《催化作用基礎》教學改革研究與探索

夏薇+李鵬+陳坤+吳萍萍

【摘 要】《催化作用基礎》 作為一門重要的專業基礎課程，具有獨特的知識體系和特點。為了幫助學生提高學習質量，掌握理論和應用的方法，結合《催化作用基礎》課程教學實踐，對教學內容、教學方法和考核方式進行了探討，對《催化作用基礎》的教學改革提出了一些建議。

【關鍵詞】催化作用基礎；教學內容；教學方法；考核方式；改革

催化科學是催化化學、材料物理及化學工程之間的邊緣學科，具有理工結合的特點，其在國民經濟中具有十分重要的意義。目前，90%以上的化工產品是通過催化的方法生產出來的，可以說“沒有催化劑，就不可能建立現代的化學工業”。《催化作用基礎》是應用化學專業學生的重要的專業課程，該課程的基礎知識在化工、石油、冶金、制藥及環保等諸多行業中都有著極為重要的應用。

一、教學內容改革

努力激發培養學生教學興趣，讓學生能夠享受學習的樂趣，是《催化作用基礎》教學的任務之一，也是提高課堂教學質量的有效途徑。對此我們基于以下兩點原則對教學內容進行改革：一是實用性原則。選擇概括性程度較高的知識，突出重點，準確、簡明的闡述最基本、最通用的高教層次的化學基本原理和規律，使學生能夠有效地掌握教學內容。立足工程背景，突出工科特色，注重理工結合。以工程技術的觀點來組織教材， 力求在各個教學環節中做到既向學生傳授科學知識，又給學生展現工程技術的背景，體現科學研究的方法和科學探索的過程，從而激發學生學習化學的積極性，使他們初步具備利用一定的化學知識去分析、解決工程實際問題的能力。二是時代性原則，各種新型催化劑和催化理論的不斷出現使得催化技術近幾十年得到了飛速的發展，催化技術的教材也不斷更新。目前，此課程使用的教材涉及的內容多，專業性和綜合性也較強，受課時所限，需要加大對課程內容資源的整合。按照必需、夠用的原則，對理論性較強，和其他學科交叉的內容可以放置其他課程講授，省略講授，重點圍繞催化技術原理，催化劑的組成、種類，催化劑的制備和使用、催化劑的活性評價、催化劑的表征等內容進行重點講述。

二、教學方法改革

《催化作用基礎》 是一門實踐性和理論性緊密聯系的課程，按照常規的教學方法結合教材知識點進行講解，學生難以把握相關知識和理論，這主要是因為大多數學生沒有從事催化生產的實踐經歷，只能枯燥的記憶和理解。如果按照傳統的灌輸式教學方法照本宣科， 必然會造成學生的畏難情緒。因此，《催化作用基礎》課程的教學方法迫切需要改革和創新。教學方法是使教學思想得以貫徹執行、知識體系和課程內容得以完整實施和傳授的關鍵所在。在教學中強調學生的主體性，充分考慮學生的因素，放手讓他們在探究中、實踐中、協作中自主地學習。 一、在導入新課的時候，可以運用實驗、故事、音像多媒體等手段和富有挑戰性、激勵性的問題設置情境，提出疑問，學生通過觀察感知產生疑問、發現問題， 引起認知沖突，以激發學生的興趣和求知欲望，從而換起學生的創新意識。二、講解看不見摸不到、微觀抽象的知識時，可以運用實物模型、圖表、多媒體等直觀手段和生動的語言描繪進行形象化教學，想方設法搭建宏觀與微觀的橋梁，以增加學生的感性認識，激發學生積極討論探究，培養學生的創新思維能力。例如，在學習沸石分子篩的結構時，學生不明白，教師利用多媒體手段制作了動畫，增強了學生的感性認識，激發學生學習興趣。同時教師提出了沸石分子篩的結構有幾種的問題。學生通過查閱資料，不僅知道了沸石分子篩結構單元，同時列舉了許多類型的分子篩，知道了不同結構的分子式，會起到不同的催化作用，加強了學生對沸石分子篩的重視。學習知識的目的是要應用于實踐，只有使其轉化成生產力才能體現知識的價值，因此引導學生將理論與實踐相結合，培養學生對知識的運用能力是培養創造型人才的關鍵。三、通過雙語教學提高學生的英語水平，尤其是科技文獻的閱讀水平和科技論文的寫作水平。國外催化技術期刊報道了現代工業催化技術的發展的最新研究成果，在課堂教學中，采用一定形式的雙語教學不僅可以讓學生提高知識的視野，也使學生在掌握催化知識的同時，提高用英語表達和用英語思考催化知識的能力。在教學中鼓勵學生多說相關專業英語，如課堂提問時讓學生用英語回答。四、《催化作用基礎》是一門理論和實踐聯系非常緊密的專業課程，通過這門課程的學習可以使得學生了解工業上使用的一些重要催化劑，以及使用這些催化劑的注意事項和要求。但這些實際催化的學習內容多，學生缺乏工廠實踐經驗，理論和實際脫節的結果。因此，為了解決這一難題，充分利用實驗室資料，組織學生親自制備幾種催化劑。在制備的過程中，對理論知識進行消化和吸收。

三、考核方式改革

《催化作用基礎》這門課程的知識點很分散，并且以敘述為主，因此傳統的閉卷考核方式不能全面地反映出學生對知識點的掌握水平，同時讓學生在學習過程中產生投機取巧的心理。認為只有考試前背背筆記就可以通過考試了。因此，為了全面考核學生的掌握情況，使學生充分重視對這門課程的學習，可以采取多層次的考核方式。將傳統單一筆試方式改為由筆試、課堂PPT報告、課堂回答問題效果和課后習題解答效果相結合的考核方法來評定學生的學習成績。具體實施如下：（1）筆試（開卷），占60%。 考核必須掌握和熟記的基本概念、基礎知識和基本原理的掌握情況。（2）在保留傳統的閉卷考試形式的基礎上，組織學生進行課堂教學，占20%。即將學過的知識點相關題目作為題目，讓學生根據已經掌握的專業知識去查閱資料，做成PPT在課堂上講解演示。教師根據PPT的內容的真實性、邏輯性、趣味性和表述的條理性等多個方面給學生打分。采用這種方式進行考核，不僅能充分調動學生學習的積極性，活躍課堂氣氛，而且可以有效查找學生學習的薄弱環節，及時加以引導。（3）課堂回答問題過程中的表現，占10%。一般為比較寬泛的題目，比如簡述分子篩的催化原理及應用，對回答到位的同學予以加分；另外，每次習題課時，授課教師都要接受同學的提問，并對提出有深度問題的同學予以加分。（4）課后習題解答效果，占10%。由于平時作業計入課程總分，因此同學們對每次作業都高度重視，提高了學習效果。

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【作者簡介】

夏薇（1980-）女，漢，中國石油大學（華東）化學工程學院應用化學系，副教授，博士。

（本研究得到中國石油大學（華東）研究生全英文課程建設《催化原理II》（QYY1403）經費資助。）

（作者單位：中國石油大學（華東） 化學工程學院 應用化學系）