课程和案例的基本情况

课程名称：碳一化工

授课对象：能源化学工程专业学生

课程性质：专业选修课

课程简介：《碳一化工》是以含一个碳原子的化合物为原料合成各种化学品或洁净燃料的技术，是化学类工科专业同学学习和把握以CO、CO2、CH4、CH3OH、HCHO为原料合成化工产品或液体燃料的能源化学工程专业技能课，也是工科同学将来学习煤化工生产技术课程的理论基础。碳一化工对人类社会的进步起着深远的影响，传统化工过程都与碳一化工有关，近年来随着人类对能源、环境和健康等问题的普遍关注，碳一化工的作用和地位进一步获得新的评价。碳一化工是能源化学工程专业继化工原理、煤化学、有机化学等课程之后选修的一门技术基础课。

学习碳一化工基础知识和基本理论，把握常用碳一化工等基本知识，了解各种碳一化工的作用原理，具有分析、选用和设计碳一化工的能力；通过碳一化工的设计原理、方法和碳一化工设计等的一般规律，具有设计碳一化工过程的能力；培育同学的工程实践学习力量，使同学把握典型催化过程的试验方法，获得试险技能的基本训练，具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的力量；了解碳一化工设计的前沿和新进展动向。本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本设计方法的讲解；在培育实践力量方面着重设计构思和基本设计技能的基本训练，使同学了解碳一化工的基础知识以及最新进展动向。通过本课程的学习，使学生了解碳一产品的性质、用途及技术进展。掌握典型碳一产品的合成原理，工艺路线及工艺影响因素。为将来从事相关科研开发及生产运行操作打下良好基础。

在碳一化工教学中，培育同学追求创新的态度和意识；培育同学树立正确的设计思想，通过使学生了解碳一化工设计过程中国家有关的经济、环境、法律、平安、健康、伦理等政策和制约因素，塑造具有专业素养、民族责任感和社会责任感的高素质化工人才。

案例简介

碳一化工主讲内容有六章，本讲选自第六章低碳烯烃合成，主要包括甲醇制低碳烯烃、二甲醚制低碳烯烃、天然气直接制低碳烯烃以及天然气制低碳烯烃等内容。

本讲内容的核心目标包括三个层面：

1. 知识习得。明确低碳烯烃的概念，了解几种生产低碳烯烃的可行技术路线，重点掌握为什么要选择甲醇制低碳烯烃；了解发展MTO的技术条件、经济环境和发展背景，明确我国的能源背景及开发新技术的重要意义。了解合成反应及热力学，明确反应机理，重点掌握MTO合成过程的关键技术--催化剂的开发。掌握甲醇制低碳烯烃的工艺特点、工艺流程以及工艺操作条件的影响。

2. 能力培养。在甲醇制备低碳烯烃的工艺流程教学中，可以引导学生自己自主学习工艺流程的运行情况，每一步工艺流程的目的及意义，为以后的工作打下良好的基础。

3. 价值塑造。通过案例分析以及新闻报道等方式，让学生认识到近几十年我国化学工业的飞速发展，我国的化学工业在很多方面已经处于国际领先水平，从而增强学生的民族认同感和自豪感。

案例蕴含的思政元素分析

碳一化工是一门应用性和综合性均较强的课程，且与国家战略、国际形势和行业科技进展息息相关。本讲思政教学总体目标是注重重能力提升的同时,塑造具有家国情怀、创新精神和协作意识的化工类领军人才。

思政元素主要通过以下教学内容为切入点展开：通过新中国化工行业技术发展历程提升学生民族自信、家国情怀；通过讲述老一辈科学家自力更生、攻坚克难的事迹,传播科创精神和协作奉献的精神；通过讲述不同时代国家对化工能源产业发展的政策和建议、化工技术的发展变革趋势，树立科学发展观和生态文明建设理念。

在思政教学方法上，一方面通过传统的课堂讲授方式，同时增加视频、案例等资源或平台实践，让学生更加生动、具体地在接受专业知识同时融入思政教育。另一方面，引导学生通过调研、讨论等方式，了解国家新时代发展理念和政策。此外，专业还组织学生参加有名化工厂的认识实习等，通过工程师简述了解化工生产的各项工艺和化工科技最新进展，传播民族自信心和民族自豪感。

案例教学整体设计

教学设计

碳一化工是一门应用性较强的专业选修课，本案例的教学内容“低碳烯烃合成”包含了低碳烯烃的基本概念、可行技术路线、生产制备背景、工艺流程、催化剂发展等内容，知识点比较多，因此难度较大，教学挑战度较高。为此，本案例以我国能源储量为背景，让学生了解低碳烯烃制备的大环境以及制备低碳烯烃对国家战略的影响。通过案例分析及报道，着重讲解MTO合成过程中催化剂的发展。通过大连化物所的DMTO技术的讲解，让学生了解我国化工技术在持续创新且能够大幅提高经济效益；我国甲醇制烯烃技术的持续创新，能够进一步支撑我国煤基烯烃战略产业的技术上升和高质量健康发展。此外，我国富煤、贫油、少气，DMTO系列技术开辟了以非石油资源生产低碳烯烃的新路线，开创并引领了煤制烯烃战略性新兴产业，对实现煤炭资源清洁高效利用、缓解石油资源供应紧张局面、促进煤化工与石油化工协调发展、保障我国能源安全具有重大意义。

（二）、教学实践

本案例综合采用案例式和探究式的教学方法，注重师生互动和生生互动，引导学生自主学习和探究。

（三）、教学反思

结合教师讲述及网络教学资源，学生基本能够实现对MTO工艺流程的分析。通过紧密联系实际以及适当引入思政元素，可以看出学生对于我国化学工业的发展表现出浓厚的认同感和自豪感；此外，学生对国内外形势、科技发展前沿表现出浓厚的兴趣，也一定程度上引起了学生的情感共鸣。在其他教学环节中，需要更进一步增加与学生互动，启发学生思考。对于催化剂的介绍可以增加动画等形式，更生动的展示催化原理。