導(dǎo)語：如何才能寫好一篇功能高分子材料的概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1.1授課內(nèi)容強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性高分子材料與機(jī)械類學(xué)生通常接觸到的金屬材料在結(jié)構(gòu)、性能、制備工藝等方面有很大的區(qū)別。向機(jī)械類學(xué)生講授高分子材料，主要目的是讓他們對高分子材料有最基本的了解。在短短4學(xué)時內(nèi)，不可能也沒必要將高分子材料相關(guān)的全部內(nèi)容壓縮講授。這就決定了機(jī)械工程材料課程中高分子材料部分必須側(cè)重于基礎(chǔ)性知識，對于理論性、專業(yè)性太強(qiáng)的知識點必須舍棄?；A(chǔ)性內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括高分子材料的基本概念、分類、結(jié)構(gòu)特點及常用工程高分子材料(工程塑料、工程橡膠及工程纖維)的基本力學(xué)性能。

1.2授課目標(biāo)偏向工程性高分子材料不僅可作為結(jié)構(gòu)材料使用，也可以作為功能材料使用。對于非材料類專業(yè)的學(xué)生，特別是機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生，更關(guān)心材料的力學(xué)性能和應(yīng)用范圍。因此，在課程內(nèi)容的安排上，應(yīng)以與機(jī)械工程有關(guān)的機(jī)械性能為主，給出常用工程高分子材料的基本力學(xué)性能指標(biāo)及適用領(lǐng)域。

1.3授課過程重視學(xué)生的先修知識大多數(shù)高校的機(jī)械工程材料課程以金屬材料為主線，在學(xué)習(xí)高分子材料之前，學(xué)生對金屬材料已經(jīng)有基本了解。高分子材料與金屬材料之間存在較大差異，例如：高分子材料的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)以非晶結(jié)構(gòu)為主，而金屬材料則以晶體結(jié)構(gòu)為主；許多高分子材料，特別是橡膠類的高分子材料具有金屬材料所不具備的優(yōu)良彈性等。學(xué)生先修知識的習(xí)慣思維在他們學(xué)習(xí)高分子材料時可能會引起沖突，因此在授課時必須對金屬材料與高分子材料的差異予以考慮。采用與金屬材料對比的方法學(xué)習(xí)高分子材料，有利于幫助學(xué)生澄清概念，更好地掌握高分子材料的知識。

1.4教學(xué)方式應(yīng)具有高效性高分子材料課程涉及的概念繁多，容易混淆，對于機(jī)械類學(xué)生而言比較抽象，難以理解。在短短的4學(xué)時內(nèi)，要想讓學(xué)生盡可能多的掌握高分子材料的相關(guān)基本概念，必須摒棄照本宣科或一味講授的教學(xué)方式。通過高效的教學(xué)方式，充分調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性，引導(dǎo)學(xué)生思考，方能達(dá)到理想的教學(xué)效果。

1.5提供擴(kuò)展知識的參考書由于高分子材料的性能、結(jié)構(gòu)、制備工藝以及表征與金屬材料和陶瓷材料完全不同，而且目前在機(jī)械工程材料中高分子材料部分比例很少。為解決這一矛盾，在章節(jié)后面列出了比較系統(tǒng)的高分子材料性能、內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、制備工藝以及表征方面的書籍，以供學(xué)生參考。

2高分子材料教學(xué)改革

根據(jù)以上原則，我們在2013年度的授課過程中對高分子材料的講授進(jìn)行了調(diào)整，具體如下：(1)授課內(nèi)容及學(xué)時安排：高分子材料的基本概念(高分子、單體、鏈節(jié)，0.5學(xué)時)，高分子材料的分類方法(按用途分類，按熱行為分類，按反應(yīng)類型分類，按主鏈結(jié)構(gòu)分類，0.5學(xué)時)，高分子材料基本結(jié)構(gòu)(簡單介紹近程結(jié)構(gòu)、遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的概念，0.5學(xué)時)及物理狀態(tài)(玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)，0.5學(xué)時)，典型工程塑料的力學(xué)性能和應(yīng)用(1學(xué)時)，典型合成橡膠的力學(xué)性能和應(yīng)用(1學(xué)時)。(2)重點講授常用工程高分子材料(工程塑料、工程橡膠及工程纖維)的基本力學(xué)性能及典型工程高分子材料的適用領(lǐng)域。(3)授課過程中通過列表等方式將高分子材料的相關(guān)內(nèi)容與金屬材料進(jìn)行對比，一方面避免概念混淆，另一方面突出高分子材料與金屬材料的不同之處。(4)采用啟發(fā)式教學(xué)模式，通過設(shè)問、模擬實驗、舉例、探究等方法引導(dǎo)學(xué)生思考；在多媒體課件中，采用豐富的圖片、動畫激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

3結(jié)束語

篇2

關(guān)鍵詞：教學(xué)探索；生物功能材料；生物醫(yī)用高分子

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）38-0198-02

青島農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)院生物功能材料專業(yè)成立于2011年，專業(yè)成立時間短，國內(nèi)開設(shè)此專業(yè)的院校也非常少。開設(shè)的專業(yè)課程主要有：《高分子化學(xué)與物理》、《生物醫(yī)用高分子材料》、《可降解與吸收材料》、《生物材料學(xué)》、《無機(jī)生物材料》等。其中，《生物醫(yī)用高分子材料》是生物功能材料專業(yè)的重要專業(yè)課程，界定該課程的講授內(nèi)容、探討其講授方法、發(fā)展其教學(xué)規(guī)劃、增強(qiáng)該課程的培養(yǎng)效果，是非常有意義的一項課題?！渡镝t(yī)用高分子材料》課程是一門交叉課程，醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)、化學(xué)及材料等學(xué)科專業(yè)均有開設(shè)，相互之間密切相連，其研究與開發(fā)兼有重大的社會與經(jīng)濟(jì)需求。此課程在生物功能材料專業(yè)中開設(shè)，有利于學(xué)生對生物醫(yī)用高分子的概念、分類、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生對生物功能材料的研究興趣，提高其自主思考、創(chuàng)新能力。相對于《無機(jī)化學(xué)》、《有機(jī)化學(xué)》、《分析化學(xué)》等基礎(chǔ)課程，生物醫(yī)用高分子的相關(guān)研究尚短，理論不成熟、系統(tǒng)，且內(nèi)容眾多、繁瑣，而該課程開課學(xué)時僅32學(xué)時。這樣的課時設(shè)置給我們的授課帶來了極大難度。如何上好《生物醫(yī)用高分子材料》、如何在有限的時間內(nèi)對該課程進(jìn)行系統(tǒng)的講解，讓學(xué)生對《生物醫(yī)用高分子材料》課程有一個清晰、系統(tǒng)的認(rèn)識，將是該課程授課教師需要重點探索的問題。作者從事高分子、生物材料的相關(guān)教學(xué)工作，具有一定的教學(xué)經(jīng)驗，就如何更好地開展《生物醫(yī)用高分子材料》課程教學(xué)，凸顯其在生物功能材料專業(yè)中的作用，介紹相關(guān)見解和體會如下。

一、課程內(nèi)容與學(xué)生（生物功能材料專業(yè)）素質(zhì)、能力之間構(gòu)效關(guān)系的建立

課程內(nèi)容是學(xué)生接觸到的直觀材料，是指導(dǎo)學(xué)生思考、分析、學(xué)習(xí)的基本要素。課程內(nèi)容選擇的適當(dāng)與否，直接關(guān)系到所培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)、能力的高低。選擇合適的講授內(nèi)容，應(yīng)遵循原則如下：

1.課程內(nèi)容是否可引起學(xué)生的興趣？興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的動力。課程內(nèi)容的設(shè)計是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的第一步，一個優(yōu)秀的課程內(nèi)容預(yù)示著成功了一半。本教學(xué)中部分章節(jié)重點講述人工器官、醫(yī)療診斷用高分子材料，如牙科材料、眼科材料、醫(yī)用縫合線等，貼近生活中的應(yīng)用，一下子拉近了生物醫(yī)用高分子材料與大家的距離，在讓學(xué)生感覺有趣的情況下引發(fā)他們的思考，做到事半功倍的效果。同時，讓學(xué)生真正了解到課堂上學(xué)習(xí)的知識是有用的、與生活密切相關(guān)的，擊潰社會、校園傳播的“讀書無用論”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、動力。

2.課程內(nèi)容是否與專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)息息相關(guān)？本專業(yè)為生物功能材料，致力于生物功能材料高素質(zhì)、強(qiáng)能力人才的培養(yǎng)，選擇課程內(nèi)容時應(yīng)密切聯(lián)系“生物”、“功能”、“材料”三概念。選擇一本《生物醫(yī)用高分子材料》教材，并不意味著本教材所有內(nèi)容均需詳細(xì)講解，與專業(yè)人才培養(yǎng)相關(guān)的重點講解，不相關(guān)的則可只言片語帶過。如緒論中對生物醫(yī)用高分子材料的發(fā)展、由來的講解，可用0.5學(xué)時或更少的時間講述；而對該材料的生物相容性、安全性評價及其應(yīng)用，則需重點講述。有目的、有選擇性地講授課程內(nèi)容，突出重點，結(jié)合實際應(yīng)用講解。

3.課程內(nèi)容是否緊跟學(xué)術(shù)前沿？《生物醫(yī)用高分子材料》課程中，部分章節(jié)對典型的生物醫(yī)用高分子材料進(jìn)行了講解，如聚乳酸、聚磷酸酯等。本科學(xué)生主要專注于理論知識的學(xué)習(xí)，及一定程度創(chuàng)新、動手能力的培養(yǎng)，對于化學(xué)、材料合成方法、技術(shù)的發(fā)展知之甚少。講授《生物醫(yī)用高分子材料》課程時，適當(dāng)介紹相關(guān)材料研究的最新熱點，如聚乳酸的合成方法、特殊的性能等，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)能力的培養(yǎng)。

4.課程內(nèi)容與開設(shè)課時是否匹配？針對課時較少的現(xiàn)狀，需對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的安排。首先講述高分子材料的生物相容性、安全性，及其和生物體的相互作用；再次講述生物醫(yī)用高分子材料在人工器官、醫(yī)療診斷、藥物緩控釋、組織工程等領(lǐng)域中的應(yīng)用；接著講述生物醫(yī)用高分子材料的性能及其改性；最后依據(jù)前面信息，總結(jié)關(guān)系規(guī)律，講述生物醫(yī)用高分子材料的設(shè)計方法。這樣既保證了對該課程的系統(tǒng)講解，使學(xué)生對生物醫(yī)用高分子材料的基本概念、分類及應(yīng)用有了初步了解，又沒有因為課程過難或過多給學(xué)生造成負(fù)擔(dān)。

二、教學(xué)方法的優(yōu)化探討

眾所周知，大學(xué)的課堂基本上都是教師高談闊論，學(xué)生按部就班，到了考試周就劃重點，瘋狂背，及格就萬事大吉，但這并不是我們設(shè)計的目標(biāo)結(jié)果，我們的目標(biāo)是希望每一位學(xué)生都真真正正地學(xué)到知識。因此，有必要建立良好的教學(xué)方法、教學(xué)模式、教學(xué)手段。教學(xué)方法是教師和學(xué)生為了實現(xiàn)共同的教學(xué)目標(biāo)，完成共同的教學(xué)任務(wù)，在教學(xué)過程中運用的方式與手段的總稱。包括教師教的方法（教授法）和學(xué)生學(xué)的方法（學(xué)習(xí)方法）兩大方面，是教授方法與學(xué)習(xí)方法的統(tǒng)一。教授法必須依據(jù)學(xué)習(xí)法，否則便會因缺乏針對性和可行性而不能有效地達(dá)到預(yù)期的目的。但由于教師在教學(xué)過程中處于主導(dǎo)地位，所以在教法與學(xué)法中，教法處于主導(dǎo)地位。在課堂上應(yīng)使用多媒體與板書相結(jié)合的教學(xué)方法。多媒體教學(xué)可具體、直觀、生動地表達(dá)抽象的現(xiàn)象，促進(jìn)學(xué)生對知識的理解、吸收。比如，制作材料合成、加工、性能表征及應(yīng)用的視頻，打破傳統(tǒng)的“說―聽”教學(xué)模式。新的方法是積極鼓勵引導(dǎo)學(xué)生參與到課堂中來，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，努力讓學(xué)生主動學(xué)，讓學(xué)習(xí)效率更高。材料包括材料的組成、材料的性能、材料的使用，三者之間環(huán)環(huán)相扣，抓住了這一點就能很好的讓同學(xué)們更好地理解一種材料的產(chǎn)生，更能鍛煉同學(xué)們的整體思維。鼓勵同學(xué)們自主學(xué)習(xí)，學(xué)生在課堂的時間是非常短暫的，更多的是課余時間，老師在課堂上提出幾個探討性的問題，鼓勵同學(xué)們成立小組相互討論，引導(dǎo)同學(xué)們上網(wǎng)查詢資料，到圖書館資料室查資料，增加自己的眼見，豐富知識。使同學(xué)們在課堂學(xué)的知識能理論聯(lián)系實際，學(xué)以致用。在課堂上講到一種材料，如硅膠，可以作為隆胸的材料等。通過具體實際的例證說明此種材料的用途，加深同學(xué)們的理解。在課堂上讓同學(xué)們認(rèn)真地做筆記，在做筆記的同時也加深了理解，同時也能讓同學(xué)們更加深入的思考。同時在教學(xué)過程中，應(yīng)開展互動式教學(xué)，促進(jìn)教師、學(xué)生之間的緊密溝通交流。作者在課堂上采取提問、討論與學(xué)生上講臺相結(jié)合的教學(xué)方法，增加了教與學(xué)雙方的主動性，取得了較好的效果。比如在講述生物醫(yī)用高分子材料相容性與安全性知識點時，在課前教師可先提出問題：補(bǔ)牙時使用劣質(zhì)材料，則會導(dǎo)致牙齒發(fā)炎、疼痛，分析其原因、闡述理由。讓學(xué)生通過預(yù)習(xí)和查閱資料獨立思考，得出自己的結(jié)論。下次上課時，可讓學(xué)生先就自己的結(jié)論相互討論，教師進(jìn)行糾正或補(bǔ)充。這樣既促使學(xué)生進(jìn)行了課前預(yù)習(xí)，也提高了學(xué)生的自學(xué)能力。

三、結(jié)語

以上就是我們對生物醫(yī)用高分子材料課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的探索和改革，改革的目的是讓同學(xué)們更好地理解學(xué)習(xí)知識，讓學(xué)習(xí)的效率更高。更好地培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)知識穩(wěn)扎、具有創(chuàng)新性思維的優(yōu)秀專業(yè)人才，而達(dá)到這一目的，無疑改革和創(chuàng)新才是動力源泉與保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]喻湘華，鄢國平，李亮，郭慶忠，杜飛鵬，郭俊芳，張橋.材料化學(xué)專業(yè)生物醫(yī)用高分子課程教學(xué)探索[J].教改論壇，2012，26（1）：58-59.

[2]趙長生.《生物醫(yī)用高分子材料》[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

篇3

關(guān)鍵字：高分子材料；化學(xué)

我們先介紹下高分子材料，高分子材料，以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料。高分子材料是由相對分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料。

天然高分子是生命起源和進(jìn)化的基礎(chǔ)。人類社會一開始就利用天然高分子材料作為生活資料和生產(chǎn)資料，并掌握了其加工技術(shù)。如利用蠶絲、棉、毛織成織物，用木材、棉、麻造紙等。19世紀(jì)30年代末期，進(jìn)入天然高分子化學(xué)改性階段，出現(xiàn)半合成高分子材料。1907年出現(xiàn)合成高分子酚醛樹脂，標(biāo)志著人類應(yīng)用合成高分子材料的開始?，F(xiàn)代社會中，高分子材料已與金屬材料、無機(jī)非金屬材料相同，成為科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要材料。常用的高分子材料按使用特性分為橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和功能高分子基復(fù)合材料等。

高分子材料在我們的生活中使用越來越廣泛，我們可以試著用一些高分子材料的基本知識來解釋生活中碰到的一些高分子材料的特有現(xiàn)象。

一 為什么用塑料繩綁東西會越綁越松

日常生活中，我們經(jīng)常用塑料繩綁東西，可你會發(fā)現(xiàn)，用塑料繩綁東西，我們越想綁緊，可不久會發(fā)現(xiàn)，塑料繩很快好像變長了似的，變得很松垮，于是再使勁綁起，可依然會發(fā)現(xiàn)，過了一會又變松了，這是為什么呢？

這里就要提到一個基本概念---力學(xué)松弛，什么叫力學(xué)松弛呢？應(yīng)力松弛，是指高分子材料在總應(yīng)變不變的條件下，由于試樣內(nèi)部的粘性應(yīng)變隨時間不斷增長，使回彈應(yīng)變分量隨時間逐漸降低，從而導(dǎo)致回彈應(yīng)力隨時間逐漸降低的現(xiàn)象。

我們生活中使用的塑料繩（有的地方叫化學(xué)繩）是由線性的聚乙烯或聚丙烯制成，這類高分子材料是典型的非交聯(lián)線性高分子，在綁緊的過程中，線性的高分子鏈被拉長，表面看起來很緊，但隨著時間的延長，線性高分子鏈發(fā)生了滑移，這種滑移是不可恢復(fù)的，鏈發(fā)生滑移后，塑料繩被拉伸的變長了，開始變得不能綁緊，假如此時再使勁綁緊，則線性鏈繼續(xù)發(fā)生滑移。所以用塑料繩綁東西，綁的越緊最后就會變得越松，松弛發(fā)生的厲害。因此，有經(jīng)驗的人用塑料繩綁東西時，都不要綁的太緊，防止線性高分子鏈發(fā)生嚴(yán)重應(yīng)力松弛。

那怎么樣才能避免這種現(xiàn)象呢？要用交聯(lián)的高分子材料，交聯(lián)的高分子材料通過交聯(lián)劑使線性高分子鏈變成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，高分子網(wǎng)絡(luò)鏈被拉伸變形后，仍能有力的回復(fù)。如用橡膠繩綁的話會大大改善這種現(xiàn)象，如橡皮筋綁就會好很多，如用交聯(lián)很完善的東西綁，譬如用自行車內(nèi)胎的那種橡膠綁，則基本不會發(fā)生松弛現(xiàn)象，會綁的很緊，不信你試試？

二 早上起床刷牙擠牙膏-擠出脹大

我們早上起來刷牙擠牙膏時，發(fā)現(xiàn)牙膏從牙膏管口寄出時，牙膏好像突然變大了好多？ 這是因為什么原因呢？

這里就涉及到高分子的一個重要特性---蠕變性。所謂高分子的蠕變，蠕變是指材料在恒定載荷作用下，變形隨時間而增大的過程。蠕變是由材料的分子和原子結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整引起的，這一過程可用延滯時間來表征。當(dāng)卸去外力時，材料的變形部分地回復(fù)或完全地回復(fù)到起始狀態(tài)，這就是結(jié)構(gòu)重新調(diào)整的另一現(xiàn)象。

牙膏中含有大量的高分子化合物，如濕潤劑、香料、起泡劑等等，這些高分子鏈在牙膏管中是都是呈自然卷曲的，在被擠出牙膏管口那狹小位置時，高分子鏈在管口的作用下被迫發(fā)生鏈的舒展成線性狀態(tài)，在擠出管口后，外力小時，高分子鏈在無外力作用下回自然呈卷曲狀態(tài)，從而使體積變大。

三 泡泡糖要咀嚼后才能吹泡泡

好多人都喜歡吹泡泡糖，剛?cè)胱斓臅r候，比較硬，后來不斷的咀嚼后泡泡糖就變得很軟，居然能吹出泡泡來？這又是為什么呢？這里我們又要學(xué)到一個高分子材料特有的特性---玻璃化轉(zhuǎn)變。

一般來說，高分子材料在不同溫度下有三種力學(xué)狀態(tài)，它們是玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。在溫度較低時，材料為剛性固體狀，與玻璃相似，在外力作用下只會發(fā)生非常小的形變，此狀態(tài)即為玻璃態(tài)：當(dāng)溫度繼續(xù)升高到一定范圍后，材料的形變明顯地增加，并在隨后的一定溫度區(qū)間形變相對穩(wěn)定，此狀態(tài)即為高彈態(tài)，溫度繼續(xù)升高形變量又逐漸增大，材料逐漸變成粘性的流體，此時形變不可能恢復(fù)，此狀態(tài)即為粘流態(tài)。

我們通常把玻璃態(tài)與高彈態(tài)之間的轉(zhuǎn)變，稱為玻璃化轉(zhuǎn)變，它所對應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度即是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，或是玻璃化溫度。

泡泡糖的主要成分是聚醋酸乙烯酯，它的玻璃化溫度在28度左右，一般情況下低于其玻璃化溫度，其幾乎沒有流動性保持很好的形態(tài)，而在嘴里咀嚼后，高于其玻璃化溫度，泡泡糖發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變，有玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變，呈現(xiàn)出高彈態(tài)，所以嚼泡泡糖的時候剛開始嚼兩下是吹不出泡泡的，等溫度升高后，嚼軟了以后才行。

四 礦泉水瓶灌入熱水后，變成白色

生活中經(jīng)常用到礦泉水瓶，有時候，會在礦泉水瓶灌入熱水，于是會發(fā)生一個奇特的現(xiàn)象，透明的礦泉水瓶很快變成白色，這又是為什么呢？

判斷一種材料是否透明，要看當(dāng)中是否含有對光產(chǎn)生衍射、反射和吸收是物質(zhì)，晶區(qū)的結(jié)構(gòu)規(guī)整性比較好，容易有反射和散射，這些結(jié)構(gòu)使光線不能透過，結(jié)晶度越低越透明，無定形區(qū)譬如玻璃是典型的無定性物質(zhì)，光線就能很好的透過，透明性就很好。

篇4

[關(guān)鍵詞]高分子化學(xué)、教學(xué)實踐、教學(xué)體會

中圖分類號：O63-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）21-0235-01

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，高分子科學(xué)與物理、工程、材料、生物、醫(yī)藥以及信息等眾多學(xué)科知識相互滲透、相互交叉，密不可分。作為高分子材料專業(yè)的基礎(chǔ)專業(yè)課的高分子化學(xué)課程，與無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和分析化學(xué)并稱為“五大化學(xué)”，已經(jīng)被大多數(shù)理工科、師范類高校作為化學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的必修課或是選修課。它以有機(jī)合成為基礎(chǔ)，與化工原理、數(shù)學(xué)等學(xué)科緊密聯(lián)系，其中包含了諸多的概念、反應(yīng)推理，內(nèi)容多，抽象難懂、學(xué)習(xí)難度大，同學(xué)們普遍反映較為枯燥，因此如何上好高分子化學(xué)這門課，提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，是我們教師在課程教學(xué)過程中面臨的首要問題。針對以上問題，作者經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐、積累和探索，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有效的提高了《高分子化學(xué)》課程的教學(xué)質(zhì)量，取得了較好的教學(xué)效果。

一、注重緒論課的教學(xué)

第一堂課通常是老師簡單的介紹本課程需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容以及一些要求后，就迫不及待的開始講授教學(xué)內(nèi)容，而作為一名講授高分子化學(xué)課的主講教師，發(fā)現(xiàn)高分子化學(xué)緒論課對于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性具有非常好的效果，能極大的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣。由于同學(xué)們對諾貝爾獎都具有極大的興趣，首先，以專題形式介紹獲得諾貝爾獎的高分子科學(xué)家的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)，學(xué)習(xí)高分子學(xué)科的發(fā)展史，從而認(rèn)識科學(xué)和科技的進(jìn)步和發(fā)展，從1920年德國Staudinger發(fā)表了“ 論聚合 ”的論文，高分子概念的確立；50年代Zigeler和Natta發(fā)明配位聚合催化劑，解決了丙烯難以聚合的問題，使石油裂解產(chǎn)物得到充分利用，對化工業(yè)的貢獻(xiàn)巨大；80年代麥克德爾米德發(fā)明導(dǎo)電高分子，直到現(xiàn)在功能高分子得到大力發(fā)展。同時，通過舉例介紹高分子科學(xué)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、航空航天、能源、環(huán)境、建筑、生物醫(yī)藥以及日常生活中的廣泛應(yīng)用，讓學(xué)生充分認(rèn)識到高分子與我們的生活和國民經(jīng)濟(jì)的密切關(guān)系。如應(yīng)用可降解的聚乳酸作為手術(shù)縫合線，可進(jìn)行自降解吸收而不必進(jìn)行拆線；應(yīng)用在航空航天及國防上的各種特種高分子材料，以及現(xiàn)在我們?nèi)沼玫氖称繁ｋU膜、塑料袋，所穿的衣服材質(zhì)滌綸、尼龍和聚酯纖維等全都是高分子材料。使學(xué)生清楚的認(rèn)識到高分子材料與人民的生活、工業(yè)生產(chǎn)都是息息相關(guān)，從而認(rèn)識到高分子化學(xué)的重要性，極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、優(yōu)化教學(xué)課程內(nèi)容

高分子化學(xué)是以聚合反應(yīng)和聚合物化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理和動力學(xué)為主線，主要包括高分子的基本概念、聚合物分類、逐步聚合、自由基聚合以及離子聚合方法等主要內(nèi)容。在教學(xué)中，由于課時以及一些客觀原因，不可能對全部的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的講解，因此需對高分子化學(xué)的課程內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整、重組和優(yōu)化，更好的完善教學(xué)內(nèi)容體系。首先，保證基本原理、基本概念的講解，其中，對傳統(tǒng)經(jīng)典的高分子理論即：高分子的基本概念、逐步聚合、自由基聚合以及自由基共聚進(jìn)行重點講解。例如，在講授自由基聚合的時候，需重點講授聚合機(jī)理和熱力學(xué)、聚合速率及動力學(xué)和聚合度及其分布等內(nèi)容，其中的阻聚、緩聚等內(nèi)容作簡單介紹就可。同時在授課過程中不拘泥于教材內(nèi)容的排序，注重對各知識點進(jìn)行重組和精煉，兼顧高分子化學(xué)最新的科技進(jìn)展，適當(dāng)增加最新的研究成果和研究熱點的教學(xué)比例：如活性自由基聚合、ATRP聚合、RAFT聚合、生物醫(yī)用高分子、超支化高分子、自組裝高分子等內(nèi)容的講解，開闊學(xué)生的知識視野，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性；做到重點突出，主次分明，在有限的學(xué)時分配中提高教學(xué)效率，改善教學(xué)效果。

三、教學(xué)方式的多樣化

高分子化學(xué)有“ 五多” 的特點： 內(nèi)容多、概念多、頭緒多、關(guān)系多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)多。由于高分子化學(xué)很多抽象的概念和理論，如果都是采取以老師在臺上從頭講到尾的“填鴨”式教學(xué)方式，學(xué)生聽課感覺枯燥，憑空想像難以理解。因而在講課方式上采取形式的多樣化來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣：一、運用多媒體中圖片、文字、聲音和動畫等方式來輔助教學(xué)，使一些抽象難以理解的概念形象、直觀，生動、具體化，讓學(xué)生易于理解和學(xué)習(xí)，從而提高教學(xué)效果；二、有意識地運用互動式教學(xué)，避免照本宣科，像有些認(rèn)知性的章節(jié)采取讓學(xué)生分成小組，課下一起準(zhǔn)備PPT，課上讓小組派代表來講課；講解公式推導(dǎo)的時候，讓學(xué)生參與進(jìn)來，和老師一起推導(dǎo)演算；激發(fā)學(xué)生參與教學(xué)的積極性，拉近老師與學(xué)生的距離，活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高高分子化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量；除此之外，邀請本校從事高分子方向研究的老師來給學(xué)生就高分子科研的最新進(jìn)展與動態(tài)做專題報告；三、以信息技術(shù)的迅猛發(fā)展為代表的網(wǎng)絡(luò)時代已經(jīng)來臨，因此互連網(wǎng)技術(shù)在教學(xué)中的積極運用有著非比尋常的意義。因此，教師可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)工具，將電子教案、教學(xué)課件在校內(nèi)的教學(xué)論壇上，通過高度的資源共享，讓學(xué)生能隨時查閱學(xué)習(xí)，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)快捷的優(yōu)點。與此同時，授課教師將自己的電子郵件和QQ號公布給學(xué)生，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)上碰到問題和困難時能及時快捷的與教師進(jìn)行溝通交流，從而促進(jìn)教學(xué)效果，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

四、教師自身專業(yè)知識水平的提高

作為一名主講教師，在這科技進(jìn)步日新月異的時代，一個老師要想使自己的專業(yè)知識不陳腐，能跟上科技的腳步，在課堂上能多給學(xué)生傳授一些關(guān)于本專業(yè)的前沿知識和最新進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，自身的專業(yè)知識層次水平不斷提升對于保證上課的質(zhì)量是至關(guān)重要的。因而主講教師可以從下面幾個方面提高自己： 首先在上課之后需要多讀專業(yè)文獻(xiàn)，跟蹤最新科研進(jìn)展，把一些研究熱點和前沿介紹給學(xué)生，利用學(xué)生對科研前沿的興趣和熱情來促進(jìn)教學(xué)。同時，將本學(xué)院老師的科研研究工作或自身科研研究內(nèi)容和最新進(jìn)展與課程內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，如講授聚合方法的時候，本人就自己的研究方向 “應(yīng)用ATRP或RAFT可控聚合方法，合成一系列分子量可控的用于癌癥治療的功能性生物醫(yī)用高分子材料” 拿到課堂上和學(xué)生討論，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對 “活性可控高分子聚合“的理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和科研熱情；第二，教師同時需要多參加以促進(jìn)科學(xué)發(fā)展、學(xué)術(shù)交流、課題研究等學(xué)術(shù)性話題為主題的學(xué)術(shù)會議；如每兩年一度的高分子年會，了解高分子各領(lǐng)域的最新的研究動態(tài)，開闊眼界；并且現(xiàn)在每屆高分子年會都有”關(guān)于高分子教育與學(xué)科發(fā)展的分會”主題，做報告的是高分子界的一些大牛和大家，對啟發(fā)我們的教學(xué)和研究有非常大的幫助；除此之外，我們還需要多聽一些名家名師的講課，學(xué)習(xí)名家名師的講課方法，找出差距，提高自身的教學(xué)水平。

作為一名在一線教學(xué)的任課教師，面對一群頭腦活躍、求知率強(qiáng)、渴望新鮮事物的年輕大學(xué)生，我們在教學(xué)上需要不斷的學(xué)習(xí)進(jìn)步，推陳出新，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)優(yōu)秀的創(chuàng)新人才不懈努力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 潘祖仁.高分子化學(xué).第5版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

[2] 王槐三. 寇曉康.《高分子化學(xué)教程》[M]. 北京： 科學(xué)出版社，2002.

[3] 王國建.高分子通報，2012，（11）：97-100.

篇5

關(guān)鍵詞：雙語教學(xué) 材料科學(xué)與工程 教學(xué)模式

在世界進(jìn)入21世紀(jì)的今天，隨著中國加入WTO，我國改革開放日趨深化，中國正走向世界，世界也在向中國走來，國家和社會發(fā)展使得對雙語人才的需求程度迅速提高。如何在材料學(xué)科本科教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)英語的應(yīng)用能力，使之具備綜合素質(zhì)，是當(dāng)前高分子材料與復(fù)合材料專業(yè)教育與教學(xué)改革中需要深入探討的問題之一。

我校自1997年開始招收復(fù)合材料專業(yè)，每年基本上招生2個本科班，在原有的高分子材料基礎(chǔ)上進(jìn)行有機(jī)整合，分為高分子材料與工程專業(yè)與復(fù)合材料與工程專業(yè)。從共性知識體系中提煉出基本問題，建立起材料科學(xué)與工程的基礎(chǔ)教學(xué)體系，從寬基礎(chǔ)角度加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)，使一部分專業(yè)課趨于向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課的調(diào)整，在這樣的教改思路下，原來各專業(yè)方向的專業(yè)外語課程面臨著向大材料專業(yè)的過渡，從而產(chǎn)生了一門新的課程――《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》，并設(shè)為雙語教學(xué)示范課程，作為高分子材料與工程專業(yè)與復(fù)合材料與工程專業(yè)六大平臺課程之一，材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)的內(nèi)容因雙語教學(xué)而偏向于基本概念和基本應(yīng)用，為避免重復(fù)，材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)將不涉及各材料方向的具體理論。

一、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)雙語教學(xué)的必要性與目的

專業(yè)外語(實際上多為專業(yè)英語)是以往的專業(yè)設(shè)置下各專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)必修課，其目的在于提高學(xué)生對外文文獻(xiàn)的閱讀與理解能力，而主要以專業(yè)英語作為整班授課內(nèi)容。目前，由于高校近年來開設(shè)了雙語教學(xué)課程，所以專業(yè)外語面臨著被取消的可能或過渡為雙語教學(xué)課程。我校高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)即以雙語教學(xué)的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程來代替專業(yè)外語，但兩者之間又存在著本質(zhì)的區(qū)別。

以高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)為例，專業(yè)外語課程為32學(xué)時，分兩部分在第五和第六學(xué)期兩期授課，其學(xué)習(xí)內(nèi)容主要涉及的是專業(yè)基礎(chǔ)常識和后續(xù)專業(yè)課程的部分內(nèi)容，如高分子化學(xué)中的合成部分，高分子物理中的結(jié)晶部分等，而上課主要以翻譯形式為主，課上一般較為單調(diào)。由于所涉及的內(nèi)容學(xué)生還沒有學(xué)過，對學(xué)生來講內(nèi)容較深，學(xué)生不能夠以英語完全了解本專業(yè)，而從專業(yè)外語課程中學(xué)生對專業(yè)內(nèi)容的領(lǐng)會往往不完整，因此專業(yè)外語課程一般難以取得非常良好的授課效果。為了讓學(xué)生能夠理解并應(yīng)用外語進(jìn)行專業(yè)知識的表達(dá)，并實現(xiàn)寬基礎(chǔ)教學(xué)，《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》首先從授課內(nèi)容上進(jìn)行了大幅度調(diào)整?？紤]到雙語教學(xué)的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》將被安排在第五學(xué)期教學(xué)，是最早與學(xué)生接觸的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生還未接觸各方向的基礎(chǔ)理論，所以本課程計劃從材料基本結(jié)構(gòu)出發(fā)，根據(jù)材料的不同結(jié)構(gòu)特點分類，介紹三大材料及功能和復(fù)合材料的主要品種及其應(yīng)用，其內(nèi)容自成體系，不再依賴各專業(yè)方向。從以上意義上講，以雙語教學(xué)的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》代替專業(yè)外語是必然的趨勢。

二、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)雙語教學(xué)的基本模式存在的問題

雙語教學(xué)是近年來出現(xiàn)的一種新的教學(xué)模式，它所遇到的問題在其它課程的雙語教學(xué)中已經(jīng)體現(xiàn)出來，就我校高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)來講，所遇到的問題可能還來自于以下這方面：就是不能找到合適的授課教師精通所有三個專業(yè)方向的內(nèi)容，我校的現(xiàn)任教師分別來自于高分子、無機(jī)和金屬三大材料專業(yè)，不具備全部專業(yè)方向的材料基礎(chǔ)知識的能力，每位只能講授自己專業(yè)熟悉的一部分內(nèi)容，而學(xué)生要接受至少三位教師的講課，這樣一來課程缺乏系統(tǒng)性，但從另一角度講，授課教師分別來自于三大材料專業(yè)，所以他們會對本材料十分了解，而使得學(xué)生可以學(xué)到更充實的知識。

三、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)雙語教學(xué)模式

針對雙語教學(xué)存在問題，我們首先采取了分章節(jié)專業(yè)教學(xué)模式，即每部分專業(yè)知識都有該專業(yè)教師授課。我們學(xué)院整合全院的教師資源，形成了材料加工、金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料及無機(jī)非金屬材料五個專業(yè)教師組成的教學(xué)團(tuán)隊，負(fù)責(zé)該課程的全院教學(xué)，合理安排教學(xué)時間與內(nèi)容，各專業(yè)的知識都有該專業(yè)的老師授課，通過幾年的實踐，獲得了很好效果。

其次，課堂形式主要采用多媒體教學(xué)，用將課堂的主要內(nèi)容以全部英文的形式演示給學(xué)生，并且配備了與原版教材相配套的多媒體課件，以圖文并茂的方式對學(xué)生進(jìn)行授課，使學(xué)生從視覺聽覺多角度來獲取知識信息，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為了充分發(fā)揮主體性參與學(xué)習(xí)的使用，在教學(xué)過程中我們積極開發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力，在資料的查詢、英文寫作與翻譯、語言的表達(dá)方面進(jìn)行了培養(yǎng)鍛煉，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力的提高。

在教學(xué)中結(jié)合材料科學(xué)最前沿科學(xué)與研究領(lǐng)域，將學(xué)生分成若干小組，且給各小組分好一個關(guān)于最新研究成果的英文題目，指導(dǎo)學(xué)生主動利用圖書館和網(wǎng)絡(luò)等資源搜索所需信息對該英文題目進(jìn)行分析與評價，并提出問題與展望未來研究發(fā)展趨勢，培養(yǎng)學(xué)生對材料信息的收集能力、閱讀能力、理解能力與寫作能力。學(xué)生可以根據(jù)自己的個人情況將論成形式上臺進(jìn)行演講，使學(xué)生鍛煉了膽量，提高了表達(dá)能力。這樣大大增強(qiáng)了學(xué)生英語的思維能力，提高了學(xué)生們英語學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣，拓寬了學(xué)生們的專業(yè)知識視野，為他們未來從事本專業(yè)的科學(xué)研究奠定了堅實的基礎(chǔ)。

通過材料科學(xué)與工程課程雙語教學(xué)實踐，發(fā)現(xiàn)無論對學(xué)生還是教師在英語水平的考驗和專業(yè)知識的講授和學(xué)習(xí)都是一個考驗，只要采用適當(dāng)?shù)姆椒?，教師具有駕馭英語和專業(yè)知識的能力，積極調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，用雙語進(jìn)行專業(yè)課的教學(xué)是可以完全達(dá)到用中文講課的同樣目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]王英.黑龍江教育. 2007.7-8.126-128.

[2]張津，劉蘭宵，石國梁.重慶工學(xué)院學(xué)報，2006.20.154-156。

篇6

【關(guān)鍵詞】教學(xué)內(nèi)容 改革 材料物理與性能

1．引言

教學(xué)質(zhì)量是高校賴以生存和發(fā)展的重要保證, 而加強(qiáng)課程教學(xué)改革, 則是提高教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。近年來,以電子、生物、航天和能源等為應(yīng)用對象的材料科學(xué)已經(jīng)從過去的單一性金屬材料、無機(jī)非金屬材料和高分子材料轉(zhuǎn)向以功能材料、復(fù)合材料、納米材料等高性能、多功能為主的發(fā)展趨勢, 對材料科學(xué)人才也提出了新的、更高的要求。1997 年國務(wù)院學(xué)位辦頒發(fā)了新專業(yè)目錄, 材料類的專業(yè)設(shè)置不再按傳統(tǒng)分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料和高分子材料,而是橫向融合金屬材料、無機(jī)非金屬材料和高分子材料的基礎(chǔ)理論于一體, 縱向充分強(qiáng)調(diào)理科與工科的結(jié)合。為滿足社會對材料專業(yè)的需求，并與國內(nèi)外“材料科學(xué)與工程”學(xué)科發(fā)展接軌, 北方民族大學(xué)制定了材料類專業(yè)的長期規(guī)劃并制定了2008 本科專業(yè)培養(yǎng)方案。材料物理與性能學(xué)課程作為2008 培養(yǎng)方案中材料科學(xué)與工程本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課, 其教改方案已列入2009年寧夏高等教育教學(xué)改革項目。

本文從教材建設(shè)的意義與目標(biāo)、課程教學(xué)內(nèi)容改革、課程教學(xué)方法改進(jìn)及教改初步成果等幾個方面對材料物理與性能學(xué)課程建設(shè)思路進(jìn)行闡述。

2．教材建設(shè)的意義與目標(biāo)

《材料物理》是材料科學(xué)與工程、高分子材料與工程和材料成型與控制工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要內(nèi)容是利用物理學(xué)的一些基本概念、基本原理、基本定律來說明物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)、組織形貌、原子電子運動狀況以及它們與材料性能和成分之間的關(guān)系。

對于材料專業(yè)的學(xué)生來講，化學(xué)方面的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)得較多，包括有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)等，但物理方面的基礎(chǔ)知識卻較少涉及，只有普通物理課程，而物理本身所包含的基礎(chǔ)知識比化學(xué)更多，例如光、電、磁、熱、力、輻射等。因此，給材料專業(yè)的學(xué)生補(bǔ)充更多的物理知識，尤其是材料物理方面的知識非常必要。而當(dāng)前材料物理教材的諸多版本多數(shù)偏重理論指導(dǎo)，要求學(xué)生對物理分支的知識掌握太多，這不能完全適應(yīng)現(xiàn)行本科生教育的需求，對研究生來說相對更適合一些。個別相對合適的材料物理教材因為有些內(nèi)容太深無法講透，而有些內(nèi)容又太淺，對本科生來說，作為參考書使用較為適合，這是一個方面的原因。另一方面，大多材料專業(yè)都開設(shè)了材料物理性能課程，此課程包含的材料物理的基本概念又都比較缺乏。編寫這本《材料物理與性能學(xué)》教材的目的就是一方面給材料專業(yè)本科生增加一些有關(guān)材料物理的基礎(chǔ)知識，另一方面將材料物理性能方面的內(nèi)容合并到一起，減少學(xué)生的課程數(shù)目。

在教材的編寫過程中，注意突出了以下幾方面的特色。

（1）以實際應(yīng)用實例講解材料物理學(xué)的一些基本概念和物理效應(yīng)，例如：位錯的運動形式分為滑移和攀移，滑移的運動形式是像蚯蚓一樣以局部帶動全部進(jìn)行運動；為什么鋼鐵進(jìn)行淬火后會變硬？是因為加熱加速了原子的運動，突然冷卻使原子來不及運動到正常格點位置就停止了，使得原子排列紊亂，阻止了位錯的滑移，所以會變硬。以這樣的方式來介紹材料物理學(xué)的一些基本概念和物理效應(yīng)，使學(xué)生便于理解、掌握和記憶。

（2）以實驗的手段講解各種材料的性能。如：通過拉伸實驗，講解金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料的力學(xué)性能的異同等；通過對不同材料進(jìn)行電阻測量，講解如何利用電阻繪制材料的溶解度曲線，將此曲線應(yīng)用到實際研究中。采用這樣的方式設(shè)計實驗，達(dá)到真正鍛煉學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的目的。

（3）加入現(xiàn)代新材料的內(nèi)容，介紹其應(yīng)用與發(fā)展。例如：復(fù)合材料、納米材料、能源材料、生物材料等。

3．教材知識體系改革

根據(jù)材料相關(guān)行業(yè)發(fā)展需求進(jìn)行教學(xué)知識體系的改革。目前材料科學(xué)發(fā)展的趨勢是新型功能材料（特別是電子、光電子材料）、新能源材料、環(huán)境友好材料、生物活性材料的研究與開發(fā)，本課程針對材料發(fā)展的總體趨勢和行業(yè)需求，結(jié)合我校2008本科生培養(yǎng)方案的指導(dǎo)思想，在設(shè)置材料的熱學(xué)性能、力學(xué)性能和電學(xué)性能的基礎(chǔ)上，設(shè)置了材料的介電性能、缺陷物理與性能、鐵電物理與性能、磁性物理與性能、非晶態(tài)物理、高分子物理、薄膜物理。在內(nèi)容的編寫上，略去了大量的公式推導(dǎo)，注重基本概念、基本原理的講解，同時，結(jié)合生產(chǎn)、生活和材料前沿科學(xué)研究中的實例對材料物理與性能進(jìn)行闡釋。

在每章的開始，教材以實際案例開篇來提高學(xué)生對本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣，如從材料的導(dǎo)熱性角度解釋“9.11事件”對紐約世貿(mào)中心造成毀滅性破壞的原因；從材料的導(dǎo)電性能與硅材料的薄膜化對太陽能發(fā)電在解決能源危機(jī)方面的重要地位與應(yīng)用現(xiàn)狀等導(dǎo)入案例。在每章的結(jié)尾，設(shè)置了拓展性內(nèi)容，主要將章節(jié)內(nèi)容相關(guān)的前沿科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀、需要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題呈現(xiàn)給學(xué)生，為學(xué)生在學(xué)完章節(jié)基本內(nèi)容后進(jìn)行深層次的思考和進(jìn)一步利用所學(xué)內(nèi)容閱讀學(xué)科領(lǐng)域前沿知識提供了引導(dǎo)，如教材引入納米材料（如碳納米管）的熱學(xué)、力學(xué)性能來拓展學(xué)生對納米材料獨特性質(zhì)的認(rèn)識；以超導(dǎo)材料的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀、和應(yīng)用（如磁懸浮列車）來引導(dǎo)學(xué)生對材料的導(dǎo)電性進(jìn)行探求。

另一方面，針對我校2008本科生培養(yǎng)方案加強(qiáng)實踐教學(xué)的指導(dǎo)思想，在內(nèi)容設(shè)置上，教材還考慮通過學(xué)習(xí)基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上，可以為本科生開設(shè)一些基礎(chǔ)實驗和創(chuàng)新性實驗。結(jié)合本課程的學(xué)習(xí)，我院對本課程開設(shè)了材料的力學(xué)性能檢測、硬度測定、材料熱容的測定、材料熱導(dǎo)率的測定、材料導(dǎo)電性能的測定、陶瓷熱穩(wěn)定性測定等基礎(chǔ)實驗，同時通過新建設(shè)的新能源、電磁學(xué)專業(yè)實驗室，為學(xué)生提供創(chuàng)新性實驗平臺。

4．教學(xué)方法改革

教學(xué)過程是通過教師與學(xué)生之間的互動配合完成的，教學(xué)方法在教學(xué)活動中的作用至關(guān)重要，在《材料物理與性能學(xué)》的教學(xué)過程中，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，摒棄傳統(tǒng)“填鴨式”灌輸?shù)慕虒W(xué)方法，而采用“啟發(fā)―引導(dǎo)―互動”式的教學(xué)方法，以此來實現(xiàn)傳授知識、培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的目的。在教學(xué)方法的改革中，采取了以下具體的教學(xué)方式

（1）采用板書與多媒體結(jié)合的方式進(jìn)行知識講解。對較為抽象的概念、模型，采用動畫演示幫助學(xué)生理解，如對于位錯的兩種基本類型―螺型位錯和刃型位錯以及它們的運動方式―攀移和滑移，很難用易于理解的語言表達(dá)清楚，而采用動畫演示的方式，學(xué)生很容易理解并在腦海中留下深刻的印象；如三極管的放大作用，采用動畫演示即可讓學(xué)生在較短時間內(nèi)對其放大機(jī)理和對發(fā)射極、基極、集電極材料的不同要求了然于胸。

（2）學(xué)生講授，集中討論的方式。針對有些能引起學(xué)生興趣的內(nèi)容，采取學(xué)生講授、課堂討論的方式實現(xiàn)對知識的接受與消化吸收。比如關(guān)于鐵電物理的內(nèi)容，通過講解基本理論，讓學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)資料來挖掘鐵電物理的知識在我們生活中的應(yīng)用，而學(xué)生通過文獻(xiàn)資料，利用磁性物理知識講解了以“卡的世界”為題的關(guān)于存儲卡的相關(guān)原理和技術(shù)前沿、利用材料的壓電效應(yīng)講解了打火機(jī)的原理，這不僅加深了對知識的理解，還極大地調(diào)動起學(xué)生對鐵電物理知識的興趣。

（3）開放式作業(yè)題目。對于有些基本觀點，隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，可能遇到一些無法解釋的現(xiàn)象，對此，鼓勵學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)此類問題。例如，將塊體材料的一些基本理論應(yīng)用于納米材料去解釋其性能顯然是不正確的，不同點有哪些？為什么不同？針對這些問題，讓學(xué)生自己去解決，然后在作業(yè)中寫出自己的觀點。這樣做的好處是，既啟發(fā)了學(xué)生的主動性和創(chuàng)新思維，又防止了抄襲作業(yè)的現(xiàn)象發(fā)生。

5．初步成果與展望

《材料物理與性能學(xué)》課程已作為“21世紀(jì)全國高等院校材料類創(chuàng)新性應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材”由北京大學(xué)出版社于2010年1月出版?！恫牧衔锢砼c性能學(xué)》課程是材料科學(xué)與工程、高分子材料與工程和材料成型與控制工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，授課學(xué)時為理論48學(xué)時，實驗16學(xué)時。該教材已被東北大學(xué)、鄭州輕工業(yè)學(xué)院、北方民族大學(xué)，以及江蘇、湖北、浙江和山東等省的高等院校選用，受益學(xué)生3000多人，反映良好。

通過教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革后，學(xué)生對材料專業(yè)產(chǎn)生了極大的興趣，出勤率和聽課率大大提高，學(xué)生對本課程的課堂聽課率創(chuàng)歷年新高接近100%，根據(jù)校教務(wù)系統(tǒng)所提供的學(xué)生對教師的教學(xué)評價結(jié)果表明，課堂滿意度在90%以上，同時通過對材料物理與性能學(xué)課程的學(xué)習(xí)，我院學(xué)生申報創(chuàng)新性實驗和挑戰(zhàn)杯的數(shù)量明顯增加，與往年相比，增加的項目主要來自與本課程相關(guān)的內(nèi)容。

雖然，通過教改，我們在教學(xué)中取到了良好的初步成果，但對本課程的雙語教學(xué)、精品課程建設(shè)的工作以及課程考核體系、質(zhì)量監(jiān)控等方面的創(chuàng)新還是今后對本課程改革的主要方面。

今后，我們通過總結(jié)《材料物理與性能學(xué)》的教學(xué)實踐，搞清存在的問題，進(jìn)一步明確課程定位，形成以貫徹向“寬基礎(chǔ)、寬口徑、重實踐”的培養(yǎng)模式上轉(zhuǎn)變的新課程體系。通過充實和豐富教學(xué)內(nèi)容，完善和增加案例教學(xué)，制作和搜集影像資料，研究和制作優(yōu)質(zhì)課件，完善相關(guān)實踐環(huán)節(jié)，使該課程教學(xué)做到目標(biāo)明確、基礎(chǔ)扎實、內(nèi)容豐富和方法多樣。

[參考文獻(xiàn)]

[1]萬紅，白書欣.材料物理課程建設(shè)的思考[J].高等教育研究學(xué)報,2009,32:21-23.

篇7

全書分為9章：1.介紹聚合物的基本知識，如結(jié)構(gòu)、命名、分類、功能、物理特性、結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系、聚合過程中的熱力學(xué)，以及分子量與分子量分布等；2.逐步聚合，介紹了逐步聚合的原理、反應(yīng)過程、聚合度、聚合產(chǎn)物的分子量分布以及凝膠點的預(yù)測，并舉例詳細(xì)介紹了逐步聚合在各種熱固性樹脂、工程塑料和高性能聚合物中的應(yīng)用；3.自由基聚合，包括單體的性質(zhì)、鏈引發(fā)、鏈生長、鏈終止等反應(yīng)過程和反應(yīng)動力學(xué)，并詳細(xì)介紹了活性自由基聚合的相關(guān)原理與過程；4.陰離子聚合，主要介紹活性陰離子聚合，如烴類溶劑中非極性單體活性陰離子聚合、乙醚溶劑中苯乙烯活性陰離子聚合、極性單體的活性陰離子聚合等；5.配位聚合，從催化劑的種類著手介紹配位聚合的原理與過程，如Zieglar-Natta催化劑，茂金屬催化劑和后過渡金屬催化劑，并介紹了烯烴的活性聚合方法；6.陽離子聚合，介紹單體的親核性與親電子性，以及鏈引發(fā)劑和鏈生長劑，并介紹了光引發(fā)陽離子聚合；7.開環(huán)聚合，介紹開環(huán)聚合的基本特性，并舉大量實例具體介紹不同聚合物的開環(huán)聚合方法與過程；8.鏈?zhǔn)焦簿酆?，介紹了兩種共聚合模型和活性自由基共聚合；9.多相聚合，包括懸浮聚合，乳液聚合，反相乳液聚合，細(xì)乳液聚合，微乳液聚合，分散聚合和多相活性自由基聚合。本書知識體系清晰且全面，每章后面都有一組習(xí)題，以便讀者及時消化所學(xué)知識。其閱讀對象為從事高分子化學(xué)、高分子材料和高分子工程科學(xué)研究和學(xué)習(xí)的廣大科研工作者、教師、研究生和高年級本科生，特別適用于理工科類大學(xué)和科研院所高分子化學(xué)專業(yè)的讀者。

鞠思婷，博士生

（國家納米科學(xué)中心）

Ju Siting， Ph.D Candidate

（National Center for Nanoscience

and Technology）國外科技新書評介2013年第11期（總第319期）地球/環(huán)境科學(xué)地球/環(huán)境科學(xué)國外科技新書評介2013年第11期（總第319期）John R Fanchi

Energy in the 21St Century

2013

篇8

【關(guān)鍵詞】靶向給藥系統(tǒng)；靶向源動力；脂質(zhì)體

Advance of the research on targeting drug delivery system ZHAN Xiao-Yong，ZHU Qing-Yi.Guangzhou Kingmed Center for Clinical Laboratory,Guangzhou 510330,China

【Abstract】 Objective To summarize the development of targeting drug delivery system. Method Based on the database of ScienceDirect and Pubmed，searched for the articles with targeting delivery system and development as their keywords. Result A great deal of related articles were found and only 16 of them were chosed to summarize and discuss. Conclusion Targeting drug delivery system is a novel commendable type of pharmacology preparation which will dramatically elevate the therapeutic efficacy of certain disease. However, some problems containing the stability and carrier materials safety are found in the preparation of targeting drug delivery system, if these problems are solved, it must bring us a bright future for the clinic use of this system.

【Key words】 Targeting drug delivery system;Targeting dynamia;Liposome

近30年來，醫(yī)藥科學(xué)發(fā)展迅速，藥物種類呈現(xiàn)突出的增長。新藥物不僅在制劑品種上大幅提高，而且在質(zhì)量與劑型方面較之以前也有很大的發(fā)展。這些制劑類型按照歷史的發(fā)展主要分為四代，即常規(guī)制劑、腸溶制劑，緩釋制劑、靶向制劑。靶向制劑即靶向給藥系統(tǒng)（Targeting drug delivery system，TDDS），它與第三代制劑一樣，屬于藥物控制釋放系統(tǒng)，涉及到藥物學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、化工、材料學(xué)等諸多領(lǐng)域。給藥系統(tǒng)（Drug delivery system）是20世紀(jì)60年代歐美科學(xué)家首先提出的一種新概念，具有給藥量少，作用大，毒副作用小的優(yōu)點。靶向給藥系統(tǒng)誕生于20世紀(jì)70年代，是一種新的制劑技術(shù)和工藝，是指藥物通過局部或全身血液循環(huán)而濃集定位于靶組織，靶器官，靶細(xì)胞的給藥系統(tǒng)。靶向給藥系統(tǒng)也是一種藥物載體系統(tǒng)，具有將藥物選擇性的傳輸并釋放于靶組織、靶器官或者靶細(xì)胞，使靶區(qū)藥物濃度增大，降低其他非靶部位濃度以減少毒副作用的特性[1]。靶向制劑最初只指向狹義的抗癌制劑，隨著研究的深入，研究領(lǐng)域的拓寬，從給藥途徑，靶向?qū)Ｒ恍约疤匦头矫娑加型黄菩赃M(jìn)展，靶向制劑發(fā)展成為一切具有靶向性的制劑[2]。

1 靶向給藥系統(tǒng)的分類

靶向給藥系統(tǒng)最初的定義是狹窄的，專指具有抗癌作用的一些制劑，隨著新工藝設(shè)備的使用，優(yōu)秀載體物質(zhì)和輔料的誕生及應(yīng)用，靶向給藥系統(tǒng)發(fā)展迅猛。傳統(tǒng)的藥物分類方式已經(jīng)不能明晰的分別這些藥物制劑的種類，現(xiàn)將靶向給藥系統(tǒng)的分類簡述如下（表1）。

2 靶向給藥系統(tǒng)的設(shè)計理論

靶向給藥系統(tǒng)與其他的制劑類型相比最突出的特點是具有靶向性。該系統(tǒng)的靶向機(jī)制可以分為生物物理靶向、生物化學(xué)靶向、生物免疫靶向及雙重、多重靶向。根據(jù)這些靶向理論可以設(shè)計出基于不同機(jī)制的靶向給藥系統(tǒng)[2]。

2．1 生物物理學(xué)特性設(shè)計靶向給藥系統(tǒng) 生物物理靶向是根據(jù)機(jī)體的組織生理學(xué)特性對不同大小微粒的滯留性不同，選擇性地聚集于肝、脾、肺、淋巴部位釋放藥物而發(fā)揮療效。Brused等[3]通過實驗證實未經(jīng)修飾的100～200 nm的微粒系統(tǒng)進(jìn)入血液循環(huán)后很快被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)（RES）巨噬細(xì)胞從血液中清除，最終達(dá)到肝Kupfer細(xì)胞溶酶體中，而50～100 nm納米粒系統(tǒng)能進(jìn)入肝實質(zhì)細(xì)胞中；10 nm微?？梢宰铚诿?xì)血管床，達(dá)到肝臟、腎臟和荷瘤器官中?；谶@種原理，可以將藥物制成不同大小的納米粒子實現(xiàn)對于不同器官組織的生物物理靶向，或者將藥物包裹于可生物降解的生物相容性高分子納米粒子中, 以實現(xiàn)緩釋與生物物理靶向。

2．2 生物化學(xué)靶向理論設(shè)計靶向給藥系統(tǒng) 生物化學(xué)靶向是根據(jù)藥物微?；蛘咚幬镙d體微粒表面電荷、表面疏水性質(zhì)和表面吸附大分子的不同，可以達(dá)到不同的器官以實現(xiàn)靶向性而設(shè)計。根據(jù)藥物微粒表面吸附大分子的不同可以達(dá)到不同器官，以實現(xiàn)主動靶向給藥。Pino等[4]研究表明，內(nèi)皮血竇腔面富含糖殘基，用外源凝集素試驗證明含有甘露糖、半乳糖、N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰半乳糖胺殘基, 而內(nèi)皮外膜無上述糖殘基，因此利用糖殘基與血紅蛋白、免疫球蛋白特異結(jié)合的特性實現(xiàn)骨髓的主動靶向給藥。根據(jù)藥物微粒表面電荷的不同也可以實現(xiàn)靶向給藥。De-Byuyn等[5]證明內(nèi)皮細(xì)胞血竇面存在唾液酸及一對神經(jīng)氨酸酶不敏感的未知陰性離子，實驗發(fā)現(xiàn)，在微粒被攝取的內(nèi)皮細(xì)胞周圍無唾液酸存在，而該陰離子物質(zhì)濃度顯著升高，揭示這種局部高濃度可能與內(nèi)皮細(xì)胞攝取血循環(huán)中的微粒進(jìn)入骨髓有關(guān)。

2．3 生物免疫靶向理論設(shè)計靶向給藥系統(tǒng) 生物免疫靶向是利用生物的受體、免疫機(jī)能而設(shè)計的靶向給藥系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用或者抗體與配體結(jié)合的特性，實現(xiàn)向細(xì)胞的靶向運輸。在肝病的靶向給藥研究中，Morell等[6]發(fā)現(xiàn)哺乳動物肝實質(zhì)細(xì)胞膜表面存在去唾液酸糖蛋白受體（ASGP-R），該受體可以專一的識別以半乳糖為端基的糖蛋白，以這類糖蛋白為載體，或者將此糖蛋白結(jié)合到高分子載體的表面，就可以將藥物靶向至肝實質(zhì)細(xì)胞，主動向肝溶酶體細(xì)胞轉(zhuǎn)運，而受體重新回到細(xì)胞膜，發(fā)生受體循環(huán)，可以重復(fù)利用。ASGP-R介導(dǎo)系統(tǒng)對肝有較高的親和性，且肝臟吸收迅速。該類大分子可模擬去唾液酸糖蛋白，達(dá)到肝靶向的目的。在肝非實質(zhì)細(xì)胞中還存在甘露糖受體，甘露糖基化的蛋白作為其配體可以與其結(jié)合，基于這種原理，可以利用甘露糖受體設(shè)計出靶向至肝非實質(zhì)細(xì)胞的給藥系統(tǒng)。 抗原抗體的結(jié)合實質(zhì)上是抗原表位與抗體超變區(qū)中抗原結(jié)合點之間的結(jié)合。由于兩者在化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)型上呈互補(bǔ)關(guān)系，所以抗原與抗體的結(jié)合具有高度的特異性。利用抗原抗體特異性結(jié)合的特性，以抗體作為靶向給藥載體通過注射途徑將藥物運送到靶區(qū)部位也是基于生物免疫靶向理論設(shè)計靶向給藥系統(tǒng)。

2．4 多重靶向理論設(shè)計靶向給藥系統(tǒng) 多重靶向指的是利用以上介紹的靶向理論設(shè)計的具有兩個或兩個以上靶向機(jī)制的靶向給藥系統(tǒng)。該靶向給藥系統(tǒng)往往具有更加專一的靶向性。

3 靶向給藥系統(tǒng)的靶向源動力

靶向給藥系統(tǒng)按靶向源動力可分為被動靶向制劑、主動靶向制劑、前體靶向制劑等。這些制劑的源動力各不同。

3．1 被動靶向的源動力及作用機(jī)制 被動靶向即自然靶向，它的靶向源動力來自于機(jī)體的正常生理活動。在被動靶向系統(tǒng)中，藥物以微粒（乳劑、脂質(zhì)體、微囊、微球等）為載體通過正常的生理過程運送至肝、脾、肺等器官。被動靶向制劑的作用機(jī)制為：網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)（RES）具有豐富的吞噬細(xì)胞，可將一定大?。ㄖ睆?．1～3 μm）的微粒作為異物攝取于肝、脾；較大直徑（7～30 μm）微粒不能濾過毛細(xì)血管床，被機(jī)械截留于肺部；而直徑< 50 nm微粒可以通過毛細(xì)血管末梢進(jìn)入骨髓。一般的微粒給藥系統(tǒng)都具有被動靶向給藥的性能[3]。

3．2 主動靶向的源動力及作用機(jī)制 主動靶向是指藥物載體表面經(jīng)修飾后，藥物微粒不被單核吞噬系統(tǒng)識別，或其連接有特殊的配體，使其能夠與靶細(xì)胞的受體結(jié)合。主動靶向的源動力在于微粒表面的特殊性質(zhì)，使其能夠逃避單核吞噬系統(tǒng)的作用，而被靶組織、靶器官或者靶細(xì)胞識別。主動靶向給藥系統(tǒng)的作用機(jī)制為：通過周密的生物識別設(shè)計，如抗體識別、受體識別、免疫識別等將藥物導(dǎo)向特異的識別靶。所以有人形象地將主動靶向給藥系統(tǒng)稱為“藥物導(dǎo)彈”[7]。抗體識別是利用抗體與抗原的特異性結(jié)合將藥物導(dǎo)向特定的組織或器官。受體識別是因為體內(nèi)某些組織和器官中存在一些特殊的受體，能選擇性地識別具有特異性的配體，利用受體與配體的專一性結(jié)合，將藥物與配體共價結(jié)合制成共軛物，或者在藥物載體上連接受體所能識別的配體。

3．3 前體靶向的源動力及作用機(jī)制 前體靶向即活性藥物衍生成的藥理惰性物質(zhì)的前體藥物，前體藥物能在體內(nèi)的靶器官或靶組織經(jīng)化學(xué)反應(yīng)或酶反應(yīng)，使藥理惰性物質(zhì)再生為活性的母體藥物而僅在靶器官或靶組織發(fā)揮正常的藥理作用，在非靶組織則不能。前體靶向的源動力在于不同器官或組織的特異的化學(xué)反應(yīng)或酶反應(yīng)的選擇作用。

4 靶向給藥系統(tǒng)靶向性的影響因素

靶向制劑之所以具有特定器官的靶向性，主要由于制成靶向給藥系統(tǒng)的微粒在機(jī)體內(nèi)部受到物理和生理的作用而有選擇地聚集于肝、脾、肺和淋巴等組織器官中。靶向給藥系統(tǒng)的靶向性受體受生理因素及載藥微粒粒徑及表面性質(zhì)的影響。

4．1 體內(nèi)生理因素對靶向給藥的影響 體內(nèi)生理因素主要是巨噬細(xì)胞的吞噬作用[8]。單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)對微粒的攝取主要由微粒吸附血液中的調(diào)理素 (IgG、補(bǔ)體Cb3或纖維連結(jié)蛋白fibrinectin) 和巨噬細(xì)胞上的有關(guān)受體完成。吸附調(diào)理素的微粒粘附在巨噬細(xì)胞的表面，然后通過內(nèi)在的生化作用被巨噬細(xì)胞攝取。

4．2 載藥微粒粒徑及表面性質(zhì)對靶向給藥系統(tǒng)的影響 微粒的粒徑及其表面性質(zhì)決定了吸附哪種調(diào)理素及其吸附程度，同時決定了吞噬的途徑和機(jī)制。例如，用戊二醛處理過的紅細(xì)胞容易受IgG的調(diào)理，從而通過Fc受體被迅速吞噬；用N-乙基順丁烯二酰亞胺處理過的紅細(xì)胞則受Cb3因子的調(diào)理，以最少的膜受體接觸被吞噬。有親水表面的微粒不易受調(diào)理也就較少被吞噬而易濃集于肺部；如果親水性表面吸附免疫球蛋白，使其表面具有疏水性，則容易被巨噬細(xì)胞吞噬而作用向于肝部；帶負(fù)電荷的微粒zeta電位的絕對值越大，靜脈注射后越易為肝臟單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)滯留而靶向于肝部；帶正電荷的微粒則易被肺部毛細(xì)血管截留而靶向于肺部。微粒表面接有配體則可以逃避單核吞噬系統(tǒng)的吞噬作用，靶向到具有相應(yīng)受體的細(xì)胞或組織。

5 典型的靶向給藥系統(tǒng)

5．1 脂質(zhì)體 脂質(zhì)體是磷脂質(zhì)分子在水溶液中排列成封閉式多雙分層小球狀新型藥物載體，也稱類脂小球或人工細(xì)胞。20世紀(jì)60年代初，Banham首先發(fā)現(xiàn)并制備了脂質(zhì)體。70年代，人們開始將脂質(zhì)體作為藥物的載體并用于控制藥物的釋放，脂質(zhì)體可將藥物包封于類脂質(zhì)雙分子層內(nèi)而形成的超微型球狀載體制劑?？勺鳛榭拱┧幬?、抗寄生蟲等藥物載體，具有靶向性，還可增加藥物穩(wěn)定性或起控釋作用。其具有制備簡單、無毒、無免疫原性、易實現(xiàn)藥物靶向性等特點而日益受到人們的重視。

5．1．1 脂質(zhì)體的分類 根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，可將脂質(zhì)體分為不同的種類。主要有以下幾種：① 單室脂質(zhì)體，粒徑

5．1．2 脂質(zhì)體實現(xiàn)靶向給藥的原理 脂質(zhì)體可以通過被動靶向和主動靶向作用實現(xiàn)靶向給藥。

被動靶向：指將表面未經(jīng)任何修飾的脂質(zhì)體包裹藥物注入體內(nèi)，脂質(zhì)體由于其粒徑大小的因素，具有聚集于某些組織的趨勢，從而實現(xiàn)不同組織的靶向給藥。如將未經(jīng)修飾的脂質(zhì)體經(jīng)靜脈注射，很快被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)所攝取，集中在肝、脾、肺、淋巴結(jié)、骨髓等部位，因而實現(xiàn)靶向給藥。如果將脂質(zhì)體經(jīng)肌肉或皮下注射，則有80%儲存于注射部位，而皮膚外用脂質(zhì)體則能進(jìn)入角質(zhì)層深部，甚至表皮下方的真皮層，利于在局部形成較高濃度的藥物，增強(qiáng)藥物在局部的活性，這對于皮膚外用制劑的研制有非常重要的意義[9]。

主動靶向：指在脂質(zhì)體雙層膜上接上抗體、受體配體、糖殘基、激素等歸巢裝置(homing devices)作用于特定的靶器官或靶細(xì)胞，并釋放出藥物包被而產(chǎn)生作用。通過被動靶向作用實現(xiàn)靶向給藥的脂質(zhì)體主要有免疫脂質(zhì)體、受體脂質(zhì)體兩大類。

免疫脂質(zhì)體：即單克隆抗體修飾的脂質(zhì)體，它通過抗原-抗體反應(yīng)將脂質(zhì)體結(jié)合至特定的靶細(xì)胞或器官而實現(xiàn)靶向給藥。Park等[10]將脂質(zhì)體阿霉素與具有腫瘤靶向性anti-HER2單克隆抗體相連接對大鼠體內(nèi)的腫瘤進(jìn)行治療，其實驗結(jié)果證明，阿霉素免疫脂質(zhì)體與單純的阿霉素相比，具有提高抗腫瘤效果及減少全身藥物毒性，提高了藥物的治療指數(shù)即對腫瘤的靶向性。

受體介導(dǎo)靶向脂質(zhì)體：即受體脂質(zhì)體，利用受體與配體特異性相互作用將配體標(biāo)記的脂質(zhì)體靶向引導(dǎo)至具有配體特異性受體的細(xì)胞、組織或器官。Gijsens等[11]合成了轉(zhuǎn)鐵蛋白標(biāo)記的PEG-脂質(zhì)體，用以包裹光敏劑AlPcS4傳遞至Hela細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)比單獨用PEG-脂質(zhì)體傳遞效率要高10倍，即該脂質(zhì)體具有明顯的靶向性。

此外，尚有一些特殊性質(zhì)的脂質(zhì)體用于靶向給藥系統(tǒng)，如熱敏脂質(zhì)體、pH敏感脂質(zhì)體、磁性脂質(zhì)體等多種特殊脂質(zhì)體靶向給藥系統(tǒng)。

5．1．3 脂質(zhì)體作為靶向給藥系統(tǒng)存在的問題 脂質(zhì)體作為靶向給藥系統(tǒng)的載體具有制備簡單、無毒、無免疫原性等突出的優(yōu)點，但同時也存在一些不足之處。如一般脂質(zhì)體作為靶向給藥系統(tǒng)是利用其被動靶向性至網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)，如要達(dá)到特異組織、器官或者細(xì)胞的靶向性，則需要在脂質(zhì)體上接抗體、受體的配體、糖鏈等。其次由于脂質(zhì)體的脂溶性特點，它對于某些水溶性藥物的包封率比較低，藥物易于從脂質(zhì)體中滲漏出來，這些因素影響了脂質(zhì)體的穩(wěn)定性。再次，常規(guī)方法制得的脂質(zhì)體易于聚集和融合，這些缺點都需要進(jìn)一步克服。

5．2 納米粒 納米粒(nanoparticles，NP)是納米尺度范圍大小的固態(tài)膠體微粒，包括納米脂質(zhì)體、納米球、固體脂質(zhì)納米粒、納米囊等。納米粒作為膠態(tài)藥物載體有許多獨特的優(yōu)點，已成為國內(nèi)外醫(yī)藥學(xué)的重要研究方向。1976年Birrenbach[12]等首次提出納米粒的概念和制備方法，1979年Couvrcur等首次制備了體內(nèi)可以生物降解的納米粒，為納米粒在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展帶來了希望。納米粒具有緩釋性、穩(wěn)定性、安全及靶向性好的優(yōu)點，在靶向給藥的應(yīng)用中具有獨特的優(yōu)勢和潛在的應(yīng)用價值。用于運載藥物的納米粒子，通常是一些高分子化合物，能與藥物交聯(lián)吸附并攜帶其通過各種細(xì)胞膜，但通過機(jī)制尚不十分清楚[13]。

5．2．1 作為靶向給藥系統(tǒng)納米粒的載體材料 作為靶向給藥系統(tǒng)的納米粒，其制備材料可以是天然或人工合成的高分子材料。天然高分子材料分為蛋白類(白蛋白、明膠和植物蛋白)和多糖類(纖維素和淀粉及其衍生物 、海藻酸鹽、殼多糖和脫乙酰殼多糖等)，如按來源則可分為動物來源和植物來源的高分子。多糖類天然高分子材料殼聚糖目前已經(jīng)有研究者將其制作為納米顆粒并包裹藥物“多柔比星”（DOX）。共聚焦成像表明該粒子是通過內(nèi)吞途徑進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，并在細(xì)胞內(nèi)釋放DOX。蛋白質(zhì)類高分子載體材料主要包括動物源蛋白如牛血清白蛋白、明膠等，是最早用于靶向給藥系統(tǒng)載體材料的蛋白質(zhì)[14]。蛋白類高分子均易于代謝，并能以相對非專一的形式包埋藥物。因此，可用于生物降解納米顆粒的制備。此外，蛋白分子中的大量功能團(tuán)(氨基和羧基等)有利于將藥物分子專屬性地連接到納米顆粒表面，并且適于制備綴合物，通過表面修飾連接適當(dāng)配體以達(dá)到受體介導(dǎo)的主動靶向。

用于制備納米粒的人工合成的高分子材料包括生物可降解的聚酯類如聚乳酸（PLA），乳酸羥基乙酸共聚物(PLGA)，它們都是目前公認(rèn)的良好的可降解生物相容性材料，其作為納米給藥載體材料的研究較多，主要作為控釋骨架，具有骨架和緩釋的雙重作用[15] 。交鏈聚酯如聚氰基丙烯酸烷酯(PACA，主要是聚氰基丙烯酸正丁酯（PBCA），聚原酸酯以及聚酐也用于納米靶向給藥系統(tǒng)的制備，而非降解型的聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸酯等也有研究報道。

5．2．2 納米粒作為靶向給藥系統(tǒng)存在的問題 目前，人工合成的高分子材料和天然高分子材料作為制備納米靶向給藥系統(tǒng)載體材料，兩類材料各有利弊。它們作為新型給藥系統(tǒng)的載體材料的產(chǎn)業(yè)化仍需要進(jìn)一步的研究與開發(fā)[16]。天然高分子材料具有毒性低，生物相容性好的優(yōu)點，但同時也有成分復(fù)雜，批間差異較大，純化困難等缺點。人工合成的高分子材料純度高，性能容易控制，可選擇性強(qiáng)，但存在溶劑殘留和未知毒性，生物相容性較天然高分子差的缺點[14]。所以對不同材料開發(fā)應(yīng)該系統(tǒng)深入，這樣才更能為靶向給藥新劑型的臨床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)[16]。

6 靶向給藥系統(tǒng)的前景

靶向給藥系統(tǒng)是一種新的藥物制劑類型的一種較為理想的給藥方式。利用靶向給藥系統(tǒng)的特性，可以較為精確的控制藥物釋放到特定的組織、器官或細(xì)胞，延長藥物的傳遞過程，長時間的保持靶區(qū)的藥物濃度，具有毒性小，生物利用度高等優(yōu)點。隨著靶向給藥系統(tǒng)理論研究的不斷深入，制劑工藝的不斷提高以及相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展，今后，利用靶向給藥系統(tǒng)作為靶向治療，將是一些疑難疾病特別是腫瘤治療的主流。但在靶向給藥系統(tǒng)的研發(fā)過程中，也遇到了一些需要解決的問題：一是靶向給藥系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特別是通過靜脈注射給藥靶向制劑在血液中的穩(wěn)定性；二是要繼續(xù)探究靶向給藥系統(tǒng)顆粒大小與表面性質(zhì)對于靶向給藥系統(tǒng)靶向性的影響；三是需要繼續(xù)發(fā)展新的靶向給藥系統(tǒng)的載體材料，使其具有更好的生物相容性，生物可降解性以及更好的緩釋速度。四是要繼續(xù)探尋靶向給藥系統(tǒng)在體內(nèi)的藥物動力學(xué)規(guī)律，為靶向給藥系統(tǒng)的理論發(fā)展奠定進(jìn)一步的基礎(chǔ)。相信隨著研究的不斷深入，以上問題將得到很好的解決，在生物化學(xué)，免疫學(xué)，細(xì)胞生物學(xué)，藥理學(xué)，材料學(xué)等多學(xué)科的協(xié)同作用下，靶向給藥系統(tǒng)將有進(jìn)一步的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

［1］ Ogra Y，Curna T，Shanhid M，et al．Feasibility of targetdrug delivery to selective areas of the retina．Invest Ophthalmlvis Sci，1997,32(112):2351-2355．

［2］ Lu B. Research development of targeting drug delivery system.China Pharmacist，1998,1: 1-17.

［3］ Brusa P, Dosio F, Pacchioni D. Phamacokinetics of an antibody-ricin conjugate administered intraperitoneally to mice. J Pharm Sci，1994,83(4):514-519.

［4］ Pino PM. Ultrastructural localization of locetin receptors on the bone marrow sinusoidal endothelium of the rat.Am Janat，1984,169:259.

［5］ De Bruyn PPH， Michelson S, Becker RP. Nonrandom distribution of sialic acid over the cell surface of bristle coated endocytic vesicles of the sinusoidal endothelium cells. J Cell Biol，1978,78:379.

［6］ Morell AG，Stockert RJ. Hepatic binding protein: the galactose-specific receptor of mammalian hepatocytes. Hepatol，1983,3:750-757.

［7］ Brodesky FM. Monodonal antibodies as magic bullets. Pharm Res，1998,5:1-19.

［8］ Chen QM. Research development of targeting drug delivery system. China Pharmacist，1999,8(10) :57-58.

［9］Mezei M, Gulasekharam V. Liposomes-a selective drug delivery system for the topical route of administration: I Lotion dosage form. Life Sci，1980,26:473.

［10］ Park JW, Hong K, Kirpotin DB，et al. Anti-HER2 immunoliposomes: enhanced efficacy attributable to targeted delivery. Clinc Cancer Res， 2002,8(4):1172.

［11］ Gijsens A, Derycke A, Missiaen L, et al. Targeting of the photocytotoxic compound AIPcS4 to hela cells by transferrin conjugated peg-liposomes. Int J Cancer， 2002,101(1):78.

［12］ Birrenbach G, Speiser PP.Polymerized micelles and their use as adjuvants in immunology. J Pharm Sci，1976,65(12):1763-1766.

［13］ Loekman RJ，Mumper MA，Khan. Nanoparticle technology for drug delivery across the bleed-brain barrier．Drug Dev Ind Pharm，2002, 28:1-13.

［14］ Sundedand CJ，Steiert M，Talmadge JE．Targetednanoparticles for detecting and treating cancer．Drug Dev Res，2006,67:70-93.

篇9

納米科學(xué)技術(shù)是20世紀(jì)80年展起來的一門多學(xué)科交叉融合的技術(shù)科學(xué),其最終目標(biāo)是直接以原子、分子及物質(zhì)在納米尺度上表現(xiàn)出來的新穎的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性來制造具有特定功能的產(chǎn)品。納米材料是指具有納米量級的超微粒構(gòu)成的固體物質(zhì)。納米材料具有三個結(jié)構(gòu)特點:①結(jié)構(gòu)單元或特征維度尺寸在納米數(shù)量級(1～100nm);②存在大量的界面或自由表面;③各納米單元之間存在一定的相互作用。由于納米材料結(jié)構(gòu)上的特殊性,使納米材料具有一些獨特的效應(yīng),主要表現(xiàn)為小尺寸效應(yīng)和表面或界面效應(yīng),因而在性能上與相同組成的微米材料有非常顯著的差異,體現(xiàn)出許多優(yōu)異的性能和全新的功能。納米材料在化學(xué)、冶金、電子、航天、生物和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)鐵磁材料的粒子處于單疇尺寸時,矯頑力(Hc)將呈現(xiàn)極大值,粒子進(jìn)入超順磁性狀態(tài)。這些特殊性能使各種磁性納米粒子的制備方法及性質(zhì)的研究愈來愈受到重視。開始,多以純鐵(a-Fe)納米粒子為研究對象,制備工藝幾乎都是采用化學(xué)沉積法。后來,出現(xiàn)了許多新的制備方法,如濕化學(xué)法和物理方法,或兩種及兩種以上相結(jié)合的方法制備具有特殊性能的磁性納米材料。磁性納米材料具有許多不同于常規(guī)材料的獨特效應(yīng),如量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng)等,這些效應(yīng)使磁性納米粒子具有不同于常規(guī)材料的光、電、聲、熱、磁、敏感特性[2]。當(dāng)磁性納米粒子的粒徑小于其超順磁性臨界尺寸時,粒子進(jìn)入超順磁性狀態(tài),無矯頑力和剩磁。眾所周知,對于塊狀磁性材料(如Fe、Co、Ni),其體內(nèi)往往形成多疇結(jié)構(gòu)以降低體系的退磁場能。納米粒子尺寸處于單疇臨界尺寸時具有高的矯頑力[3]。小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)導(dǎo)致磁性納米粒子具有較低的居里溫度[4]。另外,磁性納米粒子的飽和磁化強(qiáng)度(Ms)比常規(guī)材料低,并且其比飽和磁化強(qiáng)度隨粒徑的減小而減小。當(dāng)粒子尺寸降低到納米量級時,磁性材料甚至?xí)l(fā)生磁性相變。磁性納米材料也具有良好的磁導(dǎo)向性、較好的生物相容性、生物降解性和活性能基團(tuán)等特點,它可結(jié)合各種功能分子,如酶、抗體、細(xì)胞、DNA或RNA等,因而在靶向藥物、控制釋放、酶的固定化、免疫測定、DNA和細(xì)胞的分離與分類等領(lǐng)域可望有廣泛的應(yīng)用。

2性納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1靶向藥物載體技術(shù)

利用磁性納米顆粒制造靶向輸送醫(yī)療藥物,是目前醫(yī)藥學(xué)研究的熱點。通常的靶向納米藥物載體是運用了載體對機(jī)體各組織或病變部位親和力的不同,或?qū)慰寺】贵w與載體結(jié)合,使藥物能夠轉(zhuǎn)運到特定的治療部位,但如果制備的載藥顆粒過大,如處于微米量級,可能會引起血栓樣血管栓塞,甚至導(dǎo)致死亡,而納米級的磁性顆?？梢越鉀Q這個問題。磁性納米顆粒的粒徑比毛細(xì)血管通路還小1-2個數(shù)量級,用其作為定向載體,通過磁性導(dǎo)向系統(tǒng)控制,可將藥物靶向輸送到病變部位釋放,以增強(qiáng)療效。制備出生物相容性和單分散性較好的無機(jī)磁性納米顆粒載體(主要為鐵系氧化物),再用生物高分子(氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)、酶等)包覆磁性納米顆粒載體,再將包覆好的磁性載體與藥物分子結(jié)合,將這種載有藥物分子的磁性納米粒子注射到生物體內(nèi),在外加磁場的作用下,通過納米顆粒的磁性導(dǎo)向性使藥物更準(zhǔn)確地移向病變部位,增強(qiáng)其對病變組織的靶向性,有利于提高藥效,達(dá)到定向治療的目的,從而降低藥物對正常細(xì)胞的傷害,改變目前放療和化療中正常細(xì)胞和癌細(xì)胞統(tǒng)統(tǒng)被殺死的狀況,減少副作用。動物臨床實驗證實,載藥磁性納米微粒具有高效、低毒、高滯留性的優(yōu)點,它在治療結(jié)束后可以通過人體肝臟和脾臟自然排泄。磁性納米藥物載體一般通過下面3種方式結(jié)合:(1)藥物與高分子先結(jié)合成顆粒,磁性顆粒再吸附其表面;(2)磁性顆粒和高分子先結(jié)合成顆粒再吸附藥物;(3)磁性顆粒、藥物、高分子一起混合經(jīng)均勻化后再顆?；４判愿叻肿宇w粒作為藥物載體,其中控制釋放速率是影響藥效的主要因素,骨架材料的選擇對控釋作用具有一定的影響,而攪拌速度和成型溫度對顆粒控釋作用也有很大影響。納米顆粒有的微型水解通道的多少、寬窄及交聯(lián)程度是決定顆粒能否控釋的主要因素,而攪拌速率和成型溫度對顆粒中最后形成的微型通道程度起決定作用。早期應(yīng)用的載體多為葡聚糖磁性毫微粒(DextranMNP),但易被RES系統(tǒng)吞噬,被動靶向于肝脾,難于實現(xiàn)其他組織的靶向給藥。后來,有人改變載體的表面的性能,使其具有一定負(fù)電性,可更好地應(yīng)用于主動靶向治療。

2.2細(xì)胞分離和免疫分析

細(xì)胞分離是生物細(xì)胞學(xué)研究中一種十分重要的技術(shù),高效的細(xì)胞分離在臨床中是首要的、重要的步驟。這種細(xì)胞分離技術(shù)在醫(yī)療臨床診斷上有廣范的應(yīng)用,例如治療癌癥需在輻射治療前將骨髓抽出,且要將癌細(xì)胞從骨髓液中分離出來。傳統(tǒng)的細(xì)胞分離技術(shù)主要采用離心法,利用密度梯度原理進(jìn)行分離,時間長、效果差。隨著合成磁性粒子的發(fā)展,免疫磁性粒子在分離細(xì)胞方面已經(jīng)獲得了快速的發(fā)展經(jīng)動物臨床試驗已獲成功。其中最重要的是選擇一種生物活性劑或者其他配體活性物質(zhì)(如抗體、熒光物質(zhì)、外源凝結(jié)素等),根據(jù)細(xì)胞表面糖鏈的差異,使其僅對特定細(xì)胞有親和力,從而達(dá)到分離、分類以及對其種類、數(shù)量分布進(jìn)行研究的目的。磁性粒子用于細(xì)胞分離需要考慮以下幾個因素:不與非特定細(xì)胞結(jié)合、具有靈敏的磁響應(yīng)性、在細(xì)胞分離介質(zhì)中不凝結(jié)。免疫分析在現(xiàn)代生物分析技術(shù)中是一種重要的方法,它對蛋白質(zhì)、抗原、抗體及細(xì)胞的定量分析發(fā)揮著巨大的作用。在免疫檢測中,經(jīng)常利用一些具有特殊物理化學(xué)性質(zhì)的標(biāo)記物如放射性同位素、酶、膠體金和有機(jī)熒光染料分子等對抗體(或抗原)進(jìn)行偶聯(lián)標(biāo)記,在抗體與抗原識別后,通過對標(biāo)記物的定性和定量檢測而達(dá)到對抗原(或抗體)檢測的目的。由于磁性納米顆粒性能穩(wěn)定,較易制備,可與多種分子復(fù)合使粒子表面功能化,如果磁性顆粒表面引接具有生物活性的專一性抗體,在外加磁場的作用下,利用抗體和細(xì)胞的特異性結(jié)合,就可以得到免疫磁性顆粒,利用它們可快速有效地將細(xì)胞分離或進(jìn)行免疫分析,具有特異性高、分離快、重現(xiàn)性好等特點,同時磁性納米顆粒具有超順磁性,為樣品的分離、富集和提純提供了很大方便,因而磁性納米顆粒在細(xì)胞分離和免疫檢測方面受到了廣泛關(guān)注。

2.3磁性納米顆粒對蛋白酶的吸附及固定化

生物高分子例如酶等都具有很多官能團(tuán),可以通過物理吸附、交聯(lián)、共價偶合等方式將他們固定在磁性顆粒的表面。用磁性納米顆粒固定化酶的優(yōu)點是:易于將酶與底物和產(chǎn)物分離;可提高酶的生物相容性和免疫活性;能提高酶的穩(wěn)定性,且操作簡單、成本較低。制備吸附蛋白酶的磁性高分子顆粒的過程可以概括為:制備磁流體,在對磁流體中的磁性納米顆粒用大分子包覆或聯(lián)結(jié),所形成的磁性高分子載體可用作親和吸附的磁性親和載體。作為酶的固定化載體,磁性高分子顆粒有利于固定化酶從反應(yīng)體系中分離和回收,還可以利用外部磁場控制磁性材料固定化酶的運動和方向,從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械攪拌方式,提高固定化酶的催化效率。磁性高分子顆粒作為酶的固定化載體還具有以下優(yōu)點:固定化酶可重復(fù)使用,降低成本;可以提高酶的穩(wěn)定性,改善酶的生物相容性、免疫活性、親疏水性;分離及回收酶的操作簡單,適合大規(guī)模連續(xù)化操作。

2.4基因治療

20世紀(jì)70年代,醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提出了“基因治療”這一概念,即將遺傳物質(zhì)導(dǎo)入細(xì)胞或組織,進(jìn)行疾病的治療即將遺傳物質(zhì)導(dǎo)入組織或細(xì)胞進(jìn)行疾病治療。目前常用病毒載體和脂質(zhì)體載體,病毒載體存在制備困難,裝載外源DNA大小有限制,能誘導(dǎo)宿主免疫反應(yīng)及潛在的致瘤性等缺點。多價陽離子聚合物,如目前廣泛應(yīng)用的脂質(zhì)體,具有病毒載體的優(yōu)點,而沒有病毒載體的缺點。但是聚合物的顆粒大小是影響轉(zhuǎn)染效率的因素之一。磁性納米粒子的出現(xiàn)克服了它們的缺點。磁性材料直徑可達(dá)10nm以下,在外磁場作用下具有靶向性。磁性材料外部包裹生物高分子,從而增強(qiáng)了生物相容性,對細(xì)胞無毒,而且在血管中循環(huán)時間大大延長。目前要控制陽離子聚合物大小的合成方法還不很成熟,且陽離子聚合物的細(xì)胞毒性是影響轉(zhuǎn)染的突出問題。磁性四氧化三鐵生物納米顆粒的制作簡單,直徑可達(dá)10nm以下,具有比表面積效應(yīng)和磁效應(yīng)。在納米顆粒的表面可吸附大量DNA。在外加磁場的作用下,可具有靶向性。且四氧化三鐵的晶體對細(xì)胞無毒。為達(dá)到生物相容性,在磁性四氧化三鐵的晶體表面可很容易地包埋生物高分子,如多聚糖,蛋白質(zhì)等形成核殼式結(jié)構(gòu)。由于納米顆粒有巨大表面能,有多個結(jié)合位點,因而攜帶能力優(yōu)于其他載體,且轉(zhuǎn)染效率高于目前使用的載體,因此磁性生物納米顆粒可成為較好的基因載體。

3磁性納米材料應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的局限性

納米材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為納米材料的制備提供了許多新的工藝,在此基礎(chǔ)上人們已經(jīng)能夠合成出單分散性比較好、形狀和尺寸可控的磁性納米材料,但磁性納米材料目前處于研究實驗階段,有些問題還需要進(jìn)一步研究解決,但目前尚處于實驗階段,有眾多的問題亟待進(jìn)一步研究解決:

(1)磁性納米顆粒的特性與顆粒的尺寸、顆粒尺寸的分布、顆粒的形狀和晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān),因而深入研究這些因素與磁性納米顆粒性能(尤其是磁學(xué)性能)的關(guān)系,以便找到最佳的合成工藝,最終達(dá)到對材料性能剪裁的目的。從熱力學(xué)和動力學(xué)兩方面深入探索納米尺度范圍內(nèi)材料合成機(jī)理對磁性納米顆粒的尺寸、形狀和晶體結(jié)構(gòu)的影響,發(fā)展和完善單分散磁性納米顆粒的制備方法;

(2)著重研究生物大分子在磁性納米顆粒的組裝結(jié)合機(jī)理,以提高組裝的結(jié)合力和結(jié)合量,發(fā)展面向不同應(yīng)用要求的組裝形式和組裝方法;深入分析生物大分子在磁性納米顆粒載體上組裝后對其生物功能的影響,進(jìn)一步研究磁性納米顆粒及生物高分子組裝體中無機(jī)成分和有機(jī)成分對磁性的貢獻(xiàn)以及無機(jī)成分與有機(jī)成分的磁相互作用,以期將功能設(shè)計與組裝方法有機(jī)地結(jié)合起來。

(3)目前的磁性納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究才剛剛起步,但隨著磁性納米材料的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化的推進(jìn),如何大批量的生產(chǎn)質(zhì)量可靠穩(wěn)定的磁性納米材料,如何在生產(chǎn)過程中簡化生產(chǎn)步驟,降低成本,以期大規(guī)模臨床應(yīng)用。

篇10

[關(guān)鍵詞]翻轉(zhuǎn)課堂；自主學(xué)習(xí)；形成性評價

1引言

德國教育家斯多惠說過：“教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授，而在于激勵，喚醒，鼓舞。”這意味深長的語句一直是教學(xué)一線的教師所追求的目標(biāo)。然而，傳統(tǒng)的課堂缺乏挑戰(zhàn)性，不能引發(fā)學(xué)生的激情、挑戰(zhàn)學(xué)生的潛力，師生互動嚴(yán)重不足；教學(xué)要求過低，往往是“教三、學(xué)二、考一”。學(xué)生之所以通過突擊就能得到及格分，是因為我們的“識記”部分占到了60%以上，“理解”和“應(yīng)用”部分所占比例過低，高層次的要求空白。因此，傳統(tǒng)課堂的學(xué)生是“教出來的”，是被動的接受，學(xué)到的是枯燥、是知識，是教條；我們更希望學(xué)生是“學(xué)出來的”，是主動的領(lǐng)悟，收獲的是興趣、是素質(zhì)、是能力。為了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，提高教學(xué)質(zhì)量，“翻轉(zhuǎn)課堂”(FlippedClassroom)這種新型自主學(xué)習(xí)模式應(yīng)運而生[1-3]。“翻轉(zhuǎn)課堂”究竟翻轉(zhuǎn)了什么？第一，教學(xué)理念的翻轉(zhuǎn)—以教師為中心變?yōu)橐詫W(xué)生為中心；第二，學(xué)生學(xué)習(xí)方式的翻轉(zhuǎn)—由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為自主學(xué)習(xí)；第三，課堂功能的翻轉(zhuǎn)—由促進(jìn)知識的記憶理解轉(zhuǎn)為知識的內(nèi)化和拓展；第四，課堂上教師和學(xué)生角色的轉(zhuǎn)變—教師由演員變?yōu)閷?dǎo)演，學(xué)生由觀眾變?yōu)檠輪T；第五，考核方法的翻轉(zhuǎn)—由終結(jié)性評價為主轉(zhuǎn)為以形成性評價為主[4-5]。《塑料橡膠成型原材料》作為“高分子材料與工程”專業(yè)學(xué)生入門了解專業(yè)領(lǐng)域的第一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，其教學(xué)效果的好壞將直接影響到學(xué)生對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)熱情及效果。該課程的最主要特點是涵蓋內(nèi)容多，知識更新速度快，涉及到高分子化學(xué)、高分子物理、聚合物加工與改性等知識領(lǐng)域，而每一章節(jié)的內(nèi)容實際上又是自成一個完整的體系，學(xué)好該課程可為今后的學(xué)習(xí)、設(shè)計、工作打下良好的基礎(chǔ)。鑒于《塑料橡膠成型原材料》課程的上述特點，一方面要求授課老師應(yīng)具備全面的專業(yè)知識，積極改進(jìn)教學(xué)模式與教學(xué)方法；另一方面，活躍的自主學(xué)習(xí)、靈活多變的考核方式，才能使學(xué)生獲得積極的學(xué)習(xí)熱情與學(xué)習(xí)效果。在對我國開設(shè)“高分子材料與工程”專業(yè)的大多數(shù)地方院校統(tǒng)計分析表明，傳統(tǒng)的“灌入式”講課模式與單一的試卷考試形式存在教學(xué)方式呆板、內(nèi)容片面、被動學(xué)習(xí)制約學(xué)生創(chuàng)新思維和動手能力的培養(yǎng)等問題。因此，本文正是基于上述問題，采用“翻轉(zhuǎn)”的設(shè)計思路，積極探索和改革《塑料橡膠成型原材料》課程的教學(xué)模式和考核方式，以為更好的培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供服務(wù)。

2“翻轉(zhuǎn)課堂”研究現(xiàn)狀

“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式是美國喬納森•伯爾曼(JonBergmann)和亞倫•薩姆斯(AaronSams)于2007年創(chuàng)建的。隨著近年來“翻轉(zhuǎn)課堂”在國際教育界日益走紅，關(guān)于“翻轉(zhuǎn)課堂”的作用與效果，國內(nèi)外學(xué)術(shù)界紛紛進(jìn)行探討[6-7]。其中，比較有影響的觀點涉及以下幾個方面：第一，“翻轉(zhuǎn)課堂”能體現(xiàn)“混合式學(xué)習(xí)”的優(yōu)勢；第二，“翻轉(zhuǎn)課堂”更符合人類認(rèn)知的規(guī)律；第三，“翻轉(zhuǎn)課堂”有助于構(gòu)建新型師生關(guān)系；第四，“翻轉(zhuǎn)課堂”能促進(jìn)教學(xué)資源的有效利用與研發(fā)；第五，“翻轉(zhuǎn)課堂”與傳統(tǒng)“預(yù)設(shè)”的教學(xué)模式不同，它是“生成課程”這一全新理念的充分體現(xiàn)。無論是國內(nèi)還是國外，對于“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的研究更多側(cè)重于“微課程”的研究，卻把該課程創(chuàng)造者和使用者的研究放在了比較次要的地位。很多研究人員側(cè)重研究該課堂對于學(xué)生參與度的研究，而很少關(guān)注大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究[8-9]。此外，針對傳統(tǒng)教育的弊端，為了提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，以適應(yīng)社會對人才的要求，國內(nèi)外很多高校都先后在課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面進(jìn)行了改革，然而卻忽視了課程考試改革。高校課程的結(jié)課考試并不僅僅是對學(xué)生知識掌握程度的考核，還是高校教育教學(xué)活動的一個重要環(huán)節(jié)，在一定程度上對學(xué)生的學(xué)習(xí)起著“指揮棒”的作用，其功能發(fā)揮得如何直接影響創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)[10-12]。考核方式改革的意義在于：第一，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才；第二，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性；第三，綜合考核學(xué)習(xí)質(zhì)量和能力水平；第四，實現(xiàn)考試影響教育的理念。單一的考試形式對于大學(xué)專業(yè)課程來說，其弊端更大。專業(yè)課程往往涉及面較寬，內(nèi)容較豐富，與實踐環(huán)節(jié)聯(lián)系較多，教學(xué)的目的應(yīng)該更注重于實際應(yīng)用，而不是只注重于理論的條條框框和公式、概念的記憶。有的規(guī)則、公式等也沒必要要求學(xué)生都記在大腦中，只要在應(yīng)用時能夠正確利用文獻(xiàn)檢索工具就可以了?；谶^去幾年對《塑料橡膠成型原材料》課程考試的試卷形式和結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)了一些不盡如人意的地方，因此對該課程教育形式和內(nèi)容以及考試方式都提出了改革意見。尤其是“翻轉(zhuǎn)課堂”引入課程后，相應(yīng)的考核方式也要進(jìn)行相適應(yīng)的“翻轉(zhuǎn)”?？荚嚨闹攸c除了考核學(xué)生對基礎(chǔ)知識和理論的掌握程度，還要考查出學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，也希望通過考試讓學(xué)生反思自己的學(xué)習(xí)態(tài)度和方法，使得學(xué)生全面發(fā)展，以適應(yīng)社會的需要。

3“翻轉(zhuǎn)”設(shè)計的探索與啟示

通過對“翻轉(zhuǎn)課堂”與“多元化考核”在《塑料橡膠成型原材料》中的應(yīng)用探索，并結(jié)合中北大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)《塑料橡膠成型原材料》課程教學(xué)的實際情況，制定了相應(yīng)的改革計劃與實施方案，以培養(yǎng)滿足市場需求的創(chuàng)新型實踐人才，實現(xiàn)對大學(xué)本科生的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

3.1課堂功能的“翻轉(zhuǎn)”設(shè)計

采用整體化教學(xué)設(shè)計思想，備課不只是備教學(xué)內(nèi)容，還要備學(xué)生、備學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容。針對課堂功能進(jìn)行了“課前-課堂-課后”不同教學(xué)環(huán)節(jié)的“翻轉(zhuǎn)”設(shè)計，力求由促進(jìn)知識的記憶理解轉(zhuǎn)為知識的內(nèi)化和拓展。具體改革工作包括：根據(jù)B.S.Bloom的學(xué)習(xí)目標(biāo)階層理論、課程的重難點及教學(xué)對象(大班與實驗班)選擇適宜“翻轉(zhuǎn)”的教學(xué)主題；針對不同教學(xué)主題，提供閱讀講義或微視頻，設(shè)計“課程初認(rèn)識學(xué)習(xí)單”，讓學(xué)生課前預(yù)習(xí)課程內(nèi)容，并自主學(xué)習(xí)可以“記憶”、“理解”的基本知識；設(shè)計“課程重難點學(xué)習(xí)單”，在課堂上，預(yù)習(xí)完畢的學(xué)生通過教師引導(dǎo)與同學(xué)互動的思辨討論與合作學(xué)習(xí)，獲得知識的“應(yīng)用”與“分析”能力；設(shè)計“課程應(yīng)用與拓展學(xué)習(xí)單”，促使學(xué)生在課后反思，達(dá)成知識的“評鑒”與“創(chuàng)造”等能力。

3.2考核方式的“翻轉(zhuǎn)”設(shè)計

由終結(jié)性評價為主轉(zhuǎn)為以形成性評價為主。具體改革工作包括：選擇適宜“多元化考核”的教學(xué)內(nèi)容及考核對象(大班與實驗班)；采用預(yù)習(xí)反饋、課堂情況記錄、平時課堂檢測、期中小組匯報、期末筆試等多形式、多頻次的考核方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的考核方式；針對“翻轉(zhuǎn)”的課堂內(nèi)容及學(xué)生的反饋改進(jìn)考核方法。

3.3“翻轉(zhuǎn)課堂”與“多元化考核”協(xié)同作用下教學(xué)效果的評估方法

通過教學(xué)實踐，對比研究傳統(tǒng)教學(xué)與改革后“翻轉(zhuǎn)”教學(xué)的差異，采用成績分析、問卷調(diào)查等方式綜合評價“翻轉(zhuǎn)課堂”與“多元化考核”協(xié)同作用下的教學(xué)效果，探索出《塑料橡膠成型原材料》課程考核的信息反饋體系。盡管翻轉(zhuǎn)課堂在2007年出現(xiàn)、2011年以后迅速發(fā)展，但目前國內(nèi)真正實施翻轉(zhuǎn)課堂改革時仍面臨挑戰(zhàn)，我們在“翻轉(zhuǎn)”教學(xué)改革的探索過程中取得了一些進(jìn)展，同時也獲得一些啟示。第一、就教師自身而言，教學(xué)整體的“翻轉(zhuǎn)”設(shè)計對教師提出了更高的要求。微視頻的制作、課堂學(xué)習(xí)單的設(shè)計與課堂討論的掌控、課后練習(xí)與延伸，這每一個環(huán)節(jié)都需要教師認(rèn)真的去學(xué)習(xí)、去思考、去準(zhǔn)備。第二、就教與學(xué)而言，要保證“翻轉(zhuǎn)課堂”的有效實施必須堅持新的教育思想和教學(xué)觀念。翻轉(zhuǎn)課堂采用“混合式”學(xué)習(xí)方式，它包括課前的在線學(xué)習(xí)和課堂面對面教學(xué)這兩部分。混合式教育思想是“主導(dǎo)-主體相結(jié)合”的教育思想。它指引下的教學(xué)觀念，則是兼取“傳遞-接受”和“自主-探究”這二者之所長而形成的一種全新觀念，它強(qiáng)調(diào)“有意義的傳遞與教師主導(dǎo)下的自主探究相結(jié)合”為標(biāo)志的教與學(xué)活動，這并不是這兩種教學(xué)觀念的簡單疊加，而是要以適當(dāng)?shù)姆绞礁倪M(jìn)實施，方能奏效。第三、就外部環(huán)境而言，“翻轉(zhuǎn)課堂”的實施要有網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)環(huán)境的支撐和充足的學(xué)習(xí)時間保證。一方面，課前需要播放的教學(xué)視頻并非每一位教師都能自已完成制作，且教師自制微視頻工作量要加倍許多，盡管教師有可能通過電腦、iPad、智能手機(jī)等終端上網(wǎng)，但其規(guī)模和發(fā)展尚缺乏網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)環(huán)境的支撐；另一方面，翻轉(zhuǎn)課堂要求學(xué)生在課外上網(wǎng)學(xué)習(xí)微視頻，無形中增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)時間，由于受到學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性或是其他學(xué)科課業(yè)負(fù)擔(dān)過重的影響等等，使這個教學(xué)環(huán)節(jié)有可能落不到實處，或落實得不夠好。

4結(jié)語

與其說“翻轉(zhuǎn)”的是課堂時間結(jié)構(gòu)，倒不如說“翻轉(zhuǎn)”的是教師理念以及教學(xué)策略。正如某部電影中，上帝對一個迷茫的人說：“當(dāng)人們乞求勇氣的時候，上帝應(yīng)該給他勇氣，還是應(yīng)該給他獲得勇氣的機(jī)會？”同樣，當(dāng)人們渴望知識的時候，是應(yīng)該教授給他們單純的知識，還是應(yīng)該教授給他們獲得知識的方法？所謂“授之以魚不如授之以漁”，這才是“翻轉(zhuǎn)”設(shè)計的真正意義。

參考文獻(xiàn)

[1]陳倩，李嬌嬌，湯才梅．翻轉(zhuǎn)課堂在教學(xué)中遇到的問題及解決策略研究[J]．軟件導(dǎo)刊，2015，(1)：176-179．

[2]鐘曉流，宋述強(qiáng)，焦麗珍．信息化環(huán)境中基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的教學(xué)設(shè)計研究[J]．開放教育研究，2013，(1)：59-60．

[3]趙興龍．翻轉(zhuǎn)課堂中知識內(nèi)化過程及教學(xué)模式設(shè)計[J]．現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2014，(2)：55-61．

[4]郭紹青，楊濱．高校微課“趨同進(jìn)化”教學(xué)設(shè)計促進(jìn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)策略研究[J]．中國電化教育，2014，(4)：98-103．

[5]劉健智，．國內(nèi)外關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂的研究與實踐評述[J]．當(dāng)代教育理論與實踐，2014，(2)：68-71．

[6]張渝江．翻轉(zhuǎn)課堂變革[J]．中國信息技術(shù)教育，2012，(10)：118-121．

[7]張金磊，王穎，張寶輝．翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J]．遠(yuǎn)程教育雜志，2012，(4)：46-51．

[8]梁樂明，曹俏俏，張寶輝．微課程設(shè)計模式研究—基于國內(nèi)外微課程的對比分析[J]．開放教育研究，2013，(1)：65-73．

[9]姜艷玲，徐彤．學(xué)習(xí)成效金字塔理論在翻轉(zhuǎn)課堂中的應(yīng)用與實踐[J]．中國電化教育，2014，(7)：133-138．

[10]杜春娟．考試改革背景下教師教學(xué)行為和學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變—以呼倫貝爾學(xué)院為例[J]．成都師范學(xué)院學(xué)報，2014，(8)：21-24．

[11]成英，黃瑋，臺曉虹，等．基于多元化過程考核的《汽車評估》考試改革研究[J]．教育教學(xué)論壇，2014，(28)：252-253．