楊福 袁愛華

【摘 要】基于工業(yè)催化方向科研實(shí)踐中的理解與感悟，結(jié)合本科生工業(yè)催化課程的教學(xué)，從學(xué)生、教師、課本內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新等幾個(gè)方面，探討如何改進(jìn)工業(yè)催化課程教學(xué)的模式。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)催化;教學(xué)方式;改進(jìn)措施

中圖分類號(hào)： TQ032.4-4;G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）18-0138-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.18.065

Discussion on Understanding and Improvement Measures in Teaching Practice of Industrial Catalysis Course

YANG Fu* YUAN Ai-hua

（School of environmental and chemical engineering， jiangsu university of science and technology， Zhenjiang Jiangsu 212003， China）

【Abstract】Based on the understanding and perception in the scientific research practice of industrial catalysis， combined with the teaching of undergraduate in industrial catalysis course， we will talk about how to improve the teaching mode of industrial catalysis course from the aspects of students， teachers， textbook content， experimental innovation， etc.

【Key words】Industrial catalysis;Teaching methods;Improvement measures

工業(yè)催化是石油化工行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，幾乎所有的化學(xué)合成都與催化技術(shù)相關(guān)。目前，催化技術(shù)成為熱門研究領(lǐng)域，也是眾多研究人員終生從事的事業(yè)。因此，打好本科生催化原理的理論功底，為科研領(lǐng)域培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)的科研儲(chǔ)備軍具有重要的意義。工業(yè)催化是大學(xué)本科學(xué)習(xí)階段化工類專業(yè)的必修課程，旨在使學(xué)生通過理論知識(shí)的學(xué)習(xí)以了解催化過程的本質(zhì)，掌握催化作用的基本規(guī)律和催化劑的設(shè)計(jì)制備技術(shù)，熟悉催化劑的常見表征技術(shù)和性能評(píng)價(jià)方法，為培養(yǎng)化工類專業(yè)人才提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。該課程與本科階段的化學(xué)化工課程相互滲透，綜合性、實(shí)踐性強(qiáng)，課程難度大。因此，探索高效的工業(yè)催化課程教學(xué)方式是大學(xué)教師應(yīng)該思考與實(shí)踐的課題。

1 學(xué)生自身方面

工業(yè)催化課程的學(xué)習(xí)，需要學(xué)生具有基本的化學(xué)化工知識(shí)學(xué)習(xí)背景。尤其，學(xué)生對(duì)基本化學(xué)知識(shí)的理解更為重要。在工業(yè)催化學(xué)習(xí)前需要學(xué)生具有無機(jī)化學(xué)，物理化學(xué)，有機(jī)化學(xué)及配位化學(xué)的課程學(xué)習(xí)經(jīng)歷，這主要在于工業(yè)催化是屬于應(yīng)用型學(xué)科，是建立在基礎(chǔ)學(xué)科的背景上。學(xué)生在扎實(shí)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)化學(xué)后可以具備工業(yè)催化方面的基本原理的前期基礎(chǔ)。于學(xué)生而言， 工業(yè)催化課程的學(xué)習(xí)需要學(xué)生對(duì)工業(yè)催化過程有基本的認(rèn)識(shí)。這就需要學(xué)生對(duì)反應(yīng)工程學(xué)科有一定的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。因此，學(xué)生需要在課程學(xué)習(xí)前期的反應(yīng)工程課程中下功夫，并能夠在課堂上認(rèn)真聽取教師傳授內(nèi)容，更要在課堂下努力并及時(shí)的復(fù)習(xí)鞏固知識(shí)點(diǎn)。

1.1 教師方面

教師在授課過程中需針對(duì)本專業(yè)學(xué)生的實(shí)際情況對(duì)授課內(nèi)容加以適當(dāng)?shù)臄U(kuò)充或縮減，針對(duì)具體的重點(diǎn)內(nèi)容應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生的理解。比如，催化劑的結(jié)構(gòu)與表面性質(zhì)各不相同，如何關(guān)聯(lián)催化劑的催化活性與其結(jié)構(gòu)等特征性質(zhì)的關(guān)系是多相催化的關(guān)鍵與重點(diǎn)。但精確獲取催化劑的結(jié)構(gòu)表面性質(zhì)需輔以相應(yīng)的表征技術(shù)。因此催化原理的課程傳授中教師應(yīng)相應(yīng)增加催化劑表征技術(shù)方面知識(shí)，并且應(yīng)當(dāng)在課后給與學(xué)生相應(yīng)的教輔資料。教師在教授課程中也應(yīng)當(dāng)注意自己的教學(xué)方式與表達(dá)，如何能夠?qū)⒖菰锏脑碇R(shí)與實(shí)際的生產(chǎn)與研究結(jié)合應(yīng)該是學(xué)生在尋求今后發(fā)展方向的有效引導(dǎo)。教師在歸納總結(jié)催化劑的特性與分類時(shí)，需要引導(dǎo)學(xué)生從催化劑類型的角度進(jìn)行比較分析，可以避免學(xué)生看到一種新的催化劑時(shí)感到無從下手。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考催化劑的種類與催化類型之間的聯(lián)系，發(fā)散學(xué)生的思維，強(qiáng)化學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力和態(tài)度。

另外，多媒體的課程教學(xué)滲透也將利于學(xué)生的理解與領(lǐng)悟，例如將課程教學(xué)中加入《工業(yè)催化》設(shè)計(jì)的教學(xué)模型，將催化劑的模型展示于PPT的課件中，可使學(xué)生更直觀和生動(dòng)了解催化劑的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。教師在課程教學(xué)中應(yīng)向?qū)W生展示經(jīng)典的催化劑，例如分子篩沸石等催化劑，學(xué)生在學(xué)習(xí)特征催化劑時(shí)，教師可通過多媒體向?qū)W生提供催化劑的結(jié)構(gòu)式、幾何結(jié)構(gòu)等抽象信息，并需要提示學(xué)生搭建宏觀-微觀的橋梁，借助實(shí)物模型、圖表、多媒體等直觀手段加深對(duì)沸石分子篩的結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)并理解分子篩不同結(jié)構(gòu)可能會(huì)導(dǎo)致催化結(jié)果與作用。

1.2 課本內(nèi)容

《工業(yè)催化》教材版本較多，但針對(duì)基本的工業(yè)催化原理內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)相似相近。但隨著基礎(chǔ)科研的快速發(fā)展，各種新型催化劑和催化理論也不斷更新與發(fā)展，催化技術(shù)和催化劑相關(guān)的教材在不斷地更新中，使得教師在《工業(yè)催化》相關(guān)教材選取與更迭需考慮內(nèi)容豐富性、專業(yè)性、綜合性等。另外，工業(yè)催化的發(fā)展對(duì)無機(jī)、有機(jī)、高分子等化學(xué)化工的基礎(chǔ)知識(shí)面更高，因此，對(duì)于《工業(yè)催化》的課程教學(xué)而言，在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)有效地組織教學(xué)內(nèi)容難度較大，特別是催化劑和催化作用的基本原理、工業(yè)催化劑應(yīng)用兩大部分內(nèi)容應(yīng)以催化劑和催化作用的基礎(chǔ)知識(shí)為主，教學(xué)中注重循序漸進(jìn)、由淺入深，并融入物理化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程等基礎(chǔ)知識(shí)。另外，教學(xué)過程中教師應(yīng)增加更多的研究實(shí)例，以相互印證出現(xiàn)的基礎(chǔ)原理，并針對(duì)催化劑的合成制備及催化劑的表征及性能評(píng)價(jià)給予學(xué)生更多的思考與課外學(xué)習(xí)空間，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用技術(shù)、終身學(xué)習(xí)的核心素養(yǎng)。

1.3 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

工業(yè)催化是針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)與科研的學(xué)科，因此，針對(duì)工業(yè)催化的發(fā)展，本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與基礎(chǔ)創(chuàng)新也應(yīng)當(dāng)緊隨本科教學(xué)的腳步，尤其是針對(duì)基礎(chǔ)的催化劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與催化性能測試的基本技術(shù)應(yīng)該在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中予以傳授，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)催化過程及催化原理產(chǎn)生基本的認(rèn)識(shí)。尤其，催化工程的發(fā)展中能引導(dǎo)學(xué)生對(duì)催化劑的微觀世界與性能的構(gòu)效關(guān)系產(chǎn)生初步的認(rèn)識(shí)。例如，經(jīng)典的催化劑例如沸石型催化劑的合成與催化性能測試可以作為本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)。另外，教學(xué)課程中可以增加相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)，適當(dāng)?shù)匕才艑W(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參與一定的實(shí)驗(yàn)并創(chuàng)新，將會(huì)對(duì)工業(yè)催化本科教學(xué)產(chǎn)生積極的影響。

2 總結(jié)

《工業(yè)催化》是本科教學(xué)中重要的專業(yè)性課程，具有顯著工程性和應(yīng)用性的特點(diǎn)。隨著基礎(chǔ)科研的發(fā)展，對(duì)工業(yè)催化課程也提出了更高的要求，因此，該課程的教學(xué)也要緊跟時(shí)代的步伐，并在具體教學(xué)過程中注重理論教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。本文結(jié)合《工業(yè)催化》課程的教學(xué)特點(diǎn)，從學(xué)生、教師、授課內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新等方面淺談了該課程的教學(xué)改革措施，并結(jié)合自身的科研學(xué)習(xí)感悟?qū)ζ溥M(jìn)行了初步地論述，以期進(jìn)一步探索與實(shí)踐《工業(yè)催化》。

【參考文獻(xiàn)】

[1]高海燕.催化原理教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].化工高等教育.2011（4）：81-83.

[2]舒慶，許寶泉，余長林，等.工業(yè)催化課程教學(xué)內(nèi)容和課程結(jié)構(gòu)體系改革探索實(shí)踐[J].廣東化工，2013，40（6）：171-175.

[3]汪航行.提高《工業(yè)催化》課程教學(xué)質(zhì)量的探索[J].廣州化工，2015，43（23）：271-273.

[4]占昌朝，曹小華，張立明，等.基于學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的工業(yè)催化課程教學(xué)實(shí)踐初探[J].2016，5：70-72.