的制备加工及使用对环境、社会可持续发展产生的影响，理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，熟悉材料成分、生产和服役过程和对环境和社会经济可持续发展的影响。支撑毕业要求指标点7-1：理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，熟悉材料成分、生产和服役过程和对环境和社会经济可持续发展的影响
结构特征所具备的生物学性能，锻炼学生具体问题具体分析的思维方式；要求学 生了解各类生物材料所具有的局限性、目前存在的解决方法、发展趋势及生物医 用材料的生物相容性基本评价方法，让学生体会知识理论和技术是不断发展和完 善的；要求学生针对某种医用材料的研究进展和发展趋势撰写课程论文一份，培 养学生阅读文献、归纳总结的能力。开展课堂讨论，就设置的专题进行讨论交流， 强化学生就生物材料的知识和应用背景的掌握，培养学生的沟通交流能力。 2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 1 生物医用材料基础知识理解能力 掌握物医用材料基础的基本概念，熟悉各类生物医用材料的组成、特点， 并熟练掌握各类生物医用材料的制备方法，了解生物医用材料的生物学评价标 准和试验方法。 2.工程问题分析能力 能够运用生物材料的相关知识对材料在生物特殊环境应用中所存在的问 题进行分析，查阅相关文献，提出可能的解决方案，获得有效结论。 3 工程与社会 能够了解工程及相关领域技术的实际应用场景进行合理分析，正确评价材 料工程实践过程和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化 的影响，及制约因素对方案实施的影响，并理解应承担的责任。 支撑毕业要求指标点 6-2：基于材料工程的实际应用场景进行合理分析， 正确评价材料工程实践过程和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法 律以及文化的影响，及制约因素对方案实施的影响，并理解应承担的责任。 4 环境与可持续发展 综合考虑提升生物医用材料的性能过程中，材料的制备加工及使用对环境、 社会可持续发展产生的影响，理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，熟悉 材料成分、生产和服役过程和对环境和社会经济可持续发展的影响。 支撑毕业要求指标点 7-1：理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，熟 悉材料成分、生产和服役过程和对环境和社会经济可持续发展的影响
课程目标与专业毕业要求的关联关系使业要求122345678910111课程目标M课程目标3课程目标4M注：1,23....12对应于专业认证毕业要求12条。课程目标与专业毕业要求的关联关系用H/M/L标注。三、教学内容简介序参考章节名称知识点号学时1.总论1概述生物医用材料在医学及临41.1生物医用材料的概念床实践的作用，生物医用材料1.2生物材料分类的分类，生物医用材料的物理、1.3生物材料的发展趋势化学、力学、生物性能。1.4人体组织生理学基础2.金属生物医用材料医用金属材料所包含的各242.1概述类纯金属及合金：各类金属材2.2医用纯金属材料料在医用方面所具有的优势和2.3医用不锈钢材料劣势；医用金属材料制备方式2.4医用钻合金材料2.5医用钛镍合金材料2.6医用钛合金材料2.7医用金属表面改性33.医用无机非金属材料医用无机非金属材料分类43.1惰性无机非金属生物医用材料及各类材料特点；各类医用无3.2表面活性无机非金属生物医用材料机非金属材料的制备方法及性能。3.3无机可降解金属生物医用材料44.高分子医用材料医用高分子材料分类及各A4.1概述类材料特点：提高各类医用高4.2非生物降解性高分子生物医用材料分子材料的生物相容性方法。4.3天然生物降解性高分子生物医用材料4.4合成生物降解性高分子医用材料55.生物医用复合材料医用复合材料定义及性能45.1概述要求；医用复合材料分类：各5.2金属基生物医用复合材料类医用复合材料的优势及存在问题。5.3无机非金属基生物医用复合材料5.4高分子基生物医用复合材料66医用生物材料生物相容性评价规范和4评价各类生物材料生物相手段及讨论容性的规范和技术手段
课程目标与专业毕业要求的关联关系 毕业要求 课程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课程目标 3 M 课程目标 4 M 注：1,2,3.12 对应于专业认证毕业要求 12 条。课程目标与专业毕业要求的 关联关系用 H/M/L 标注。 三、教学内容简介 序 号 章节名称 知识点 参考 学时 1 1.总论 1.1 生物医用材料的概念 1.2 生物材料分类 1.3 生物材料的发展趋势 1.4 人体组织生理学基础 概述生物医用材料在医学及临 床实践的作用，生物医用材料 的分类，生物医用材料的物理、 化学、力学、生物性能。 4 2 2.金属生物医用材料 2.1 概述 2.2 医用纯金属材料 2.3 医用不锈钢材料 2.4 医用钴合金材料 2.5 医用钛镍合金材料 2.6 医用钛合金材料 2.7 医用金属表面改性 医用金属材料所包含的各 类纯金属及合金；各类金属材 料在医用方面所具有的优势和 劣势；医用金属材料制备方式 4 3 3.医用无机非金属材料 3.1 惰性无机非金属生物医用材料 3.2 表面活性无机非金属生物医用材料 3.3 无机可降解金属生物医用材料 医用无机非金属材料分类 及各类材料特点；各类医用无 机非金属材料的制备方法及性 能。 4 4 4.高分子医用材料 4.1 概述 4.2 非生物降解性高分子生物医用材料 4.3 天然生物降解性高分子生物医用材 料 4.4 合成生物降解性高分子医用材料 医用高分子材料分类及各 类材料特点；提高各类医用高 分子材料的生物相容性方法。 4 5 5.生物医用复合材料 5.1 概述 5.2 金属基生物医用复合材料 5.3 无机非金属基生物医用复合材料 5.4 高分子基生物医用复合材料 医用复合材料定义及性能 要求；医用复合材料分类；各 类医用复合材料的优势及存在 问题。 4 6 6 医用生物材料生物相容性评价规范和 手段及讨论 评价各类生物材料生物相 容性的规范和技术手段 4
四、教学安排详表教学方式学时章节（授课、实教学内容教学要求对课程目标的支撑关系分配顺序验、上机、讨（知识要求及能力要求）论)绪论、生物医用材料的概要求掌握生物医用材料的分类，生物医用材料的物理、化学、力学、生第一章授课、自学课程目标1，2念、分类、发展趋势物性能，了解生物医用材料发展的意义掌握医用金属材料所包含的各类纯金属及合金：各类金属材料在医用方第二章授课、自学金属生物医用材料4课程目标1，2面所具有的优势和劣势：熟悉医用金属材料制备方式。掌握医用无机非金属材料分类及各类材料特点：熟悉各类医用无机非金第三章无机非金属生物医用材料授课、自学4课程目标1，2属材料的制备方法及性能。掌握医用高分子材料分类及各类材料特点：熟悉提高各类医用高分子材第四章高分子生物医用材料授课、自学课程目标1，2料的生物相容性方法。掌握医用复合材料定义及性能要求：医用复合材料分类：了解各类医用第五章授课、自学生物医用复合材料N课程目标1，2复合材料的优势及存在问题医用生物材料生物相容性授课、自学、第六章评价规范和手段及课堂讨评价各类生物材料生物相容性的规范和技术手段课程目标3，4讨论论
四、教学安排详表 章节 顺序 教学内容 学时 分配 教学方式 （授课、实 验、上机、讨 论） 教学要求 （知识要求及能力要求） 对课程目标的支撑关系 第一章 绪论、生物医用材料的概 念、分类、发展趋势 4 授课、自学 要求掌握生物医用材料的分类，生物医用材料的物理、化学、力学、生 物性能，了解生物医用材料发展的意义 课程目标 1，2 第二章 金属生物医用材料 4 授课、自学 掌握医用金属材料所包含的各类纯金属及合金；各类金属材料在医用方 面所具有的优势和劣势；熟悉医用金属材料制备方式。 课程目标 1，2 第三章 无机非金属生物医用材料 4 授课、自学 掌握医用无机非金属材料分类及各类材料特点；熟悉各类医用无机非金 属材料的制备方法及性能。 课程目标 1，2 第四章 高分子生物医用材料 4 授课、自学 掌握医用高分子材料分类及各类材料特点；熟悉提高各类医用高分子材 料的生物相容性方法。 课程目标 1，2 第五章 生物医用复合材料 4 授课、自学 掌握医用复合材料定义及性能要求；医用复合材料分类；了解各类医用 复合材料的优势及存在问题 课程目标 1，2 第六章 医用生物材料生物相容性 评价规范和手段及课堂讨 论 4 授课、自学、 讨论 评价各类生物材料生物相容性的规范和技术手段 课程目标 3，4
五、考核方式及成绩构成5.1考核成绩构成平时：30%，（包含课堂讨论和课程论文）期末：70%5.2课程目标的考核环节与评分标准1课程教学与考核环节及其对应的课程目标的汇总课程考核采取过程考核与期末考试相结合的方式。过程考核主要为平时课堂表现及讨论课的表现，期末考试采用闭卷考核方式。课堂讨论主要培养学生的沟通交流能力。在教学过程中，教师以几种典型生物材料为题，将学生分成若干小组，每组4人，通过自主文献调研及课堂汇报的形式，与班级其他同学讨论。每组推选出1名组长，负责讨论题目的组织与协调工作，并由组长负责课堂上的汇报工作。其余组员各自负责几如文献调研、演讲提纲设计及发言材料撰写、PPT制作等，由组长统筹安排各自的进度。组长上台代表全组汇报近期工作，汇报结束后，组内其余成员对自己完成的工作做简短发言，与班级同学自由讨论。主讲教师及班级同学共同为汇报的小组进行打分，取平均分作为课堂讨论的最终成绩。该环节对应于课程目标2、3、4。且三种课程目标的占比分别为40%、40%、20%。另外，在期末考试试题（满分100分）中，有65分对应于课程目标1，考察学生对基础知识的理解能力：35分对应于课程目标2考察学生根据生物材料在应用中出现的问题，基于所学的基础理论知识和生物材料的评价方法，选择合适的材料体系，制定研究路线，设计实验方案的能力。具体如表5-1所示。表5-1课程各教学环节与课程目标达成计算的比例考核与评价方式课堂讨论课程考试（100）分（100分）65%课程目标1课程目标240%35%40%课程目标3（6-2)课程目标4(7-1)20%
五、考核方式及成绩构成 5.1 考核成绩构成 平时： 30 %，（包含课堂讨论和课程论文） 期末： 70 % 5.2 课程目标的考核环节与评分标准 1 课程教学与考核环节及其对应的课程目标的汇总 课程考核采取过程考核与期末考试相结合的方式。过程考核主要为平时课堂 表现及讨论课的表现，期末考试采用闭卷考核方式。 课堂讨论主要培养学生的沟通交流能力。在教学过程中，教师以几种典型生 物材料为题，将学生分成若干小组，每组 4 人，通过自主文献调研及课堂汇报的 形式，与班级其他同学讨论。每组推选出 1 名组长，负责讨论题目的组织与协调 工作，并由组长负责课堂上的汇报工作。其余组员各自负责几如文献调研、演讲 提纲设计及发言材料撰写、PPT 制作等，由组长统筹安排各自的进度。组长上台 代表全组汇报近期工作，汇报结束后，组内其余成员对自己完成的工作做简短发 言，与班级同学自由讨论。主讲教师及班级同学共同为汇报的小组进行打分，取 平均分作为课堂讨论的最终成绩。该环节对应于课程目标 2、3、4。且三种课程 目标的占比分别为 40%、40%、20%。 另外，在期末考试试题（满分 100 分）中，有 65 分对应于课程目标 1，考 察学生对基础知识的理解能力；35 分对应于课程目标 2 考察学生根据生物材料 在应用中出现的问题，基于所学的基础理论知识和生物材料的评价方法，选择合 适的材料体系，制定研究路线，设计实验方案的能力。具体如表 5-1 所示。 表 5-1 课程各教学环节与课程目标达成计算的比例 考核与评价方式 课堂讨论 （100）分 课程考试 （100 分） 课程目标 1 65% 课程目标 2 40% 35% 课程目标 3（6-2） 40% 课程目标 4 (7-1) 20%
注明：表格中的百分数是各考核环节对课程目标的贡献比例。2课堂讨论评分标准教师以几种生物材料的服役环境为题，每组选择一道自己感兴趣的题目，组员各自负责几项内容，如文献调研、演讲提纲设计及发言材料撰写、PPT制作等。课堂上，组长上台代表全组汇报近期工作，汇报结束后，组内另一位成员对自己完成的工作做简短发言，与班级同学自由讨论。表5-3课堂讨论评分标准评分标准优良中及格不及格（70-79分）(60-74(0-59（90-100分）（80-89分）分)分)课程目能够准确、清能够准确、能够较为准基本能够任务完成标2晰地表述小清晰地表述确、清晰地表情况较表述小组组的任务及小组的任务述小组的任的任务及差，小组完成情况，阐及完成情务及完成情完成情况，任务分配明取得的效况，阐明取况，能够进行能够进行较混乱，果，深入话题得的效果，一般的话题一般的话取得的效题讨论，逻果一般。讨论，与同学能够进行较讨论，逻辑基之间有效讨为深入的话本清晰，概念辑基本清陈述过程题讨论，在中存在概论或者辩论，正确，有一定晰，概念基逻辑清晰，概与同学之间的说服力。本正确，有念的错念正确，有说的讨论或者一定的说误，表述服力。辩论中，逻服力。不清，逻辑基本清辑混乱，晰，概念正无法与同确，有一定学交流和讨论。的说服力。课程目熟悉材料工了解材料工了解一部分了解少量不了解材标3程及相关领材料工程程及相关领材料工程及料工程及域的技术，基域的技术，相关领域的及相关领相关领域于材料工程基于材料工技术，基于材域的技术，的技术，的实际应用程的实际应料工程的实基于材料基于材料场景进行非用场景进行际应用场景工程的实工程的实常合理分析，合理分析，进行分析，能际应用场际应用场合理评价材够与评价材景进行大景进行合正确评价材料工程实践理分析，料工程实践料工程实践致分析，大过程和复杂过程和复杂过程和复杂不能评价概评价材工程问题解工程问题解工程问题解料工程实材料工程决方案对社践过程和决方案对社决方案对社实践过程和复杂工会、健康、安会、健康、会、健康、安复杂工程
注明：表格中的百分数是各考核环节对课程目标的贡献比例。 2 课堂讨论评分标准 教师以几种生物材料的服役环境为题，每组选择一道自己感兴趣的题目，组 员各自负责几项内容，如文献调研、演讲提纲设计及发言材料撰写、PPT 制作等。 课堂上，组长上台代表全组汇报近期工作，汇报结束后，组内另一位成员对自己 完成的工作做简短发言，与班级同学自由讨论。 表 5-3 课堂讨论评分标准 评分标准 优 （90-100 分） 良 （80-89分） 中 （70-79 分） 及格 （60-74 分） 不及格 （0-59 分） 课 程 目 标 2 能够准确、清 晰 地 表 述 小 组 的 任 务 及 完成情况，阐 明 取 得 的 效 果，深入话题 讨论，与同学 之 间 有 效 讨 论或者辩论， 逻辑清晰，概 念正确，有说 服力。 能够准确、 清晰地表述 小组的任务 及 完 成 情 况，阐明取 得的效果， 能够进行较 为深入的话 题讨论，在 与同学之间 的讨论或者 辩论中，逻 辑 基 本 清 晰，概念正 确，有一定 的说服力。 能够较为准 确、清晰地表 述小组的任 务及完成情 况，能够进行 一般的话题 讨论，逻辑基 本清晰，概念 正确，有一定 的说服力。 基 本 能 够 表 述 小 组 的 任 务 及 完成情况， 能 够 进 行 一 般 的 话 题讨论，逻 辑 基 本 清 晰，概念基 本正确，有 一 定 的 说 服力。 任务完成 情 况 较 差，小组 任务分配 较混乱， 取得的效 果一般。 陈述过程 中存在概 念 的 错 误，表述 不清，逻 辑混乱， 无法与同 学交流和 讨论。 课 程 目 标 3 熟 悉 材 料 工 程 及 相 关 领 域的技术，基 于 材 料 工 程 的 实 际 应 用 场 景 进 行 非 常合理分析， 正 确 评 价 材 料 工 程 实 践 过 程 和 复 杂 工 程 问 题 解 决 方 案 对 社 会、健康、安 了解材料工 程及相关领 域的技术， 基于材料工 程的实际应 用场景进行 合理分析， 合理评价材 料工程实践 过程和复杂 工程问题解 决方案对社 会、健康、 了解一部分 材料工程及 相关领域的 技术，基于材 料工程的实 际应用场景 进行分析，能 够与评价材 料工程实践 过程和复杂 工程问题解 决方案对社 会、健康、安 了 解 少 量 材 料 工 程 及 相 关 领 域的技术， 基 于 材 料 工 程 的 实 际 应 用 场 景 进 行 大 致分析，大 概 评 价 材 料 工 程 实 践 过 程 和 复 杂 工 程 不了解材 料工程及 相关领域 的技术， 基于材料 工程的实 际应用场 景进行合 理分析， 不能评价 材料工程 实践过程 和复杂工
全、法律以及安全、法律全、法律以及问题解决程问题解文化的影响文化的影响以及文化的方案对社决方案对及制约因素影响及制约及制约因素会、健康、社会、健对方案实施因素对方案对方案实施安全、法律康、安全、的影响，并深实施的影的影响，并知以及文化法律以及刻理解应承响，并知道道应承担的的影响及文化的影担的责任。责任。制约因素响及制约应承担的责任。对方案实因素对方施的影响，案实施的并大概理影响，不解应承担理解应承的责任。担的责任。课程目能够很正确能够理解环能够基本理能够大概不能理解标4理解环境保境保护和可解环境保护理解环境环境保护和可持续护和可持续持续发展的和可持续发保护和可发展的理念理念和内展的理念和持续发展发展的理和内涵，十分涵，熟悉材内涵，了解材的理念和念和内涵，不了熟悉材料成料成分、生料成分、生产内涵，大概分、生产和服产和服役过和服役过程了解材料解材料成役过程和对程和对环境和对环境和成分、生产分、生产环境和社会和社会经济社会经济可和服役过和服役过程和对环经济可持续可持续发展持续发展的程和对环影响。境和社会境和社会发展的影响。的影响。经济可持经济可持续发展的续发展的影响。影响大纲制定者：张兰，憨勇大纲审核者：孙巧艳最后修订时间：2019年10月13日
全、法律以及 文 化 的 影 响 及 制 约 因 素 对 方 案 实 施 的影响，并深 刻 理 解 应 承 担的责任。 安全、法律 以及文化的 影响及制约 因素对方案 实 施 的 影 响，并知道 应承担的责 任。 全、法律以及 文化的影响 及制约因素 对方案实施 的影响，并知 道应承担的 责任。 问 题 解 决 方 案 对 社 会、健康、 安全、法律 以 及 文 化 的 影 响 及 制 约 因 素 对 方 案 实 施的影响， 并 大 概 理 解 应 承 担 的责任。 程问题解 决方案对 社会、健 康、安全、 法律以及 文化的影 响及制约 因素对方 案实施的 影响，不 理解应承 担 的 责 任。 课 程 目 标 4 能 够 很 正 确 理 解 环 境 保 护 和 可 持 续 发 展 的 理 念 和内涵，十分 熟 悉 材 料 成 分、生产和服 役 过 程 和 对 环 境 和 社 会 经 济 可 持 续 发展的影响。 能够理解环 境保护和可 持续发展的 理 念 和 内 涵，熟悉材 料成分、生 产和服役过 程和对环境 和社会经济 可持续发展 的影响。 能够基本理 解环境保护 和可持续发 展的理念和 内涵，了解材 料成分、生产 和服役过程 和对环境和 社会经济可 持续发展的 影响。 能 够 大 概 理 解 环 境 保 护 和 可 持 续 发 展 的 理 念 和 内涵，大概 了 解 材 料 成分、生产 和 服 役 过 程 和 对 环 境 和 社 会 经 济 可 持 续 发 展 的 影响。 不能理解 环境保护 和可持续 发展的理 念 和 内 涵，不了 解材料成 分、生产 和服役过 程和对环 境和社会 经济可持 续发展的 影响 大纲制定者：张兰，憨勇 大纲审核者： 孙巧艳 最后修订时间： 2019 年 10 月 13 日