《仿生工程材料》教学大纲课程名称：仿生工程材料课程类别（必修/选修）：选修课翟英文名称：BiomimeticEngineeringMaterial其中实验/实晚学时：0总学时/周学时/学分：24/4/1.5先修课程：材料科学基础、高分子材料改性、纳米材料后续课程支撑：专业综合设计实验、毕业设计授课地点：6A-308授课时间：1-6周，星期一1-2节：星期三1-2节授课对象：2022级高分子材料1班开课学院：材料科学与工程学院在任课教师姓名/职称：苏晓竞/讲师答疑时间、地点与方式：课后停留在教室，对有疑问的同学进行答疑：课后同学们可以到4B211进行面对面的答疑：可随时进行线上答疑。课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（V）其它（）使用教材：江雷等编《仿生智能纳米材料》，科学出版社，2015.10。教学参考资料：（1）贾贤等主编《天然生物材料及其仿生工程材料》，化学工业出版社，2007.8。（2）李坚等主编《仿生智能生物质复合材料制备关键技术》，化学工业出版社，2022.10。课程简介：《仿生工程材料》是利用自然的仿生原理来设计合成的具有特殊优异性能的功能和智能材料，它是材料、化学、物理、生物、纳米技术、先进制造技术、信息技术等多学科交叉的前沿研究热点之一。仿生工程材料的设计、可控制备和结构性能表征均涉及材料科学的最前沿领域，代表了材料科学的最活跃方面和最先进的发展方向，将对经济、社会、科学技术的发展产生十分重要的影响。通过《仿生工程材料》课程的学习，使高分子材料专业的学生了解大自然与社会材料密不可分的联系，系统掌握仿生材料的设计理念、材料结构与功能关系、智能驱动原理及在生产、生活中的应用，同时了解仿生材料的最新研究成果。课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑：1
1 《仿生工程材料》教学大纲 课程名称：仿生工程材料 课程类别（必修/选修）：选修 课程英文名称：Biomimetic Engineering Material 总学时/周学时/学分： 24/4/1.5 其中实验/实践学时：0 先修课程： 材料科学基础、高分子材料改性、纳米材料 后续课程支撑： 专业综合设计实验、毕业设计 授课时间： 1-6 周，星期一 1-2 节；星期三 1-2 节 授课地点：6A-308 授课对象： 2022 级高分子材料 1 班 开课学院： 材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称：苏晓竞/讲师 答疑时间、地点与方式：课后停留在教室，对有疑问的同学进行答疑；课后同学们可以到 4B211 进行面对面的答疑；可随时进行线上答疑。 课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（√）其它（ ） 使用教材： 江雷等编《仿生智能纳米材料》，科学出版社，2015.10。 教学参考资料：（1）贾贤等主编《天然生物材料及其仿生工程材料》，化学工业出版社，2007.8。 （2）李坚等主编《仿生智能生物质复合材料制备关键技术》，化学工业出版社，2022.10。 课程简介：《仿生工程材料》是利用自然的仿生原理来设计合成的具有特殊优异性能的功能和智能材料，它是材料、化学、物理、生物、纳米技术、先 进制造技术、信息技术等多学科交叉的前沿研究热点之一。仿生工程材料的设计、可控制备和结构性能表征均涉及材料科学的最前沿领域，代表了材料 科学的最活跃方面和最先进的发展方向，将对经济、社会、科学技术的发展产生十分重要的影响。通过《仿生工程材料》课程的学习，使高分子材料专 业的学生了解大自然与社会材料密不可分的联系，系统掌握仿生材料的设计理念、材料结构与功能关系、智能驱动原理及在生产、生活中的应用，同时 了解仿生材料的最新研究成果。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑：
毕业要求课程教学目标支撑毕业要求指标点3.设计/开发解决方案：能够针对高分子材料的合目标1：学习自然界中多种动植物结构与性能之间的关系，掌握特3.2能够进行高分子材料与工程相关系成、制备、成型加工过程中所涉及的配方、工艺、统或工艺流程设计，在设计中体现创新生产流程及设备进行设计并制定开发解决方案，能殊表面材料、结构纳米材料、隔热材料、光电转换材料、意识。自修复材料等多种仿生材料的设计理论和制备方法，为提够在设计环节中体现创新意识：考虑社会、健康、出新型高性能高分子工程材料打下坚实基础。安全、法律、文化以及环境等因素。目标2：4：研究：能够基于科学原理并采用科学方法对高理解仿生材料的物理和化学结构对其性能的影响，再根据4.2能够根据对象特征，选择研究路线，分子材料与工程领域复杂工程问题进行研究，包括材料性能要求反向设计材料结构，掌握冷冻干燥、静电纺设计实验方案。设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得出丝、定向自组装、模板法等制备方法，了解高性能仿生材合理有效的结论。料对社会发展的影响及在高分子产业中的应用。目标3：7.2能够站在环境保护和可持续发展的了解自然界动植物对社会材料发展的重要性，掌握仿生材7.环境和可持续发展：能够理解和评价针对高分角度思考高分子材料与工程专业工程料循环再生的目的和方法，学习可再生能源在材料中的利子材料与工程领域复杂问题的工程实践对环境、社实践的可持续性，评估产品周期中可能用途径，结合生产实际对仿生材料研究成果的应用前景进会可持续发展的影响。对人类和环境造成影响。行分析和讨论，培养热爱自然、创新求实的科研精神。2
2 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： 学习自然界中多种动植物结构与性能之间的关系，掌握特 殊表面材料、结构纳米材料、隔热材料、光电转换材料、 自修复材料等多种仿生材料的设计理论和制备方法，为提 出新型高性能高分子工程材料打下坚实基础。 3.2 能够进行高分子材料与工程相关系 统或工艺流程设计，在设计中体现创新 意识。 3. 设计/开发解决方案：能够针对高分子材料的合 成、制备、成型加工过程中所涉及的配方、工艺、 生产流程及设备进行设计并制定开发解决方案，能 够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、 安全、法律、文化以及环境等因素。 目标 2： 理解仿生材料的物理和化学结构对其性能的影响，再根据 材料性能要求反向设计材料结构，掌握冷冻干燥、静电纺 丝、定向自组装、模板法等制备方法，了解高性能仿生材 料对社会发展的影响及在高分子产业中的应用。 4.2 能够根据对象特征，选择研究路线， 设计实验方案。 4．研究：能够基于科学原理并采用科学方法对高 分子材料与工程领域复杂工程问题进行研究，包括 设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得出 合理有效的结论。 目标 3： 了解自然界动植物对社会材料发展的重要性，掌握仿生材 料循环再生的目的和方法，学习可再生能源在材料中的利 用途径，结合生产实际对仿生材料研究成果的应用前景进 行分析和讨论，培养热爱自然、创新求实的科研精神。 7.2 能够站在环境保护和可持续发展的 角度思考高分子材料与工程专业工程 实践的可持续性，评估产品周期中可能 对人类和环境造成影响。 7．环境和可持续发展：能够理解和评价针对高分 子材料与工程领域复杂问题的工程实践对环境、社 会可持续发展的影响
理论教学进程表教学模式学时教学内容（重点、难点、课程思政融入支撑课周次教学主题授课教师教学方法作业安排点)数线下/混合式程目标重点：掌握仿生材料制备的目的、方法以及发展现状。难点：无。线下讲授无苏晓竞目标12仿生材料基础课程思政融入点：介绍“道法自然”、“有所发现、有所发明、有所创造”，培养学生热爱生活、积极思考、求实创新的精神。重点：了解自然界中荷叶、蝴蝶等动植物结构和性能的关系，掌握表面特殊浸润性材料和表面特殊颜色材料的设计机理、合成方法、性能影响因素及应用领域。仿生特殊表面材无苏晓竞线下讲授目标261、2难点：仿生表面材料性能之间的相互制料约与平衡。课程思政融入点：介绍我国仿生表面材料的发展状况，介绍科学家江雷院士的科研奉献精神及取得的成就，培养学生的爱国以及科研精神。3
3 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教师 学时 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入 点） 教学模式 线下/混合式 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 1 仿生材料基础 苏晓竞 2 重点：掌握仿生材料制备的目的、方法 以及发展现状。 难点：无。 课程思政融入点：介绍“道法自然”、 “有所发现、有所发明、有所创造”， 培养学生热爱生活、积极思考、求实创 新的精神。 线下 讲授 无 目标 1 1、2 仿生特殊表面材 料 苏晓竞 6 重点：了解自然界中荷叶、蝴蝶等动植 物结构和性能的关系，掌握表面特殊浸 润性材料和表面特殊颜色材料的设计机 理、合成方法、性能影响因素及应用领 域。 难点：仿生表面材料性能之间的相互制 约与平衡。 课程思政融入点：介绍我国仿生表面材 料的发展状况，介绍科学家江雷院士的 科研奉献精神及取得的成就，培养学生 的爱国以及科研精神。 线下 讲授 无 目标 2
重点：掌握仿贝壳高强超韧层状复合材料、仿蜘蛛丝高强超韧纤维、仿骨骼多级复合结构材料、天然蜂窝型有序多孔材料的设计机理、合成方法、性能影响目标1仿生结构纳米材因素及应用领域。线下苏晓竞讲授课后作业43料目标3难点：仿生物理分级结构的有效设计。课程思政融入点：介绍我国科学家俞书宏院士在纳米结构材料方向取得的科研成就，培养学生的爱国以及科研奉献精神。重点：了解北极熊和企鹅等动物羽毛结构与性能的关系，掌握仿生保温隔热材苏晓竞线下讲投目标14无仿生隔热材料料的设计机理、合成方法、性能影响因4素及应用领域。难点：保温隔热的原理。重点：了解电鳗、绿叶等动物结构与性能的关系，掌握仿生光电转化材料的设计机理、合成方法、性能影响因素及应仿生光电转换材无苏晓竞线下讲投目标245用领域。料难点：锂电池和染料敏化太阳能电池的工作原理及性能提升技术。课程恩政融入点：介绍我国科学家田禾4
4 3 仿生结构纳米材 料 苏晓竞 4 重点：掌握仿贝壳高强超韧层状复合材 料、仿蜘蛛丝高强超韧纤维、仿骨骼多 级复合结构材料、天然蜂窝型有序多孔 材料的设计机理、合成方法、性能影响 因素及应用领域。 难点：仿生物理分级结构的有效设计。 课程思政融入点：介绍我国科学家俞书 宏院士在纳米结构材料方向取得的科研 成就，培养学生的爱国以及科研奉献精 神。 线下 讲授 课后作业 目标 1 目标 3 4 仿生隔热材料 苏晓竞 4 重点：了解北极熊和企鹅等动物羽毛结 构与性能的关系，掌握仿生保温隔热材 料的设计机理、合成方法、性能影响因 素及应用领域。 难点：保温隔热的原理。 线下 讲授 无 目标 1 5 仿生光电转换材 料 苏晓竞 4 重点：了解电鳗、绿叶等动物结构与性 能的关系，掌握仿生光电转化材料的设 计机理、合成方法、性能影响因素及应 用领域。 难点：锂电池和染料敏化太阳能电池的 工作原理及性能提升技术。 课程思政融入点：介绍我国科学家田禾 线下 讲授 无 目标 2
院士在染料敏化太阳能电池方向取得的科研成就，培养学生的爱国以及科研奉献精神。点：掌握仿生自修复高分子材料的设计机理、合成方法、性能影响因素及应目标2苏晓竞线下讲投课后作业4仿生自修复材料用领域。6目标3难点：自修复高分子力学性能和修复性能之间的平衡。24合计课程专核评价依据及成绩比例（%）课程目标支撑毕业要求指标点作业课堂考勤课堂表现课程论文权重 (%)目标13.210003040目标24.202020407.20200020目标3总计10202050100备注：1）根据（东莞理工学院考试管理规定》第十二条规定：广课3次（或6课时）学生不得参加该课程的期终考核。2）各项考核标准见附件所示。5
5 院士在染料敏化太阳能电池方向取得的 科研成就，培养学生的爱国以及科研奉 献精神。 6 仿生自修复材料 苏晓竞 4 重点：掌握仿生自修复高分子材料的设 计机理、合成方法、性能影响因素及应 用领域。 难点：自修复高分子力学性能和修复性 能之间的平衡。 线下 讲授 课后作业 目标 2 目标 3 合计 24 课程考核 课程目标 支撑毕业要求指标点 评价依据及成绩比例（%） 课堂考勤 课堂表现 作业 课程论文 权重（%） 目标 1 3.2 10 0 0 30 40 目标 2 4.2 0 0 20 20 40 目标 3 7.2 0 20 0 0 20 总计 10 20 20 50 100 备注：1）根据《东莞理工学院考试管理规定》第十二条规定：旷课 3 次（或 6 课时）学生不得参加该课程的期终考核。2）各项考核标准见附件所示