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多学科交叉融合驱动的生物医学材料研究生课程体系重构与实践探索

尹迪 白宇峰 刘爽 李冰
  
大通媒体号
2025年26期
佳木斯大学 材料科学与工程学院 黑龙江 154007

摘要:随着生物医学材料在疾病诊疗、组织工程和智能医疗器械等领域的快速应用,业界对多学科复合型人才需求愈发迫切。当前研究生培养中普遍存在学科壁垒明显、课程体系单一、实践平台不足等问题,导致生物医学材料人才与行业需求脱节。佳木斯大学依托材料科学与工程、医学、生物学、药学等多学科交叉优势,围绕课程体系的系统化整合与创新实践环节的纵深拓展,提出了“基础理论—专业核心—实践创新”三级递进式课程体系重构方案。通过跨学科课程融合、项目制学习和“双导师制”等多元教学模式的综合运用,实现了从知识积累到创新能力培养的衔接。本研究结果表明,课程体系重构在强化学生跨学科思维能力、实践技能和创新意识方面取得了较为显著的成效,可为其他交叉学科的研究生培养提供有益借鉴。

关键词:多学科交叉;生物医学材料;课程体系重构;研究生培养

1. 引言

生物医学材料领域涵盖材料科学、生物学、医学和药学等众多学科,要求从业者具备跨学科思维和系统性知识储备。然而,传统研究生培养模式往往存在学科壁垒、课程体系割裂、缺乏真实项目实践等突出问题,难以满足多学科融合创新的迫切需求。为此,国内外知名高校纷纷探索新的交叉学科教育模式,如美国麻省理工学院和哈佛大学在跨学科课程设计、校企联合实验室建设等方面的成功实践[1,2]。国内清华大学、北京大学等也在不断深化交叉学科教育改革[3,4]。佳木斯大学依托材料科学与工程、口腔医学、生物学、药学等优势学科,在生物医学材料领域已有一定研究基础和平台支撑。然而,现有研究生课程存在内容重复、交叉深度不足和产业匹配度不高等问题。基于此,本研究通过重构生物医学材料研究生课程体系,意在打通学科之间的“屏障”,提升研究生实践创新和产业应用能力,进而为产业升级与教育改革提供参考案例。

2. 理论基础与研究背景

2.1 学科交叉教育的理论支撑

学科交叉教育的理论基础主要来自系统论和整合课程理论。系统论强调多要素、多环节之间的整体性和协同性;整合课程理论则强调跨学科内容的模块化重组与知识链的系统衔接。具体到生物医学材料领域,材料科学与医学、生物学等相互渗透,任何技术突破往往需要多学科协同支持。基于此,多学科交叉的课程体系设计尤为关键,它既要涵盖不同学科的核心知识,又需通过“问题导向”或“项目制”的方式将知识应用于解决实际挑战。

2.2 佳木斯大学的学科基础与挑战

佳木斯大学在材料科学与工程、口腔医学、生物学、药学等方面具有一定优势,拥有省级重点实验室与“双一流”特色学科建设背景。但在研究生层面,依然面临如下挑战,课程结构固化,部分课程内容更新滞后,学院、实验室之间的管理体制和评价机制尚未形成统一的共享模式,实践环节薄弱,真实科研项目与课程教学的结合还不够紧密,企业与临床需求未能充分融入教学过程。

3. 生物医学材料研究生课程体系的重构思路

3.1 课程整体框架

本研究在调研国内外高校经验的基础上,结合产业发展与临床应用需求,设计了“基础理论—专业核心—实践创新”三级递进式课程体系。对于基础理论模块,整合材料科学、生物学、医学、药学等学科基础课程(如《生物材料学》《细胞生物学》《医用高分子材料》等),打破学科间的壁垒,突出基础理论在不同应用场景下的衍生与拓展。对于专业核心模块,面向生物医学材料研发关键技术,如《组织工程材料设计》《智能诊疗材料》《药物递送系统》等,采取“案例式+讨论式”教学,引导学生深入理解复杂工程问题的交叉属性。对于实践创新模块,依托校企联合实验室与临床转化基地,实现产教深度融合,提升学生的创新与实践能力。

3.2 课程实施与教学方法改革

跨学科课程融合,如将《生物材料学》与《临床医学概论》进行联合授课,由材料学教授与临床医生协同设计教学内容,强化研发与临床需求的衔接。项目制学习,组织研究生以团队形式参与“可降解牙体材料”“智能诊疗植入物”“3D打印个性化修复体”等项目,通过阶段性汇报和成果展示,培养学生的问题解决能力和合作意识。双导师制,为每位研究生配备校内导师(理论与学术)与企业/临床导师(需求与应用),将企业真实技术攻关或临床案例纳入学生培养过程,实现知识与应用的双向融合。

3.3 动态优化与考核评价

根据内容更新机制,定期追踪国内外生物医学材料前沿进展和产业趋势,如口腔种植体新型抗菌材料、3D打印骨组织修复体等,将最新应用案例纳入教学。此外,应用多维考核方式,结合课程设计报告、项目答辩、专利申报及临床转化成果等形式,建立“知识考核+实践能力评价+创新能力评估”三位一体的综合测评体系。

4. 实践成效与讨论

通过以上体系重构与配套措施实施,学生在跨学科思维、创新实践和产业意识等方面普遍得到显著提升。跨学科课程融合让学生能够在生物相容性评价、临床需求反馈与材料设计中建立更紧密的联系;项目制与双导师制则让学生获得了从实验室研发到临床转化、再到企业孵化的完整体验。同时,课程动态优化与考核方式的多元化,也为学生提供了个性化的成长路径。

5. 结语

本研究以佳木斯大学生物医学材料领域为例,探索了一条“多学科交叉融合+课程体系重构”的研究生培养路径。通过“基础—核心—实践”三级课程设计、跨学科课程融合与项目制学习相结合,初步实现了多学科知识的统整与创新能力的提升。未来将进一步强化企业及临床资源的深度介入,完善动态更新与评价机制,致力于培养更多兼具学科广度与产业应用能力的高层次复合型人才,为生物医学材料领域的持续发展贡献力量。

【参考文献】

[1] 张晓晴, 邵百一, 杨阳, 等. 世界高水平大学基础学科建设路径探索[J]. 教育观察, 2024, 13(16): 20-25+66.

[2] 徐翠华. 英美一流高校的学科建设与启示[J]. 江苏高教, 2013(6): 155-157.

[3] 许路阳, 胡皖琪, 兰陆红, 等. 透视强基计划内涵: 从“强化”到“自强”:以清华大学为例[J]. 创新人才教育, 2020(3): 57-63.

[4] 彭刚, 程曦. 探索拔尖人才培养新模式培育基础学科未来“领跑者”[J]. 北京教育(高教), 2023(1): 14-15.

基金项目:佳木斯大学教育教学改革研究一般项目(2024JY2-12);黑龙江省教育厅口腔生物医学材料及应用研究团队(2024-KYYWF-0619)。

作者简介:尹迪,女,1992.04,汉族,黑龙江省佳木斯市,博士研究生,副教授,主要从事功能材料研究。

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