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生物力学入门课程

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在生物力学的早期,可能没有很多专门的生物力学课程,而是由对组织和生物系统感兴趣的人学习常规的力学课程。然而,现在世界各地的大学里有这么多专门的生物工程项目,似乎学生的基本力学知识更有可能来自专门的生物力学课程。这就引出了一个有趣的问题:这些课程都教些什么?与生物材料和系统的具体内容相比,经典力学教授了多少?

为了尝试了解现有的方法,我一直在收集不同机构提供的生物力学课程的信息;以下是一些例子,网上有完整的教学大纲:

如果你教授基础生物力学课程,或者知道你所在系的生物力学课程,你能在评论部分添加任何可用信息(尤其是教学大纲)的链接吗?

索志刚的照片

米歇尔:这是一个很好的讨论话题。我的知识不足以教授生物力学,但我注意到,即使在我的本科力学课上,也有许多学生对生物力学感兴趣。我的研究生课程固体力学也是如此。你可以通过看他们的项目这门课。如果我能学到一些想法并将它们融入到我的常规机械课中,那就太好了。也许很多其他人也有类似的需求。

我问生物系的一位同事,他们在教授本科生生物力学时用的是什么教科书。这里有两条建议:

我很好奇你或其他人是否知道其他好的教科书或评论文章。

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今天早上我第一次讲了生物力学,因此我可以反思一下我最近教生物力学新入门课程的经验。我在课上讲的第一件事不是教学大纲。相反,我开始和学生们讨论生物力学的研究内容。我很想知道他们认为生物力学是什么意思。顺便说一下,我的课程是本科生(n=31)和研究生(n=18)的联合课程。毫不奇怪,许多学生(主要是本科生)认为生物力学主要是身体/关节/四肢运动的力学,而不认为包括组织和细胞生物力学。

事实上,生物力学既研究运动,也研究生物固体力学、生物流体力学、细胞生物力学和生物分子力学。“生物力学”定义的广度使得生物力学入门课程的材料选择相当复杂。使课程发展更加复杂的是学生在进入课堂时所掌握的知识水平。后续和更高级的课程(超过入门级课程)也会影响材料的选择。例如,我所在的机构(从今年春天开始)定期提供生物力学的入门课程,但没有积极计划开发生物固体、生物流体或细胞力学的常规课程。其他学校(如犹他大学)提供一系列生物力学课程,旨在解决硬组织和软组织、流体和多种尺度的分析问题。

对于我的入门级课程,我必须牺牲内容来解释科罗拉多大学有限的生物力学相关课程:我的课程和综合生理学系的一些运动生物力学相关课程。如果没有更高级的课程,我有几个考虑:

1.概述生物力学的关键概念,既不会让本科生不知所措,又能给研究生带来挑战

2.为研究生提供与其他课程(如连续介质或流体力学)相结合的工具,使他们能够更好地理解或处理他们研究中独特的问题。

3.尽量不要牺牲太多的材料——但什么是最好的省略?不可能在一到三个学分的入门课程中涵盖所有内容。但这门课程的结构绝对可以挑战学生和我自己!

我有兴趣促进米歇尔发起的讨论,并希望听到对该领域感兴趣的其他人的回应……特别是如何最好地教授我们的学生生物力学?最重要的材料是什么?测试和传统的家庭作业是最好的方法吗?还是在课堂上阐述关键原则,并通过发表的期刊文章专注于“案例研究”?(中庸之道可能介于两者之间)。另外,没有实验的生物力学课程效果如何?

我将发布我的课程网站(当它在下周启动并运行时)和课程内容的简要描述,以获得反馈和分享我作为生物力学第一次老师的经验。与此同时,在米歇尔开始的列表中添加一个相当全面的网站,它已经列出了网络上的生物力学课程(以及教科书列表):http://www.uoregon.edu/~karduna/biomechanics/

最好的

马库斯·j·比勒的照片

嗨,米歇尔,

这是一个非常有趣的话题!

我从原子和分子的角度教授生物系统的力学。为了在分子尺度上推进对这些复杂材料的基本理解,我首先教授迄今为止已知的其他类别的材料。例如,我教授基本的连续介质力学,讨论它如何与断裂力学、位错理论和相关领域联系起来。

这自然会让国家问:“生物材料的可比概念是什么?”当然,由于分子结构如此复杂、无序等,这一领域存在着巨大的智力挑战。但是,学生们将会在更传统的领域中欣赏基本观点。

马库斯

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