仪器分析论文范文
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第1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
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
第3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
