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仪器分析论文范文

仪器分析论文

仪器分析论文范文第1篇

1.1课程定位

国内高校对于公共选修课也比较重视,而且有越来越多的高校教师及专家对公共选修课的课程教学开展了探索改革及提出了较好的建议。一般高校的公共选修课偏文学艺术方面较多,理科课程因其专业特性,开设起来相对较难,将化学实验引入公共选修课程的更少。实验教学应该与本校本地区特色结合起来,正好笔者所在的江汉大学测试中心正在进行食品安全分析方面的研究,而且食品安全也是近几年来人民大众关注的热点和重点,所以笔者选择了食品安全分析作为课程的教学内容,将专业知识与实际生活结合起来;公共选修课首先要做到“雅俗共赏”,“雅”可以理解为专业性,“俗”可以理解为将专业性的东西大众化,能为大多数人所接收。食品安全分析实验内容一般是针对分析化学及食品专业的学生开设,而公选课是针对学校各个专业的学生,所以课程题目及内容要相对“俗”一些,所以笔者确定了该课程的名称为《好看不“好”吃—食品安全分析检测》,好看是指现在众多的食品商家为了追求外表及口味而超量添加各种各样的色素及添加剂,这样的结果只会给人体健康带来很多不好的影响,所以叫做不“好”吃。课程的副标题“食品安全分析检测”引入专业层面的内容,整个课程题目就是“雅俗共赏”的体现,希望学生在选课的时候能够先被课程名称所吸引,保证选课成功。

1.2课程内容设置

同课程名称一样,课程设置也要体现“雅俗共赏”的特点,根据江汉大学对公共选修课课的学时要求安排课程内容。一共24个学时,课程分为六章,每章4个学时分为两个小节,每个小节2个学时,每次课两个学时,共上12次课。每一章固定由一个老师负责讲授,一共有六个老师参与到本课程中。每一章讲述一类食品安全问题,第一节课介绍该类食品中存在的安全隐患,怎样去挑选相对安全的食品,以及国家和地方政府在此类食品安全中所做的工作及一些法律规定。第二节通过一个典型的简单的食品分析实验,让学生了解常用的食品安全分析方面的仪器设备,以及这些仪器设备的构造原理,扩大知识面和专业视野。每一章的实验所用的分析仪器都是不一样的,这些仪器都是食品安全分析工作中经常用到的设备,包括原子吸收光谱仪,离子色谱仪,液相色谱仪,气相色谱仪,气相色谱-质谱联用仪和紫外可见分光光度计等。

2新颖的授课形式和灵活的考核方式

传统的公共选修课的授课形式是大班大教室教师讲台授课,本来公共选修课就是学生自由选择的,与本专业联系不大的。很多学生是抱着“混学分”的态度来上选修课,如果教师还是墨守陈规,照本选课,只做简单的理论阐述,这样只会使原本就被大多数人认为“非主流”的选修课更加边缘化。所以,授课形式也应该是教学改革的一部分,新颖灵活的教学方式会给好的教学内容锦上添花,多元化的考评方式可以加强教学效果,巩固学生前期所学的知识。

2.1实验室授课

选修课是学校整个课程体系的一个重要组成部分,同时又具有相对的独立性,从课程设置到教学内容和方法均可以不受原课程体系的约束,这样,我们就有相当大的灵活性和选择进行教学改革探索。首先,授课地点选在江汉大学分析测试中心的仪器分析实验室,而不是传统的教室。上课形式采用讲座问答和小实验的形式进行,与传统的公选课相较教学形式和内容有很大的改变。

2.2多种选择的考核方式

本课程主要是对学生在食品安全及分析测试技术方面进行科普性教育,要求学生对课程内容掌握的程度为了解,知道,不宜采用普通的试卷考试的考评方式,因此采用学生写报告和小论文的方式来考核。内容有三种可以选择:(1)某类食品中存在的安全隐患及对策;(2)某种分析仪器的原理结构和应用;(3)本课程的学习感受。这样的考核方式可以调动学生的兴趣和主观能动性以及独立思考问题的能力。最后可以开一个报告会,抽十几个同学把自己的报告或者小论文做成PPT,和大家一起交流心得体会。

3选课情况

本课程在2013年10月初向教务处申请,通过学习学术委员会的评定,同意开设,参加11月份在学校网络上的选课程序。11月26号选课结果出来,一共有99人选了本课程(选课人数低于40人的课程不得开设)。因本课程是在实验室开设,所以对选课人数做了限制,限制为50人,通过选课的时间顺序确定前50名同学。这50名同学中,只有18个同学是理工专业的,其中只有4个同学是化学专业的学生,其他的都是文科甚至还有音乐和体育专业的学生。这样看来,文科的学生对于理科内容还是充满了好奇和求知欲望。这样也给我们这个课程的上课团队带来了压力,以前针对本专业的学生上课要讲透讲深,现在面对大多数的文科学生,怎样把课程讲的浅显易懂,生动有趣是我们接下来要仔细研究应对的目标。

4结语

本课程是基于江汉大学分析测试中心的分析仪器以及所从事的食品分析方面的研究所设计的。表面上看是比较专业的仪器分析实验教学,但是从选课情况来看,却收到了文科学生的普遍欢迎和喜爱,说明文科学生对理科专业知识也是比较感兴趣的。对于推进文理渗透、文理结合,培养复合型人才的培养目标提供了一个新颖的范本和参考。

5致谢

仪器分析论文范文第2篇

1.1课程设计理念

“仪器分析实验”是应用化学专业必修的基础课程之一,它是分析化学不可分割的重要组成部分。通过本课程的学习,学生比较系统地掌握仪器分析的基本理论和操作,能根据不同仪器的性能、不同分析对象选择合适的分析方法。能够运用分析技术解决生产和科研的实际问题,并初步具备从事仪器分析方面研究工作的方法与能力。为此,我们的设计理念是“夯实基础,综合训练,创新提高,实践应用”。“夯实基础”要求所有学生都要完成基础性实验,加深理解仪器分析的基本原理,掌握大型仪器的使用方法;“综合训练”是指每个学生必须完成部分综合性实验,能够综合运用所学的知识和各种仪器分析测定实际样品,掌握常用的样品前处理方法;“创新提高”是指学生自主选择1-2个创新性实验,课下完成,针对生产生活实际中的某个问题,查阅文献,设计实验方案,优化实验条件,得到产品,进行表征或测定,并评价其使用效果,无论成功与否,都要给出合理的解释。通过这样的训练,可以培养学生的问题意识和创新能力,为下一步毕业论文和今后的研究生学习奠定基础。“实践应用”是指学生通过见习实习,加深理解课堂上所学的知识;更重要的是利用学到的基本理论和分析方法去解决生产生活中遇到的实际问题,增强综合应用能力。

1.2课时安排

在2011版应用化学专业培养方案中,仪器分析实验在第5学期与仪器分析课同时开设,安排在无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验等基础课程之后,48学时,开设12个实验项目,教学大纲提供了26个项目,其他实验项目作为开放实验,供有兴趣的学生课下完成。

1.3课程体系

近年来,我们紧紧围绕应用型人才和创新型人才培养目标,按照仪器分析实验的要求,课程组以教育部精品课程建设宗旨为指导,以学生实验能力和创新能力培养为切入点,对仪器分析实验课程目标和教学内容进行了一系列改革,形成了相对独立的由基础性、综合性与创新性实验以及实践实训构成的课程新体系,体现了从易到难、从简单到综合、从基本技能训练到创新能力养成的认知发展规律。

(1)基础性实验

共有8个基础性实验,其中6个为必做实验。该类实验针对基本的分析方法,选择常用的仪器,开设较为简单的实验,目的是让学生学习和掌握大型仪器的使用方法和基本操作,了解仪器的基本结构,学会记录和分析处理数据,为养成良好的科学素养打下基础。通过第一层次的实验,强化了学生的动手能力和操作技能,并为后续实验奠定了基础。

(2)综合性实验

2个综合性实验为学生必做实验,其余10个为选做实验。综合性实验包括样品前处理和分析测定两部分。目的是让学生进一步熟悉原有仪器的使用,学习新型仪器的操作,如气质联用仪、液质联用仪、X-射线衍射仪等,掌握常用的样品前处理方法,培养学生综合运用知识解决问题的能力。

(3)创新性实验

该类实验难度较大,教师精选生产生活实际中的问题,只给出实验要求。学生必须进行社会调查、查阅文献、设计方案、独立完成实验、分析数据、得出结论。这类实验以开放性实验开出,与大学生创新训练项目、教师科研课题相结合,培养学生的创新能力和科研意识。

(4)实践实训

为了实现应用型人才的培养目标,课程组非常重视学生的实践实训工作,积极开展第二课堂。结合环保主题开展临沂市水质调研、土壤中重金属污染情况的调查,对水质的各种指标和土壤中重金属离子的含量进行测定。学生查阅文献设计方案,不同小组可以选用不同的仪器进行测定,进一步熟悉气相色谱仪、液相色谱仪、ICP-OES光谱仪、原子吸收光度计和原子荧光光度计的使用,掌握样品的前处理方法。比较不同小组的测定结果,并与国家标准对照,确定水或土壤是否被污染。2011年,我们组织的临沂大学沂河水质调研团获山东省暑期“三下乡”社会实践优秀服务队。充分利用现有的实习基地组织学生进行参观学习或实习,在实践中开阔视野,学习了解先进的分析仪器。学生在学习仪器分析之前,接触到的分析仪器都是玻璃仪器,复杂一点的就是紫外-可见分光光度计,所以对于大型仪器非常陌生。开始新课前,我们组织学生分组到仪器分析实验室和分析测试中心,见识将要用到的大型仪器,对于学校没有的较先进的仪器,就带学生去实习单位参观,了解分析化学的应用领域,大型仪器在现代分析中的重要地位,明确仪器分析要解决的问题,让学生带着实际问题学习,增强学习的目的性和针对性,提高学习效果。教学结束时,部分有兴趣的学生,可以再去实习基地见习或实习1~2周,用学到的知识去解决问题,对实际样品进行处理和测定,深刻体会学有所用、学有所成的道理。大四下学期,所有的学生都要去基地实习2-3个月,实习期间,学生进行系统的训练,从设计方案,到优化条件,最终建立一种灵敏度较高、选择性较好的分析方法,或者对已有的方法进行改进,在校内教师和基地老师的指导下完成毕业论文。

2仪器分析实验课程内容

为了适应不断发展变化的社会需求和人才培养需要,我们积极吸收行业企业参与课程内容和课程体系改革,临沂市环境监测站、临沂市出入境检验检疫局、临沂市产品质量监督检验所、临沂市药品检验所等监测部门、山东金正大生态工程股份有限公司、鲁南制药集团股份有限公司、天津药明康德新药开发有限公司、山东潍坊润丰化工有限公司等企业对仪器分析实验项目的设置提出了修改建议。我们主要从以下几方面对实验内容进行了修订。

2.1从生产生活实际出发选择实验内容

仪器分析实验教学的内容要贴近生活、生产实际,强调知识的应用和内容的开放性,这样才能激发学生的好奇心,从而引起对实验的兴趣。讨论问题不能一味地从理论知识开始,应注重从与知识相关的应用和技术以及社会的角度进行思考,从项目(主题)及应用性的问题出发,根据需要合理选择实验内容。例如:在原子吸收分光光度法中就可以选择头发中微量元素含量的测定,双波长紫外分光光度法测定复方磺胺甲噁唑片中磺胺甲噁唑含量,循环伏安法可以选择各种饮料中葡萄糖含量的测定,既保证了实用性,又增加了前处理的内容。对于社会上出现的一些热点问题将其有选择性地融入仪器分析实验教学中,如假药的检测、苏丹红及三聚氰胺的分析等此类探索研究性实验,作为开放性实验,对一些有浓厚兴趣且基础较好的学生单独开放。学生通过实验可以体会到仪器分析实验在社会生产和生活中的巨大作用,以及给社会生活带来的便利,并且认识到,如果不合理地利用科学技术,它会给人类带来危害,甚至是灾难,让学生关注与科学有关的社会问题,增强社会责任感。

2.2删除陈旧的内容,增加新技术新方法

传统的仪器分析实验内容多是一些验证性和低层次的常规实验,与现代实验方法技术和现实应用等相差较远,无法调动学生学习实验课的兴趣和积极性。在实验课的教学过程中,必须结合科学发展前沿介绍本学科的新理论、新方法,以及本学科与其他相关学科的关系。以基础理论为主线,以典型的实验为重点,以实际操作为核心,在集中讲授研究成熟、应用性广泛的仪器方法的同时,要让学生通过查阅文献,掌握现代仪器理论的最新动态,了解本学科涌现的新知识、新技术、新方法,使学生受到现代科学技术的熏陶。基于这一想法,我们增加了有关新仪器、新方法、新技术的实验,如“吹扫捕集-气相色谱/质谱法测定水中苯系物的组成”、“松果菊中组分的LC/MS分析”、“流动注射化学发光法检测DNA”、“基于纳米金比色分析法测定中药材中的汞离子”等。

2.3提高综合性实验和创新性实验的比例

不少学生希望老师把更多的思维空间留给他们,让他们有独立思考的机会。为此我们尝试把学生的一些基础实验设计成研究型实验,把科学前沿领域的知识引入学生实验中来,增加创新性实验,旨在调动学生的积极性,培养学生的综合能力。例如“HPLC法测定中药材提取物和克林霉素磷酸酯注射液中抑菌剂含量”、“叶绿素的提取分离及叶绿素金属络合物的合成与鉴定”、“固相萃取-HPLC检测土壤中的三嗪类除草剂”等。通过实验,学生很好的掌握了样本的提取与预处理,以及气相色谱、液相色谱、紫外-可见分光光度计、原子吸收分光光度计等仪器的使用和注意事项,初步具备了实验方案制定的能力,并对现代仪器的原理、结构和操作有了更深一步的了解。

2.4及时将教师的科研成果转化为实验内容

课程组教师坚持以教学为中心,教学与科研相互促进,积极开展科研工作,形成了几个较为稳定的研究方向:生命化学分析、纳米改性与传感、环境分析、天然产物分离与分析。课程组充分利用科研优势推动教学改革和实验内容的更新,部分教师的研究成果已经成为仪器分析实验的重要组成部分。例如,“流动注射化学发光法检测DNA”来源于生命化学分析研究方向,“毛细管电泳法测定阿司匹林中水杨酸的含量”、“松果菊中组分的LC/MS分析”等实验项目来源于天然产物分离与分析方向,“基于纳米金比色分析法测定水中的汞离子”、“稀土掺杂TiO2光催化剂制备及光催化活性的研究”来源于纳米改性与传感方向,“土壤中砷的形态分析”,“金属离子印迹聚合物的制备及水中镉离子的测定”等实验项目来源于环境分析化学方向。这些实验项目的实施,既完善了实验教学体系,又充实了实验内容,有助于学生了解科学研究的过程,激发参与教师科研课题的热情。

3结语

仪器分析论文范文第3篇

仪器分析课程涉及的仪器设备较多,每种分析方法的原理各不相同,所使用的仪器也不同。每次在讲授新方法之前,让学生先进入实验室,实地观察一下相关的仪器设备,比如在讲液相色谱前,让学生先分组参观液相色谱仪,并让学生大概了解什么是输液泵、进样器、色谱柱、检测器等,可以用学生手机把主要部件拍下来。在增强对仪器感性认识的同时,引发学生的思考:这个仪器能做什么?各个仪器部件又分别有什么作用?在接下来的理论课上,再有针对性地介绍仪器各个部件的作用、分析原理、分析流程等。学生根据对液相色谱仪的感性认识,再结合自己所拍摄的仪器照片,以及事先查阅、了解的知识和存在的疑问在听课过程中把抽象的理论知识和实物联系起来,以更好地理解和掌握有关知识点。

(二)以关键词开始每堂课

在每次课前,先通过电子邮件将本次课的关键词发给学生,让学生自己翻阅教材或参考书来对关键词进行解释,上课时以提问的方式进行检查。这种方式使学生可以对本次课的内容先有大致的了解,同时也促进了学生的课前预习活动。这些关键词要能核心地体现本次课所要表达的主要内容。比如在色谱分析法概论这一部分,给出的关键词是:色谱柱、固定相、流动相、分配系数、色谱峰、保留值、峰面积(峰高)。在讲课过程中用通俗易懂的语言把这些关键词解释清楚并联系起来。比如对色谱柱的形象解释就是“步行街”,固定相就是“街两侧的店铺”,保留值则为“购物时间”等等。从我们的日常生活出发,通过对这些关键词的解释,使学生明白色谱分析的目的是“让一群从步行街一端进去购物的人,最后单独地、有序地从步行街另一端出来”,进而基本掌握分离是如何实现的(即分离原理),混合物分离后呈现什么样的图形表现形式,如何根据所得结果进行定性和定量分析等等。通过形象的比喻,增强课堂的趣味性,从而激发学生的求知欲。在每次课程结束之前,再让学生把这些关键词串讲一遍,这样既能巩固本堂课所学内容,又能检查听课效果,及时发现问题。

(三)教会学生查阅文献

和教材相比,学术期刊上的文章显然要与时俱进得多,而且内容也更为凝练。但本科生大多没有科研经历,主动查阅文献的并不多。每次讲完一种分析方法,笔者都会安排一些时间和学生一起学习1~2篇该方法的文献,文献一般为权威期刊并且是最新发表的。在学习文献时留给学生几个问题,让他们带着问题去看。比如在学习文献[3]时,留的问题是:(1)该方法的色谱分析条件是什么?(2)为什么要采用程序升温?(3)采用的是什么定量方法?(4)什么是加标回收试验?其作用是什么?通过文献学习,一方面可以加深学生对课堂上所讲知识点的理解,另一方面,可以开阔学生的眼界,提高他们运用理论知识解决实际问题的能力,让学生真切感受到该课程的重要作用,从而进一步增强他们学好这门课的信心和决心。

(四)重视实验报告的撰写

实验教学是理论课的重要补充,而实验结束后的实验报告则是实验教学过程的一个重要环节。以往的实验课学生只考虑实验操作成功与否,是否获得理想的实验结果,实验报告书写流于形式,相互抄袭现象普遍存在。如何提高学生对实验课的兴趣,使他们主动投入到对实验方法、步骤和结果的设计与分析中,增强学生科研意识、培养科研思维,是多数教师面临的问题。国家教育部《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》文件中提出要“创造条件使学生较早地参与科学研究和创新活动”。因此,笔者从学生书写实验报告入手,按科研论文写作格式要求,注重培养、提高学生的科技论文写作水平。以“可见分光光度法测定样品中的总铁—分析测试条件的选择”为例,实验需要对工作波长、显色剂用量、显色时间以及溶液酸度进行优化选择,并要求每个实验小组成员任选一项进行实验,然后只针对自己所做部分项目来写实验报告。实验报告要求涵盖:为什么要对工作波长/显色剂用量/显色时间/溶液酸度进行优化?实验过程中遇到哪些问题以及如何解决?通过该实验有哪些收获?还有哪些方法可进行总铁的测定?由于实验讲义里只有简单的目的、原理介绍,所以学生要想回答这些问题,必须查阅相关资料、认真实验、思考和总结。另外,对实验所涉及仪器的品牌型号、主要试剂的厂家级别也要一一注明。实验结果里出现的图表也要完全按照科研论文的规范格式来处理。在报告评价标准方面,把是否符合科研论文写作基本要求纳入评价中,比如写作格式的规范性,叙述的逻辑性、严谨性,表达的客观性等均纳入评价体系。

(五)按仪器分组实训

实验课受学时所限,大多为验证性实验,学生只需按既定步骤操作即可,难有主动性和趣味性。针对这种情况,笔者利用现有条件,根据学生对仪器的不同兴趣分组,如气相色谱组、双光束紫外可见分光光度计组、液相色谱组等,利用空余时间进行分组实训。这种实训自由度较大,以学生自愿参与为原则。教师先给每个实验组一个较宽泛的题目,然后由组内学生分头查阅文献资料,写出1~3个实验项目,教师根据现有条件和可操作性对项目的内容、方法等进行选择和修改,然后让学生进入实验室利用各种仪器开展自己的实验项目。多数仪器由于实验课已经接触过,所以学生参考仪器使用说明就可使用。对于大型精密仪器,比如色谱仪等,由于结构较复杂,价格也相对昂贵,在学生使用时还应有相关教师在场指导。实训项目综合性较强,由于是在课余时间进行,因此从样品的前处理到最后的实验数据分析以及研究论文的撰写,1个项目大概需要2~3周甚至更长的时间来完成。但是,和固定的实验课相比,学生普遍感觉实训收获大、体会多、印象深。一个实训项目的完成,不仅可以学会相应仪器的使用和简单故障的处理,更可以收获独立思考、分析问题和解决问题的能力。

(六)适当安排讨论课

仪器分析论文范文第4篇

我们根据实验室仪器设备实际情况,组织仪器分析理论课程教师、实验课程教师及实验教学辅助人员共同编写了实验讲义作为主要教材,包括了一些现实意义大、实践性和可操作性强的实验内容,共计16个实验项目,其中11个为基础性实验,5个为综合性实验。这些实验内容突出了仪器分析化学基本理论的实用性与综合性。在教材内容的编排上,在每个实验内容后附上了各实验所应用到的分析仪器的操作规程,以便于学生能够熟练操作实验仪器。通过多年的教学实践与不断完善,该教材的使用获得了学生们的认可,取得了良好的教学效果,基本达到了全面提高学生实验技能和培养创新能力的目的。随着新内容、新方法、新仪器的引入,还需要对教材不断加以补充更新,以更好地提高实验教学效果。

2确立实验教师实验预试、学生实验预习制度

实验教学小组确立了实验预试制度。每次实验前,实验指导教师集体预做一次实验,大家根据预试实验的结果和现象,总结实验,讨论、研究实验过程中出现各种异常的可能与原因,明确实验目的、要求和有关注意事项,充分把握哪些实验步骤是决定实验成败的关键,切实掌握各项操作的规范与要领。通过预实验还可以检查实验仪器的运行和配备情况,检查试剂配置是否得当,从而保证了后续实验课程的顺利进行。为提高实验效果,让学生在实验前做好预习并写好预习报告是必不可少的环节。作为仪器分析实验更要强调做好实验前预习。一方面大多仪器设备价格较昂贵,操作程序和界面相对复杂,学生存在畏惧心理;另一方面实验的目的就是理论与实践相结合,通过实践加深对理论的认识和理解。只有做好实验预习,才能避免实验过程“照葫芦画瓢”的现象发生。要求学生通过书写预习报告简单了解实验目的、内容、基本原理、仪器结构原理、实验注意事项等,做到心中有数,有一定印象。实验基本原理及仪器的组成部分及主要功能一定要重点预习,因为这是仪器设计原理或仪器框架结构的依据。见到仪器设备后,再与理论知识相对应,学习效率会大大提升。为保证学生实验预习的效果,课前将对预习报告进行检查,并进行适当的提问,检查的情况将作为实验成绩考核的其中一项。

3精心设计实验教学过程,加强各环节实验指导

实验课教师在学生实验前的讲解是必不可少的,但不可能像理论课一样详细讲解,关键是怎么讲,重点讲哪些,才能提高教学效果,引起学生的兴趣、积极性。课堂上教师讲述各种分析方法原理和仪器结构部件时,难免抽象乏味,难于理解。当学生有了一定的理论基础后,在实验室面对仪器再进行讲解,这个问题会迎刃而解。实验课教学内容的讲述过程可分为四步进行。第一步是先要简明扼要地讲清方法原理;第二步结合仪器讲解仪器结构组成和各部分的主要功能,讲解时尽量能让学生直观的看到仪器的结构组成。由于现代仪器自动化、集成化程度较高,很多部分难以直观的观察到,这种情况下可以充分利用实验室淘汰闲置的旧仪器设备,将仪器设备分解、拆开,作为辅助教学工具进行使用;第三步是结合实验内容讲解具体的实践操作和仪器操作步骤,指导教师应亲自动手操作仪器设备,演示仪器的功能、操作方法;第四步是强调实验的注意事项尤其是安全问题。如做原子吸收分光光度法实验时开、关乙炔燃气和空气助燃气先后顺序问题;在做ICP实验中样品消解时,微波消解仪的使用注意事项;气相色谱中,载气要先开后关等。给同学们讲清楚可能造成的影响、危险以及对仪器的损害等不良后果,提醒学生们在操作中更加细心。在学生实验时,仍会有部分学生“迷迷糊糊”,少数学生不够积极主动去操作,也会有少数学生存在胆怯心理,担心安全或怕把贵重的仪器弄坏,导致实验时畏手畏脚等现象,因此一定要严格要求,不训斥多鼓励,加强指导,发现问题及时纠正。在实验过程中指导教师既可以主动提问和启发,引导学生思考,也可以通过师生讨论等形式把相关的基础知识、生产和生活中的一些应用实例结合进来讲,活跃实验气氛,这样既可加深学生对实验原理的理解,扩展知识面,还可以提高实验兴趣。指导教师在注意学生仪器操作的同时,也应注意观察试剂配制和样品处理等基本操作。在仪器分析实验时,学生往往对基本操作重视不够,如移液管的使用、标准系列溶液配制、样品处理等。发现操作不规范,要及时纠正,让学生养成规范地进行基本操作的良好习惯。要让学生清楚这些基本操作对实验结果的好坏程度与仪器操作同等重要。另外,指导学生利用计算机软件处理数据、绘图也是仪器分析实验教学的一项任务。我们让学生将所得到的实验数据输入到计算机内,指导学生利用excel或者ori-gin软件现场进行数据处理、作图,让学生逐步学会利用计算机软件处理实验数据,培养其计算机应用能力,同时对其实验数据进行分析、评价,对数据中出现的异常,分析其产生的原因。现场处理数据所得结果作为评价实验成绩的一项重要参考。

4仪器设备实行开放式管理,培养学生实践动手能力

开放实验室可弥补传统教学培养模式的不足,有利于提高实验教学质量和学生的实验动手能力,有利于提高实验室设备和资源的利用率[4]。为提高资源的使用效益,使学生的实践动手能力得到进一步的锻炼,仪器分析实验室的仪器设备实行开放式管理。学生在进行大学生创新项目、学校SRT项目、毕业论文设计或者是参与教师的科研课题时,可根据需要向实验中心预约使用仪器设备。但大型仪器设备的使用与维护与开放实验室存在着一定的矛盾。为了保障仪器分析实验室的开放和大型仪器设备的正常运转,学院引入了“大型仪器综合管理平台”系统。该系统可通过校园网实现对实验室和仪器设备全过程信息化管理。管理上采用指导教师负责,学生资格审查准入制度。获得使用资格的学生可以通过校园网进入化学实验教学中心大型仪器管理系统,预约使用时间,并在预约的时间内,刷校园卡上机,独立操作仪器设备完成实验。资格审核以及仪器使用信息的在线管理对于学生能够起到正面的督促作用,由于责任到人,能促使使用人认真的学习仪器的操作规程,小心谨慎的进行仪器操作,有利于提升学生的实践动手能力和责任心,并且保证了大型仪器设备的正常运转。

5提升教学质量需进一步采取的措施

为了进一步提升仪器分析实验课的教学质量,在现有水平和成绩的基础上更进一步,保持一个良好的发展势头,还应该注意以下三个方面:(1)随着科技的进步,新仪器、新方法不断出现,要使学生能够及时了解新方法和新技术,就必须不断增加与新仪器、新技术相适应的教学内容,而如果没有相应的仪器设备是做不到这些的,因此,实验教学用的仪器设备的更新、添置也应当做到“与时俱进”。(2)实验内容要不断更新。尤其要与实际生活和科研相结合,把一些科研成果转化为实验内容,或让学生用仪器方法解决有关科研和实际生活中的一些问题。还可开设一些比较大的综合性实验。通过联合使用多种仪器方法解决问题,使学生得到较为全面的仪器方法训练。(3)发展和完善虚拟仿真实验室。“虚拟实验室”的出现和发展对仪器分析的教学显示出有效的辅助和促进作用[5]。“虚拟实验室”可以模拟实验现象和操作流程,让学生有针对性地熟悉和操作各类大型仪器设备,能够弥补实验条件有限带来的弊端。虽然“虚拟实验室”无法代替真实的实验环境,但作为一种虚拟的、直观的、灵活的辅助技术和手段在仪器分析实验教学中有着独特的优势。可以在很大程度上缓解由于实验条件和客观资源的缺乏对学生仪器分析实验需求的限制,使学生有机会了解高新仪器,观察仪器的内部结构与原理。发展和不断完善“虚拟实验室”,充分发挥其教学辅助作用,也是搞好仪器分析化学实验课程教学的一项重要措施。

6结语

仪器分析论文范文第5篇

LabVIEW是LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench的英文缩写,是一个图形化的开发软件,结合了图形化编程方式,具有高性能与灵活性,专门为测试、测量及自动化控制的应用设计配置功能,为数据采集、仪器控制、测量分析与数据显示等提供了必要的开发工具[6]。用LabVIEW软件开发的应用程序叫做VI(VirtualInstrument,即虚拟仪器)。VI是由图标、连线以及框图所构成的应用程序,由前面板和后面板两部分构成,前面板是应用程序的操作界面,主要由控制量和显示量构成。在程序运行时,用户通过控制量输入数据并控制程序的运行,而显示量则主要用于显示程序运行的结构。本文采用美国NI公司LabVIEW8.0软件平台。

1.1前面板模块前面板用于设置输入数值和观察输出量。程序前面板是模拟真实仪表的面板,用户可以从控制工具箱中选用许多图板,如旋钮、开关、按钮、数字显示、计量器、LED显示器、图表等。完成设计后只需在程序执行时按一下开关,拨动一下旋钮,将图形局部放大或是从键盘输入一个值,便可以完全操控整个仪器。

1.2方块图程序的编程每个前面板都配有一个对应的方块图程序,方块图程序也称做框图程序。方块图程序可以把它理解成传统程序的源代码,方块图中的部件可以看成程序节点,如循环控制事件控制和算术功能等,这些部件用连线连接,以定义方块图内数据流动的方向。LabVIEW方块图程序的结构为模块化结构,因此每一个LabVIEW程序都可以单独执行,或者被其他程序当成子程序来调用。甚至可以为每个子程序设计不同的图标,如此便可以设计出一组可供修改,交换或与其他LabVIEW程序相链接的子程序库,以符合用户不同的需求。LabVIEW的主要特点[7]为:(1)采用图形化(数据流)的编程语言,编程简单,开发周期短。(2)采用数据流编程模式,能同时运行多个程序的多个任务系统。(3)提供了丰富的用于数据采集、分析、表达及数据存储的函数库。

2基于LabVIEW的仿真教学系统的设计

实验教学环节在理工科学生培养中占有重要地位,对于深化学生对知识的理解和掌握、培养学生分析及解决问题的能力具有重要作用。仿真教学系统能拓展实验空间,有效提高学生学习质量及效率。大型分析仪器种类繁多,价格昂贵,易损坏。仪器分析虚拟仿真实验系统的构建既能降低仪器成本,又能使学生对理论知识有深入直观的认识,有效提高授课效果。电化学工作站是电化学测量系统的简称,是电化学研究和教学常用的测量设备,可进行循环伏安法、交流阻抗法、交流伏安法等多种测量。本文以循环伏安法为例建立虚拟仿真系统。具体包括程序结构框架设计,前面板设计和框图程序设计。

2.1仿真系统程序结构框架设计首先进行程序结构框架设计,循环伏安虚拟仿真系统流程如图1所示。

2.2仿真系统前面板设计前面板是用于人机交互的程序图形用户窗口,本系统前面板包括实验技术设定、控制参数设定、数据采集、波形显示等功能。本文以6×10-3mol/L铁氰化钾在0.1mol/L氯化钾溶液中的循环伏安实验为例,设计铁氰化钾循环伏安虚拟仿真实验系统前面板,如图2所示。前面板由旋钮、按钮、图形和其他控制与显示对象等组成,通过鼠标和键盘输入数据、控制按钮,即可在计算机显示器上直接观看结果。首先在前面板中进行参数设定,VI程序运行时通过数据控制端口传递到框图程序中,供节点使用,程序运行产生的数据输出,通过指示端口传递到前面板中相应位置,其中电压步长用以调节电压E的间隔,X-Y图显示铁氰化钾的循环伏安曲线。控制界面美观大方,操作方便,可直观反映电流随电压变化。

2.3仿真系统框图程序设计仿真系统框图程序如图3所示,仿真循环伏安系统程序框图采用导入Excel表格形式输入数据,包括报告表格、表格索引、获取表格数据、数组索引及传送数据的连线。通过程序运算后的数为据转化动态数据,再连接到图形显示控件,实现铁氰化钾的模拟仿真循环伏安曲线。

2.4气相色谱仪模拟仿真教学系统设计采用上述设计循环伏安模拟仿真教学系统同样方法,建立了气相色谱仪模拟仿真实验教学系统,前面板如图4所示,该系统能生动、形象地模拟运行与传统仪器相同的实验效果。即可节约实验成本,又激发了学生做实验的兴趣和创造性,此外,网络技术的发展也给仿真实验教学系统带来了资源的共享性。

3结论

仪器分析论文范文第6篇

分析化学、仪器分析和波谱分析等专业课已经成为很多高等院校的必修课,将现代仪器分析课程纳入研究生学习的基础课,如果在教学模式与授课对象上没有随着相应转变,将涌现出大量问题[1]:一些教师对于教学方法选择不当,他们将现代仪器分析的课程像本科时期一样仅局限在分析方法的原理或笼统地介绍应用的范围这些层面上。针对研究生这类从事科研工作的人才,通过这些课堂上获得知识,不能及时结合实践来应用在自己的科研工作中,则只能将知识掌握到一知半解的程度。因此产生理论与实践的脱节、原理与仪器的剥离,严重制约着研究生迈入实验室从事科研的步伐[3]。现代仪器分析课程所涉及荧光光谱仪、紫外分光光度计、傅里叶变换红外光谱分析仪、原子吸收光谱、X-射线单晶衍射仪和粉末多晶衍射仪、质谱分析仪等。这些大型仪器均有着造价高、数量稀少的特点。因此,学生难接触这些实物,老师课堂上所描述的工作原理和操作流程仅能在脑海中想象画面,而不能亲身经历与亲自动手实验。众所周知,解决任何问题都必须经历以下过程:理论方法、处理过程、结果分析。现代仪器分析技术应用在解决科研中所遇见的问题时势必经历方法选择、仪器实验、数据结果分析几个阶段。目前,很多高等院校承担现代仪器分析课程的老师都忽视了对仪器测试结果分析的相关软件的介绍。这方面,没有专门的课程来传授,现代仪器课程中仅局限在对图的简单分析,而对从实验结果到图的来历只字不提,如红外光谱图、核磁共振图谱、质谱图等。在用到时只能自学这些化学软件(如Nuts、Origin、Shelxtl等),其过程费时费力,甚至有时找不到教学资料。

2现代仪器分析教学改革建议

2.1优化授课内容,突出教学重点尽管现代仪器分析的方法多种多样,仪器种类多、更新快,但不少的分析方法和实验仪器有着相似的原理与特点。为了更好的讲解,在教学的过程中可以将现代仪器分析课程的内容分为电化学分析法、色谱法、光学分析法、热分析法、核磁共振波谱法及质谱法等几大系统。在各大系统的讲解过程中又可分为:发展历程、基本原理、仪器结构、操作流程和注意事项,以及实际应用这五大模块。将每个系统分模块教育的过程中,不仅能使学生各个击破知识点,又能在这五个模块中,侧重地介绍原理和实践应用这两大模块[4]。还可采用比较法的教学方法,以比较为出发点,将原理和应用等一并讲授,使知识层次分明,条理清楚,学生感到主线清楚,更容易理解,起到事半功倍的效果。随着不同类型分析方法的学习和同类分析方法学习的深入,再结合理论与实践、原理与仪器的融合,让学生从中学会举一反三、触类旁通。

2.2推进实验改革,提高动手能力现代仪器分析所涉及的仪器都有数量少和造价高的特点,而且随着科技信息化与智能化的发展,现代仪器改革与更新迅速。针对这些情况,在课堂的教学过程中应采取相应措施:百闻不如一见,无论在课堂上实验仪器讲解的原理多么详细、操作流程如何清晰,也没有亲自动手完成整个行程来得实际。因此,尽本校所有资源的最大利用率来满足教学,在理论课程外组织学生分小组进入实验室,有时即使不能每人都动手操作,也可以通过实地观摩或者老师的操作来深刻地认识和了解本仪器的知识。对于本校没有的现代大型仪器,可以结合多媒体的方式代替传统的书面教学。换句话讲,应用幻灯片将仪器的操作流程做成视频,学生在学习观看的过程中犹如身临其境,达到置身在整个仪器操作过程中的目的。在课程教学过程中,对那些更新迅速,处在世界前沿的大型仪器,教师可以利用一些图片来做简单地介绍,使研究生了解前沿知识的同时跟上时代的步伐。

2.3重视数据分析,促进学以致用众所周知,现代仪器分析是应用大型分析仪器做检测,有时并不能直接得出所需的结果。这就需要借助特定的软件来对数据进行系统化的处理,得出直观的表格和图画,以便形象地分析实验结果。例如应用核磁共振波谱法获得有关化合物分子结构时,采用脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪(FT-NMR),这一实验在几分钟内即可完成。但所得实验数据并不能直接用于分析化合物分子结构,首先需要应用Nuts软件,将实验所得到的原始数据转换成NMR谱图,再通过这个谱图直观地分析出化合物分子结构的信息。除此之外,像Origin软件常常用于将表格转化成图表,使数据的增幅走势比较直观。尤其粉末多晶衍射仪和X-射线单晶衍射仪所涉及的解晶体软件更是多种多样。由此可见,将现代仪器分析课程所学的知识应用到现实科研工作中,所需要掌握的学问领域很广。一方面,将原始数据转换成直观数据的工作范畴,需要多种多样的软件和计算机知识作支撑。故在学校有条件的情况下,应尽可能开设与现代仪器分析相配套的化工软件课程,利于学生今后对所学内容的学以致用。另一方面,现代仪器分析课程教学过程中,尽可能将直观数据分析纳入重点,达到能从中分析出自己所需的信息,或者找出与预测结果相悖的原因。

2.4结合成功案例,增强学习兴趣结合当代成功案例以及自己的科研案例,教师在课堂上通过选择其中典型案例进行解剖分析,并组织研究生有针对地进行研究讨论,进而引导他们从个别到一般,从具体到抽象,在实际案例中循序渐进地去理解和掌握现代仪器分析方法的原理与试验结果的分析等。另外,仪器分析是应用性学科,或者说是科研过程中的一种工具手段,与生产实践以及生活紧密联系。在传授课程内容时,教师可以适时地引入当时社会的热点事件。比如当年三聚氰胺奶粉相关的知识:奶粉质量检测指标之一的蛋白质含量测量;通过“凯氏定氮法”测量蛋白质的含量,以测定含氮量来估算蛋白质的含量;现代仪器分析的多种分析方法综合应用,来推测出三聚氰胺的化学式以及含氮量。针对地沟油的分析学习,也涉及到很多仪器分析法。

2.5用多媒体教学,使内容形象化针对现代仪器分析理论教学内容上抽象、繁琐的特点,结合多媒体技术,在授课的PPT中通过添加大量新型仪器的原理剖视图和模拟视频的展示,使学生对相关的仪器有较为形象直观的认识了解。这种方式不仅可以吸引学生,新型仪器原理剖视图的展示让学生对分析方法的原理产生深刻认识,他们还能从模拟视频中获得操作流程的知识,学习和掌握后达到学以致用的目的。总之,运用多媒体教学技术,对理论内容和仪器操作进行动态的、交互式的学习,以直观立体的授课方式提高学生的学习积极性。

2.6创建网络平台,加强师生互动信息化、网络化纷呈的21世纪,大学教师应该紧跟时代的潮流,顺应当今社会的发展,学会将这些高科技的网络化成果应用在自己的实践教学中来。比如QQ软件、微博、小木虫和其他聊天软件,不仅教师与学生共聚一堂各抒己见来延长课堂上的宝贵时间,还能讨论学术知识和求助科研中遇到的问题。另外,从另一层次来看也打破一届为师的局面,即促进各届学生间交流,在长期的交流与互动过程中建立和谐的师生关系。因此要积极探索拓宽师生交往的渠道与方式,从制度上保证师生有一定的交往频率,使师生的思想在交往中交流、碰撞和整合。

3结论

仪器分析论文范文第7篇

1大学仪器分析实验教学的一般模式

仪器分析实验的教学模式,依教学仪器的种类和数量的发展而发展。特别是大型仪器实验教学,过去是以观摩式示范教学为主,现在是以实际操作为主,以后应以强化实际操作和综合应用为主。观摩和示范教学模式,大致由参观仪器设备和教师操作示范这两种方法构成。学生动手操作的机会甚少,获得的只是一个大概印象,这种教学模式的教学质量有限,只能是在仪器设备太少太简陋的条件下使用。以实际操作为主的教学模式,由教师讲解仪器设备的构造、工作原理及操作方法,学生直接操作仪器进行实验这两个阶段构成。学生不但能掌握仪器的工作原理,也能初步掌握仪器的应用和使用方法。这是现阶段多数高校采用的教学模式[3]。

2仪器分析实验教学中存在的问题

2.1仪器设备问题多数高校仪器分析实验中都不同程度的存在仪器设备更新速度太慢,仪器现代化程度不高,仪器设备数量不足,维修不及时等问题[4]。计算机技术的迅猛发展,使大型仪器告别了用旋钮和按键的操作模式,目前的大型仪器,基本都采用计算机控制、显示和数据处理。例如旧式气相色谱仪,用旋钮控制载气的流量压力,与现在已普及的用计算机精确设定相比,使用方便程度和控制精度显然不同,如果还在使用老式仪器教学,显然不能满足教学需要。紫外分光光度计如果没有计算机控制,那准确、直接的吸收光谱即难以快速呈现,仪器应用范围明显受限制。仪器的现代化程度,落后于社会实践中已使用甚至已普及使用的仪器现代化程度,这在实验教学中并不少见。仪器设备的另一个问题是数量。大型仪器数量不足是普遍存在的现象。与一般的仪器使用不同,实验教学面对的是整班的学生和有限的实验时间,即使分组实验也未必都能保证每个学生都有动手操作的机会[5],对这部分学生而言,教学模式就退到了过去的示范观摩模式。仪器数量不足以及仪器维修不及时的问题,尤其是对单台的大型仪器,设备要求和仪器维修的技术较高,如果出现故障又不能及时维修,就直接影响实验教学。

2.2学生对仪器分析实验课的认识问题仪器设备现代化程度不够,有的学生可能认为学落后的东西没多大意义;仪器数量不足,学生可能会认为没机会直接操作而主动放弃;实验仪器种类不多,可能有的学生会认为某些实验内容与专业脱节,不需学习或学不到东西;实验时间不足,学生可能会认为在短时间内不可能掌握复杂的操作而不主动学习。诸多原因,使有些学生上仪器分析实验时带着敷衍了事的心态,个别学生甚至上完全部实验都没真正自己动手过。另外,有些学生实验前不预习,不了解相关仪器,致使实验课上对着仪器一片茫然,实际操作时更是机械被动,基本做不到对方法及仪器的了解、熟悉和掌握。

2.3实验教学的管理理念和体制问题每个学校都要有自己整套的实验教学制度,这是必须的也是有效的。但是还必须认识到,实验教学制度的制订,与制订者的教学理念有关,不一定就成熟和正确到不需改革的程度。此外,学校的实验教学制度,面对的是全校各院系各专业各课程,因此是宏观的,不一定能适合全部实验教学。教学管理体制,必须是原则性和灵活性相结合,才能既使实验教学活动规范有序地运行,又能发挥师生的教学和学习主观能动性和积极性,挖掘各种教学条件的潜能,更好的提高实验教学质量。社会在不断的发展进步,实验教学改革也必须根据社会需要和教学环境不断地进行。目前的实验教学体制,还存在宏观制度过多过死地约束微观活动等问题。对于大型仪器实验来说,负面影响可能会较突出。大型仪器实验不分组就基本是观摩式教学,若分组实验,实验时间就必然延长,但实验课学时又是有限定的。若分大组有的学生仍然可能没机会操作,实验意义不太大,若分小组如何解决教师少、时间少的问题?教学工作量计算不相对灵活,如何要求教师长期无私奉献?这些就要求实验教学管理和奖酬制度能针对具体情况灵活些,毕竟,相对于大型仪器的价值和教学质量而言,教师的工作量计算成本比重很低,可对教学质量的影响却较大,但这情况许多学校并没重视和解决。有的人认为自己过去上学时经历的就是示范和观摩模式,就没接触多少现代仪器,所以不重视应有的教学改进改革,如果是教学管理人员存在这种心态,影响面就大了。

3仪器分析实验教学模式的改革

改革不但要考虑改革效果,还要考虑改革成本,不考虑成本的改革就没有现实意义。仪器分析实验教学模式的改革,首先立足于现有条件的改革,以获得最大的产出/投入比。

3.1实验教学管理方面的改革对于仪器数量多的小型仪器分析实验,坚持纳入在学校的相关实验教学制度下的统一管理,不必给予灵活制度。对于仪器数量少的大型仪器分析实验,采用较灵活的措施。其措施可以有:(1)教师有权临时调整实验课即实验项目顺序,以消除仪器设备故障引起的困扰。(2)开放教学。允许延长实验课上课时间,并在排课时提前给予考虑,让学生能有较充足的实验时间。时间是影响仪器分析实验课质量的一个重要原因,我国多数高校仪器分析每个实验多为3学时,西方国家如美国是8学时[2]。因为学时所限,实验的前处理部分基本都被剥离,仪器操作时间也太少。有条件的学校,可采取半开放模式,让学生能在一定程度上选择实验项目或实验对象,并完成实验全过程。(3)有奖励体现,鼓励教师的积极性。教师工作量的计算,应与仪器数量挂钩,如只有两三台仪器,则工作量乘以一个大于1的系数,如1.5。如只有单台仪器,工作量乘以更大的系数,如2。合适的学生分组,应为每组3~4人,最多不应超过6人。这意味着对同一个实验,教师需讲授6~10次,工作量多倍的增加。计算工作量的增加,未必能与教师的付出成正比,但需以此来承认教师的劳动付出,维护教师的工作积极性。这种投入不多,但效果明显。(4)调整仪器分析理论课和实验课学时数的比例。对于应用技术类专业来说,应向应用倾斜,也即实验课时应增加。受过去示范观摩式教学影响,也因对大型仪器操作的复杂性和重要性认识不足,总的来说,仪器分析课程的课时设置偏少[2],不能满足教学需要,所以总课时也应增加。(5)与分析化学基础课的实验教学改革相配合。由于社会实践中化学分析的比例越来越低,仪器分析的比例越来越高,而且是大型仪器的比例越来越高。分析化学的实验教学内容可以适当减少化学分析的比例,增加仪器分析的内容,小型仪器的实验可考虑置入分析化学实验课,仪器分析实验课侧重于大型仪器。

3.2分析仪器设备发展条件下的改革近段时期分析仪器技术的发展是爆炸式的,分析仪器不但趋向大型化智能化,也趋向于联用化,如气质联用,液质联用,热分析与质谱联用,发射光谱与质谱联用等等,北京大学化学专业二年级60课时的仪器分析实验课,其中就有关于毛细管气相色谱-质谱的实验项目[3]。学校条件不同,要求也难以相同,但仪器分析实验课逐步偏向使用大型现代仪器,应是努力的方向,对本科生实验课只允许使用档次较低的仪器设备的观念和做法,需要商榷。

3.3教学与科研相结合,增加研究型综合型实验仪器现代化程度不够、数量太少,其原因还可能在于本科教学与科研配合不够密切,有些大型仪器,被分离于教学之外,仅用于科研。科研与教学因分析对象不同而可能仪器硬件配置也不同,例如使用不同极性的气相色谱柱。科研和教学时间上也可能存在协调的问题,仪器管理者还可能有计算工作量的问题。把这些问题协调好,在分析对象上多采用生活化商品化和科研对象化的样品,做到把教学和科研结合起来[6],有利于解决仪器现代化程度和数量的问题,也有利于学生把学习与科研实践结合起来。在此基础上,就有可能增加研究型综合型实验的比例,有利于教学质量的提高及学生创新精神创新能力的培养。

3.4走出去,引进来,横向联合一些大型企业,或者一些政府部门如商检、质检质监、环保等,都已配备了种类较齐全,现代化程度较高的分析仪器,相应的工作人员也有较高的专业水准。在同一学校内,也可能有类似分析测试中心等机构。即使做不到让学生到相应机构上课,但走出去观摩一下,也能较集中地获得较先进较切合实践需求的信息和知识,因此观摩式教学还有其存在意义。如果能引入外单位相关专门人材参与实验教学,对提高实验教学质量也有其现实意义。因此校内联合,校外联合,走出去引进来,都可以是仪器分析实验教学模式的组成部分[4]。

4结语

仪器分析实验教学改革,应从本校本单位的实际硬件条件出发,从实验教学管理入手,与相关课程的改革相结合,与科研相结合,争取走出去引进来的横向联合,教学内容注重现代化,教学模式采用半开放的注重强化实际操作和综合应用模式,增加设计性、综合性实验的比重,这种模式可更好地培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,激发学生的创新思维,从实验中获得最多的知识和技能,达到提高教学质量,培养社会需要的高级专业人才的目的。

作者:范润珍单位:广东海洋大学理学院

第二篇

一、提高仪器分析实验教学质量的方法

(一)仿真教学与实际操作相结合。计算机仿真实验给学生提供了内容丰富、生动逼真的学习环境,提供了动静结合、图文并茂的实验内容,并以声音、图像、动画等帮助学生进行多感观学习,增加了学生的学习兴趣和积极性。另外,采用仿真教学,学校无需购买昂贵的仪器,高花费的实验耗材,同时可以解决精密仪器数量不足,每个学生都可以进行操作,满足了新形势下实验教学的需求。随着科技的飞速发展,多媒体技术在教学领域中广泛应用,从教学方法、教学手段到教育理念等方面进行了变革。仿真教学就是仪器分析实验教学在教学手段上的有效拓展和互补,仿真实验教学与实际操作有机相结合,就是仪器分析实验教学的一种新模式。

(二)验证性实验与探究性实验相结合。目前实验内容以验证性实验为主,教师可以根据实验室现有的仪器资源拟定实验题目开展探究性实验。教师在选题时最好选取社会热点问题,以便激发学生的学习兴趣,如奶粉中三聚氰胺的检测,自来水中微量铁的测定,可乐中咖啡因含量的测定等。根据实验技能由低到高,由简单到复杂,由基础到应用的原则,将仪器分析实验教学内容以验证性实验为主,实验过程适当安排学生参与实验准备工作,注意培养学生在实验过程中动眼、动口和动脑,鼓励学生发现问题,解决问题,以获得正确的实验结果。同时也要合理安排探究性实验,这种探究性实验教学的设计既巩固了所学的仪器分析理论知识,又增强了学生的成就感和学习兴趣。

(三)注重工学交替。由于时间限制,目前学校开设的实验项目比较单一,指导老师会将实验试剂、器材、试样都准备好,学生不能系统的完成一个实验。仪器分析实验课的目的只是要让学生能掌握分析方法的原理,掌握仪器的使用方法,不能系统地培养学生的创新意识和综合能力,不能充分发挥实验教学对培养应用创新型人才的重要作用。仪器分析是一门实践性很强的综合应用型学科,教学中应坚持以“做”为中心,老师在“做”中教,学生在“做”中学,将教学与实践紧密结合起来。为了强化学生的动手能力,拓宽学生的知识面,提高综合素质,只有让学生到企业进一步学习,才能接触更多的仪器、方法。可以在开设仪器分析课程的那学期最后一个月,将学生带到药厂的质检部、药检所等单位进行实践,综合应用仪器分析的知识进行检验,才能真正得理论联系实践,掌握更多的技术技能。

(四)独立设课。目前,仪器分析实验课时偏少,学校应重视学生的动手能力、实践操作,为培养实践创新型人才打基础。另外仪器分析实验没有独立设课,实验考核成绩只占仪器分析课程成绩的30%,学生不够重视,影响了实验教学质量的提高,也影响了学生的学习积极性。所以学校应将仪器分析实验设立成独立的课程,制定实验考核标准及形式,公开评分体系。

二、结束语

仪器分析论文范文第8篇

1地方高师仪器分析教学中存在的问题

1.1学生预习能力较差,学习积极性不高首先,地方本科院校的学生基本上都是第一批次和第二批次院校筛选后的学生,成绩相对较低。这些学生中大部分基础知识相对薄弱,对学习的主动性和积极性相对较差。仪器分析理论比较抽象,难度大、学生很难理解并掌握;其次,现阶段的学生,从小学开始到中学一直接受的是“填鸭式”教学,习惯接受老师教给的内容,没有自学能力或者自学能力差,读一遍内容觉得没有办法理解,找不到知识点和突破口,会对所学内容不感兴趣,甚至觉得预习也是多余的,导致对学习没有积极性。

1.2理论课时偏少,实验仪器有限学生进入大学,课程增加,需要大量的时间进行自学能力的培养,化学专业的学生实验课较多,缺乏课后学习时间,如果在课堂上进行自学能力的培养,课时非常紧张,不能按教学大纲完成教学内容。我系仪器从2000年以来采购的仪器基本满足本科生的需要,但大部分仪器仅有一台,要让每个学生都能动手操作,每个实验需要5个课时,而我们的实验安排3个课时,不能满足每个学生使用仪器的需求。另外,随着科学技术的不断发展,新的仪器、新的仪器分析方法不断涌现,仪器具有更高的灵敏度、更高的分析速度及操作更简单等特点,深受分析工作者的喜爱[4]。如果不通过仪器分析实验加深对学生职业技能和创新能力的培养,学生掌握的知识和技能就会落后于社会需要,走上工作岗位后就会缺乏相应的适应能力和发展能力。

2仪器分析课程教学的改革与实践

2.1调整课程内容由于科学技术的发展和仪器检测要求的提高,仪器分析的方法、理论、技术在短时间内取得巨大的发展和提升,内容不断丰富。科技进步和科学相互渗透对仪器分析提出了新的要求,为适应发展需求,对仪器分析课程教学的改革势在必行。

2.1.1课程教学内容整合根据各种分析方法的区别与联系,我们把整个理论教学内容模块化,一种方法分为光谱分析、电化学分析和色谱分析3个主要模块。光谱分析根据产生光谱的物质不同,又分为分子光谱(紫外可见吸收光谱、荧光光谱、红外光谱)和原子光谱(原子吸收与发射光谱、原子荧光光谱),讲解仪器的使用原理、仪器的组成部分、分析方法及在分析过程中涉及到的问题。电化学分析又分为电位分析、电位滴定和伏安分析。尽管电化学研究的机理和对象与光分析不同,但定量分析方法比如标准曲线法和标准加入法可以通用。色谱法包括气相色谱、液相色谱、其他检测技术(质谱、核磁共振等),可以作为混合物分离的主要手段,在色谱分离的基础上进行光分析和电分析,内容各自独立又相互关联,使整个仪器分析内容系统化。

2.1.2新仪器的知识介绍随着现代电子、计算机技术等新技术的迅速发展和广泛应用,许多新的仪器分析技术及方法如雨后春笋般出现。高灵敏度、高选择性、高自动化、智能化、微型化仪器的开发和利用代表着整个仪器分析学科的发展方向。相对于学科发展,仪器分析教材的内容显得比较陈旧且滞后。为处理好教学内容经典性与先进性的关系,我们在授课的过程中有意识地将学科发展的前沿成果与教材内容对接。比如原子吸收光谱仪的光源主要是空心阴极灯,即锐线光源。锐线光源虽有着诸多优点,但因每分析一个元素就要更换一个元素灯,再加上灯的工作电流、波长等参数的选择和调节,使原子吸收分析的速度、信息量和使用方便性等方面受到了限制。2004年,德国耶拿仪器公司以高聚焦短弧氙灯这一连续光源替代经典的空心阴极灯,成功设计和生产出了世界上第一台商品化的连续光源原子吸收光谱仪,能够同时测定多种元素[5]。随着生活质量的提高,日常生活中有许多地方需要仪器分析,比如,自来水的净化,净水器等,可以用我们所学的光分析和电分析来检测自来水和净化水中矿物质的含量,测定水中微量元素,从而了解净水器的工作原理,这样,将这些最新的科技成果和生活中的仪器分析及时介绍给学生,不仅更新和完善了基本教学内容,同时也能开拓学生的视野,激发学生的求知欲,丰富他们的知识储备,为今后的科研工作打好基础。

2.2改革教学模式实行“教师导学、学生自学与合作研讨”相结合的研究式教学方法,第一阶段学生自学,把每一章节简单能自学懂的内容留给学生自学,比如各种仪器分析技术的基本原理、基本理论、定性定量方法及仪器结构,布置自学与讨论任务,提出目标要求。教学目标是使学生完整了解和掌握必要的仪器分析基本原理和方法。第二阶段教师导学,在学生自学的基础上,学生提出问题,教师分析和解决学生自学中遇到的难题,并讲解本章节重点和难点内容,第三阶段分组讨论,在上一阶段的基础上,学生组成学习小组,讨论各自的自学材料,取长补短,形成小组意见,制作PPT汇报提纲。课堂上,每一小组选一位代表向全体同学和教师作小组汇报发言,由同学点评,教师做总结。第四阶段归纳总结,教师讲完一类分析方法后,学生根据教师制定的自学内容,课后查阅资料,总结归纳各种通用和最新分析仪器的功能特点,某种分析方法在本专业中的主要应用,同类不同种分析方法的异同点等。比如:极谱分析法一章中,学生首先自学极谱波的形成,解释极谱曲线形成的各个过程的意义,查阅极谱的发展历史,学生通过极谱分析曲线认识极谱分析中半波电位、极限扩散电流等概念;而后教师在了解学生自学情况的基础上,解答学生自学过程中存在的问题,比如极谱分析为什么要用扩散电流等,介绍极谱分析的原理,讲解电解过程,极谱定量分析方法和极谱波方程这些学生相对较难理解的内容;接着学生讨论学习极谱分析的各种干扰电流,讨论干扰电流产生的原因以及怎样消除;最后总结极谱分析各种方法的相同和不同点,优点和缺点,灵敏度和检出限。这样既让学生参与,又在教师计划下进行,既丰富了课堂内容,又让学生在能学会的基础上主动学习,在课堂上解决许多问题,减轻了学生的负担,这一章下来,用一份考练试题来检验,50%学生90分以上,其他同学也都能及格。

2.3改革考核方式理论课成绩,包括理论考试成绩和讨论课成绩。理论考核以闭卷方式进行,由教师评定,考核要点为仪器分析的基本知识、基本理论,占50%;讨论课的考核要点是学生的资料收集能力、归纳总结能力,汇报表达能力和协调合作能力,占20%;其余成绩分小组成绩和个人成绩两部分,小组成绩由教师评定,占20%;个人成绩由小组成员共同评定,也占10%。

2.4重视教材和仪器的建设地方性本科院校的实验设备陈旧、落后,仪器分析理论课堂上所讲的一些仪器,在很多地方性院校都没有配备,这样势必要对仪器分析教材进行调整,包括实验教材。一般仪器分析实验教材中所列的大部分仪器与我院现有的仪器设备在仪器的型号、性能指标以及使用的方法和用途等方面大多不相同,给教师开设实验课程带来很多的困难,影响教学效果和教学质量。我院分析教研室根据现有的实验设备和未来5年的仪器采购计划,自行编写了一套仪器分析实验教案,凡是现有的和计划采购的仪器我们都编入实验教案中,平时上课就以这份教案为指导来开展实验,学生和老师都普遍反映良好。经过尽5年的不断修改,现已经整理成册为《仪器分析实验》。

2.5提高教师教学科研水平要使课堂教学有新内容,有感召力,除了掌握学科的新信息,还必须积极开展科研工作,在课堂教学之中融入自己的科研成果。我院分析教研室从事仪器分析理论及实验教学的教师,有2名教授,1名副教授,1名讲师,具有较强的科研水平,都积极投身于科研工作,不断提高自身的学术水平,每年都发表一些很有价值的论文,这更能体现我院“搞好科研促教学”的教育方针使得教学与科研相互兼并,相互促进。以教学带动科研,以科研促教学的发展和改革。

3结语

经过几年的探索,仪器分析课程教学中通过教学内容、教学方法和手段,考核方法及仪器设备等方面的改革,初步建立了一套行之有效的方法,使学生在学习方法、科学态度、分析问题和解决问题能力以及创新能力等方面受到良好的训练。但仪器分析课程的教学改革,是一项长期而艰巨的工作,需要我们去不断地探索与尝试、总结与完善,需要更多教师的积极参与和关注。

作者:李志英单位:忻州师范学院化学系

第二篇

一、教学难点

(一)课程设置不合理,实验课时太少理论课占绝大部分,实验学时有限。因此,目前所开设的实验大部分都是验证性的实验,缺少比较复杂的、耗时较长的综合性、设计性实验,提不起学生的实验积极性,阻碍创新能力的培养。

(二)重视程度不够,考核制度不健全仪器分析实验没有独立设课,没有严格的考核制度,仅凭着学生的实验报告进行考核,存在着重大的弊端。一方面,学生为了分数只重视理论课的学习,而轻视实验课,经常以各种借口不完成实验前的预习,且在实验过程中敷衍了事。另一方面,容易让浑水摸鱼的学生蒙混过关。

(三)人多机少仪器分析实验所用仪器价格都比较昂贵,同类仪器的台数较少,大型精密仪器往往只有一台,不可能像无机、有机等基础实验课那样一人一组进行实验,且随着办学规模的不断扩大,这样的问题就显得更突出了。由于这种客观条件的限制,在实验过程中学生只能5人或6人一组,每人动手的机会不多,且有依赖感,因此,大多数学生则是走马观花,很难达到预期的教学效果。

二、教学改革措施

(一)结合专业培养目标,精心选择适合相关专业的教材和教学内容农业高职院校仪器分析课程的培养目标是培养具有良好的职业道德修养,并熟知现代农产品食品质量安全体系和标准。结合相关专业培养目标,可以在仪器分析课的教材和教学内容的选择上巧做文章。目前,多数仪器分析课教材适用的专业范围比较广,适用于化工类、环保类、农学类等相关专业,其实可以选择适合自己专业的教材。联系高等农业职业院校各层次学生学习的需要,改革和更新理论教学内容,使之反映时代特征和当前化学应用发展的新内容、新方法、新手段以及国际化学教育发展的趋势。改革和更新实验教学内容,增加设计性和综合性实验内容,使之满足新形势下培养应用型高素质人才的需要。例如,增加了电分析化学新方法简介,增加了原子吸收分光光度法测定水果中的微量元素等设计性实验。

(二)认真做好课前的准备工作课前准备需要学生和老师共同来完成。由于受课时的限制,一部分的实验准备过程是由实验员完成,学生们没有参与进来,因此要求学生们作好课前预习就很重要了。课前预习要求学生就实验中的内容进行预习,主要对一些基础性的东西进行了解,如,实验目的、实验原理、实验所用到的仪器与试剂、实验步骤、溶液的配制等,由于进行循环式实验教学,与理论课进程有所出入,为了使每位学生都站在同一起跑线上,每使用一类大型仪器之前我们都会专门安排一节实验讲座课,其内容都经过了认真的设计,包括有仪器的概述、仪器结构、工作原理、操作规程、实验方法、注意事项、最新进展等,并制作出相应的课件,在实验室对照仪器现场讲解,结合学生之前所作的预习,再进行一次现场预习,这样学生对仪器的原理构造及操作键钮有了初步的了解,建立了感性认识,也为以后顺利地完成实验奠定了基础。

(三)仪器分析实训教学中应用仿真技术仿真技术采用计算机技术和控制技术,借助图形、动画来描述实体的特性,用动画来显示实体的真实动作,可模仿实体的真实操作过程。由于动画能使人在屏幕上准确地把握住实际情况,直接看见仿真系统的运行,能使受训者在虚拟环境下实现实际岗位上的真实体验,促进实际操作技能的掌握。虚拟实验一般是通过虚拟实验而进行的。虚拟实验是由虚拟现实技术生成的适合进行虚拟实验的实验系统,包括实验室环境、相关的实验仪器设备、实验对象和信息资源等。利用虚拟现实技术构建的各种虚拟实验如地理、物理、化学、生物实验室等等,这些虚拟实验一般具有透明性、资源共享性、互动操作性、用户自主性、扩展性及安全性等特点,是传统实验室无法比拟的,决定了它在科研、教育中的良好前景。分析仪器仿真技术具有技术上的科学性,应用上的经济性、适用性及操作上的安全性、开放性、全面性、针对性等特点,运用仿真实训教学思想,在高职仪器分析实训教学中推广仿真技术,是一种高效的仪器分析实训教学手段。

(四)开放实验室,为学生创造更多使用仪器的机会针对学生人多机少的特点,我院在仪器分析实验课通常安排5人一组,轮流上机操作,让每个学生都有动手机会,同时开放实验室,让学生利用空暇时间来熟悉仪器的构造,了解仪器的工作原理和使用方法,让学生充分接触并正确使用新仪器,进而掌握先进的实验技能。这样不仅提高了仪器的使用率,而且提高了教学效果,达到了开设仪器分析实验课的目的。

(五)以科研和服务社会促进教学要使课堂教学有新内容、有感召力,除了掌握学科的新信息,还必须积极开展科研和服务社会工作,在课堂教学中融入自己的科研成果和服务社会成效。由于现代科学的发展,专业之间划分越来越细,因此,根据学科特点和教师研究方向,我们将仪器分析课程分为四部分:光谱分析,电化学分析,色谱分析及其他分析方法。分别由熟悉该研究方法的教师担任,发挥各自专业特长。例如,作者开展了农药残留分析的应用研究,我们学院还力争将我们的分析检测中心建立起来,并争取获得对外检测的资质,在开展服务社会的过程中增强了学院的服务社会能力,提高了学院的社会辐射能力,同时提供了大量的实验实习机会,大大提高了学生的动手能力和实验技能。将自己的科研成果融入到教学中,不仅使学生掌握了常规的色谱分析原理、气相及液相法,还对色谱的其他最新方法有所解,如,毛细管电泳,毛细管电色谱等。另外,我们还根据教学内容及学生学习情况和兴趣,把部分学生分配到本学院各科研所内,学生利用闲暇时间与有关教师一起从事各种科研和分析检测工作,切实感受各种分析仪器的应用,为学生完成毕业论文奠定了良好的研究基础。

(六)更新考核制度在仪器分析实验教学过程中,实验教师要注重采用新的教学模式。在实验开始之前,要通过多种提问的方式检查学生的预习情况,并针对学生提出的问题进行解答。在演示过程中,教师要适时地提出思考问题,让学生带着问题进行实验,在过程中予以解决。在实际操作过程中,教师要对学生的表现进行认真考核,比如,学生的动手能力、遇到问题的解决能力,并且对个别学生所提出的疑问进行解答和正确引导。实验结束后要求检查学生的实验数据情况。教师要根据学生实验预习情况、实验过程中的表现以及实验报告完成情况这三方面进行评定,做到公平、公正、合理。