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仪器分析课程范文1
仪器分析是分析化学的一个重要组成部分，是通过应用不同的分析仪器、选用不同的仪器、不同的分析方法进行实验的一门技术。因此要求学生在掌握仪器的原理、操作等前提下，根据分析对象的性质、实验条件选择最合适的仪器及分析方法，以正确的操作完成测试并出具检测报告。整个理论知识的应用、基础实验技能的运用均是在实验课程中体现的，因此，实验课程对学生理论知识的理解、操作技能的掌握等能力的培养起着举足轻重的作用[1,2]。基于实验课程的重要性，我们对高职仪器分析实验教学过程进行了研究和探索，对实验教学模式和方法进行了改革，使实验的教学满足当前学习的需要以及未来持续发展潜力的要求。
1现阶段实验课程教学情况分析
1.1课程教学内容特点
仪器分析所涉及的知识内容复杂多元，它是将物理、化学、电子技术等学科知识进行综合应用。例如光谱分析所涉及的最基本的紫外-可见分光光度法，从方法原理上需要将“波粒二象性”、“分子轨道理论”与物质对能量的吸收联系起来理解，而方法运用上则需要了解仪器构造，能够从光路、电路上理解仪器的运行，实验时又能够根据仪器的测定范围合理的设计实验等。因此，真正的“会用”仪器需要知识融会贯通，操作随机应变。仪器分析所涉及的仪器种类繁多，每种仪器方法都是一个独立的知识体系，其基本原理复杂抽象，仪器构造组成、使用操作及应用范围也各不相同，测定数据的分析处理方法也多种多样，因此理解掌握起来难度相对较大。
1.2学生学习情况分析
与本科院校学生相比，高职学生的学习特点十分鲜明：学习能力不足，理论基础知识掌握相对薄弱，逻辑思维能力不强，对理论知识的接受力和理解力不高；且高职学生普遍的缺乏学习的积极性和主动性，独立自主的学习能力不强。同时，近几年高职招生难度增大，为了维持生源，单独招生、文理兼收等一些招生政策的实施使得学生整体素质不断下降[3]。学生化学基础参差不齐、整体素质不断下降，在很大程度上造成了教学难度的增大。学生对仪器分析的理论知识掌握不够到位，就会影响学生对仪器操作的掌握。
1.3教学条件客观限制
由于仪器分析课程内容和学时的不匹配要求老师和学生要在有限的课时中完成仪器基本操作和应用的教学指导和学习掌握。同时，由于仪器设备价格昂贵，教学资源往往不足，这使得实验教学必须分组完成，学生的动手机会就大大缩水。另外，由于理论和实验课程教学相对独立，导致理论与实践教学不能很好的相互衔接，从而影响整个学习效果。显然这些问题的存在，在一定程度上限制了高素质技能型人才的正确培养，面对这些确实存在的问题，对仪器分析实验的改革在一定程度上来说是必须的。
2职业技能大赛在课程教学中的作用
全国职业院校技能大赛作为我国职业教育特有的一项全国性学生竞赛活动，大赛不仅成为向社会展示教学效果的平台，也是衡量教学质量的重要手段之一。通过技能大赛对提升人才培养质量、激发学生学习热情以及提高学生实践技能都有重要的促进作用[4-6]。“工业分析与检验”赛项作为全国石油、化工、环保、医药、卫生等系统中高职学院学生参与程度最大的一项赛项，得到了全国各相关学校的积极参与[7,8]。大赛的竞赛内容引用了行业发展最基础、最广泛的技术和标准，具有显著的示范性教学的作用[9,10]。另外，技能大赛的评委多是来自企业的高级技术管理人员等，通过参与比赛可以了解到教学内容与企业岗位要求之间的差距，进而更加明确教学目的，进一步完善教学内容，对提升人才培养质量大有益处。技能大赛为学生搭建起了展示自我综合素质的最佳舞台，为学生提供了进入优秀企业、免试推荐就读本科的的机会[11]。这些技能大赛特有的优势足以激发学生的学习兴趣，使得他们具有更大的热情投入到学习中。在主动性较强的学习氛围下，学生们所学习的理论知识更加扎实，实践操作技能不断提高。鉴于技能大赛的内在价值和在教学中的积极作用，同时结合仪器分析实验课程的情况，我们着眼于专业技能教学质量的提升，对仪器分析实验课程进行了新的体系构建，对教学内容、教学方法及教学标准等方面开展了一系列的改革和创新，以提高技能人才培养质量。
3仪器分析实验课程的改革创新举措
3.1对实验内容进行革新，建立新的实验教学模式
“工业分析与检验”赛项中仪器分析的考察内容不仅包括基本实验操作，还包括仪器规范使用、数据正确处理等。根据技能大赛对学生能力的要求，结合高职学生喜欢动手、感性认识强于理性认识的学习特点，遵循学生的接受规律设计实验，将仪器分析实验内容进行了改革，选择一些具有代表性、有助于学生理论理解、技能提升的实验项目并进行分层设计：基础现象实验—理论验证实验—技能提升实验—综合考核实验，构建出以职业技能大赛引领下实验训练、理论理解和技能提升三位一体的四层递进式实验课程新的教学模式。3.1.1基础现象实验—呈现—重操作仪器分析中存在许多通过实验现象揭示理论知识的经典内容，例如：溶液颜色与光照射之间的关系，铁与邻菲啰啉的显色反应，茨维特发现的色谱现象等实验，均可以作为基础性实验引入课堂。基础现象实验对学生来说难度不大但却是重要的基础。通过这些实验，一方面可以教会学生正确规范的实验操作和仪器使用，另一方面，也可以通过实验引出某些理论内容，以激发学生理论课程的学习兴趣。3.1.2理论验证实验—发现—重理解通过多年的教学发现，学生对于仪器分析的许多理论知识并不能很好的理解和掌握。因此，在新的实验体系中，加入一些对理论难点进行解释的实验项目，例如：显色反应条件对吸光度的影响，物质结构以及实验溶剂对吸收曲线的影响，色谱中流动相的比例、流速变化和柱温变化对实验结果的影响等。通过学生对实验结果的总结和分析就可以验证理论课上的知识难点，借以提高学生对理论知识的掌握，也为后期学生能够自主设计实验方案提供理论支持。3.1.3技能提升实验—强化—重应用在基础实验的基础上，选择一些与实际生产及日常生活比较贴近的应用型实验，如阿司匹林肠溶片含量测定，可乐中咖啡因含量测定，白酒成分的分析等。通过这些实验教会学生实验设计的思路，内容涵盖样品的制备、实验试剂和仪器的准备、实验情况的总结思考以及结果计算和评价。将学生以往的知识进行汇聚应用，通过融会贯通以达到学生技能水平的有效提升。3.1.4综合考核实验—提升—重应变通过上述三种实验的培养，学生已经具备了良好的操作能力和初步的思考能力，在此基础上选择一两个类似于技能大赛竞赛内容的典型分析项目作为考核实验，整个过程注重理论指导实践能力的培养。通过综合实验，能进一步加强了学生对于基本原理的掌握应用，同时也锻炼了学生科学思维，独立分析和解决问题的能力。通过“呈现、发现、强化、提升”四层递进式教学的合理安排，学生的技能水平有序提升，同时还能与理论教学、大赛选拔相互促进，达到理论、实践、竞赛的完美融合。
3.2对技能大赛进行剖析，建立新的教学标准和评价机制
技能大赛的评分标准是依据《化学检验工》国家职业标准设定的，考核内容是对职业内涵、技能规范和技能考核要求的全方位解读。因此，将大赛项目承载的技术规范、岗位要求反馈到教学环节，作为仪器分析实验课程教学标准的重要参考，将教学标准细化量化，并依照技能大赛的要求订制实验项目的教学标准，规范教师的教学过程，从而使教学质量得到保障。教学标准一方面可以为教师的教学过程提供有力的依据，同时也可以成为学生学习过程中的指导标准。在教学实施的过程中，根据实验的具体内容和实验的侧重点选择对应项目对学生的实验过程和结果进行评价。例如，在基础现象和理论验证实验中重点考核学生的实验过程，即对操作规范和实验习惯进行评价。而在技能提升和综合考核实验中则重点对实验结果进行评价，即实验的精密度和准确性考核。同时根据实际情况可灵活加入学习态度，团结协作，安全操作等内容作为考核项目，在培养学生技能水平的同时也注重学生的专业素养的提升。
3.3以技能大赛的职业能力和素养为目标，改革教学方法
不管是在技能大赛的赛场上还是今后企业的工作岗位上，完成实验项目的主体始终是学生，仅仅学会仪器操作、了解实验过程是无法在技能大赛的紧张气氛中应对自如的，也远远无法胜任企业岗位的。因此，在教学过程中应充分调动学生的主动性，根据学生的实际情况进行教学设计，强调教师主导下的知识传递与以学生为主体的自主探究学习相结合，以达到更好的教学效果。因此，我们可以模拟技能大赛的竞赛过程，从以下几个方面着手对教学方法进行改革：3.3.1由演示变展示在传统的教学方法下，一堂实验课要达到良好的教学效果需要实验前的预习准备和实验中的操作指导以及实验后的总结反馈这三个环节充分配合，但现阶段学生的主动性大大下降，实验前后预习和复习的效果并不理想，多数学生都是处于课堂上“等老师”的状态。基于这种情况，我们将课堂教学内容进行调整：除基础现象实验外，把原来的“老师先讲授演示后学生操作练习”的方式转变为“全程学生展示”的方式。老师不再讲解，学生到了实验室就开始动手实验，整个实验过程就类似技能大赛的竞赛过程，学生通过按照拟定的实验步骤独立操作，仔细观察实验现象，边实验、边思考、边记录，达到感性认识的充分到位，充分体现学生的主体地位。3.3.2抓住细节做文章在学生自主实验的过程中，教师被充分的解放了出来，从而有更多精力发挥教师的主导作用。时刻观察学生的操作过程，注重细节的指导和考核。由于减少了教师讲授部分而增加的实验时间则可对实验中出现的问题进行验证性实验，真正教会学生遇见问题、分析问题、解决问题的能力，从而使学生具有更加深刻的感性认识。同时，教师还要对学生阶段性实验结果进行检查和指导，总结学生实验过程中出现的共性问题并及时完成现场反馈，把感性认识提高到理性思维阶段。整个实验过程中教师用技能大赛的标准指导和要求学生，对学生出现的错误及时纠正，优秀的表现也表扬鼓励，以时时处处激励学生的斗志，增强学生的信心。
3.4教师参与大赛、进入企业学经验学技巧，实现教学时时更新
实验实训课程是高素质技能型的人才的培养的阵地，而教师则是人才培养的核心力量。技能大赛从表面上看反映的是参赛学生的能力素质，但深层次反映的是专业教师的教学理念、教学经验、教学方法和技能水平[12,13]。因此，要提高人才培养质量，就需要教师本身也要不断学习，提高自身的专业能力和水平。通过指导学生备战，教师也会进一步明确教学目的并不断研究改进；在参与大赛的过程中与企业和同行交流学习，教师的专业能力、教学水平也会有长足进步。
3.5共享教学资源，建立开放型的实验室，实现学与创同步
在改革课堂教学的同时，不断强调整个教学以学生为主体、教师为主导的共同作用来完成。课下利用网络任务，以微课、操作视频、仿真软件等多种现代化的教学资源翻转课堂，充分调动学生的主动性，巩固基础知识的掌握。同时，开放实验室，鼓励学生主动走进实验室，利用空余时间参与到教师的科研工作中，在这个过程中把学习知识、应用知识、探索发现和仪器方法结合起来，既得到了“微科研”的体验，也达到了学习知识、提高素质、增长才干的目的。
4结束语
仪器分析课程范文2
关键词：食品专业；仪器分析；教学改革；探索
“仪器分析”是基于物质的组成、状态和结构特点从而探究其存在、运动规律的一门学科，也是一门理论和技术含量高、应用性强的课程[1]。近年来，分析仪器已在化工产品行业、食品科学、生命科学、环境科学、生物资源利用、农副产品检测检验等领域得到广泛应用；而作为与大家息息相关的食品安全分析与检测问题更是得到了前所未有的关注[2]。鉴于此，陕西师范大学已在食品专业本科生和研究生的课程培养体系中分别开设了“仪器分析概论”和“现代仪器分析”，即食品质量与安全、食品科学与工程、食品工程专业硕士和食品科学与工程一级硕士点所有学生都必须学习“仪器分析”类课程。经过几年的教学实践，发现学生对各种分析仪器的基本原理有了一定程度的理解、动手使用大型分析仪器的操作能力有了一定程度的提高，但离培养目标还有一定差距。
1“仪器分析”课程存在的问题
目前，就食品专业研究生而言，“仪器分析”课程在教学实践中存在的问题或难点主要有以下几方面。
1.1学生专业知识差异
学生本科阶段专业差异较大，导致研究生期间无法按统一内容体系授课。研究生在本科时的专业主要有食品质量与安全、食品科学与工程、生物工程、化学、农业机械等，不仅专业差异大，而且来自不同学校（有农业院校、理工院校、师范院校，还包括一些三本院校）其课程培养体系也有较大差异；有些专业的学生本科阶段系统学习了“仪器分析”类课程（如来自化学专业的学生），有些专业只是作为选修课简单介绍了“仪器分析”课程的部分内容，而有些专业甚至根本没有接触过仪器分析方面的知识。
1.2理论与实际差异
由于仪器设备及分析方法发展日新月异，新仪器、新技术和新方法不断开发应用，致使课程讲授内容越来越多，教材也快速更新[3]。该不该把新的仪器和方法及时增加到教学中去，成了教师上课时面临的尴尬抉择；如果增加内容势必会挤占其他计划课时、降低教学效果；如果不增加新仪器设备和新方法方面的内容，待学生毕业走上工作岗位时，他们将会发现自己大学期间所学的知识已经有部分落伍或淘汰了，从而一定程度上背离了培养目标。
1.3课程与教学差异
就“仪器分析”课程内容来说，各种仪器设备及分析方法具有相对独立的原理和理论基础，即各章内容之间联系较少，因而课程显得庞杂，不够系统。同时，分析仪器理论涉及知识面广（含物理学、化学、生物化学、高等数学和计算机科学等）；学生在学习过程中普遍感觉课程内容抽象、难于理解和掌握。更重要的是面对抽象的新仪器和新方法介绍，学生学习兴趣更是不高、教学效果也不佳，学生动手和应用能力并不能真正得到有效提升。
1.4实践差异
学生人数多（一般每个专业70人左右，就研究生而言也有50人左右）、仪器数量少（实验平台上大部分仪器都只有1台，甚至食品行业最常用的液相色谱、气相色谱也仅有1台），导致该课程的实验内容部分无法确保每人都有接触或真正实际操作仪器的机会，降低了授课效果。以上问题是在教学实践中遇到的棘手问题，这也为“仪器分析”的教学带来一定困难。因此，如何做好食品专业“仪器分析”类课程的教学改革、有效培养学生的创新能力和动手实践能力、提高学生的综合素质，成为当前该课程教学的一项重要而迫切任务。
2“仪器分析”教学改革与实践
结合近年来的教学实践和学院实际情况在以下方面进行了改革。
2.1改革教学内容、优化课程体系、突破教学难点
目前，虽然市面上有很多仪器分析方面的教材，但还没有食品专业专用的仪器分析类教材。因此，在实施教学前根据食品专业特点和学生的知识结构现状选择合适的教材，并且对教材内容进行适当取舍，节选出与专业密切相关的基本理论、基本方法、基本实验技术作为重点教学和实验内容，从而进行重点讲解。而对于一些较新的仪器设备及方法，则与各大仪器公司合作，邀请其工程师到学校以专题讲座形式授课，从而更生动、形象简化学生课堂学习的难度。同时，为了增加教师课堂讲解的知识性和趣味性，上课时将教师在实际研究过程中最常用的仪器及所获得到的结果、经验教训融入课堂教育中。这也是本课程教改创新的思路之一，尤其对研究生教育至关重要。从当前效果来说，还是令人满意的。
2.2改革教学方法、运用科技手段、提高教学效果
鉴于现代仪器分析内容繁多、原理抽象、仪器结构复杂，传统的教学手段缺乏具体深入的体验、感受认识；同时，其承载信息的种类和能力都十分有限,满足不了现代教学的需要。因此，在课程教学实践中充分运用了陕西师范大学在多媒体教学技术和网络资源方面的优势开展虚拟实验教学，把分析仪器的结构图、各部件内部结构、检测原理、检测步骤等制作成可视化图片和动画，既提高学生的学习兴趣，又可以让学生高效率地学到知识。同时，还充分利用已报废的陈旧仪器设备对其拆解和组装演示进行解剖式教学，以提高学生对各种仪器的认知感。
2.3改革实验教学方式、针对性设计实验、提高实验效果
食品专业“仪器分析”课程由理论教学课和实验2部分组成，而实验是实践中非常重要的环节，也是当前比较薄弱的环节。一是仪器设备资源不足，有些大型仪器设备价格昂贵、维护费用高，为防止学生损坏仪器，对学生开设的仪器分析实验多为教师演示、学生观看的走过场模式；二是实验内容针对性不强，有些可能与部分专业研究生（多为食品工程硕士）的论文研究方向相关性不强，而且其中验证性实验偏多，导致内容较滞后，学生积极性不高。为解决这些问题，我们在实践中的做法是在开设实验前由学院负责仪器设备的教师提供大型分析仪器设备清单，并由研究生、本科生结合自己以后的研究方向或其所在实验室使用频率较高的大型仪器进行选择，然后带着问题进入实验室，这样在一定程度上就可以避开同时围着一台仪器，无目地随意观看的局面，调动了学生的积极性，从而确保了开设实验的针对性和有效性。这也是本课程改革的创新思路之二。
2.4改革考核方式、理论与实验并重、注重实际应用
食品专业“仪器分析”课程考核过去常采用理论考试，实验课基本不作考核，往往导致学生旷课或忽视实验课的重要性。为此，教师将“仪器分析”的考核分为理论考核和实践考核，将实验课和理论课摆到同等重要位置，而且理论课不再以写论文的形式考核，从而提高学生对实验课重要性的认识以及实际动手操作能力，达到课程培养目标。
3结语
经过以上对该课程在教学内容、方式和考核方面的改革与实践探索，初步取得了一定成效。但在实践中也遇到了一些新的问题，这也是下一步将要改革和探索的内容。
作者:张清安 单位:陕西师范大学
参考文献：
[1]张晓莉，张清安，申远.校企合作培养食品工程硕士的实践与探索[J].安徽农业科学，2015（20）：387-388.
仪器分析课程范文3
1 课程内容的整合
在课程内容选取方面，充分考虑了岗位需求、职业标准、学生实际三方面的具体情况，以 “够用、实用”为原则[2]，以应用为目的，以培养技能为主，为学生的可持续发展奠定良好的基础，整个课程内容按照环境监测项目中常用仪器分析方法分成四大模块，即紫外-可见分光光度法、原子吸收法、电位分析法、气相色谱法，每个模块的教学实施均以若干具体的分析测试项目作为训练单元，项目难度逐级递增，在每一个项目的过程中渗透基本理论知识的讲授，并将满足社会、个人和职业岗位需求的职业技能设计融入教学当中。表1为紫外-可见分光光度法模块项目设计的具体情况。
2 授课模式的转变
改变传统授课模式，在课程教学中虚拟了一个隶属某科学研究院的HKL分析测试中心，一直以来对社会承担各类样品的化学成分分析和检测等工作。教师是业务主管，负责新员工招聘培训和录用;班级学习委员是业务副主管，负责发放任务资料和收集各团队提交的报告;班级纪检委员是人事主管，负责新员工的考勤;学生是应聘者，5-6个人组成一个团队，每个团队按照测试中心的组成部门设置岗位，每个成员分别担任项目负责人，质控人员，分析人员和仪器维护人员，各团队制定自己的工作制度和岗位职责。每个团队在业务主管的指导下独立开展工作，利用四个月试用期的时间完成“目视比色法测定圭塘河中铬含量”等17个分析项目的方案制定，样品分析和分析报告。在这期间经过考核前两名的团队将被HKL分析测试中心正式录用，其中表现突出者可聘为项目总负责人。在每个项目的教学过程中，完全模拟真实工作过程，按照制定分析方案――分析准备工作――分析测定工作――编制分析报告四个环节进行教学。
3 多种教学方法手段的综合运用
3.1 以任务单为依托，充分调动学生课前学习积极性。针对每个项目的具体情况，每堂课前都提前下发任务单，任务单上的问题涵括了该项目所需的基本理论知识、需要讨论的知识点、拓展知识，需要学生课前完成并在课前的前一天提交老师批阅。通过这种形式，督促学生在平时能提前预习，并多种途径查阅资料，锻炼自主学习的能力。
3.2 以课堂PPT汇报为入口，提高学生文字和口头表达能力。每个项目都以介绍一个到两个方面的相关知识，要求各项目小组制作相关PPT材料，并在课堂上选取2个小组进行汇报，锻炼了学生文字和口头表达能力，还培养了小组成员间团结协作的精神。
3.3 各种教学方法灵活应用，积极引导学生主动思考问题。改变以往以灌输为主的教学方式，在课程授课过程中，以学生为课堂的主角，教师主要的任务转变为引导，通过任务驱动、案例分析、方法讨论[3]、集中教学[4]、趣味教学[5]等方法，积极引导学生在项目实施过程中通过自己主动思考，找到问题解决的方案途径。
3.4 多途径加强与学生的沟通交流，督促学生学习。互联网下成长起来的学生，受到外界干扰比较多，学习的自觉性下降比较明显，但是互联网的发展，使得沟通的途径也比以前多了很多，通过QQ、微信、微博等方式在课下加强与学生的沟通交流，引导学生对课程学习的兴趣，及时解决学生学习过程中遇到的问题，使得课堂能延伸到学生平时日常生活中，并且通过世界大学城空间，建立《仪器分析》课程网络教学资源，使得学生能随时学习。
4 多元化考核体系的建立
评价是课程的重要组成部分。科学的考核评价体系是实现课程目标的重要保障。本课程的考核体系由两块组成：一是过程考核;二是终结性考核。
学生总成绩=过程性评价分80%+终结性评价分20%
①过程考核的任务是对学生日常学习过程中的态度、表现、操作结果、提问与回答问题情况等进行考核，以测试和非测试的方式以及个人与小组结合的方式进行评价，鼓励学生与教师共同参与评价，实现评价主体的多元化。
过程性评分=∑模块考核分×权重
模块考核分=∑项目考核分/项目数
②终结性考核的目的是检测学生课程的综合应用能力，也是反映教学效果、学校办学质量的重要指标途径之一，以考查学生课程的综合应用能力为目标，力争科学地、全面地考查学生学习后所达到的真实水平。考核方式采取期末理论闭卷考试考核。
仪器分析课程范文4
关键词 环境仪器分析；课程建设；课程实践
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）02（b）-0000-00
Construction and Practice of Environmental Instrument Analysis and Experiment Curriculum
Lingling WU， Ling CHEN， Lifang ZHAO， Hao CHEN， Yuan YUAN
（College of Environmental science and engineering， Tongji University， Shanghai 200092）
Abstract Environmental instrumental analysis is one of basic courses for graduates whose major are environmental science and engineering in Tongji University. According to the features of environmental graduates and the advantages of self-development of our college， a series of experiences in the teaching were introduced in this paper， including rational structure of the teaching staff， diversification of teaching methods and teaching models， combination of theory and practice teaching， as well as diversified evaluation system， and so on.
keywords Environmental instrumental analysis； Curriculum construction； Curriculum practice
随着工业化进程的加快，环境污染已经由点源污染转向面源污染，由单一的环境介质转移到大气、水体、土壤以及生物体等多介质，发生了不少震惊世界的污染事件，如举世闻名的“公害”事件。20世纪80～90年代，又发生了一些突发性的严重公害事件，如印度博帕尔农药事件和前苏联切尔诺贝利核电站泄漏事件等[1]。这些事件无疑给人类的生产生活带来了巨大影响。隐藏在这些事件背后的环境问题直接或间接的与化学物质有关。究竟哪些是污染物质、有毒物质？这些物质从何而来？其进入环境之后会发生什么变化？可靠的仪器分析技术能为上述系列问题的正确解答提供依据，也能为环境标准的制定和科学研究、环境管理提供技术支持。
1. 课程开设的必要性
在现代分析化学和分析仪器及其功能不断完善、高灵敏度的新型分析仪器不断涌现的今天，伴随着全球环境问题、污染事件频发，大型分析仪器在污染源解析、污染扩散途径追踪、污染与健康关系以及在环境污染治理效率评价、工艺技术路线改进等多领域发挥着越来越重要的作用，先进高效的化学、生物分析手段已成为环境分析科学的重要工具。这些技术手段涵盖了微量和痕量污染物的识别、污染物形态、价态、结构分析（表面和微区）分析。因此，培养具备先进仪器分析能力是环境教育领域人才培养的重要环节。
同济大学环境科学与工程学院承担着国家、省部级重点科研攻关项目，作为科研一线主力群体的研究生都将在导师的指导下，独立完成某个研究方向上的论文实验研究。为了使学生能够顺利开展论文研究并提升论文质量，掌握分析方法的基本原理和应用技能十分重要，这也是在研究生学习阶段开设环境仪器分析课程的重要原因。
2. 课程建设的特点
“环境仪器分析”是同济大学环境类专业研究生专业学位课程，始于1999年。伴随着环境科学研究的需求，经过十多年课程内容和形式的与时俱进，2011年成为同济大学首批研究生精品课程。本课程重点介绍如何运用现代仪器分析和样品预处理的理论与技术来鉴别和测定环境介质中化学物质的种类、含量、结构和状态。通过本课程的学习，可以使学生依据待测环境样品中各组分的物理、化学性质的不同，选择合适的仪器分析方法进行目标物的分离与富集，建立起准确的“定性”及“定量”的概念，并掌握与此相关的基本理论、测定原理及实验技术，为后继的论文科研和质量提升打好基础。另一方面，研究生在学习本课程后，可以增强对近代仪器分析的发展趋势以及新方法、新技术的理解，掌握环境分析方法和技术的研发技能。
（1） 组建教学团队，丰富教学资源
该课程教学团队有教师7人，其中教授3人，副教授等年青教师4人，其中实验教师2人。教师学历、年龄及学缘结构合理、教学任务分工明确，理论教学与实验教学人员配备合理，为理论教学和实验教学的顺利开展奠定了坚实的基础。各位任课教师的研究领域各具特色，兼顾环境领域多学科融合，因此在教学中能够突出重点。
污染控制与资源化研究国家重点实验室拥有各种光谱类、色谱类和生物类大型仪器，如GC/MS、HPLC/MS、ICP/MS和实时荧光定量PCR等，并且拥有网络平台，可以为学生提供相关课件以及实验室仪器的操作、维护及实验讲解录像。实验教学课程由骨干教师承担，开设有光谱实验、色谱实验和生物实验，可以满足教学需求。由研究生可依据今后论文研究方向选择实验内容，共享国家重点实验室的各类分析仪器的丰富资源，实现了学有所用，学有专用。该课程深受学生欢迎，成为论文实验研究的“预备”课，学生们受益匪浅。
（2） 理论应用相结合
依托同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室的丰富资源，该课程的教学按理论授课和实践相结合的方式进行，更注重分析仪器的基本原理、操作使用要点以及在环境科学研究、环境监测等领域的应用价值。
在学习掌握了相关仪器分析理论后，学生有机会面对分析仪器，训练操作技能，旨在培养学生掌握仪器基本操作技术和基本实验技能。通过实践课程的开展，让同学亲身体验各种分析仪器的功能，以理论指导实践，彰显理论的重要性。动手实践，也能充分调动学生学习基础专业知识的积极性，让学生更有目的地进行理论学习[2-3]。这样的教学方法，不但减少了学生在学习基础知识时的盲目感，也大大提高了学习的主动性，对学生的动手能力也是很好的培养。
（3） 尊重自主，注重实效
鉴于学生兴趣点的不同以及论文研究的需要，该实验课程分光谱、色谱和生物分析技术三个模块供学生自主选择。这在一定程度下，实现了小班教学，使得每个学生都能接触操作自己迫切需要使用的仪器。另一方面，尊重学生自主性，有利于学生的学习兴趣培养。在大方向区分的基础上，又进行了小组模式，使得每位同学参与到其中，并且可以互相讨论，共享不同途径捕获的信息。
通过本课程的学习，使研究生对仪器分析这一领域有较全面的了解，基本掌握仪器分析的各类方法，初步具备根据分析对象选择合适的分析方法及理解相应问题的能力，从而顺利开展科学研究。据研究生反馈，该课程强化了学生的理论基础知识，提高了学生自主分析设计实验的能力，并且减少了研究生论文研究中实验方面的问题。
（4） 撰写教材重实用
随着计算机技术的飞速发展，分析仪器的面貌日新月异，仪器的更新周期越来越短，但是目前教材内容的更新远远落后于新型仪器的更新速度[4]。为了把最先进的内容和教学科研的需求和特色相结合，我们在自编实验讲义的基础上，撰写并于2008年由科学出版社出版了《现代环境分析技术》，并于2013年6月更新出版了《现代环境分析技术》（第2版）。环境分析涉及的分析仪器种类多，面对的环境样品也十分繁多和复杂。因此，该教材根据我国环境领域的实际需求和应用现状，重点围绕环境领域应用范围广、理论与技术相对成熟的方法，具体包括四个方面的内容：① 环境样品分析中常用大型分析仪器的基本原理及其应用；② 环境样品预处理技术的基本原理及其应用，如高效富集、分离方法等；③ 多种仪器和方法的联合技术；④ 环境分析技术的发展，包括新理论、新方法和连续自动化技术等。教材编写过程中注重先进方法的理论性与应用性相结合，科学性、适用性强，更贴近学生的实际需求。
（5） 学习考核多方位
考核是对教师的教学效果和学生的学习效果的检验， 而考核方式也起着引导学生改变学习方式的作用，科学的考核方式会推动学生的学习向最佳方向发展[5]。本课程的期终考核成绩由平时参与和期末考试两部分组成。平常参与通过学生课堂表现（随堂考试、课堂提问）或实验情况（实验操作、实验数据处理等）等各方面综合评定。针对目前大学课程知识容量大，容易出现满堂灌，老师又很难及时、准确了解每一个学生对当堂课所授知识点的掌握情况的现状，我们在随堂考试中引入了同济大学自主研发的“智能交互反馈系统”。该系统可以在课堂上即时了解学生对知识点掌握程度，以减轻学生在学期末的考试压力。期末考试包括基础理论知识考试和实验部分考试。基础理论知识考试旨在考查学生对仪器分析基础理论知识的掌握情况；实验部分考试重在考查学生掌握仪器操作的能力。这种多元化的考评体系， 更加注重评价学生主动参与的过程、善于思考的能力，可以科学合理、全面公正地反映学生课程学习的真实水平。
3. 结语
针对环境类专业研究生开设的“环境仪器分析”课程，为硕士研究生论文质量的提升打下了坚实的基础。“师资队伍多元化，教学模式多样化”是课程教学质量提升的根本保证，充分挖掘和利用高校大型仪器实验平台，为教学服务，是不断提高教学质量的重要举措。
参考文献
[1] 陈玲， 郜洪文. 现代环境分析技术（第2版）[M]， 科学出版社，2013
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一定保留：
仪器分析课程范文5
仪器分析是分析化学的重要组成部分,随着近代仪器分析技术的迅速发展,它在农、林、水科学中的应用与日俱增,是科学研究不可缺少的重要检测手段。仪器分析是化学类相关专业的专业基础课,是一门理论与实践密切结合的课程,仪器分析实验是学生验证分析理论、掌握仪器分析应用的重要途径。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》的文件(即4号文件)明确指出了“高等学校要重视本科教学的实验环节”,同时,根据独立学院培养实用型人才的宗旨,培养和提高学生的实际动手能力成为实践教学工作中的重要环节。
在仪器分析实验教学过程中,我们越来越发现实验内容的设计极为重要。一方面要达到设定的教学目的,使学生对仪器分析的原理和操作有深刻的认识;另一方面要适应各学院现有的仪器设备硬件条件,并且能调动学生的兴趣和实验积极性。因此,有必要根据学校的基本情况对实验内容的选择和设计进行深入地研究。
一、现状分析
仪器分析实验课程不仅涉及到相关仪器的原理和操作,还涉及有机和无机化学的基础知识以及实验室的配置,要最大程度地与仪器分析理论课配合。目前独立学院的仪器分析实验课主要以验证性实验为主,学生做实验完全按教材或教师演示进行操作,造成对实验方案的设计理解不深,对实验原理理解不够、对实验内容印象不深刻,积极性不高。就已经开展的教学工作来看,仪器分析实验主要存在以下四个方面的问题。
1.学生动手能力较差,实验积极性不高。应用化学、高分子材料与工程、环境科学等开设仪器分析实验课程的专业中,学生已经学习过有机化学和无机及分析化学等课程,仪器分析理论课与实验课通常安排在同一学期学习,这样的安排是符合循序渐进的教学规律的,但是在具体教学过程中,我们发现以下问题:第一,学生对以往所学的知识遗忘较严重,理解不深刻。仪器分析涉及部分有机化学和无机化学的基本知识,如果缺乏这些知识将会造成对仪器分析的原理理解不深刻。第二,缺乏基本的安全防护知识。学生的实验安全基本常识匮乏,造成师生人身安全及实验室安全隐患。第三,缺乏对与实验仪器相关联的设备的了解。例如计算机和电机等,动手能力参差不齐。
学生是教学中最主要的部分,学生学习的积极性高低在很大程度上决定了教学结果的成败,以上这些因素导致了学生参与实验的积极性不高,机械地模仿老师的操作,教学效果不佳。
2.教学资源有限。仪器分析使用的大多属于大型精密仪器,操作复杂且价格昂贵,这就决定了学校购买的数量有限。例如红外光谱、原子吸收光谱、气相色谱和高效液相色谱等仪器,一般独立学院的实验中心都只有一台,教学时学生只能分批分组轮流操作。
对于独立学院这种新发展起来的教学载体,很多硬件设备都处在逐步完善的过程中,实验室面积和仪器种类、数量有限,这会影响每个学生独立操作试验的时间和空间,影响教学质量。
3.教材针对性差,有使用的局限性。仪器分析和其他普通化学实验不同,仪器型号多样且更新换代较快,很难有可供不同学校共同采用的教材。市面上现成的课本是编写者根据自身环境编写,有其局限性,在实验仪器选择上,不能涵盖现有仪器,或者书中所列的实验仪器与各学院采用的不同,可能会导致误操作;有些实验的课时安排不符合各学院的教学要求;还有一些教材安排的实验多为验证性试验,由于这类实验的结果已为学生所知,往往不能引发学生的兴趣和求知欲,使课堂气氛不够活跃。
为了解决上述问题,各独立学院通常采取的方法是从不同教材上选取与该院仪器相关的部分,印制零散的讲义分发给学生,内容与实际操作不完全配套,而且不能形成完整的体系,不利于学生的学习。
4.教学效果不佳。仪器分析实验安排通常是以专业班级为单位,这样的安排对理论知识的教学来说,师资是较为合理的,但是在进行仪器分析实验教学时,往往显得不够。
例如,在电化学分析实验中,二十多组学生同时开展实验,教师一方面必须保证学生安全,时刻关注整个实验室情况,另一方面要指导各组学生进行实验,对教师而言是严峻的考验。实验室设备多面积大,使一些学生得不到教师的充分指导。而在原子吸收光谱等实验中,一台仪器二十多组学生轮流操作,参与实验的学生多,每人分配在实验操作上的时间就较少,有些实验只有一次动手机会,学生掌握实验技巧的时间不充分。
二、改进的方法
针对以上所列举的问题和困难,结合教学经验,我们从以下四个方面来改进和优化仪器分析实验课的教学:
1.调整内容,提高学生的积极性。根据各学院的硬件设施,编写合适的仪器分析实验讲义。多采用探索性试验,尽量避免验证性试验,实验结果的不确定性会增加学生对实验过程的兴趣。实验内容的选取贴近生活,如牙膏中氟离子浓度的测定、“雪碧”中苯甲酸的测定、饮料中咖啡因的测定等,引导学生将所学知识应用到生活和实践中去,培养成就感。
以气相色谱为例,该实验是科研、生产、检验等领域常用的仪器分析方法,实验内容贴近生产实际情况,要求学生掌握色谱图的分析方法,并根据实际情况调整试验参数的设置,条件允许的话从色谱柱的填充这一基本步骤开始。每位同学必须自己动手操作,而不是像以前一样仅仅观看教师演示。
2.增加设计性实验,提高实践能力。在实验内容上,除了常规的仪器分析实验,还安排两到三次设计性实验。教育部高教司的关于《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》(试行)对设计性实验有明确的定义:设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以完成的实验。贾素云等人认为在设计性实验中,教师给出的“实验目的与要求”要符合学科的培养目标,实验室提供必需的仪器与药品,由学生自拟实验方案并独立自主完成实验的全过程。
在设计性实验的讲义里,只提出了实验目的与要求,其他步骤都要求学生根据掌握的知识进行设计,对学生运用知识解决实际问题的能力有较高的要求。可设计提示性的问题帮助学生理清思路,然后由学生独立完成实验全过程。教师可根据教学情况自由选择,让学生两人一组设计实验步骤。学生设计实验步骤,必须深入了解实验目的,掌握实验涉及的药品和试剂以及仪器的物性和安全常识,理解实验步骤背后的理论意义,比照书本操作要求更深入地了解,这避免了以往学生机械模仿老师操作的模式,加深其对实验过程的理解记忆。
开设必修实验和选做实验两类,将会使学生在强化基本操作技能的基础上有综合性较强的训练,有普通仪器操作,也能接触到一些先进的科学仪器和方法,以开拓眼界,扩大知识面。教师可在教学过程中对各个实验有不同的级别要求,以适应不同专业的需求。
3.改进教学方法,让学生有机会动手操作。改变教学方法,引导学生独立思考,培养学生独立学习和工作能力。遵循实验教学和人才培养规律,学生实验能力的培养要循序渐进,逐步放手,逐步加强和深化。多引进生产实际案例,充分调动学生学习的积极性和主动性,以利于学生能力的培养。
每次实验前的理论课都在幻灯片上以图片的形式介绍实验仪器的基本组成和试验流程。布置学生预习实验,完成思考题。考虑仪器数量和实验室面积,可采用双实验双教师同时进行的教学方法。将学生划分为两部分,每部分学生做一个实验,每个实验一个指导老师,然后交换。这样提高了设备的利用率,使学生有更加充分的动手时间,每个学生都有机会动手,投入到实验中来。
4.改进实验室管理。建议与实验中心的老师配合,课余时间向学生开放实验室。集中组织有兴趣的学生在课余时间进入实验室,在教师监管下进行实验,这既可以作为课堂实验的补充,又可以扩展到课堂之外的内容。
三、实验内容设计的特点
各独立学院应结合专业特点和现有仪器设备,以及学生的教学和实训情况,选择合适的实验内容,编写适用于本校的实验讲义。可将全部实验分为必做实验和设计性选做实验两部分。必做实验内容包括电化学分析、红外光谱分析、气相色谱和液相色谱等多个专业试验,要求学生亲自动手操作各种大型仪器,解决实际问题,其实验内容在社会上有着极为广泛的应用;设计性选做实验由师生根据教学情况自由选择,是学生在掌握仪器分析原理和设备操作基本技能的基础上对理论和实践知识的综合运用。
讲义的主要特点是针对性强。国内现有的实验教材,每个实验针对特定的仪器,对实验条件的设置、参数的确定有固定的要求。目前分析仪器发展迅速,种类和型号多样,该讲义应针对各校所购买的特定仪器,可直接用于以后的仪器分析实验教学工作。
另外,在实验的设计上要突出强调学生的实际动手能力,要求实验内容贴近实际生产生活,一方面调动学生的学习积极性,充分发挥学生的自主学习性,另一方面培养的学生在社会上有更广阔的就业空间,满足社会对动手能力强的人才的需求。
总之,仪器分析实验在独立学院化学类相关专业的实验教学体系中有着重要的地位。随着实验室的建设和发展,各独立学院将购买更多仪器设备,在今后的教学过程中,教师应根据教学要求和硬件条件的变化,不断完善仪器分析实验内容,教学内容的编排始终以调动学生的学习积极性、充分发挥学生的自主学习为目标,根据社会对人才的需求,强调学生的动手能力及解决实际问题的能力。
参考文献:
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仪器分析课程范文6
【关键词】仪器分析；教学改革；探索
0 引言
分析化学是高等院校化工专业及其相关专业的化学课程之一，包括化学分析和仪器分析两部分[1]。化学分析历史悠久，是分析化学的基础，又称为经典分析。化学分析是绝对定量的，根据样品的量、反应产物的量或所消耗试剂的量及反应的化学计量关系，通过计算得待测组分的量。仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。仪器分析学科的出现推动了化学学科的快速发展[2]。仪器分析课程是我院化工专业的专业课程。仪器分析方法汇集了化学、物理学、仪表电子学、数学和计算机科学等学科的最新成就，已由单纯提供分析测试数据上升到从原始的分析测试数据或现场分析测试信号中最大限度地获取有价值的静态和动态物质信息，以解决自然科学各个研究领域中的关键问题，它已成为自然科学研究领域中物质的信息科学。学好这门课程是培养应用型人才的基石[3-4]，该课程的教学需要不断进行探索与讨论。如何合理安排仪器分析课程内容，既让学生打下坚实的理论基础，又能培养学生的实践能力，同时激发他们的学习兴趣，成为仪器分析教学的重要目标。
1 《仪器分析》课程的特点及现状
结合我院实际，总结仪器分析课程教学中存在的一些问题。（1）仪器分析这门课程的理论性和实用性都很强，发展速度很快，各种仪器不断地更新换代，内容纷繁复杂，涉及相关学科较多，如物理学、物理化学、化学、计算机技术和电子技术等。（2）我院是独立学院，大部分学生基础知识相对薄弱，或者偏课，学习的主动性和积极性相对较差，而仪器分析课程涉及的知识面广，难度大，因此学生难以掌握，进而失去学习兴趣，形成一定被动性。（3）理论学时少，仅40学时，而要完成的教学任务较多。（4）所讲的都是大型的精密分析仪器，价格昂贵，对工作条件和环境要求高，不能随意搬动和拆卸，所以在讲仪器组成结构及工作原理部分时候只能纸上谈兵。（5）讲课课件内容多来源于教材，课外拓展少。
针对我院仪器分析课程教学存在以上问题，仪器分析课程教学亟需改革。
2 仪器分析理论教学探讨
2.1 选择合适的教材
针对化工专业，需在教学内容上突出专业性实用性和科学性，达到优化组合首先，教材的选择至关重要，结合我院实际，根据学生层次培养目标及社会需要，选用了刘志广等编写大连理工出版社出版的仪器分析教材。该教材为高等学校理工科化学化工类规划教材，国家工科基础化学课程基地规划教材，同时也为国家精品课程教材，已经使用5年以上，内容的难度和深度基本符合我院化工专业的基本需要。
2.2 通过化学史激发学生的求知欲和学习热情
由于我院学生为独立院校的学生，学习的主动性和积极性相对较差，而仪器分析课程涉及的知识面广，难度大，因此学生难以掌握，久而久之对该门课程的学习会失去兴趣。所以，在教学过程中中适当地讲一些化学史，学生们听后感觉很有趣，从而激发他们的学习热情。另外，化学史对学生知识的掌握、科学态度的培养、科学世界观的形成等，也具有重要的作用。在仪器分析发展的每个阶段，都需要科学家付出艰辛的汗水。每种分析仪器和仪器分析方法的背后，都蕴涵着一段真实的故事。我们在讲授课程时，适当地插入一些短小有趣的仪器分析发展史实的小故事，能极大地引起学生的学习兴趣，调动他们学习的积极性。在科学发现的道路上，很多科学家做了大量艰苦卓绝的探索工作，取得了令人瞩目的成就，在课程讲授过程中，适当地讲述一些科学家追求科学真理、献身科学事业的事迹，对培养学生严谨的科学态度和高尚情操具有积极的意义。
2.3 适当调整教学内容，突出重点
针对我院仪器分析教学中存在理论学时少，仅40学时，而要完成的教学任务较多，在教学中适当调整教学内容，突出重点。仪器分析内容繁杂，新仪器设备及分析方法不断更新，在教学中，要结合专业实际，将重点放在生产、科研、教学活动中应用广普及率高实用性强的章节中。例如，色谱分析法中应用比较多的是气相色谱与质谱的连用；光谱分析法，重点介绍紫外、红外、荧光、原子吸收、原子发射等分析法；电分析化学中重点介绍电位分析法和伏安分析法，在伏安分析法中重点介绍循环伏安法。另外，在介绍每类分析方法的时候，将定性定量分析及仪器的使用作为重点。这样使学生抓住重点，学习起来比较轻松，也为今后工作奠定基础。
2.4 针对课程特点，调整授课方式，突出逻辑性和科学性
所讲的都是大型的精密分析仪器，价格昂贵，对工作条件和环境要求高，不能随意搬动和拆卸，所以在讲仪器组成结构及工作原理部分时候只能纸上谈兵。
针对大型的精密分析仪器，价格昂贵，对工作条件和环境要求高，不能随意搬动和拆卸，从而使课程内容较抽象，教师在授课过程中从基本原理、仪器结构、分析方法和方法应用四个方面进行讲解，使得学生在学习过程中能够把握住一条主线。在讲每一大类分析方法时，如色谱分析法中的气相和液相，抓住共性重点阐述。光谱分析法中分子光谱法与原子光谱法，利用对比，归纳不同点。通过比较、总结的方法，这样学生对复杂问题的学习觉得轻松多了，也提高了教学效果。
2.5 调整课件内容，适当补充课外拓展
由于使用的教材为刘志广等编写大连理工出版社出版的仪器分析教材，在讲课过程中使用了相应的配套课件。课件内容比较全面，有些图片、视频也很好的将内容讲授给学生，但是文字叙述较多，而且内容很多都是教材上的，这样学生看到多媒体课件，没有新鲜感，觉得拓展内容太少，课程内容上没有深度和广度，达不到大学生对知识的需求。所以，需要对教学内容做适当的调整，在保持重点内容的前提下，拓展一些相关仪器分析方法前沿的知识，开拓学生的眼界，同时也提高他们学习的热情和积极性。
3 结语
仪器分析教学改革，是一项长期而艰巨的工作。本文结合我院仪器分析课程讲授中存在的一些问题进行探索，包括教材选择、教学内容、教学方式。希望通过以上措施，提高了学习兴趣和热情，培养学生运用分析化学的知识解决分析化学问题的能力。
【参考文献】
[1]何金兰，等.仪器分析原理[M].北京：科学出版社，2002.
[2]贾长英，张晓娟，张丹阳，等.现代仪器分析及其教学改革[J].商丘师范学院学报，2007（02）：45-47.
