国家级一流本科课程教学创新改革与实践一以高分子材料为例

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2025）13-0032-04

Abstract：Theconstructionoffirst-classundergraduatecourses isanimportantactionof theMinistryofEducation todeepen thereforofhighereducationteachingandimprovethequalityofteaching.Thecoreofnationalfirst-classspecialtyconstruction underthebackgroundofnewengineeringisinnovationanddevelopment.BasedonthepracticalexperienceofPolymerMaterials courseformanyyears，thispapercomprehensivelycombsthepracticalconstructionexperienceoffirst-classundergraduatecourse constructionandonlineandoflinemixedteaching，andintroducestheinovativeteachingreformofthecorecoursePolymer Materialsnationalfrst-classundergraduatecourseofcompositematerialsandengineeringspecialtyfromfiveaspects：teaching concept，courseobjectives，teachingcontent，teaching modeandevaluationsystem，aimingtoprovidesomereferenceforthe construction of similar courses.

KeyWords： curiculum construction; higher education; first-class course;Polymer Materials；teaching innovation

教育部2019年印发了《关于一流本科课程建设的实施意见》，明确提出实施一流本科课程“双万计划”，建成万门左右国家级和万门左右省级一流本科课程，其中包括6000门左右国家级线上线下混合式一流课程。为高校做好一流本科课程建设工作指明了方向。

近年来，最明显和最具开创性的教育变革是将信息和通信技术融人教育中。随着信息技术与教育教学的深度融合，混合学习（即面对面和在线学习的结合）已经成为高等教育教学改革的新常态，同时推进了高等教育人才培养质量的提升。然而，受学校定位、专业差异的影响，在开展高等教育混合式教学的系统工程中，亟须因地制宜、深人探索课程改革的有效路径，取长补短，为尽快推进和实现全面振兴一流本科教育贡献力量。

高分子材料是材料科学中的一个重要分支，直接成为影响一个国家经济水平和科学技术水平的重要因素之一，被广泛应用于电子、建筑、农林、航空航天、化学化工、生物、机械制造、医学等领域，相比于传统无机非金属材料和金属材料已达到领先地位4

高分子材料是复合材料与工程专业的核心课程。课程以“应用-结构与性能-改性与创新”为主线，通过对各种高分子材料共性的理化基础和各自的特殊科学原理的深入浅出的阐释，使学生能从普遍的科学原理的高度去认识各种高分子材料，从合成条件、微观结构分析高分子材料结构与性能关系的方法和基本规律；掌握主要品种高分子材料的结构与性能特点、应用领域和改性方式及思路，具备根据应用目标正确选用高分子材料的基本能力；促进学生构建完整的高分子材料理论及应用的知识体系。

课程于2011年至2018年完成传统金字塔式建设，先后获批校级优秀课程、研究性课程、精品课程、在线开放课程。2019年进入信息化建设期，依托中国大学MOOC网面向社会开放，是中国大学MOOC（慕课）平台上唯一的一门高分子材料课程。2019年获批江苏省在线开放课程。2022年被认定为江苏省首批一流本科课程，2023年被认定为第二批国家级一流本科课程。

一高分子材料教学中存在的问题

（一）理论与实践创新脱节，分析实际工程问题能力不强

高分子材料课程由9章内容组成：绪论、高分子材料的结构与性能、通用塑料、工程塑料、合成纤维、涂料、橡胶、功能高分子材料、高分子共混材料和复合材料。其知识体系繁杂，涉及的工程应用面广，学生建构认知结构网络存在较大困难，导致学生运用知识分析实际问题的能力不足，难以应对高分子材料研发中的新需求和新问题，解决复杂工程问题的能力有待提高。

（二）知识结构与性能关系抽象，学习难度大

高分子材料结构与性能的关系是课程的重点，也是难点。这部分内容抽象，学生难以在脑中建立相关图景，学习难度大，教学过程极易陷入晦涩难懂的状态，不利于理清高分子材料结构与性能的内在逻辑关联。

（三）考核重结果轻过程，不利于提升学业挑战度

传统考核主要以期末考试为主，重结果轻过程，考核指标单一，无法跟踪监测学生的学习过程环节，难以精准评价学生的学习效果，学业挑战度低，难以激发学生的学习兴趣，同时也无法有效开展教学反思并实现课程的持续性改进。

二 中学情分析

高分子材料课程在复合材料与工程专业开设于第7学期，本阶段学生已修高分子物理、高分子化学课程，具备高分子材料理化基础知识的初步认知，但缺乏对高分子材料结构与性能间内在联系的深入理解；具备对一般高分子材料应用的初步认知，但对科学思维、工程实践、创新改性等理解不够系统与全面。

此外，在应用型本科院校，这一学习阶段的学生还普遍具有以下特点。

（一） 专业可塑性强

喜欢明确目标导向的问题式学习，对新技术工具感兴趣。

学习之初，学生大都是通过教学大纲来了解本门课程的学习目标。而传统教学大纲中教学目标通常是了解什么，掌握什么，理解什么，但是要做到什么程度才算“了解”“掌握"“理解”，学生很难界定。教师授课过程中可以将复杂的工程问题拆解成若干个问题点，明确各个问题点需要学习的度，教学效果将会明显提高。

（二） 理解分析力弱

应用型本科学校学生理论基础相对薄弱，对于晦涩难懂的知识，大多采用死记硬背的方式学习抽象知识，缺乏融会贯通，无法激发学生的学习兴趣，容易出现"老师累死、学生困死"的现象，这显然远远不能达到一流本科人才培养的目标

（三） 自主学习意识弱

学习过程中缺乏主动探究精神，需要加强督促。因该年龄段学生思想观念多元化，对多媒体接受度良好。通过MOOC、雨课堂等多媒体教学手段与学生进行互动沟通，调动学生学习积极性，提高学生课堂参与度。

三 创新思路与方法

（一） 重树教学理念

在学校“需求导向、能力为本、知行合一、重在创新”的人才培养理念的指导下，课程基于建构主义教学观，坚持“以学生发展为中心”，重树“尊重 + 激励"的课程教学理念。教师以课程思政铸魂，尊重与理解学生的主体地位和个体差异，尊重并遵循学生的认知规律及学习习惯，激励学生在学习情境中建构知识、主动探索、质凝反思、形成能力。形成师生学习共同体，师生通过协同创新完成复杂任务，最终形成高质量的建构主义教学产出。

（二） 重塑课程目标

高分子材料课程是我校复合材料与工程专业的专业核心课程。结合我校高级应用型人才的培养定位，复合材料与工程专业善于结合工程实际，勇于探索树脂基复合材料新技术高素质应用型人才的培养特色。旨在培养既有家国情怀又具备职业使命感，善于结合工程实际，勇于探索复合材料新技术的高素质应用型人才。高分子材料课程重塑了知识、能力、素养三位一体的课程培养目标，最终实现立德树人的根本任务。

知识目标：掌握高分子材料概念、分类，结构与性能，常用的改性剂及改性方法，常见高分子材料加工及影响因素。

能力目标：能够根据应用要求，正确选择高分子材料，制定其加工成型工艺，培养学生解决实际工程问题的能力，并初步具备高分子材料制品的研发能力。

素养目标：掌握科学思维方法，具有工匠精神、创新精神，成为具有社会责任感、家国情怀、使命担当的社会主义建设者。

（三） 重组教学内容

对标国家级一流本科课程、新工科的建设要求，重组了教学内容体系，将校本教材、思政元素、学科前沿、社会需求和实践创新有机融合。并以“问题”为驱动，将教学内容梳理成“分析篇""应用篇"“创新篇"三大模块，其中分析篇，主要是指高分子材料结构与性能的关系分析，是课程教学的重、难点。课程思政铸魂，重在润物无声，以教学内容为载体，在专业能力塑造的同时，确定科学思维、工匠精神、创新精神为课程思政目标，各章节内深挖思政元素，将思政元素与教学内容有机融合，确保价值塑造全程化7-8]。

教学过程中关注学生的沉浸式感悟，举例来说，在“中国制造-防弹头盔"部分，从保护生命安全的防弹头盔入手，引导学生思考什么样的材料才能用来制作防弹头盔呢？引出中国制造的超高分子量聚乙烯，其制备的防弹头盔已远销世界各地，系统讲授超高分子量聚乙烯的表观特征，结构与性能的内在关联，带领学生学习中国防弹头盔生产过程，分组讨论，按照给定提纲发表“材料人有话说"感悟，教师总结，防弹头盔喷漆前后重量差必须控制在 1 2 0 g 以内，培养学生严谨认真的工匠精神。通过技术创新，实现聚乙烯分子量可控，从万级到百万级，实现从保鲜膜到防弹头盔的完美蜕变，培养学生的创新精神。

紧跟学科发展，前沿知识融人教学，围绕刺激响应型功能高分子材料的设计与开发等热点领域，将第一性原理和分子动力学理论设计、超分子自组装等制备方法、纳米高分子材料性能表征技术等学科前沿知识融入教学，使学生初步了解科学研究方法，提升教学内容的创新性。

对接社会需求，工程案例融入教学，产教融合，创设真实问题环境。以眼镜生产行业用密封圈制品产业化为例，通过企业实际需要解决的问题，如成品镜片有气泡，密封圈成本高，循环使用性能不稳定等，引导学生从改性剂、热稳定剂、增韧剂的选择和用量入手进行配方设计，使学生理解不同的企业工程需求决定材料的改性方案。

依托创客实践，将科研项目、产业项目与科教融合项目相结合，通过师生共创，鼓励学生主动探究，并以此衍生出独立的大学生创新项目。

（四） 重建教学模式

基于布鲁姆认知理论模型，借助现代信息技术，重建多维度的教学模式，开展了线上 + 线下，课内 + 课外，理论 + 创客实践的混合式教学，使学生学习向时空多项延伸，引导学生自主学习、合作学习、探究学习相互补充。

引入BOPPPS教学模式，实现师生互动教学。全程关注学生学习反馈，实时调整教学内容重难点，保障教学目标的有效达成。通过创客引领实践，加速知识螺旋迭代。

以聚乙烯章节的学习为例，课前，通过慕课堂布置预习作业“寻找生活中的聚乙烯”，学生自主学习聚乙烯的定义、基本性质、应用，线上讨论区进行反馈，从保鲜膜到防弹头盔，到白色污染，再到碳中和背景下塑料再生。鼓励学生在生活中取材，合作完成聚乙烯的回收冉利用，有的小组利用无毒、不导电、难降解的性质，将回收后的聚乙烯做成小夜灯，捐赠给福利院的儿童，筑牢

低级认知。

课内，通过雨课堂入门测检查全体学生课前总体预习情况，导入问题点“同样都是聚乙烯材料，保鲜膜、垃圾袋、超市购物袋的差别为什么那么大呢”，引导学生思考并理解材料的内部结构决定材料的表观性能，鼓励学生探究聚乙烯的结构及其表征方法，雨课堂完成出门测，教师总结，着重梳理结构与性能的内在关联，布置课后分组学习项目。强化中级认知。课后，利用创客实践，按照电线电缆用聚乙烯共混改性项目开展流程，完成配方设计、界面能模拟、工艺优化、性能检测等，知识内化，能力提升，最后教师总结，通过2021年中国交联聚乙烯高压电缆实现自主研发，引入下节课的预习点（交联改性），同时激发学生的创新精神，提升高级认知。此外，针对难以理解的知识，我们借力信息技术。