仪器分析论文【实用4篇】
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仪器分析论文【第一篇】
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
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。
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。
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。
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。
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.
仪器分析论文【第二篇】
论文关键词:计算机多媒体;教学课件;仪器分析;课堂教学
分析化学是建立在化学、物理学、数学、计算机科学、精密仪器制造科学等学科上的综合性边缘科学。仪器分析作为分析化学学科的一个分支(包括色谱分析、电化学分析、波谱分析、质谱分析、热分析、放射分析、表面分析等),作为一门重要的技术基础课,在农业高校研究生教学中占据着重要的位置,它是培养学生实验能力,独立分析问题、解决问题能力的重要课程。
近年来,由于研究生招生人数逐渐增加,我校当前研究生仪器分析课的实验条件(仪器种类和数量)远不能满足教学需要,特别是分析化学学科的不断发展,研究生仪器分析课教学内容和教学手段的改革就显得极为重要。当前,计算机多媒体技术已经越来越广泛地应用于各个领域,多媒体教学课件已成为学校计算机辅助教学的重要组成部分,因此,这种现代化的教学手段,将给传统的教学方式带来一场新的变革。
一、多媒体教学对课堂教学的影响
1.有助于更新传统的教学方式
研究生仪器分析课程按50学时设置,理论教学30学时,实验教学20学时。理论教学内容为光化学分析(包括紫外可见光谱、红外光谱分析,原子吸收光谱、原子发射光谱分析,荧光分析);电化学分析(包括电位分析法,极谱分析法);色谱分析(包括气相色谱分析,液相色谱分析)。随着科学技术的飞速发展,新的分析仪器不断拓新,新的分析方法也不断出现,作为研究生仪器分析课教学,老师在学生掌握仪器分析的基础理论和实验操作技能后,还应让学生进一步了解本学科新的前沿的相关知识。但在传统的教学中,系统讲授仪器分析基本内容的学时已显紧张,因此,教师无法在有限时间内拓展教学内容。
研究生仪器分析实验教学具有内容多学时少,使用大型仪器多,并且在使用大型仪器时,不可能配置多套,对于贵重仪器又不能让学生随意使用的特点。而该课的仪器原理理论又较为抽象,很多涉及到的仪器原理图、内部构造图等问题,只能通过老师“黑板十粉笔”的教学方式让学生去想象,学生感到枯燥和抽象,难以理解。这种日益显现的理论与实践相脱节的矛盾,直接影响着实验教学的教学效果。
因此,计算机多媒体教学课件的使用,无论对教师还是对学生都是一种全新的教学模式和教学手段,它会极大地改善研究生仪器分析课教与学的现状,对增强教学效果和提高教学质量都将起到积极的作用。
2.有助于提高教师的业务素质
计算机辅助教学手段(ComputerAidedInstruc-tion简称CAI)是计算机技术与教学相结合的产物。对于这种全新的教学方式,需要教师要有全新的教学理念。使用多媒体教学课件进行仪器分析课的理论与实验教学,需要将所讲的内容章节、题目、重要定义、公式、重要结论都全部用PowerPoint制作成幻灯片,将平时讲课中难以或无法在黑板上完成的实验装置、光路图、电路图、图表、或仪器外观形状等的教学,在多媒体课件中解决,可以用Ado-bePhotoshop制作成图形文件,插人到PowerPoint,制作成幻灯片在画面上显示。这样,课堂上就不必大量板书,可以利用节约的时间适当补充教学内容。在计算机多媒体教学中,教学课件内容可随时根据需要调出,编排组合,由于它集图、文、声、像于一体的三维动画图像的可视性,对于仪器分析课程的教学辅助作用尤为突出。
如何有效地发挥计算机多媒体教学手段的作用,获得好的教学效果,对于教师的授课是一种全新的教学思维模式建立,也有助于教师业务素质的全面提高。首先,教师在使用多媒体教学课件时,需要对自己的课程讲授内容深刻理解和精通,不断积累大量学科前沿的信息,拓展自己的知识面。其次,尽快掌握计算机的应用知识,熟悉课件的所有内容,认真备课。这种备课过程要比传统的备课方式复杂,需要的知识广、博、杂,教师只有掌握了计算机的各种功能,才能在课堂上合理编排讲课内容,把握讲课进程,取得好的教学效果。二、课教学多媒体教学课件与研究生仪器分析
1.多媒体教学课件
大连理工大学研制的“多媒体分析化学CAI",“基础仪器分析虚拟实验室”课件,是融多媒体课程讲授与仪器原理演示和实验仿真模拟为一体的多功能CAI软件,是我们目前用作研究生“仪器分析及实验”课程的课件。其特点是具有超文本方式动态设计的电子教案;有分析仪器原理与实验演示仿真模拟:包括填充柱气相色谱、液相色谱、离子色谱、毛细管色谱、高效毛细管电泳、原子吸收、紫外可见、红外光谱、电位分析、核磁共振分析原理与谱图识别、色一质谱连用、离子色谱分析原理等,这部分内容可通过CAI,将仪器“搬”上讲台,动态显示其微观原理,快速模拟分析过程及谱图识别;有分析化学图片库,可实现快速查阅、浏览等操作,可在教学中随时调用以配合电子教案使用;有分析化学学习室,可完成分析化学发展史、多媒体元素周期表与数据查询,是极好的教学辅助工具;有分析化学虚拟考场,可通过计算机对各章内容的重点、难点加强复习,并通过自己选题,进人考场,进行测验检查学生对所学习内容的掌握程度。
2.多媒体教学课件的应用
仪器分析课内容多而杂,许多仪器的分析原理和内部结构及分析流程很难用传统的教学方式来表达,采用多媒体仪器分析教学课件,使教与学的距离缩短了,大大提高讲课的效率,增强学生学习的兴趣。
如:毛细管气相色谱在课堂上用传统的教学方法时,学生较难理解,但在仪器分析多媒体的教学课件中,计算机屏幕上出现的是毛细管气相色谱结构流程界面,可通过鼠标的操作介绍仪器的各个部件。当介绍仪器的FID时,计算机屏幕上可显示出检测器的内部结构,可出现检测微电流产生的机理说明。其他如分流装置、尾吹装置等也都给出了部件的立体内部结构,便于教师的讲解和学习。在界面上还可对原理演示,实验条件选择及色谱分析实验的全过程进行仿真模拟。还可打开该部件的开关,按实际仪器的使用方法进行操作。如打开载气源,调节载气的流量;点击点火按扭,点燃FID检测器的氢火焰;点击进样器,进行进样分析,完成一次进样的操作;可根据色谱峰的形状判断分离条件是否合适,继续选择实验条件,重新进样,得到实验的最佳效果。
3.多媒体教学对增强教学效果的作用
分析化学是一门以实验为基础的科学,学生除动手实验外,对于比较复杂、难度又比较大、仪器缺乏、对身体有危害的实验,都可以通过计算机生动的模拟,还可以通过计算机多媒体反复播放进行观察,以加强学生对实验的感性认识、理解和记忆。多媒体教学课件的使用,为分析化学,特别是仪器分析理论教学及实验教学带来了新的活力。
首先,使用多媒体仪器分析课件,教学内容直观、生动,学生都能普遍接受。由于课件的界面制作得色彩柔和,电子教案重点突出,条理清晰,虚拟实验室中图片资料较为全面。模拟过程逼真、直观,视觉感好,可以增强实验教学的效果。
仪器分析论文【第三篇】
专业人才培养仪器分析专业人才培养主要是培养学生实际应用技能,“3+1”校企合作被认为是培养学生实际应用技能的重要途径,“3+1”培养模式更注重对学生工程实践能力的培养,使其能够更好、更快地适应生产现场需要。但是就仪器分析专业而言,学校主要 讲授知识理论,学生缺少仪器设备使用维护经验和熟练、规范、标准的检测技能,但是用人单位急需的是可以完成检测任务的“成手”。绝大多数企业缺少现代仪器分析检测的专业人才,因此难以在企业通过“做中学、学中做”的方式实现对于学生进行相应的培养。因此,探索一种新的适应企业需求的人才培养模式和校企合作方式已迫在眉睫。分析测试中心拥有分析测试人才培养所必需的分析仪器和大量的专业师资队伍,大量的分析测试任务为学生提供了足够的实训机会,此外,规范的检测流程为学生日后的检测工作奠定了坚实的基础。因此,测试中心为学校理论教学和企业的实际应用搭建起了桥梁,测试中心的实训成为了仪器分析专业人才培养模式中的重要环节。在原有的“3+1”的基础上,加入1年的测试中心的实训,并在学生走向工作岗位的头一年,由企业、学校、测试中心对于学生共同培养,共同解决学生在生产实践中所遇到的问题,即“3+1+1”人才培养模式,这种人才培养模式改革不但可以破解人才培养中的难题,而且可以以学生为纽带,强化校企合作。
2从“测试中心”到“实训中心”,测试中心在仪器分析
专业人才“3+1+1”培养模式中的新职能目前测试中心主要是服务职能,忽视了对于仪器分析专业的人才培养职能。一个仪器分析专业人才培养方案应当包括基础知识、实际操作技能、解决实际问题三个方面,完成由掌握基本原理和方法的学生向具有掌握仪器操作、具有现代分析测试理念的分析测试人员的转化,进而向可以胜任企业分析测试工作,可以解决实际问题的技术人员的转换。测试中心在硬件环境、师资条件方面多具有学校和企业所无法替代的优势,理应成为人才培养的重要部门。测试中心对于人才培养的作用体现在使学生由一名学生转化为一名测试人员。“使用与维护并重,准确与规范并重”应当成为实训的主要内容。目前,我国极少有学校将仪器维护保养作为教学的一部分,但这却是实际应用的重要组成部分。此外,在基础教学中,注重的是实验结果的准确性,往往忽视实验过程的规范性。很多学生认为只要检测结果准确,怎么检测都行。必须通过教学和实训让学生明白:结果的准确是靠规范的过程来保证的。教学实践表明:规范、准确的实验操作实际上是一种习惯的养成。知识在实践中巩固,能力在实践中锤炼,素质在实践中提升,规范在实践中养成。在基础教学中,也强调规范,但是短期的实验操作,却难以成为学生标准规范的检测习惯,大量集中的实际检测工作和规范严谨的检测流程才能为学生成为一名合格测试人员奠定坚实的基础。仪器分析专业人才职能促进测试中心自身发展,实现多方共赢。
第一,合理安排教学内容和检测任务,学生在实训过程中,变成测试人员的助手。本着循序渐进的原则,对于学生进行培训、考核,对于考核合格的部分,让学生顶岗实际操作,检测人员负责监督和质量把关。在学生获得实际操作经验的同时,分担部分检测任务。实现学生和测试人员的双赢。
第二,以“送一程”为纽带,拓展测试中心的服务范围。在学生参加工作后的一年中,与学生、企业保持密切联系,解决学生和企业在实际工作中遇到的难题,可以发现企业的需求,拓展测试中心的服务范围。通过“送一程”,进一步强化测试中心和企业的合作关系,为进一步的业务扩展奠定基础,实现测试中心和企业的双赢。
仪器分析论文【第四篇】
关键词 高职仪器分析课程 整体改革 理论 实践
在高等职业技术学校当中,仪器分析成为重点的实验课程,原因在于其实用性的强大,在我们课程整体改革当中,并不是仅仅针对仪器进行参数、操作运用分析,而是结合当下所学内容,无论是从基础操作上还是从理论性的拓展上,抑或是仪器与操作技能的熟练度上进行全方位的建构,致力于真正打破理论与实践操作当中的界限,完成整体理论与实践基础的融合。
一、仪器分析课程实施理实一体化的必要性专业技能与目标培养方向不能一统是仪器分析课程当中最重要的弊病之一,这主要在于以下四点:一是基础薄弱、理论知识点落后;二是手段单一,教学方式差;三是“双师型”教师偏少,严重缺乏实际操作经验;四是考核方式单一,不能统筹分析学生现阶段的理实结合的能力。比如,在化学分析的课程当中,分析化学主要是用一些简单的化学反应进行的分析方法,如酸碱滴定啊,粗结晶啊。所以可以看出分析化学的准确性不是特别高,在做分析化学实验时,用的基本上都是很简单的实验仪器,如烧杯,酸式滴定管,碱式滴定管等。是属于仪器分析的一个部分。而仪器分析从命名就可以看出,主要是用仪器来进行分析的物质的化学物理性质。这些仪器大多很贵,很精确,可用于物质定性定量的分析。比如气相色谱、质谱都是仪分常用的仪器。由于仪器价格高昂,直接限定了教学的水平线,同时限定了教师的教学方向,最终形成了恶性循环,这就是理论手段与实践结合的硬伤所在,而这还仅仅是化学一门学科当中的仪器弊端,如果将其放在机械领域就会发现,教学仪器与现代化仪器配备脱节,教学系统不完善,理论过多高于实践课程讲述等,这些问题都是不可避免的硬伤,因此如果要进行客观的课程改革就必须从理实一体化的必要性入手,将其放在课改的第一步。
二、建立理实一体化仪器分析课程教室建立独立的理实一体化课程教室是第二步,我们既然在真实的教学当中强调二者结合,就应当在最实际的方向给予基础建设的支持,而建设理实一体化的实验教室,就是课程改革最大的起步点。比如从仪器分析的角度来看,我们要设计一个什么样的教室才能符合现有的课改要求呢?以“液相色谱法”这一教学单元为例。学生没有接触过液相色谱仪,对其构造及实验原理不了解,书本上的内容比较抽象,不利于学生对知识的掌握。通过对液相色谱仪的现场教学,教师介绍液相色谱仪的组成,如高压输液系统、六通阀进样器、色谱柱、检测器、数据显示系统等,进而引发学生思考:各个仪器部件的作用是什么?样品分析的整个流程是怎么样的?如何通过液相色谱仪对样品进行定性和定量分析?带着这些问题,学生就有了学习理论知识的积极性,教师接着就有针对性地介绍仪器各个部件的作用、实验原理、分析流程等。学生根据对液相色谱仪的感性认识,就可以把抽象的理论知识和实物联系起来,便于对理论知识的理解和掌握。同时在教学过程中,教师还可应用多种教学手段,结合一些示意图、操作流程图、操作动画等加深学生对知识的理解。如上所知,建立这样的教室最起码要具备三个方向:第一,教室的实用性,也就是说在面积、通风、水道、采光度等方面要符合实验室的基本要求;第二,教室的立体性(完善的影音设备),由于受到现有资金的限制,许多学校的仪器分析设备并不能得到更新,因此全面的投影技术就代替了原有的黑板教学,通过计算机制作,形成完成的流程图,如同上文的“液相色谱法”教学当中的情况一样;第三,就是建立可行性分析报告统计,将学生在学习过程当中以及实验过程当中所出现的问题进行统筹记录,纳入到分析表当中,最终用来分析学生学习过程当中的突出点以及不足。
三、建立理实一体化教学的全真教学新平台我们处于信息社会,如今建立沟通平台已经成为各大院校课改的主要进行方向,建立教学新平台的好处有以下三点:第一,去伪存真,帮助本校学生清晰的了解现有自身学习的状况,通过大数据的表现方式建立全方位的对比模型。第二,增强多校交流,打开区域性限制,最大程度上开放数据来源,促成共享模式,不仅有助于交流经验,同时能够使学生更多地了解外校理实结合课程的优缺点。第三,形成设备信息共享,打破区域学校资金限制的局限性,虽然不能进行实地交换学习,但是却可以最大限度地享用各个关联学校之间的理论信息,这样有助于学生的成长。
四、结合实际引入设计性实验验证性试验占据了现有试验课程分析当中的主流。验证性实验的优点在于能够在最大限度上提升原理在分析过程当中的理解,帮助学生从理论知识点迅速切入到仪器的具体识别过程当中,验证试验方式简单容易掌握。但是对于真正的统筹兼备的实践实验来讲,还存在着模式生硬、教学方式刻板、理实结合不同意等问题,因此我们急需一种多变式的灵活的教学方式。这就是设计性实验,设计性实验并非是单纯的针对理论或者实验而进行的单方面研究,而是一种综合性学科,比如在现有的物理、机械课程当中,都需要相对复杂的数学理论支持,而一些机械仪器的操作,更需要数学模型运算。因此在高职教育过程当中,并不用特意的针对某一个理论学科或者是仪器操作的实验课程去进行综合性的教育,而是可以考虑针对具体的时间课程将有用的理论知识编入其中,形成具体的理论体系,将多变作为教学过程当中运用的灵活手段,将设计思路作为贯穿整个理实结合教学课程的同一方向,如此才能最全面地实现课程改革的最终步骤,使理实两者充分的结合。
五、结束语课程改革并不是一朝一夕的事情,从现有的方向上看,仪器分析理论实践课程只是课改的试验点之一,在这漫长的过程当中,我们还欠缺很多,建设、资金、运行等各个方向都是我们所缺少的内涵,因此想要将课程改革变成一场能付诸于实践实施效果的活动,还需各位同仁再接再厉。
参考文献:
[1]顾善东。深化理实一体化教学改革[J].交通职业教育,2007.
[2]漆红兰,薛成虎。多媒体课件辅助仪器分析教学的探讨[J].榆林学院学报,2007.
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