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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,取而代之的是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都有这么多专门的生物工程课程,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。这反过来又提出了一个有趣的问题,这些课程教的是什么?与生物材料和系统的具体内容相比,有多少经典力学被教授?

为了试着感受一下现有的方法,我一直在收集不同机构提供的生物力学课程的信息;下面是一些在网上有完整教学大纲的例子:

如果你教基础生物力学课程,或者知道你们系的生物力学课程,你能在评论区添加一个链接到任何可用的信息(尤其是教学大纲)吗?

索志刚的照片

米歇尔:这是一个很好的话题。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,许多学生也对生物力学感兴趣。我的固体力学研究生班也是如此。你可以通过观察他们的爱好来了解他们的兴趣项目这门课。如果我能把一些想法融入到我的常规机械课程中,那就太好了。也许还有很多人有类似的需求。

我问一位生物系的同事,他们在教授本科生生物力学时用的是什么教材。这里有两个建议:

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。

VirginiaLFerguson的照片

今天上午,我第一次上了生物力学课,因此可以回顾一下我最近在教授一门新的生物力学入门课程方面的经验。我在演讲中提到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包含了什么。我很想知道他们对生物力学的理解。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/四肢的运动力学,不包括组织和细胞生物力学。

事实上,生物力学既是运动的研究,也是生物固体力学、生物流体力学、细胞生物力学和生物分子力学的研究。“生物力学”所定义的广度使得生物力学入门课程中材料的选择相当复杂。使课程发展更加复杂的是学生进入课堂时所掌握的知识水平。后续和更高级的课程(超过入门水平的课程)也会影响材料的选择。例如,我的机构定期提供(从今年春天开始)生物力学的入门课程,但并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(例如,犹他大学)提供了一系列生物力学课程,旨在解决硬组织和软组织,液体,和多尺度的分析。

对于我的入门级课程,我必须牺牲一些内容来考虑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,我有以下几点考虑:

1.提供生物力学的关键概念的概述,不压倒本科生,但仍然挑战研究生

2.为研究生提供工具,结合其他课程(即连续介质或流体力学)提供的教育,使他们能够更好地理解或处理他们研究中特有的问题。

3.尽量不要牺牲太多的材料——但是什么是最好的省略呢?在一三个学分的入门课程中不可能涵盖所有内容。但这门课程的结构绝对可以挑战学生和我自己!

我有兴趣推动米歇尔发起的这个讨论,并希望听到其他对此领域感兴趣的人的回应……具体来讲,如何最好地教授我们的学生生物力学?最重要的内容是什么?考试和传统的家庭作业是最好的方法,还是在课堂上阐述关键原理,并通过发表的期刊文章专注于“案例研究”更好?(这两者之间可能存在一个中庸之道)。此外,没有实验室的生物力学课程效果如何?

我将发布我的课程网站(当它在下周上线运行时)和课程内容的简要描述,以获得反馈,并分享我作为生物力学第一次教师的经验。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,已经在网上列出了生物力学课程(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力学。遵循在分子尺度上推进对这些复杂材料的基本理解的目标,我首先教授迄今为止已知的其他类型的材料。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,这一领域存在巨大的智力挑战,因为分子结构是如此复杂、无序等。但学生们会从更传统的领域来欣赏这种基本观点。

马库斯

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