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儀器分析課程范文1
儀器分析是分析化學的一個重要組成部分，是通過應用不同的分析儀器、選用不同的儀器、不同的分析方法進行實驗的一門技術。因此要求學生在掌握儀器的原理、操作等前提下，根據分析對象的性質、實驗條件選擇最合適的儀器及分析方法，以正確的操作完成測試并出具檢測報告。整個理論知識的應用、基礎實驗技能的運用均是在實驗課程中體現的，因此，實驗課程對學生理論知識的理解、操作技能的掌握等能力的培養起著舉足輕重的作用[1,2]?；趯嶒炚n程的重要性，我們對高職儀器分析實驗教學過程進行了研究和探索，對實驗教學模式和方法進行了改革，使實驗的教學滿足當前學習的需要以及未來持續發展潛力的要求。
1現階段實驗課程教學情況分析
1.1課程教學內容特點
儀器分析所涉及的知識內容復雜多元，它是將物理、化學、電子技術等學科知識進行綜合應用。例如光譜分析所涉及的最基本的紫外-可見分光光度法，從方法原理上需要將“波粒二象性”、“分子軌道理論”與物質對能量的吸收聯系起來理解，而方法運用上則需要了解儀器構造，能夠從光路、電路上理解儀器的運行，實驗時又能夠根據儀器的測定范圍合理的設計實驗等。因此，真正的“會用”儀器需要知識融會貫通，操作隨機應變。儀器分析所涉及的儀器種類繁多，每種儀器方法都是一個獨立的知識體系，其基本原理復雜抽象，儀器構造組成、使用操作及應用范圍也各不相同，測定數據的分析處理方法也多種多樣，因此理解掌握起來難度相對較大。
1.2學生學習情況分析
與本科院校學生相比，高職學生的學習特點十分鮮明：學習能力不足，理論基礎知識掌握相對薄弱，邏輯思維能力不強，對理論知識的接受力和理解力不高；且高職學生普遍的缺乏學習的積極性和主動性，獨立自主的學習能力不強。同時，近幾年高職招生難度增大，為了維持生源，單獨招生、文理兼收等一些招生政策的實施使得學生整體素質不斷下降[3]。學生化學基礎參差不齊、整體素質不斷下降，在很大程度上造成了教學難度的增大。學生對儀器分析的理論知識掌握不夠到位，就會影響學生對儀器操作的掌握。
1.3教學條件客觀限制
由于儀器分析課程內容和學時的不匹配要求老師和學生要在有限的課時中完成儀器基本操作和應用的教學指導和學習掌握。同時，由于儀器設備價格昂貴，教學資源往往不足，這使得實驗教學必須分組完成，學生的動手機會就大大縮水。另外，由于理論和實驗課程教學相對獨立，導致理論與實踐教學不能很好的相互銜接，從而影響整個學習效果。顯然這些問題的存在，在一定程度上限制了高素質技能型人才的正確培養，面對這些確實存在的問題，對儀器分析實驗的改革在一定程度上來說是必須的。
2職業技能大賽在課程教學中的作用
全國職業院校技能大賽作為我國職業教育特有的一項全國性學生競賽活動，大賽不僅成為向社會展示教學效果的平臺，也是衡量教學質量的重要手段之一。通過技能大賽對提升人才培養質量、激發學生學習熱情以及提高學生實踐技能都有重要的促進作用[4-6]。“工業分析與檢驗”賽項作為全國石油、化工、環保、醫藥、衛生等系統中高職學院學生參與程度最大的一項賽項，得到了全國各相關學校的積極參與[7,8]。大賽的競賽內容引用了行業發展最基礎、最廣泛的技術和標準，具有顯著的示范性教學的作用[9,10]。另外，技能大賽的評委多是來自企業的高級技術管理人員等，通過參與比賽可以了解到教學內容與企業崗位要求之間的差距，進而更加明確教學目的，進一步完善教學內容，對提升人才培養質量大有益處。技能大賽為學生搭建起了展示自我綜合素質的最佳舞臺，為學生提供了進入優秀企業、免試推薦就讀本科的的機會[11]。這些技能大賽特有的優勢足以激發學生的學習興趣，使得他們具有更大的熱情投入到學習中。在主動性較強的學習氛圍下，學生們所學習的理論知識更加扎實，實踐操作技能不斷提高。鑒于技能大賽的內在價值和在教學中的積極作用，同時結合儀器分析實驗課程的情況，我們著眼于專業技能教學質量的提升，對儀器分析實驗課程進行了新的體系構建，對教學內容、教學方法及教學標準等方面開展了一系列的改革和創新，以提高技能人才培養質量。
3儀器分析實驗課程的改革創新舉措
3.1對實驗內容進行革新，建立新的實驗教學模式
“工業分析與檢驗”賽項中儀器分析的考察內容不僅包括基本實驗操作，還包括儀器規范使用、數據正確處理等。根據技能大賽對學生能力的要求，結合高職學生喜歡動手、感性認識強于理性認識的學習特點，遵循學生的接受規律設計實驗，將儀器分析實驗內容進行了改革，選擇一些具有代表性、有助于學生理論理解、技能提升的實驗項目并進行分層設計：基礎現象實驗—理論驗證實驗—技能提升實驗—綜合考核實驗，構建出以職業技能大賽引領下實驗訓練、理論理解和技能提升三位一體的四層遞進式實驗課程新的教學模式。3.1.1基礎現象實驗—呈現—重操作儀器分析中存在許多通過實驗現象揭示理論知識的經典內容，例如：溶液顏色與光照射之間的關系，鐵與鄰菲啰啉的顯色反應，茨維特發現的色譜現象等實驗，均可以作為基礎性實驗引入課堂?；A現象實驗對學生來說難度不大但卻是重要的基礎。通過這些實驗，一方面可以教會學生正確規范的實驗操作和儀器使用，另一方面，也可以通過實驗引出某些理論內容，以激發學生理論課程的學習興趣。3.1.2理論驗證實驗—發現—重理解通過多年的教學發現，學生對于儀器分析的許多理論知識并不能很好的理解和掌握。因此，在新的實驗體系中，加入一些對理論難點進行解釋的實驗項目，例如：顯色反應條件對吸光度的影響，物質結構以及實驗溶劑對吸收曲線的影響，色譜中流動相的比例、流速變化和柱溫變化對實驗結果的影響等。通過學生對實驗結果的總結和分析就可以驗證理論課上的知識難點，借以提高學生對理論知識的掌握，也為后期學生能夠自主設計實驗方案提供理論支持。3.1.3技能提升實驗—強化—重應用在基礎實驗的基礎上，選擇一些與實際生產及日常生活比較貼近的應用型實驗，如阿司匹林腸溶片含量測定，可樂中咖啡因含量測定，白酒成分的分析等。通過這些實驗教會學生實驗設計的思路，內容涵蓋樣品的制備、實驗試劑和儀器的準備、實驗情況的總結思考以及結果計算和評價。將學生以往的知識進行匯聚應用，通過融會貫通以達到學生技能水平的有效提升。3.1.4綜合考核實驗—提升—重應變通過上述三種實驗的培養，學生已經具備了良好的操作能力和初步的思考能力，在此基礎上選擇一兩個類似于技能大賽競賽內容的典型分析項目作為考核實驗，整個過程注重理論指導實踐能力的培養。通過綜合實驗，能進一步加強了學生對于基本原理的掌握應用，同時也鍛煉了學生科學思維，獨立分析和解決問題的能力。通過“呈現、發現、強化、提升”四層遞進式教學的合理安排，學生的技能水平有序提升，同時還能與理論教學、大賽選拔相互促進，達到理論、實踐、競賽的完美融合。
3.2對技能大賽進行剖析，建立新的教學標準和評價機制
技能大賽的評分標準是依據《化學檢驗工》國家職業標準設定的，考核內容是對職業內涵、技能規范和技能考核要求的全方位解讀。因此，將大賽項目承載的技術規范、崗位要求反饋到教學環節，作為儀器分析實驗課程教學標準的重要參考，將教學標準細化量化，并依照技能大賽的要求訂制實驗項目的教學標準，規范教師的教學過程，從而使教學質量得到保障。教學標準一方面可以為教師的教學過程提供有力的依據，同時也可以成為學生學習過程中的指導標準。在教學實施的過程中，根據實驗的具體內容和實驗的側重點選擇對應項目對學生的實驗過程和結果進行評價。例如，在基礎現象和理論驗證實驗中重點考核學生的實驗過程，即對操作規范和實驗習慣進行評價。而在技能提升和綜合考核實驗中則重點對實驗結果進行評價，即實驗的精密度和準確性考核。同時根據實際情況可靈活加入學習態度，團結協作，安全操作等內容作為考核項目，在培養學生技能水平的同時也注重學生的專業素養的提升。
3.3以技能大賽的職業能力和素養為目標，改革教學方法
不管是在技能大賽的賽場上還是今后企業的工作崗位上，完成實驗項目的主體始終是學生，僅僅學會儀器操作、了解實驗過程是無法在技能大賽的緊張氣氛中應對自如的，也遠遠無法勝任企業崗位的。因此，在教學過程中應充分調動學生的主動性，根據學生的實際情況進行教學設計，強調教師主導下的知識傳遞與以學生為主體的自主探究學習相結合，以達到更好的教學效果。因此，我們可以模擬技能大賽的競賽過程，從以下幾個方面著手對教學方法進行改革：3.3.1由演示變展示在傳統的教學方法下，一堂實驗課要達到良好的教學效果需要實驗前的預習準備和實驗中的操作指導以及實驗后的總結反饋這三個環節充分配合，但現階段學生的主動性大大下降，實驗前后預習和復習的效果并不理想，多數學生都是處于課堂上“等老師”的狀態。基于這種情況，我們將課堂教學內容進行調整：除基礎現象實驗外，把原來的“老師先講授演示后學生操作練習”的方式轉變為“全程學生展示”的方式。老師不再講解，學生到了實驗室就開始動手實驗，整個實驗過程就類似技能大賽的競賽過程，學生通過按照擬定的實驗步驟獨立操作，仔細觀察實驗現象，邊實驗、邊思考、邊記錄，達到感性認識的充分到位，充分體現學生的主體地位。3.3.2抓住細節做文章在學生自主實驗的過程中，教師被充分的解放了出來，從而有更多精力發揮教師的主導作用。時刻觀察學生的操作過程，注重細節的指導和考核。由于減少了教師講授部分而增加的實驗時間則可對實驗中出現的問題進行驗證性實驗，真正教會學生遇見問題、分析問題、解決問題的能力，從而使學生具有更加深刻的感性認識。同時，教師還要對學生階段性實驗結果進行檢查和指導，總結學生實驗過程中出現的共性問題并及時完成現場反饋，把感性認識提高到理性思維階段。整個實驗過程中教師用技能大賽的標準指導和要求學生，對學生出現的錯誤及時糾正，優秀的表現也表揚鼓勵，以時時處處激勵學生的斗志，增強學生的信心。
3.4教師參與大賽、進入企業學經驗學技巧，實現教學時時更新
實驗實訓課程是高素質技能型的人才的培養的陣地，而教師則是人才培養的核心力量。技能大賽從表面上看反映的是參賽學生的能力素質，但深層次反映的是專業教師的教學理念、教學經驗、教學方法和技能水平[12,13]。因此，要提高人才培養質量，就需要教師本身也要不斷學習，提高自身的專業能力和水平。通過指導學生備戰，教師也會進一步明確教學目的并不斷研究改進；在參與大賽的過程中與企業和同行交流學習，教師的專業能力、教學水平也會有長足進步。
3.5共享教學資源，建立開放型的實驗室，實現學與創同步
在改革課堂教學的同時，不斷強調整個教學以學生為主體、教師為主導的共同作用來完成。課下利用網絡任務，以微課、操作視頻、仿真軟件等多種現代化的教學資源翻轉課堂，充分調動學生的主動性，鞏固基礎知識的掌握。同時，開放實驗室，鼓勵學生主動走進實驗室，利用空余時間參與到教師的科研工作中，在這個過程中把學習知識、應用知識、探索發現和儀器方法結合起來，既得到了“微科研”的體驗，也達到了學習知識、提高素質、增長才干的目的。
4結束語
儀器分析課程范文2
關鍵詞：食品專業；儀器分析；教學改革；探索
“儀器分析”是基于物質的組成、狀態和結構特點從而探究其存在、運動規律的一門學科，也是一門理論和技術含量高、應用性強的課程[1]。近年來，分析儀器已在化工產品行業、食品科學、生命科學、環境科學、生物資源利用、農副產品檢測檢驗等領域得到廣泛應用；而作為與大家息息相關的食品安全分析與檢測問題更是得到了前所未有的關注[2]。鑒于此，陜西師范大學已在食品專業本科生和研究生的課程培養體系中分別開設了“儀器分析概論”和“現代儀器分析”，即食品質量與安全、食品科學與工程、食品工程專業碩士和食品科學與工程一級碩士點所有學生都必須學習“儀器分析”類課程。經過幾年的教學實踐，發現學生對各種分析儀器的基本原理有了一定程度的理解、動手使用大型分析儀器的操作能力有了一定程度的提高，但離培養目標還有一定差距。
1“儀器分析”課程存在的問題
目前，就食品專業研究生而言，“儀器分析”課程在教學實踐中存在的問題或難點主要有以下幾方面。
1.1學生專業知識差異
學生本科階段專業差異較大，導致研究生期間無法按統一內容體系授課。研究生在本科時的專業主要有食品質量與安全、食品科學與工程、生物工程、化學、農業機械等，不僅專業差異大，而且來自不同學校（有農業院校、理工院校、師范院校，還包括一些三本院校）其課程培養體系也有較大差異；有些專業的學生本科階段系統學習了“儀器分析”類課程（如來自化學專業的學生），有些專業只是作為選修課簡單介紹了“儀器分析”課程的部分內容，而有些專業甚至根本沒有接觸過儀器分析方面的知識。
1.2理論與實際差異
由于儀器設備及分析方法發展日新月異，新儀器、新技術和新方法不斷開發應用，致使課程講授內容越來越多，教材也快速更新[3]。該不該把新的儀器和方法及時增加到教學中去，成了教師上課時面臨的尷尬抉擇；如果增加內容勢必會擠占其他計劃課時、降低教學效果；如果不增加新儀器設備和新方法方面的內容，待學生畢業走上工作崗位時，他們將會發現自己大學期間所學的知識已經有部分落伍或淘汰了，從而一定程度上背離了培養目標。
1.3課程與教學差異
就“儀器分析”課程內容來說，各種儀器設備及分析方法具有相對獨立的原理和理論基礎，即各章內容之間聯系較少，因而課程顯得龐雜，不夠系統。同時，分析儀器理論涉及知識面廣（含物理學、化學、生物化學、高等數學和計算機科學等）；學生在學習過程中普遍感覺課程內容抽象、難于理解和掌握。更重要的是面對抽象的新儀器和新方法介紹，學生學習興趣更是不高、教學效果也不佳，學生動手和應用能力并不能真正得到有效提升。
1.4實踐差異
學生人數多（一般每個專業70人左右，就研究生而言也有50人左右）、儀器數量少（實驗平臺上大部分儀器都只有1臺，甚至食品行業最常用的液相色譜、氣相色譜也僅有1臺），導致該課程的實驗內容部分無法確保每人都有接觸或真正實際操作儀器的機會，降低了授課效果。以上問題是在教學實踐中遇到的棘手問題，這也為“儀器分析”的教學帶來一定困難。因此，如何做好食品專業“儀器分析”類課程的教學改革、有效培養學生的創新能力和動手實踐能力、提高學生的綜合素質，成為當前該課程教學的一項重要而迫切任務。
2“儀器分析”教學改革與實踐
結合近年來的教學實踐和學院實際情況在以下方面進行了改革。
2.1改革教學內容、優化課程體系、突破教學難點
目前，雖然市面上有很多儀器分析方面的教材，但還沒有食品專業專用的儀器分析類教材。因此，在實施教學前根據食品專業特點和學生的知識結構現狀選擇合適的教材，并且對教材內容進行適當取舍，節選出與專業密切相關的基本理論、基本方法、基本實驗技術作為重點教學和實驗內容，從而進行重點講解。而對于一些較新的儀器設備及方法，則與各大儀器公司合作，邀請其工程師到學校以專題講座形式授課，從而更生動、形象簡化學生課堂學習的難度。同時，為了增加教師課堂講解的知識性和趣味性，上課時將教師在實際研究過程中最常用的儀器及所獲得到的結果、經驗教訓融入課堂教育中。這也是本課程教改創新的思路之一，尤其對研究生教育至關重要。從當前效果來說，還是令人滿意的。
2.2改革教學方法、運用科技手段、提高教學效果
鑒于現代儀器分析內容繁多、原理抽象、儀器結構復雜，傳統的教學手段缺乏具體深入的體驗、感受認識；同時，其承載信息的種類和能力都十分有限,滿足不了現代教學的需要。因此，在課程教學實踐中充分運用了陜西師范大學在多媒體教學技術和網絡資源方面的優勢開展虛擬實驗教學，把分析儀器的結構圖、各部件內部結構、檢測原理、檢測步驟等制作成可視化圖片和動畫，既提高學生的學習興趣，又可以讓學生高效率地學到知識。同時，還充分利用已報廢的陳舊儀器設備對其拆解和組裝演示進行解剖式教學，以提高學生對各種儀器的認知感。
2.3改革實驗教學方式、針對性設計實驗、提高實驗效果
食品專業“儀器分析”課程由理論教學課和實驗2部分組成，而實驗是實踐中非常重要的環節，也是當前比較薄弱的環節。一是儀器設備資源不足，有些大型儀器設備價格昂貴、維護費用高，為防止學生損壞儀器，對學生開設的儀器分析實驗多為教師演示、學生觀看的走過場模式；二是實驗內容針對性不強，有些可能與部分專業研究生（多為食品工程碩士）的論文研究方向相關性不強，而且其中驗證性實驗偏多，導致內容較滯后，學生積極性不高。為解決這些問題，我們在實踐中的做法是在開設實驗前由學院負責儀器設備的教師提供大型分析儀器設備清單，并由研究生、本科生結合自己以后的研究方向或其所在實驗室使用頻率較高的大型儀器進行選擇，然后帶著問題進入實驗室，這樣在一定程度上就可以避開同時圍著一臺儀器，無目地隨意觀看的局面，調動了學生的積極性，從而確保了開設實驗的針對性和有效性。這也是本課程改革的創新思路之二。
2.4改革考核方式、理論與實驗并重、注重實際應用
食品專業“儀器分析”課程考核過去常采用理論考試，實驗課基本不作考核，往往導致學生曠課或忽視實驗課的重要性。為此，教師將“儀器分析”的考核分為理論考核和實踐考核，將實驗課和理論課擺到同等重要位置，而且理論課不再以寫論文的形式考核，從而提高學生對實驗課重要性的認識以及實際動手操作能力，達到課程培養目標。
3結語
經過以上對該課程在教學內容、方式和考核方面的改革與實踐探索，初步取得了一定成效。但在實踐中也遇到了一些新的問題，這也是下一步將要改革和探索的內容。
作者:張清安 單位:陜西師范大學
參考文獻：
[1]張曉莉，張清安，申遠.校企合作培養食品工程碩士的實踐與探索[J].安徽農業科學，2015（20）：387-388.
儀器分析課程范文3
1 課程內容的整合
在課程內容選取方面，充分考慮了崗位需求、職業標準、學生實際三方面的具體情況，以 “夠用、實用”為原則[2]，以應用為目的，以培養技能為主，為學生的可持續發展奠定良好的基礎，整個課程內容按照環境監測項目中常用儀器分析方法分成四大模塊，即紫外-可見分光光度法、原子吸收法、電位分析法、氣相色譜法，每個模塊的教學實施均以若干具體的分析測試項目作為訓練單元，項目難度逐級遞增，在每一個項目的過程中滲透基本理論知識的講授，并將滿足社會、個人和職業崗位需求的職業技能設計融入教學當中。表1為紫外-可見分光光度法模塊項目設計的具體情況。
2 授課模式的轉變
改變傳統授課模式，在課程教學中虛擬了一個隸屬某科學研究院的HKL分析測試中心，一直以來對社會承擔各類樣品的化學成分分析和檢測等工作。教師是業務主管，負責新員工招聘培訓和錄用;班級學習委員是業務副主管，負責發放任務資料和收集各團隊提交的報告;班級紀檢委員是人事主管，負責新員工的考勤;學生是應聘者，5-6個人組成一個團隊，每個團隊按照測試中心的組成部門設置崗位，每個成員分別擔任項目負責人，質控人員，分析人員和儀器維護人員，各團隊制定自己的工作制度和崗位職責。每個團隊在業務主管的指導下獨立開展工作，利用四個月試用期的時間完成“目視比色法測定圭塘河中鉻含量”等17個分析項目的方案制定，樣品分析和分析報告。在這期間經過考核前兩名的團隊將被HKL分析測試中心正式錄用，其中表現突出者可聘為項目總負責人。在每個項目的教學過程中，完全模擬真實工作過程，按照制定分析方案――分析準備工作――分析測定工作――編制分析報告四個環節進行教學。
3 多種教學方法手段的綜合運用
3.1 以任務單為依托，充分調動學生課前學習積極性。針對每個項目的具體情況，每堂課前都提前下發任務單，任務單上的問題涵括了該項目所需的基本理論知識、需要討論的知識點、拓展知識，需要學生課前完成并在課前的前一天提交老師批閱。通過這種形式，督促學生在平時能提前預習，并多種途徑查閱資料，鍛煉自主學習的能力。
3.2 以課堂PPT匯報為入口，提高學生文字和口頭表達能力。每個項目都以介紹一個到兩個方面的相關知識，要求各項目小組制作相關PPT材料，并在課堂上選取2個小組進行匯報，鍛煉了學生文字和口頭表達能力，還培養了小組成員間團結協作的精神。
3.3 各種教學方法靈活應用，積極引導學生主動思考問題。改變以往以灌輸為主的教學方式，在課程授課過程中，以學生為課堂的主角，教師主要的任務轉變為引導，通過任務驅動、案例分析、方法討論[3]、集中教學[4]、趣味教學[5]等方法，積極引導學生在項目實施過程中通過自己主動思考，找到問題解決的方案途徑。
3.4 多途徑加強與學生的溝通交流，督促學生學習?；ヂ摼W下成長起來的學生，受到外界干擾比較多，學習的自覺性下降比較明顯，但是互聯網的發展，使得溝通的途徑也比以前多了很多，通過QQ、微信、微博等方式在課下加強與學生的溝通交流，引導學生對課程學習的興趣，及時解決學生學習過程中遇到的問題，使得課堂能延伸到學生平時日常生活中，并且通過世界大學城空間，建立《儀器分析》課程網絡教學資源，使得學生能隨時學習。
4 多元化考核體系的建立
評價是課程的重要組成部分?？茖W的考核評價體系是實現課程目標的重要保障。本課程的考核體系由兩塊組成：一是過程考核;二是終結性考核。
學生總成績=過程性評價分80%+終結性評價分20%
①過程考核的任務是對學生日常學習過程中的態度、表現、操作結果、提問與回答問題情況等進行考核，以測試和非測試的方式以及個人與小組結合的方式進行評價，鼓勵學生與教師共同參與評價，實現評價主體的多元化。
過程性評分=∑模塊考核分×權重
模塊考核分=∑項目考核分/項目數
②終結性考核的目的是檢測學生課程的綜合應用能力，也是反映教學效果、學校辦學質量的重要指標途徑之一，以考查學生課程的綜合應用能力為目標，力爭科學地、全面地考查學生學習后所達到的真實水平。考核方式采取期末理論閉卷考試考核。
儀器分析課程范文4
關鍵詞 環境儀器分析；課程建設；課程實踐
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：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
隨著工業化進程的加快，環境污染已經由點源污染轉向面源污染，由單一的環境介質轉移到大氣、水體、土壤以及生物體等多介質，發生了不少震驚世界的污染事件，如舉世聞名的“公害”事件。20世紀80～90年代，又發生了一些突發性的嚴重公害事件，如印度博帕爾農藥事件和前蘇聯切爾諾貝利核電站泄漏事件等[1]。這些事件無疑給人類的生產生活帶來了巨大影響。隱藏在這些事件背后的環境問題直接或間接的與化學物質有關。究竟哪些是污染物質、有毒物質？這些物質從何而來？其進入環境之后會發生什么變化？可靠的儀器分析技術能為上述系列問題的正確解答提供依據，也能為環境標準的制定和科學研究、環境管理提供技術支持。
1. 課程開設的必要性
在現代分析化學和分析儀器及其功能不斷完善、高靈敏度的新型分析儀器不斷涌現的今天，伴隨著全球環境問題、污染事件頻發，大型分析儀器在污染源解析、污染擴散途徑追蹤、污染與健康關系以及在環境污染治理效率評價、工藝技術路線改進等多領域發揮著越來越重要的作用，先進高效的化學、生物分析手段已成為環境分析科學的重要工具。這些技術手段涵蓋了微量和痕量污染物的識別、污染物形態、價態、結構分析（表面和微區）分析。因此，培養具備先進儀器分析能力是環境教育領域人才培養的重要環節。
同濟大學環境科學與工程學院承擔著國家、省部級重點科研攻關項目，作為科研一線主力群體的研究生都將在導師的指導下，獨立完成某個研究方向上的論文實驗研究。為了使學生能夠順利開展論文研究并提升論文質量，掌握分析方法的基本原理和應用技能十分重要，這也是在研究生學習階段開設環境儀器分析課程的重要原因。
2. 課程建設的特點
“環境儀器分析”是同濟大學環境類專業研究生專業學位課程，始于1999年。伴隨著環境科學研究的需求，經過十多年課程內容和形式的與時俱進，2011年成為同濟大學首批研究生精品課程。本課程重點介紹如何運用現代儀器分析和樣品預處理的理論與技術來鑒別和測定環境介質中化學物質的種類、含量、結構和狀態。通過本課程的學習，可以使學生依據待測環境樣品中各組分的物理、化學性質的不同，選擇合適的儀器分析方法進行目標物的分離與富集，建立起準確的“定性”及“定量”的概念，并掌握與此相關的基本理論、測定原理及實驗技術，為后繼的論文科研和質量提升打好基礎。另一方面，研究生在學習本課程后，可以增強對近代儀器分析的發展趨勢以及新方法、新技術的理解，掌握環境分析方法和技術的研發技能。
（1） 組建教學團隊，豐富教學資源
該課程教學團隊有教師7人，其中教授3人，副教授等年青教師4人，其中實驗教師2人。教師學歷、年齡及學緣結構合理、教學任務分工明確，理論教學與實驗教學人員配備合理，為理論教學和實驗教學的順利開展奠定了堅實的基礎。各位任課教師的研究領域各具特色，兼顧環境領域多學科融合，因此在教學中能夠突出重點。
污染控制與資源化研究國家重點實驗室擁有各種光譜類、色譜類和生物類大型儀器，如GC/MS、HPLC/MS、ICP/MS和實時熒光定量PCR等，并且擁有網絡平臺，可以為學生提供相關課件以及實驗室儀器的操作、維護及實驗講解錄像。實驗教學課程由骨干教師承擔，開設有光譜實驗、色譜實驗和生物實驗，可以滿足教學需求。由研究生可依據今后論文研究方向選擇實驗內容，共享國家重點實驗室的各類分析儀器的豐富資源，實現了學有所用，學有專用。該課程深受學生歡迎，成為論文實驗研究的“預備”課，學生們受益匪淺。
（2） 理論應用相結合
依托同濟大學污染控制與資源化研究國家重點實驗室的豐富資源，該課程的教學按理論授課和實踐相結合的方式進行，更注重分析儀器的基本原理、操作使用要點以及在環境科學研究、環境監測等領域的應用價值。
在學習掌握了相關儀器分析理論后，學生有機會面對分析儀器，訓練操作技能，旨在培養學生掌握儀器基本操作技術和基本實驗技能。通過實踐課程的開展，讓同學親身體驗各種分析儀器的功能，以理論指導實踐，彰顯理論的重要性。動手實踐，也能充分調動學生學習基礎專業知識的積極性，讓學生更有目的地進行理論學習[2-3]。這樣的教學方法，不但減少了學生在學習基礎知識時的盲目感，也大大提高了學習的主動性，對學生的動手能力也是很好的培養。
（3） 尊重自主，注重實效
鑒于學生興趣點的不同以及論文研究的需要，該實驗課程分光譜、色譜和生物分析技術三個模塊供學生自主選擇。這在一定程度下，實現了小班教學，使得每個學生都能接觸操作自己迫切需要使用的儀器。另一方面，尊重學生自主性，有利于學生的學習興趣培養。在大方向區分的基礎上，又進行了小組模式，使得每位同學參與到其中，并且可以互相討論，共享不同途徑捕獲的信息。
通過本課程的學習，使研究生對儀器分析這一領域有較全面的了解，基本掌握儀器分析的各類方法，初步具備根據分析對象選擇合適的分析方法及理解相應問題的能力，從而順利開展科學研究。據研究生反饋，該課程強化了學生的理論基礎知識，提高了學生自主分析設計實驗的能力，并且減少了研究生論文研究中實驗方面的問題。
（4） 撰寫教材重實用
隨著計算機技術的飛速發展，分析儀器的面貌日新月異，儀器的更新周期越來越短，但是目前教材內容的更新遠遠落后于新型儀器的更新速度[4]。為了把最先進的內容和教學科研的需求和特色相結合，我們在自編實驗講義的基礎上，撰寫并于2008年由科學出版社出版了《現代環境分析技術》，并于2013年6月更新出版了《現代環境分析技術》（第2版）。環境分析涉及的分析儀器種類多，面對的環境樣品也十分繁多和復雜。因此，該教材根據我國環境領域的實際需求和應用現狀，重點圍繞環境領域應用范圍廣、理論與技術相對成熟的方法，具體包括四個方面的內容：① 環境樣品分析中常用大型分析儀器的基本原理及其應用；② 環境樣品預處理技術的基本原理及其應用，如高效富集、分離方法等；③ 多種儀器和方法的聯合技術；④ 環境分析技術的發展，包括新理論、新方法和連續自動化技術等。教材編寫過程中注重先進方法的理論性與應用性相結合，科學性、適用性強，更貼近學生的實際需求。
（5） 學習考核多方位
考核是對教師的教學效果和學生的學習效果的檢驗， 而考核方式也起著引導學生改變學習方式的作用，科學的考核方式會推動學生的學習向最佳方向發展[5]。本課程的期終考核成績由平時參與和期末考試兩部分組成。平常參與通過學生課堂表現（隨堂考試、課堂提問）或實驗情況（實驗操作、實驗數據處理等）等各方面綜合評定。針對目前大學課程知識容量大，容易出現滿堂灌，老師又很難及時、準確了解每一個學生對當堂課所授知識點的掌握情況的現狀，我們在隨堂考試中引入了同濟大學自主研發的“智能交互反饋系統”。該系統可以在課堂上即時了解學生對知識點掌握程度，以減輕學生在學期末的考試壓力。期末考試包括基礎理論知識考試和實驗部分考試?；A理論知識考試旨在考查學生對儀器分析基礎理論知識的掌握情況；實驗部分考試重在考查學生掌握儀器操作的能力。這種多元化的考評體系， 更加注重評價學生主動參與的過程、善于思考的能力，可以科學合理、全面公正地反映學生課程學習的真實水平。
3. 結語
針對環境類專業研究生開設的“環境儀器分析”課程，為碩士研究生論文質量的提升打下了堅實的基礎?！皫熧Y隊伍多元化，教學模式多樣化”是課程教學質量提升的根本保證，充分挖掘和利用高校大型儀器實驗平臺，為教學服務，是不斷提高教學質量的重要舉措。
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一定保留：
儀器分析課程范文5
儀器分析是分析化學的重要組成部分,隨著近代儀器分析技術的迅速發展,它在農、林、水科學中的應用與日俱增,是科學研究不可缺少的重要檢測手段。儀器分析是化學類相關專業的專業基礎課,是一門理論與實踐密切結合的課程,儀器分析實驗是學生驗證分析理論、掌握儀器分析應用的重要途徑。教育部《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》的文件(即4號文件)明確指出了“高等學校要重視本科教學的實驗環節”,同時,根據獨立學院培養實用型人才的宗旨,培養和提高學生的實際動手能力成為實踐教學工作中的重要環節。
在儀器分析實驗教學過程中,我們越來越發現實驗內容的設計極為重要。一方面要達到設定的教學目的,使學生對儀器分析的原理和操作有深刻的認識;另一方面要適應各學院現有的儀器設備硬件條件,并且能調動學生的興趣和實驗積極性。因此,有必要根據學校的基本情況對實驗內容的選擇和設計進行深入地研究。
一、現狀分析
儀器分析實驗課程不僅涉及到相關儀器的原理和操作,還涉及有機和無機化學的基礎知識以及實驗室的配置,要最大程度地與儀器分析理論課配合。目前獨立學院的儀器分析實驗課主要以驗證性實驗為主,學生做實驗完全按教材或教師演示進行操作,造成對實驗方案的設計理解不深,對實驗原理理解不夠、對實驗內容印象不深刻,積極性不高。就已經開展的教學工作來看,儀器分析實驗主要存在以下四個方面的問題。
1.學生動手能力較差,實驗積極性不高。應用化學、高分子材料與工程、環境科學等開設儀器分析實驗課程的專業中,學生已經學習過有機化學和無機及分析化學等課程,儀器分析理論課與實驗課通常安排在同一學期學習,這樣的安排是符合循序漸進的教學規律的,但是在具體教學過程中,我們發現以下問題:第一,學生對以往所學的知識遺忘較嚴重,理解不深刻。儀器分析涉及部分有機化學和無機化學的基本知識,如果缺乏這些知識將會造成對儀器分析的原理理解不深刻。第二,缺乏基本的安全防護知識。學生的實驗安全基本常識匱乏,造成師生人身安全及實驗室安全隱患。第三,缺乏對與實驗儀器相關聯的設備的了解。例如計算機和電機等,動手能力參差不齊。
學生是教學中最主要的部分,學生學習的積極性高低在很大程度上決定了教學結果的成敗,以上這些因素導致了學生參與實驗的積極性不高,機械地模仿老師的操作,教學效果不佳。
2.教學資源有限。儀器分析使用的大多屬于大型精密儀器,操作復雜且價格昂貴,這就決定了學校購買的數量有限。例如紅外光譜、原子吸收光譜、氣相色譜和高效液相色譜等儀器,一般獨立學院的實驗中心都只有一臺,教學時學生只能分批分組輪流操作。
對于獨立學院這種新發展起來的教學載體,很多硬件設備都處在逐步完善的過程中,實驗室面積和儀器種類、數量有限,這會影響每個學生獨立操作試驗的時間和空間,影響教學質量。
3.教材針對性差,有使用的局限性。儀器分析和其他普通化學實驗不同,儀器型號多樣且更新換代較快,很難有可供不同學校共同采用的教材。市面上現成的課本是編寫者根據自身環境編寫,有其局限性,在實驗儀器選擇上,不能涵蓋現有儀器,或者書中所列的實驗儀器與各學院采用的不同,可能會導致誤操作;有些實驗的課時安排不符合各學院的教學要求;還有一些教材安排的實驗多為驗證性試驗,由于這類實驗的結果已為學生所知,往往不能引發學生的興趣和求知欲,使課堂氣氛不夠活躍。
為了解決上述問題,各獨立學院通常采取的方法是從不同教材上選取與該院儀器相關的部分,印制零散的講義分發給學生,內容與實際操作不完全配套,而且不能形成完整的體系,不利于學生的學習。
4.教學效果不佳。儀器分析實驗安排通常是以專業班級為單位,這樣的安排對理論知識的教學來說,師資是較為合理的,但是在進行儀器分析實驗教學時,往往顯得不夠。
例如,在電化學分析實驗中,二十多組學生同時開展實驗,教師一方面必須保證學生安全,時刻關注整個實驗室情況,另一方面要指導各組學生進行實驗,對教師而言是嚴峻的考驗。實驗室設備多面積大,使一些學生得不到教師的充分指導。而在原子吸收光譜等實驗中,一臺儀器二十多組學生輪流操作,參與實驗的學生多,每人分配在實驗操作上的時間就較少,有些實驗只有一次動手機會,學生掌握實驗技巧的時間不充分。
二、改進的方法
針對以上所列舉的問題和困難,結合教學經驗,我們從以下四個方面來改進和優化儀器分析實驗課的教學:
1.調整內容,提高學生的積極性。根據各學院的硬件設施,編寫合適的儀器分析實驗講義。多采用探索性試驗,盡量避免驗證性試驗,實驗結果的不確定性會增加學生對實驗過程的興趣。實驗內容的選取貼近生活,如牙膏中氟離子濃度的測定、“雪碧”中苯甲酸的測定、飲料中咖啡因的測定等,引導學生將所學知識應用到生活和實踐中去,培養成就感。
以氣相色譜為例,該實驗是科研、生產、檢驗等領域常用的儀器分析方法,實驗內容貼近生產實際情況,要求學生掌握色譜圖的分析方法,并根據實際情況調整試驗參數的設置,條件允許的話從色譜柱的填充這一基本步驟開始。每位同學必須自己動手操作,而不是像以前一樣僅僅觀看教師演示。
2.增加設計性實驗,提高實踐能力。在實驗內容上,除了常規的儀器分析實驗,還安排兩到三次設計性實驗。教育部高教司的關于《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》(試行)對設計性實驗有明確的定義:設計性實驗是指給定實驗目的要求和實驗條件,由學生自行設計實驗方案并加以完成的實驗。賈素云等人認為在設計性實驗中,教師給出的“實驗目的與要求”要符合學科的培養目標,實驗室提供必需的儀器與藥品,由學生自擬實驗方案并獨立自主完成實驗的全過程。
在設計性實驗的講義里,只提出了實驗目的與要求,其他步驟都要求學生根據掌握的知識進行設計,對學生運用知識解決實際問題的能力有較高的要求。可設計提示性的問題幫助學生理清思路,然后由學生獨立完成實驗全過程。教師可根據教學情況自由選擇,讓學生兩人一組設計實驗步驟。學生設計實驗步驟,必須深入了解實驗目的,掌握實驗涉及的藥品和試劑以及儀器的物性和安全常識,理解實驗步驟背后的理論意義,比照書本操作要求更深入地了解,這避免了以往學生機械模仿老師操作的模式,加深其對實驗過程的理解記憶。
開設必修實驗和選做實驗兩類,將會使學生在強化基本操作技能的基礎上有綜合性較強的訓練,有普通儀器操作,也能接觸到一些先進的科學儀器和方法,以開拓眼界,擴大知識面。教師可在教學過程中對各個實驗有不同的級別要求,以適應不同專業的需求。
3.改進教學方法,讓學生有機會動手操作。改變教學方法,引導學生獨立思考,培養學生獨立學習和工作能力。遵循實驗教學和人才培養規律,學生實驗能力的培養要循序漸進,逐步放手,逐步加強和深化。多引進生產實際案例,充分調動學生學習的積極性和主動性,以利于學生能力的培養。
每次實驗前的理論課都在幻燈片上以圖片的形式介紹實驗儀器的基本組成和試驗流程。布置學生預習實驗,完成思考題?？紤]儀器數量和實驗室面積,可采用雙實驗雙教師同時進行的教學方法。將學生劃分為兩部分,每部分學生做一個實驗,每個實驗一個指導老師,然后交換。這樣提高了設備的利用率,使學生有更加充分的動手時間,每個學生都有機會動手,投入到實驗中來。
4.改進實驗室管理。建議與實驗中心的老師配合,課余時間向學生開放實驗室。集中組織有興趣的學生在課余時間進入實驗室,在教師監管下進行實驗,這既可以作為課堂實驗的補充,又可以擴展到課堂之外的內容。
三、實驗內容設計的特點
各獨立學院應結合專業特點和現有儀器設備,以及學生的教學和實訓情況,選擇合適的實驗內容,編寫適用于本校的實驗講義?？蓪⑷繉嶒灧譃楸刈鰧嶒灪驮O計性選做實驗兩部分。必做實驗內容包括電化學分析、紅外光譜分析、氣相色譜和液相色譜等多個專業試驗,要求學生親自動手操作各種大型儀器,解決實際問題,其實驗內容在社會上有著極為廣泛的應用;設計性選做實驗由師生根據教學情況自由選擇,是學生在掌握儀器分析原理和設備操作基本技能的基礎上對理論和實踐知識的綜合運用。
講義的主要特點是針對性強。國內現有的實驗教材,每個實驗針對特定的儀器,對實驗條件的設置、參數的確定有固定的要求。目前分析儀器發展迅速,種類和型號多樣,該講義應針對各校所購買的特定儀器,可直接用于以后的儀器分析實驗教學工作。
另外,在實驗的設計上要突出強調學生的實際動手能力,要求實驗內容貼近實際生產生活,一方面調動學生的學習積極性,充分發揮學生的自主學習性,另一方面培養的學生在社會上有更廣闊的就業空間,滿足社會對動手能力強的人才的需求。
總之,儀器分析實驗在獨立學院化學類相關專業的實驗教學體系中有著重要的地位。隨著實驗室的建設和發展,各獨立學院將購買更多儀器設備,在今后的教學過程中,教師應根據教學要求和硬件條件的變化,不斷完善儀器分析實驗內容,教學內容的編排始終以調動學生的學習積極性、充分發揮學生的自主學習為目標,根據社會對人才的需求,強調學生的動手能力及解決實際問題的能力。
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儀器分析課程范文6
【關鍵詞】儀器分析；教學改革；探索
0 引言
分析化學是高等院校化工專業及其相關專業的化學課程之一，包括化學分析和儀器分析兩部分[1]?；瘜W分析歷史悠久，是分析化學的基礎，又稱為經典分析?；瘜W分析是絕對定量的，根據樣品的量、反應產物的量或所消耗試劑的量及反應的化學計量關系，通過計算得待測組分的量。儀器分析是指采用比較復雜或特殊的儀器設備，通過測量物質的某些物理或物理化學性質的參數及其變化來獲取物質的化學組成、成分含量及化學結構等信息的一類方法。儀器分析學科的出現推動了化學學科的快速發展[2]。儀器分析課程是我院化工專業的專業課程。儀器分析方法匯集了化學、物理學、儀表電子學、數學和計算機科學等學科的最新成就，已由單純提供分析測試數據上升到從原始的分析測試數據或現場分析測試信號中最大限度地獲取有價值的靜態和動態物質信息，以解決自然科學各個研究領域中的關鍵問題，它已成為自然科學研究領域中物質的信息科學。學好這門課程是培養應用型人才的基石[3-4]，該課程的教學需要不斷進行探索與討論。如何合理安排儀器分析課程內容，既讓學生打下堅實的理論基礎，又能培養學生的實踐能力，同時激發他們的學習興趣，成為儀器分析教學的重要目標。
1 《儀器分析》課程的特點及現狀
結合我院實際，總結儀器分析課程教學中存在的一些問題。（1）儀器分析這門課程的理論性和實用性都很強，發展速度很快，各種儀器不斷地更新換代，內容紛繁復雜，涉及相關學科較多，如物理學、物理化學、化學、計算機技術和電子技術等。（2）我院是獨立學院，大部分學生基礎知識相對薄弱，或者偏課，學習的主動性和積極性相對較差，而儀器分析課程涉及的知識面廣，難度大，因此學生難以掌握，進而失去學習興趣，形成一定被動性。（3）理論學時少，僅40學時，而要完成的教學任務較多。（4）所講的都是大型的精密分析儀器，價格昂貴，對工作條件和環境要求高，不能隨意搬動和拆卸，所以在講儀器組成結構及工作原理部分時候只能紙上談兵。（5）講課課件內容多來源于教材，課外拓展少。
針對我院儀器分析課程教學存在以上問題，儀器分析課程教學亟需改革。
2 儀器分析理論教學探討
2.1 選擇合適的教材
針對化工專業，需在教學內容上突出專業性實用性和科學性，達到優化組合首先，教材的選擇至關重要，結合我院實際，根據學生層次培養目標及社會需要，選用了劉志廣等編寫大連理工出版社出版的儀器分析教材。該教材為高等學校理工科化學化工類規劃教材，國家工科基礎化學課程基地規劃教材，同時也為國家精品課程教材，已經使用5年以上，內容的難度和深度基本符合我院化工專業的基本需要。
2.2 通過化學史激發學生的求知欲和學習熱情
由于我院學生為獨立院校的學生，學習的主動性和積極性相對較差，而儀器分析課程涉及的知識面廣，難度大，因此學生難以掌握，久而久之對該門課程的學習會失去興趣。所以，在教學過程中中適當地講一些化學史，學生們聽后感覺很有趣，從而激發他們的學習熱情。另外，化學史對學生知識的掌握、科學態度的培養、科學世界觀的形成等，也具有重要的作用。在儀器分析發展的每個階段，都需要科學家付出艱辛的汗水。每種分析儀器和儀器分析方法的背后，都蘊涵著一段真實的故事。我們在講授課程時，適當地插入一些短小有趣的儀器分析發展史實的小故事，能極大地引起學生的學習興趣，調動他們學習的積極性。在科學發現的道路上，很多科學家做了大量艱苦卓絕的探索工作，取得了令人矚目的成就，在課程講授過程中，適當地講述一些科學家追求科學真理、獻身科學事業的事跡，對培養學生嚴謹的科學態度和高尚情操具有積極的意義。
2.3 適當調整教學內容，突出重點
針對我院儀器分析教學中存在理論學時少，僅40學時，而要完成的教學任務較多，在教學中適當調整教學內容，突出重點。儀器分析內容繁雜，新儀器設備及分析方法不斷更新，在教學中，要結合專業實際，將重點放在生產、科研、教學活動中應用廣普及率高實用性強的章節中。例如，色譜分析法中應用比較多的是氣相色譜與質譜的連用；光譜分析法，重點介紹紫外、紅外、熒光、原子吸收、原子發射等分析法；電分析化學中重點介紹電位分析法和伏安分析法，在伏安分析法中重點介紹循環伏安法。另外，在介紹每類分析方法的時候，將定性定量分析及儀器的使用作為重點。這樣使學生抓住重點，學習起來比較輕松，也為今后工作奠定基礎。
2.4 針對課程特點，調整授課方式，突出邏輯性和科學性
所講的都是大型的精密分析儀器，價格昂貴，對工作條件和環境要求高，不能隨意搬動和拆卸，所以在講儀器組成結構及工作原理部分時候只能紙上談兵。
針對大型的精密分析儀器，價格昂貴，對工作條件和環境要求高，不能隨意搬動和拆卸，從而使課程內容較抽象，教師在授課過程中從基本原理、儀器結構、分析方法和方法應用四個方面進行講解，使得學生在學習過程中能夠把握住一條主線。在講每一大類分析方法時，如色譜分析法中的氣相和液相，抓住共性重點闡述。光譜分析法中分子光譜法與原子光譜法，利用對比，歸納不同點。通過比較、總結的方法，這樣學生對復雜問題的學習覺得輕松多了，也提高了教學效果。
2.5 調整課件內容，適當補充課外拓展
由于使用的教材為劉志廣等編寫大連理工出版社出版的儀器分析教材，在講課過程中使用了相應的配套課件。課件內容比較全面，有些圖片、視頻也很好的將內容講授給學生，但是文字敘述較多，而且內容很多都是教材上的，這樣學生看到多媒體課件，沒有新鮮感，覺得拓展內容太少，課程內容上沒有深度和廣度，達不到大學生對知識的需求。所以，需要對教學內容做適當的調整，在保持重點內容的前提下，拓展一些相關儀器分析方法前沿的知識，開拓學生的眼界，同時也提高他們學習的熱情和積極性。
3 結語
儀器分析教學改革，是一項長期而艱巨的工作。本文結合我院儀器分析課程講授中存在的一些問題進行探索，包括教材選擇、教學內容、教學方式。希望通過以上措施，提高了學習興趣和熱情，培養學生運用分析化學的知識解決分析化學問題的能力。
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