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BIOM2451

生物力学 1

6 学分难度 中等

课程定位 BIOM2451 是 UNSW 生物医学工程专业的‘核心基石’课程。它打破了传统机械力学与人体生理之间的壁垒。这门课教你如何将人体骨骼、肌肉及关节视为一个精密的‘力学系统’。它解决了医工结合中的核心问题:人工关节如何受力?骨骼在多大压力下会发生疲劳性骨折?它是后续《生物材料》、《康复工程》及高级骨科植入物设计的唯一前导课。如果你想在医疗器械巨头(如 Stryker, Cochlear)拿 Offer,这门课提供的受力分析逻辑是你的敲门砖。 技术栈与学习内容 课程围绕‘肌肉骨骼力学与连续介质模型’展开。核心内容包括:人体的解剖学术语、关节受力分析(基于静力学 ΣF=0, ΣM=0)、肌肉收缩的力学模型、骨骼的各向异性材料特性、软组织(韧带、肌腱)的粘弹性理论 (Viscoelasticity)、以及人体步态分析基础。课程引入了三维运动捕捉数据的处理逻辑。学生将学习如何利用力学公式预测在特定运动(如下蹲、跳跃)中关键关节的负载情况。 课程结构 10 周跨学科高强度输出。前四周夯实肌肉骨骼解剖与静态受力,中期转向生物材料的力学特性(粘弹性是难点),后期聚焦步态分析与损伤机制。评估由每周的解剖-力学在线小测、一个要求极高精度的实验报告(通常涉及肌电图 EMG 测量与受力平衡计算)、以及一场强调跨学科综合应用能力的期末笔试组成。该课极其强调‘解剖图与受力图的完美映射’。 适合人群 生物医学工程、机械工程、或对运动科学感兴趣的学生。如果你喜欢研究‘人机交互’或者‘生物结构优化’,这门课会让你感到充满趣味。建议每周投入 12-15 小时进行跨学科术语背诵与力学演算。

Course decision

选课先看

先看考核重心、截止节奏和入门要求,再决定这门课是否适合你的学期安排。

考核总权重

100%

4 项考核

最高单项

45%

Final Examination

期末考试

以官方 outline 为准

Hurdle

2 项

需要单独满足

Deadline map

考核时间线

按截止周排列作业节点;持续考核会保留在下方完整考核结构中。

Week 6

Mid-term Assessment

15%

针对前五周解剖术语与关节静态受力分析的闭卷测试。

Week 9

Laboratory Performance & Report

25%

通过关节受力实验评估数据采集能力,要求详尽的矢量受力图与结论推导。

Week 10

Weekly Interactive Tasks

15%

涵盖每章解剖辨识与简单力矩平衡的在线练习,强调基本功。

Week 11

Final Examination

45%

全面考察粘弹性模型、步态分析及综合损伤判定的深度笔试。

Syllabus

每周大纲

默认只展示每周独有的知识重点;节奏、考核、Tutorial 和避坑信息按需展开。

  1. 1

    生物力学概论与术语

    解剖平面,方位术语,人体运动链定义,生物力学研究的历史与现状。

  2. 2

    肌肉骨骼受力分析 (1):上肢

    肩、肘关节的受力模型,估算二头肌拉力,力臂 (Lever arm) 在关节效率中的作用。

  3. 3

    肌肉骨骼受力分析 (2):下肢

    髋、膝、踝关节静态受力,下蹲动作中的韧带张力分析,单腿站立稳定性判定。

  4. 4

    骨骼的力学特性

    皮质骨 vs 松质骨,杨氏模量的测量,骨骼的各向异性 (Anisotropy) 与结构适应性理论。

  5. 5

    软组织粘弹性理论

    蠕变 (Creep) 与应力松弛 (Stress Relaxation),麦克斯韦模型,开尔文-沃伊特模型初步。

  6. 6

    灵活性周 (Flex Week)

    复习关节受力计算,准备中期解剖实操测试,整理 Lab 原始记录。

  7. 7

    肌肉动力学与 EMG

    希尔肌肉模型 (Hill's model),肌电信号原理,力-速度关系曲线分析。

  8. 8

    步态分析基础

    行走周期的阶段划分,地面反作用力 (GRF),重心轨迹分析技术。

  9. 9

    损伤力学与假体设计初步

    冲击载荷下的组织失效,人工关节摩擦力考量,应力遮挡效应初步。

  10. 10

    综合应用与全课复习

    生物力学在运动防护中的应用;全学期跨学科逻辑大闭环。

Assessment

考核结构

Weekly Interactive Tasks

涵盖每章解剖辨识与简单力矩平衡的在线练习,强调基本功。

15%

Week 10

Laboratory Performance & ReportHurdle

通过关节受力实验评估数据采集能力,要求详尽的矢量受力图与结论推导。

25%

Week 9

Mid-term Assessment

针对前五周解剖术语与关节静态受力分析的闭卷测试。

15%

Week 6

Final ExaminationHurdle

全面考察粘弹性模型、步态分析及综合损伤判定的深度笔试。

45%

Week 11

From Seniors

学长留下的

基础信息谁都查得到,真正值钱的是过来人的经验。

学姐说

比你早一年的学长留下的真实经验 —— ChatGPT 给不了。

这门课还没有学长经验,你可以是第一个 —— 注册后在课内分享。

往年考点 / 踩坑

这门课暂无往年考点记录。

毕业生去向(整体)

下面是匠人学院毕业生整体去过的公司分布(来自脱敏校友证言)。这是全平台的总体去向,不代表选这门课的人一定去这些公司。

统计自 317 份脱敏校友证言

Deloitte

6 位校友

岗位:Graduate Program · Graduate Consulting · Platform Engineer · Web developer · Platform engineer

Zerologix

4 位校友

岗位:Frontend Dev · junior frontend developer · Front-end Developer · Full Stack Developer

Servian

4 位校友

岗位:Full-stack Developer · Data Engineer · Consultant

关于这块数据,我们说实话

雇主墙来自脱敏毕业生证言(testimonials)的整体分布,无法关联到具体学员或其所选课程;仅作为毕业生去向的总体社会证明展示。

我们没有"某位学长选了这门课、后来进了哪家公司"这种可查询的个人去向档案 —— 校友证言是脱敏的,无法关联到具体的人或他选过的课。所以这里只给整体分布,不给个人路径,不编。