思政教育融入工科类专业课程教学的改革探索

——以催化作用基本原理与技术为例

李永峰*，余林，何军，阳香华 

（广东工业大学 轻工化工学院，广东 广州 510006）

[摘  要] 依托本校催化作用基本原理与技术课程教学的改革与实践，确定了从教学内容中选取思政素材的原则，以及将思政元素融入专业课程学习的方式，并重点介绍了本课程思政案例的设计与实施过程。提出以增强学生民族自信与科研使命感、爱国精神与工匠精神、专业自信与社会担当精神、职业操守与人民至上理念、对本校和专业的认同与自豪感、和创新精神与科学态度为导向的多视角课程思政教育改革框架，探索工科类专业课程教学与思政教育的有机融合。

[关键词] 思政教育；催化原理；工科类课程；案例教学

[基金项目] 2023年度广东省研究生教育创新计划项目（研究生示范课程建设）“现代分析测试技术”【项目编号（2023SFKC_026）】；2020年度广东工业大学课程思政试点项目“催化作用基本原理”（广工大教字[2021]11号）；2022年度广东工业大学研究生示范课程建设项目“现代分析测试技术” （广工大研字[2022]22号）。

[作者简介] 李永峰（1976-），男，河南许昌人，博士，广东工业大学轻工化工学院教授（通信作者），主要从事环境催化和电化学技术研究。

[中图分类号] G642.0       [文献标识码] A   

引言

习近平总书记强调在新时代要坚持把“立德树人”作为高校人才培养的中心环节，把思想政治工作贯穿于教育、教学全过程，实现全程育人、全方位育人^[1]。2020年5月国家教育部颁布的《高等学校课程思政建设指导纲要》，进一步明确了课程思政建设就是高校落实“立德树人”的战略举措，是将高校思想政治教育融入课堂教学各个环节的重要探索与创新^[2]。同时，由于高校工科类课程即涉及基础理论知识，又包含工程应用技术，还要探讨工程和社会、经济、环保、伦理等的关系，所以在开展工科类课程思政建设时，需要挖掘和提炼包括工程伦理、工匠精神、科学精神、家国情怀、使命担当、、实践能力、劳动精神、职业素养、职业操守和创新精神等更多课程思政元素^[3-5]。

催化原理课程一直都是高校应用化学、化学工程与工艺、石油化工、生物化工、制药工程与能源化工等工科类专业本科生的主干课程，通过掌握吸附、催化反应动力学、各类催化剂及其催化作用等内容，一方面要能够将所学知识用于设计与改进催化剂，另一方面要能够正确运用催化作用原理分析和解决石油化工、精细化工、环境保护、新材料和新能源等工业领域中复杂工程问题^[6-8]。该课程具有理论性强，与生产、生活、实践密切相关的显著特点，是一门为学生顺利衔接后续专业课程和开展科研创新活动打下基础的重要课程^[9]。

广东工业大学应用化学专业是我校最早具备本科-硕士-博士一体化人才培养体系的专业之一，2015年进入广东省高水平大学一期建设重点学科序列，2019年促进本校化学ESI排名进入全球前1%，2020年入选第一批国家级“一流本科专业”建设点，其中环保和新能源用催化新材料是本专业的特色方向之一^[10]。

一、课程思政元素的选取原则与融入方式

广东工业大学催化作用基本原理与技术课程是高校应用化学专业三年级本科生的专业必修课。课程以理论传授为主，辅以案例分析教学，重点是学生通过本课程学习，能够全面掌握催化作用的相关理论知识，熟练运用有关基本原理对具体催化反应实例进行过程分析和理论解释，从而指导新型催化功能材料的设计和开发。

在思政元素选取原则方面，结合本课程的目标和特点，在从教学内容中选取相关思政素材时主要依循以下原则^[2,4]：①可培养学生始终坚持马克思唯物主义的科学世界观，引导学生把专业知识用于对社会和人民有益的事情上；②可培养学生社会责任感和勇于承担敢于创新的使命感，引导学生树立正确的价值观和人生观；③可培养学生为国家强盛而奋斗的家国主义情怀，引导学生对国家、民族、学校和专业的认同感与自豪感。

在思政元素融入方式方面，着重强调思政教育与工科类课程专业学习的有机融合^[3,6,7]，即：①要提前做好教学设计，在讲授专业知识的时候，不动声色地传递思政理念，使学生在无形中接受思想政治教育——实现从专业知识讲授入手，自然过渡到思想政治教育。 ②选择任何教学方式与手段时，都要注意设置反馈环节，以便实时了解学生想法，及时做出调整与改进——实现在各个教学阶段时刻关注学生反馈，并实时改进和有效引导，提高思政实效。 ③引导学生通过课前收集资料与小组探讨、课中主题汇报与答辩讨论、课后分享文献和拓展学习等互动教学模式，自主搜索思政点的相关资料，并讲授或展示自己的认识和理解，增加对思政点的深刻感受——实现学生通过自主学习深入剖析课程思政点。 ④把思政素材的相关文献资料和视频等在雨课堂和在线课程等线上平台共享，组织思政案例研讨，并设置反馈通道，根据学生反馈评价教学有效性，及时做出改进——实现充分利用多媒体和网络等先进教学手段，辅助学生对课程思政点自主学习加深认识。 ⑤结合社会热点问题、国家重大科研项目成果、工程伦理案例和学科前沿动态等，为学生量身定制题目开展主题研讨，引导学生从专业角度讨论其对定制主题的认识、思考和可能的解决途径，这样不但可以巩固专业知识和培养团队合作能力，而且可以提升专业自信、社会担当、职业操守和创新能力等——实现借助科研案例分析，对工科学生进行有针对性的思政教育。

二、课程思政案例的设计与实施

（1）结合中国催化工业发展历史增强学生民族自信和科研使命感

在催化作用基本原理与技术课程的绪论（首堂课）部分，在课堂讲授世界催化科学与工业发展历程的大背景基础下，融入中国催化科学与催化工业的发展历史。具体以中国具有代表性的老一辈科学家（如张大煜和闵恩泽等）的事例，引导学生了解中国催化工业的发展历程；并由此认识到我国催化领域科学家紧跟国家重大需求，使我国催化工业从无到有、从以仿制模仿为主的“跟跑”到自主创新的引领，通过解决众多工业催化行业的“卡脖子”工程，打破国外公司垄断，形成了中国自己的较完整的催化技术与工业体系。

（2）结合中国科学家榜样事迹增强学生爱国精神和工匠精神

在本课程的吸附作用与多相催化专题部分，在讲授催化剂比表面和孔结构时，融入中科院大连化学物理研究所张涛院士在国际上首次提出的“单原子催化”概念。具体在讲授利用CO化学吸附法确定催化剂表面金属分散度后，再引入张院士的单原子催化剂体系概念，使学生更好地理解这种在载体表面达到100%分布的催化剂是如何实现原子利用率的最大化，进而深刻认识到该理论的巨大创新所在，以及该成果可以入选美国化学会2016年“十大科研成果”和“中国科学院改革开放四十年40项标志性重大科技成果”的原因；同时，把有关文献资料在雨课堂和在线课程等线上平台共享，引导学生后续自主学习加深认识。由此通过榜样事迹，增强学生民族自豪感和爱国精神，培养学生积极主动关注催化领域新动态和新进展的意识；培养敢于挑战世界难题、持之以恒和不懈钻研的工匠精神与科学精神。

在本课程的金属催化剂及其催化作用专题部分，在对Reney Ni金属催化剂进行案例教学时，融入闵恩泽院士在非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺中进行的集成创新。具体在课堂讲授金属催化剂的经典实例Reney Ni催化剂后，引入闵院士在非晶态合金催化剂的创新成果，解释该成果如何突破非晶态合金作为催化材料热稳定性差和比表面积小的限制，成功替代进口的Reney Ni催化剂的研发过程；同时，把相关文献资料和视频等在雨课堂和在线课程等线上平台共享，引导学生后续自主学习加深认识。由此，通过中国科学家榜样事迹，增强学生爱国情怀和民族自豪感，培养学生敢于攻坚、勇于挑战难题和填补空白的工匠精神与科学精神。

（3）结合社会热点问题增强学生专业自信和社会担当精神

在本课程的各类催化剂及其催化作用专题部分，在对各类典型催化剂应用进行翻转课堂教学时，结合社会热点问题发布定制题目，让学生选择与之相关的某种具体催化剂类型，从专业角度讨论其对热点问题的认识、思考和可能的解决途径。例如，在前几年全民抗击新冠疫情的大背景下，选择“金属银基催化材料的杀菌原理及其在空气净化中应用”作为定制主题进行研讨；在近年来国家臭氧污染日趋严重并受到民众广泛关注的背景下，选择“锰氧化物催化剂在臭氧净化方面的原理与应用”为主题开展研讨等。具体在结合社会热点确定研讨主题后，引导学生通过课前收集资料与小组探讨、课中主题汇报与答辩讨论、课后分享文献和拓展学习等方式，让学生从专业角度关注社会热点同时能够学以致用。

（4）结合催化工程伦理案例增强学生职业操守和人民至上理念

在本课程的催化剂反应性能和工业要求专题部分，在对典型案例合成氨工业催化剂进行教学时，融入合成氨催化剂奠基人哈珀（Haber）的科研贡献双面性问题。具体在合成氨工业案例分析中，一方面讲授哈珀对合成氨工业催化剂的奠基性贡献，其使人类摆脱天然氮肥，加速了世界农业发展，解决了千百万人口的温饱问题，因此在1918年获得诺贝尔化学奖；另一方面，在肯定哈珀伟大贡献的同时，也要指出其饱受争议的另一面：哈珀在一战期间研究用氨制备炸药，并负责毒气研制用于战争，间接造成了近百万人伤亡。同时，把相关文献资料和视频等在雨课堂和在线课程等线上平台共享，引导学生后续自主学习加深认识。由此，重点指出“知识是把双刃剑”，引导学生思考化工专业职业道德和职业操守，培养学生始终坚持马克思唯物主义的科学世界观，引导学生在科研初期即认识到科学研究应遵守科技伦理要求，引导学生把专业知识用于对社会和人民有益的事情上。

（5）结合本校教师科研成果增强学生对学校与专业的认同和自豪感

在本课程的不同类型催化剂案例分析专题部分，在讲授环保催化剂发展现状时，融入本校应用化学专业余林教授获得的2018年度广东省技术发明一等奖项目“柴油车尾气催化剂的研发及产业化”。具体在进行汽车尾气净化催化剂的案例教学过程中，把余林教授有关柴油车尾气催化剂研发和产业化的历程作为具体案例之一进行重点介绍，引导学生利用课程所学专业知识认识到该项目的创新之处，以及该项目产品性能优于进口催化剂的原因；同时，把相关文献资料和视频等在雨课堂和在线课程等线上平台共享，引导学生后续自主学习加深认识。

（6）结合科学前沿与国家科研项目增强学生创新精神和科学态度

在本课程的金属氧化物催化剂及其催化作用专题部分，在讲授分子筛催化剂时，融入中科院大连化学物理研究所承接国家重大科研项目研制成功的全球首套煤制烯烃(MTO)工艺技术和适用的SAPO-34分子筛。具体在课堂讲授分子筛基本结构和催化特性后，把SAPO-34分子筛及其在MTO工艺中的应用作为具体案例之一进行重点介绍，引导学生从分子筛结构影响催化性能的专业角度阐释该技术的革新性、创新性和对煤制烯烃行业的重要性；同时，把相关文献资料和视频等在雨课堂和在线课程等线上平台共享，引导学生后续自主学习加深认识。由此，培养学生爱国情怀和勇于担当振兴中国的责任感，提升学生敢于攻坚、勇于挑战难题，填补国际空白的创新精神与科学态度。

在本课程的不同类型催化剂案例分析专题部分，在对工业催化剂应用实例进行翻转课堂教学时，选择近期诺贝尔获化学奖中涉及催化的技术，让学生从专业角度阐述自己的认识、理解与思考。具体在不同类型催化剂案例分析中，通过征集学生意见等方式，选择诺奖中涉及催化的内容定制题目，引导学生通过课前收集资料与小组探讨、课中主题汇报与答辩讨论、课后分享文献和拓展学习等方式，培养学生敢于攻坚、勇于挑战难题，填补科研空白的自信心与科学态度；锻炼学生创新能力、抗压能力和团队合作能力。

三、结语

本文以广东工业大学催化作用基本原理与技术课程为例，从课程思政元素的选取原则与融入方式和课程思政案例的设计与实施两个方面，提出以增强学生民族自信与科研使命感、爱国精神与工匠精神、专业自信与社会担当精神、职业操守与人民至上理念、对本校和专业的认同与自豪感、和创新精神与科学态度为导向的多视角课程思政教育改革框架，探索工科类专业课程教学与思政教育的有机融合。

[参考文献]

1. 习近平. 把思想政治工作贯穿教育教学全过程，开创我国高等教育事业发展新局面[N]. 人民日报，2016-12-09（1）。

2. 郭德侠，曹萍萍，崔艳. 工科本科生课程思政元素挖掘及教学实践——基于工程教育认证的视角[J]. 北京教育（高教），2023，（7）：72-75

3. 刘洋，席剑辉. 思政教育融入工科专业课程教学的改革研究——以自动控制理论课程为例[J]. 大学教育，2023，（2）：101-103

4. 富海鹰，杨成，李丹妮，张铮. “三全育人”视角下工科课程思政实践探索[J]. 高等工程教育研究，2021，（5）：94-99

5. 张超，赵延喜，姜景山. 新工科背景下专业核心课程思想政治教学实践与探索[J]. 教育教学论坛，2023，（10）：101-104

6. 王艳力，杨飘萍，盖世丽，贺飞，殷金玲. 案例教学法在催化原理教学中的应用探讨[J]. 化工高等教育，2021,38（1）：128-132

7. 袁冰，周宏，解从霞. 面向新工科建设的催化化学课程思政教学设计[J]. 大学化学，2023,38（3）：112-118

8. 夏晓峰，王大伟. 基于思政视角的“催化化学”课程教学改革探索[J]. 安徽化工，2022,48（2）：135-137

9. 巩雁军. 催化原理课程建设的思考与实践：科学研究与教学过程的融合[J]. 化工高等教育，2019,167（3）：82-85

10. 李永峰，余林，罗继业，何军，阳香华. 应用化学特色专题实验群建设的探索与实践[J]. 教育教学论坛，2021，（38）：91-94

Reform exploration of integrating ideological and political education into engineering major curriculum teaching

----Taking Fundamental Principle and Technology of Catalysis as an example

Yongfeng Li*，Lin Yu，Jun He，Xianghua Yang

（School of Chemical Engineering and Light Industry, Guangdong University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510006, China）

Abstract: Based on the reform and practice of the course teaching for Fundamental Principle and Technology of Catalysis in Guangdong University of Technology, the principle of selecting ideological and political materials from the teaching content and the method of integrating ideological and political elements into major curriculum learning are emphasized. Moreover, it should be proposed that the multi perspective mode reform for curriculum ideological and political education could be achieved by enhancing students’ national self-confidence and sense of scientific research mission, patriotism spirit and craftsmanship spirit, professional self-confidence and social responsibility, professional ethics and concept of putting people in the first place, identity and sense of pride for own university, and innovative spirit and scientific attitude, so as to explore the organic integration of engineering major curriculum and ideological and political education.

Key words: ideological and political education；principle of catalysis；engineering curriculum；case teaching