前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的催化原理案例教學探討，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

一、案例教學法的重要性

目前，催化原理的教學主要是采用“講授知識—教師演示—學生模仿練習—教師總結”的方式。這種教學方式能夠促進學生理解催化基本概念和原理，但是不利于培養學生發現問題—分析問題—解決問題的能力，更難以激發學生的自主性和創造性學習。當然，催化原理教學內容中的反應動力學部分要靠數學推導，因此適當采用傳統的教學方式是必要的。但是，對于不同催化劑體系的理論，要有效地實現教學目標，案例教學法就顯得非常重要。一些教學實踐表明：通過案例教學法講授催化基本概念和原理，學生能明顯提高學習興趣、自學能力、分析問題能力和實驗設計能力；同時，理論考試成績和文獻閱讀能力也能夠得到提高。事實上，催化原理課程往往是在學生完成無機化學、有機化學、分析化學和物理化學等基礎課程學習之后開設的。催化原理中涉及的基本概念和原理，都與這四大基礎化學課程密切相關。但是，學生們在學習催化原理過程中往往忘記聯系已學知識，對基本概念和原理死記硬背，教條地處理問題。而精心設計的案例，可以引導并幫助學生總結和歸納基礎課程的知識，分析和發現已學知識與新知識的關聯，讓學生認識到催化原理是始于基礎化學而又有別于基礎化學的，這樣就加深了他們對催化基本原理的理解，同時也培養了其分析問題和解決問題的能力。

二、案例教學法的問題

在實際教學中，由于教師對案例教學法了解不準確、案例庫建設不足等原因，案例教學的實施常常存在下面一些問題。

（一）案例教學內涵理解存在誤區

很多授課老師把案例教學法簡單理解為舉例子。實際上，兩者是有本質區別的。案例教學中學生是主角，居于主要地位，由學習的客體轉變為主體；而舉例教學中授課教師是主動的，居于主導地位。案例教學是引導學生通過對案例本身的分析、交流、討論，做出相應的判斷及決策，提高分析問題和解決問題的能力，幫助學生較深刻地把握和理解基本概念和原理；而舉例教學是在講授完基本概念和方法的前提下，讓學生通過例子理解和運用知識。值得指出的是，催化原理案例教學中的案例，必須具有典型性、完整性、啟發性和真實性。

（二）案例庫建設不足

催化原理的教學往往是通過實例的歸納總結來闡述基本概念和理論。選用實際的催化劑或催化反應例子為素材，能夠增加教學的生動性和趣味性。但是，教師不能把案例教學簡單地理解為對實際例子的歸納和總結，它應該是一種由教師提出問題并讓學生去分析和解決問題的教學方法。國內的催化原理案例教學尚處于發展階段，盡管關于催化劑和催化反應的相關實例非常多，但是能夠通過合理的設計和提煉成為符合案例教學要求的案例數目仍很有限，特別是結合能源化工生產的案例。

（三）教學對象背景復雜

催化原理是多數化學工程學院開設的選修課程。由于選課學生的專業不同，而不同專業的課程設置有差別，導致選修該課程的學生理論基礎差別較大。因此，教師一方面需要調整理論講授內容，采用案例教學培養學生的學習興趣和運用理論去分析、解決問題的能力；另一方面應該在引入案例教學時考慮學生的知識儲備，特別是對化學相關基礎知識的掌握情況。

三、單一典型案例教學

由上述問題可知，設計案例要結合教學目標和學生的實際情況。鑒于催化原理課程知識點多且零散的特點，筆者建議目前主要針對幾大重要催化劑體系（酸催化體系、金屬催化體系和氧化物催化體系）設計單一典型的案例，讓學生能夠通過一個典型案例將每個體系中涉及的基本概念和原理聯系起來，掌握其中的邏輯關系和關鍵。采用互動式教學，通過設計案例有效地讓學生在辯論、分析當中理解概念，培養總結和運用知識的能力，樹立“催化是一門科學”的概念，從而增加對催化原理學習的信心和興趣。下面舉一案例以供討論。案例目的：理解酸催化理論中，酸催化作用的基本原理———正碳離子機理和酸催化劑的基本性質。比如在學習酸催化劑的過程中，多數學生只知道典型的酸催化劑有液體酸、氧化物固體酸和分子篩，至于為什么存在這三種酸卻不明就里。我們在教學過程中，設計了一個催化反應的案例，讓學生理解酸催化劑的發展趨勢是“液體酸→氧化物固體酸→分子篩”，這一趨勢的產生主要基于酸催化的基本原理。案例內容：甲醇經過酸催化反應，可以生成二甲醚、多支鏈異構烷烴、汽油或低碳烯烴。研究發現，氧化鋁（L酸）只能催化甲醇轉化生成二甲醚；分子篩ZSM－5（B酸）催化既可以得到二甲醚，也可以得到汽油和低碳烯烴，但不能得到支鏈異構烷烴；分子篩Beta（B酸）和ZnCl2（L酸）除了可以催化甲醇反應制二甲醚外，還可以制備多支鏈異構烷烴。案例問題：1．為什么甲醇經過酸催化反應后，其產物分布非常多？2．為什么催化劑類型一樣，甲醇反應得到的產物反而不同？3．是否存在一種普適的甲醇轉化酸催化劑？案例解析：問題1主要讓學生明確B酸和L酸的區別與聯系，掌握如何依據酸催化的基本理論———正碳離子機理，根據正碳離子的穩定性去推導和判斷疊合、烷基化、氫轉移、β－裂解、異構化反應的可行性和產物的分布。問題2主要是讓學生理解催化作用的概念，理解沸石分子篩擇形催化的內涵。問題3則是讓學生理解工業酸催化劑由“液體酸→氧化物固體酸→分子篩”逐步發展的歷程，進而嘗試分析酸催化劑設計和開發的趨勢。通過對這個案例的充分討論及師生互動，我們希望學生能夠以正碳離子的穩定性為關鍵，將酸催化理論中的正碳離子反應類型和分子篩催化劑的擇形性、工業酸催化劑的性能與要求有機地聯系在一起。筆者的實踐也證明了這一點。因此，單一典型的案例教學法有助于將催化原理教學中零散的知識點有序化。案例教學法本質是理論與實踐相結合的互動式教學模式。它讓學生在案例中學習理論知識，用理論知識去處理實際問題，培養學生分析問題和解決問題的能力。隨著學科的發展和教育方法的革新，今后案例教學在催化原理教學中將得到更廣泛的應用。

作者：吳志杰 單位：中國石油大學北京化學工程學院