三观教育在工业催化课程思政建设中的探讨与实践

邵先钊，王伟，李志洲，刘军海，张海冉

(陕西理工大学化学与环境科学学院，陕西 汉中 723000)

0 引言

2019年3月，习近平总书记在北京主持召开学校思想政治理论课教师座谈会，在大会上，习总书记特别强调，应将显性教育和隐性教育有机统一，同时深入挖掘各个课程内容和有关教学环节中蕴含的思想政治教育资源，进而实现全体学生全方位多角度的综合素养的提升。为了更好地学习和贯彻落实习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上重要讲话精神，2019年8月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》，全文重点强调了要促进学校思政领域的改革，充分发挥学校课程的育人功能[1]。2020年6月，教育部印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》，要求各个高校全面推进落实课程思想政治理论教育，明确了高校课程思想政治理论建设的目标要求和重点内容，为落实立德树人根本任务，进而实现全体学生全方位多角度的综合素养的提升提供了具体可行的指导意见和实施方案[2]。

化工专业作为理工科教育教学的重要组成部分，其课程思想政治教育更是具有举足轻重的作用，重视化工专业学科的思政教育，才能更好地激发学生热爱国家的情怀和责任感，从而培养更多的具有高尚道德品格、大国工匠精神和优秀科学素养的化学化工专业人才。基于习总书记的号召和教育部的部署，各高校都加强了对化工原理、化工工艺学、化工设备、化工过程分离等课程的思想政治建设，对其进行了积极地探索和实践，取得了良好的教学效果[3-6]。工业催化作为催化科学的一部分，近年来对于人类社会科技发展进步起着重要的推动作用，工业催化自从被独立作为一个学科开始，就表现出与人类社会的需求和发展息息相关的鲜明特点[7]。科学家研究出一种新型催化剂或催化工艺通常会引发工业性的革命变革，并为人类和社会带来极大的经济利益。催化剂主要功能体现在应对当今世界能源消耗危机、环境污染等一系列问题中发挥着举足轻重的作用。工业催化课程是化学工程与工艺专业中一门重要的专业选修课，其不断地发展、改进、创新，通过与其他学科交叉融合、互相促进发展，使其专业知识越来越精进的同时，也富有浓厚的人文气息。也正因为如此，构建“工业催化”课程思政教育体系，帮助学生树立正确科学的世界观、人生观和价值观，才能朝着向全方面高素质人才的方向发展，立足于社会，为社会、为国家做出贡献。工业催化课程涉及多学科，知识面广，课程教学团队从课堂讲授、催化科学前沿问题讨论和创新实践能力三个方面进行了探索和实践，将三观教育融入课堂教学中，取得较好的教学和育人效果。

1 以三观教育为引领，发掘工业催化课程思政元素

1.1 结合催化科学发展史，开展世界观教育

为了使学生感受到学习的乐趣，同时对学生进行潜移默化的思想政治教育，进而促进学生形成正确的人生观、价值观和世界观，提高学生的社会责任感，实现立德为始、树人为成，工业催化课程利用专业性和学术性知识教学的同时，不断深入挖掘课程知识与教学环节中的思想政治教育元素，通过讲述催化科学发展史、对学科前沿进行介绍、研究动态跟踪、组织课堂讨论、培养学生对学科前沿综述的撰写等教学形式，激发学生学习兴趣的同时，潜移默化地培养学生思想政治教育建设，从而有效增强学生的爱国主义精神、历史责任感和绿色发展理念，进而培养学生的科学素养、创新精神和创造能力，在向学生传授课程知识的同时，融入三观教育。表1列出了工业催化课程中的相应章节、知识点和相对应的思政元素。图1列举出了三观教育与催化科学相关的案例，特别是近年来我国科学家在催化领域取得的重要进展。

图1 三观教育与催化科学相关事例

如在世界观的教育中，我们引入合成氨催化剂的案例。合成氨铁基催化剂是世界上研究最成功、最详细的催化剂之一。Haber、Bosch和Ertl因对合成氨催化剂的研究，三次获得诺贝尔化学奖，表明追寻科学的真理是永无止境的，我们要用辩证唯物主义的观点来看待催化领域中的重要概念和进展。同时，Haber作为一名杰出的科学家虽然发明了合成氨催化剂，但他过于热爱自己的祖国，在第一次世界大战中，Haber之所以研究氨主要用于制备炸药，而且在他担任德国化学兵工厂厂长时，主要负责研制并生产氯气、芥子气等毒气，德国将这些毒气在战争中大量使用，导致近百万人感染伤亡。表明科学技术是把双刃剑，只有科技工作者坚持不忘初心，才能为人类社会的发展作出应有的贡献，教育学生要用历史唯物主义看待科学家的发明创造，客观评价科学发现。

表1“工业催化”课程思政元素举例

1.2 将我国在催化领域取得的重要进展引入课程中，进行价值观融入

价值观是对人的思想和行为的真伪、善恶和美丑的评价及判断，在教学过程中，教学团队在对课程相关知识点进行介绍时，通过总结我国在催化领域中取得的一系列重要成果，从而培养学生树立正确的价值观，即通过老一辈科学家艰苦奋斗的科研历程，培养学生的爱国主义情怀，立志于科研成果为人民服务。如在讲授我国合成氨催化剂的研究进展时，以浙江工业大学刘化章教授四十年如一日开发我国自主的合成氨催化剂为例，刘化章教授从20世纪70年代开始，致力于合成氨催化剂及其技术领域的基础研究和开发应用。他突破传统催化剂体系，发明了世界首创、国际领先的新一代Fe1-xO基氨合成催化剂；在制备化学和工业应用关键工程技术等方面取得系列创新成果，成立了以单相原理为核心的Fe1-xO催化剂理论体系；催化剂产品在世界范围内广泛应用，取得巨大的经济和社会效益，为保障国家粮食和能源安全及中国和世界合成氨工业技术进步作出了杰出贡献。

在讲授分子筛催化剂时，中科院大连化学物理研究所刘中民院士带领团队立足于我国国情，从我国能源安全战略出发，开发了具有独立自主知识产权的甲醇制烯烃(DMTO)技术，并率先在世界上实现工业化。截至2017年底，实现技术实施许可24套装置，烯烃产能1 386万吨/年，引导并促进了煤制烯烃新兴战略产业的快速发展。领导开发了甲醇制乙醇(DMTE)技术，完成了世界首套10万吨/年煤基乙醇工业示范项目，为百万吨级工业装置建设奠定了基础。为保障我国的能源安全，实现“煤代油”，摆脱对石油资源的严重依赖做出了突出贡献。

例如在讲授航天催化剂时，结合我国重大任务背景和特点，张涛院士领导团队系统开展了航天航空催化剂的应用基础研究，针对毫秒时间尺度的推进剂快速分解气体膨胀反应过程，在孔径可控的新型有序介孔氧化铝、有序介孔炭材料、具有类贵金属性质的过渡金属碳/氮/磷化物催化剂研究方面取得较大进展；他率领科研团队在催化科学和技术研究中做出创造性成果，拓展了催化剂的应用领域，使其在航天工程中发挥着重要作用。在实现航天飞行器姿态控制方面，世界上仅有少数几个国家可以做到，但如今我国也位列其中，极大提升了我国的综合国力。

1.3 将我国杰出催化科学家事迹引入课程中，树立正确人生观

人生观是人们对人生目的和意义的根本看法，具体表现在信仰观、理想观、幸福观和利益观等方面。在课程教学中，我们将我国科学家在催化领域的重大发现、研发过程、科学家的励志故事与人生观教育有机结合。如在讲授我们催化发展史时，我们将我国催化科学的奠基人张大煜院士的事迹介绍给学生。张大煜院士作为我国工业化学的先驱，他的一生可以说是谋篇布局“化”神奇。20世纪初，我国正处于社会动荡时期，张大煜怀着“工业兴国”“科技救国”的热切期望远赴德国留学，不断汲取专业知识，丰富自己的学识。新中国成立后，百废待兴，于是他创办工厂、建设研究所、招贤纳才，他之所以坚定不移地奋力前行主要源自他的救国之志、铸学科之责。他对我国内地科研事业的发展作出了卓越贡献，为大连化物所的创立和发展铸就了坚实根基，是我国催化科学的主要奠基人。又如在讲授光催化的章节时，中国科学院大连化物所李灿院士自2001年起，就一直着重研究太阳能转化和利用等方面，主要包括太阳能光(电)催化分解水、二氧化碳还原等人工光合成研究和新型太阳能电池探索研究等。他提出了许多新概念，如异相结、双功能助催化剂和晶面间促进光生电荷分离等，在国际上引起了强烈的反响，在光电催化领域，他也提出了助催化剂、空穴储存层、界面态能级调控等重要策略，为构筑高效太阳能转化体系提供了科学基础。并于2020年10月在兰州建成全球首套液态太阳燃料合成示范项目，项目达产后可每年生产“液态阳光”甲醇1 440 t。通过实例让学生体会到只要坚持理想，终究有实现的可能。再如在能源催化领域，包信和院士领导团队在煤化工催化领域中首次创建氧化物和分子筛纳米复合催化剂及其催化过程(Ox-Zeo)，成功将煤基合成气一步转化直接制得低碳烯烃，创立了一条煤转化新途径，这从原理上可以减少水的消耗。在石油化工领域，闵恩泽院士指导开发了硅铝催化剂、铂重整催化剂，Y型分子筛催化剂等，不仅解决了我国急需问题，还打破了国外试图对我国进行技术封锁，限制我国科技发展问题，同时使我国炼油催化剂能够快速地赶上世界先进水平，实现了我国炼油催化剂的跨越式发展。使学生真切感受到这些科学家的人格魅力和爱国情怀，培养学生树立正确的幸福观和利益观。

2 将学科前沿与课程教学相结合，提高学生的学习兴趣

催化是化学工业和影响人类未来的关键技术，催化科学的发展目标之一是不断开发新的高效催化剂。2011年，中科院大连化物所张涛院士、清华大学李隽教授及其合作者在国际上首次提出了“单原子催化”的概念，迅速成为催化研究的前沿[8]。与传统催化剂相比，单原子催化剂具有原子最大利用效率、活性位点和组成相对单一，提高了目标产物的选择性、具有高活性和高选择性，稳定易分离，可循环使用等优点，在各种加氢反应、CO2还原、CO氧化、电催化等领域得到应用。该概念一经提出，便被认为有望成为架起多相催化和均相催化之间的桥梁，受到研究人员的广泛关注，研究发展进行的非常迅速。教学中引入催化前沿方向，在提高学生的学习兴趣的同时，还具有以下思政教育意义。首先，单原子催化化繁为简，是我国科学家提出的一个重要概念，激发学生的爱国主义，引导广大青年学生树立社会主义核心价值观；其次，张涛院士和李隽教授作为陕西理工大学的杰出校友，是一所普通高校培养出的优秀人才，可以引导广大学生勤学、修德、明辨、笃实，形成良好的校风、教风、学风，激发学生挑战学科前沿的勇气，培养学生的使命感；最后，单原子有最大的原子利用率，培养学生团队协作意识、安全、环保意识，提高学生绿色催化教育理念的形成和发展，培养学生具有崇高的职业道德、良好的专业素养和强烈的社会责任感和使命感。

3 以学生为中心，指导开展大学生创新实验，培养创新意识和创新能力

在课程思想政治教育教学过程中，应时刻谨记学生是课堂的主体部分，教师作为主导者，要及时调动学习的气氛，掌控学生学习的动态，使学生能够积极主动融入到课堂之中，这样才能达到理想的教学效果。教学团队在指导学生进行相关学科背景前沿的调查后，分小组积极踊跃的发言，进而结合课堂所讲授的教学知识，通过讨论或辩论的形式让学生各抒己见，加深对所学知识的理解，随后老师对大家的发言给出相关意见和建议，并指导学生利用课余空闲时间对所收集的材料作进一步的完善和总结，在每周的最后一节课留出20 min的时间，10 min用于学生对材料的改进说明以及所得到的经验知识的总结，另外10 min用于教师对学生的汇报情况进行点评并启发学生讨论思考。在学生讨论的过程中，教师应有目的的提出问题，引导启发学生将所学知识与相关学科前沿背景有机结合起来，激发学生学习兴趣，感受催化科学的奥妙，培养学生的创新精神和开放性思维。2020年春季学期选修课程的学生为了检验学习成果和提高自身的科研水平，全部申请了省级和校级“大学生创新创业计划项目”，10余名学生主动联系导师并进入实验室，在导师的指导下将在课堂中学到的理论知识应用到实践中，通过借助于陕西省催化基础与应用重点实验室的表征平台，开展多项科研训练，学生的创新思维和实践能力均得到了显著的增强和提高。

4 结语

“工业催化”课程利用专业性和学术性知识教学的同时，不断深入挖掘课程知识与教学环节中的思想政治教育元素。以三观教育为切入点，通过讲述催化科学发展史、对学科前沿进行介绍、研究动态跟踪、组织课堂讨论、培养学生对学科前沿综述的撰写等教学形式，激发学生学习兴趣的同时，潜移默化地加强学生思想政治教育建设，从而有效增强学生的爱国主义精神、历史责任感和绿色发展理念，培养学生具有正确的世界观、价值观和人生观，切实提高本科教学质量。