《生命复合材料》课程教学大纲 Living Materials

《生命复合材料》课程教学大纲课程名称生命复合材料/LivingMaterials2课程编号学分总学时32（含8学时课内试验）无机化学、分析化学、有机适用专业先修课程化学、牛物理化学、材料类执笔：阳晓宇日期：2016/04/20审阅：日期：审定：日期：一、课程简介与特色生命复合材料课程是一门将纳米材料学与生物学相结合的交叉课程。生命复合材料就是将一种或一种以上的纳米材料与生物体，如细胞等相结合，开发出既具有材料本身的性能，同时保留了细胞本身的功能的新型复合材料。但是由于人工合成的材料与生物体之间相互作用的复杂性，有关于与生物体进行复合材料的成分、结构、生物适应性一直是研究的热点课题，也是纳米生物材料研究的前沿性课题。本课程主要内容包括生命复合材料的基本知识及原理的介绍，纳米材料与生物材料复合的方法及基本表征手段的介绍，材料合成和基本表征手段的实验教学。本课程以提高学生的科研能力为教学重点，围绕这一中心的教学内容涉及纳米化学相关的基础理论知识的同时，对科学研究的基础理论和方法、手段进行讲述，为科研能力的培养提供有效的基础知识平台，有利于对学生综合素质的培养Living Materials is an interdisciplinary course that combines nanomaterials science withbiology.Livingmaterialswhichcombinebothofnanomaterialsandbioentities,notonly remainthepropertiesofnanomaterials,butalsopossessfunctionalitiesofbioentities.However,duetothe complex interaction between synthesized materialsand bioentities,the ingredient, structureandbiocompatibilityofthenanomaterialshasremainedahottopicaswellasafrontierresearcharea of nanobiomaterials.This course are divided into three parts,including the basic knowledge,synthesismethodsandthebasiccharcteriazationtechniquesoflivingmaterialsThis course is aimed at cultivating students with abilities of thinking, self-study,independentanalysisandsolvingproblems,this coursealsopayattentiontotraining students'abilitiesofanalyzingand solvingproblems withtheintegrateduseoftheoreticalknowledge.Byresearchingon theory and practicing on teaching, we can lead the students to build preliminary scientificspirit.本课程旨在通过教学的各个环节逐步培养学生具有思维能力、自学能力、独立分析问题能力和解决问题能力，还特别注意培养学生综合运用理论知识去分析和解决问题的能力。通过理论与实践教学，使得学生具有初步的创新和探索精神。二、课程教学目标本课程通过教学的各个环节逐步培养学生具有思维能力、自学能力、独立分析问题能力和解决问题能力，还特别注意培养学生综合运用知识去分析和解决问题的能力。通过理论与

《生命复合材料》课程教学大纲 课程名称 生命复合材料/ Living Materials 课程编号 学分 2 总学时 32（含 8 学时课内试验） 适用专业 材料类 先修课程 无机化学、分析化学、有机 化学、物理化学、 执笔： 阳晓宇 日期：2016/04/20 审阅： 日期： 审定： 日期： 一、课程简介与特色 生命复合材料课程是一门将纳米材料学与生物学相结合的交叉课程。生命复合材料就是 将一种或一种以上的纳米材料与生物体，如细胞等相结合，开发出既具有材料本身的性能， 同时保留了细胞本身的功能的新型复合材料。但是由于人工合成的材料与生物体之间相互作 用的复杂性，有关于与生物体进行复合材料的成分、结构、生物适应性一直是研究的热点课 题，也是纳米生物材料研究的前沿性课题。本课程主要内容包括生命复合材料的基本知识及 原理的介绍，纳米材料与生物材料复合的方法及基本表征手段的介绍，材料合成和基本表征 手段的实验教学。 本课程以提高学生的科研能力为教学重点，围绕这一中心的教学内容涉及纳米化学相关 的基础理论知识的同时，对科学研究的基础理论和方法、手段进行讲述，为科研能力的培养 提供有效的基础知识平台，有利于对学生综合素质的培养 Living Materialsis an interdisciplinary course that combines nanomaterials science with biology. Living materials which combine both of nanomaterials and bioentities, not only remain the properties of nanomaterials, but also possess functionalities of bioentities. However, due to the complex interaction between synthesized materials and bioentities, the ingredient, structure and biocompatibility of the nanomaterials has remained a hot topic as well as a frontier research area of nanobiomaterials. This course are divided into three parts, including the basic knowledge, synthesis methods and the basic charcteriazation techniques of living materials. This course is aimed at cultivating students with abilities of thinking, self-study, independent analysis and solving problems, this course also pay attention to training students’ abilities of analyzing and solving problems with the integrated use of theoretical knowledge. By researching on theory and practicing on teaching, we can lead the students to build preliminary scientific spirit. 本课程旨在通过教学的各个环节逐步培养学生具有思维能力、自学能力、独立分析问题 能力和解决问题能力，还特别注意培养学生综合运用理论知识去分析和解决问题的能力。通 过理论与实践教学，使得学生具有初步的创新和探索精神。 二、课程教学目标 本课程通过教学的各个环节逐步培养学生具有思维能力、自学能力、独立分析问题能力 和解决问题能力，还特别注意培养学生综合运用知识去分析和解决问题的能力。通过理论与

实践教学，使得学生具有初步的科学精神。对于本课程的教学，提出以下儿点要求：1.在理论知识的讲解上要通俗易懂，避免嗨涩深奥，激发学生对生命复合材料的兴趣，让他们了解纳米生物材料的基本概念以及合成原理，对生命复合材料的研究现状和前景有基本的把握；2.在实验教学上，覆盖面要广，从生命复合材料的合成到不同的表征手段都要详细介绍，使他们对材料的合成方法材料测试中基本的表征手段及其具体用途都有大致的了解：3.指导学生进行与课程相关的PPT的制作，使学生发掘自已感兴趣的方向并能通过PPT及个人讲解清楚地展示出来。三、教学内容导论生命复合材料的介绍第一章生命复合材料基本知识1.1生命复合材料的定义和特点；1.2生命复合材料的基本性能；1.3生命复合材料的应用；第二章材料与细胞的复合2.1无机材料与细胞的复合；2.1.1金属纳米材料与细胞的复合：2.1.2纳米氧化物材料与细胞的复合：2.1.3碳材料与细胞的复合：2.2高分子材料与细胞的复合：2.2.1聚电解质与细胞的复合；2.2.2pH响应性聚合物与细胞的复合：2.2.3温度响应性聚合物与细胞的复合；2.3生物材料与细胞的复合：2.3.1氨基酸与细胞的复合；2.3.2多肽与细胞的复合；2.3.3蛋白质与细胞的复合；第三章生命复合材料的表征3.1X射线衍射仪；3.2扫描电镜；3.3荧光显微镜；3.4氮气吸附/脱附：3.5氧电极；3.6紫外可见光分光光度计；实验内容和要求表2实验内容和要求主要仪器项目名称实验内容型号设备名称数量生物无机非金生物/介孔二氧化硅小球的合成离心机湘仪H1850R，1属纳米自组装集热式恒温加热磁力搅拌器生物/石墨烯材料的合成材料的合成df-101S,1生物无机金属生物/PtPd双金属纳米孔材料的离心机湘仪H1850R，1

实践教学，使得学生具有初步的科学精神。对于本课程的教学，提出以下几点要求：1.在理 论知识的讲解上要通俗易懂，避免晦涩深奥，激发学生对生命复合材料的兴趣，让他们了解 纳米生物材料的基本概念以及合成原理，对生命复合材料的研究现状和前景有基本的把握； 2.在实验教学上，覆盖面要广，从生命复合材料的合成到不同的表征手段都要详细介绍，使 他们对材料的合成方法材料测试中基本的表征手段及其具体用途都有大致的了解；3.指导学 生进行与课程相关的 PPT 的制作，使学生发掘自己感兴趣的方向并能通过 PPT 及个人讲解清 楚地展示出来。 三、教学内容 导 论 生命复合材料的介绍 第一章 生命复合材料基本知识 1.1 生命复合材料的定义和特点； 1.2 生命复合材料的基本性能； 1.3 生命复合材料的应用； 第二章 材料与细胞的复合 2.1 无机材料与细胞的复合； 2.1.1 金属纳米材料与细胞的复合； 2.1.2 纳米氧化物材料与细胞的复合； 2.1.3 碳材料与细胞的复合； 2.2 高分子材料与细胞的复合； 2.2.1 聚电解质与细胞的复合； 2.2.2 pH 响应性聚合物与细胞的复合； 2.2.3 温度响应性聚合物与细胞的复合； 2.3 生物材料与细胞的复合； 2.3.1 氨基酸与细胞的复合； 2.3.2 多肽与细胞的复合； 2.3.3 蛋白质与细胞的复合； 第三章 生命复合材料的表征 3.1 X 射线衍射仪； 3.2 扫描电镜； 3.3 荧光显微镜； 3.4 氮气吸附/脱附； 3.5 氧电极； 3.6 紫外可见光分光光度计； 实验内容和要求 表 2 实验内容和要求 项目名称 实验内容 主要仪器 设备名称 型号 数量 生物无机非金 属纳米自组装 材料的合成 生物/介孔二氧化硅小球的合成 离心机 湘仪 H1850R，1 生物/石墨烯材料的合成 集 热 式 恒 温 加 热 磁 力 搅 拌 器 df-101S，1 生物无机金属 生物/PtPd 双金属纳米孔材料的 离心机 湘仪 H1850R，1

纳米自组装材制备料的合成生物/二氧化钛纳米粒子合成烘箱AISITEWGL-45B，1生物/钻纳米粒子的合成手套箱RDF-SDX1，1集热式恒温加热磁力搅拌器生物/纳米银合成df-101S,1集热式恒温加热磁力搅拌器生物/纳米金溶胶的制备df-101S,1X射线衍射仪的样品制备及实际X射线衍射仪D8advance，1操作实验样品的表扫描电镜样品制备及上机操作冷场发射扫描电镜日立S-4800，1征等温氮气吸附/脱附测试的实验氮气吸附微介孔表征仪器操作ASAP-2020,1四、学时分配表3-1课程学时分配表教学环节学时实践讲授小计研讨汇报课程内容（实验）生命复合材料的介绍2024生命复合材料基本知识2428材料与细胞的复合82212生命复合材料的表征4228合计618832表3一2实验学时分配表序号实验学时实验项目名称每组人数1101生物/介孔二氧化硅小球的合成1102生物/石墨烯材料的合成生物/PtPd双金属纳米孔材料的制1103备1040.5生物/二氧化钛纳米粒子合成

纳米自组装材 料的合成 制备 生物/二氧化钛纳米粒子合成 烘箱 AISITE WGL-45B，1 生物/钴纳米粒子的合成 手套箱 RDF-SDX1，1 生物/纳米银合成 集 热 式 恒 温 加 热 磁 力 搅 拌 器 df-101S，1 生物/纳米金溶胶的制备 集 热 式 恒 温 加 热 磁 力 搅 拌 器 df-101S，1 实验样品的表 征 X 射线衍射仪的样品制备及实际 操作 X 射线衍射仪 D8 advance，1 扫描电镜样品制备及上机操作 冷场发射扫描电镜 日立 S-4800，1 等温氮气吸附/脱附测试的实验 操作 氮 气 吸 附 微 介 孔 表 征 仪 器 ASAP-2020,1 四、学时分配 表 3－1 课程学时分配表 讲授 研讨汇报 实践 （实验） 小计 生命复合材料的介绍 2 0 2 4 生命复合材料基本知识 4 2 2 8 材料与细胞的复合 8 2 2 12 生命复合材料的表征 4 2 2 8 合计 18 6 8 32 表 3－2 实验学时分配表 序号 实 验 项 目 名 称 实验学时 每组人数 1 生物/介孔二氧化硅小球的合成 1 10 2 生物/石墨烯材料的合成 1 10 3 生物/PtPd 双金属纳米孔材料的制 备 1 10 4 生物/二氧化钛纳米粒子合成 0.5 10 课程内容 学时 教学环节

105生物/钴纳米粒子的合成0.5106生物/纳米银合成0.51070.5生物/纳米金溶胶的制备1018X射线衍射仪的样品制备及操作9110扫描电镜样品制备及操作11010等温氮气吸附/脱附测试的操作五、达成课程目标的途径与措施本门课程使用1）多媒体教学法：2）实验教学法：3）表征仪器教学法：4）英文教学并开设了相应的生命复合材料合成制备实验，采取ppt汇报和开卷论文相结合的方式进行考核。六、考核方式1，课程汇报（30%）根据选题制作ppt并汇报。2，开卷论文（40%）根据选题撰写论文。3，课程实验（20%）以观摩为主要方式学习了解生命复合材料的制备及其样品性能的表征的基本方法。4，平时成绩（10%）考察学生的出勤率。七、推荐教材及参考资料1.纳米生物材料学，张阳德等，化学工业出版社，20052.纳米生物学，孙恩杰，化学工业出版社，2010；3.纳米生物技术：概念、应用和前景，C.M.尼迈耶等，化学工业出版社，2008：

5 生物/钴纳米粒子的合成 0.5 10 6 生物/纳米银合成 0.5 10 7 生物/纳米金溶胶的制备 0.5 10 8 X 射线衍射仪的样品制备及操作 1 10 9 扫描电镜样品制备及操作 1 10 10 等温氮气吸附/脱附测试的操作 1 10 五、达成课程目标的途径与措施 本门课程使用 1）多媒体教学法；2）实验教学法；3）表征仪器教学法；4）英文教学。 并开设了相应的生命复合材料合成制备实验，采取 ppt 汇报和开卷论文相结合的方式进行考 核。 六、考核方式 1，课程汇报（30%） 根据选题制作 ppt 并汇报。 2，开卷论文（40%）根据选题撰写论文。 3，课程实验（20%） 以观摩为主要方式学习了解生命复合材料的制备及其样品性能的表征 的基本方法。 4，平时成绩（10%）考察学生的出勤率。 七、推荐教材及参考资料 1. 纳米生物材料学，张阳德等，化学工业出版社，2005； 2. 纳米生物学，孙恩杰，化学工业出版社，2010； 3. 纳米生物技术：概念、应用和前景，C.M.尼迈耶等，化学工业出版社，2008；