儀器分析課程精品(七篇)

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篇(1)

教學(xué)方法應(yīng)以學(xué)生為中心，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，采用討論式、對比式、提問式等多種教學(xué)方法相結(jié)合的方法進行教學(xué)，促進學(xué)生的思考，積極調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。興趣是最好的老師，只有提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，才是最好的教學(xué)方法。比如，講授原子吸收分光光度計基本結(jié)構(gòu)時，結(jié)合前面學(xué)過的紫外可見分光光度計，通過比較兩種儀器的結(jié)構(gòu)特點，請同學(xué)們找出相同和相異處，闡明原因。以這兩種儀器為例，可橫向拓展到光譜儀器的結(jié)構(gòu)特點，使學(xué)生整體了解光譜儀器的結(jié)構(gòu)和原理。同時指出該題目為研究生入學(xué)考試常用題型，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2結(jié)合不同專業(yè)的要求

我們這門課的授課是針對工科的化工，環(huán)境，高分子等專業(yè)，因為涉及到不同專業(yè)的授課，如果講課時采取一刀切的方式，不能收到很好的教學(xué)效果。要結(jié)合不同專業(yè)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，選出與專業(yè)密切相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，有側(cè)重的進行講解。如高分子專業(yè)的學(xué)生可在重點講解紫外-可見分光光度分析法、氣相色譜法、紅外光譜分析法、電位分析法、原子吸收分光光度法等常用基礎(chǔ)儀器分析方法時，結(jié)合介紹一些光譜分析新技術(shù)如電感耦合高頻等離子體-原子發(fā)射光譜、傅立葉變換-紅外光譜、等離子體-質(zhì)譜等。授課時突出實用性和科學(xué)性，喚起他們對新知識、新技術(shù)的渴望，避免過多的純理論灌輸，豐富他們的知識儲備，為今后的科研、工作打好基礎(chǔ)。

3介紹儀器發(fā)展史

純粹的儀器分析的結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用知識的講解比較抽象單一。在講授每一種分析方法時，結(jié)合該方法的發(fā)展歷史，穿插一些和該方法相關(guān)的科學(xué)家的軼事，可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對具體知識的掌握更加立體深刻。如在色譜方法一章中，首先明確色譜法是一種分離技術(shù)，其研究對象是復(fù)雜的混合物質(zhì)。早在1906年由俄國植物學(xué)家Tsweet將這種層析現(xiàn)象用于分離植物色素紅蘿卜素、葉黃素和葉綠素A、B，并為之命名。A.J.P.Martin和R.L.M.Synge開發(fā)并應(yīng)用了分配色譜法使該分析方法應(yīng)用范圍更加廣泛，并于1952年獲得了諾貝爾獎。此后氣相色譜和毛細管柱的出現(xiàn)使得色譜法得以蓬勃發(fā)展，使色譜學(xué)逐漸成為分析化學(xué)的一個重要分支學(xué)科。

4聯(lián)系現(xiàn)實生活

分析儀器方法在食品藥品安全，環(huán)境，生命科學(xué)等領(lǐng)域均有重要的應(yīng)用，教師在授課時可根據(jù)專業(yè)要求，及時地聯(lián)系實際發(fā)生的事例進行講解，使學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)有更切身的體會，起到事半功倍的效果。如2012年2月初長江流域鎮(zhèn)江段發(fā)生化學(xué)試劑苯酚泄漏事件，導(dǎo)致鎮(zhèn)江的飲用水出現(xiàn)異臭味，整個長江下游各縣市密切關(guān)注事件的發(fā)展，隨時檢測水中苯酚含量，所采用的方法就是國標中苯酚的測定方法，顯色后用分光光度計檢測。對于環(huán)境專業(yè)的學(xué)生，在此，還可以拓展開來，多介紹一些環(huán)境水樣的檢測內(nèi)容和方法。再比如，2008年的毒奶粉事件，就是因為直接測量奶粉中蛋白質(zhì)含量的技術(shù)比較復(fù)雜，在實際應(yīng)用中采用了一種簡單的測定奶粉中氮含量的方法，叫凱氏定氮法。從而使得不法商販有可趁之機，向奶粉中非法添加三聚氰胺，企圖達到魚目混珠的目的，這件事在社會上引起很大的爭議。進而可向?qū)W生介紹檢測三聚氰胺的方法，即色譜法和質(zhì)譜法等。這種與實際生活相關(guān)的應(yīng)用，使學(xué)生能切身了解學(xué)習(xí)儀器分析的意義。

5實驗題目的選擇

我們根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備，自編了《儀器分析實驗》的講義，同時將原來的先理論課后實驗的方式，改為每種儀器講解完就安排相關(guān)實驗，通過實驗及時鞏固所學(xué)理論。實驗內(nèi)容上充分結(jié)合實踐應(yīng)用，選擇現(xiàn)實生活中常見實驗，比如火焰原子吸收光譜法測定排放水中鉻的含量、高效液相色譜測定飲料中的咖啡因等。這些實驗項目聯(lián)系實際，貼近生活，有真實感，學(xué)生很感興趣，能夠鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。課程結(jié)束時，根據(jù)所學(xué)儀器，教師給出相關(guān)課題，將學(xué)生分組，要求學(xué)生通過查閱文獻，設(shè)計實驗方案，安排實驗。以此進一步促進和深化所學(xué)知識。

6結(jié)語

篇(2)

新疆醫(yī)科大學(xué)從2005年開始對分析測試中心進行了大力度的投入和改革, 對中心提出了 “以人為本，提高綜合素質(zhì), 產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合”的方針，要求中心定位于為教學(xué)和科研服務(wù)，面向全校開放。經(jīng)過近6年的建設(shè)，特別是隨著日元貸款項目的實施和省部共建項目的開展，我院分析測試中心的儀器逐步完善，經(jīng)過多年的儀器分析實驗教學(xué)和自身特點，中心在2008年針對各個層次分別以任意選修課、大學(xué)生科研創(chuàng)新計劃、研究生現(xiàn)代分析測試應(yīng)用技術(shù)等課程形式，逐年逐步進行開設(shè)，并嘗試性地將問題解決（PBL）教學(xué)法引入儀器分析實驗教學(xué)，即發(fā)揮了測試中心在教學(xué)服務(wù)中的作用，同時又讓學(xué)生在實際使用分析儀器的過程中,學(xué)習(xí)分析儀器的原理、結(jié)構(gòu)和操作方法,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用分析儀器進行物質(zhì)成分分析和結(jié)構(gòu)分析的能力。經(jīng)過三年的積累，中心對儀器分析實驗教學(xué)做了較大幅度的調(diào)整，對以往實驗過程中存在的一些問題，總結(jié)經(jīng)驗，改革教學(xué)方法，完善教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)實踐過程中不斷提高，全面發(fā)展。

一、教學(xué)形式改革

傳統(tǒng)的儀器分析實驗教學(xué)內(nèi)容是依托于理論課的教學(xué),每章或每個授課內(nèi)容之后安排一個相應(yīng)的實驗. 一個班學(xué)生在同一時間做相同的實驗，具體做實驗時,不知所措,實驗報告互相抄襲應(yīng)付了事。但是,學(xué)生通過實驗課學(xué)到的不應(yīng)該僅僅局限于這些,他們應(yīng)該通過實驗課的完成,掌握實驗的設(shè)計方法,了解實際的科研過程,建立起一定的科研思想，這種能力和思想的進一步培養(yǎng),才能適應(yīng)對高等藥學(xué)人才的培養(yǎng)要求。

隨著研究生“現(xiàn)代儀器實驗技術(shù)”的開設(shè)，本中心建立了一套系統(tǒng)化、實效型的實踐教學(xué)新體系，以傳統(tǒng)手段與現(xiàn)代儀器相結(jié)合的教學(xué)形式，以問題解決（PBL）的教學(xué)方式進行實驗技能的培訓(xùn)。采用掛圖進行簡單理論的講授；結(jié)合儀器講解儀器結(jié)構(gòu)和操作技術(shù)，以認知儀器組成、掌握操作技能、建立儀器技術(shù)的方法學(xué)、技術(shù)應(yīng)用等為主要教學(xué)內(nèi)容，中心首次將現(xiàn)代儀器分析實驗改進為以10～12人為一組的小組化教學(xué)方式，每班分組后，進入測試中心的幾個技術(shù)組；各技術(shù)組有相應(yīng)的1名教師負責(zé)實驗指導(dǎo)，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生動手操作，操作時盡量使每個實驗小組的人數(shù)降到2-3人；完成教學(xué)任務(wù)后進行技術(shù)組間的輪轉(zhuǎn)。每位學(xué)生在實驗過程中都有機會與教師直接溝通，及時解決遇到的困難與問題，通過實驗掌握操作技術(shù)獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析和結(jié)果討論掌握儀器分析的方法學(xué)，提高教學(xué)效果和實驗技能，同時增進師生間的交流，達到教學(xué)目的。充分發(fā)揮了測試中心的現(xiàn)代分析儀器在高校培養(yǎng)人才中的作用。

1.2實驗項目創(chuàng)新

現(xiàn)代儀器分析的特點是全部實驗幾乎都要采用大型精密儀器。而目前所看到的許多儀器分析實驗教材,其內(nèi)容相當多是按舊儀器的工作狀態(tài)來編寫的,很難與中心現(xiàn)有的儀器完全相符，致使很多成型的實驗素材，不能很好的應(yīng)用于實驗教學(xué)。因此，根據(jù)中心實驗儀器的配備，不斷總結(jié)實驗內(nèi)容，根據(jù)儀器分析和藥學(xué)及相關(guān)專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,適時地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容, 把新儀器、新方法、新知識引入實驗教學(xué)中去,這樣就能更好地提高教學(xué)效果。

根據(jù)中心現(xiàn)有的大型儀器設(shè)備及目前應(yīng)用較多的各種現(xiàn)代儀器分析方法、原理和實驗技術(shù),我們開設(shè)了以光譜類儀器和色譜類兩大類儀器為主的技能培訓(xùn)，光譜類開設(shè)了紫外、紅外、熒光、核磁共振技術(shù)培訓(xùn)，色譜實驗中開設(shè)了高效液相、氣相色譜、高效毛細管電泳技術(shù)培訓(xùn)共計7個項目。在實驗教學(xué)過程中,盡量安排與專業(yè)性質(zhì)有關(guān)的實際樣品測定。如有機化合物的紅外光譜分析及核磁共振波譜解析,對于加強學(xué)生對紅外光譜及核磁共振波譜儀的理解以及提高學(xué)生的綜合解譜能力有很大的幫助。再如紫外分光光度法測定鹽酸小檗堿含量，包括標準品的配備、樣品的處理、方法的建立和驗證、結(jié)果的分析討論等各步驟都應(yīng)讓學(xué)生全程參與，下一次輪轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)熒光光譜儀是采用熒光光度法進行測定，不同方法間橫向?qū)Ρ龋治銎鋬?yōu)缺點和適用性，使學(xué)生綜合的接受知識。色譜類實驗則在學(xué)生原有的理論基礎(chǔ)上要求學(xué)生會對儀器結(jié)構(gòu)、色譜柱、檢測器和測定對象進行比較,會看色譜圖和保留時間,會計算分離度,初步學(xué)會所用的GC-2010氣相色譜儀、Waters 2690高效液相色譜儀。通過一系列的講解和實際操作,激發(fā)學(xué)生實驗的積極性。提高其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

1.3師資力量培養(yǎng)

良好的儀器設(shè)備，有利于得出準確的實驗數(shù)據(jù)；而教師隊伍的綜合素質(zhì)提高，有益于教學(xué)質(zhì)量的提高。中心堅持分年度、按計劃將教師送往內(nèi)地單位學(xué)習(xí)現(xiàn)代儀器分析的最前沿技術(shù)，積極參加儀器廠家組織的儀器培訓(xùn)，使中心教師能更加全面的掌握各類儀器的基本原理、操作技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)和維修維護。我們實行一臺儀器一位教師負責(zé)的制度。由于每位教師都是針對一種儀器長期給學(xué)生講解，故對自己負責(zé)的儀器都非常精專，當儀器出現(xiàn)問題時也可以得到及時的解決。經(jīng)過2-3年的技能培訓(xùn)再進行儀器輪轉(zhuǎn)，可以使每位教師都能夠?qū)Ω鞣N儀器熟知和掌握，達到既精于各種儀器，同時又能重點突出。

中心還組織全體人員積極配合大學(xué)生科研計劃積極申報課題，通過課題計劃實施，培養(yǎng)具有科研能力，具有解決問題能力的高素質(zhì)人才，同時也提高了自身的科研素養(yǎng)。#p#分頁標題#e#

1.4課程考核模式

在開課模式、實驗內(nèi)容和教學(xué)方法均有所改革的前提下，我們對實驗課程的考核方法也做了相應(yīng)的調(diào)整。以往的成績以實驗報告為主要評分依據(jù)，報告寫得越完美得分越高，這也是導(dǎo)致學(xué)生互相抄襲的另一原因。而中心對現(xiàn)代儀器分析實驗課程的考核以操作成績和報告成績相結(jié)合進行最終評定。

由教師給出實驗方向，同學(xué)組成設(shè)計實驗小組，根據(jù)以往所學(xué)實驗知識，自己設(shè)計實驗劑量及實驗方法等，寫出具體實驗項目計劃書，經(jīng)教師審批，切實可行通過，在學(xué)生操作過程中，我們制定了評分細則，將分值分解到各個細目中，如稱量、溶液配制等具體細節(jié)分別給予賦分，操作規(guī)范化、原始數(shù)據(jù)的記錄、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析與討論等。這樣學(xué)生在每一步都會認真仔細，如果標準曲線未達到實驗要求，即可預(yù)約時間來實驗室補做實驗。這樣的計分方式可以極大地調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，也培養(yǎng)自己動手實驗的能力；同時，使學(xué)生懂得實驗中團隊協(xié)作的重要，分工合作，遇到問題一起想辦法，協(xié)調(diào)溝通，解決問題。進而提高學(xué)生綜合素質(zhì)，使學(xué)生得到全面發(fā)展。

二、小結(jié)

隨著世界科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，儀器分析實驗課程的教學(xué)重點也應(yīng)該適時改變，將培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)作為教學(xué)改革的立足點。為此，我們將不斷完善儀器分析實驗教學(xué)中的各個方面，通過在全校范圍開設(shè)現(xiàn)代儀器分析培訓(xùn)課程，注重學(xué)生科研能力的訓(xùn)練和解決實際問題能力的培養(yǎng)，通過實踐教學(xué)擴大學(xué)生知識面, 通過實驗室開放和大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃，培養(yǎng)學(xué)生科研能力，通過學(xué)生直接參與來源于國家級、省部級的項目，嘗試這些工作進一步提高了學(xué)生科研思維能力、實驗操作技能。真正的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，理論聯(lián)系實際，在實踐中檢驗理論知識，使之能夠更好的體現(xiàn)我校的教學(xué)宗旨“培養(yǎng)創(chuàng)新型人才”的戰(zhàn)略思想。

參考文獻：

1、汪爾康.21世紀的分析化學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社, 2000: 11-13.

2、吳育廉.柯行.淺談儀器分析實驗教學(xué)的改革. J教學(xué)儀器與實驗2007, 23 , (5 ) :10-11

篇(3)

關(guān)鍵詞：單片機；電子秤；測控技術(shù)與儀器；課程設(shè)計

作者簡介：白潔（1968-），女，陜西西安人，西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，高級工程師。（陜西 西安 710049）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0085-02

測控技術(shù)與儀器專業(yè)是由教育部在1998年把計量儀器、光學(xué)儀器、計時儀器、分析儀器、熱工儀表、航空儀表、電子測量儀器等11個儀器儀表類的專業(yè)合并而成的，發(fā)展至今已成為一門實用性非常強的學(xué)科。[1]它專業(yè)口徑寬，涉及知識面廣，整合了多個專業(yè)方向的知識，主要包含了電子、機械、計算機等方面。測控技術(shù)與儀器專業(yè)綜合課程設(shè)計是西安交通大學(xué)測控專業(yè)大學(xué)四年級必修的一門專業(yè)課程，旨在提高學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)理論，獨立設(shè)計、構(gòu)建、調(diào)試儀器與檢測系統(tǒng)的能力，強化對儀器與檢測系統(tǒng)工程的感性認識，培養(yǎng)學(xué)生在系統(tǒng)分析、設(shè)計、開發(fā)與研究等方面的基本能力。[2]

一、綜合課程設(shè)計實訓(xùn)方案

測控專業(yè)綜合課程設(shè)計被安排在大四的第一學(xué)期，是在所有必修課程和絕大多數(shù)選修課程學(xué)習(xí)完成后開設(shè)的，是對“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”、“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”、“傳感器原理及應(yīng)用”、“電路分析”、“智能儀器”和“數(shù)字信號處理”等課程知識的進一步理解、鞏固、加深和應(yīng)用。

測控專業(yè)綜合課程設(shè)計共64學(xué)時，其中上課16學(xué)時，實驗48學(xué)時。上課部分是由老師各用2學(xué)時把各自的研究方向、在研課題以及相關(guān)理論向?qū)W生進行介紹和講解，學(xué)生再結(jié)合自己的興趣、能力選擇課程設(shè)計的指導(dǎo)教師，教師以此為據(jù)分配課程設(shè)計的題目，提出具體要求，學(xué)生獨立完成課程設(shè)計。指導(dǎo)教師和學(xué)生之間是雙向選擇，調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

綜合課程設(shè)計是實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中除畢業(yè)設(shè)計的一次較大型實踐訓(xùn)練，從元器件的選型到系統(tǒng)的構(gòu)建以及放大、調(diào)理電路的選擇與搭建、數(shù)據(jù)的采集及調(diào)試、接口程序的編制等全由學(xué)生自己去完成，而教師只起引導(dǎo)作用。這樣，學(xué)生在完成實驗后，不僅在系統(tǒng)設(shè)計能力、硬件選擇能力和系統(tǒng)構(gòu)建能力等方面大大增強和提高外，自信心和成就感也得到極大加強。[3]學(xué)生第一次遇到這種綜合性強、設(shè)計的靈活性也較大的實踐項目，要在48學(xué)時內(nèi)完成是有一定難度的。首先對實驗室實行了開放式管理，學(xué)生可根據(jù)自己情況自主選擇實驗時間。其次，為了引導(dǎo)學(xué)生盡快進入課題，將設(shè)計目標細化，分為幾個小目標，學(xué)生可根據(jù)自己的實際情況一步一步完成，最后進行綜合。本文以選題之一的“智能電子秤”的設(shè)計為例，介紹其實施的具體方案。

1.“智能電子秤”設(shè)計目標

“智能電子秤”的設(shè)計這個項目雖然功能簡單，但涉及了從傳感器電路、信號處理電路到顯示電路的整個測量系統(tǒng)組建的相關(guān)知識。通過該項目使學(xué)生掌握智能儀器設(shè)計的總體思路和方法，將所學(xué)的基礎(chǔ)知識進行綜合應(yīng)用，理論和實踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。“智能電子秤”的設(shè)計目標：量程0～6.0kg，準確度1%，分辨力5g，輸出方式為4位LED顯示，并具有量程變換和超重報警功能。

2.總體方案設(shè)計

根據(jù)設(shè)計目標，學(xué)生在查閱大量相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，采用模塊化的總體設(shè)計方案。把“智能電子秤”的總目標分解為5個內(nèi)容相對單一的小目標，包括了軟硬件兩大部分：查閱相關(guān)資料，確定智能電子秤總體方案；搭建活塞壓力計YS–6、壓阻式傳感器及供電電路組成的傳感器電路；使用protel對單片機C8051f020構(gòu)成的信號處理及數(shù)碼管顯示電路進行硬件設(shè)計；使用C語言進行程序設(shè)計，并使用keil c51仿真；對電子秤進行系統(tǒng)性能測試。智能電子秤組成框圖如圖1所示。

測量系統(tǒng)的組建這部分內(nèi)容是已經(jīng)學(xué)習(xí)過的“電氣測量技術(shù)“課程的核心內(nèi)容，學(xué)生通過自主設(shè)計，結(jié)合相關(guān)的理論知識，就可以很好地完成這部分設(shè)計。通過實踐驗證了相關(guān)的理論知識，可以激發(fā)學(xué)生進行探索的積極性。

3.“智能電子秤”硬件電路的設(shè)計

由圖1可知，智能電子秤由壓力傳感器、信號調(diào)理電路、具有AD轉(zhuǎn)換功能的單片機和顯示等4個部分組成。

（1）壓力傳感器電路：選擇的是實驗室現(xiàn)有的由活塞式壓力計YS–6、壓阻式傳感器及供電電路組成，其中壓力計和傳感器是集成到一起的，可直接使用。

（2）調(diào)理電路：包括差動全橋、放大電路和濾波電路三部分組成。與壓阻式壓力傳感器相配的調(diào)理電路采用恒流源供電的差動全橋，其中供電電流為14mA。單片機的AD轉(zhuǎn)換基準電壓是2.403V，而壓阻式傳感器的輸出信號為–5～55mV，這就需要對傳感器的輸出信號進行放大處理。根據(jù)計算可得放大器的放大倍數(shù)為25左右比較合適。傳感器的輸出阻抗很高，要求放大電路須有更高的輸入阻抗，不從傳感器輸出端吸收電流，以免破壞傳感器的工作狀態(tài)。學(xué)生選擇的AD620儀用放大器特點為：差動輸入，單端輸出，電壓增益連續(xù)可調(diào)，并有效地解決了后級負載對地連接的問題。另外在AD620的輸入與地、輸出與地之間都接了10 F的濾波電容，增強抗干擾能力。

（3）AD轉(zhuǎn)換電路：電子秤設(shè)計要求的分辨力為5g，量程為0～6.0kg，即可算出需要12位的AD轉(zhuǎn)換，所以選擇單片機C8051f020的12位AD來完成。

（4）顯示電路：將單片機分析處理的數(shù)據(jù)顯示出來，利用集成的四位共陽極數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管的位選是單片機的P0.0–P0.3端口，段選是單片機的P0.0–P0.7端口，采用的是動態(tài)顯示。

學(xué)生最終完成的電子秤的硬件電路圖如圖2所示。

4.“智能電子秤”軟件部分設(shè)計

智能電子稱是采用Keil C51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)進行程序編寫，實現(xiàn)電壓信號采集、12位AD轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理及四位數(shù)碼管顯示等功能。同時也在程序中加進了兩個智能化功能：超重顯示和量程變換。程序的流程圖如圖3所示。

二、電子秤的靜態(tài)性能評價

這一部分內(nèi)容對測控專業(yè)的學(xué)生來說是很重要的，它有助于學(xué)生判定所設(shè)計的儀器能否達到系統(tǒng)設(shè)計要求。通過分析可得，用于靜態(tài)稱重的電子秤主要誤差來源有：壓力傳感器、傳感器輸出信號的處理系統(tǒng)（包括前置放大器、A/D轉(zhuǎn)換器和機械承重系統(tǒng)等）。其中機械承重系統(tǒng)的誤差、電源波動引入的誤差以及稱重傳感器與測量線路引線帶來的等不易定量計算誤差可通過合理的設(shè)計、安裝來削弱，并在誤差分配時給予一定的冗余量來保證。[4]該電子秤的系統(tǒng)的量程為6.0kg，在滿量程范圍內(nèi)標定點數(shù)l=7，正反行程循環(huán)次數(shù)n=4，標準砝碼提供的標準值，總計標定值的個數(shù)N=56，如表1所示。xj表示標準重量，mj表示顯示的重量，單位均為kg。

最后通過計算可得該電子秤的各靜態(tài)性能指標：擬合直線方程：采用最小二乘法得擬合直線方程，，

可得測量系統(tǒng)零點為；獨立線性度：=0.15%；滯后：=0.30%；重復(fù)性：取置信因子K=3，置信度為99.73%時的重復(fù)性=0.27%；準確度：在傳感器或含有傳感器的測量系統(tǒng)中，通常用精度A來表征準確度，它由線性度、遲滯、與重復(fù)性之和得出，即A=++=0.15%+0.30%+0.27%=0.72%；最大引用誤差=0.33%。由此可確定，智能電子秤滿足設(shè)計要求，其準確度是0.72%，可評定為Ⅳ級。

通過對“智能電子秤”的設(shè)計和制作，學(xué)生把學(xué)到的課本知識和實踐相結(jié)合，對所遇到的困難能夠積極解決，比如在發(fā)現(xiàn)測量誤差比較大時，找原因，了解誤差的來源。這一切都表明學(xué)生能夠自主學(xué)習(xí)，而不是等著老師來解決問題。學(xué)生一旦能自己找到問題并解決，就會提升自信心，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性?！爸悄茈娮映印彪m然是一套由傳感器和單片機構(gòu)成的簡單智能儀器，但也充分體現(xiàn)了智能儀器的普遍設(shè)計思路和方法，為以后復(fù)雜智能儀器的開發(fā)打下了基礎(chǔ)。

三、結(jié)論

測控技術(shù)與儀器專業(yè)綜合課程設(shè)計已開出了5屆，實踐表明該課程的開設(shè)是較為成功的，有效培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力和工程意識，提升了學(xué)生的專業(yè)認同度和學(xué)習(xí)積極性。學(xué)生根據(jù)自己的興趣和能力選擇課程設(shè)計的題目，更能激發(fā)自主學(xué)習(xí)的積極性，有助于學(xué)生有效地掌握所學(xué)知識，縮短從理論知識到實際應(yīng)用的過程，使學(xué)生得到了一次完整的系統(tǒng)性的工程實戰(zhàn)訓(xùn)練，大大加強了對理論知識的融會貫通和對實踐動手能力的鍛煉，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計以及為將來走入科研工作崗位打下了一定的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1] 朱維斌，趙軍，陸藝.測控技術(shù)與儀器專業(yè)傳感器系列課程設(shè)計實驗環(huán)節(jié)探討[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2010，（21）：118-119.

[2]向欣，王永驥.測控與自動化專業(yè)綜合課程設(shè)計實例[J].實驗室研究與探索，2008，（8）：119-122.

篇(4)

關(guān)鍵詞： 儀器分析 計算機 多媒體技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

20世紀最重要的科技進步是電子計算機的發(fā)明和發(fā)展。計算機技術(shù)的發(fā)展?jié)B透到了社會各個領(lǐng)域。從文字處理到圖形設(shè)計，從存儲數(shù)據(jù)到各類專業(yè)軟件的開發(fā)應(yīng)用，計算機極大地方便了我們的工作和學(xué)習(xí)，所以，20世紀出現(xiàn)的計算機技術(shù)是近代科技進步的耀眼一頁?，F(xiàn)代儀器分析吸收了當代科學(xué)技術(shù)的最新成就，進入了以計算機應(yīng)用為主要標志的儀器分析化學(xué)信息時代［1］。21世紀是信息科學(xué)的時代，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將世界聯(lián)結(jié)為一體，通過互聯(lián)網(wǎng)我們可以獲得世界各地的最新科技、人文信息?！冬F(xiàn)代儀器分析》課程是一門實踐性、技術(shù)性很強的綜合性課程，與計算機技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合使之發(fā)生了巨大變革，從而在食品檢測、生命科學(xué)、環(huán)境保護、生物資源利用、農(nóng)副產(chǎn)品檢驗等領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用。近幾年來，儀器分析手段不斷更新，儀器性能持續(xù)提高，儀器的推陳出新等信息伴隨網(wǎng)絡(luò)為人們熟悉。因此，在教學(xué)中利用多媒體技術(shù)，激發(fā)學(xué)生的積極性，加深對內(nèi)容的理解，進一步熟悉多種儀器的基本結(jié)構(gòu)原理、分析方法的多樣性、儀器類型的推陳出新，對拓寬學(xué)生視野，提高科學(xué)素質(zhì)和科技創(chuàng)新能力非常有效。

一、《現(xiàn)代儀器分析》課程傳統(tǒng)教學(xué)方式中存在的問題

《現(xiàn)代儀器分析》課程是大多數(shù)農(nóng)、林、水高校及許多綜合性大學(xué)，如清華大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)等學(xué)校資源、環(huán)境、食品等專業(yè)的必修課程。這一課程的特點是實踐性和技術(shù)性很強，涉及到許多光學(xué)、電學(xué)、量子力學(xué)、物理化學(xué)、高等數(shù)學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的知識，伴隨著大量物理現(xiàn)象，物質(zhì)微觀作用等內(nèi)容，綜合性也很強［2］。

在多媒體技術(shù)大量應(yīng)用于教育領(lǐng)域之前，《現(xiàn)代儀器分析》的教學(xué)方式是教師嚴格按照教學(xué)大綱要求和教材內(nèi)容，在封閉式課堂里進行理論課的教學(xué)，講述儀器結(jié)構(gòu)、工作原理、儀器方法適用的范圍、樣品預(yù)處理方法、進行操作時需要注意的問題等，黑板板書文字及相關(guān)公式的推導(dǎo)計算，布置作業(yè)，學(xué)生抄寫知識點，完成作業(yè)，復(fù)習(xí)背誦應(yīng)對考試。這種教學(xué)方式的缺陷在于知識的傳輸是被動式的，對一些原理方法只能靠抽象的想象來理解，如色譜柱中物質(zhì)分離的原理、全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀工作原理、交流電弧放電原理等。大多復(fù)雜內(nèi)容沒有辦法在黑板上用手繪出，枯燥地講述、憑空地想象扼殺了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在實踐課程中，為了能讓學(xué)生更好地理解儀器分析的基本原理和儀器結(jié)構(gòu)，以及培養(yǎng)學(xué)生的儀器操作能力，學(xué)校需要提供大量這類精密儀器，如氣相色譜儀、液相色譜儀、原子吸收分光光度計、質(zhì)譜儀等，這是絕大多數(shù)院校辦不到的，所以有限數(shù)量的儀器不能滿足所有學(xué)生親自動手的要求。另外，這類儀器價格一般較高，使用需要配套設(shè)施和專業(yè)的管理人員在使用前進行調(diào)校和設(shè)定操作條件，比如，高效液相色譜儀在使用前要有專業(yè)的管理人員進行色譜柱的清潔，根據(jù)方法需要在相應(yīng)軟件中設(shè)定流動相比例、流速、溫度等，學(xué)生要做的只是用進樣器進樣，大多數(shù)學(xué)生連進樣的機會都沒有，只能遠觀老師演示，直接影響了教學(xué)的效果。

二、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源在《現(xiàn)代儀器分析》課程教學(xué)中的作用

在教育領(lǐng)域，多媒體信息技術(shù)在教學(xué)過程中獲得了普遍應(yīng)用，信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，實現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的形象化、多樣化和視覺化。在《現(xiàn)代儀器分析》課程中，將分子的振動方式、單活塞往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)和工作原理、電噴霧電離原理、全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀工作原理、交流電弧放電原理等內(nèi)容制作成Flas，直觀展示在學(xué)生面前；利用計算機模擬儀器分析試驗，可以節(jié)省試劑，避免環(huán)境污染；利用計算機進行數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容做成多媒體課件，通過穿插播放講解，具有很強的視覺和聽覺沖擊效果，顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)刻板抽象模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，克服了不能親手操作的遺憾。

制作多媒體課件前教師需要針對開設(shè)這門課程專業(yè)的特點對教學(xué)內(nèi)容進行精心選擇，比如，我院食品科學(xué)與工程專業(yè)領(lǐng)域中進行食品營養(yǎng)物質(zhì)及有害物質(zhì)檢測方面，用到電化學(xué)分析方法很少，所以，在教學(xué)內(nèi)容中刪除這一部分；確定教學(xué)內(nèi)容之后，要結(jié)合學(xué)科特點恰當利用多媒體的圖、文、聲特性［3］，將要講述的每一章儀器分析方法的重點做成Powerpoint電子幻燈片及三維動畫，把需要的其他視頻材料儲存到相應(yīng)目錄下，隨時調(diào)用播放，這樣可以極大地降低教師的工作強度，把精力用于講解學(xué)習(xí)思路和學(xué)習(xí)方法，有助于培養(yǎng)能力型高素質(zhì)的人才。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是計算機技術(shù)發(fā)展過程中的一個里程碑。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將分立的計算機終端聯(lián)系起來，實現(xiàn)了信息資源共享，相關(guān)網(wǎng)站的建立為及時傳遞最新的儀器研發(fā)動向信息提供了平臺，為科研教學(xué)工作者之間交流分析方法提供了極大的方便，使在線分析成為了現(xiàn)實。例如，2006年，陸輝山在論文中構(gòu)建了水果的近紅外在線檢測系統(tǒng)，并開發(fā)了在線檢測的軟件系統(tǒng)。近紅外光譜儀為微型光纖光譜儀，CCD檢測器，2048個像素，波長范圍為345―1100nm，信噪比為250∶1，光源為鹵鎢燈，環(huán)形布置。他們利用此系統(tǒng)對砂糖橘等水果的糖度和酸度進行了初步的在線檢測研究。由于我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，只有這種方便、快捷、準確、大批量分析產(chǎn)品的方法才能適應(yīng)現(xiàn)代分析要求，降低各級監(jiān)測、檢測機構(gòu)的工作強度，提高工作效率。相應(yīng)的，將網(wǎng)絡(luò)資源滲透到平時的教學(xué)中，可以使大學(xué)生潛移默化地接受儀器分析的新理論、新方法，了解國內(nèi)外相關(guān)新儀器，等等。滲透的方式包括：首先，在第一次理論課程中即給學(xué)生介紹這樣一些相關(guān)網(wǎng)站的網(wǎng)址，例如，bbs.省略/、省略/、省略/等都是與課程學(xué)習(xí)相關(guān)的非常好的網(wǎng)站，建議大家在今后的學(xué)習(xí)工作中經(jīng)常瀏覽關(guān)注。然后，在講述到具體的分析方法時，例如，發(fā)射光譜分析從早期的以火焰或者電弧火花等為激發(fā)源的儀器到現(xiàn)在以ICP等為激發(fā)源的儀器，雖然這些儀器的工作原理類似，都是通過某種手段使基態(tài)原子激發(fā)成為激發(fā)態(tài)，然后激發(fā)態(tài)原子回到基態(tài)時產(chǎn)生特征發(fā)射光譜，從而實現(xiàn)元素的定性、定量分析，但是，實驗室里這類儀器外觀不盡相同，型號多種多樣，既有古老的仍然在使用的，或者報廢的，又有最新投入使用的。所以，要使學(xué)生迅速掌握一個初看陌生的儀器，除了原理學(xué)習(xí)扎實，還需要掌握這類儀器的類型、特點、了解相關(guān)型號等，這時，網(wǎng)絡(luò)資源就發(fā)揮了異乎尋常的作用，在網(wǎng)絡(luò)論壇里，關(guān)于各類各種型號儀器的圖片比比皆是，關(guān)于儀器使用過程中涉及到的具體技術(shù)問題討論非常多，關(guān)于儀器的常見故障的出現(xiàn)和避免，以及排除方法等都有具體技術(shù)人員的參與討論，還有大量廠家的最新儀器信息，都極大地豐富了我們的知識庫，開拓了視野，從中既得到了點的知識，又得到了面的知識，點面結(jié)合，從而可以更好地掌握這門課程。所以，網(wǎng)絡(luò)資源作為課程教學(xué)的輔助資源，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益發(fā)展，其在教學(xué)中將具有越來越重要的地位，網(wǎng)絡(luò)課堂將進一步深化多媒體技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用。

參考文獻：

［1］劉約權(quán)主編.現(xiàn)代儀器分析［M］.北京：高等教育出版社，2001.4，（第二版）.

［2］吳纓.儀器分析課程多媒體教學(xué)的實踐與探索［J］.合肥學(xué)院學(xué)報，2006，16，（1）：84-85.

篇(5)

關(guān)鍵詞 藥學(xué) 儀器分析 教學(xué)改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Abstract Instrumental analysis is applied widely and practiced strongly. This course has many questions easily occurred in teaching such as the single teaching method， the content of disjunction， the large capacity of class， less instruments and more students， which restrain the improvement of teaching. In this paper， our core is to strengthen the development of the practical ability and the specialization quality training of students. So we make reformation and exploration on practical teaching of instrumental analysis course for pharmaceutical specialty.

Key words Pharmacy； Instrumental analysis； teaching reform

藥品是關(guān)系到人的生命的特殊商品，其質(zhì)量是關(guān)鍵。世界各國都非常重視藥品質(zhì)量控制，對藥品采取準確有效的分析手段進行檢測以控制其質(zhì)量，杜絕假藥劣藥流向市場，是保障消費者用藥安全至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。①儀器分析是現(xiàn)今分析化學(xué)的主要內(nèi)容，作為現(xiàn)代的分析測試手段，具有高靈敏度、高選擇性、專屬性強、試用量少等優(yōu)點，②目前已成為藥物質(zhì)量控制與分析、藥物作用機制研究與藥物治療監(jiān)測必不可少的研究手段。儀器分析在藥學(xué)專業(yè)課程學(xué)習(xí)中占有重要地位，與藥劑學(xué)、藥物分析學(xué)和藥物化學(xué)等課程有著密切的聯(lián)系，它也成為高等醫(yī)藥院校藥學(xué)專業(yè)重要的必修課之一。學(xué)生對儀器分析理論的掌握，可對藥學(xué)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)及藥學(xué)學(xué)科領(lǐng)域的探索奠定扎實的基礎(chǔ)。③在教學(xué)過程中，我們依據(jù)藥學(xué)專業(yè)的學(xué)科背景和學(xué)生學(xué)習(xí)特點，對儀器分析課程的教學(xué)進行了改革與探索。

1 突出專業(yè)教學(xué)特點，合理安排教學(xué)內(nèi)容

儀器分析課程內(nèi)容較繁雜，涉及知識面廣，但其分析方法自成體系，相對獨立，課程內(nèi)容上需要體現(xiàn)時代性、基礎(chǔ)性和選擇性。由于藥學(xué)專業(yè)的教學(xué)特點，儀器分析需要利用分析測試方法來研究物質(zhì)的化學(xué)組成、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)，側(cè)重于儀器方法的應(yīng)用與實踐。在授課的32學(xué)時中，合理地安排包括電位法、光譜法、色譜法、質(zhì)譜法等共計十四章的學(xué)習(xí)內(nèi)容，其中以紫外-可見分光光度法、氣相色譜和高效液相色譜法為講授重點，有利于強化學(xué)生實踐能力和專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)。

2 充分運用多媒體，化學(xué)相關(guān)軟件輔助教學(xué)

儀器分析學(xué)習(xí)的方法原理抽象，儀器設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)的教學(xué)手段已不能適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)需要，因此可以開展多媒體教學(xué)，以便提高教學(xué)效果，④其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在四個方面。第一，多媒體可解決內(nèi)容多課時少的矛盾，增大授課信息量。如果將平時授課過程中無法在黑板上展示的實驗裝置、電路圖、光路圖等制作成圖文并茂的多媒體，輔以動畫、聲音等演示，可提高學(xué)生學(xué)習(xí)速度，并增加課堂信息量。第二，采用動畫和視頻演示方式，讓學(xué)生在形象生動的情景下學(xué)習(xí)，利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。第三，加入師生互動環(huán)節(jié)，通過提問可活躍課堂氣氛。第四，儀器分析課程所涉及到的儀器大都價格昂貴，因此不可能讓每個學(xué)生都有操作的機會，通過觀看實驗過程或計算機模擬操作，可以使理論與實際有機結(jié)合。

現(xiàn)代社會，計算機的發(fā)展衍生出各種化學(xué)軟件，它們對分析數(shù)據(jù)結(jié)果歸納和計算起到了相當大的幫助作用。⑤現(xiàn)有的軟件工具十分專業(yè)，如表示晶體結(jié)構(gòu)式的Diamond，繪制分子式的Chemoffice，繪制器件圖形的Solid-Works，繪制曲線譜圖的Origin等軟件都應(yīng)用廣泛。今天的儀器分析課程教學(xué)，在教授學(xué)生專業(yè)分析方法的同時，應(yīng)普及一些用法簡單、應(yīng)用廣泛的基本化學(xué)軟件。這樣既能夠引導(dǎo)學(xué)生主動尋找對于學(xué)習(xí)和工作有利的科學(xué)資源，也能夠培養(yǎng)讓學(xué)生受益終身的能力。

3 建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

隨著教育信息化進程的推進以及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)不僅可以打破傳統(tǒng)的時空限制，也可以滿足教學(xué)的需要，這也將成為21世紀主流的教學(xué)方式。⑥網(wǎng)絡(luò)教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生良好的信息素養(yǎng)，為適應(yīng)現(xiàn)代信息社會的生活、學(xué)習(xí)和工作打下堅實基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實現(xiàn)方式多種多樣：如多媒體課件、WEB教材、視頻廣播、BBS論壇等。

其中Blackboard 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺（BB平臺）是由美國畢博與賽爾網(wǎng)絡(luò)公司共同開發(fā)的一種集文字、聲音和圖像為一體，集成網(wǎng)絡(luò)教與學(xué)的環(huán)境，專門用于補充課堂教學(xué)、加強虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境并提供師生互動的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。儀器分析課程教學(xué)團隊進行了基于此平臺的網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)，主要（下轉(zhuǎn)第134頁）（上接第90頁）按照教學(xué)安排、課程信息、互動交流、作業(yè)與討論等幾個方面進行，受到學(xué)生的歡迎，取得了較滿意的教學(xué)效果。

4 與藥物分析課程有機結(jié)合

儀器分析與藥物分析兩門課程在內(nèi)容和實驗上深度交叉，藥物分析甚至可以看成是儀器分析的實際應(yīng)用和衍生。⑦儀器分析方法在藥物分析中扮演著重要的角色，當前最新版藥典中許多分析方法都是基于儀器分析方法提出的。特別是隨著中藥材成分、中藥制劑、生物制劑和藥代動力學(xué)等新型藥物分析的不斷涌現(xiàn)，以往的化學(xué)分析方法已不能滿足該類藥品的分析要求。鑒于此，我們應(yīng)將儀器分析方法的基本原理、具體操作和藥物分析課程的內(nèi)容有機結(jié)合起來，使二者互為補充。

在藥物分析的授課過程中增加新型儀器分析方法的介紹，并針對各類藥物分析的方法進行深入講解，充分實現(xiàn)儀器分析和藥物分析的有機融合，增強學(xué)生對學(xué)科交叉的創(chuàng)新思維，提高其分析問題的能力，必將實現(xiàn)兩門課程的最佳教學(xué)效果。開設(shè)以儀器分析為教學(xué)手段、藥物分析為教學(xué)目標的綜合性實驗課程，這必將有利于復(fù)合型、創(chuàng)新性藥學(xué)人才的培養(yǎng)。

5 雙語教學(xué)的搭配使用

儀器分析是一門體現(xiàn)較強應(yīng)用性的學(xué)科，由于國外新儀器、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，其使用頻率不斷提高，且這些儀器及技術(shù)的說明書或應(yīng)用軟件幾乎采用英文，若要掌握它們，就必須具有一定的專業(yè)英語能力，于是開展儀器分析雙語教學(xué)勢在必行。⑧我們在探索過程中發(fā)現(xiàn)，雙語教學(xué)的開展應(yīng)該由淺入深，需要不斷地研究和探討，如果能從雙語教學(xué)的實際出發(fā)，不斷加強師資培養(yǎng)，更新教學(xué)手段，因材施教，那么就有可能開辟出一條新路子適用于儀器分析雙語教學(xué)。

6 重視實驗課教學(xué)，提高學(xué)生操作水平

實驗課程是儀器分析授課中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，是使學(xué)生了解各種儀器結(jié)構(gòu)、熟悉方法基本原理和操作技術(shù)等最重要的途徑，實驗教學(xué)效果的好壞直接影響到整個課程的教學(xué)效果，因此儀器分析教學(xué)的重中之重便是實驗課程。如何針對藥學(xué)專業(yè)的特點，使學(xué)生適應(yīng)儀器分析學(xué)科發(fā)展的需要，加強儀器分析實驗教學(xué)的效果，培養(yǎng)學(xué)生實踐和創(chuàng)新的能力，這將是我們?nèi)握n教師在今后的教學(xué)過程中始終要思索的問題。

注釋

① 付志鋒，周全.藥學(xué)專業(yè)儀器分析教學(xué)改革的探索與實踐[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報（基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版），2009.11（1）：42-43.

② 丁曉紅，郭文峰.藥學(xué)儀器分析實踐教學(xué)優(yōu)化探討[J].齊魯藥事，2011.30（10）：616-617.

③ 管瀟，張惠靜，張夢軍，郭嘉偉，曹文軒，肖正華.藥學(xué)專業(yè)儀器分析實驗教學(xué)探討[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2012.8.14（8）：597-599.

④ 畢承路，李衛(wèi)華，劉玉海.儀器分析課程教學(xué)改革探索[J].江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2011.17 （12）：139-141.

⑤ 費旭，王秀英，田晶，徐龍權(quán)，于玲，寇自農(nóng).化學(xué)相關(guān)軟件在儀器分析教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].教育教學(xué)論壇，2013.51：275-276.

⑥ 張麗媛，于潤眾，姚笛，王穎，李穎.《儀器分析》基于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的實驗教學(xué)模式的構(gòu)建[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013.11：163.

篇(6)

關(guān)鍵詞：儀器分析 項目化教學(xué)改革 模塊式教學(xué)

【中圖分類號】G【文獻標識碼】B【文章編號】1008-1216（2015）09C-0048-02

儀器分析課程既是工業(yè)分析與檢驗、煤質(zhì)分析技術(shù)、制藥工程技術(shù)等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，又是中、高級化學(xué)檢驗工和分析工考證的核心內(nèi)容。本課程的主要內(nèi)容包括電化學(xué)分析法、光學(xué)分析法、色譜分析法、其他分析法等。該課程在工業(yè)分析與檢驗、煤質(zhì)分析技術(shù)等專業(yè)課程體系中起著承前啟后的作用。近年來我們按照職業(yè)教育必須以職業(yè)活動為導(dǎo)向、以能力為目標、以學(xué)生為主體、以素質(zhì)為基礎(chǔ)、以項目為載體的原則，對儀器分析課程進行了項目化教學(xué)改革。

項目化教學(xué)是以項目為載體以工作任務(wù)為驅(qū)動，將理論與實踐有機結(jié)合，使學(xué)生在完成任務(wù)的過程中掌握知識和技能。本課程改革體現(xiàn)了以下教學(xué)改革思想：根據(jù)崗位需求確定教學(xué)目標;根據(jù)教學(xué)做一體化人才培養(yǎng)模式進行課程項目開發(fā);以化工產(chǎn)品質(zhì)量檢驗過程為導(dǎo)向，以常見化工產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗工作任務(wù)為載體設(shè)計學(xué)習(xí)情境;以職業(yè)能力為核心，以真實工作情境為依托設(shè)計教學(xué)實施方案。教學(xué)過程中采用多種方法，注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，改革了課程考核評價體系，取得了較好的教學(xué)效果。

一、課程目標設(shè)計

根據(jù)企業(yè)化學(xué)檢驗工和分析工工作崗位對儀器分析課程的要求，確定本課程目標如下：

（一）知識目標

1.掌握紫外―可見分光光度法、原子吸收分光光度法、電位分析法、氣相色譜法等方法的基本原理、基本概念;

2.掌握紫外―可見分光光度計、原子吸收分光光度計、電位分析儀器、氣相色譜儀等儀器的使用方法;

3.掌握常用的儀器分析的定性定量方法;

4.了解其他儀器的檢測方法。

（二）能力目標

1.能夠熟練規(guī)范地操作紫外―可見分光光度計、原子吸收分光光度計、電化學(xué)分析儀器、氣相色譜儀等儀器;

2.能夠根據(jù)測定要求選擇適宜的測定手段;

3.能夠根據(jù)樣品情況確定測定方法和設(shè)計測定步驟;

4.能夠規(guī)范地記錄檢測數(shù)據(jù)、處理檢測數(shù)據(jù)、評價檢測結(jié)果、提交檢測報告。

（三）素質(zhì)目標

1.培養(yǎng)分析檢驗工作人員（如實記錄實驗過程中所有數(shù)據(jù)和實驗現(xiàn)象）基本職業(yè)道德;

2.培養(yǎng)學(xué)生的安全意識，建立成本節(jié)約化職業(yè)意識;

3.培養(yǎng)團隊合作意識、環(huán)境保護意識;

4.培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，具有初步的科學(xué)研究能力。

二、課程教學(xué)設(shè)計

（一）課程設(shè)計的理念和思路

本課程在教學(xué)過程中采用“模塊式教學(xué)，項目化場景設(shè)計”的教學(xué)方式。在課程設(shè)計中，理論知識以夠用為度，注重實際操作能力、技術(shù)應(yīng)用能力、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、崗位適應(yīng)能力和綜合職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

設(shè)計以分析工、檢驗工工作崗位的職業(yè)能力培養(yǎng)為重點，以崗位職業(yè)標準和工作任務(wù)為依據(jù)，通過職業(yè)技能分析與課程能力分析使教學(xué)過程與工作任務(wù)一一對應(yīng)，突出學(xué)生的職業(yè)能力培養(yǎng);授課過程中靈活應(yīng)用教室、實訓(xùn)室等教學(xué)場所，實施討論、匯報、實踐操作、結(jié)果評價等教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)任務(wù)，教學(xué)模式模擬真實工作場景，營造良好的職業(yè)氛圍和環(huán)境，把“教、學(xué)、做”有機結(jié)合起來，達到課程設(shè)計的職業(yè)性、實踐性、開放性的要求。

（二）課程設(shè)計過程

1.理論學(xué)習(xí)：課題組經(jīng)過長期的教學(xué)實踐，并選派教師考察澳大利亞職業(yè)教育模式，學(xué)習(xí)國內(nèi)的“項目化”教學(xué)模式，引進先進的教育教學(xué)理念。

2.企業(yè)調(diào)研：團隊教師到內(nèi)蒙古農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品檢測中心、環(huán)境監(jiān)測站、清水河蒙西水泥股份有限公司等單位參觀、學(xué)習(xí)、培訓(xùn)，參加企業(yè)分析崗位的工作。通過企業(yè)調(diào)研做崗位職責(zé)分析，清晰企業(yè)崗位設(shè)置，在教學(xué)中引入企業(yè)員工規(guī)范培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)。

3.與企業(yè)專家研討。在我系舉辦的校企專業(yè)共建研討會上，“模塊式教學(xué)，項目化場景設(shè)計”作為一個專題在校內(nèi)外專家中間進行討論論證，這種教學(xué)模式得到企業(yè)的認可。

老師們結(jié)合多方面的信息，結(jié)合我校生源情況、軟硬件條件、教學(xué)任務(wù)的理論教學(xué)目標和實踐教學(xué)目標，引進適合在教學(xué)中開展的工作項目，加以設(shè)計，應(yīng)用到教學(xué)工作中。

（三）課程教學(xué)內(nèi)容的組織與安排（見表1）

表1 項目化教學(xué)的具體內(nèi)容和涉及到的模塊知識

項目名稱 涉及到的理論模塊

基礎(chǔ)

項目 目視比色法測定水中的鉻 紫外-可見分光光度法

分光光度法測定樣品中的微量鐵 紫外-可見分光光度法

甲苯的氣相色譜分析―內(nèi)標法定量 氣相色譜法

水的pH值的測定 電位分析法

自主

項目

分光光度法測定鉻和鈷的混合物 紫外-可見分光光度法

原子吸收分光光度法測定微量銅 原子吸收光譜分析法

自來水中氟離子的測定 電位分析法

乙醇中水分的測定―外標法定量 氣相色譜法

布洛芬膠囊中主成分含量的測定 高效液相色譜法

綜合

項目

景觀水的水質(zhì)指標的測定 紫外-可見分光光度法、原子吸收光譜分析法、電位分析法 乳制品中部分質(zhì)量指標的測定 紫外-可見分光光度法、原子吸收光譜分析法、電位分析法、氣相色譜法、高效液相色譜法

這些項目分為基礎(chǔ)項目、自主項目和綜合項目，基礎(chǔ)項目的設(shè)置目的是讓學(xué)生初步掌握檢測方法的基本原理，儀器設(shè)備的工作原理，能夠熟練掌握儀器設(shè)備的操作方法，學(xué)會記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和開出合格檢測報告的方法。這個過程需要教師采用“啟發(fā)式”教學(xué)方法，創(chuàng)設(shè)問題情景，充分調(diào)動學(xué)生求知欲，激發(fā)學(xué)生的探究心理，逐步使教學(xué)過程成為學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。

第二部分是自主項目，自主項目在難度上和方法上體現(xiàn)了與基礎(chǔ)項目的遞進性和互補性，比如說都是紫外―可見分光光度法，從基礎(chǔ)項目到自主項目的項目設(shè)計一是要增加難度，比如考慮測定條件的選擇，二是要改變定量處理的方法，由標準曲線法―標準加入法，單組份體系-多組分體系。通過這些項目的設(shè)置使學(xué)生逐步全面掌握每種檢測手段的檢測過程。自主項目的教學(xué)過程中，注意在探究問題時留給學(xué)生充分的時間，讓學(xué)生自主研究，領(lǐng)會常見儀器分析方法內(nèi)涵，培養(yǎng)學(xué)生的探索能力和創(chuàng)造性，最終達到“教就是為了不教”的教學(xué)效果。最后設(shè)計了綜合項目，將儀器分析課程重點講述的分析方法體現(xiàn)在一個綜合項目中，培訓(xùn)學(xué)生在綜合項目實施過程中，從查閱國標、制定方案、實施檢測、數(shù)據(jù)處理到出具報告，完成每一個工作環(huán)節(jié)的任務(wù)，提高實戰(zhàn)能力。

難易程度逐級遞增的項目有利于訓(xùn)練學(xué)生逐步從“變化”中掌握“不變”，抓住這門課程的核心，構(gòu)建堅實的理論基礎(chǔ)指導(dǎo)實踐工作，使他們能比較從容地應(yīng)對未來各種領(lǐng)域的分析檢測工作，能夠適應(yīng)各種崗位需求，具備可持續(xù)發(fā)展能力。

（四）課堂教學(xué)設(shè)計

1.項目場景設(shè)計：結(jié)合企業(yè)調(diào)研，崗位設(shè)置分析，轉(zhuǎn)換學(xué)生角色為企業(yè)員工角色，由組長、資料員、檢測員組成分析測試小組，承擔(dān)檢測任務(wù)。同時轉(zhuǎn)換教師角色為測試中心主任對檢測工作組的工作過程進行監(jiān)督和指導(dǎo)。

2.教學(xué)過程設(shè)計：總的來看，教學(xué)過程分為以下幾個環(huán)節(jié)：任務(wù)布置―資料查詢―方案制定―檢測實施―檢測報告―項目匯報―結(jié)果評價，每一項目的設(shè)計都要融入理論和實踐操作技能。

三、課程考核方法

課程考核由終結(jié)性評價與過程性評價相結(jié)合、定性評價與定量評價相結(jié)合、學(xué)生自評、互評與教師評價相結(jié)合。

我們以第一學(xué)期課程所用評價表格為例（見表2），項目考核50%、教師評價20%和最終的理論考核30%相結(jié)合，從而確定學(xué)生本課程最終成績。

表2學(xué)生學(xué)期總成績得分匯總表

項目 評價內(nèi)容 得分 權(quán)重 總比例 總評

項目

組分 自評 互評 組長

評組

員

過

程

性

評

價 項目1 10% 50%

項目2 20%

項目3 20%

項目4 20%

項目5 30%

教師評價 平時表現(xiàn) 20%

終結(jié)性評價 期末考試 30%

以項目為單位開展以下評價：資料評價、工作方案評價、檢測過程評價、檢測報告評價、匯報材料評價、自評，組內(nèi)互評，組長評組員（或主任評組長）幾個部分。

這個考核評價體系全面而充分，為我們設(shè)定的課程體系總目標服務(wù)，分別考察鍛煉學(xué)生查閱文獻，制定檢測方案的能力，實施檢測方案、規(guī)范操作的能力，科學(xué)記錄、處理數(shù)據(jù)的能力，語言表達能力，團隊合作精神和領(lǐng)導(dǎo)協(xié)調(diào)溝通能力，正確評價自己，評價他人的能力。這樣的考核體系促進學(xué)生的全面發(fā)展，實現(xiàn)職業(yè)教育、素質(zhì)教育的教學(xué)目標。

四、課程改革總結(jié)

本課程采用基于工作過程設(shè)計的“模塊式教學(xué)，項目化場景設(shè)計”教學(xué)模式，這種教學(xué)模式在經(jīng)過企業(yè)調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合崗位需求，設(shè)計真實工作場景，改變學(xué)生和教師的角色，轉(zhuǎn)變教學(xué)的中心，逐漸由以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，教師為旁觀者，起到監(jiān)督、咨詢的作用，由以教材為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴绊椖俊睘橹行模梢哉n堂為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐哉n堂和現(xiàn)場相結(jié)合的方式授課。

教學(xué)內(nèi)容設(shè)計上，考慮學(xué)生接受知識需要一個循序漸進的過程，所以還是采用模塊化教學(xué)過程，將每一個模塊的知識融入設(shè)計的項目，而項目的設(shè)計也通過基礎(chǔ)、自主項目將理論、數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)設(shè)置成由簡單到復(fù)雜，由易到難的漸進性。最后綜合項目的設(shè)計展示學(xué)生學(xué)習(xí)成果，融入了職業(yè)特點。

參考文獻：

篇(7)

儀器分析作為分析化學(xué)的一個分支，其主要作用是通過實驗檢測出物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)和形態(tài)等信息，因此在醫(yī)藥衛(wèi)生、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、資源開發(fā)等許多領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展，越來越多的先進儀器設(shè)備應(yīng)用于分析檢驗，更加苛刻的分析要求也使我們對物質(zhì)的分析更依賴于儀器；同時，企業(yè)對具備一定的理論知識同時又掌握現(xiàn)代化操作技能的高端技能型人才的需要越來越迫切，這對我們儀器分析的教學(xué)提出了更高的要求：學(xué)生理論知識的理解、操作技能的掌握與否以及是否具備獨立運用儀器完成分析任務(wù)的能力，這對他們今后相關(guān)課程的學(xué)習(xí)以及未來的就業(yè)競爭力和持續(xù)的發(fā)展?jié)摿λa(chǎn)生的影響不可忽視。

一、儀器分析課程教學(xué)難度及存在的問題

作為一門承前啟后的課程，儀器分析是將物理、化學(xué)、電子技術(shù)等學(xué)科知識進行綜合應(yīng)用，相對于化學(xué)分析所涉及的知識內(nèi)容更加復(fù)雜多元；同時，各種分析方法的知識體系又相互獨立，其原理、操作方法各不相同，因此理解掌握起來難度相對較大；另外，由于課程所涉及到的儀器設(shè)備種類繁多、設(shè)計精密，儀器采購及運行成本相對較高，因此不可能像化學(xué)分析那樣具備充足齊全的教學(xué)設(shè)備。因此，在教學(xué)過程中怎樣利用相對緊缺的教學(xué)資源更為出色的完成教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生在較短的時間內(nèi)掌握儀器基本原理，熟悉儀器基本結(jié)構(gòu)、操作方法并能夠利用儀器解決實際檢測問題，對任課教師來說本身就是一個重大的挑戰(zhàn)。

除了以上的客觀情況外，不同任課教師的“教”與不同層次學(xué)生的“學(xué)”也使得掌握這門課程的難度加大。例如在一些學(xué)校，儀器分析的理論與實踐教學(xué)不是同一個老師完成，往往導(dǎo)致理論與實踐教學(xué)不能夠很好的相互銜接；一些擔(dān)任實踐教學(xué)的年輕教師，本身就缺乏實踐經(jīng)驗，不免在教學(xué)過程中出現(xiàn)照本宣科、按部就班的情況，從而導(dǎo)致學(xué)生不能得到真正的鍛煉。同時，學(xué)生的知識水平層次不齊，大部分學(xué)生不喜歡學(xué)習(xí)枯燥的理論知識，造成了他們對較為抽象的理論知識掌握不夠到位，從而也影響了實驗教學(xué)的效果。雖然很多學(xué)生喜歡做實驗，但不知為何做實驗，為什么要這么做實驗，最后造成了學(xué)生對知識的掌握不夠通透，不會舉一反三等。另外，現(xiàn)有的一些儀器分析教材在編寫上存在知識點分散、知識層次性不強，理論和實踐相脫節(jié)的情況，這在一定程度上也給學(xué)生自學(xué)復(fù)習(xí)造成了困難。

顯然這些問題的存在，在一定程度上影響了教學(xué)效果，使學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣，教學(xué)的結(jié)果往往是學(xué)生只知道有這樣一些儀器，但對這些儀器可以用來檢測什么物質(zhì)，怎么檢測全然不知。這樣的培養(yǎng)結(jié)果對學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展，未來在職業(yè)道路上的成長深造是十分不利的，也違背了我們培養(yǎng)高素質(zhì)的高端技能型人才的初衷。面對這些確實存在的問題，儀器分析的教學(xué)改革在一定程度上來說是必須的。

二、儀器分析課程的改革創(chuàng)新舉措

通過對分析專業(yè)畢業(yè)生的調(diào)查發(fā)現(xiàn)：在進入工作崗位一段時間后，他們都會有一個比較深刻的體會：在學(xué)?；巳陼r間都沒學(xué)明白的知識到了工作中幾個月就能搞懂，經(jīng)過一年半載的磨練，他們都可以成為一個獨立思考解決問題的職場高手。這個現(xiàn)象在一定程度上反映了我們現(xiàn)在的教學(xué)模式存在的主要問題就是理論和實際之間缺乏銜接，因此結(jié)合現(xiàn)有的條件和自身的情況，我們在教學(xué)過程中做了一些創(chuàng)新和嘗試。

（一）打破理論和實驗課程設(shè)置的明顯界限，遵循學(xué)生的接受規(guī)律設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)高職學(xué)生喜歡動手，感性認識強于理性認識的學(xué)習(xí)認知規(guī)律，在每個新知識的理論講述前進行一次感性認識的實驗。例如，在講述色譜部分的知識前，先完成植物學(xué)家Tsweet（茨維特）發(fā)現(xiàn)色譜現(xiàn)象的實驗，讓學(xué)生首先有一個感性認識：色譜可以分離混合物，形成不同顏色的色帶；之后在講解色譜最基礎(chǔ)的理論知識，讓學(xué)生知道為什么混合物可以在這樣的條件下發(fā)生分離，同時找出該實驗的缺點，從而引出現(xiàn)代色譜儀器，進入下一個實驗內(nèi)容。通過“實踐―理論―實踐―理論”這樣的循環(huán)模式，由易到難，每個實驗都能緊扣一個理論知識點，每一個實驗現(xiàn)象又能被理論充分解釋，層層遞進，重點各不相同，真正將理論和實踐做到有機結(jié)合。通過這樣的理實一體項目化的課程設(shè)計，我們將儀器分析課程分為4個教學(xué)模塊分類教學(xué)，15個項目訓(xùn)練各有重點，從而到達30個教學(xué)重點一一學(xué)習(xí)，60個知識難點全部掌握的知識目標的實現(xiàn)。

（二）以經(jīng)典的實驗教學(xué)教會學(xué)生使用儀器，以實際的樣品測定教會學(xué)生應(yīng)用儀器。在現(xiàn)有的這些實驗項目中不乏一些非常經(jīng)典且具有示范效果的實驗，從中選擇一些與理論有比較強聯(lián)系又有具體操作內(nèi)容的實驗，讓學(xué)生掌握并熟悉最基本的儀器操作，培養(yǎng)他們正確使用儀器、獨立進行實驗的能力。例如，在可見分光光度法的教學(xué)中，選擇幾種不同顏色的溶液，讓學(xué)生測定這些溶液的濃度。通過這個實驗，讓學(xué)生掌握吸收曲線、最大吸收波長以及標準曲線等這些基本知識點，并在實驗中熟悉儀器的操作、掌握物質(zhì)含量的測定方法。在具備了這樣的基礎(chǔ)后，就可以結(jié)合儀器的實際應(yīng)用領(lǐng)域以及當?shù)馗黝惼髽I(yè)的生產(chǎn)情況，選擇一些與實際生產(chǎn)以及日常生活比較貼近的應(yīng)用型實驗，以常見的實驗設(shè)計思路教會學(xué)生如何針對某個樣品的具體檢測項目，應(yīng)用某個儀器完成分析任務(wù)。通過幾個這樣的實驗，學(xué)生不僅鞏固了儀器的操作，更多的是對理論部分更深一步的理解，同時也掌握了如何建立實驗條件、完成實際樣品分析檢測的技能。