仪器分析论文篇1

1.2课程内容设置

同课程名称一样，课程设置也要体现“雅俗共赏”的特点，根据江汉大学对公共选修课课的学时要求安排课程内容。一共24个学时，课程分为六章，每章4个学时分为两个小节，每个小节2个学时，每次课两个学时，共上12次课。每一章固定由一个老师负责讲授，一共有六个老师参与到本课程中。每一章讲述一类食品安全问题，第一节课介绍该类食品中存在的安全隐患，怎样去挑选相对安全的食品，以及国家和地方政府在此类食品安全中所做的工作及一些法律规定。第二节通过一个典型的简单的食品分析实验，让学生了解常用的食品安全分析方面的仪器设备，以及这些仪器设备的构造原理，扩大知识面和专业视野。每一章的实验所用的分析仪器都是不一样的，这些仪器都是食品安全分析工作中经常用到的设备，包括原子吸收光谱仪，离子色谱仪，液相色谱仪，气相色谱仪，气相色谱-质谱联用仪和紫外可见分光光度计等。

2新颖的授课形式和灵活的考核方式

传统的公共选修课的授课形式是大班大教室教师讲台授课，本来公共选修课就是学生自由选择的，与本专业联系不大的。很多学生是抱着“混学分”的态度来上选修课，如果教师还是墨守陈规，照本选课，只做简单的理论阐述，这样只会使原本就被大多数人认为“非主流”的选修课更加边缘化。所以，授课形式也应该是教学改革的一部分，新颖灵活的教学方式会给好的教学内容锦上添花，多元化的考评方式可以加强教学效果，巩固学生前期所学的知识。

2.1实验室授课

选修课是学校整个课程体系的一个重要组成部分，同时又具有相对的独立性，从课程设置到教学内容和方法均可以不受原课程体系的约束，这样，我们就有相当大的灵活性和选择进行教学改革探索。首先，授课地点选在江汉大学分析测试中心的仪器分析实验室，而不是传统的教室。上课形式采用讲座问答和小实验的形式进行，与传统的公选课相较教学形式和内容有很大的改变。

2.2多种选择的考核方式

本课程主要是对学生在食品安全及分析测试技术方面进行科普性教育，要求学生对课程内容掌握的程度为了解，知道，不宜采用普通的试卷考试的考评方式，因此采用学生写报告和小论文的方式来考核。内容有三种可以选择：(1)某类食品中存在的安全隐患及对策；(2)某种分析仪器的原理结构和应用；(3)本课程的学习感受。这样的考核方式可以调动学生的兴趣和主观能动性以及独立思考问题的能力。最后可以开一个报告会，抽十几个同学把自己的报告或者小论成PPT,和大家一起交流心得体会。

3选课情况

本课程在2013年10月初向教务处申请，通过学习学术委员会的评定，同意开设，参加11月份在学校网络上的选课程序。11月26号选课结果出来，一共有99人选了本课程(选课人数低于40人的课程不得开设)。因本课程是在实验室开设，所以对选课人数做了限制，限制为50人，通过选课的时间顺序确定前50名同学。这50名同学中，只有18个同学是理工专业的，其中只有4个同学是化学专业的学生，其他的都是文科甚至还有音乐和体育专业的学生。这样看来，文科的学生对于理科内容还是充满了好奇和求知欲望。这样也给我们这个课程的上课团队带来了压力，以前针对本专业的学生上课要讲透讲深，现在面对大多数的文科学生，怎样把课程讲的浅显易懂，生动有趣是我们接下来要仔细研究应对的目标。

4结语

本课程是基于江汉大学分析测试中心的分析仪器以及所从事的食品分析方面的研究所设计的。表面上看是比较专业的仪器分析实验教学，但是从选课情况来看，却收到了文科学生的普遍欢迎和喜爱，说明文科学生对理科专业知识也是比较感兴趣的。对于推进文理渗透、文理结合，培养复合型人才的培养目标提供了一个新颖的范本和参考。

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一、根据不同专业，精心安排教学内容，突出重点

本科教育和专科教育不同，本科学生基础好，时间充裕，要求理论基础扎实。而专科生入学时的基础要差一点，在理解接受能力方面和安排的课程学习时间方面都不如本科，侧重点也不同。在大专课程的理论教学中要坚持理论“够用”就行原则，避免过多的纯理论灌输，教学重点应围绕对基本原理的理解以及基本原理结论的应用来进行，让学生对结论的适用对象、应用条件、应用范围有较为透彻的理解就可以了。

另外，仪器分析中有许多种分析方法，每种分析方法在不同专业中的应用不同，在对这些方法的教学时，不同的专业侧重点应不同。

二、精心组织好教学内容，优化教学过程

在教学中，一个优化了的教学过程包括两个方面：一方面是教学方法的合理表达，另一方面是精美的教学内容组织，两者相得益彰。对于前者，人们很重视，对这些方面的研究也比较多，归纳出了许多有效的教学方法，如课前回顾与课终小结、对照比较、启发式提问、讲授与讨论结合等。而对于后者，研究见报道的却很少。在这里，笔者主要是从另一个角度——教学内容的精心组织上进行探讨。通过几年来的教学尝试发现，教学内容组织的好坏直接影响到教学效果。组织内容的形式有多种多样，但在仪器分析教学中通用并且教学效果较好的，还是按人们的普遍思维规律（即一般到个别再到一般）来组织教学内容效果最好。按这种思路组织的教学内容符合人们的普遍思维模式，易于为大多数人接受，因而教学效果好，很值得提倡。

三、在教学中充分利用好多媒体进行教学

要想上好一节多媒体课，课前对课件的精心准备是很重要的。在制作课件时，为确保课件的质量，我们一定要坚持如下原则：每张幻灯片中的教学内容不能太多，文字叙述尽量少而精，凡是能用图表代替的宜尽量用图表表示，幻灯片使用的颜色不宜太多。在此基础上，再考虑教学内容安排，先讲什么，接着讲什么，内容的主题性是否明确，每个问题要从哪些方面讲才讲得清楚，内容之间逻辑关系是否强，上课时如何表达，等等。主题性强，一个问题一个问题讲清楚，学生学得明白，易抓住重点，学生学习的信心自然增强，学习激情也就自然高涨。内容之间逻辑性强，便于老师课堂表达的流畅性和确保学生思维的连贯性，能避免学生因思维的跳跃而引起的迷惑，便于学生理解和接受。有时出于教学的需要，还可借助flash技术制作一些小动画，或从网络上下载一些资源，把多媒体教学的优势充分发挥出来。

此外，要上好一节多媒体课，教师的教学方式方法也很重要。在教学中，老师的课堂教学语言要锤炼，力求准确、鲜明、生动；声音要抑扬顿挫，不要始终高音，学生会听得很累，也不要一味的低音，后面的学生可能听不清楚；不能照着幻灯片念而忽视与学生之间的交流；展现一张新幻灯片时，应稍作停顿，让学生有足够的时间浏览，使可视信息与教师的教学思路和学生的学习过程同步起来，等等。这些是一些细节，但细节中饱含着教学规律，只有遵循教学规律，才能实现教与学的和谐效果，才能真正发挥好多媒体的作用。

四、在教学中引入仿真教学手段

因为仪器设备昂贵及每次实验耗材开销大，目前许多国内高校普遍存在仪器缺乏，实践经验丰富的教学人员匮乏，这必然给仪器分析课程的教学工作增大了难度。如何才能改变这种两难的状况呢？借助计算机技术，通过计算机模拟，把仿真教学手段引入仪器分析教学中是当前最经济和最有实效的一种教学手段，值得借鉴和推广。

当然，利用计算机进行仪器操作模拟不是件很容易的事情。计算机水平高的可进行这方面软件开发，很有市场前景。对大多数计算机水平低的，可借助别人的科研成果为自己的教学服务。国外有许多公司或机构在这些方面做了许多卓有成效的工作，很值得借鉴和利用。如ChemSW软件公司推出了ChemicalTrainingSeries教学辅助课件：给出了化学电池结构，模拟了电化学操作过程，以及电子流向，使得高深的教学内容直观化、形象化、生动化了。

笔者在教学中曾利用美国马里兰大学分析化学系开发的SimulationofUV-Vis.Photometer课件进行了这方面的尝试，教学效果很好，很受学生欢迎。

五、重视实验操作，同时也要重视操作所涉及的理论知识

长期的实践证明，仪器分析实验结果的误差，往往至少有百分之三十到百分之六十是因为操作者不正确的实验准备、不规范的基本操作引起的，而并非一定是仪器操作不当引起。因此，仪器分析既然是一门实践性很强的学科，当然要重视实验课的教学，特别是基础操作的规范性训练。但是，我们同时也要重视操作所涉及的理论知识，要让学生“干得明白”，知其然知其所以然。这样的操作训练才能使学生感到心中有数，有利于学生牢固掌握操作步骤，提高操作的准确性。例如，在学习紫外分光光度计的使用时，除了帮助学生对朗伯比尔定律有透彻的理解外，还要讲清楚每步操作的目的和意义。如对测样品前的“开盖调零，闭盖调百”操作，就要讲明这样操作的目的是对仪器进行校正。可就势提问“为什么这么操作起到校正仪器的目的呢？”让同学们讨论，学生回答不出老师再作解释。另外，老师还要讲清楚吸光度和透光率的关系，测样品浓度时为什么要选择最大吸收波长作为入射光波长等。经过这样的讲解，理论知识和实践才会融会贯通，学生掌握的操作技能才能准确、牢靠。

总之，仪器分析内容丰富，涉及的仪器分析方法较多，而安排的教学课时量偏少，如何在这样偏少的教学时间内圆满完成教学任务，还需要我们的努力探索与不断实践。

参考文献：

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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。

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(2)Flash仿真实验采用MacromediaFlash8.0制作。这些仿真实验高度模拟了现实中的实验，能够提供形象逼真的实验仪器，生动地模拟实验操作过程;学生可以改变仿真实验的各种条件，得到和真实实验完全一致的结果;仿真实验通过网络强大的服务功能，不受时间、空间及器材的限制，可在线反复实验，探究实验原理，让学生随时随地的学习。

(3)3D动画采用3DStudioMax软件创建制作。我们以3D技术构造虚拟场景，进行系列3D课件的开发。设计制作了形象生动的3D动画，把书本上难以讲授的仪器结构和分析原理等生动立体地展现在学生面前，使学生身临其境，达到良好的教学效果。如在微腔传感器表面的生物分子检测的3D课件中，利用3D建模技术，全方位观察分子之间的相互作用，使教学过程形象化，让学生建立起一个全新的理念;在IgG分子在光学传感器表面的固定和识别的3D课件中，实现了光学传感仪器的虚拟建模和固定识别仿真，将整个分析测试过程可视化，动态化;在质谱仪的3D课件中，精确控制的仪器三维模型外观，栩栩如生的立体动画效果，形象地演示了质谱的仪器结构和工作原理。

(4)动态公式采用Geogebra软件制作。仪器分析课程公式多而复杂，学生不愿死记硬背。Geogebra是基于Java的软件，具有跨平台的特点。基于Geogebra软件制作的动态公式可以很方便地实现网页中方程函数的控制，从而产生具有生动画面的页面。如在二次谐波交流伏安方程和VanDeemter方程的课件中，学生只要移动滑块就可以调节公式中各个参数值，可以很直观的得到公式函数变化的图形，有助于学生深刻理解公式里各参数的意义。采用Geogebra软件制作的动态公式，趣味性强，化抽象为形象，将公式里面死板的字母组合变成了生动的图像。

(5)设计了针对重要原理教学的Java程序。基于Java的教学程序具有良好的交互性和平立性，成为开发网络课件的理想工具;这些程序不需要任何插件，下载到本地即可运行。如在光电转换和傅立叶变换Java程序中，学生改变程序中的各种参数，可以观察到基本原理是如何运用到不同的具体情况，有助于深入掌握这些基本原理。网站还设计了一些寓教于乐的Java小游戏，学生们很感兴趣。这些多媒体动画的教学效果是传统教学无法达到的，使学生不仅容易学，而且喜欢学。移动课堂的实现。移动多媒体具有传统多媒体的所有功能，可以出色的完成多媒体教学任务，与此同时，移动多媒体的便携性、易用性和可扩展性又决定了它比传统多媒体具有更广泛的应用空间［5］。随着移动互联网的快速发展，为了可以使学生通过Wap手机登录网站进行学习，我们精心制作了专门的WAP访问页面，真正做到课堂上下内外随时随地的学习。学生还可以通过微博和RSS订阅来及时跟踪网站的最新学习内容。

学生可以随时随地的学习，不受时间、空间限制，成为真正的掌上移动课堂。互动交流功能的实现。与一般教学网站不同的是，本网站将在线答疑、投票系统、学习反馈和评分功能等整合到每一个教学单元中。学生学习完任一单元后，都可以就本单元和老师、同学实现互动交流，还可以通过投票系统和评分功能将学习效果及时反馈给老师，真正做到了实时的全方位互动。

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2．1优化授课内容，突出教学重点尽管现代仪器分析的方法多种多样，仪器种类多、更新快，但不少的分析方法和实验仪器有着相似的原理与特点。为了更好的讲解，在教学的过程中可以将现代仪器分析课程的内容分为电化学分析法、色谱法、光学分析法、热分析法、核磁共振波谱法及质谱法等几大系统。在各大系统的讲解过程中又可分为:发展历程、基本原理、仪器结构、操作流程和注意事项，以及实际应用这五大模块。将每个系统分模块教育的过程中，不仅能使学生各个击破知识点，又能在这五个模块中，侧重地介绍原理和实践应用这两大模块［4］。还可采用比较法的教学方法，以比较为出发点，将原理和应用等一并讲授，使知识层次分明，条理清楚，学生感到主线清楚，更容易理解，起到事半功倍的效果。随着不同类型分析方法的学习和同类分析方法学习的深入，再结合理论与实践、原理与仪器的融合，让学生从中学会举一反三、触类旁通。

2．2推进实验改革，提高动手能力现代仪器分析所涉及的仪器都有数量少和造价高的特点，而且随着科技信息化与智能化的发展，现代仪器改革与更新迅速。针对这些情况，在课堂的教学过程中应采取相应措施:百闻不如一见，无论在课堂上实验仪器讲解的原理多么详细、操作流程如何清晰，也没有亲自动手完成整个行程来得实际。因此，尽本校所有资源的最大利用率来满足教学，在理论课程外组织学生分小组进入实验室，有时即使不能每人都动手操作，也可以通过实地观摩或者老师的操作来深刻地认识和了解本仪器的知识。对于本校没有的现代大型仪器，可以结合多媒体的方式代替传统的书面教学。换句话讲，应用幻灯片将仪器的操作流程做成视频，学生在学习观看的过程中犹如身临其境，达到置身在整个仪器操作过程中的目的。在课程教学过程中，对那些更新迅速，处在世界前沿的大型仪器，教师可以利用一些图片来做简单地介绍，使研究生了解前沿知识的同时跟上时代的步伐。

2．3重视数据分析，促进学以致用众所周知，现代仪器分析是应用大型分析仪器做检测，有时并不能直接得出所需的结果。这就需要借助特定的软件来对数据进行系统化的处理，得出直观的表格和图画，以便形象地分析实验结果。例如应用核磁共振波谱法获得有关化合物分子结构时，采用脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪(FT－NMR)，这一实验在几分钟内即可完成。但所得实验数据并不能直接用于分析化合物分子结构，首先需要应用Nuts软件，将实验所得到的原始数据转换成NMR谱图，再通过这个谱图直观地分析出化合物分子结构的信息。除此之外，像Origin软件常常用于将表格转化成图表，使数据的增幅走势比较直观。尤其粉末多晶衍射仪和X－射线单晶衍射仪所涉及的解晶体软件更是多种多样。由此可见，将现代仪器分析课程所学的知识应用到现实科研工作中，所需要掌握的学问领域很广。一方面，将原始数据转换成直观数据的工作范畴，需要多种多样的软件和计算机知识作支撑。故在学校有条件的情况下，应尽可能开设与现代仪器分析相配套的化工软件课程，利于学生今后对所学内容的学以致用。另一方面，现代仪器分析课程教学过程中，尽可能将直观数据分析纳入重点，达到能从中分析出自己所需的信息，或者找出与预测结果相悖的原因。

2．4结合成功案例，增强学习兴趣结合当代成功案例以及自己的科研案例，教师在课堂上通过选择其中典型案例进行解剖分析，并组织研究生有针对地进行研究讨论，进而引导他们从个别到一般，从具体到抽象，在实际案例中循序渐进地去理解和掌握现代仪器分析方法的原理与试验结果的分析等。另外，仪器分析是应用性学科，或者说是科研过程中的一种工具手段，与生产实践以及生活紧密联系。在传授课程内容时，教师可以适时地引入当时社会的热点事件。比如当年三聚氰胺奶粉相关的知识:奶粉质量检测指标之一的蛋白质含量测量;通过“凯氏定氮法”测量蛋白质的含量，以测定含氮量来估算蛋白质的含量;现代仪器分析的多种分析方法综合应用，来推测出三聚氰胺的化学式以及含氮量。针对地沟油的分析学习，也涉及到很多仪器分析法。

2．5用多媒体教学，使内容形象化针对现代仪器分析理论教学内容上抽象、繁琐的特点，结合多媒体技术，在授课的PPT中通过添加大量新型仪器的原理剖视图和模拟视频的展示，使学生对相关的仪器有较为形象直观的认识了解。这种方式不仅可以吸引学生，新型仪器原理剖视图的展示让学生对分析方法的原理产生深刻认识，他们还能从模拟视频中获得操作流程的知识，学习和掌握后达到学以致用的目的。总之，运用多媒体教学技术，对理论内容和仪器操作进行动态的、交互式的学习，以直观立体的授课方式提高学生的学习积极性。

2．6创建网络平台，加强师生互动信息化、网络化纷呈的21世纪，大学教师应该紧跟时代的潮流，顺应当今社会的发展，学会将这些高科技的网络化成果应用在自己的实践教学中来。比如QQ软件、微博、小木虫和其他聊天软件，不仅教师与学生共聚一堂各抒己见来延长课堂上的宝贵时间，还能讨论学术知识和求助科研中遇到的问题。另外，从另一层次来看也打破一届为师的局面，即促进各届学生间交流，在长期的交流与互动过程中建立和谐的师生关系。因此要积极探索拓宽师生交往的渠道与方式，从制度上保证师生有一定的交往频率，使师生的思想在交往中交流、碰撞和整合。

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为了适应我国的急需，信息产业部电子第41研究所已成功研制成高水平的矢量网络分析仪，该仪器的突出特点主要有以下几个方面：

1.工作频带宽，一次扫描即可完成45MHz～40GHz全频段幅频特性和相频特性的测量。

2.测量精度高，由于采用误差修正技术，大大减小了系统误差对测量结果的影响，即使采用非理想的硬件电路，也能获得高精度测量。

3.大动态范围，由于矢量网络分析仪采用高灵敏度幅相接收机技术和数字信号处理技术，提高了小信号测试灵敏度，拓展了测试动态范围。

4.高速实时测试，由于采用了嵌入式高速计算机技术，将测量校准、测量控制、误差修正、显示控制等过程程序化、软件化，提高了自动化程度和测试速度，使实时测量成为可能。

信息产业部电子第41研究所，经过多年的艰苦努力，该所研制的矢量网络分析仪已实现系列化和家庭化，有十多个型号可供用户选择，包括同轴和波导校准件在内的测试附件齐全，配套性强，能够满足不同层次用户的测试要求，其频率范围可在0.0003～110GHz内选用。

国产矢量网络分析仪的研制成功，使我国矢量网络分析仪的设计和制造水平跨入了世界先进行列，成为继美国之后世界上第二个掌握此项技术的国家，产品的技术水平和品种可以与国外同类产品相比，同时通过对矢量网络分析仪的研制，掌握了多种以矢量网络分析仪为核心的自动测量技术和自动测试系统。

二、掌握了调制域测试技术，研制成功调制域分析仪

调制域测试技术是二十世纪末出现的一个新的测试技术领域，它与过去我们熟知的时域测试、频域测试成为目前的“三域”测试技术。时域测试是测量输入信号随时间而变化的信号值，是信号幅度与时间的关系。频域测试是测量输入信号随频率而变化的信号值，是信号幅度与频率的关系。调制域测试是测量输入信号随时间而变化的频率值，所产生的显示图形代表信号的调制域，是信号的频率值与时间的关系。调制域测试技术是一门新兴的非常重要的而技术难度又非常大的测试技术，这主要取决于科学技术和电子装备的飞速发展。大家知道，过去大多数电子信息传送的是幅度变化信息，现在转向传送数字信息以后，信息越来越多地作为数字脉冲之间的定时或相位关系的方式传送出去，单单使用示波器或频谱仪这类的以幅度为基础的仪器，就不能满足表征这些数字信号需要了。于是提出了相位数字化新方法。这种方法非常适合测量定时信号、相位编码信号或频率编码信号。调制域测试技术的出现，必将对众多的测试问题做出新贡献。事实已经证明，调制域分析技术，在越来越多的应用领域成为一种不可或缺的测试技术，尤其是在军事电子测试领域更有其重要的意义。

譬如，随着综合业数字网和同步光纤网络等新的数字通信技术进入主流电话系统，其高速传输速率应用传统的测试手段已经不能精确地测量传输信号；再有通信传输中晃动的精确测量，是传输中至关重要的一个问题。由于调制域分析技术可以进行二百万次/秒，64000次背对背的频率测量，因而它是当今唯一能直接显示随时间而变化的晃动技术；再有，调制域分析技术在军事上具有其独特的应用，由于它可以测量、分析迅速变化的频率、时间间隔或相位关系函数，因此调制域分析技术可对这种信号进行调谐，以达到电子装备的最佳性能，以雷达而言，可以消除其盲点，减少目标运动的负效应，改善雷达系统的作用距离和分辨率。此外，调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。总之，调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。

南京新联电子设备有限公司已经研制成10Hz～2.5GHz的调制域分析仪，达到国外同类产品的水平，填补了国内空白，为我国跳频领域的电子设备和军事装备提供了低于国外价格1/3～1/2的测试手段。为了更好地满足测试需要，下一步将继续研制更高频率的调制域分析仪。

三、VXI总线技术取得重大进展

VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。它首先出现于美国，应用于美国空军电子测量仪器。VXI总线将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的标准，这种模块式仪器平台可以满足未来仪器应用的需要，使电子测量仪器和系统步入一个新的发展时期。VXI总线是一个新的行业标准接口母线，是一种完全开放的、适应多厂家仪器产品（模块、插卡式）的行业标准。这个标准的推出有三个原因：一是适应技术发展的要求，二是多厂家的仪器缺乏互联性，三是军方的需要，而且这是最重要的一个方面。军方需求什么？一是军用电子测量仪器战争现场所强调的便携性，VXI可以大大减小设备的体积和重量；二是大大提高测试速度，VXI比GPIB的速度可提高40倍；三是测试系统的适应性、灵活性大为提高；四是价格适中；五是有利于充分发挥计算机的作用。

这个新的总线标准，在美国应用之后，我国各界都非常欣赏，研究者众多。我国经过几年的探索，已经取得了较大的进展，在若干方面实现了具体的应用。如成都电子科技大学测试技术及仪器研究所CAD研究室研制的VXI总线测试软件平台是我国VXI测试技术的重大突破，其主要技术指标：1.硬件环境：内嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI转换器；有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口，还有打印机和UPS等其它必要外设。2.软件环境：Windows98操作系统；支持标准模块驱动器（VISA32）。3.软件特性：可编辑的图形化编程环境；可自定义的虚拟面板；丰富的数据处理函数；开放的外部程序接口；同时管理VXI、GPIB、1553B、RS232仪器和模块；方便使用的帮助系统。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。

四、电子测试仪器向毫米波推进

众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展，特别是在军事方面，其发展更为迅速。预计未来电子战系统的信号环境将达100～200万个脉冲/秒，装备系统可能要执行几十亿条指令，目前集成电路的处理能力还不能满足军用电子设备的要求，这将影响新一代电子战系统的作战能力，为此必须发展超高速集成电路（VHSIC）。于是集成电路的测试将从几十万门/芯片升至几百万门/芯片，其测试难度相应地大幅度增加。鉴于“现代战争的胜利属于能驾驭电磁频谱的一方”，因此从80年代起，美、苏等国就将毫米波技术纳入新式武器装备研制计划。由于微波/毫米波单片集成电路（MIMIC）能够在一个基片上制作出宽带接收机或宽带功率组件，从而能做出重量小于25磅，体积小于90立方英寸，能随1000g冲击加速度的小型宽带灵巧的投掷式干扰机和多倍频程相控阵干扰单元。但是从若干年的研究看，测试技术已成为制约MIMIC进一步发展和提高的瓶颈。因此近几年我们电子仪器重视向毫米波发展。

信息产业部电子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S参数测试装置及校准件，与主机一起可以进行三毫米波段的幅度和相位精确量；频谱仪的毫米波扩频模块与该所研制的高性能频谱分析仪一起组成系统可实现9kHz～110GHz频段的频谱分析；毫米波功率计探头系列与主机一起实现了微波/毫米波功率的直接测量。南京新联电子设备有限公司研制完成的EE3395型毫米波频率计数器，其频率测量范围达10Hz～110GHz，该产品可广泛用于毫米波电子对抗系统、卫星通信设备、高精度雷达及射电天文等领域。

五、通信测量仪器达到高技术水平

通信产业的发展速度超过了人们的想象，所以我们必须适应通信产业的发展，以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪；信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。

仪器分析论文篇7

1.工作频带宽，一次扫描即可完成45MHz～40GHz全频段幅频特性和相频特性的测量。

2.测量精度高，由于采用误差修正技术，大大减小了系统误差对测量结果的影响，即使采用非理想的硬件电路，也能获得高精度测量。

3.大动态范围，由于矢量网络分析仪采用高灵敏度幅相接收机技术和数字信号处理技术，提高了小信号测试灵敏度，拓展了测试动态范围。

4.高速实时测试，由于采用了嵌入式高速计算机技术，将测量校准、测量控制、误差修正、显示控制等过程程序化、软件化，提高了自动化程度和测试速度，使实时测量成为可能。

信息产业部电子第41研究所，经过多年的艰苦努力，该所研制的矢量网络分析仪已实现系列化和家庭化，有十多个型号可供用户选择，包括同轴和波导校准件在内的测试附件齐全，配套性强，能够满足不同层次用户的测试要求，其频率范围可在0.0003～110GHz内选用。

国产矢量网络分析仪的研制成功，使我国矢量网络分析仪的设计和制造水平跨入了世界先进行列，成为继美国之后世界上第二个掌握此项技术的国家，产品的技术水平和品种可以与国外同类产品相比，同时通过对矢量网络分析仪的研制，掌握了多种以矢量网络分析仪为核心的自动测量技术和自动测试系统。

二、掌握了调制域测试技术，研制成功调制域分析仪

调制域测试技术是二十世纪末出现的一个新的测试技术领域，它与过去我们熟知的时域测试、频域测试成为目前的“三域”测试技术。时域测试是测量输入信号随时间而变化的信号值，是信号幅度与时间的关系。频域测试是测量输入信号随频率而变化的信号值，是信号幅度与频率的关系。调制域测试是测量输入信号随时间而变化的频率值，所产生的显示图形代表信号的调制域，是信号的频率值与时间的关系。调制域测试技术是一门新兴的非常重要的而技术难度又非常大的测试技术，这主要取决于科学技术和电子装备的飞速发展。大家知道，过去大多数电子信息传送的是幅度变化信息，现在转向传送数字信息以后，信息越来越多地作为数字脉冲之间的定时或相位关系的方式传送出去，单单使用示波器或频谱仪这类的以幅度为基础的仪器，就不能满足表征这些数字信号需要了。于是提出了相位数字化新方法。这种方法非常适合测量定时信号、相位编码信号或频率编码信号。调制域测试技术的出现，必将对众多的测试问题做出新贡献。事实已经证明，调制域分析技术，在越来越多的应用领域成为一种不可或缺的测试技术，尤其是在军事电子测试领域更有其重要的意义。

譬如，随着综合业数字网和同步光纤网络等新的数字通信技术进入主流电话系统，其高速传输速率应用传统的测试手段已经不能精确地测量传输信号；再有通信传输中晃动的精确测量，是传输中至关重要的一个问题。由于调制域分析技术可以进行二百万次/秒，64000次背对背的频率测量，因而它是当今唯一能直接显示随时间而变化的晃动技术；再有，调制域分析技术在军事上具有其独特的应用，由于它可以测量、分析迅速变化的频率、时间间隔或相位关系函数，因此调制域分析技术可对这种信号进行调谐，以达到电子装备的最佳性能，以雷达而言，可以消除其盲点，减少目标运动的负效应，改善雷达系统的作用距离和分辨率。此外，调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。总之，调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。

南京新联电子设备有限公司已经研制成10Hz～2.5GHz的调制域分析仪，达到国外同类产品的水平，填补了国内空白，为我国跳频领域的电子设备和军事装备提供了低于国外价格1/3～1/2的测试手段。为了更好地满足测试需要，下一步将继续研制更高频率的调制域分析仪。三、VXI总线技术取得重大进展

VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。它首先出现于美国，应用于美国空军电子测量仪器。VXI总线将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的标准，这种模块式仪器平台可以满足未来仪器应用的需要，使电子测量仪器和系统步入一个新的发展时期。VXI总线是一个新的行业标准接口母线，是一种完全开放的、适应多厂家仪器产品（模块、插卡式）的行业标准。这个标准的推出有三个原因：一是适应技术发展的要求，二是多厂家的仪器缺乏互联性，三是军方的需要，而且这是最重要的一个方面。军方需求什么？一是军用电子测量仪器战争现场所强调的便携性，VXI可以大大减小设备的体积和重量；二是大大提高测试速度，VXI比GPIB的速度可提高40倍；三是测试系统的适应性、灵活性大为提高；四是价格适中；五是有利于充分发挥计算机的作用。

这个新的总线标准，在美国应用之后，我国各界都非常欣赏，研究者众多。我国经过几年的探索，已经取得了较大的进展，在若干方面实现了具体的应用。如成都电子科技大学测试技术及仪器研究所CAD研究室研制的VXI总线测试软件平台是我国VXI测试技术的重大突破，其主要技术指标：1.硬件环境：内嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI转换器；有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口，还有打印机和UPS等其它必要外设。2.软件环境：Windows98操作系统；支持标准模块驱动器（VISA32）。3.软件特性：可编辑的图形化编程环境；可自定义的虚拟面板；丰富的数据处理函数；开放的外部程序接口；同时管理VXI、GPIB、1553B、RS232仪器和模块；方便使用的帮助系统。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。

四、电子测试仪器向毫米波推进

众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展，特别是在军事方面，其发展更为迅速。预计未来电子战系统的信号环境将达100～200万个脉冲/秒，装备系统可能要执行几十亿条指令，目前集成电路的处理能力还不能满足军用电子设备的要求，这将影响新一代电子战系统的作战能力，为此必须发展超高速集成电路（VHSIC）。于是集成电路的测试将从几十万门/芯片升至几百万门/芯片，其测试难度相应地大幅度增加。鉴于“现代战争的胜利属于能驾驭电磁频谱的一方”，因此从80年代起，美、苏等国就将毫米波技术纳入新式武器装备研制计划。由于微波/毫米波单片集成电路（MIMIC）能够在一个基片上制作出宽带接收机或宽带功率组件，从而能做出重量小于25磅，体积小于90立方英寸，能随1000g冲击加速度的小型宽带灵巧的投掷式干扰机和多倍频程相控阵干扰单元。但是从若干年的研究看，测试技术已成为制约MIMIC进一步发展和提高的瓶颈。因此近几年我们电子仪器重视向毫米波发展。

信息产业部电子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S参数测试装置及校准件，与主机一起可以进行三毫米波段的幅度和相位精确量；频谱仪的毫米波扩频模块与该所研制的高性能频谱分析仪一起组成系统可实现9kHz～110GHz频段的频谱分析；毫米波功率计探头系列与主机一起实现了微波/毫米波功率的直接测量。南京新联电子设备有限公司研制完成的EE3395型毫米波频率计数器，其频率测量范围达10Hz～110GHz，该产品可广泛用于毫米波电子对抗系统、卫星通信设备、高精度雷达及射电天文等领域。

五、通信测量仪器达到高技术水平

通信产业的发展速度超过了人们的想象，所以我们必须适应通信产业的发展，以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪；信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。

仪器分析论文篇8

主办单位：北京市北分仪器技术公司

出版周期：双月刊

出版地址：北京市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1001-232X

国内刊号：11-1822/TH

邮发代号：6-90

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1970

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉：

仪器分析论文篇9

一、引言

仪器分析是化学领域的一个重要分支，它是以物质的物理或物理化学性质为基础建立起来的一种现代化分析方法，利用各种特殊的仪器设备，对物质进行定性和定量分析及形态或结构的分析。仪器分析实验课程理论深、综合性强，已成为化学、化工、材料、地质等学生必须掌握的一门重要课程。仪器分析实验课程不仅使学生加强对理论知识的理解，同时还让学生掌握了物质的检测和分析手段。分析仪器有紫外分析仪、红外光谱仪、色谱分析仪、质谱分析仪、原子吸收仪、核磁共振分析仪、热重分析仪等。由于各学校仪器资源有限，学生不能独自操作实验，因此，可采用仿真仪器分析教学，也就是分析仪器的仿真教学，它是利用建立分析仪器的教学模型，利用计算机、网络技术、仿真技术和信息技术，在计算机上建立一套反应特性与真实分析仪器完全相同的虚拟分析系统进行教学，学生通过操作这台虚拟分析仪器，可以获得与操作真实仪器一样的丰富经验。

仿真仪器分析教学可满足每个学生学习需求，促进学生感性地理解仪器分析中的理论，快速地操作仪器以满足各企事业单位的需求。

二、仿真仪器分析教学的优点

（一）提高教学质量

仪器分析根据分析原理不同，涉及多种类型仪器，且很多仪器价格昂贵，新建本科院校和一些普通本科院校，部分仪器未采购，大型仪器实验由老师演示给学生。而仿真仪器分析提供了仪器操作实训，计算机的普遍使用可使每个学生都能根据仿真系统进行模拟操作，达到了解真实仪器的操作方法，形象理解理论知识。

在操作仿真系统中，每一个仪器的操作步骤都有评分，学生参考评分就可知道自己操作是否正确，如果操作不对可重复操作。同时学生可查阅仪器的说明、结构、原理和方法，从而锻炼他们解决问题和分析问题的能力。

仿真仪器分析教学，基本包括核磁共振分析仪、质谱分析仪、红外分析仪、色谱分析仪等仪器的组成、操作以及相关理论，学生能基本掌握仪器的结构、原理、使用方法、注意事项和数据处理。仿真模拟真实仪器环境的直观、可操作性，在一定程度上激发了学生学习兴趣，让学生对仪器有一个具象认识，是一种图文并茂的教学方式，进而提高教学质量。

（二）低成本

采用仿真仪器分析系统，可大大地降低教学成本。首先，减少购买实验仪器的费用。一台国产热重分析仪需十几万，高效液相色谱需十几万，甚至上百万；其次，无需花钱配置高标准实验室。部分仪器操作条件苛刻，实验室需配置空调、除湿机等；最后，仪器维修费高，有些仪器耗材很贵，部分试剂价格较贵而其用量大，在考虑教学成本的问题上，这些实验就很可能被取消，仿真系统在计算机上进行虚拟操作，这样就无需高价的试剂。

三、仿真仪器分析教学的注意事项

仿真仪器分析教学具有得天独厚的优势，但要获得较好的教学效果，还需注意以下几个方面：

（一）激发学生兴趣

仿真软件教学枯燥难懂，为激发学生兴趣，在每一种分析仪器和分析方法背后都蕴藏着艰辛或有趣的故事，回顾和追踪科学家走过的足迹，能极大地提高学生学习兴趣，激发学生参与科研和追求创新的热情。例如，色谱法起源于20世纪初，1903年俄国植物学家米哈伊尔・茨维特用碳酸钙填充竖立的玻璃管，以石油醚洗脱植物色素的提取液，经过一段时间淋洗后，植物色素在碳酸钙柱中实现分离，在管内形成了具有不同颜色的谱带。1952年英国科学家阿切尔・马丁、理查德・辛格因发明分配色谱分离法而共同获得诺贝尔化学奖。通过这些事实，让学生领会仪器分析在化学界所起的作用，引起学生对仿真软件操作的兴趣。

（二）与真实仪器教学相结合

原子吸收分析仪操作条件复杂，采用仿真软件系统较好，每个学生都能操作。红外光谱仪、紫外光谱仪等操作简单、迅速，这些仪器能满足1人或几人的小组操作，单一采用软件系统，不免有些单调，学生希望进行实际操作，可让他们操作真实仪器，之后操作仿真软件，两者相比较，加深对仪器和理论知识的理解。

（三）重视操作过程

仿真仪器分析，例如北京东方仿真分析仪器仿真软件，每一种分析仪器的操作步骤都有评分，操作正确给满分。在这种情况下，要检查学生获得的分析数据是否正确，例如，学生在仿真紫外分光光度计时，操作满分，但结果不对；有时结果对，但操作不完全对。所以教师要仔细检查学生的操作过程。

教师必须要求学生对仿真系统反复操作，达到熟练程度。在仿真下一个实验前，需要重复练习上一个仿真实验。

（四）重视信息反馈

仿真仪器分析是让学生形象地理解仪器分析理论，同时还要掌握分析仪器的操作。通过提问，可检查学生对以上两点的掌握情况。例如，提问学生气相色谱仪能否分析混合液体？依据什么原理将其分开？载气流速对色谱图有何影响？气化室的温度、柱温对色谱图有何影响等。通过学生的回答可了解他们掌握情况，同时让他们更好地理解仿真仪器分析软件中的操作。

四、仿真仪器分析教学中存在的问题

仿真仪器分析教学在设备、师资投入上具有优势，但也存在不足之处，例如，软件的仿真程度，教学多样性低，还具有一定的机械性，学生学习主动性不足等。

（一）仿真软件开发问题

为提高仪器分析模拟效果，需开发仿真软件，且要求软件种类和功能齐全。软件公司开发的软件大多是常用的几种，而仪器分析所涉及的仪器至少十几种。

同时，科技迅速发展，新仪器层出不穷，使得新仿真软件开发备受重视。而软件开发人员不懂仪器的相关理论和知识，所以要密切跟分析化学专业人士探讨，设计软件操作模块，使模型参数、环境与实际仪器的样品采集、分析相同。

（二）仿真软件升级问题

传统仿真软件有待于升级。例如，仿真原子吸收软件，增加不同种类的阴极灯；气相色谱软件中的检测器，除了热导检测器、氢火焰电离检测器外，还可增加电子俘获检测器和火焰光度检测器等，加深学生对真实仪器的全面认识。某些软件存在缺陷，例如，液相色谱软件，溶剂的设置与否，都被系统默认为初始值，学生可不进行设置；紫外分光光度计软件，紫外光波长若不调整，也有出现正确的实验结果，而误导学生认为自己操作正确等。以上这些问题，影响学生对真实仪器的理解，所以仿真软件升级迫在眉睫。

（三）仿真教学开放性问题

仿真教学不能限于实验室，更应网络化，便于学生利用课外时间，在宿舍或网络上进行自主学习；同时也加大实验室的开放力度，实验教师安排一定时间，让仪器分析课程的学生学习和操作。

五、总结

仿真仪器分析具有明显的优势，被很多教学者认可，在新建本科院校和普通高校中具有较强的实用性，但也存在不足之处。在仿真仪器教学中更需要激发学生兴趣，重视学生操作，学生信息反馈等方面，使学生能理解仪器分析理论，熟练操作仿真系统，同时仿真软件开发和升级也迫在眉睫。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 陈海健.浅谈《仪器分析》应用型人才培养[J].科技创新导报，2011，（21）.

[2] 黄芳，吴晓，霞邵阳.仪器分析课程的教学思考[J].江苏教育学院学报（自然科学），2011，（4）.

仪器分析论文篇10

随着国内经济飞速发展，许多单位经费充分，购买了许多先进的仪器设备，对应用型人才提出了新的要求:掌握最前沿的科学仪器，特别是科学分析仪器的基本原理和使用方法，以及应用科学分析仪器解决相应问题的能力。但是现实情况是生物仪器分析的专门化人才培养与当前经济社会发展对应用型人才的高要求发生严重脱节现象。从这一点上看，充分利用实验室的资源，坚持实验室拥有什么仪器就学习什么仪器的原则，改革生物仪器分析现场实验教学模式，与时惧进，培养适应社会需要的应用型人才势在必行。

根据实验室实际拥有的仪器设备，编写教案

生物仪器分析是一门实用性很强的学科，由于仪器分析技术的发展很快，教材内容难以作到及时更新，所以在实际教学中要不断引入最新内容，将仪器分析技术的最新发展和应用引入到教学内容中，使学生了解和掌握本领域内科技发展的最前沿。同时生命科学领域的研究者对于当代各类分析仪器的原理、组成、特点等各方面应当具备基本的了解，才能在科学研究中有的放矢地善用这些工具以达到研究的目的。针对这一特点，我们结合本院实际拥有的仪器设备，对生物仪器分析现场实验教学进行改革。由各实验室具体负责，首先根据实验室实际拥有的仪器设备进行分类，安排最熟悉仪器的教师、研究生和仪器管理人员进行备课，编写备课教案，并对备课的思路、方法做出统一部署。

(1)思路

学院近几年发展迅速，购置了大量生物仪器设备，因此，针对目前学院学科发展特点及专业发展方向，对学院实际拥有的大型仪器进行分类，合理分配备课、教学任务，编写重点突出仪器的原理、性能及该仪器所涵盖的测试功能、操作方法及操作注意事项的备课教案。目的就是把实验室拥有的资源全部释放给学生，把生命科学学院实验室变成生物仪器分析的实践基地。

(2)方法

把生物仪器分析现场实验教学的任务分配给两个综合实验室，由实验室主任及实验室负责仪器管理的实验技术人员根据每台仪器的实际使用情况，具体安排备课及讲课人员名单。并共同商讨每台仪器需要讲授的内容，按时进行备课，编写教案。并及时上缴备课教案，由实验室统一检查备课效果，以充分确保备课教案的质量和实用性。

学院的每一位教师和研究生都有自己的专业方向和专业特点，使用的仪器及技术分析都有自己的特色和专长。随着许多先进的设备、精密的仪器不断出现，尤其是仪器分析理论发展的非常快，要适应教学及科研工作的需要，就要不断提高自身素质，不断更新知识。所以他们都利用业余时间查阅国内外文献，及时掌握学科发展的前沿和动态，在备课过程中增加相关的内容，把仪器发展的最新信息带给学生。同时研究生是大型仪器设备具体操作使用的主力军，对仪器的性能及仪器所涵盖的测试功能、仪器的操作方法及操作过程中容易出现的问题及注意事项，都有全面而切合实际的掌握和经验，最适合也最应该参与实验室“生物仪器分析”现场实验教学的任务。

实验室技术管理人员根据实验室仪器的实际使用情况，对实验室所有的仪器设备进行分类、分配。每一位教师和研究生合作负责一台或几台自己最熟悉、与自己的科研成果联系最密切，而且经常使用的仪器，对仪器的构造、工作原理、操作方法及结合自己的科研实际对样品处理、数据分析等进行详细、准确、系统地备课并编写备课教案。目前我国的一些大型精密贵重仪器设备仍然依赖进口，仪器的使用说明书及操作界面都是英文版，为了正确地使用仪器，必须把英文翻译成中文，只有这样才能正确使用仪器，充分开发利用仪器的所有功能。在备课的过程中，通过安排仪器工程师进行现场仪器培训讲座，并通过研究生的协助来完成翻译工作。对于操作过程复杂的仪器，请工程师或操作熟练的研究生规范操作并全程录象，制做成光盘作为教案的一部分。例如测序仪从PumpBlock的清洁与维护、安装毛细管、灌胶、样品的准备、测序程序的运行到测序结果的分析，都进行了详细、规范的操作录象，对关键环节进行了详细解说，对容易出现的问题进行了重点突出。通过科学分类和合理分配工作任务，在实验室全体人员的共同努力，把本实验室所涉及的所有大、中、小各种仪器全部进行了详细的备课、编写了备课教案，为《生物仪器分析》现场实验教学提供了有力的基础和保障。

改革生物仪器分析现场实验教学方法

(1)精彩的开篇

生物仪器分析课堂理论教学已对生物分析仪器的构造、工作原理、分析方法等相关内容做了理论上的解说，使学生掌握了相关的理论知识。而作为课堂理论教学的延伸，生物仪器分析现场实验教学是学生消化理论知识，真正掌握生物仪器使用的关键一步。一个好的开始是成功的一半，生命科学仪器的种类及仪器分析方法有很多，在讲解各种仪器的分析使用方法之前，必须做一个引导性的介绍。

现场实验教学重点介绍该类仪器及方法在现实生活、生产中的应用及对生命科学事业发展的贡献，激发学生的学习兴趣。我们的做法是，通过介绍仪器发展的历史提高学生的兴趣。例如，在显微镜的实验教学中，通过介绍本实验室拥有的从普通的光学显微镜、电子显微镜、荧光显微镜到激光扫描共聚焦显微镜等本学院拥有的显微镜发展历史，增强学生的自豪感和学习兴趣。另外，进一步介绍本学院教师使用该仪器及分析方法取得的最新科研成果，并把教师科研成果的图片或结果展示给学生看，使学生感受到科学研究就在身边，仪器分析无处不在，从而激发他们的学习热情。

(2)灵活的教学方法

灵活多样的教学方法，可以提高学生的学习兴趣，轻松愉快地接受所学的知识。教学常用的方法是以风趣幽默、言简意赅的语言引入主题，通过启发提问、讲授与讨论、对照比较等多种教学手段使学生迅速掌握仪器的特点，提高教学效率。在讲课的过程中可以通过一些有趣的问题来调动学生的学习主动性。除了重点教授基本内容及重点、难点外，还在教学的过程穿插一些小型讨论，在讨论中发现问题、分析问题、解决问题，活跃气氛。例如，讲到最基本的仪器使用时，以pH计的使用为例，通过现场实物的操作演示，从标准液的配置、测试电极的保护与使用及酸碱度的标定，每一个细节都需要仔细、认真、科学合理。使学生真实感受到严谨、规范的操作才是利己利人的最好做法，即保护了仪器又保证了实验结果;否则，即损害了仪器又可能使整个实验过程有毁于一旦，浪费大量的人力物力。以此培养学生求真务实、科学严谨的作风。

(3)丰富的教学手段

充分利用网络信息及仪器厂家附赠的模拟软件，同时不断跟踪国内外专业教学软件开发的最新动态，丰富教学资源内容。例如，在讲高压液相色谱的原理、构造及操作分析时，把仪器厂家附赠的模拟软件全部展示给学生使学生对仪器的原理、构造、操作方法一目了然，有了丰富的感性认识之后，可以进一步加深对理论知识的理解和巩固。教材上介绍的仪器不可能有机会全部实际操作，就容易造成理论与实际相脱节的矛盾，而利用丰富的多媒体手段，就可以使仪器的结构功能及操作方法逼真地展现在学生的面前，不但减少了学时数，而且提高了学习效率。

(4)实验教学任务落实到实验室

适当调整师资，打破一门课只有一名教师授课的教学模式，而是把实验教学任务落实到实验室，组成一个生物仪器分析课程现场实验教学的教学团队，让精通每种仪器的教师、研究生和仪器技术管理人员担任实验室仪器的实验教学任务。生物仪器分析课与其他课程不同，教师不但要有专业理论知识，更要有丰富的仪器分析经验，只有这样才能保证理论与实践的有机结合，收到良好的教学效果。

(5)组织专题或学术讲座

聘请相关专家以专题或学术讲座的形式介绍实验室拥有的仪器及生命科学领域相关仪器发展的前沿知识，包括仪器厂家的工程师、学术专家、本院教师等多方面人才。其内容有些是涉及本学院拥有的仪器或生命科学领域相关仪器的最新发展和研究动态，有些是利用仪器分析原理取得的科研成果。由于讲座结合学生实际，能做到通俗易懂，又保证有一定学术价值，使广大学生开阔了眼界，及时了解生命科学发展的最前沿，又掌握了大型精密仪器的基本原理和性能，为学生后续的就业和考研提供了有利的支持，收到了较好的教学效果。

改革生物仪器分析现场实验教学的措施

知识与能力相交融、动手与动脑相协调是生物仪器分析课堂理论教学和现场实验教学两个相辅相成的方面。理论教学使学生熟悉每种仪器分析方法和基本理论，可以培养学生的思维和创新能力，而生物仪器分析现场实验教学则是在学生掌握仪器分析基本原理和基本方法的基础上，使学生逐步学会运用仪器分析理论和实验技术解决与本专业学科相关实际问题的方法和技能。

(1)原则

改革生物仪器分析现场实验教学措施的基本原则，就是充分利用本学院拥有的大型精密仪器，坚持有什么仪器就学什么仪器的原则，采用因材施教和分层次教学模式。

(2)加强实验的预习及基本操作技能训练

有预习才有准备，学生要做好实验必须要课下进行预习，提前对实验所涉及的仪器及专业知识进行预习，了解和掌握各类仪器的使用。这是仪器分析实验必不可少的重要环节，对提高仪器分析实验课的教学质量具有重要作用。对于基础简单的仪器操作，教师要根据具体情况，对关键环节及容易出现问题地方进行重点介绍，并亲自操作演示。例如移液器的使用、凝胶的制备、比色皿的对比使用等，使学生对生物技术的基本技能熟练而准确地掌握。

(3)注重分析仪器的现场观摩及实际应用考察

对于大型精密的贵重仪器设备，为了培养学生的实验技能及分析问题、解决问题的能力等综合素质，理论课教师在授课前可以提前带学生进行分析仪器的现场观摩及实际应用考察，增加学生的感性认识。这个过程也让学生对学院拥有的先进仪器设备产生自豪感，增强学生在理论授课时的理解力。

(4)实验设计

根据学生学习的一般规律和学生个体的实际情况，把仪器分析实验分为三个阶段，即:基础实验阶段、综合设计实验和参与课题的科研实验阶段。根据因材施教和分层次教学的原则，组织学生进行实验教学。

①基础实验阶段

本阶段涉及生物仪器分析的基础、经典实验，是配合各专业理论课教学的以演示性、验证性为主的实验，是面向全体学生的基础性实验教学，它包括生物样品的预制备及各种普通常用生物仪器的使用。通过这些验证性的实验，学生能掌握仪器分析的基本原理、操作技能和仪器的使用范围。本阶段的实验是在教师的指导下由学生独立完成。通过采用人工配置的简单试样分析对象，保证人人动手亲自操作，使学生有充分的时间使用仪器进行操作，重在培养学生的动手能力和观察能力;通过基础实验阶段使学生熟悉一般实验操作技能以及实验数据的采集、处理、分析和综合能力。

②综合设计实验阶段

配合学生的毕业论文设计及日后的考研和就业，经指导教师同意并指导，使学生在掌握基本实验技能的基础上，充分利用实验室现有的仪器设备，完成自选的综合设计型实验。本阶段是面向学习能力较强，专业知识扎实，同时又有参与实验设计、了解实验室大型仪器设备要求的同学。本阶段综合了现代科技发展的新知识、新技术和新方法的实验，是以学生为主体的实践教学方法，重在培养学生综合运用所学知识和技能解决实际问题的能力和创新意识，如作物遗传育种、基因工程等。教师可根据实验室的设备条件，引导学生设计出与生活关系密切相关的综合性实验方案，例如水稻的转基因遗传转化等。学生根据自己的兴趣爱好自由组合，以个人或小组为单位任选一题进行实验方案的设计，包括采样、预处理、测定和数据处理等各个环节的实验方案。由指导教师集中审阅、指导实验方案。然后小组内分工协作，各负其责，自行准备实验材料，熟悉所用仪器的工作原理及操作方法，进行试样预处理和上机测试，分析数据并撰写实验报告。该阶段并不要求学生独立完成，而是让学生在综合性的设计实验中，熟悉科学研究的过程和方法，消除科学研究的神秘面纱，拉近与科学研究的距离，进一步熟悉实验室拥有的仪器设备的性能，让学生体会到参与科学研究的乐趣。

③参与课题的科研实验阶段

本阶段的实验是针对基础好，学有余力，对仪器分析课程具有浓厚兴趣，同时又对科研工作有强烈要求的学生设立的。学生通过与专业课教师的交流，了解教师的研究方向和研究课题，根据自己的兴趣爱好主动地参加教师的科研课题、课外科技活动项目和毕业设计。根据双向选择的原则自由组合，指导教师要对学生提出要求并针对实际情况进行辅导，同时结合开放实验室的管理制度，要求并督促学生参加实验室的仪器培训班，取得上岗合格证后，方可进入教师的科研团队。参与科研的学生需要阅读有关课题的相关国内外文献至少2篇以上，写出科研计划和开题报告，由教师进行审核并确定其可行性。在实验的过程中，教师与学生进行及时的交流与沟通，通过PPT的形式向教师做出汇报，使教师及时了解学生的实验进展及存在的问题，有针对性地进行辅导和改进。实验实施过程中，开放实验室提供必要的实验场地、仪器设备，学生根据自己的情况自主安排时间，预约进入开放实验室进行实验。

这一过程可以作为毕业论文的前期工作，激发学生的积极性。综合设计实验阶段和参与课题的科研实验阶段，充分体现了因材施教和分层次教学的改革模式。同时教师在科研过程中所表现出来的科学、严谨工作态度和作风对学生也起到潜移默化的作用。在此过程中，学生的创造思维能力，从事科学研究的基本素质和技能会得到不断提高。

实验室开放

仪器分析论文篇11

3.合理的课时安排。根据《仪器分析》课程的性质和培养要求，合理安排课时。

4.建立习题库和试题库。在巩固理论知识的同时，习题库建设重点放在专业知识的综合应用上，培养学生分析和解决实际问题的能力，加强创新思维的培养。

5.采用符合《仪器分析》课程教学实际要求的教学方法，把多媒体教学引进仪器分析的课堂，多媒体以其声、形、景、动、静结合等多样的表现形式，能够大容量、超时空、直观的反映现代仪器分析方法的特点，解决传统教学无法解决的授课过程中过于抽象的问题，具有良好的诱发性和易接受性等特点，能使学生在课堂上更好的掌握理论知识。

6.实验室建设。仪器分析实验室在建设的过程中，应充分考虑学校自身的条件以及学生培养目标，仪器分析实验室不少仪器价格都在十万以上，属于教育部规定的大型贵重仪器，实验室的建设是需要支出一定的资金的，因此在建设的过程一定要做到在满足教学要求的前提下，节约资金，要在进口仪器与国产仪器之间找好平衡，对于仪器的精密度也可在满足教学的前提下适当的放宽。

7.实践教学的开展。《仪器分析》课程实质上是一门工具课，所以实践教学是非常重要的，甚至是主要的。在实践教学的开展过程中，首先要做好理论教学与实践教学的课时平衡，其次则是要做好实践教学具体的开展方式，既可以是课内实验，也可以是单独的课程实验，还可以是实训性质的授课，第三种方式无疑是最好的，可以将理论教学与实践教学进行非常好的结合，但是这种方式有其弊端，比如，学生整体课程安排需要进行特殊考虑，实训项目也值得进行研究等等。在开展实践教学时，具体问题具体分析，应根据学校的具体情况量身打造。

仪器分析论文篇12

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

[2] 白雁， 潘瑾， 李永强， 张威. 研究生现代分析仪器课程教学改革的探索[J]. 实验技术与管理. 2011， 28 （9）： 22-24

[3] 张 娴， 袁 园， 孙雅洁， 施鼎方， 徐竟成. 利用光谱类仪器开设重金属检测实验[J]. 实验室科学，2012， 15（2）： 166-168

[4] 吴秀红， 蒋伏广， 顾兰云， 王京平. 仪器分析课程教学改革探索[J]. 高等理科教育. 2011， 6： 156-158

[5] 陈兰化. 浅谈仪器分析实验教学[J]. 淮北煤炭师范学院学报（自然科学版）. 2009， 30（4）： 88-90

仪器分析论文篇13

随着对生物产制品及食品质量与安全日益重视，《仪器分析》是当下多数生命科学学院相对重视的课程，作为实验性的课程，实验教学是其重要的组成部分，实验教学对于促进理论知识的理解运用，保证整体教学水平起着重要的作用。[1]以本校生命科学学院专业组成为例，含生物工程、生物技术、食品质量与安全和药学四专业，《仪器分析》均是重要的专业基础平台课，而鉴于本校与质量技术监督部门和出入境检验检疫局等相关部门有着非常密切的联系，在如何向有关部门输送和培养专业技能人才的问题上，有关人士一致认为《仪器分析》课程应该作为重点改革和实践的课程，本文就以苯甲酸的红外光谱实验为例，浅谈一下本院关于《仪器分析》课程的实践改革。

一、实验设计与内容

红外光谱实验是属于《仪器分析》课程中“吸收光谱”的教学内容，与“吸收光谱”法-紫外可见吸收光谱不同，后者广泛应用在其它课程如《有机化学》《食品检测技术》等，本文不再赘述。红外光谱分析是有机化合物结构定性的重要工具之一，该实验课程的设计主要包括理论课程准备、实验前期准备、实验进行及实验后的数据整理等四个方面。①理论课程的准备。红外光谱在课程中的位置是在紫外光谱之后，通过介绍其与紫外光谱的区别和联系，让同学们知道二者的异同点，由于要为实验环节做准备，故在理论课程中除了进行红外光谱基础知识的介绍，更重要的对红外光谱中重要的基频吸收峰进行详细的归属和解析，并要和相应的有机化合物进行反复的讲解，如苯甲酸中重要的基频吸收峰有羰基（C=O，νs1700cm-1附近强蜂）、羟基（O-H，νs3300cm-1附近强峰）、苯环的碳碳双键（C=C，s1400-1600cm-1附近2-4个中强吸收峰）以及指纹区的苯环单取代峰（vs700cm-1附近两个中等强度吸收峰）。②实验前期准备。掌握理论知识以后，将集中给学生观看红外光谱的仪器操作视频，重点给学生讲述实验过程中的知识点和要点，如苯甲酸的红外光谱是基于固体样品的分析，故包括固体样品研磨所需的器具-玛瑙研钵；固体压片所需的仪器-压片机以相应的压模；最后介绍红外光谱仪的结构和大致的操作步骤。在该环节中不仅要在课堂上给同学们做逐一讲解，还要求他们在课下利用“网络课程平台”中的视频资源，反复观看和熟悉，为进入实验室实际操作提供必要的准备。③实验进行。红外光谱仪属于价值较为昂贵的仪器之一，本实验采用的日本原装进口岛津IR-Prestige-21型傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR），整机价格达到近20万元人民币，而压片机也高达2万余元。所以在实验进行前要给学生普及安全知识，一定要珍惜仪器资源，特别是价值不菲的进口大型分析仪器更是如此。本环节主要包括两个步骤：第一步压片环节。教师将利用玛瑙研钵、压片机等设备现场示范苯甲酸的压片，并逐一讲解压片时注意的事项。示范完毕后，让学生以3人为一小组进行逐一压片，全部完成后，按照次序依次进行FT-IR样品扫描。第二步扫描环节。首先介绍FT-IR仪器的基本结构和操作方法，然后对压制的片子进行扫描，并对扫描得到的IR图谱与标准图谱库进行搜索和比对，并记录得分。④实验后的数据整理。将实验获得的苯甲酸红外光谱图整理后进行“网络课程”的上传和展示，并完成书面形式的实验报告以便归档。报告整理包括图谱的重要吸收峰归属和得分情况，教师将根据红外图谱吸收峰的明晰程度及得分情况进行分级，并选取结果良好的小组进行讨论和分析，以对红外光谱理论和实践能够得到更好的联系。

二、实验效果与反响

《仪器分析》与其它课程不同，依托的是价值昂贵的大型分析仪器，多年以来，大型分析仪器的实验教学大都采用“演示法”，教师提前做好实验设计和实验准备工作，从实验原理、步骤到注意事项、甚至实验结果都面面俱到地讲解。[2]因为内容量太大，基础知识难懂，且学生预习不认真或不预习，上课积极性较差，很难记住教师“苦口婆心”讲的内容，所以部分学生不可能在头脑里形成完整的分析流程和实验思路，未能收到令人满意的教学效果。而在利用压片法绘制苯甲酸的红外光谱实验课程中，根据实验的特点，利用理论课、实验课前、课中和课后等多方面的交叉实践，指引学生将红外吸收光谱的理论知识体系熟练地应用在实验过程和结果的分析报告中，此外，利用网络课程平台，积极地与学生互动，调动学生的学习热情，取得较好的效果，这是由于一方面学生有机会亲自动手操作红外样品制备中的压片机和傅立叶变换红外光谱仪，所以同学们几乎个个都热情高涨。另一方面同学们用亲手压的苯甲酸薄片，扫描得出相应的图谱，再根据图谱情况判断压制的片子是否最佳。整个过程都由学生独立完成，既培养动手操作能力，也培养了独立思考和信息处理的能力。

利用压片法扫描苯甲酸的红外吸收光谱图是本学院《仪器分析》实验课程中实践性和特征性最强的一次代表性的实验课程，并作为我院“食品与质量安全教育部示范中心”网络课程展示的甄选课程，虽取得了一定的优良效果，但还是有不足之处：①红外光谱样品的制备包括多种手段，除了压片法外还有液膜法、薄膜法等，由于时间和空间有限，不能集中设计实验环节；②亦作为整个《仪器分析》课程的薄弱环节，相应的大型仪器分析设备和实验室教师太少，远不能满足日益增长的本科生数量对本课程的教学要求。总之，《仪器分析》作为实践性非常强的一门专业平台基础课，对于提高学生的理论联系实际的能力、动手能力均有重要的促进作用，相比较枯燥的理论知识而言，如何科学和合理设计实验教学的内容和流程，将对提高这门课程的易懂性和学生的学习兴趣起到至关重要的作用。苯甲酸的红外光谱实验利用苯甲酸这一物质结构简单、容易辨析、重复性好的特点，是使学生熟练掌握固体样品的红外光谱样品制备方法的良好对象，本课程也着重发挥了“网络课程”的优势，上传数据不仅使实验结果得到非常好的反馈，也提高了学生们主动学习的积极性和创造力，对于缓解目前《仪器分析》课程中大型分析仪器匮乏以及师资资源的不足亦有着重要的支持作用。在培养面向21世纪人才的过程中，不仅要培养学生系统的理论基础和实验技能，更重要的是培养学生分析问题、解决问题的能力、创新精神、求职欲望和团队合作精神。[3]应当引导学生从学科交叉中得到创新的启发，学习从庞杂的知识体系中提炼出最有价值信息的能力，使他们能从不同的仪器分析方法中归纳出共性和个性，学会举一反三、触类旁通。

参考文献：