導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇生物材料工程，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

生物材料是一門分量較重的專業課程,主要通過學習生物醫用金屬材料、陶瓷材料與高分子材料的組成結構、物理化學性能以及生物相容性評價等,使學生對現代生物材料的基本原理、應用與發展趨勢形成較為全面的認識。通過借鑒國內外相關教材可以發現,較為完整的生物材料課程知識體系一般包括材料學與生物學層面的內容[3]。其中從材料學角度出發,生物材料課程需要講授的內容有生物材料的類型、性質、化學結構、物理性能、力學性能、降解、加工工藝、表面特性等。這些將為學生們打造良好的材料學基礎。從生物學層面來看,生物材料課程需要講授的內容有蛋白質、細胞與生物材料的相互作用、生物材料植入體引起的人體急性炎癥、血栓、免疫反應、感染、腫瘤和鈣化反應等。特別對于傳統的以儀器電子學為主要專業課的BME學生,由于較少接觸化學、醫學等基礎課程,可在生物材料課程里增授一些大學化學、生物化學、醫學免疫學等有關的基礎知識,以幫助學生更好的學習生物材料的基本知識。構建完整的生物材料課程知識體系具有重要意義,能讓BME專業學生報考國內外生物材料學方向的研究生時擁有更多的選擇空間。

2適當引入雙語教學環節

目前教育部鼓勵在大學課堂積極開展雙語教學活動,培養學生能夠熟練運用外語從事專業工作、學術交流的能力。適當引入雙語教學環節對于正處生命科學前沿領域研究熱點中的生物材料學意義更為重大。這不僅能及時向學生們介紹最新的研究進展,還能幫助學生們掌握生物材料的專業詞匯。這有利于學生們獨立閱讀外文資料或文獻,從而在潛移默化中鍛煉出獨立思考、探究的能力。這些是未來高素質復合型人才區別于普通人才的基本標志。當然,適當引入雙語教學環節也對授課教師也提出了更高的要求。筆者認為高水平的課堂不僅能熏陶出高素質的人才,還能更快地提升教師自身的授課、科研水平。

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一支好的水電施工隊伍首先在于一流的管理，只有內部組織機構得以優化，才會煥發出蓬勃向上的生命力。xxx在隊長馬福民同志的率領下，九八年四月進駐寶雞峽渠首工地后，首先就重點完善了隊伍的組織機構和制度建設，針對渠首工程施工的特點，隊部分設了技術組、生產組、質安組以及后勤供應組，技術組負責保證工程的技術含量和技術投入，質安組負責工程質量，生產組則負責整個工程的全面施工，生產組又細分為砼、鋼筋、模板班組。各司其職，各負其責。同時隊部還成立了安全生產委員會，治安保衛領導小組，黨支部，工會，職工食堂伙委會，團支部，等多個方面組織機構，保障職工的日常工作生活，從組織機構上為隊伍能打硬仗、打好硬仗立下了堅實的基礎。

“法不明，則令出不行”，xxx在健全組織機構的同時，注重緊抓制度建設，依靠完善制度進行管理，在寶雞峽渠首工程建設中，xxx制訂完善了《隊長職責》、《副隊長職責》、《技術總負責職責》、《安全生產管理制度》、《質量管理制度》、《崗們責任制管理制度》等十多項規章制度，涉及生產、生活各個方面，并嚴格按條例辦事，人人平等，絕不手軟。在工地運行過程中，所制定的安全生產操作規程及時發到每個操作人員手中，認真學習，嚴格執行,確保工地安全生產，在職工待遇方面，堅持將生產工人的收入與產量直接掛釣，干多少拿多少，做到按勞分配，管理人員的收入與生產人員的收入掛鉤，上下活動，宏觀上既拉開檔次又注重平衡。公正公開的分配制度極大的調動了職工的生產積極性，窩工的現象一步步減少了，職工的收入一節節的提高了。

在現場管理中，xxx更是以其雷厲風行、能征善戰的作風而聞名。在xxx的全體干部職工的心中都熟知這樣一句話“緊前不緊后”，即發揚三處人“三快”作風，中標后快速進點，施工準備組織迅

二、以貫標為紐帶，嚴格質量管理。

寶雞峽工地是我局九九年質量認證外審工地，xxx結合貫標下茬立勢，對工程質量進行嚴格管理，首先從組織上成立了由隊長親自任組長的貫標小組，同時從材料管理、資料收集整理等方面多次舉辦貫標學習講座，提高全員質量意識，形成了由“管理者推動”和“受益者推動”的雙向趨動模式。

在全省質量管理年的號召下，配合我局貫標工作的深入開展，xxx在質量管理上確立了更高的目標，堅持以ISO9002質量認證體系規范施工中每項工序，對各工作面制定了詳盡的作業指導書，使全體職工明白了“干什么、怎么干、干多少”，在施工中，完善和糾正預防措施，切實貫徹“三檢制”，“堅持事故三不放過”原則。砼澆筑進入冬季施工期，為確保砼澆筑質量，在隊上全休技術干部的刻苦鉆研與努力下，制定出了一套“冬季砼施工表面保護法”和“暖棚保溫法”的施工方案，砼澆筑部位采用搭蓋棉被和鋪設泡沫板等方式進行蓄熱養護，皮帶機運輸過程利用曖棚保溫，從而確保了低溫季節砼施工質量，今冬會戰期間，18個工序均獲監理一次性現場驗收通過，取得了砼澆筑各單元工程100％的合格率，75％的優良率。

三、創建文明工地，建立職工之家。

“作為一以野外施工的隊伍，注定一生要四處奔波，如果總是湊合，便會湊合一生”，這句時常掛在隊長馬福民嘴邊的話反映了xxx創建文明工地的決心，隨著經濟的發展和觀念的更新，伴隨著項目法管理，“工地家園”正深深扎根于每個職工心中，樹立著職工以工地為家，以工地為樂，以工地為榮的信念。

首先從硬件上加大投入,保證文明工地和生活區基礎設施建設。

職工食堂：擁有一間操作室，一間餐廳，配備一名管理員，三名炊事員，并購置了冰柜、電烤箱、壓面機、和面機及吹風機等，確保了職工日常生活。

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本刊訊 “十五”期間，浙江省經貿委積極貫徹落實國家和省政府有關墻體材料改革的政策措施，通過制定政策法規，強化目標管理，推進示范引導，加大監管力度等措施，加快了墻體材料產業結構調整，取得了良好的經濟效益和社會效益。“十五”期間，累計節約土地15.5萬畝，節能582.8萬噸標煤，利廢達3209.50萬噸。其工作成效主要體現在以下幾個方面：

一、法制建設有新創新。針對墻體材料行業發展現狀，浙江省經貿委先后兩次產業政策指導意見，明確了產業投資發展方向，成為全國首家墻體材料產業發展指導信息的省份。省級各相關部門相互配合，制定出臺了一批產品規范和技術標準，把政府令提出的要求落實到墻體材料生產和應用環節。各地市政府也先后了貫徹實施省政府第171號令的政策措施和實施方案，形成了政策法規、技術標準、實施細則3個層次組成的法規體系。

二、“禁實”“限粘”有突破。從2000年開始，分期分批禁用實心粘土磚，是全國第一個完成國家規定的第一批城市“禁實”任務的省份。此后“禁實”工作擴大至全省城鎮規劃區，是全國第一個在全省城鎮實施“禁實”的省份。

三、新型墻材試點示范有亮點。“十五”期間，浙江在國內率先開展了建筑示范工程、小城鎮試點工程建設，引導和帶動新型墻體材料的開發應用，有效地促進了墻改工作的深入發展。全省建成建筑示范工程504個，實際建筑面積達到1088萬平方米，基本做到每個市有示范建筑，每個縣有試點建筑。同時，建成新型墻體材料生產示范線12條，涉及混凝土砌塊、混凝土磚、加氣混凝土砌塊、頁巖燒結磚等，生產示范線的生產工藝和技術裝備水平處在全國領先位置。

四、產業結構調整有成效。經過努力，墻材產品的生產工藝、技術裝備水平迅速提高，企業初現規模化、集約化。“十五”期間引進的10條新型墻體材料生產線，縮小了國內墻體材料產品生產與世界先進水平的差距。全省新增的563家非粘土墻體材料生產企業中，年生產規模達6000萬塊標磚的磚類產品企業80家，年生產規模15萬立方米的砌塊類產品生產企業13家，年生產規模15萬平方米的板材生產企業71家。全省利用粉煤灰、煤渣、石英砂尾礦、河道淤泥、石屑、脫硫石膏、建筑垃圾等廢棄資源生產的產品約占全部新型墻體材料產品產量的1/4。新增了脫硫石膏條板、紙面石膏板、砂加氣混凝土砌塊、頁巖燒結磚、稻草板等產品。通過有效利用非粘土資源、再生資源和廢棄資源開發生產新型墻體材料，初步形成了利用非粘土原料開發生產的良好勢頭。

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一、基本公共服務均等化的內涵

所謂基本公共服務，是指在社會共識的基礎上，由政府根據經濟社會發展階段和總體水平來提供、旨在保障個人生存權和發展權所需要的最基本社會條件的公共服務。

基本公共服務劃分為四個方面：一是底線生存服務，包括公共就業服務、社會保障等；而是基本發展服務，包括教育、醫療衛生、文化體育、民政等社會事業中的公益性領域；三是基本環境服務，包括公共交通、公共通信、公用設施和環境保護等；四是基本安全服務，包括公共安全、消費安全和國防安全等。

從福利經濟學的角度來說，政府是民意的代表，必須對所有社會成員提供“大致均等”的基本公共服務，實現全社會和個人福利的最大化。基本公共服務均等化，指的是基本公共服務的價值取向和結果狀態，其含義就是全體公民不論地域、民族、性別、收入及身份差異如何，都能獲得經濟社會發展水平相適應、結果大致均等的基本公共服務。核心是機會和效果均等，而不是簡單的平均化和無差異化，但最終還是要實現結果的均等化。

總的來說，基本公共服務均等化就是指政府要為社會公眾提供基本的、在不同階段具有不同標準的、最終大致均等的公共產品和公共服務。

二、江西省基本醫療服務均等化中存在的問題

在基本醫療衛生服務方面，江西省全面推進新農合體系建設，大力加強對醫療衛生領域的投入力度，建立了惠及全省人民的醫療保障體系；而在城鄉醫療救助制度中，主要是大病救助，對于享受低保居民，按其自費部分的40%予以報銷，五保戶自費部分報銷比例是50%，普通居民自費部分報銷比例是15%；可以看出政府在推進基本醫療衛生服務城鄉均等化方面做出了很大努力。但是，應該認識到的是，江西省城鄉之間的基本醫療衛生服務還是存在一定差距的。城鄉之間的差距主要體現在農村地區醫療設施數量少與條件差并存和醫護人員各方面素質低兩方面。在農村地區，鄉鎮衛生院承擔著廣大農村地區預防與醫療工作，直接為農村居民提供服務，但是，有大量基本醫療衛生服務需求的基層醫療衛生機構只擁有少量相關資源。這樣，農村地區居民為將病看好就只能向城市醫院轉移，使得城市醫院“人滿為患”，出現資源擁擠的現象；同時，鄉鎮衛生院因醫療條件差不能滿足農村居民基本醫療需求而“門可羅雀”，使原本就不豐富的醫療資源閑置起來，經濟效益不足，導致的惡性循環又加劇了醫療衛生服務的供需矛盾。廣大鄉鎮均存在醫療衛生人才的貧乏，現有醫護人員普遍專業水平有限、職稱低、學歷低、服務群眾的意識和能力不強。綜上所述，雖然近年來政府對鄉鎮基本醫療衛生服務的優化做出了一定努力，但是廣大農村地區現有醫療條件依然致使居民就醫不方便，出現了“小病不需看，大病城里看”的現象。

三、制約公共服務均等化的主要原因

1.制度根源——城鄉二元體制以及鄉財縣管體制

城鄉二元體制與鄉財縣管體制是造成我國城鄉基本公共服務不均等的制度根源。一方面，由于城鄉分割的二元分割體制，使得城市與農村之間的經濟發展水平、民眾生活水平等方面存在較大差距，這些差距致使城鄉各級政府提供公共服務的能力不均等，從而導致了城鄉之間基本公共服務不均等的現象。另一方面，現階段我國基本公共服務的主要由基層財政來承擔，而目前實行鄉財縣管的財政制度，鄉村政府的財政收入來源相當有限，導致財政與事權之間的不匹配，限制了鄉村政府提供基本公共服務的能力，這也是造成基本公共服務不均等的重要原因。

2.財政支出在基本公共服務領域投入比重過低

根據地方財政預算表的數據顯示，各地方政府財政收入一直增長，但財政的增長并沒有帶來基本公共服務領域投入的增加，以江西省L鎮為例，全鎮財政收入在2007至2010年大幅增長了近254%，但基本醫療服務支出所占比重竟然呈下降趨勢。究其原因，是“以經濟發展為中心”的發展戰略和政府投資驅動式的經濟發展模式，固化了政府公共支出結構。由于對地方政府的政績考核更注重GDP的增長，各級政府為了發展經濟這個中心任務，相應的將更多的精力投入到了經濟建設領域，從而忽視了自身的公共服務職能，造成了政府在公共服務領域投入比重過低。

3.財政支出中轉移支付存在的問題

現階段我國政府提供基本公共服務除了靠本級政府的財政收入之外，主要是靠財政的轉移支付來實現。然而，目前我國的財政轉移支付還存在這一些問題：一：財政轉移支付的結構設計不合理，專項轉移支付比重偏高，一般性轉移支付比例較低；二，轉移支付的形式過多，且存在交叉的現象，相互之間缺乏統一的協調機制；三：缺乏相應的保障措施，財政轉移支付的支出不透明，監管不嚴等問題。完善的轉移支付制度，才能使各級政府的財力與事權相匹配，這是實現基本公共服務均等呢規劃的重要保障。

四、加快推進基本公共服務均等化的政策建議

1.深化體制改革，不斷提高公共服務水平

城鄉二元體制與鄉財縣管體制是非均等化公共服務的制度性根源，要實現基本公共服務特別是基本醫療衛生服務就必須從制度根源入手，深化體制改革。第一，要打破城鄉二元公共服務供給思想，建立城鄉統一的公共服務制度，統籌發展城鄉基本醫療衛生事業，建立城鄉統一的義務教育體制，完善城鄉可銜接的農村社會保障體系，協調城鄉基礎設施建設，改善農民生產生活條件。第二，完善省直管縣的財政管理體制改革，把項目審批、調度資金等權利有選擇地下放到縣，提升各縣的經濟自。第三，為了進一步滿足農村地區社會公共需求，可以建立農村基本公共服務多元化供給渠道，以政府為主體，同時適當適量引入市場競爭機制，不僅能夠為政府減輕在提供公共服務方面的壓力，也能夠達到農村基本公共服務供給的多元化與優質化目標。

2.加大財政支出在基本公共服務領域的投入力度

長期以來，我國各地區政府都將大部分精力放在地區經濟發展情況和財政收入，對于農村基本公共服務的關注較少，江西省也不例外，這就造成了省內廣大農村地區基本公共服務基礎不牢、與城鎮地區差別較大的現象。為了縮小城鄉基本公共服務差距，實現城鄉基本公共服務均等化，必須不斷加大財政支出在基本公共服務領域尤其是較為迫切的基本醫療衛生服務領域的傾斜，給予其足夠的重視。

3.完善轉移支付制度

首先，要配合中央完善省內財政體制，理順政府間的財政關系與事權關系，在此基礎上再建立統一完善的轉移支付制度，消除各種轉移支付形式中存在的交叉重疊、具體分配不清的現象。其次，對于一般性轉移支付，應加大投入并優化其結構，使其成為主要的轉移支付形式，有步驟、有重點地將專項轉移支付歸并到一般性轉移支付中，以彌補農村地區政府財力不足，增強基層政府的靈活性。再次，對于專項轉移支付，應確定其撥款的具體依據和標準，科學分析和確定其具體科目和規模，加強立項審批的規范性，并建立績效評價與監督監管體系，以科學提高整體基本公共服務水平。最后，各級政府間的各項轉移支付必須公開透明，以促進其科學分配與長久發展。

參考文獻：

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1.1 材料選取關注生產生活實際

統計2009～2013年高考福建理綜卷生物選考題的材料背景和情景來源，整理成表1。

選修模塊關注生產生活實際，重視學生對現代生物科技的理解。2009年～2013年高考福建省理綜卷生物選考題聯系生產生活，與生物科技進展密切相關。背景材料來源廣泛，涉及農業生產、醫療健康、畜牧養殖等方面，充分體現選考題材料聯系實際的特點。選考題以轉基因抗病香蕉、重組人紅細胞生成素、產前基因診斷、癌癥基因治療、豬克隆技術為情境，在考查考生現代生物科技知識的同時，引導考生關注生物技術在實踐上的應用，提高其生物科學素養。

新課程高考背景材料不再單一地來源于中學教材上的內容，而是從大學教材、科技進展、科技論文等處獲取豐富的材料信息，呈現全新的試題背景。近五年來，高考福建省理綜卷生物選考題背景材料大都來自公開發表的生物科技論文。例如，2010年試題材料選自“紅細胞生成素（EPO）在中國倉鼠卵巢細胞（CHO）中穩定表達”；2012年試題材料選自“Let-7a表達質粒的構建及其對肺癌A549細胞k-Ras蛋白表達的抑制作用”；2013年試題材料選自“豬體細胞克隆胚胎體外發育過程中的凋亡規律”。以科技論文作為命題素材保證了試題的科學性、權威性和公平性，不僅體現高考能力立意，同時還提高了命題效率和命題質量。

1.2 情境設置圖文結合

如何使背景材料清晰表達且不失科學性，符合高考紙筆測試要求，是試題命制的一個關注點。2009年～2013年高考福建省生物選考題均以“文字+圖示”的方式呈現生物科技復雜的過程，所采用的圖示為技術路線圖或過程圖，充分反映出《現代生物科技專題》模塊工程技術的特色。選修模塊3所涉及的情境注重工程技術和操作流程，所需設備、材料較多，操作過程較為繁瑣，有時一項研究會涵蓋基因工程、細胞工程和胚胎工程等工程領域，若單純以文字的形式呈現背景材料無疑會增加考生閱讀負擔，影響考生正常應試思維，降低考試信度。若試題將大量的有效信息蘊含于圖示中，可以保證提供充分、清晰明了的試題信息。

2 知識分布與能力要求

2009～2013高考福建理綜卷生物選考題重視考查考生將所學現代生物科技知識應用于解決實際問題的能力。現將2009～2013年選考題知識分布與能力要求整理成表2。

2.1 強調主干知識的考查

統計2009年～2013年選考題分值比例發現，近五年來，選考題關注考生對生物學核心概念的掌握，并且基因工程知識占選考題總分的60%，細胞工程占24%，胚胎工程占12%。高考試題表現為側重考查基因工程，兼顧考查細胞工程、胚胎工程的命題特征。

選修模塊3包含五大專題：基因工程、細胞工程、胚胎工程、生物技術的安全性和倫理問題、生態工程，近五年選考題只涉及到基因工程、細胞工程和胚胎工程。基因工程、細胞工程和胚胎工程是《現代生物科技專題》的基礎和重點，在現代生物科技中發揮著重要作用，是進一步開展現代生物科技研究的前提。其中，構建表達載體、PCR擴增技術等知識在基因工程的考查中占了較大比例。構建表達載體和PCR技術是基因工程的核心，應用也相當廣泛，以這兩者為重點進行考查，反映出選考題強調主干知識考查的特點。值得注意的是《現代生物科技專題》中所介紹的生物科技有些需要在必修模塊知識的基礎上展開。因此，選考題的知識考查有時會涉及必修模塊內容。例如，2011年選考題對電泳帶譜圖的分析涉及必修模塊2的電泳知識。

2.2 能力要求逐年提高

《普通高等學校招生全國統一考試大綱》對高考生物提出了四種能力的考查要求：理解能力、實驗與探究能力、獲取信息能力和綜合運用能力。總體上看，近五年選考題注重考查理解能力、獲取信息能力，能力要求較為簡單，能力考查層級不高。但從縱向來看，選考題能力要求逐年提高。

例如，2012年選考題第（3）小題：“肺癌細胞增殖受到抑制，可能是由于細胞中 （RASmRNA/RAS蛋白）含量減少引起的”。該小題重點考查理解能力和獲取信息能力，需要考生在理解基因工程應用的基礎上，“能從課外材料中提取有效的生物學信息，解決生物學問題”，獲取信息能力層級較高。

再如，2013年選考題第（2）小題：“從基因組數據庫中查詢Bcl-2 mRNA的核苷酸序列，以便根據這一序列設計合成 用于PCR擴增，PCR過程第一輪循環的模板是 。”該小題重點考查理解能力，試題背景材料和題中所涉及基因工程知識的廣度、深度較往年均有所提高，要求考生能深入理解基因工程的具體原理及過程。

根據裘伯川等對理解能力在理科綜合能力中所處關系的研究發現，理解能力是構建理科綜合能力的核心，同時也是解決問題的基礎和關鍵因素。分析近五年高考福建生物卷選考試題，不難發現每一道試題都涉及理解能力的應用。獲取信息能力是學生自主學習和可持續發展的基礎，對培養學生的信息素養、獲得終身學習能力具有重要意義。選考題材料來源新穎多樣、信息呈現簡潔直觀有助于獲取信息能力的考查，試題重視考查考生在新情境下，利用已有生物學知識發現、鑒別并運用獲得的信息解決實際問題的能力。

3 問題設計與難度控制

3.1 問題設計嚴謹、靈活

問題設計是高考命題的關鍵一環，基于能力立意的問題設計應有助于考生啟發思維，促進問題的解決。現從問題結構、問題表述和問題內容三方面，總結近五年高考福建生物卷選考題問題設計的特點：

① 選考題圍繞考查的知識內容，以填空題的形式將試題情境引伸出5個具體的小問題，每個問題分值均為2分。

② 選考題在保證客觀嚴謹的前提下，善于運用文字提示表述問題，體現問題設計的靈活性。例如，2011年選考題第（3）題：“據此判斷胎兒為 （正常/患者/攜帶者）”；2012年選考題第（2）題：“MstⅡ是一種 酶”。這類問題表述限定了作答方向，問題指向明確。③ 問題內容與背景材料、知識考查密切相關。選考題或圍繞新情境下的問題核心，延伸出多個知識點設計問題，考查考生對知識的理解能力；或通過隱藏生物技術流程中的部分操作步驟設計問題，考查考生獲取信息能力。

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生物材料被用在診斷和治療過程中，或者替換機體中的組織、器官或增進其功能的材料。生物材料和傳統功能材料一樣具有明確的理化性質，同時還需要具備良好的生物性能。生物材料長期或臨時與人體接觸時，必須充分滿足與生物體環境的相容性，即保證生物體不發生任何毒性、致敏、炎癥、致癌等生物反應。改善和合理控制生物材料的表面性質，是充分發揮和利用材料與生物體之間的有利條件、抑制不利因素的關鍵途徑。

全書共有19章：1.表面蛋白重組，介紹通過自組裝蛋白來重組和修飾界面，生物分子印刷組裝和修飾固體界面；2.表面制作高分子刷，介紹合成高分子刷過程、高分子刷的刺激響應性、聚合電解質刷、生物功能高分子刷；3.抑制非特異性蛋白吸附機理、方法和材料，介紹非特異性蛋白吸附的潛在動因、表面張力儀、乙二醇的應用；4.表面刺激性響應在生物醫學方面的應用，介紹表面改性方法論，探索智能生物材料的刺激性響應和模型、智能表面在生物醫學方面的應用；5.高分子生物材料的表面改性，介紹表面材料與生物實體相互作用的效果，聚合生物材料的表面形態學，表面改性促進生物材料的兼容性、血液兼容性和抗菌性能；6.表面聚合物囊泡，介紹聚合物囊泡，聚合物薄膜和囊泡作為智能活性表面的相關應用，聚合物囊泡當前發展限制和未來新趨勢；7.蛋白工程水凝膠，介紹蛋白工程對材料結構設計方面的應用，蛋白工程材料的歷史與發展，分子結構設計和重組合成的策略，蛋白工程材料的表達；8.生物活性智能水凝膠表面，介紹模擬細胞外基質，水凝膠特殊的原因，用彈性蛋白重組酶作為仿生蛋白；9.生物反應表面和干細胞壁；10.微觀納米形式的表面生物材料，介紹光刻技術、電子束光刻、聚焦離子束、軟蝕刻術、納米壓印光刻、噴砂和酸性蝕刻等；11.有機無機雜化表面；12.用于骨工程的生物活性陶瓷和金屬表面材料；13.等離子體輔助在生物醫學應用方面的表面處理和改性；14.生物仿生微觀納米結構膠粘劑；15.用表面改性去控制細胞或者其他層面的附著力的一般方法；16.微觀形式上惡性骨細胞、表皮和老化細胞表面結構的劇烈轉變；17.為細胞表型組織工程和再生醫學設計的溫敏性細胞培養表面；18.細胞表面力學，介紹怎樣測量和評價彈性和剛性，剛性基質對細胞行為的影響，新型表面制造技術；19.電極-神經組織相互作用：免疫反應、當前技術和未來方向。

本書涉及生物、化學和材料科學的相關內容，適合細胞生物學、組織學、表面生物材料、臨床醫學、材料科學領域的科研工作者、教師、研究生和高年級的本科生。

郭抒，博士生

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1 醫學組織工程概述

組織工程學概念的提出始于20世紀80年代末，由于其重要的科學意義、巨大的臨床應用前景、潛在的開發價值，受到了各國科學界的重視。醫學組織工程學利用工程學和生命科學的原理來研究和發展具有生物活性的人工替代物，融合了細胞生物學、工程科學、材料科學和臨床醫學等相關知識。核心理念就是將體外培養的高濃度的正常細胞擴增后，吸附在生物材料上，形成具有三維空間結構的復合體，然后將復合體植入組織器官的病損部位，種植的細胞在生物材料被機體逐漸降解吸收過程中繼續生長繁殖，形成新的具有相應形態和功能的組織和器官，從而達到修復創傷和重建功能的目的［1］。其最大優點是可形成具有生命力的活體組織，進行形態、結構和功能的重建并達到永久性替代，根據組織器官缺損情況進行塑形，達到完美的修復。

目前組織工程學的研究手段已經不再局限于初始階段的細胞生物學和動物實驗技術、分子生物學技術，而是廣泛應用基因克隆技術、轉基因技術、移植免疫學技術、生物材料合成與改良技術、生物材料的編織技術、生物力學技術、影像學技術和生物反應器等先進技術［2］，極大地提升了組織工程學的研究水平和其自身的發展速度。與傳統的自體或異體組織、器官移植相比，克服了以創傷修復創傷的缺陷，將從根本上解決組織、器官缺損的修復和功能重建等問題。

2 種子細胞

種子細胞是醫學組織工程的生命源泉，它要確保在體外培養時有很強的增殖能力，并能定向分化，同時要保持其原來的生理性狀。大多數觀點認為種子細胞進入新的微環境后，會對新的微環境中的調節信號做出反應，從而定向分化為目的細胞。同時具備這些特點的干細胞就成了種子細胞的首選。應用干細胞治療疾病較傳統方法還具有低毒性，一次藥有效；不需要完全了解疾病發病的確切機理；避免產生免疫排斥反應等諸多優點。在臨床治療中，造血干細胞應用較早，在提高治療有效率和縮短療程方面優于常規治療，且效果令人滿意。

按分化潛能干細胞基本上可分為三種類型：一類是全能性干細胞，它具有形成完整個體的分化潛能。如胚胎干細胞（簡稱ES細胞），它可從早期胚胎的原始胚細胞及原始生殖細胞中分離培養獲得，具有與早期胚胎細胞相似的形態特征和很強的分化能力，能分化出成體動物的所有組織和器官。由于在醫學和生物學上具有巨大的潛力，而備受各國的高度重視，使其成為當前生物工程領域的核心問題之一，在這一領域，世界性的研究開發競爭正在迅速展開。ES細胞最誘人的前景是生產組織和細胞， 用于“細胞療法”， 為細胞移植提供源源不盡的無免疫性的材料。任何涉及喪失正常細胞的疾病都可以通過移植細胞來治療， 包括帕金森病、糖尿病、外傷性脊髓損傷、細胞變性病、心肌病和骨損傷等［3］。盡管ES細胞培養體系和來源問題研究已經取得了巨大進展， 但應用于臨床還存在很多技術上的難題：其中最為重要的是其分化問題， 目前關于ES細胞自我更新機制及其向不同組織細胞分化的機制均尚不清楚， 因此如何防止其在體外培養時發生分化以及如何誘導得到純化的分化細胞尚待研究；由于人胚胎干細胞來自具有發育成一個個體潛力的人胚胎，所以其研究不可避免地引發倫理道德問題的爭議，并且在實際應用中還不能避免免疫排斥。

另一類是多能性干細胞，這種干細胞具有分化為多種細胞組織的潛能，一般認為其具有組織特異性，只能分化成特定的細胞或組織。人們可望從自體中分離出成體干細胞，在體外定向誘導分化為靶組織細胞并保持增殖能力，將這些細胞回輸入體內，從而達到長期治療的目的。在特定條件下，成體干細胞或者產生新的干細胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能細胞，從而使組織和器官保持生長和衰退的動態平衡。成體干細胞是普遍存在的，常位于特定的微環境中，問題關鍵在于如何尋找和分離各種組織特異性干細胞。成體干細胞具有多分化潛能，其中骨髓基質細胞和脂肪源干細胞已有大量研究及部分臨床應用，在個體化治療中已用于骨、軟骨、心肌再生等領域；在群體化治療中需要解決同種異體移植的免疫原性問題，采用基因敲除技術或RNA 清除技術去除抗原可能解決異基因細胞同種移植的免疫反應，但也有可能影響被敲除基因的其他功能［4］。最近，美國和日本相繼公布了從人皮膚成纖維細胞轉化為胚胎干細胞樣細胞的研究成果，為解決這些問題帶來了曙光，但要實現應用這一目標，還要進行更多、更深入的研究。

還有一類干細胞為單能干細胞，這類干細胞只能向一種類型或與之密切相關的兩種類型的細胞分化。 其中以脂肪源、肌源、上皮源及神經源干細胞為代表，作為組織工程的種子細胞， 或以細胞治療的方式進行了廣泛研究， 并已有臨床應用的報道。

3 支架材料

支架材料在醫學組織工程研究中起中心作用，可為細胞提供黏附、增殖、分化并進而為組織的形成提供載體，還起到模板作用，引導組織再生和控制組織結構。作為理想的生物支架材料至少應具備以下特點: ①良好的生物相容性：植入機體內不會引起炎性反應和毒性反應損害新組織的功能，維持正常細胞功能發揮; ②良好的可塑性：根據目的組織器官加工成特定的三維結構;③具有緩釋功能：支架的降解速率可根據不同細胞組織再生速度進行調整，而且能徹底被新生的自然組織所替代;④支架的表面化學特性和表面微結構適合細胞粘附。因此尋找一種既具有良好生物相容性和生物降解性又具有特定形狀和連通三維多孔結構的支架材料是組織工程成敗之關鍵因素。

近年來，人們不僅在組織工程的最早產品人工皮膚領域進行了更為完善的研究和開發， 同時，在諸如人工骨、軟骨、神經、血管材料等各系統，都進行了大量的研究和探索。目前研究的組織工程支架材料各自有各自的優點但也有不可避免的缺陷。國外研究較多的是PGA、PLA、PL2GA 等。這些材料具有可標準化生產、可降解、細胞相容性好等優點，但是這類材料本身亦存在一些固有不足， 如生物相容性差及機械強度不穩定等。基于這些原因， 研究人員一方面探索對聚醋類材料進行表面修飾， 同時也在積極尋找其它類型的支架材料。通過對材料表面進行修飾， 改善細胞與支架材料的相互作用; 通過模擬細胞生長微環境， 制備仿生材料，提高材料的親水性、對細胞的黏附性， 促進細胞的分化增殖。將合成材料與天然材料有機結合， 已成為未來組織工程材料發展的新趨勢。

研制復合材料、仿生材料、改性天然材料、納米材料， 是當前支架材料研究的主要方向。越來越多的學者設計出具有合適降解度、良好通透性、組織相容性好的軟骨細胞體外培養支架材料。新材料的開發要求具有良好的各項生物學特性。通過將緩慢釋放的生長因子或相關的基因整合到材料中， 形成具有生物活性的生物材料， 可以使種子細胞能在更接近于體內環境的生物材料上增殖、分泌基質、最終形成組織。

在組織工程材料的合成與制備中通過采用納米技術對生物材料表面的改性或者直接采用納米材料或復合材料，不僅能提高細胞對材料的黏附能力，也能提高材料的生物相容性，同時通過材料表面與細胞間相互的生物作用，能刺激并誘發所期望的細胞效應，有利于細胞的分化和增殖，納米材料以其與傳統材料無可比擬的生物學性能，已在組織工程和生物材料研究中顯示出廣闊的應用前景。納米技術、組織工程技術和生物技術的發展與綜合，將為培養支架的研究提供新的選擇。

4 生物活性因子

人體內的生長因子是通過細胞信號傳遞影響細胞活力的一類多肽因子，通過自分泌、旁分泌及內分泌作用，促進或抑制細胞生長、繁殖、遷移、黏附和基因表達的作用。在醫學組織工程研究中，也需要在損傷組織的修復與病損器官的再生與功能重建中供給生長因子以促進種子細胞的分化和增殖。目前實驗中常用的生長因子有成纖維細胞生長因子（FGF) 、轉化生長因子（TGF- β) 、胰島素樣生長因子（IGF) 、血小板衍化生長因子（PDGF) 、骨形態發生蛋白(BMP) 等等。它們不僅可單獨作用， 相互之間也存在著密切關系，實驗證明復合使用效果更好［5］。

在醫學組織工程領域，生物活性因子對外源性生長因子或類生長因子作用的藥物大多采用緩釋技術，使其促再生作用持續一段時間。已有很多緩釋材料在研究中，但目前尚未解決緩釋體的有效釋藥濃度與組織器官再生所需藥物濃度的相適應性。生物活性因子應用的另一個問題是多因子的協同作用及有序作用仍不清楚。

5 組織構建

醫學組織工程的最終目的是構建組織器官修復體內缺損。構建組織工程化人體組織或器官， 涉及種子細胞在生物反應器中大規模培養、擴增技術，生物力學信號施加和化學信使生長因子或細胞因子的控制釋放技術等多項關鍵技術。現在部分組織工程化組織已在臨床應用中取得了初步的療效， 充分體現了它在未來醫學應用中的巨大潛力。最早經批準用于治療和投入市場的移植物之一是組織工程皮膚植片。目前各國科學家們正在為多種組織， 包括骨骼、肝臟、動脈、神經、胰臟、皮膚、腎臟和膀胱， 構建組織工程結構［6］。但是體內環境是一個復雜的綜合體， 除了各種生長因子、細胞間相互作用以及局部酸堿平衡等因素以外， 局部生物力學刺激也是一個重要因素。構建理想的組織還有很長的路要走。

就現在而言，醫學組織工程領域所遭遇的最大的挑戰之一是需要為復合組織和器官構建一個功能血管網。因為不論對于哪種組織和器官，血管形成都是關鍵性的；另外， 單一的器官中含有多種不同的細胞， 同時分離和擴增幾種不同的細胞， 目前在技術上有一定的難度；其次， 在構建過程中維持嚴格的三維結構也是現有技術手段無法解決的難題。

6 展望前景

人體是一個具有復雜的形態結構、完善的功能的整體， 要完全模擬人體的組織和器官并非易事。雖然經過近20年的研究，醫學組織工程已取得非凡的進展，應用組織工程的原理與方法， 已能構建多種組織并成功的修復相應的組織缺損，諸如皮膚、骨和軟骨等組織和器官更是成績斐然［7］。但是還有許多理論和技術問題有待進一步解決：在種子細胞的培養方面， 細胞的篩選和純化是一個公認難題；在組織再生過程中發揮特異調節細胞增殖和分化作用的生長因子，可控性緩慢釋放技術依然不完善；組織工程化組織在體外或體內形成過程中的演變規律如何？這些演變規律與正常組織發育、再生及創傷修復等過程有何異同，對這些問題目前仍然缺乏全面系統的了解。

醫學組織工程的產業化無疑能夠創造極大社會效益和經濟效益，我國的組織工程研究從無到有逐步發展壯大起來，并取得了重要的研究成果。目前在研究開發上已經逐漸從臨床前研究進人到臨床試驗階段，如果我們能夠創造出具有我國自主知識產權的組織工程產品， 率先應用于臨床， 這樣不僅可挽救眾多病人的生命和肢體，促進相關學科的科技進步，更能造福于人類， 為形成新的知識經濟產業打下基礎。 參考文獻

［1］ 王國正.組織工程研究［J］.中國醫學科學院學報，2003，25(1):35.

［2］ Sedov VM，Andreev D，Smirnova TD，et al.The efficacy of cell therapy in the treatment of patients with tropic venous of lowes limbs［J］.Angiol Sosud Khir，2007，13(1):67-75.

［3］ 鄂征，劉流.醫學組織工程技術與臨床應用［M］.北京：北京出版社，2003：16.

［4］ Chen XL， Li ZL， Zhang WB，et al. Experimental study of maxillary sinus lifting with tissue engineered bone［J］.Zhonghua Kou Qiang Yi Xue Za Zhi，2007，42（10）：610-613.

篇8

什么是物聯網？有些同學可能聽說過，有些同學可能多少了解一點，但估計很多同學都不知道物聯網是什么東西，有什么用。要了解物聯網工程專業，我們首先得弄明白什么是物聯網。

通俗地來說，物聯網就是通過各種信息傳感設備，如射頻識別裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等，把所有物品與互聯網結合起來，實現智能化識別和管理。物聯網是繼計算機、互聯網和移動通信之后的又一次信息產業的革命性發展。目前，物聯網被正式列為我們國家重點發展的戰略性新興產業之一。

2010年初，教育部下達了高校設置物聯網工程專業申報通知，眾多高校爭相申報。物聯網產業具有產業鏈長、涉及多個產業群的特點，其應用范圍幾乎覆蓋了各行各業。據測算，物聯網的產業規模比互聯網產業大20倍以上，而物聯網工程技術領域需要的人才每年也將達百萬。

物聯網工程專業涉及廣泛，遍及智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業監測、環境監測和情報搜集等多個領域。

培養目標

物聯網工程專業培養能夠系統地掌握物聯網的相關理論、方法和技能，具備通信技術、網絡技術、傳感技術等信息領域寬廣的專業知識的高級工程技術人才。

專業課程

電工電子技術、射頻識別與傳感技術、單片機技術、嵌入式技術、綜合布線、通信工程制圖、通信原理、通信網絡基礎、光纖通信、無線局域網技術、信息網絡管理、智能樓宇系統、物聯網技術、物聯網應用與物聯網工程等。

就業方向

面向物聯網行業，物聯網工程專業畢業生可從事物聯網的通信架構、網絡協議、信息安全等的設計、開發、管理與維護。主要面向崗位包括：物聯網系統設計架構師、物聯網系統管理員、網絡應用系統管理員、物聯網應用系統開發工程師等核心職業崗位以及物聯網設備技術支持與營銷等相關職業崗位。

學校推薦

根據2012-2013年中國大學本科教育分專業排行榜所提供的信息，物聯網工程專業排名前八位的大學為：哈爾濱工業大學、江南大學、西北工業大學、重慶郵電大學、吉林大學、中南大學、華中科技大學、西安理工大學。

電氣工程及其自動化這個專業確實不像有些專業一聽就知道是干什么的，比方說通信工程、計算機軟件技術、新型材料等等。

電氣工程及其自動化涉及電力電子技術、計算機技術、電機電器技術、網絡控制技術、機電一體化技術等諸多領域，是一門綜合性較強的學科，其主要特點是強弱電結合，機電結合，軟硬件結合。

電氣工程及其自動化專業是電氣信息領域的一門學科，由于和人們的日常生活以及工業生產密切相關，發展非常迅速，現在也相對比較成熟。它已經成為高新技術產業的重要組成部分，廣泛應用于工業、農業、國防等領域，在國民經濟中發揮著越來越重要的作用。

培養目標

該專業培養具有工程技術基礎知識和相應的電氣工程專業知識，受過電工電子、系統控制及計算機技術方面的基本訓練，具有解決電氣工程技術分析與控制問題基本能力的高級工程技術人才。

學科特點

學習本專業將受到電工電子、信息控制及計算機技術方面的訓練。主要學習課程有電工技術、電子技術、控制理論、信息處理、系統工程、自動檢測與儀表、計算機與應用和網絡技術等方面的基本理論和基本知識。會受到良好的工程試驗基礎訓練，還有大量上機實習等實際鍛煉的機會。將在控制與生產自動化、自動控制與自動化軟件應用方面獲得系統分析、設計、開發與研究的基本能力。

報考提示

電氣工程及其自動化專業對廣大考生有很強的吸引力，屬于熱門專業，高考錄取分數線往往要比其他專業高許多，造成這一情況的主要原因有：①就業容易，工作環境好，收入高；②該專業方向有著非常好的發展前景，研究成果較容易向現實產品轉換，而且效益相當可觀。但是鑒于國內現在的形式，考生在報考該專業的時候應該注意以下兩點：

（1）充分考慮自己的興趣。也許自己本來并不對該專業感興趣，但是許多人都說好，于是自己就“感興趣”了。這對以后的發展是很不利的，畢竟興趣是最好的老師。

（2）衡量自己的綜合素質。電氣工程及自動化專業需要具有扎實的數學、物理基礎，及較強的外語綜合能力，為今后能夠掌握并且靈活運用專業知識做準備。

就業前景

由于本專業研究范圍廣，應用前景好，畢業生的專業素養相對較高，因此就業形勢非常好。通常情況下，學生畢業后可以選擇質量技術監督部門、研究所、工礦企業等，也可以是一些外資、私營企業。如果畢業生能力足夠強，又在學習期間積累了比較好的研究成果，完全可以自己創業，闖出一片屬于自己的天地。需要指出的是，由于國外在該專業方向的研究要領先于我們，因此若想要有進一步的發展，出國深造是一個不錯的選擇。

高校排名

電氣工程及其自動化專業綜合實力排名：

1. 清華大學。有相關院士2人（盧強、韓英鐸），國家重點實驗室1個，電氣工程國家一級重點學科，國家二級重點學科4個（電機、電力系統、電工和高電壓）。各方面都是強項，國內頂尖。

2. 西安交通大學。有相關院士2人（邱愛慈、王錫凡），國家重點實驗室1個，電氣工程國家一級重點學科、國家二級重點學科3個（電機與電器、高電壓與絕緣技術、電力系統及其自動化）。強在高壓和系統，科研實力僅次于清華。

3. 華中科技大學。有相關院士3人（樊明武、潘垣、程時杰），國家重大科學裝置1個，國家重點實驗室1個，國家專業實驗室1個，電氣工程國家一級重點學科、國家二級重點學科4個（電機、電力系統、電力電子、電工）。電力電子和電機是強項，師資雄厚，近年來科研平臺建設有了建設性發展，且院士最多。

4. 重慶大學。有相關院士1人（楊士中），國際電氣工程師協會院士1人（李文沅），國家重點實驗室1個，電氣工程國家一級重點學科、國家二級重點學科3個（高電壓、電工理論與新技術、建筑電氣）。高壓是強項，業內很有名，此外電工理論與新技術以及建筑電氣實力都很強勁。

5. 浙江大學。有相關院士1人（韓禎祥），國家專業實驗室1個，電氣工程國家一級重點學科、國家二級重點學科2個（電力系統和電力電子）。

你知道什么是非織造材料么？非織造技術又是什么技術呢？非織造材料與工程專業是個什么樣的專業啊？

先來看一下國家標準的非織造材料的定義：定向或隨機排列的纖維通過摩擦、抱合或粘結或這些方法的組合而相互結合制成的片狀物、纖網或絮墊（不包括紙、機織物、針織物、簇絨織物、帶有縫編紗線的縫編織物以及濕法縮絨的氈制品）。這個定義還是讓人有點不知所云。如果告訴你，非織造材料又稱非織造布、非織布、非織造織物、無紡織物或無紡布，是不是有點明白了？

非織造技術是一門源于紡織，但又超越紡織的材料加工技術。它結合了紡織、造紙、皮革和塑料四大柔性材料加工技術，并充分結合和運用了諸多現代高新技術，如計算機控制、信息技術、高壓射流、等離子體、紅外、激光技術等。非織造技術正在成為提供新型纖維狀材料的一種必不可少的重要手段，是新興的材料工業分支。無論在航天技術、環保治理、農業技術、醫用保健，還是人們的日常生活等許多領域，非織造新材料都已成為一種愈來愈廣泛的重要產品。非織造產業被譽為紡織工業中的“朝陽工業”。

非織造材料與工程專業是一個多學科交叉且實踐性較強的專業。在專業教學中重視理論基礎，強化實踐環節，立足產品開發，注重能力培養，強調創新意識。

培養目標

具有扎實紡織及材料科學方面基礎知識和能力，適應現代新材料迅速發展趨勢，能在非織造材料與產品制造領域從事科學研究、技術開發、工藝和裝備設計、環境保護、國內外貿易、產品設計、新產品研制、工程應用及營銷與管理等工作。

培養要求

本專業旨在培養具有扎實紡織及材料科學方面基礎知識和能力，適應現代新材料迅速發展趨勢，能在非織造材料與產品制造領域從事科學研究、技術開發、工藝和裝備設計、環境保護、國內外貿易、產品設計、新產品研制、工程應用及營銷與管理等工作的社會急需的復合型高級專門人才。

主干學科

非織造材料與工程學、非織造布學、非織造學、非織造布后整理、非織造產品開發、非織造產品與應用、非織造工程設計、非織造產品質量與檢測、高分子物理與化學、功能纖維及其應用、復合材料、紡織材料學等。

就業方向

本專業畢業生可從事非織造材料與工程領域內的產品開發、工藝設計、設備設計與生產、生產技術管理、經營與貿易和質量檢驗等工作，也可就業于國內外紡織貿易、外資企業、政府部門、商檢與海關、國有及私營企業、科研院所等。也可在“紡織工程”“紡織材料與紡織品設計”和“材料學”等學科繼續讀研深造。

學校推薦

東華大學、蘇州大學、天津工業大學、西安工程大學、南通大學、武漢紡織大學。

從字面上來看，生物信息學是將信息科學應用于生物學。生物信息學廣義的概念是指應用信息科學研究生物體系和生物過程中信息的存貯、信息的內涵和信息的傳遞，研究和分析生物體細胞、組織、器官的生理、病理、藥理過程中的各種生物信息，或者說是生命科學中的信息科學。生物信息學狹義的概念是指應用信息科學的理論、方法和技術，管理、分析和利用生物分子數據。一般提到的生物信息學是指這個狹義的概念，更準確地說，應該是分子生物信息。

生物信息學利用應用數學、信息學、統計學和計算機科學的方法研究生物學的問題。目前的生物信息學基本上只是分子生物學與信息技術（尤其是互聯網技術）的結合體。生物信息學的研究材料和結果就是各種各樣的生物學數據，其研究工具是計算機，研究方法包括對生物學數據的搜索（收集和篩選）、處理（編輯、整理、管理和顯示）及利用（計算、模擬）。目前主要的研究方向有：序列比對、基因識別、基因重組、蛋白質結構預測、基因表達、蛋白質反應的預測，以及建立進化模型。

培養目標

本專業培養德、智、體全面發展的，具有生物科學的基礎知識，系統地掌握信息科學的基本理論、基本知識及基本技能，具備生物信息學方面的應用及研發能力。能在生物、信息、計算機、醫藥、醫療儀器等行業的企業、事業和行政管理部門從事應用研究、技術開發、教學及生產管理等方面的工作的復合型高級專門人才。

培養要求

學生主要學習生物信息學的基本理論和方法，受到相關科學實驗和科學思維的基本訓練，具有較好的分子生物學、計算機科學與技術、數學和統計學素養，具備生物信息的收集、分析、挖掘、利用等方面的基本能力，具有較好的業務素質。

主要課程

基礎生物學、生物化學、分子生物學、解剖生理學、生物統計學、生物醫學工程概論、生物信息學算法與實踐、數據庫與數據倉庫技術、醫學成像技術、數字圖像處理、數字信號處理、醫院信息管理、基因組信息學、蛋白質組信息學、計算機輔助藥物分子設計、生物醫學信息處理等。

就業前景

生命科學與信息科學是目前發展最為迅速的兩大領域，作為這兩大學科交叉的產物之一，生物信息學同樣發展迅速，并在基因組學研究中發揮巨大的作用。國外一直非常重視生物信息學的發展，各種專業研究機構和公司很多，生物科技公司和制藥工業內部的生物信息學部門的數量也與日俱增。由于對生物信息學的人才需求迅猛，發達國家也面臨著供不應求、人才匱乏的局面。

專業展望

篇9

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）07-0143-03

現代社會科技進步日新月異，創新性的研究和產品不斷涌現，其中非常多的成果都來自于交叉學科的貢獻。一個已經被普遍接受的共識是：學科交叉點往往就是科學新的生長點、新的科學前沿，這里最有可能產生重大的科學突破，使科學發生革命性的變化；同時，交叉科學是綜合性、跨學科的產物，因而有利于解決人類面臨的重大復雜科學問題、社會問題和全球性問題[1]。所以，對于本科教學中的交叉學科課程的教學就提出了更高的要求，如要求教師縱覽多個學科的發展，從而能站在交叉學科的前沿來引領學生去認知和創新性思考；同時，也要求學生積極主動地去檢索相關資料，能互動地參與到整個課程教學的過程中來。只有這樣，交叉學科的本科教學才能獲得理想的教學效果，提高學生的科學敏銳力和培養學生的創新性思維。盡管教育界對交叉學科研究生階段創新型人才培養已有較多思考[2]，但是迄今為止對交叉學科的本科教學的交流還很少。

本文以四川大學高分子科學與工程學院開設的“生物高分子及制品”課程教學為例，從課堂教學的多個方面提出了對交叉學科的本科教學的思考和體會。

一、課程背景

“生物高分子及制品”是四川大學高分子科學與工程學院為大三學生開設的一門課程，任課教師均來自我院醫用高分子材料及人工器官系。醫用高分子材料專業建立于1978年，并分別于1986年和1992年獲得碩士、博士學位授予權，是我國最早的培養生物醫用高分子材料專業人才的基地之一。系內的教師在生物醫用高分子材料及人工器官的科研、教學方面有30多年的豐富經驗。本課程所使用教材主要為我系老師合力編寫的普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《生物醫用高分子材料》[3]，并結合科研前沿做了豐富多樣的專題講解。目前一個年級有三個班平行授課，每個班的人數在70～90人。本門課程是典型的交叉學科產物，其內容涉及生物醫學、材料學（高分子材料）、工程設計、醫療器械等多個領域。教材的主要章節包括緒論、高分子材料和生物體的相互作用、生物醫用高分子材料的生物相容性和安全性評價、人工器官用高分子材料、醫療診斷用高分子材料、藥物緩控釋高分子材料、軟硬組織替代和組織工程用高分子材料、醫用高分子材料的設計。根據我院學生學術研究發展方向和工程應用發展方向并重的特點，在課堂講授的時候授課教師會盡量同時擴展到前沿的科研領域（如醫用高分子非病毒基因載體）和相關產業的應用環節（如生物醫用高分子材料制品的生產、消毒）等。考查方式以課堂討論、平時成績和期末筆試成績綜合打分。

二、互動式授課的幾點思考與體會

1.綜合多學科領域的講解方式。生物醫用高分子材料是功能高分子材料中重要的組成部分，是指在生物及醫學領域所使用的高分子材料。總體而言，本課程是兩個一級學科：材料學（其中的高分子材料）和生物醫學工程學（其中的生物材料）的交叉點。兩個學科的跨度很大，如何能生動形象地講解和引領學生思考至為關鍵。例如，在進行人工器官用高分子材料的講解時，我們通常會采取由淺入深的啟發式教學方法。首先，我們將人體器官做一個對應的抽象化的模型，其中包括腦—計算機、耳—聲音探測器、肺—氣體交換器、心—泵/液體輸送器、肝—化學工廠、腎—分離/凈化系統和血管—輸送管路等，以方便同學們從功能上理解人體器官并能針對性地對人工器官進行設計、思考。通過講解，同學們了解到研究人工器官并不能簡單考慮其與人體組織器官的類似，更重要的是能使其再現或部分再現人體器官的功能。舉例來說，在講到人工腎時，我們會先從醫學的角度講述腎臟的結構和功能，重點描述腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用。其中，腎小球每天以125ml/min的濾過率處理約180L的血液，腎小管將濾過液中大部分的水、電解質、葡萄糖和其他小分子有用物質重新吸收入血液，而每天最終排尿量僅為2.0L。通過上述講解，同學們可以清楚地了解腎臟在人體中的主要功能，那么進一步的關于人工腎功能設計的講解也就順理成章了。人工腎是血液凈化技術中所使用的最重要的人工器官，再通過進一步關聯講解病理學的內容，我們可以使同學們了解到使用人工腎的血液凈化技術的目的和意義在于治療與血液相關的疾病，既包括腎臟方面的疾病如腎衰竭，也包括各種由于血漿成分發生病理改變而產生的血液性或免疫性疾病，如巨球蛋白血癥、系統性紅斑狼瘡、血友病和多發性骨髓瘤等。緊接著，針對不同的疾病和需要去除致病物質，我們很自然就將知識點轉到不同的血液凈化技術上來，分別講述血液透析、血液濾過和血液透析濾過三種人工腎技術。最終，三種不同的人工腎技術就引出了不同的生物醫用高分子材料和制品的需求和設計：通過對用于人工腎的各種生物醫用高分子材料的化學成分、物理性能的分析，以及對完成其制品的各種工程技術的描述和表征，使同學們融會貫通，掌握這個跨多學科交叉領域的知識點。再舉一個例子，在講組織工程用高分子材料章節時，由于這是一個非常前沿的跨生物學、醫學和材料學的交叉領域，如何有機結合多學科知識使同學們帶著興趣學習就非常關鍵。首先，我們會用“人耳鼠”等組織工程經典的圖片展開緒論，使同學們的目光一下子就被吸引住了，讓他們去思考：人類科技的進展真的有一天能實現更換人體的各個組織器官嗎？由于多個現實的案例擺了出來，他們就會意識到這是有可能并已經部分實現了的前沿科技。進而，我們就會用搭房子來做一個形象的比喻講解組織工程的三要素：細胞是磚塊，生長因子是建筑工人，而生物材料就是整個房屋的支架。而組織工程支架材料對生物相容性、生物降解性能的要求就使得生物醫用高分子成了其中的首選。在這樣的引領下，同學們的關注點自然就轉到了我們高分子學科與組織工程的關系，并能帶著興趣學習接下來的組織工程的原理和方法、軟骨組織工程支架材料、神經組織工程支架材料、血管組織工程支架材料、肌腱組織工程支架材料、皮膚組織工程支架材料、角膜組織工程材料、組織工程支架制品的制備方法等多個知識點。在講解的過程中，我們還會播放組織工程培養細胞、體外構建人工血管等錄像資料，讓同學們更直觀地認識生物醫用高分子材料在組織工程中的應用。

2.學生積極參與的教學互動形式。除了教師的有效引領作用外，學生能否積極參與教學過程的互動也是交叉學科本科教學能否成功的關鍵。對于本課程，我們主要采取了課外檢索學術資料做PPT報告和分組討論的形式。如前所述，我們將人體組織、器官分開并做了一個對應的抽象化的模型。對應于此，我們將學生分成了若干個小組，安排每個小組負責準備和主持一個主題的PPT報告和討論。我們會提前一周通知負責組的同學（通常為4～8人），事先與他們討論講述的主線和子方向，要求同學們分工合作，其中一些同學負責每人5分鐘的PPT講解，其他一些同學負責資料收集和整理工作。例如對肺的一個主題，通過一周的準備，同學們查閱了一定數量的文獻資料，準備了精美的PPT資料和講解內容：第一個同學做了呼吸系統和常見呼吸系統疾病的綜述；第二個同學的報告集中于描述現有的呼吸系統手術（尤其是肺部手術）中使用的大量生物醫用高分子材料和制品，例如包括呼吸道麻醉科導管、單肺通氣封堵導管等醫療器械；第三個同學從人工肺的研究角度出發，用較多的學術資料描述了該領域的研究前沿，進一步通過閱讀資料提出了現有研究的不足，并提出他們小組討論后對該領域的展望；最后一個同學結合工程實際，從生產設備、生產工藝等方面描述該領域醫用高分子制品的制備方法，并簡單提及國內外的主要生產企業。通過這樣的一個“準備—講述”的過程，該組同學系統地掌握了交叉學科從基本概念到學術研究，再到工業領域的諸多方面，并能邏輯清晰地講述給全班同學。在同學們的PPT講述過程中，任課教師會組織聽報告的同學們進行有益的討論。例如，在講解到有關生物醫用高分子材料和制品的生物相容性的時候，有做報告的同學會以隱形眼鏡為例講解，其制備原料主要是聚羥乙基甲基丙烯酸酯類材料。這時，我們會請有戴過隱形眼鏡的同學舉手，并組織討論：為什么隱形眼鏡有日拋、月拋和年拋的區別，它們對材料的要求有何不同？為什么夜晚要取下眼鏡進行清洗保養？作為使用者，自己戴隱形眼鏡會有什么樣的要求？通過這些問題的討論，同學們可以進一步了解作為交叉學科的產品，生物醫用高分子材料和制品不僅要在功能上滿足使用的醫學目的，還要求我們從材料學和工程學的角度去設計，才能獲得較為理想的使用性能。而且這樣的討論也容易引起同學們的興趣，避免過多過深的理論講解會導致的注意力分散。在整個PPT報告和討論的過程中，任課教師會針對同學們的資料準備情況、PPT講解情況和討論情況進行評價和打分，作為成績考核的重要標準之一。

3.創造條件結合實踐教學。交叉學科除了能在學術前沿激發出更多的創新性火花之外，往往還可以通過學科的交叉設計、生產出大量的實用的制品。本門課程針對的生物醫用高分子材料和制品就是典型例子，其所涉及的產業主要為醫療行業和醫療材料（器械）企業。因此，創造條件結合實踐進行教學就成了本門課程重要的組成部分。本門課程的授課教師大多與上述行業的企業有長年的產學研合作關系，已經完成或正在研發多項生物醫用高分子材料和制品的工作，因而具備較好的實際條件進行實踐教學。例如，任課教師與成都市的多家醫療器械生產企業建立了長期的科研關系，從而能將課程的認識實踐帶到其中的一些單位，包括人工腎的生產企業和醫療耗材（導管、輸液制品）企業等。通過實習參觀企業，以及在課堂上觀摩老師帶的各種生物醫用高分子材料和醫療器械，同學們對這門交叉學科涉及的產業有了更好的認識。另外，經常有高端的相關行業展會在成都舉行，例如2012年的第68屆中國國際醫療器械秋季博覽會在成都云集了國內外的多家企業。這種時候，任課教師就會及時公布展會時間，并鼓勵同學們去參觀，通過學習和對比國內外企業的產品，了解其設計理念和所使用的生物醫用高分子材料。展會結束之后，我們會和同學們在課堂上針對展會上的所見所想進行很多有益的討論，很好地幫助同學們更進一步地認識這門交叉學科的知識和產業。

4.結合教學內容邀請專業醫生講座的教學。結合課堂講授內容，我們會定期或不定期邀請一些醫生到課堂進行講座，如講授到血液透析時，我們會專門邀請四川大學華西醫院腎內科進行血液透析的醫生到課堂進行講座，從醫生的角度講述醫用高分子材料在血液透析制品方面的臨床應用。通過這些講座，使同學們更深刻了解醫用高分子材料及制品的實際應用，增加了學習的積極性和興趣。最后，由于交叉學科課程覆蓋的知識面非常廣，簡單地進行死記硬背的考試是不適宜的。經過商討，本課程的多位任課老師達成了一致的共識：平時的討論和報告占學生成績的很大一部分，期末考試以開卷方式進行，出題盡量是基于交叉學科的特點來綜合性地考查學生的邏輯思維、判斷和創新能力。通過八年多的教學實踐，我們發覺本課程的教學互動效果很好，也起到了很好的引領作用，有很多學生對這門交叉學科產生了濃厚的興趣，并相繼進入了生物醫用高分子材料和制品的科研或產業領域。

總而言之，交叉學科的獨特性決定了對其本科教學方法的靈活性、多樣性的要求。只有不斷解放思想、更新教學理念和完善教學手段，才能保證交叉學科教學的質量，才能更加有效地提高同學們的興趣和綜合能力，為更高階段的交叉學科創新性研究以及相關交叉學科的產業輸送人才。

參考文獻：

[1]路甬祥.學科交叉與交叉學科的意義[J].中國科學院院刊，2005，20（1）：58-60.

[2]吳宜燦.學科交叉與創新型人才培養的實踐與思考[J].中國科學院院刊，2009，24（5）：511-517.

篇10

Regenerative Medicine

2015

ISBN9781107012097

生物醫用材料是指以醫療為目的，用于診斷、治療、修復或替換人體組織器官或增進其功能的材料。再生醫學是從20世紀80年代后期興起并逐步發展起來的，但一直缺乏一個明確的定義。到90年代后期由于干細胞技術方面的突破，才把干細胞、組織工程、組織器官代用品等納入到再生醫學里面來。就再生醫學本身而言，國際上還未被明確界定，且存在一些不同的看法，從廣義上來講，再生醫學是利用人類的自然治愈能力，使受到巨大創傷的機體組織或器官獲得自己再生能力為目的的醫學。目前，再生醫學所包含的內容主要為以下4大模塊：干細胞與克隆技術、組織工程、組織器官代用品、異種器官移植。目前該領域已經成為一個多學科交叉并迅速發展的領域。

本書是由Peter X.Ma領銜的專家團隊關于生物材料及再生醫學領域的研究論文匯編，主要集中討論了生物材料在干細胞研究和再生醫學中的作用，著重分析了基礎理論和方法，內容覆蓋干細胞領域、合成技術、材料設計原則、材料物理特性、生物工程技術等領域。

全書共分5章：1.干細胞和再生醫學的研究成果，包括胚胎干細胞、IPS細胞等;2. 用于再生醫學的多孔支架材料研究，包括生物聚合物、生物陶瓷、微米和納米纖維等;3. 用于再生醫學的氫支架材料相關研究;4.生物因子傳遞研究，包括尖端的藥物轉移系統及基因治療技術等內容;5. 動物模型和臨床應用方面的研究成果，在心血管系統方面的應用、有機再生方面的內容。

書中詳細介紹了生物高分子材料的結構和功能分類，從分子水平、納米尺度分析了生物仿生材料的結構及生物分子設計，以及生物功能材料的應用。

Peter X. Ma是密執安大學教授，曾獲得2013克萊門森獎、杰出科學家獎等多項殊榮。他是再生醫學領域的世界級的材料專家，在生物材料的設計與合成研究領域處于非常領先的地位。

本書適合生物材料、干細胞生物學、干細胞工程、組織工程學、再生醫學等專業的學生閱讀，對于從事干細胞工程、生物醫學材料、再生醫學領域理論以及應用領域的研究生、學者來說，這本書非常有參考價值。

彭金平，博士生

（國家納米科學中心）