开放实验对《工业催化原理》课程教学的促进作用

宋伟明 张 哲 陈朝晖 荆 涛 邓启刚

(齐齐哈尔大学 化学与化学工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161000)

《工业催化原理》是高等学校化工相关专业重要的理论课程之一。高校《工业催化原理》课程学时有限, 相关交叉学科多，讲授内容丰富, 如何能在完成教学计划、保证教学质量的同时重视学生素质的培养和创新能力的提高, 已成为《工业催化原理》教学改革中日益重要和紧迫的工作[1～3]。

开放实验是为培养学生科研能力而专门设置的实践环节。目的是通过开放实验，使学生将专业的理论知识与实验操作相结合，通过实验设计、方案论证、数据采集、分析表征、结果讨论等步骤，使学生掌握科学研究的基本方法[4～6]。开放实验在培养学生设计实验的总体思路、提高独立分析解决问题的能力等方面, 具有比一般的验证性实验更加重要的作用, 因而近年来高等学校普遍加强了对该类实验的开发和建设[ 7～9]。为此，我们设置了针对《工业催化原理》课程教学的开放实验项目，鼓励学生深入实验室，通过参加开放实验的设计与实施，加深对课程内容的理解和掌握，取得了较好的教学效果。

1 开放实验设立

针对2005年-2010年考试试题分析，我们发现，死记硬背的内容学生普遍得分较高，比如名词解释，总分20，学生平均得分15，而设计分析题，总分也是20，学生平均得分为4.5，由此我们感到学生普遍存在只会记忆不会分析论证，由此我们设计了如下6类开放性实验课题，每一类课题可以自拟子课题。

(1)考察焙烧温度对催化剂比表面积的影响

(2)设计一种固体酸催化剂并表征

(3)设计一种半导体催化剂并研究其结构与性能之间的关系

(4)考察负载型催化剂制备与性能之间的相互关系

(5)光催化剂的制备、结构及催化性能

(6)络合催化剂的设计及催化性能

2 开放实验具体实施方案

(1)学生报名参加开放实验，自己分组，每组选一个课题,自拟子课题。

(2)规定时间内完成课题，提供实验记录本，并完成相应的内容。按完成情况计入平时成绩。

(3)选出优秀组5个，组织答辩，专业教师做评委，其它所有参加开放实验的学生观摩提问。

(4)找出完成质量较差的5个组，组织讨论，找出主要问题，每个组撰写一份心得报告，第二次纳入平时成绩。

3 工业催化原理期末考试成绩统计

参加考核学生为202人，表1列出了考试得分在各个区间的考生人数及占考核总人数的比例。从中可以看出，60分以下的学生为23人，占学生总数的11.4%。而开放实验为优秀的5组学生总计25名，成绩均在及格以上，由此可见开放实验做的较好的学生学习成绩明显高于全班其它学生。全班平均成绩71.5分，而25名开放实验成绩突出的学生其《工业催化原理》期末考试成绩平均分为83.5。

表1 分数区间学生成绩统计

为了进一步分析开放实验对《工业催化原理》教学的促进作用，我们针对考题类型进行详细分析。期末考题一共有四个大题，其中第一题为填空题，每空一分共计15分，第二题为简答题，每小题5分，共计40分，这两个题考察学生基础知识及基本概念，以记忆为主，第三题为简述题，每小题10分共计30分，以理论分析为主，第四题为综合分析题，考核学生分析问题解决问题的能力，满分15分，25名开放实验获得优秀的学生成绩调查(见表2)显示，学生前两道基础知识题得分与全班平均成绩基本持平，后面综合分析得分明显提高。

表2 学生成绩对比

4 进一步改进措施

4.1 丰富开放实验课题

将开放课题按照催化剂制备、催化剂表征、催化剂设计、催化化学研究、催化功能材料化学等五个类别进行分类，每个类别下设5-10个课题，学生可以根据自己兴趣进行选择，同时要求学生自拟子课题。这对于培养学生科学研究兴趣、充分发挥其主观能动性、培养基本科研素质具有重要意义[10]。

4.2 改革教学方法

系统地整合了教学内容，通过工业催化原理网络课程平台建设项目的实施，将相关的教学指导性文件、参考材料、发展概况、学术质疑等展现在网络课程平台上，这样便于学生自学和掌握本课程的框架和具体要求，引导学生发现问题，带着问题听课。通过参加开放实验、课程设计、化工设计大赛、学生创新竞赛等等开阔视野，培养兴趣，启迪智慧，提高能力[11,12]。

4.3 采用多种考核方法

采用多种计分方式并举的方法，将考试成绩、开放实验考核、分组讨论积分等纳入学生综合成绩，采用这种方式进行考核, 不仅能充分调动学生学习的积极性, 活跃课堂气氛, 而且可以有效查找学生学习的薄弱环节, 及时加以引导[13]。

5 结 语

研究性学习能力的培养是长期的过程，以团队方式组织学生实践，以工程应用引导学生思维，巧妙穿插基于问题的项目式教学法，培养学生的研究兴趣。为了实现培养创新型人才的目标, 使学生更深刻、更好地掌握《工业催化原理》, 作为一门专业基础课,《工业催化原理》课程的教学中应更多地融入一些与社会、生活相关的内容, 加强理论与实践的联系, 以帮助同学们更好地更早地了解化工单元操作过程, 为其更好地投入现代化化学工业建设打好基础。

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