围绕课堂教学、实验实践、科研育人与价值引领维度，本成果系统以下述方法解决教学问题（图2）

图2 多元路径解决问题

（1）建“精准体系”，拓“育人新局”，推进五层分级课程体系

依据培养方案与学生基础，构建物理化学A至E五类课程模块（图3）：A（化学，重理论深度与科研启蒙）；B（冶金，重系统性与工程计算）；C（环境等工科，重应用场景与方法迁移）；D（材料类，强化“结构—性能—加工”链条支撑）；E（能源动力，强化热力学—电化学—界面模块）。通过在知识广度、理论深度和能力目标三个维度上优化教学内容与考核权重，结合国家重大工程与产业任务案例，实现对不同专业的精准支撑与价值引领的有机融入。

图3 五层分级课程体系

（2）创“智慧课堂”，驱“创新思维”，实施四元协同教学机制

聚焦思维挑战不够的问题，融合四维课堂组织机制（图4）：

·线上智启：将自制MOOC（146个视频、294道习题）、AI助教和441节点知识图谱深度嵌入“学习通”，借助任务引擎以任务形式明确课前—课中—课后环节，实现一体化学习体验。AI智能推送题库（4931题），学生作错后系统持续推送相似题，形成个性化训练，提升预习效果。

·课堂深悟：通过翻转课堂、PBL等形式，将课堂时间从知识讲授转向问题探究与多角度研讨。围绕引导性问题和典型案例，组织小组分析、论证与展示，教师适时追问与点拨，强化推理、模型建构与知识迁移，打破被动接受的学习模式。

·朋辈协创：构建“多元任务—同伴协作—公开展示—双元评价”机制，嵌入课堂教学全过程。围绕课程核心问题设置三类高阶任务：①智辩坊、舌战台：提供论题库、立论模板与评分细则，开展论辩训练；②科创项目改进：鼓励学生将所学知识应用于在研项目，提升方案的合理性与创新性；③学术短文写作：明确文章结构、引用规范与AI标注要求。实施小组协作+导师指导，过程+结果双元评价，优秀成果展示入选案例库。

·名师引领：每学期举办2场全校专题串讲，破解难点、拓展视野，形成优质资源辐射。

图4 四元协同教学

（3）设“阶梯实验”，促“协同创新”，构建三阶融合实验结构

针对实验探究不深，围绕“基础验证-综合实践-设计探索”三阶结构（图5），建立MOOC—虚拟仿真—线下实操的教学链条。依托自制MOOC（32个视频、135道习题）开展课前预习，将自研虚拟仿真系统（10个操作）嵌入教学，实现前置操作训练与流程统一，提升大班实验的安全性与组织效率。线下聚焦探究与创新，综合型实验提升近30%，设计型占比超20%。实验内容与专业方向紧密结合，推动学生从“能做”走向“能思”“能创”。

图5 三阶融合实验框架

（4）筑“科教协同”，育“科研素养”，探索嵌合式科研育人模式

围绕科教融通不足的问题，依托“三高”科研资源（高等级平台、高层次导师、高水平成果），构建“教学-科研深度嵌合”机制（图6）。设立双师课堂，推动科研元素进课堂、科研过程进教学；每年面向本科生举办4-6次科研专题讲座，引导学生从基础认知走向科研启蒙；指导学生参与SRTP、大学生科创竞赛等项目，推进“科研项目进课堂、学生参与进科研”；组织本科生海外研学，每年邀请3-5名国外专家来校讲学，深化学生全球视野，激发科研潜能。

图6 教学-科研深度嵌合机制