《催化剂与催化作用》教学探索

2018-02-23闫海军

新教育时代电子杂志(教师版) 2018年5期

王璐闫海军

（新疆大学化学化工学院新疆乌鲁木齐 830046）

催化技术是推动现代化工生产过程的有效动力之一，而催化剂是催化技术的核心，对整个催化工艺的发展具有重要作用。对于任何一个化学工业中的反应，除了考虑反应是否能进行，进行到何种程度，人们更关心的是反应能进行多快，需要多久可以达到平衡状态，即要产率又要速度。而催化剂的作用就是增加一个热力学上可行的反应速度，按照一个新的、在能量上更有利的途径来提高目标产物产率。目前，催化剂开发一直是化工生产过程中的研究热点，这就使催化相关的科学在实际应用和理论探讨中都具有丰富的研究内容。为了培养专业的催化研究开发人才，很多的高等院校都开设了于催化相关的本科和研究生专业课程，而《催化剂与催化作用》这门基础专业课主要是面向应用化学专业本科生开设的必修课，它以无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、表面化学等化学专业课为基础，主要通过学习，使学生了解催化剂与催化作用的基础知识以及最新发展动向，提高学生对化学和化工领域的环境友好的意识，为今后从事研究和开发打下良好的基础。

《催化剂与催化作用》在新疆大学已经开课多年，但由于此门课在教学上知识点多、散的特点，让学生抓不住重点，不易消化吸收，

使学生印象不深刻。为此，结合自身教学经验和很多学者的经验[1-4]，我对本课程的教学过程进行了初步探索，具体总结如下。

一、教学内容

想上好一门课，首先要选择一本好教材。现如今，有关催化剂

理论知识的书本教材很多，但是需要给学生们讲授哪些内容，哪些详细介绍、哪些简单介绍等均需要全面衡量，所以，选择一本合适的教材，实属不易。目前，我们学校采用大连理工大学王桂茹主编的《催化剂与催化作用》这本教材，整体可以满足这门课的教学目标，也适合学生们的理解和掌握。

其次，对于这门课程的内容，我们要做相应调整及安排。根据48个课时的教学安排，我们选择重点在催化剂与催化作用的基本知识、酸碱催化剂及其催化作用、金属催化剂及其催化作用、过渡金属氧化物催化剂及其催化作用、催化剂的选择、制备、使用及再生、环境催化等作为本课程的重点章节。其中，第一章是本课程的引子，根据各种方式的讲授和举例，引导学生对于“催化剂”的兴趣，理解并掌握催化剂的基本知识；第二、三、四章节是几种具有代表性的催化剂，与现实生活中的工业生产联系紧密，由此，我们在教学中可以借助于此抓住学生的兴趣，引导学生学习和掌握这些种类催化剂的特点及其相关的催化作用；第五章与学生的实验设计有关，在教学中，可以结合理论与实验实践，让学生去体会和思考催化剂的制备和再生的方法；第六章是环境催化，这与我们的生活息息相关，也是学生最有兴趣的章节，可以根据现实状况及学生的反应采用多种教学方式完成此类课程。

所以，在《催化剂与催化作用》这门课中，教学内容应该做出相应调整，这样可以消除以往教学中内容多、泛的问题，从而突出本课程的教学重点，激发学生对此门课的兴趣，加深学生对《催化剂与催化作用》课程体系的认识。

二、教学模式

在本课程的教学模式上，应该采用多种教学模式相结合的方式，例如采用板书与多媒体相结合、多媒体和网络相结合、老师讲授和学生“学讲授”相结合等。《催化剂与催化作用》是一门信息量较大的课程，采用纯板书授课，会出现课程内容无法讲授全面的现象；采用纯多媒体授课，则会出现多媒体中换页速度快，幻灯片对学生的刺激远大于老师给予学生的刺激问题，造成学生看听不同步，影响学生与老师的互动等，所以，在这门课程的教学中，我们会采用板书与多媒体相结合的模式，重要方面采用板书教学，但是若有些分子结构难书写或机理线路难表达的内容，借助于多媒体教学。在教学过程中，总结每小节课的内容时，我们一般会采用板书教学的形式规划出大纲，并对本节课的内容进行小结，引导和巩固学生学习。

在讲授过程中，对于酸碱催化剂及其催化作用、金属催化剂及其催化作用、过渡金属氧化物催化剂及其催化作用、催化剂的选择、制备、使用及再生这几个章节中出现的催化剂及相关的应用或机理问题，仅仅只是依靠幻灯片是不行的，学生没有直观的影响和思维空间，无法想象现实生产的现状，所以，此时，可以采用多媒体和网络相结合的方式，利用网络中的新闻或记录，激发学生对这方面知识的兴趣，全面直观地去观察和学习现场的实际情况，加深对相关专业知识的学习和理解。除此之外，我们还给学生推荐一些催化剂与催化作用的精品课程网站，包含一些多媒体课件、教学大纲、思考与习题集、参考教材及文献等内容，供学生自主学习。

另外，对于与我们的生活息息相关的章节（比如第六章环境催化），不仅仅只是让学生了解，更重要的是让学生“动起来”，也就是说能让学生通过自己的理解和方式尝试自己授课，可以采取个人或组建团队的方式进行学习，这不仅可以激发学生的主观能动性，也能锻炼学生理解、讲述等能力，丰富了学生的专业课生活，增加了老师与学生之间的互动，使学生和教师在学习课程的过程中取长补短，互相学习，是“一举多得”的好方法。

因此，在《催化剂与催化作用》这门课中，为了加强与学生的互动，教学模式应该多样化，应该多采用启发式、互动式、探究式、综合式等进行教学，避免“填鸭式”、“满堂灌”的教学方式，丰富专业课堂，激励学生思考，激发学生的能动性，提高学生学习的质量和效率。

三、理论和实践的结合

催化剂与催化作用是一门理论与实践相结合并迅速发展的学科，在教学过程中，既要重视理论学习，又要重视与理论相关的实验与实践。本课程总共开设16课时的实验内容，主要围绕催化剂的制备、表征和性能评价等方面，开展不同类型的催化基础实验，旨在使学生对催化基础理论和知识有一个初步了解，得到从事催化研究所需的基础实验技能训练，提高化学的应用能力。尤其是催化剂的制备和表征实验，要求学生必须掌握一般催化剂的制备方法，并让学生通过课本中理论知识对催化剂进行表征，得到催化剂的各种物性数据，并让学生通过实验能直观体验到催化剂设计和制备的重要性和神奇之处。开设催化剂与催化作用实验，不仅可以加强学生对催化剂基本原理和基本知识的理解和掌握，而且也可以提高学生的动手能力，巩固学生所学的专业知识，培养学生的综合能力。

另外，为了加强学生对催化剂与催化作用这门课程的了解和认识，我们的教学团队借助各种学校学院的各种科研团队，让学生走进科研实验室，亲自体验与催化剂与催化作用这门课程相关的科研实验，并借助国家级、自治区级或校级的大学生创新实验项目，培养应化专业的学生进行催化剂相关的实验及系列研究，激发学生的创造性思维和创新能力。