材料合成与制备课程以学术素养为导向的教学改革

摘要：学术素养是理工科学生开展科学研究、适应行业技术创新需求的核心基础，培育学生学术素养已成为高等教育人才培养的重要目标。材料合成与制备课程作为材料类专业的核心主干课程，兼具理论深度与实践属性，是衔接基础理论与科研实践、培育学生学术素养的关键载体。当前课程教学存在理论与科研实践脱节、学术思维培育缺失、评价体系僵化等问题，难以适配创新型材料人才的培养需求。本文基于建构主义学习理论与学术社会化理论，结合材料合成与制备课程的学科特性，系统探索以学术素养为导向的教学改革路径，包括重构“理论-科研-实践”融合的教学内容、创新学术化教学方法、搭建科研实践赋能平台、完善学术素养导向的多元评价体系等。实践表明，该改革路径能够有效强化学生的学术思维、科研规范与创新意识，显著提升学生的学术素养与综合应用能力，为材料类及其他理工科专业课程的学术素养培育提供可借鉴的实践范式。

关键词：材料合成与制备；学术素养；教学改革；科研实践；创新能力

Teaching Reform of Materials Synthesis and Preparation Course Guided by Academic Literacy

Abstract: Academic literacy is the core foundation for science and engineering students to conduct scientific research and adapt to industry technological innovation needs. Cultivating students' academic literacy has become an important goal of talent cultivation in higher education. The course of Materials Synthesis and Preparation, as the core backbone course of materials related majors, combines theoretical depth and practical attributes, and is a key carrier for connecting basic theory with scientific research practice and cultivating students' academic literacy. The current curriculum teaching has problems such as a disconnect between theory and scientific research practice, a lack of academic thinking cultivation, and a rigid evaluation system, making it difficult to meet the training needs of innovative material talents. This article is based on constructivist learning theory and academic socialization theory, combined with the disciplinary characteristics of material synthesis and preparation courses, to systematically explore the teaching reform path guided by academic literacy, including reconstructing the teaching content of "theory research practice" integration, innovating academic teaching methods, building a research practice empowerment platform, and improving the diversified evaluation system guided by academic literacy. Practice has shown that this reform path can effectively strengthen students' academic thinking, research norms, and innovation awareness, significantly enhance their academic literacy and comprehensive application ability, and provide a practical paradigm for cultivating academic literacy in materials and other science and engineering courses.

Keywords: material synthesis and preparation; Academic literacy; reform in education; Scientific research practice; innovation capability

一、引言

在新材料技术快速迭代的背景下，材料行业对人才的需求已从传统的技能应用型转向具备扎实理论基础、较强科研能力与创新思维的创新型人才，而学术素养作为创新型人才的核心特质，直接决定学生的科研潜力与长远发展能力。学术素养涵盖学术认知、学术思维、科研规范、创新意识、学术表达等多个维度，其培育需要依托学科核心课程，通过理论与科研实践的深度融合实现。

材料合成与制备课程作为材料类专业衔接基础化学、材料科学基础等先修课程与后续专业课程、科研实践的核心载体，核心目标是让学生掌握各类材料的合成原理、制备方法与工艺优化逻辑，同时培育学生运用理论知识解决实际科研与工程问题的能力。然而，传统材料合成与制备课程教学多聚焦于理论知识传授与实验技能训练，忽视学术素养的系统性培育，导致学生难以形成完整的学术认知体系，科研思维与创新能力不足，难以适配行业创新发展与科研深造需求。基于此，本文深入探索以学术素养为导向的材料合成与制备课程教学改革路径，旨在构建“理论筑基、科研赋能、素养塑魂”的教学新模式，切实提升学生的学术素养与综合竞争力。

二、材料合成与制备课程学术素养培育的理论基础与核心内涵

（一）理论支撑：建构主义学习理论与学术社会化理论

建构主义学习理论认为，学习是学生主动建构知识的过程，而非被动接受外界信息的过程。该理论为学术素养培育提供了核心逻辑，强调通过创设科研实践情境，引导学生主动参与知识探究、实验设计、结果分析等过程，在自主建构材料合成与制备知识体系的同时，培育学术思维与问题解决能力。学术社会化理论则聚焦个体学术素养的形成机制，认为学术素养是个体在学术实践场景中，通过与教师、同伴的互动交流，逐步习得学术规范、科研方法与学术思维的过程。这一理论为课程教学改革提供了实践指引，明确需通过搭建科研实践平台、营造学术交流氛围，让学生在真实学术场景中完成学术素养的社会化养成。二者协同作用，确保教学改革既符合教育教学规律，又能精准适配学术素养的培育逻辑。

（二）核心内涵：材料学科导向的学术素养维度

结合材料合成与制备课程的学科特性与学生发展需求，其培育的学术素养核心内涵可细化为五个维度：一是学术认知素养，即掌握材料合成与制备领域的核心理论、前沿技术与研究热点，理解不同合成方法的适用场景与原理差异，建立完整的学科知识框架；二是学术思维素养，具备基于理论知识分析材料合成过程中关键问题的逻辑思维，能够提出合理的实验设计思路与工艺优化方案；三是科研规范素养，掌握材料合成实验的操作规范、数据记录与处理标准，了解学术论文写作、实验成果呈现的基本规范；四是创新实践素养，能够结合学科前沿，探索新型材料合成路径或优化现有制备工艺，具备初步的科研创新能力；五是学术表达素养，能够清晰、准确地呈现实验结果，开展学术交流与讨论，具备撰写实验报告、学术论文摘要的基础能力。

三、传统材料合成与制备课程教学的现存困境

（一）教学目标偏差，学术素养培育缺失

传统教学目标多聚焦于理论知识掌握与基础实验技能训练，将“学会合成方法、完成实验操作”作为核心目标，未将学术素养培育纳入教学目标体系。教学过程中忽视学术思维、科研规范、创新意识等核心素养的引导，导致学生仅能机械掌握实验操作步骤，难以理解实验设计的逻辑的、无法独立分析实验中出现的问题，学术认知停留在表面层次，难以形成完整的学术素养体系。

（二）教学内容固化，理论与科研脱节

教学内容存在明显的固化与滞后问题，难以适配学科发展与学术素养培育需求。一是内容侧重传统材料合成方法与经典理论，如陶瓷、金属材料的传统烧结、熔炼方法等，对纳米材料、复合材料、功能高分子材料等前沿领域的新型合成技术（如溶剂热合成、电化学沉积、光催化合成等）覆盖不足；二是教学案例多为教材中的经典案例，缺乏与科研前沿、行业实际科研项目的衔接，学生难以了解学科研究热点与实际科研问题；三是内容呈现以理论推导与步骤讲解为主，缺乏对实验设计思路、数据处理逻辑、结果分析方法的深度解读，难以引导学生形成学术思维。

（三）教学方法单一，学生主动性不足

传统教学仍以“教师讲授+实验演示”的模式为主，教学方法单一固化。理论课堂上，教师主导知识传递过程，学生被动接受理论知识与实验步骤，缺乏主动思考、探究与讨论的机会；实验课堂上，多采用“验证性实验”模式，教师提前准备好实验材料、明确实验步骤，学生仅需按部就班完成操作、记录数据，难以参与实验设计、工艺优化等核心环节。这种“填鸭式”教学模式压抑了学生的学习主动性与创新思维，难以培育学生的学术探究能力。

（四）实践平台薄弱，科研赋能不足

实践教学平台难以支撑学术素养的培育需求。一是实验教学多为基础验证性实验，缺乏综合性、设计性、创新性实验项目，学生难以体验完整的科研流程；二是科研资源向教学的转化不足，高校的科研实验室、科研项目未能有效开放给本科生，学生缺乏参与真实科研实践的机会；三是实践教学硬件设施滞后，部分院校缺乏开展前沿材料合成实验的设备条件，难以支撑学生开展创新性实验探究。

（五）评价体系僵化，素养衡量不精准

传统评价体系以“知识与技能导向”为主，难以精准衡量学生的学术素养。一是评价内容片面，重点考核学生对理论知识的记忆、实验步骤的掌握与实验结果的准确性，忽视对学术思维、创新意识、科研规范、学术表达等核心素养的评价；二是评价方式单一，以期末考试、实验报告等终结性评价为主，缺乏对学生学习过程、科研探究表现的过程性评价；三是评价主体单一，仅由校内教师完成评价，缺乏对学生学术成果的多元化审视，难以引导学生聚焦学术素养提升。

四、以学术素养为导向的材料合成与制备课程教学改革路径

（一）重构教学目标与内容，锚定学术素养培育核心

以学术素养五个维度为核心，反向重构“知识-能力-素养”三位一体的教学目标体系，确保教学全过程围绕学术素养培育展开。在教学内容重构方面，构建“基础理论+前沿专题+科研案例”的融合式内容体系：一是夯实基础理论模块，保留材料合成与制备的核心原理、经典方法等基础内容，同时补充实验设计逻辑、数据处理方法、科研规范等学术素养相关内容；二是增设前沿专题模块，结合学科发展热点，引入纳米材料合成、功能复合材料制备、绿色合成技术等前沿内容，拓宽学生学术视野；三是融入科研案例模块，选取教师科研项目、行业优秀科研成果中的典型案例，如“某新型储能材料的溶剂热合成工艺优化”“高性能陶瓷材料的烧结工艺改进”等，详细解读案例中的科研问题、设计思路、实验过程、结果分析与学术表达逻辑，让学生直观感知科研全过程。同时，编制《学术素养培育指南》，明确各教学环节的素养培育重点与达成标准。

（二）创新学术化教学方法，激发主动探究意识

构建“案例驱动+项目引领+学术研讨”的多元化教学方法体系，凸显学生的学术探究主体地位。一是推行案例驱动教学，以科研案例为核心，引导学生分组分析案例中的科研问题、讨论实验设计方案、复盘结果分析过程，在案例探究中培育学术思维；二是实施项目引领教学，设计“小型科研项目”任务，如“某功能性纳米材料的合成与性能探究”“传统材料制备工艺的绿色化优化”等，让学生分组完成项目选题、方案设计、实验实施、数据处理、成果呈现的全流程，在项目实践中提升科研能力与创新意识；三是开展学术研讨活动，定期组织课堂学术讨论、科研进展汇报会，让学生分享项目进展、交流实验心得、探讨疑难问题；邀请学科前沿领域的专家学者开展专题讲座，介绍学科研究热点与科研方法，营造浓厚的学术交流氛围；四是采用线上线下融合教学模式，线上依托学习平台上传前沿文献、科研案例视频、学术讲座资源等，供学生自主学习；线下聚焦案例研讨、项目指导、学术交流等互动环节，强化学术素养培育实效。

（三）搭建多层次科研实践平台，强化学术素养赋能

构建“课堂实验-科研实训-科研项目”的多层次科研实践平台，为学生提供全方位的学术实践赋能。一是优化课堂实验教学，减少验证性实验比例，增加综合性、设计性、创新性实验项目，如让学生自主设计某材料的合成方案、优化实验工艺参数，培养实验设计与创新能力；二是建设科研实训平台，开放高校科研实验室，设立“本科生科研实训岗位”，安排学生参与教师科研项目的辅助工作，如实验材料准备、基础实验操作、数据整理等，积累真实科研实践经验；三是搭建科研竞赛与创新平台，组织学生参与“大学生创新创业训练计划”“材料设计与制备创新大赛”等赛事，鼓励学生将课堂所学转化为科研创新成果；四是推进校企协同，与材料行业企业共建实践教学基地，安排学生进入企业研发部门实习，参与企业真实科研项目与技术攻关，了解行业科研需求，提升学术素养的行业适配性。

（四）完善学术素养导向的多元评价体系，精准衡量培育成效

遵循“全面、客观、过程性”原则，构建“多主体、多维度、全过程”的多元评价体系，实现“以评促学、以评促教”。一是丰富评价主体，形成“校内教师+行业专家+学生自评+小组互评”的多元评价模式：校内教师侧重对学生理论知识掌握、项目实践过程、学术思维表现的评价；行业专家侧重对学生科研成果的行业适配性、创新价值的评价；学生自评侧重对自身学术素养提升、科研实践反思的评价；小组互评侧重对团队协作贡献、学术交流表现的评价。二是拓展评价维度，涵盖学术认知、学术思维、科研规范、创新实践、学术表达五个核心维度，每个维度细化具体评价指标，如学术表达可细化为实验报告撰写质量、科研汇报清晰度、文献解读准确性等。三是优化评价方式，采用“过程性评价（60%）+终结性评价（40%）”的组合方式：过程性评价包括课堂学术研讨表现、项目阶段性成果、实验操作规范、科研日志记录等；终结性评价采用“学术成果答辩+科研报告撰写”的形式，全面考核学生的综合学术素养。四是建立评价反馈机制，定期将评价结果反馈给学生，指导其优化学习策略与科研实践方法；教师基于评价结果分析教学薄弱环节，及时调整教学内容与方法。

（五）强化师资队伍建设，筑牢学术素养培育保障

组建具备扎实学术功底与丰富科研经验的“双师型”师资队伍，为学术素养培育提供核心保障。一是提升校内教师的学术素养培育能力，定期组织教师参与学术素养教学方法培训、学科前沿学术交流，鼓励教师将科研项目与教学深度融合，开发科研案例教学资源；二是优化师资结构，聘请行业企业的资深研发人员、科研院所的专家担任校外兼职导师，参与教学方案设计、项目指导、评价考核等环节，注入行业科研经验；三是搭建教研交流平台，定期开展学术素养培育教学研讨会、教学案例分享会，促进教师之间的经验互鉴，提升整体教学水平。

五、实践总结

以学术素养为导向的材料合成与制备课程教学改革，以建构主义学习理论与学术社会化理论为支撑，通过重构教学目标与内容、创新学术化教学方法、搭建多层次科研实践平台、完善多元评价体系，有效破解了传统教学中“学术素养培育缺失、理论与科研脱节、学生主动性不足”的困境，实现了“知识传授、能力培养、素养塑造”的协同统一。这一实践充分证明，材料类专业核心课程的教学改革必须立足创新型人才培养需求，摒弃传统的“知识+技能”导向模式，以学术素养培育为核心，通过理论与科研实践的深度融合，让学生在主动探究中习得学术规范、培育学术思维、提升科研能力，才能真正发挥课程的学术育人价值。

本次改革所形成的“素养导向-内容融合-实践赋能-多元评价”的实践框架，具有较强的可复制性与推广价值，为材料类其他专业课程（如材料表征与分析、材料性能测试）及其他理工科专业课程的学术素养培育提供了清晰的路径参考。其关键经验可总结为三点：一是目标定位要精准，始终以学术素养培育为核心锚点；二是内容方法要协同，实现教学内容与科研前沿、教学方法与学术探究规律的精准适配；三是实践支撑要有力，通过多层次科研实践平台为学术素养培育提供载体保障。这些经验不仅为试点院校材料合成与制备课程的持续优化奠定了坚实基础，也让该课程真正成为培育创新型材料人才的核心载体，为材料行业的高质量发展提供了坚实的人才支撑。

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