高分子教育教学

高分子教育教学

专刊投稿截止日期：2024-08-31

专刊客座编辑：

闫毅教授
西北工业大学化学与化工学院，西安 710072
个人简介： 西北工业大学化学与化工学院教授、博士生导师，化学研究中心主任，曾获“全国优秀博士学位论文提名奖”、“中国化学会胶体与界面化学奖二等奖”“陕西省化学优秀青年奖”等奖励。主要研究方向为金属基聚电解质材料。教学方面主要承担《高分子降解》《高分子材料合成创新实验》等课程，在《大学化学》《化学教育》等期刊发表教育教学论文20余篇，曾获陕西省教学成果奖二等奖1项。担任《化学教育》期刊编委。

李昊龙教授
吉林大学化学学院，长春 130012
个人简介：吉林大学化学学院教授，博士生导师，国家优秀青年科学基金获得者（2016）。现任化学学院高分子科学系主任，超分子结构与材料国家重点实验室成员。曾获德国洪堡学者奖学金、全国百篇优秀博士论文提名。主要研究兴趣为先进电解质材料的创制及其在新能源技术中的应用，尤其关注多酸团簇在高分子基体中的分散机制及质子传导性质。

专刊介绍
        1920年德国科学家Hermann Staudinger《论聚合》一文的发表，标志着高分子化学乃至高分子学科的诞生，至今高分子学科已经有100多年的发展历程。随着科技的不断进步，高分子已经遍布人类生活的方方面面，对高分子教育教学也提出了新的挑战。
        相比于四大化学教学，高分子教育教学既要紧密结合四大化学基础理论知识，又要体现高分子所特有的属性。随着学科融合交叉理念的不断发展，《高分子化学》《高分子物理》《高分子加工》《高分子材料》等相关课程理论与实验课程教学已经取得了很大发展，有必要对其教学模式、教学方法进行一次较为系统的梳理。更重要的是，可持续发展、高分子降解/回收等最新研究热点也为高分子教育提出了新的方向和要求。
        《大学化学》编辑部组织“高分子教育教学”专刊，旨在促进高分子相关理论课程和实验教学的发展。投稿具体内容包括但不限于与“高分子教育教学”相关的理论教学、实验设计、学科前沿、科学普及、化学史以及基础化学知识点在高分子教学中的综合运用等。现诚邀各高校教师向此专刊投稿，为促进我国高分子相关课程的教学质量出谋划策。

投稿
请于2024年08月31日前，在大学化学网站(http://www.dxhx.pku.edu.cn/JournalX_uc/authorLogOn.action)完成在线投稿。投稿时请注明“高分子教育教学”专刊。文章接受后即网络发表，并在特刊网页集中列出。
所投稿件不能已经出版或准备在其他地方出版。所有稿件都须经过严格的同行评议。更详细信息请见大学化学的征稿简则。

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用于高分子物理教学的虚拟仿真平台开发及其教学实践初探

钱虎军, 施睿, 吴光鹭, 朱轩伯

大学化学 2025, 40 (4): 147 -153. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202409009

摘要（4900）

PDF （2051KB）（159）

PDF（mobile）（1787KB）（44）

在针对化学学科本科生的教学中，高分子物理因公式多而著称。如何提升学生对重要物理概念的理解并培养学生的理论解析能力是该课程的一项重要任务。笔者结合实际教学经验，设计开发了高分子物理虚拟仿真教学软件，充分发挥了虚拟仿真技术在交互性和可视化方面的优势。本文将介绍该软件的基本功能及笔者的教学实践经验。

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巯基-烯烃点击聚合在高分子化学实验教学中的探索

高利龙, 翟禹豪, 张冬冬, 黄林军, 隋坤艳

大学化学 2025, 40 (4): 87 -93. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202405143

摘要（4276）

PDF （1544KB）（955）

硫醇与乙烯基醚的加成反应为自由基机理的反马氏加成反应，该反应可在光引发剂或光敏剂存在下，经紫外辐照高效进行。本实验选择三乙二醇二乙烯基醚和3,6-二氧杂-1,8-辛烷二硫醇为单体，经由巯-烯点击逐步聚合合成聚(醚-硫醚)高分子，并使用核磁共振仪(NMR)确定聚合物分子结构，凝胶渗透色谱仪(GPC)测定所得聚合物的分子量。通过调控单体的摩尔配比和聚合时间，探索获得高分子量聚加成产物的方法；通过加入自由基捕捉剂，验证该聚合反应的机理。本实验是一种简单高效、绿色环保的综合性高分子化学实验。

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深入剖析高分子物理中自由体积的科学内涵、测试方法及其应用

肖承义, 孙晓丽, 张晨, 李韦伟

大学化学 2025, 40 (4): 33 -45. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202403069

摘要（4213）

PDF （2146KB）（2103）

自由体积概念起源于液体黏度研究，后由Fox和Flory应用于高分子材料玻璃化转变，成为解析高分子物理现象的关键工具。当前教学中对自由体积探讨不足，本文概述了自由体积的起源、定义和应用，探讨了测试方法，并深入研究了自由体积与高分子物理性能的联系。本研究旨在深化学生对自由体积概念的理解，促进对高分子物理过程的全面把握，激发学习兴趣和科研热情。

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高分子链结构的系统介绍

胡文兵

大学化学 2025, 40 (4): 15 -19. DOI: 10.3866/PKU.DXHX202401014

摘要（4051）

PDF （540KB）（2300）

高分子链结构是衔接高分子化学和高分子物理的关键基础知识点。本文探讨了一种系统讲解高分子链结构的教学思路，从局部到整体依次介绍重复单元结构、键接序列结构、分子量及其分布、链拓扑构筑。这样的系统讲解将有助于学生把握高分子链结构的基本要素及其相应物理意义，从而更好地理解高分子化学结构与其物理性能之间的内在关系。

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悬浮聚合的改革探索：钙钛矿聚苯乙烯微珠的制备及其荧光稳定性能探究

闫泽祎, 刘瑞涛, 祁鑫禹, 张玉香, 孙璐璐, 李相元, 冯岸超

大学化学 2025, 40 (4): 72 -79. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202405110

摘要（3647）

PDF （1766KB）（218）

有机-无机铅卤钙钛矿由于具有许多优异的光电特性而备受科研人员的关注，在先进光电子器件的多个领域中具有广阔的应用前景。但钙钛矿稳定性较差，对外界环境中的光照、湿度、极性溶剂等十分敏感，因此如何有效提高其荧光稳定性是目前研究的热点问题。本文在本科生高分子化学实验悬浮聚合的基础上，设计本科生自主高分子科学实验——“钙钛矿量子点聚苯乙烯微珠的制备及其荧光稳定性能探究”，将聚合物和钙钛矿材料相结合，通过溶胀-收缩策略将有机-无机钙钛矿材料包封在聚苯乙烯微珠中，制备杂化荧光微珠材料。此策略不仅提高了有机-无机钙钛矿材料的稳定性，又拓展了高分子科学实验产物的应用。同时，以溶胀-收缩策略作为研究领域前沿问题的切入点便于本科生理解实验原理，更能激发本科生对科学研究的兴趣。通过把前沿性研究转化为本科教学的实验教学改革模式，使学生的实验设计能力、创新能力和综合素质都得到了有效训练。

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高分子物理课程中的哲学思考——逆向思维

何平笙, 杨海洋, 朱平平

大学化学 2025, 40 (4): 27 -32. DOI: 10.3866/PKU.DXHX202403029

摘要（3538）

PDF （1279KB）（675）

高分子物理课程中的哲学内容非常丰富，本文着重介绍课程中有关逆向思维的问题。例如，将高分子链的凝聚过程看成为溶解过程的反过程；为了制备出高聚物的宏观单晶体，先让单体结晶再引发单体聚合，而不是直接由高聚物来结晶；从黏度出发转向从自由体积出发来理解高聚物的玻璃化转变等三个实例。本文分享作者在教学中，助力学生运用逆向思维深刻理解高分子凝聚态和分子运动的几个基本问题。

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经典孕育创新——发光的超支化聚硅氧烷

颜红侠, 吴锐, 冯维旭, 赵艳, 闫毅

大学化学 2025, 40 (4): 154 -159. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202409010

摘要（3447）

PDF （1839KB）（611）

超支化聚硅氧烷作为一类特殊的非传统聚集诱导发光聚合物，以其独特结构、卓越性质及广泛应用在发光材料领域备受关注。本文从以Si―O―C为骨架结构的超支化聚硅氧烷发光性能的偶然发现出发，在经典的酯化反应原理启发下，创新性地发展了“酯交换缩聚法”。通过分子设计和结构调控，实现了超支化聚硅氧烷从蓝色到红色的多色荧光发射、高量子产率和长荧光寿命，并指出了其在离子检测、信息加密和活性氧清除等方面的应用。在一系列突破性进展的基础上，提出“经典孕育创新”的思想，激发学生的辩证思维和创新能力，以期为化学学科的教学提供“课程思政”参考。

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采用过程再现教学方法讲解聚合物共混物分相机理——针对“高聚物结构与性能”理论教学难点的教学设计

姚东东, 顾军渭, 闫毅, 张军亮, 郑亚萍

大学化学 2025, 40 (4): 131 -137. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202408125

摘要（3318）

PDF （2067KB）（221）

“高聚物结构与性能”课程中的共混物分相是聚合物改性的一种重要方法，不同的分相机理得到不同的相分离结构，进而得到聚合物材料不同的性能。掌握和理解聚合物共混物的分相机理至关重要，共混物的分相机理十分抽象，也是本课程理论教学的难点和重点。针对此问题，根据多年的教学经验，融入科研成果，设计了过程再现教学方案，即将如何得到共混物相图的科研过程再现出来。讲解共混物的分相机理的思路为：从最简单的二元混合物热力学讲起，进而讲解二元吸热、放热体系分别在低温和高温情况下的热力学行为，最后到复杂情况下的二元共混物的热力学行为及如何得到该相图，从相图上对应讲解不同组分和不同温度时聚合物共混物的两种分相机理。通过上述讲解可以使学生理解分相机理，部分同学还能够将分相机理运用于离子液体凝胶的增强改性，取得了很好的改性效果。

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浅析一个活性共聚合动力学问题

顾佳予, 王思棋, 凌君

大学化学 2025, 40 (4): 100 -107. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202406012

摘要（3182）

PDF （2173KB）（198）

聚合动力学是高分子化学课程中的重点，因其高度依赖理论推导，也是教学的难点。理想的活性可控均聚合应符合一级动力学特征，而当体系推广至二元共聚合时，聚合物组成空间的复杂性急剧扩大，难以直接将均聚反应的动力学特征进行知识迁移。本文针对二元无规活性共聚合的单体消耗动力学这一问题，从理论推导和蒙特卡洛模拟两个角度做出解答，验证了活性共聚合动力学的复杂性，证明了只有在两种特定条件下二元无规活性共聚合的单体消耗才会遵守一级动力学，为高分子化学课程教学提供新的教学思路。

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高分子物理课程中高分子表面与界面教学的思考与设计

阳禹辉, 罗锦添, 左彪

大学化学 2025, 40 (4): 126 -130. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202408056

摘要（2955）

PDF （515KB）（206）

高分子表面与界面物理化学是高分子科学重要分支，是支撑高性能高分子材料设计和制备的科学基础。考虑到高分子表面与界面在材料设计与应用中的重要性，我们探索将其纳入高分子物理课程教学中，创新课程内容。我们对高分子表界面知识体系进行了梳理和总结，构建了界面高分子热力学及分子运动性质，界面物理现象和界面改性技术三个知识模块，建立了三个维度逐级递进的知识构架，帮助学生形成对高分子表界面结构、界面分子运动与物理性能的全面理解，完善和丰富高分子物理课程体系。

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学生眼中的高分子——一场关于“‘白色污染’是不是塑料的错？”的辩论赛

曹晓雨, 柯文畅, 田鑫, 林潞轩, 卓依儒, 礼辛航, 陈东旭, 吴春惠, 裴钰, 银嘉兴, 张晓辉, 秦学高, 周江熠, 苏宝强, 朱平平

大学化学 2025, 40 (4): 160 -165. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412106

摘要（2884）

PDF （1697KB）（205）

介绍在“高分子物理”课堂上开展的一次关于“‘白色污染’是不是塑料的错？”的科学辩论赛。通过研讨式教学，引导学生深度参与课堂教学和教研活动，有效实现教学相长。

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“厚基础、强能力、深潜质”高分子材料与工程专业一流本科人才培养方案的构建与实践

赖学军, 张安强, 王涛, 吴水珠, 张广照

大学化学 2025, 40 (4): 119 -125. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202407012

摘要（2802）

PDF （1144KB）（182）

当前高分子材料与工程专业本科生存在基础不扎实、创新能力不足、发展潜力未得到充分挖掘的问题。华南理工大学在高分子材料与工程专业2017版本科培养方案修订中，大幅提高“物理化学”“有机化学”等基础课程课时，优化实践环节和增加特色课程，构建了具有“厚基础、强能力、深潜质”特色的一流本科人才培养方案。结合工程教育认证要求及七年来的实践经验，我们还对培养方案进行了持续改进，在人才培养和专业建设方面取得显著成效。本文简要介绍该方案的修订和实践成效。

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“降解与老化”思政示范课教学案例设计

周俐军, 王冬梅, 王家蒙, 姚同杰, 戚美, 孔寅, 宋艳

大学化学 2025, 40 (4): 80 -86. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202405113

摘要（2795）

PDF （1452KB）（175）

本文以环境保护为背景，设计了一套高分子化学课程中“降解与老化”主题的思政示范课，结合案例教学与翻转课堂，拓宽学生视野，增强政治教育感悟。调查问卷显示，该教学案例显著提升了学生的学习兴趣，促进理论与实践结合，提高了科研素养、环保意识和社会责任感，取得了预期效果。

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“项目-专利-论文”一体化教学模式改革与实践——以“高聚物成型工艺”课程为例

张健夫, 白伟, 侯娟, 邹辰旸

大学化学 2025, 40 (4): 138 -146. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202408138

摘要（2690）

PDF （3423KB）（143）

为应对传统教学模式在快速发展的高科技领域中日益显现的局限性，以“高聚物成型工艺”课程为例，提出并实践了“项目-专利-论文”一体化教学模式，将科研问题凝练、专利申请、产权保护和论文撰写和投稿融入教学活动中。对该模式的实施过程、优势及推广适用性进行探讨，此模式在高等教育化学教学中具有普适性和推广潜力。

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固体推进剂中的维生素：中性大分子键合剂的可控合成

王振华, 冯浩洋, 邵晓阳, 范文如

大学化学 2025, 40 (4): 1 -9. DOI: 10.3866/PKU.DXHX202401007

摘要（2661）

PDF （1220KB）（665）

复合固体推进剂是一种固体颗粒(氧化剂及金属燃料)填充高分子聚合物(粘合剂)的复合材料，是导弹、空间飞行器的各类固体发动机的动力源。本实验教学针对固体推进剂在载荷下容易发生“脱湿”，即粘合剂与填料表面之间分离，界面作用受到破坏的情况，通过可控自由基聚合设计了结构规整、分子量及组成可控的新型中性大分子键合剂，通过核磁氢谱及凝胶渗透色谱系统表征了其分子结构。本综合实验教学不仅加深了学生对固体推进剂领域的理解，提升了学生对于前沿高分子化学的基本原理及方法的认知，而且训练了学生的实验操作技能、大型仪器使用能力和结果分析能力，实现了前沿科学研究与国家重大需求在人才培养的结合。

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可解聚的热固性高分子的制备综合实验设计

包春阳, 苗若萱, 丁昱涵, 班庆福, 秦玉升, 刘杰, 辛志荣

大学化学 2025, 40 (4): 59 -65. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202405087

摘要（2649）

PDF （1775KB）（240）

在“双碳”政策的大背景下，热固性高分子材料的降解回收是当今高分子科学领域热点话题之一。开展可解聚的热固性高分子材料制备的综合实验非常符合当今社会发展，有利于促进学生对一线科研的了解。本实验利用迈克尔(Michael)加成反应制备可解聚的热固性高分子材料。迈克尔加成反应生成的β-氨基酯结构可在酸性条件下解离，从而使得所制备的热固性聚合物可以快速地解聚合。通过本实验的实践，学生可以掌握当前制备可解聚热固性高分子材料的最新方法，了解当前高分子材料的发展方向。本综合实验将先进的科研成果与一线课堂教学结合，为学生的创新能力和综合运用专业知识能力的培养奠定基础。

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高分子材料与工程专业“化工原理”课程教学改革探索

许锐, 李伟, 李天一

大学化学 2025, 40 (4): 54 -58. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202404081

摘要（2647）

PDF （750KB）（169）

“化工原理”是高分子材料与工程专业的重要专业基础课，该课程注重工程观点，实践性强。本文结合高分子材料与工程专业的特点，从优化理论课教学内容、加强实践教学环节、完善考核制度等方面进行了探讨，以此来提高该门课程的教学质量，提升学生的工程意识和解决工业生产实际问题的能力。

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批判性思维能力培养-基于RAFT聚合诱导自组装

张文建, 范梦鑫, 费雯雯, 白玮

大学化学 2025, 40 (4): 108 -112. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202406099

摘要（2573）

PDF （1571KB）（178）

研究生若想在科学研究上取得突破，就不能在学习过程中盲目的迷信权威；要勇于打破常规，培养批判性的分析思维，这其中的关键是跟着逻辑走。为此笔者在高分子材料的教学过程中，基于可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合诱导自组装，引入一些打破常规理论的经典案例，引导学生跟着逻辑走、树立质疑权威理论的勇气、坚持实事求是的科研态度，有效激发了学生主动学习、思考、分析问题和解决问题的积极性和主动性，促进其创新能力的培养。

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在高分子科学通识教育中贯穿美学与思政理念的教学新模式探索——以通识课“高分子世界美学赏鉴”的教学实践为例

李艺

大学化学 2025, 40 (4): 20 -26. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202402031

摘要（2563）

PDF （1233KB）（182）

美学和思政理念的有效融入是提升高分子科学教学质量，培养新时代高素质人才的关键。本工作中以通识课《高分子世界美学赏鉴》的思政教学实践为例，探索了以思政主题为主线编纂教材，以美学体验为主导开展自然科学教学的新模式，在帮助学生们掌握高分子科学知识的同时，提升了他们的人文素养，激发了他们的爱国情怀和社会责任感。

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吉林大学“高分子材料与工程”国家级一流本科专业建设实践

王艳, 李昊龙, 赵成吉, 陈峥, 林权, 郭玉鹏, 牟建新, 刘堃, 吕中元, 孙俊奇

大学化学 2025, 40 (4): 46 -53. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202403083

摘要（2541）

PDF （636KB）（509）

吉林大学化学学院高分子材料与工程专业经过70余年的发展，已建设成国内颇具特色的本科专业，2020年入选“国家级一流本科专业建设点”。本文主要介绍了近几年我校高分子材料与工程专业在学院“厚基础、强能力、会创新”的人才培养目标和“三范式、四融合”的人才培养模式下进行的课程体系建设、教学团队建设、专业特色建设等。

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“高分子物理实验”课程思政案例设计与实践——以经典项目“稀溶液黏度法测定高分子的分子量”为例

朱平平, 周强, 黄渝, 杨海洋, 何平笙, 肖石燕

大学化学 2025, 40 (4): 94 -99. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202405170

摘要（2446）

PDF （1353KB）（246）

“稀溶液黏度法测定高分子的分子量”是“高分子物理实验”、“物理化学实验”课程的经典实验项目。本项目在教学内容建设中，深挖课程思政元素，有机融入课程教学。如引入诺贝尔奖得主H. Staudinger对高分子概念的定义、助力学生从高分子学科的发展认识测定高分子分子量的意义；基于哲学思考加深对高分子分子量多分散性和高聚物溶解特点的认识、强化科学思维的训练与运用等。

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“产学研”深度融合应用于“聚合物工程综合训练”教学的探索与实践

冷雪菲, 王艳色, 王海, 陶胜洋

大学化学 2025, 40 (4): 66 -71. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202405105

摘要（2294）

PDF （508KB）（126）

为响应“新工科”改革的时代发展要求，针对当前高分子工程教育存在的问题，本论文以“聚合物工程综合训练”课程的教改为例，开展了“产学研”深度结合教育模式在实践课程教学中的实践与评价。围绕高分子材料与工程一流本科专业建设及人才的培养要求，将“产”和“研”的需求与资源，有机融合至“学”中。本文探索了具有自身特色的工程教育人才培养模式，并且取得了良好的教学效果，对培养高分子工程人才、深化工程教育改革具有借鉴意义。

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巴比耶聚合——一个逐步聚合教学新案例

孙晓丽, 武翔, 甘莉, 万文明

大学化学 2025, 40 (4): 113 -118. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202406102

摘要（2274）

PDF （456KB）（208）

在高分子化学的本科教学中，几乎都使用缩聚作为逐步聚合的教学案例，虽然这基于缩聚与逐步聚合二者之间密切的联系，但容易让学生混淆这两个聚合概念，不利于二者的区分。为此本文提出了一个可以作为逐步聚合教学的新案例——巴比耶聚合。有别于本科教学中基于缩合反应的逐步聚合，巴比耶聚合是一种基于加成反应的聚合方法，具有逐步特征。通过引入巴比耶聚合作为逐步聚合的教学新案例，可以加深学生对逐步聚合的理解，避免将逐步聚合等同于缩聚，有助于学生更好地对缩聚和逐步聚合概念进行区分。

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材料与化工专业硕士“强化实验”的高分子化学课程教学改革与探索

刘备, 李恒, 阳梅, 刘益江

大学化学 2025, 40 (4): 10 -14. DOI: 10.3866/PKU.DXHX202401010

摘要（2253）

PDF （705KB）（270）

全球化工新材料产业的高速发展驱动了材料与化工专业硕士工程应用能力的培养。高分子化学作为材料与化工专业硕士必修的基础理论课，存在实践性弱，探索性低，学生积极性不佳等问题。在高分子化学课程教学中增加并强化实验内容，创新实验教学方法和教学模式，并建立工程化的实验教学评价制度，对提升研究生科研创新能力，实践应用能力和解决复杂工程问题的能力具有重要的意义。

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“高分子物理实验”课程思政案例设计与实践——以“基于熔融沉积建模/光固化成型的3D打印”项目为例

周强, 黄渝, 李加熇, 邵伟, 胡万群, 朱平平

大学化学 2026, 41 (2): 393 -399. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202502104

摘要（2003）

PDF （2397KB）（179）

本文聚焦3D打印技术在“高分子物理实验”课程中的教学实践，深入探索课程思政元素的挖掘与融合路径。本项目采用“讲授式+自主设计”结合的教学方法，在教学内容设计中深挖课程思政内涵——既从物质加工技术演进的纵向视角追溯历史脉络，也从3D打印多领域应用的横向视角拓展现实视野，以此提炼思政元素。课程融入哲学思考，培养学生问题导向的工程思维、敢于争先的创新意识和分工协作的团队精神，最终实现技术教学与思政育人的深度融合，为培养具备扎实专业知识、良好科学素养和高尚道德品质的新工科人才奠定基础。

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