基于“纳米技术”科学实践构建生物医学工程专业 “大学化学”课程体系

哈恩娜 吴江红 胡鑫 宋婷 姜佳丽

[摘 要] 该文旨在根据深圳技术大学等应用型本科高校的本科生培养方案、生源特点和人才培养目标，调整“大学化学”的课程体系和内容、大型精密仪器的使用、综合设计实验的开设和验证性实验的数量等，将“纳米技术”相关的前沿知识、研究拓展性实验和实训教育融入“大学化学”课程体系建设，从而保证特色课程教学质量和水平的提高，将学生培养成为不仅具有系统的知识体系和实验技能，更重要的是具有科学的思维方法、探索精神和创新意识与能力的高素质应用技术人才。

[关键词] 纳米科技;应用技术型;大学化学;实验实训;过程性考核

[基金项目] 2018年度深圳技术大学校级教学改革研究项目“基于‘纳米技术科学实践构建‘大学化学课程体系”（2018105101021）

[作者简介] 哈恩娜（1986—），女（回族），吉林通化人，博士，深圳技术大学健康与环境工程学院助理教授，主要从事纳米生物材料、纳米

能源材料等研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）23-0327-02    [收稿日期] 2019-11-06

目前，中国的制造业发展和升级是经济发展的主要任务，高技术的研发和产业化更是战略性任务，生物健康产业化尚处于初步阶段。中国应用型健康医疗人才的缺乏，无法有力支持健康产业的发展和升级。粤港澳大湾区、深圳市开设生物医学工程专业的高校有深圳大学、南方科技大学、中山大学、南方医科大学等，这些高校主要以培养研究型人才为主。深圳技术大学健康与环境工程学院所设置的生物医学工程专业，将利用坪山区国家生物科技产业园的独特区域优势，以产业需求为导向，培养具有国际化视野的高端应用技术型人才。

“大学化学”是生物医学工程专业重要的本科专业基础课程。针对目前传统大学中“大学化学”课程教学中的一些问题，包括：（1）大学化学教材、实验内容设置陈旧，无法与现代应用技术发展要求接轨;（2）高校缺乏健全的教师教学科研发展指导体系，教学科研压力大;（3）学生缺乏应用技术领域前沿信息，就业和考研困难等问题[1]，结合作者在深圳技术大学的课堂教学和课内课外实践等经历，对进一步改善应用技术型人才的培养，提出对“大学化学”教学的一些个人看法与思考。

一、教学内容改革

“大学化学”课程力求让学生具有扎实的化学学科基础知识，在掌握化学基本理论（如气体与稀溶液、化学热力学基础、化学平衡理论、物质结构基础、电解质溶液和解离平衡、电化学基础）、基本知识（无机化合物、有机化合物、配位化合物等）和化学实验（仪器分析）的基础上，通过学习化学与其他科学领域的关系以及重要作用，掌握正确的化学学科思想与方法。教学内容应与当今科研和生产实际相结合，与时俱进，优化和更新学生的知识结构。

由于纳米技术领域涵盖的范围广，教师可根据学科发展方向和自身的科研方向个性化选择补充大学化学相关的教学内容和研究拓展性实验。加强“纳米技术”与大学化学理论课的衔接与拓展。举例来说，在仪器分析中，介绍纳米材料分析仪器的原理和应用，如透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等，激发学生的学习兴趣;在无机化合物一章，引入常用的TiO2光催化纳米制剂，并分析纳米尺寸效应所带来的优良性能。实验课程方面，参照《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》的有关要求，结合应用型本科院校的实际，编写新的教学大纲，结合专业特点，在课程教学上补充新内容。例如引入磁性纳米粒子四氧化三铁的合成、表征与生物应用、氧化石墨烯的制备与应用、半导体纳米材料的光热转化性能研究等[2]。

二、實验实训中心改革

深圳作为国内的高新产业集结地，对一流应用技术型人才的要求日益增加，对前沿技术领域的了解成为了企业招聘人才的重要衡量标准，传统教育体系模式培养的本科毕业生很难满足其要求。另外，考研成为了本科毕业生非常重要的出路，传统的教学模式往往欠缺对本科生的创新能力和实践动手能力培养，无法很快地适应科研角色。

通过加强教学与科研实验室共建，让学生有机会接触到纳米技术领域大型精密仪器，如透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等;结合深圳市特区的地域优势和坪山新区生命健康产业园的经济发展优势，采取高校理论教育和企业实践教育并重，大力开展校企合作、校企联合培养、企业实践基地等多元化的产教研创新模式，共建校企实习实训基地。这种多方位的联合培养模式可在地方高校相关学科的高级实践课程和实验教学中推广应用。

三、教学考核评价体系改革

通过过程性考核来检验学生对“纳米技术”的掌握和运用，包括小组讨论、开放式小论文、网上学习等。另外，可以通过鼓励学生参加前沿讲座的方法巩固所学理论知识，把参加讲座的次数和学生的心得理解也计入到过程性考核体系中。在教学过程中，以开放式小论文的形式来激发学生对纳米科技的认识，例如让学生举例说明一种无机纳米材料的制备方法、性能和应用在怎样的（材料可以是课堂讲授的，日常生活中常用的或者文献报道的新型纳米材料），还可以提出开放性问题如怎样将纳米技术相关内容融入“大学化学”课程体系中。可以通过相关的章节举例，或提出你希望添加到“大学化学”课程中纳米技术的内容。作者在设置的纳米科技小论文的过程中也发现，目前的学生会通过微信公众号的形式关注一些纳米科技的前沿领域，包括“纳米人”“材料牛”“知社学术圈”“MaterialsViews”“X-MOL资讯”等等。可以通过这样的阅读方式，通过学生的反馈来了解学生对一些科技前沿领域的敏感度和兴趣度，同时掌握学生对课程知识的理解程度。

四、结语

“纳米技术”不仅仅是国际一流基础和应用科学研究的热点与重点，更是一门交叉性很强的综合学科。在我们的国家战略规划《中国制造2025》和《十三五技术创新专项规划》中，都将纳米技术提到非常重要的位置，对我们国家的经济和科技发展有重大推动作用。基于“纳米技术”科学实践构建生物医学工程专业“大学化学”课程体系，有利于国际化应用技术型人才的培养，推动纳米新技术和新产品的技术转移和产业化应用。

參考文献

[1]周谷平，徐立清.论新建本科院校应用型人才培养目标定位[J].浙江万里学院学报，2005，3（18）：5-8.

[2]黄微，李婉，刘卫，等.中国科学技术大学无机化学实验课程建设的探索与实践[J].大学化学，2014（29）：3.

Nanotechnology Related Scientific Practice in Building University Chemistry Curriculum System for Biomedical Engineering Majors

HA En-na，WU Jiang-hong，HU Xin，SONG Ting，JIANG Jia-li

（College of Health Science and Environmental Engineering，Shenzhen Technology University，Shenzhen，Guangdong 518118，China）

Abstract：According to the undergraduate training programs，student source characteristics and training objectives of applied universities such as Shenzhen Technology University，the course system and content of University Chemistry，the use of large instruments，the establishment of comprehensive experiments and the number of verification experiments should be adjusted.In addition，the nanotechnology related cutting-edge knowledge，expansive research experiments and training education are integrated into the University Chemistry course system to ensure the improvement of the quality and level of the featured courses，and to train students into high-quality applied technical talents with not only a systematic knowledge system and experimental skills，but also a scientific thinking method，exploration spirit，and innovative ability.

Key words：nanotechnology;applied science;University Chemistry;training and experiment;process evaluation