艾禮莉，王魯香

(新疆大學(xué)，新疆 烏魯木齊 830017)

2022年，習(xí)總書記在中央政治局第三十六次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)：“我們必須深入分析推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和工作面臨的形勢和任務(wù)，充分認(rèn)識(shí)實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)的緊迫性和艱巨性，研究需要做好的重點(diǎn)工作，統(tǒng)一思想和認(rèn)識(shí)，扎扎實(shí)實(shí)把黨中央決策部署落到實(shí)處”[1]。提出高校是重大科技創(chuàng)新策源地，能夠發(fā)揮作為基礎(chǔ)研究主力的作用，逐步穩(wěn)健形成碳中和科技創(chuàng)新體系和人才培養(yǎng)體系。這為高校做好“雙碳”人才培養(yǎng)工作指明了方向、提供了遵循。而碩士研究生教育階段是最為關(guān)鍵的綜合科研素質(zhì)與個(gè)人品德修養(yǎng)的養(yǎng)成教育階段，在碩士研究生培養(yǎng)階段使學(xué)生能夠身體力行去實(shí)踐“雙碳”目標(biāo)將對(duì)國家發(fā)展具有重大意義[2]。因此，為了適應(yīng)基于“雙碳”目標(biāo)理念下國家綠色發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)人才需求的變化，研究生教育模式和培養(yǎng)理念應(yīng)做出適當(dāng)調(diào)整。此外，新疆日照資源豐富，日照時(shí)間長，年日照時(shí)間高達(dá)2500～3500 h，利用新疆地區(qū)豐富的太陽能資源進(jìn)行科學(xué)研究是充分開發(fā)地區(qū)特色資源的有效途徑[3]?；诖耍T士研究生的教育中包含對(duì)本地特色太陽能資源介紹和研究類的課程對(duì)于學(xué)生認(rèn)識(shí)本地特色資源具有重要意義。

新疆大學(xué)化學(xué)學(xué)院瞄準(zhǔn)化學(xué)學(xué)科發(fā)展前沿，以國家和自治區(qū)重大需求為導(dǎo)向，以新疆優(yōu)勢能源資源清潔高效轉(zhuǎn)化與高值化利用為目標(biāo)，以綜合改革為動(dòng)力，以拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)為核心，以師資隊(duì)伍建設(shè)為重點(diǎn)，以創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)為保障，創(chuàng)新體制機(jī)制，凝聚優(yōu)勢資源，匯聚高水平創(chuàng)新人才，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上做精做強(qiáng)，力爭建設(shè)成為適應(yīng)國家和新疆戰(zhàn)略發(fā)展需要的、具有特色的高水平研究型學(xué)院。實(shí)現(xiàn)高水平研究型學(xué)院離不開研究生的科研活動(dòng)，而充分利用本地特色資源進(jìn)行科學(xué)研究對(duì)于學(xué)院的碩士研究生培養(yǎng)至關(guān)重要。

催化科學(xué)和技術(shù)是研究能量與物質(zhì)轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)的一門學(xué)科，是現(xiàn)代化工的關(guān)鍵核心之一，更是解決能源、環(huán)境、資源、信息以及生命健康等領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)性科學(xué)之一，遍及人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家重大需求中發(fā)揮著重要作用[4]。催化化學(xué)是無機(jī)化學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)碩士研究生課程，課程教學(xué)的任務(wù)與目的是使學(xué)生掌握催化領(lǐng)域基礎(chǔ)概念、基礎(chǔ)理論、現(xiàn)代催化技術(shù)、催化材料結(jié)構(gòu)特性及其在能源、環(huán)境等領(lǐng)域中的應(yīng)用。主要內(nèi)容包括催化界面理論、光催化反應(yīng)、電催化反應(yīng)、絡(luò)合催化劑及催化作用[5]。

1 催化化學(xué)課程教學(xué)的現(xiàn)狀和問題

催化化學(xué)課程為無機(jī)化學(xué)專業(yè)碩士研究生開設(shè)的課程，主要以講授和研討的方式進(jìn)行教學(xué)。其中，講授部分采取了PPT結(jié)合板書的授課方式，學(xué)生在教室內(nèi)統(tǒng)一聽課。研討部分采取在講完4個(gè)學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)后給學(xué)生布置作業(yè)，由學(xué)生結(jié)合目前“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，自主選擇感興趣的光催化劑材料，以PPT形式總結(jié)目前的研究現(xiàn)狀，并說明哪類光催化劑目前適合利用太陽能進(jìn)行環(huán)境光催化和能源光催化的應(yīng)用并闡述理由。然而，當(dāng)前我國碩士研究生對(duì)于科學(xué)研究的創(chuàng)新意識(shí)不足，主動(dòng)性不高；昊宏翔等在《學(xué)位與研究生教育》的文章中講道，目前碩士研究生在科研方面存在明顯的問題，包括科研實(shí)踐參與度低、學(xué)術(shù)成果質(zhì)量不高、國際學(xué)術(shù)榜論文數(shù)量偏少、原創(chuàng)性成果稀少等[6]。有研究者將研究生的科研學(xué)習(xí)缺乏創(chuàng)新性的現(xiàn)狀總結(jié)為“四個(gè)簡單”[7]：①簡單移植，只簡單重復(fù)和應(yīng)用他人的科研方法；②簡單揭示表面現(xiàn)象，對(duì)于科研選題只停留于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不深究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律和本質(zhì)原因；③簡單延伸，沒有新的觀點(diǎn)和新的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，只對(duì)他人研究工作進(jìn)行證實(shí)；④簡單推理，僅采用有限的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證實(shí)已知的結(jié)論。

此外，碩士研究生對(duì)催化化學(xué)課程的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)不足，對(duì)往屆的碩士研究生進(jìn)行問卷和調(diào)研，其中，40%左右的碩士研究生不會(huì)主動(dòng)提前預(yù)習(xí)和與老師討論催化科學(xué)的研究和應(yīng)用前景。主要原因在于傳統(tǒng)的教學(xué)觀念引發(fā)了碩士研究生學(xué)習(xí)的依賴性[8-9]。傳統(tǒng)教學(xué)中碩士研究生上課主要的學(xué)習(xí)計(jì)劃、學(xué)習(xí)策略包括如何檢查學(xué)習(xí)效果等，都由老師決定。忽略了研究生學(xué)習(xí)的個(gè)體要求，同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)目的、學(xué)習(xí)興趣的學(xué)生逐步趨于按老師的既定思路學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)對(duì)教師產(chǎn)生的壓力促使研究生產(chǎn)生學(xué)習(xí)依賴性。因此，導(dǎo)致碩士研究生催化化學(xué)課程的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)不足。

2 地方特色資源融入催化化學(xué)課堂教學(xué)實(shí)踐的探究

針對(duì)催化化學(xué)課程目前存在的問題，我們采取將地方特色資源融入催化化學(xué)課程教學(xué)過程中，激發(fā)碩士研究生學(xué)習(xí)和科研興趣。

新疆大學(xué)化學(xué)學(xué)科屬于國家一流建設(shè)學(xué)科和ESI全球前1%學(xué)科。學(xué)院基于國家一流化學(xué)學(xué)科專業(yè)，進(jìn)一步將碩士研究生的創(chuàng)新能力和高素質(zhì)人才培養(yǎng)相結(jié)合，構(gòu)建“科教融合，學(xué)術(shù)育人”的高素質(zhì)化學(xué)研究型人才模式培養(yǎng)。通過科研知識(shí)的灌輸，用科研反哺教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)和科學(xué)思維。首先，根據(jù)學(xué)院碩士研究生導(dǎo)師科研方向不同的現(xiàn)狀，面向無機(jī)化學(xué)專業(yè)一年級(jí)碩士研究生，調(diào)研其研究方向和感興趣的課題，根據(jù)研究生的方向和興趣，適當(dāng)調(diào)整課程內(nèi)容。隨后，在催化化學(xué)課程的光催化教學(xué)部分的教學(xué)過程中融入“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)和新疆太陽能資源及煤炭資源的介紹，明確課程體系的價(jià)值取向，并在課程授課過程中充分將本地特色資源穿插講授，將國家策略和綠色有機(jī)融入課程體系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用。在“雙碳”目標(biāo)指引下，基于碩士研究生認(rèn)知與成長規(guī)律，實(shí)現(xiàn)催化化學(xué)課程的模塊化、協(xié)同化與綜合化推進(jìn)教學(xué)。充實(shí)與重構(gòu)課程內(nèi)容，圍繞“雙碳”目標(biāo)，充實(shí)光催化領(lǐng)域的知識(shí)內(nèi)容，結(jié)合新疆豐富的太陽能資源，讓碩士研究生自己提出研究課題的關(guān)鍵問題，并尋求解決辦法。主要融入地方特色資源的案例如表1所示。結(jié)合新疆地區(qū)豐富的日照資源、光熱資源和煤炭資源，并圍繞本地特色資源進(jìn)行相應(yīng)的光催化、熱催化和碳基功能材料方面的研究，激發(fā)學(xué)生探索科研的興趣。通過該課程的鍛煉，提升學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和科研主動(dòng)性，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)研究對(duì)環(huán)境和人類發(fā)展的促進(jìn)作用。

最后，圍繞催化化學(xué)課程的光催化教學(xué)部分主要內(nèi)容，在講授了光催化領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)知識(shí)后，結(jié)合新疆地區(qū)豐富的太陽能資源，學(xué)生提出該領(lǐng)域需要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題，總結(jié)目前已報(bào)道的研究現(xiàn)狀，提出自己的觀點(diǎn)和對(duì)該領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)，以PPT形式做研討報(bào)告。將班級(jí)同學(xué)小組，5～8人一組，每個(gè)研討小組找出一個(gè)主題進(jìn)行研討，老師對(duì)研討進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)。以新疆大學(xué)2022級(jí)碩士研究生的催化化學(xué)課程授課為例，班級(jí)分組提交的研討報(bào)告如表2所示。從表中看出，學(xué)生均參與到研究主題當(dāng)中，從研究背景到應(yīng)用前景均有思考和總結(jié)。通過學(xué)生研討反思可以看出，學(xué)生已將所學(xué)的光催化領(lǐng)域知識(shí)與國家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)緊密結(jié)合，并且能充分意識(shí)到利用本地豐富的太陽能資源和煤炭資源進(jìn)行相關(guān)科學(xué)研究。通過師生協(xié)同配合，發(fā)揮個(gè)性化的教學(xué)優(yōu)勢，采取分組研討后匯報(bào)的形式，并要求每份報(bào)告中附每位學(xué)生的貢獻(xiàn)比例，提高學(xué)生對(duì)研討內(nèi)容的參與度，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的積極性。

表2 小組研討報(bào)告

通過該階段的理論學(xué)習(xí)和研討，不僅能夠提高學(xué)生對(duì)于新疆本地煤炭資源利用率的認(rèn)識(shí)，而且達(dá)到根據(jù)國家戰(zhàn)略方針培養(yǎng)基礎(chǔ)研究人員的目的，這種新型的教學(xué)研討方式能夠培養(yǎng)“雙碳”戰(zhàn)略下的高素質(zhì)專業(yè)科研人才和隊(duì)伍，使碩士研究生構(gòu)建完整的催化化學(xué)專業(yè)知識(shí)觀。同時(shí)通過該課程的改進(jìn)教學(xué)，能夠進(jìn)一步使研究生厘清專業(yè)能力和社會(huì)環(huán)境綠色低碳發(fā)展的相互關(guān)系，為國家進(jìn)步和發(fā)展做貢獻(xiàn)。通過該課程的改進(jìn)教學(xué)，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)碩士研究生的創(chuàng)新培養(yǎng)和主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)。

3 結(jié)語

將地方特色資源融入碩士研究生課程催化化學(xué)的授課過程中對(duì)于碩士研究生的科研選題有較大促進(jìn)作用。通過在光催化部分內(nèi)容講授和研討中增加國家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)和本地特色太陽能、煤炭資源的內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的興趣；將學(xué)生的研究課題與國家策略以及新疆本地豐富的太陽能、煤炭資源結(jié)合，提升學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的認(rèn)識(shí)；以分組研討后形成總結(jié)報(bào)告的形式改變傳統(tǒng)講授課程的方式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性；通過科研反哺教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)和科學(xué)思維，通過該課程的鍛煉，提升學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和科研主動(dòng)性，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)研究對(duì)環(huán)境和人類發(fā)展的促進(jìn)作用。進(jìn)而培養(yǎng)出“雙碳”戰(zhàn)略下的高素質(zhì)專業(yè)人才，構(gòu)建完整專業(yè)知識(shí)觀，提升學(xué)生綜合素質(zhì)。