生物医用高分子材料实验教学大纲
一、课程基本信息
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生物医用高分子材料实验 Experiments for Biomedical Polymeric Materials
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课程类别 |
专选 |
课程编码 |
MSE366 |
开课单位 |
材料科学与工程学院 |
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学分 |
1.5 |
学时 |
54 |
授课年级 |
2019 |
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面向专业/大类 |
高分子材料与工程Macromolecular Materials and Engineering |
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课程负责人 |
程度 |
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先修课程 |
高分子化学、功能高分子材料II |
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是否为一年级大类基础课程，且期末考核形式为“考试” |
否 |
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课程目的与 教学基本要求 （应与课程思政相结合，体现思政要求）
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生物医用高分子材料实验内容包括医用材料的制备与合成以及利用所制备的材料构建载药纳米粒子和支架等体系，并评价其在细胞层面或分子生物功能上的作用效果（细胞培养、细胞转染、蛋白印迹等）。对有关的理论基础做简要的介绍，加深学生对课堂讲授知识的理解；实验项目的选择上本着理论联系实际的原则，注意与实际应用紧密结合，使实验具有一定的趣味性和实践性，设置了一些合成、性能测试与应用相结合的综合性实验，使学生在得到基本技能训练的基础上，获得一些实际应用的感性认识。经过本课程学习和严格训练后，学生应达到如下要求： 1. 进一步加深理解生物医用高分子材料制备的基本方法和原则。2. 掌握高生物医用高分子材料合成的实施方法及其控制因素。3. 掌握生物医用材料的一些研究方法和实验技能。 4. 学会独立分析问题和解决问题的方法，具有一定的创新能力。 5. 养成严谨的科学态度, 科学思维方法和具有较强的实际动手能力。课程结合思政，讲述我国科技政策对生物材料发展的促进和保障作用，讲述我国生物材料科技在党领导下的快速发展和对人民健康的保障作用。 |
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二、课程基本内容（要求有一定的字数，不能过于简单）
（一）教学进度表
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章节次序及名称(细化至节，必填) |
主要教学内容(必填) |
所需学时(必填) |
课程思政元素(必填) |
重点、难点(选填) |
周次(选填) |
备注(选填) |
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第一章：聚乙二醇-聚乙烯亚胺的合成 重点：掌握酰胺化反应制备阳离子嵌段聚合物的方法； 难点：学会活化羟基聚乙二醇的方法。 |
6 |
讲述我国基因载体的发展历程及其先进性 |
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第11 周 |
无 |
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第二章：质粒DNA的扩增与提取 重点：掌握质粒DNA的扩增方法和层析柱吸附法纯化DNA的方法； 难点：避免提取过程中质粒DNA的降解和污染。 |
8 |
讲述我国科技政策对促进生物材料学科发展的巨大促进作用 |
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第12 周 |
无 |
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第三章：载DNA纳米粒子的制备与表征 重点：掌握纳米粒子的组装方法，掌握DNA电泳评价载体性能的方法，学会通过粒径和电位表征纳米粒子； 难点：学会DNA电泳和粒径电位仪的使用。 |
6 |
讲述我国纳米科技在世界的领先性，讲述我国人才政策对科技发展的巨大促进作用 |
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第13 周 |
无 |
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第四章：负载核酸纳米粒子制备与细胞转染 重点：学会细胞培养技术和细胞转染方法； 难点：掌握细胞的培养方法和荧光显微镜的使用。 |
6 |
讲述钟南山等精神领袖的事迹，激励学生勇攀科学高峰 |
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第14 周 |
无 |
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第五章：SDS-PAGE电泳 重点：掌握蛋白电泳的方法； 难点：SDS-PAGE电泳的制备。 |
6 |
结合讲述我国生物医用材料的发展历程，使学生树立爱国心和科技强国的理念。 |
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第15 周 |
无 |
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第六章：聚乙二醇-聚己内酯载药纳米粒子的制备与纯化 重点：掌握两亲性嵌段聚合物自助装制备与纯化技术； 难点：两亲性嵌段聚合物包载药物的方法。 |
8 |
讲述唯物辩证法在生物材料研究中的重要性 |
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第16 周 |
无 |
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第七章：纳米粒子载药性能和生物相容性的评价 重点：掌握载药量、药物包封率和MTT法评价材料生物相容性的方法； 难点：掌握细胞对MTT实验结果的影响的规律。 |
6 |
讲述党领导下我国制药行业的发展，树立拥护党领导的信念 |
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第17 周 |
无 |
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第八章：明胶支架材料的制备与表征 重点：掌握水凝胶支架材料的制备方法和表征手段； 难点：学会控制水凝胶支架材料性能的方法和评价技术。 |
8 |
讲述我国生物医用材料蓬勃发展的现状，树立民族自豪感和维护国家稳定团结的大好局面 |
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第18 周 |
无 |
合计:54
（二）教学环节安排
（对各种教学环节的安排如：实验、实习、习题课、作业等以及本课程与其他相关课程的联系、分工等作必要说明，教学环节的安排体现高阶性、创新性、挑战度）
1、课程独立开设，学生在教师的指导下进行实验的实践活动。实验前学生必须认真预习实验内容，写出实验预习报告，指导教师在学生动手实验前，讲解实验的基本原理、基本操作方法、注意事项。
2、实验过程中，要求学生认真观察每个实验现象，如实地做好实验记录，实验完毕，必须将实验原始记录交指导教师审核签名，清洗、整理好实验仪器后，方能离开实验室。
3、学生应按要求撰写实验报告，不得互相抄袭，报告要按时交，同时要提交有教师签名的预习报告。
4、 实验课程的讲座
(1) 实验绪论课. 讲述实验室安全、实验安排及要求、仪器认知和使用、单元操作要领、数据处理和实验报告书写。
(2) 期中课程小结。讲解学生实验过程及报告中出现的主要问题。
(3) 期末总结和补做实验。总结整个学期的课程和知识重点；学生因正常请假缺漏实验的补。
（三）教学方法
（包括课堂讲授、提问研讨，课后习题和答疑等情况，要增加团队学习、小组大作业、实验课和理论课的结合、使用信息技术方法、由教师和知识为中心转化为以学生和学习为中心）
指导教师在学生动手实验前，讲解实验的基本原理、基本操作方法、注意事项等，通过实验前的提问或讨论了解学生对实验内容的预习和掌握情况。注意培养学生独立操作、观察、记录实验现象、分析归纳、撰写实验报告的能力。结合研究性实验与设计实验，培养学生具有自我获取知识、提出问题、分析问题、解决问题的独立工作能力。
（四）课程教材（主讲教材尽量使用“马工程”和国家规划教材，在同类教材中，优先选用国家级规划教材，凡教材选用范围中有“马工程”重点教材的，必须选用工程重点教材。）
自编
（五）主要参考书目
（推荐若干参考书，并注明书名、作者、出版社、版本、出版日期等，每个章节指定一定数量、明确的阅读资料）
《纳米生物学交叉实验教程》，刘庄，许利耕编著，科学出版社，2017年11月。《生物医学材料综合实验》，阳范文，陈晓明，田秀梅等编著，科学出版社，2020年8月。
（六）成绩评定方式
（原则上平时成绩（包括期中考试、课堂讨论、测验、作业、论文、出勤情况等）占总成绩的40%，期末成绩占总成绩的60%）
本课程采用平时考核(实际操作和实验报告成绩)来综合评定学生成绩。
每个实验, 预习考查占 20%, 实际操作占20 %, 实验报告占 60%。
实验成绩按 100分计, 90分以上为优, 80~89分为良, 70~79分为中, 60分为及格, 低于60分为不及格。