三觀教育在工業(yè)催化課程思政建設(shè)中的探討與實(shí)踐

邵先釗，王偉，李志洲，劉軍海，張海冉

(陜西理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723000)

0 引言

2019年3月，習(xí)近平總書記在北京主持召開學(xué)校思想政治理論課教師座談會(huì)，在大會(huì)上，習(xí)總書記特別強(qiáng)調(diào)，應(yīng)將顯性教育和隱性教育有機(jī)統(tǒng)一，同時(shí)深入挖掘各個(gè)課程內(nèi)容和有關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)中蘊(yùn)含的思想政治教育資源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全體學(xué)生全方位多角度的綜合素養(yǎng)的提升。為了更好地學(xué)習(xí)和貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記在學(xué)校思想政治理論課教師座談會(huì)上重要講話精神，2019年8月，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于深化新時(shí)代學(xué)校思想政治理論課改革創(chuàng)新的若干意見(jiàn)》，全文重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了要促進(jìn)學(xué)校思政領(lǐng)域的改革，充分發(fā)揮學(xué)校課程的育人功能[1]。2020年6月，教育部印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，要求各個(gè)高校全面推進(jìn)落實(shí)課程思想政治理論教育，明確了高校課程思想政治理論建設(shè)的目標(biāo)要求和重點(diǎn)內(nèi)容，為落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全體學(xué)生全方位多角度的綜合素養(yǎng)的提升提供了具體可行的指導(dǎo)意見(jiàn)和實(shí)施方案[2]。

化工專業(yè)作為理工科教育教學(xué)的重要組成部分，其課程思想政治教育更是具有舉足輕重的作用，重視化工專業(yè)學(xué)科的思政教育，才能更好地激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)國(guó)家的情懷和責(zé)任感，從而培養(yǎng)更多的具有高尚道德品格、大國(guó)工匠精神和優(yōu)秀科學(xué)素養(yǎng)的化學(xué)化工專業(yè)人才。基于習(xí)總書記的號(hào)召和教育部的部署，各高校都加強(qiáng)了對(duì)化工原理、化工工藝學(xué)、化工設(shè)備、化工過(guò)程分離等課程的思想政治建設(shè)，對(duì)其進(jìn)行了積極地探索和實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)效果[3-6]。工業(yè)催化作為催化科學(xué)的一部分，近年來(lái)對(duì)于人類社會(huì)科技發(fā)展進(jìn)步起著重要的推動(dòng)作用，工業(yè)催化自從被獨(dú)立作為一個(gè)學(xué)科開始，就表現(xiàn)出與人類社會(huì)的需求和發(fā)展息息相關(guān)的鮮明特點(diǎn)[7]。科學(xué)家研究出一種新型催化劑或催化工藝通常會(huì)引發(fā)工業(yè)性的革命變革，并為人類和社會(huì)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)利益。催化劑主要功能體現(xiàn)在應(yīng)對(duì)當(dāng)今世界能源消耗危機(jī)、環(huán)境污染等一系列問(wèn)題中發(fā)揮著舉足輕重的作用。工業(yè)催化課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)中一門重要的專業(yè)選修課，其不斷地發(fā)展、改進(jìn)、創(chuàng)新，通過(guò)與其他學(xué)科交叉融合、互相促進(jìn)發(fā)展，使其專業(yè)知識(shí)越來(lái)越精進(jìn)的同時(shí)，也富有濃厚的人文氣息。也正因?yàn)槿绱耍瑯?gòu)建“工業(yè)催化”課程思政教育體系，幫助學(xué)生樹立正確科學(xué)的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，才能朝著向全方面高素質(zhì)人才的方向發(fā)展，立足于社會(huì)，為社會(huì)、為國(guó)家做出貢獻(xiàn)。工業(yè)催化課程涉及多學(xué)科，知識(shí)面廣，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)從課堂講授、催化科學(xué)前沿問(wèn)題討論和創(chuàng)新實(shí)踐能力三個(gè)方面進(jìn)行了探索和實(shí)踐，將三觀教育融入課堂教學(xué)中，取得較好的教學(xué)和育人效果。

1 以三觀教育為引領(lǐng)，發(fā)掘工業(yè)催化課程思政元素

1.1 結(jié)合催化科學(xué)發(fā)展史，開展世界觀教育

為了使學(xué)生感受到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，同時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行潛移默化的思想政治教育，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生形成正確的人生觀、價(jià)值觀和世界觀，提高學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，實(shí)現(xiàn)立德為始、樹人為成，工業(yè)催化課程利用專業(yè)性和學(xué)術(shù)性知識(shí)教學(xué)的同時(shí)，不斷深入挖掘課程知識(shí)與教學(xué)環(huán)節(jié)中的思想政治教育元素，通過(guò)講述催化科學(xué)發(fā)展史、對(duì)學(xué)科前沿進(jìn)行介紹、研究動(dòng)態(tài)跟蹤、組織課堂討論、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)學(xué)科前沿綜述的撰寫等教學(xué)形式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生思想政治教育建設(shè)，從而有效增強(qiáng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義精神、歷史責(zé)任感和綠色發(fā)展理念，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，在向?qū)W生傳授課程知識(shí)的同時(shí)，融入三觀教育。表1列出了工業(yè)催化課程中的相應(yīng)章節(jié)、知識(shí)點(diǎn)和相對(duì)應(yīng)的思政元素。圖1列舉出了三觀教育與催化科學(xué)相關(guān)的案例，特別是近年來(lái)我國(guó)科學(xué)家在催化領(lǐng)域取得的重要進(jìn)展。

圖1 三觀教育與催化科學(xué)相關(guān)事例

如在世界觀的教育中，我們引入合成氨催化劑的案例。合成氨鐵基催化劑是世界上研究最成功、最詳細(xì)的催化劑之一。Haber、Bosch和Ertl因?qū)铣砂贝呋瘎┑难芯浚潍@得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，表明追尋科學(xué)的真理是永無(wú)止境的，我們要用辯證唯物主義的觀點(diǎn)來(lái)看待催化領(lǐng)域中的重要概念和進(jìn)展。同時(shí)，Haber作為一名杰出的科學(xué)家雖然發(fā)明了合成氨催化劑，但他過(guò)于熱愛(ài)自己的祖國(guó)，在第一次世界大戰(zhàn)中，Haber之所以研究氨主要用于制備炸藥，而且在他擔(dān)任德國(guó)化學(xué)兵工廠廠長(zhǎng)時(shí)，主要負(fù)責(zé)研制并生產(chǎn)氯氣、芥子氣等毒氣，德國(guó)將這些毒氣在戰(zhàn)爭(zhēng)中大量使用，導(dǎo)致近百萬(wàn)人感染傷亡。表明科學(xué)技術(shù)是把雙刃劍，只有科技工作者堅(jiān)持不忘初心，才能為人類社會(huì)的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，教育學(xué)生要用歷史唯物主義看待科學(xué)家的發(fā)明創(chuàng)造，客觀評(píng)價(jià)科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

表1“工業(yè)催化”課程思政元素舉例

1.2 將我國(guó)在催化領(lǐng)域取得的重要進(jìn)展引入課程中，進(jìn)行價(jià)值觀融入

價(jià)值觀是對(duì)人的思想和行為的真?zhèn)?、善惡和美丑的評(píng)價(jià)及判斷，在教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在對(duì)課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行介紹時(shí)，通過(guò)總結(jié)我國(guó)在催化領(lǐng)域中取得的一系列重要成果，從而培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀，即通過(guò)老一輩科學(xué)家艱苦奮斗的科研歷程，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情懷，立志于科研成果為人民服務(wù)。如在講授我國(guó)合成氨催化劑的研究進(jìn)展時(shí)，以浙江工業(yè)大學(xué)劉化章教授四十年如一日開發(fā)我國(guó)自主的合成氨催化劑為例，劉化章教授從20世紀(jì)70年代開始，致力于合成氨催化劑及其技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和開發(fā)應(yīng)用。他突破傳統(tǒng)催化劑體系，發(fā)明了世界首創(chuàng)、國(guó)際領(lǐng)先的新一代Fe1-xO基氨合成催化劑；在制備化學(xué)和工業(yè)應(yīng)用關(guān)鍵工程技術(shù)等方面取得系列創(chuàng)新成果，成立了以單相原理為核心的Fe1-xO催化劑理論體系；催化劑產(chǎn)品在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用，取得巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，為保障國(guó)家糧食和能源安全及中國(guó)和世界合成氨工業(yè)技術(shù)進(jìn)步作出了杰出貢獻(xiàn)。

在講授分子篩催化劑時(shí)，中科院大連化學(xué)物理研究所劉中民院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)立足于我國(guó)國(guó)情，從我國(guó)能源安全戰(zhàn)略出發(fā)，開發(fā)了具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的甲醇制烯烴(DMTO)技術(shù)，并率先在世界上實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。截至2017年底，實(shí)現(xiàn)技術(shù)實(shí)施許可24套裝置，烯烴產(chǎn)能1 386萬(wàn)噸/年，引導(dǎo)并促進(jìn)了煤制烯烴新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)了甲醇制乙醇(DMTE)技術(shù)，完成了世界首套10萬(wàn)噸/年煤基乙醇工業(yè)示范項(xiàng)目，為百萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)裝置建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。為保障我國(guó)的能源安全，實(shí)現(xiàn)“煤代油”，擺脫對(duì)石油資源的嚴(yán)重依賴做出了突出貢獻(xiàn)。

例如在講授航天催化劑時(shí)，結(jié)合我國(guó)重大任務(wù)背景和特點(diǎn)，張濤院士領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)開展了航天航空催化劑的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，針對(duì)毫秒時(shí)間尺度的推進(jìn)劑快速分解氣體膨脹反應(yīng)過(guò)程，在孔徑可控的新型有序介孔氧化鋁、有序介孔炭材料、具有類貴金屬性質(zhì)的過(guò)渡金屬碳/氮/磷化物催化劑研究方面取得較大進(jìn)展；他率領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)在催化科學(xué)和技術(shù)研究中做出創(chuàng)造性成果，拓展了催化劑的應(yīng)用領(lǐng)域，使其在航天工程中發(fā)揮著重要作用。在實(shí)現(xiàn)航天飛行器姿態(tài)控制方面，世界上僅有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家可以做到，但如今我國(guó)也位列其中，極大提升了我國(guó)的綜合國(guó)力。

1.3 將我國(guó)杰出催化科學(xué)家事跡引入課程中，樹立正確人生觀

人生觀是人們對(duì)人生目的和意義的根本看法，具體表現(xiàn)在信仰觀、理想觀、幸福觀和利益觀等方面。在課程教學(xué)中，我們將我國(guó)科學(xué)家在催化領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)、研發(fā)過(guò)程、科學(xué)家的勵(lì)志故事與人生觀教育有機(jī)結(jié)合。如在講授我們催化發(fā)展史時(shí)，我們將我國(guó)催化科學(xué)的奠基人張大煜院士的事跡介紹給學(xué)生。張大煜院士作為我國(guó)工業(yè)化學(xué)的先驅(qū)，他的一生可以說(shuō)是謀篇布局“化”神奇。20世紀(jì)初，我國(guó)正處于社會(huì)動(dòng)蕩時(shí)期，張大煜懷著“工業(yè)興國(guó)”“科技救國(guó)”的熱切期望遠(yuǎn)赴德國(guó)留學(xué)，不斷汲取專業(yè)知識(shí)，豐富自己的學(xué)識(shí)。新中國(guó)成立后，百?gòu)U待興，于是他創(chuàng)辦工廠、建設(shè)研究所、招賢納才，他之所以堅(jiān)定不移地奮力前行主要源自他的救國(guó)之志、鑄學(xué)科之責(zé)。他對(duì)我國(guó)內(nèi)地科研事業(yè)的發(fā)展作出了卓越貢獻(xiàn)，為大連化物所的創(chuàng)立和發(fā)展鑄就了堅(jiān)實(shí)根基，是我國(guó)催化科學(xué)的主要奠基人。又如在講授光催化的章節(jié)時(shí)，中國(guó)科學(xué)院大連化物所李燦院士自2001年起，就一直著重研究太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化和利用等方面，主要包括太陽(yáng)能光(電)催化分解水、二氧化碳還原等人工光合成研究和新型太陽(yáng)能電池探索研究等。他提出了許多新概念，如異相結(jié)、雙功能助催化劑和晶面間促進(jìn)光生電荷分離等，在國(guó)際上引起了強(qiáng)烈的反響，在光電催化領(lǐng)域，他也提出了助催化劑、空穴儲(chǔ)存層、界面態(tài)能級(jí)調(diào)控等重要策略，為構(gòu)筑高效太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化體系提供了科學(xué)基礎(chǔ)。并于2020年10月在蘭州建成全球首套液態(tài)太陽(yáng)燃料合成示范項(xiàng)目，項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后可每年生產(chǎn)“液態(tài)陽(yáng)光”甲醇1 440 t。通過(guò)實(shí)例讓學(xué)生體會(huì)到只要堅(jiān)持理想，終究有實(shí)現(xiàn)的可能。再如在能源催化領(lǐng)域，包信和院士領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)在煤化工催化領(lǐng)域中首次創(chuàng)建氧化物和分子篩納米復(fù)合催化劑及其催化過(guò)程(Ox-Zeo)，成功將煤基合成氣一步轉(zhuǎn)化直接制得低碳烯烴，創(chuàng)立了一條煤轉(zhuǎn)化新途徑，這從原理上可以減少水的消耗。在石油化工領(lǐng)域，閔恩澤院士指導(dǎo)開發(fā)了硅鋁催化劑、鉑重整催化劑，Y型分子篩催化劑等，不僅解決了我國(guó)急需問(wèn)題，還打破了國(guó)外試圖對(duì)我國(guó)進(jìn)行技術(shù)封鎖，限制我國(guó)科技發(fā)展問(wèn)題，同時(shí)使我國(guó)煉油催化劑能夠快速地趕上世界先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)煉油催化劑的跨越式發(fā)展。使學(xué)生真切感受到這些科學(xué)家的人格魅力和愛(ài)國(guó)情懷，培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的幸福觀和利益觀。

2 將學(xué)科前沿與課程教學(xué)相結(jié)合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

催化是化學(xué)工業(yè)和影響人類未來(lái)的關(guān)鍵技術(shù)，催化科學(xué)的發(fā)展目標(biāo)之一是不斷開發(fā)新的高效催化劑。2011年，中科院大連化物所張濤院士、清華大學(xué)李雋教授及其合作者在國(guó)際上首次提出了“單原子催化”的概念，迅速成為催化研究的前沿[8]。與傳統(tǒng)催化劑相比，單原子催化劑具有原子最大利用效率、活性位點(diǎn)和組成相對(duì)單一，提高了目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性、具有高活性和高選擇性，穩(wěn)定易分離，可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)，在各種加氫反應(yīng)、CO2還原、CO氧化、電催化等領(lǐng)域得到應(yīng)用。該概念一經(jīng)提出，便被認(rèn)為有望成為架起多相催化和均相催化之間的橋梁，受到研究人員的廣泛關(guān)注，研究發(fā)展進(jìn)行的非常迅速。教學(xué)中引入催化前沿方向，在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，還具有以下思政教育意義。首先，單原子催化化繁為簡(jiǎn)，是我國(guó)科學(xué)家提出的一個(gè)重要概念，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義，引導(dǎo)廣大青年學(xué)生樹立社會(huì)主義核心價(jià)值觀；其次，張濤院士和李雋教授作為陜西理工大學(xué)的杰出校友，是一所普通高校培養(yǎng)出的優(yōu)秀人才，可以引導(dǎo)廣大學(xué)生勤學(xué)、修德、明辨、篤實(shí)，形成良好的校風(fēng)、教風(fēng)、學(xué)風(fēng)，激發(fā)學(xué)生挑戰(zhàn)學(xué)科前沿的勇氣，培養(yǎng)學(xué)生的使命感；最后，單原子有最大的原子利用率，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)、安全、環(huán)保意識(shí)，提高學(xué)生綠色催化教育理念的形成和發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生具有崇高的職業(yè)道德、良好的專業(yè)素養(yǎng)和強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感和使命感。

3 以學(xué)生為中心，指導(dǎo)開展大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力

在課程思想政治教育教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)時(shí)刻謹(jǐn)記學(xué)生是課堂的主體部分，教師作為主導(dǎo)者，要及時(shí)調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的氣氛，掌控學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài)，使學(xué)生能夠積極主動(dòng)融入到課堂之中，這樣才能達(dá)到理想的教學(xué)效果。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)學(xué)科背景前沿的調(diào)查后，分小組積極踴躍的發(fā)言，進(jìn)而結(jié)合課堂所講授的教學(xué)知識(shí)，通過(guò)討論或辯論的形式讓學(xué)生各抒己見(jiàn)，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，隨后老師對(duì)大家的發(fā)言給出相關(guān)意見(jiàn)和建議，并指導(dǎo)學(xué)生利用課余空閑時(shí)間對(duì)所收集的材料作進(jìn)一步的完善和總結(jié)，在每周的最后一節(jié)課留出20 min的時(shí)間，10 min用于學(xué)生對(duì)材料的改進(jìn)說(shuō)明以及所得到的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的總結(jié)，另外10 min用于教師對(duì)學(xué)生的匯報(bào)情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)并啟發(fā)學(xué)生討論思考。在學(xué)生討論的過(guò)程中，教師應(yīng)有目的的提出問(wèn)題，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與相關(guān)學(xué)科前沿背景有機(jī)結(jié)合起來(lái)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，感受催化科學(xué)的奧妙，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和開放性思維。2020年春季學(xué)期選修課程的學(xué)生為了檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果和提高自身的科研水平，全部申請(qǐng)了省級(jí)和校級(jí)“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目”，10余名學(xué)生主動(dòng)聯(lián)系導(dǎo)師并進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下將在課堂中學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，通過(guò)借助于陜西省催化基礎(chǔ)與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的表征平臺(tái)，開展多項(xiàng)科研訓(xùn)練，學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力均得到了顯著的增強(qiáng)和提高。

4 結(jié)語(yǔ)

“工業(yè)催化”課程利用專業(yè)性和學(xué)術(shù)性知識(shí)教學(xué)的同時(shí)，不斷深入挖掘課程知識(shí)與教學(xué)環(huán)節(jié)中的思想政治教育元素。以三觀教育為切入點(diǎn)，通過(guò)講述催化科學(xué)發(fā)展史、對(duì)學(xué)科前沿進(jìn)行介紹、研究動(dòng)態(tài)跟蹤、組織課堂討論、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)學(xué)科前沿綜述的撰寫等教學(xué)形式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，潛移默化地加強(qiáng)學(xué)生思想政治教育建設(shè)，從而有效增強(qiáng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義精神、歷史責(zé)任感和綠色發(fā)展理念，培養(yǎng)學(xué)生具有正確的世界觀、價(jià)值觀和人生觀，切實(shí)提高本科教學(xué)質(zhì)量。