仪器分析论文范文精选

1课程定位与内容设置

1.1课程定位

国内高校对于公共选修课也比较重视，而且有越来越多的高校教师及专家对公共选修课的课程教学开展了探索改革及提出了较好的建议。一般高校的公共选修课偏文学艺术方面较多，理科课程因其专业特性，开设起来相对较难，将化学实验引入公共选修课程的更少。实验教学应该与本校本地区特色结合起来，正好笔者所在的江汉大学测试中心正在进行食品安全分析方面的研究，而且食品安全也是近几年来人民大众关注的热点和重点，所以笔者选择了食品安全分析作为课程的教学内容，将专业知识与实际生活结合起来；公共选修课首先要做到“雅俗共赏”，“雅”可以理解为专业性，“俗”可以理解为将专业性的东西大众化，能为大多数人所接收。食品安全分析实验内容一般是针对分析化学及食品专业的学生开设，而公选课是针对学校各个专业的学生，所以课程题目及内容要相对“俗”一些，所以笔者确定了该课程的名称为《好看不“好”吃—食品安全分析检测》，好看是指现在众多的食品商家为了追求外表及口味而超量添加各种各样的色素及添加剂，这样的结果只会给人体健康带来很多不好的影响，所以叫做不“好”吃。课程的副标题“食品安全分析检测”引入专业层面的内容，整个课程题目就是“雅俗共赏”的体现，希望学生在选课的时候能够先被课程名称所吸引，保证选课成功。

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

1LabVIEW软件概述

LabVIEW是LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench的英文缩写，是一个图形化的开发软件，结合了图形化编程方式，具有高性能与灵活性，专门为测试、测量及自动化控制的应用设计配置功能，为数据采集、仪器控制、测量分析与数据显示等提供了必要的开发工具[6]。用LabVIEW软件开发的应用程序叫做VI(VirtualInstrument，即虚拟仪器)。VI是由图标、连线以及框图所构成的应用程序，由前面板和后面板两部分构成，前面板是应用程序的操作界面，主要由控制量和显示量构成。在程序运行时，用户通过控制量输入数据并控制程序的运行，而显示量则主要用于显示程序运行的结构。本文采用美国NI公司LabVIEW8.0软件平台。

1.1前面板模块前面板用于设置输入数值和观察输出量。程序前面板是模拟真实仪表的面板，用户可以从控制工具箱中选用许多图板，如旋钮、开关、按钮、数字显示、计量器、LED显示器、图表等。完成设计后只需在程序执行时按一下开关，拨动一下旋钮，将图形局部放大或是从键盘输入一个值，便可以完全操控整个仪器。

1.2方块图程序的编程每个前面板都配有一个对应的方块图程序，方块图程序也称做框图程序。方块图程序可以把它理解成传统程序的源代码，方块图中的部件可以看成程序节点，如循环控制事件控制和算术功能等，这些部件用连线连接，以定义方块图内数据流动的方向。LabVIEW方块图程序的结构为模块化结构，因此每一个LabVIEW程序都可以单独执行，或者被其他程序当成子程序来调用。甚至可以为每个子程序设计不同的图标，如此便可以设计出一组可供修改，交换或与其他LabVIEW程序相链接的子程序库，以符合用户不同的需求。LabVIEW的主要特点[7]为：(1)采用图形化(数据流)的编程语言，编程简单，开发周期短。(2)采用数据流编程模式，能同时运行多个程序的多个任务系统。(3)提供了丰富的用于数据采集、分析、表达及数据存储的函数库。

2基于LabVIEW的仿真教学系统的设计

实验教学环节在理工科学生培养中占有重要地位，对于深化学生对知识的理解和掌握、培养学生分析及解决问题的能力具有重要作用。仿真教学系统能拓展实验空间，有效提高学生学习质量及效率。大型分析仪器种类繁多，价格昂贵，易损坏。仪器分析虚拟仿真实验系统的构建既能降低仪器成本，又能使学生对理论知识有深入直观的认识，有效提高授课效果。电化学工作站是电化学测量系统的简称，是电化学研究和教学常用的测量设备，可进行循环伏安法、交流阻抗法、交流伏安法等多种测量。本文以循环伏安法为例建立虚拟仿真系统。具体包括程序结构框架设计，前面板设计和框图程序设计。

2.1仿真系统程序结构框架设计首先进行程序结构框架设计，循环伏安虚拟仿真系统流程如图1所示。

2.2仿真系统前面板设计前面板是用于人机交互的程序图形用户窗口，本系统前面板包括实验技术设定、控制参数设定、数据采集、波形显示等功能。本文以6×10-3mol/L铁氰化钾在0.1mol/L氯化钾溶液中的循环伏安实验为例，设计铁氰化钾循环伏安虚拟仿真实验系统前面板，如图2所示。前面板由旋钮、按钮、图形和其他控制与显示对象等组成，通过鼠标和键盘输入数据、控制按钮，即可在计算机显示器上直接观看结果。首先在前面板中进行参数设定，VI程序运行时通过数据控制端口传递到框图程序中，供节点使用，程序运行产生的数据输出，通过指示端口传递到前面板中相应位置，其中电压步长用以调节电压E的间隔，X-Y图显示铁氰化钾的循环伏安曲线。控制界面美观大方，操作方便，可直观反映电流随电压变化。

作者：亓云鹏 柴逸峰 范国荣 宋云龙 陆峰 单位：第二军医大学药学院药物分析学教研室

实验教学无疑是理论课教学的有力补充，通过实验教学可以将相关的理论知识具体化，同时使学生学会分析仪器的基本操作和问题解决方法;但是，部分学生在实验课上习惯照方抓药、不假思索，导致他们感觉深奥的理论知识与具体的分析仪器之间尚存在不小的距离，有54．8%的学生认为实验教学与理论内容脱节，33．3%的学生则反映对仪器感觉陌生，仅14．4%的学生认为示教实验能达到预期效果。其他反馈我们在调查中还请学生各抒己见，谈谈他们学习本课程的体会。大部分学生都畅所欲言，有的认为理论课知识太抽象，而面对仪器又感觉太难，有的希望了解所学知识在具体应用中的方法与思路，有的同学建议仪器构造与使用方法最好在实验课上讲，有的学生希望老师提供仪器的说明书。上述反馈说明学生希望能综合掌握理论知识与分析实验技术的要求，也为我们进一步改进教学效果提供了很好的思路。

在开课之初，学生对本课程抱有较高的兴趣和热情。随着内容的深入，有些学生可能感觉越来越难而降低了学习积极性。为此，教师应从多学科的背景知识中，择取合适的切入点，然后自然地引出对理论知识和仪器技术的介绍。我们在教学实践中，就从日常生活现象、科学发展史等内容中寻找切入点。比如，在介绍质谱法一章时，我们首先提问“同学们是怎样吃核桃的”，学生回答“用锤子砸开”，我们再问“砸开后发生什么现象”，学生很快回答“核桃裂成了碎片”。基于这样一个日常生活中的常见例子，我们再引出质谱法的原理:分子(核桃)在外力(锤子)作用下裂成分子碎片，再由分子碎片(核桃碎片)获得质谱图，进而反推出分子结构，而在介绍质谱仪的构造时又可以将“锤子”、“砸”等与“离子源”、“离子化”等术语相呼应。通过设计生动有趣的切入点来介绍相对枯燥抽象的理论知识和仪器构造，更易于学生理解和掌握。采取多种教学方式，促进教与学的互动鉴于仪器分析理论课内容比较枯燥，学生在课堂上难以建立对分析仪器的感性认识。因此，教师在教学过程中更应注重教学方式的多样化，以及促进教、学双方的互动。为此，教师在把经典内容讲深、讲透的基础上，还可通过介绍实际工作案例、分析仪器进展等内容，开拓学生的视野，提升他们的兴趣。同时，可采用课堂讨论、学生上讲台、文献报告、分析仪器使用心得交流等多种方式开展学习和讨论，鼓励学生在课前、课后来实验室旁观研究生使用分析仪器的情况，甚至尝试新的教学形式，形成教与学的良好、有效互动。在理论和实验教学中注意知识点的呼应仪器分析课的特点之一就是知识点比较分散，这也是学生感觉本课程内容不易梳理、掌握的主要原因。因此，教师在进行教学设计时，应注意在理论教学和实验教学中对重要的知识点有所呼应，即在理论教学中加强对实际应用的介绍，在实验教学中则突出理论知识的指导作用。例如，在理论课上，学生学习色谱基本理论可能会感觉比较枯燥、空洞，对此，教师可在实验课上提问，“大家看到的这个色谱峰为什么类似正态曲线?基于色谱基本理论，请大家分析一下3μm与5μm填料的色谱柱哪个分离效果好”。帮助学生回忆、理解理论课上学习的有关内容，同时也在理论、实验课中将重要内容反复强化、提高教学效果。

提高理论知识与实际工作的结合度为解决学生“不知道这些仪器分析技术在实际工作中如何应用”的困惑，培养学生综合运用知识的能力，提升学生药物分析的综合素养，我们在近年的仪器分析教学实践中，开展了一系列教改活动［4，5］。理论课上开展基于《中国药典》的仪器分析实验设计，即指定一种《中国药典》收载的药物，请学生根据《中国药典》规定的仪器分析方法进行实验设计，并进行报告。通过这个过程，学生可以了解和熟悉仪器分析如何在药物分析实际工作中发挥作用。大部分学生对此显示了较高的兴趣，54．8%的学生认为该教改活动理论联系实际，增加对理论课和药典的了解;在实验课上，我们以一种中药材为对象，组织学生开展了由柱色谱分离纯化－活性成分薄层色谱鉴识－高效液相色谱测定有效成分含量－气相色谱检测有机溶剂残留量组成的模块化色谱分析设计性实验。通过这个过程，学生可以熟悉和掌握上述主要的色谱分析技术，消除对分析仪器的陌生感，同时也对中药分析的一般流程有所了解。对此，大部分学生也能积极参与，并认为增加对理论课知识的了解(38．1%)。但是，学生基于有限课时内的学习，对于实际工作的认识不可能非常准确到位，因此部分学生反映上述教改活动难度较大，说明有的学生在完成该类任务时尚存在困难。因此，如何将仪器分析经典理论与实际应用有效融合，提高学生的接受度，也是我们需要继续深入思考的问题。仪器分析领域发展迅速，内容丰富，学好这门课程，将为学生后续课程的学习乃至今后的实际工作打下重要基础。通过这次问卷调查，我们进一步明确了学生在学习仪器分析中存在的障碍和诉求，也为今后进一步改进教学效果提供了思路.

1仪器分析实验课程设置

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

[摘要]本文从医药类大专院校的层次上探讨了提高仪器分析课程教学质量的办法，总结出了五个结论，即根据不同专业，精心安排教学内容，突出重点；精心组织好教学内容，优化教学过程；在教学中充分利用好多媒体进行教学；在教学中引入仿真教学手段；重视实验操作，同时也要重视操作所涉及的理论知识。

[关键词]仪器分析教学质量教学内容多媒体仿真教学

随着科技的发展，我国经济水平日益提高，医药、化工、生物工程、食品保健等产业得到了飞速发展，与之应运而产生了各种分析仪器，仪器分析的应用日益广泛，在卫生检验、医学检验、新药开发、食品保健、环境保护等诸多领域发挥了极其重要的作用。因此，《仪器分析》已成为高等院校许多专业教学中一门必修基础课。本人几年来皆从事医学检验、药学专业的仪器分析教学，现将一些心得体会归纳整理出来，以期同行商榷与指导。

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。

1结合实际选用自编实验教材

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。

（一）先看仪器后讲理论

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。

一、结合专业特色，优化教学内容

传统的仪器分析涉及的内容非常多，包括色谱分析法、光学分析法、电化学分析法、热分析法等多个领域。面对教学内容多、课时少的矛盾，针对生物工程专业的就业需要和培养创新型人才的目标，调整课程内容，使学生在有限的学时中掌握最大量的知识已成为当务之急。生物仪器分析的开课时间为三年级的第二个学期，学生已经学习了一部分专业课和全部的基础课程，对有些仪器的原理和使用已有所了解，所以根据前期课程的开设情况对教学内容进行科学的取舍。由于本校为工科学校，专业课程都以应用为主，所以在课程中我们弱化了仪器工作原理部分，增加了仪器的使用、维护和保养方面的知识，并适当地补充仪器分析的前沿性知识，如在气相色谱中补充了二维气相色谱方面的知识，拓宽学生的知识面，激发求知欲。

二、改革教学方法

生物仪器分析课程各章的内容独立性较强，理解原理困难，一些大型精密仪器的结构复杂，采用传统的教学方法难以教授，而且易使学生兴趣降低。运用多媒体教学并辅以传统的教学方法，可将仪器的结构图、构造图、使用方法、工作原理等采用图片、视频和动画的形式展示，使学生更容易理解，并且可以调节课堂气氛，一举多得。将传统的验证性实验进行改革，开设设计性实验课程。设计性实验是指在教师指导下学生独立设计实验方案的教学方式，旨在培养学生综合运用各种知识解决实际问题的能力。具体程序包括：首先，进行学生的分组，以学生自愿组对为主结合教师指导分配，教师给每组确定一个合适的题目；第二，学生通过查询文献，确定合适的分析仪器、分析方法、实验方案；第三，教师和学生共同论证可行性，并指导修订，确定最终的方案；最后，学生独立完成实验，提交实验报告，教师进行考核。这种方式，不仅对学生的综合能力提高有很大的帮助，而且有利用培养学生的团队协作意识，有助于学生将来工作中的团队合作。针对大型仪器价格昂贵，一所高校或企事业单位难以全部拥有，学生在实验中难以全部接触的现象，我们开拓了多种渠道。首先，兄弟院校建立合作机制，做到大型精密仪器共享；第二，联系具有相关大型仪器的生物类企业，带领学生深入企业的相关部门参观学习或将生产实习有机结合。这样不仅开拓了学生的视野，而且提高了学习效果，学生参观、实习的过程，也向相关的单位展现了我专业学生的风采，有利用学生的就业。

三、改进考核方法

传统的仪器分析考核方式基本有两种，一是闭卷考试，通过试卷的方式将学生对仪器原理和使用方法做一考核；另一种为闭卷考试结合实验课成绩，而其实验课也基本为验证性实验。这两种方式都难以考察学生对仪器的掌握和操控能力，而且会降低学生对平时学习的积极性。通过几届学生的教学实践，我们将传统的闭卷考试考核方式进行了改革，生物仪器分析的课程总成绩分为三个部分，其中理论课采用开卷考试的方式，成绩占40%；实验课成绩占40%，对每次的实验都进行评分，包括实验方案设计、实验操作、原始数据测试精确度、数据处理能力、团队协作能力等；平时成绩占20%，包括课题问答、seminar等。这种考核方式，对学生的学习积极性有很大的提高，而且能够做到考核公平，使真正有能力的学生有机会获得更好的分数，更加突出实用性，而非简单的教师划重点，学生考前突击这种典型的“大学式考核方式”。

四、提高教师素质，追踪仪器发展前沿

生物仪器分析不同于传统的仪器分析，其内容涉及的仪器较为新颖而且更新较快，包括氨基酸分析仪、基因枪、核磁共振仪、生物质谱仪等传统的仪器分析所不涉及的内容，这将对教师的知识更新提出更高的要求，通过简单的书本知识而没有亲自实践，教师很难将自己对仪器的体会和感受传授给学生。基于此，我们通过选派青年骨干去“985”高校和大型企业学习和培训，并积极组织专任教师参加仪器公司举行的产品展销会或产品试用会，以期使教师能更多地接触和了解仪器发展的新动向，更好地将知识传授给学生，努力做到与社会和仪器发展的前沿不脱节。

1存在的问题

目前，由于学生人数的增加和受到实验教学时数、设备台套数限制，教与学的矛盾日益突出。仪器分析实验教学存在的主要问题有:(1)由于仪器分析实验设备普遍造价较高，国家下拨的实验仪器设备经费有限，分析仪器的台套数较少，实验分组人数较多，导致学生的参与度不高，影响学生的实验热情。(2)由于仪器分析实验涉及化学、电子学及物理学等方面的知识，是一门学科交叉较强的综合性学科，再加上仪器造价较高，学生平时很少有机会接触这些高端仪器设备，单靠3个学时的实验教学掌握起来有一定难度。(3)仪器分析实验涉及的仪器设备虽然自动化程度很高，操作起来不算复杂。但是学生平时缺少这方面的训练，操作规范化程度不高，影响实验结果的准确度。例如，气相色谱、液相色谱和离子色谱的进样都要求动作规范，特别是气相色谱对进样的规范性要求更是严格，否则会对结果的重复性和准确性有很大影响。(4)仪器分析实验数据处理虽然工作站能够自动分析，但是需要实验者建立方法。例如气相色谱的内标法，液相色谱及离子色谱的外标法，每个工作站各有不尽相同的建标方法和程序。虽然学生能够按照实验操作步骤完成建立方法及数据处理，但也是机械式地照单抓药，缺乏深刻理解及灵活掌握。(5)原来的仪器分析实验课程针对化学工程与工艺等化工类专业开设的实验项目及顺序如表1所示。经过多年的教学实践表明个别实验项目顺序不利于学生对实验方法的掌握和数据对比，有待调整。(6)仪器分析实验教学的成绩考核方式相对单一，以往只是根据实验报告给出成绩，不能全面反映学生的动手能力及实验探索精神和认真态度。

2仪器分析实验教学改革与探索

2.1注重实验安排操作细节实验时间和实验过程中操作细节的安排对实验教学效果会产生影响。具体调整工作有:(1)将原来每班的1天实验安排为2个半天进行，学生反馈效果较好;(2)原子吸收光谱实验开始前，先点火测定上一组配制的溶液，这样使学生对测试过程有一个大致的了解，提高了对绘制标准曲线的认识，进一步保证了测定结果的准确性;(3)鼓励学生自带家乡自来水样品的测试，这样可以提高实验的积极性和对实验结果的关心。

2.2挖潜现有仪器设备潜力，增加仪器台套数及实验项目随着化学工程与工艺及其他化工专业招生规模的扩大及学生对仪器分析及实验课程的兴趣增加，选修该课的人数日益增多，这样仪器台套数不足的矛盾更加突出。实验室多年来一直坚持将最先进的仪器设备用于实验教学，结合科研测试实际应用情况，增加了红外光谱实验观摩项目。另外，还升级改造了1台气相色谱仪用于教学实验。要求气、液相色谱实验正式采集数据之前，每名学生先进样一针，解决了“只有看的份，没机会打一针”的问题，也使学生对色谱分析的特点有了深入的了解。通过上述两项措施，使原来每个实验小组由6～7名减少至4～5名，基本符合专业认证的要求。通过整改，每个实验小组的人数减少，学生的参与度增加，不仅激发了学生的实验热情，同时也锻炼了动手能力，增加了学生创新技术能力的储备。

2.3坚持实验开放日制度根据每学期的实验安排，实验前一周安排两天作为实验开放日。学生可根据课程安排，随时到实验室预习准备实验，配制溶液，调试分析条件，就实验有关的问题和指导老师讨论交流。在保障仪器设备安全的状况下，尽量把能打开的仪器盖子掀开或卸掉，既满足了一部分学生的好奇心，也使学生对仪器设备的构造有了直观的认识。通过实验开放日制度，增加了学生接触仪器的机会，加深了对实验仪器构造及实验原理的了解。同时，针对三个色谱实验进样方式不同的情况，在实验开放日实验指导教师着重加强指导学生规范进样的练习。通过直观接触及强化练习，学生实验操作规范性大大提高，实验效果得到明显提高。

2.4充分利用辅助教学手段实验前，学生应对所做实验的实验目的、实验原理、实验步骤、实验所用的试剂、所用仪器设备的操作方法以及最终实验数据的处理方法等进行预习。但如果学生仅对着教材或讲义进行预习，对实验目的、实验原理等相对容易理解，而对仪器的结构、操作方法的理解有一定的难度，有纸上谈兵之感［6］。特别是仪器分析的实验仪器设备，几乎全部是大型精密仪器，造价昂贵，日常要求规范使用、定期保养。实验过程中如果违反操作规程，可能会损坏仪器，不仅维修麻烦，还会耽误正常的实验安排，所以实验前要求学生充分的预习非常重要。充分利用网站，把与实验有关的仪器设备的相关信息、实验讲义、课程PPT全部上传，学生可以随时上网查看。另外，全部实验的操作流程视频也提前发给学生，学生对照视频学习，就可以掌握实验目的、实验原理、实验步骤及实验数据处理方法。特别是三个色谱实验的建标方法，视频里有详细的步骤及说明，学生如果认真观看，基本能够掌握操作要领。因为预习充分，学生做实验时就会有信心，这不仅节约了实验时间，使实验更加顺利，同时也激发了学生的实验热情及扩展实验的想法。

2.5改革实验成绩评价体系开设的仪器分析实验是仪器分析课程的一部分，因不是单独设课，不用单独考试，实验成绩占课程成绩的40。以往的仪器分析实验成绩大多是根据学生的实验报告情况评定的，这样往往造成学生只重视写好实验报告，并且容易助长部分学生不认真做实验而抄袭实验报告的陋习，不利于培养学生良好的实验精神和严谨的科学态度。为了公平、公正地反映学生的实验能力、操作水平及分析问题和解决问题的能力，我们建立了多元化的考核体系，包括实验预习情况、预习报告、实验考勤、实验过程表现等环节，实验报告的书写情况只占成绩的较小部分，实验报告重点考查数据处理能力及思考题的回答情况。在每个实验报告的后面，均要求学生独立地讨论分析实验结果并对实验提出意见及建议，能提出合理的建议及可采纳性想法的实验报告才能获高分。通过改革实验课程考核形式和内涵，突出“重学生实验过程、重学生平时表现、重学生创新思维”的指导思想，能更加客观、公平地反映学生的仪器分析实验水平，并能提高学生学习仪器分析实验的兴趣，调动学生的学习积极性及创新思维［7］。

1实现方法

网站基于动态数据库技术构建。Apache是目前应用最广的Web服务器，PHP是一种类似ASP的易学的脚本语言，而性能和功能均比ASP要强，而MySQL是一个Linux上应用最多的数据库系统，特别是用于网站建设，这3款软件均是自由软件，是架设数据库驱动的动态网站的最佳组合［3］。因此，本网站采用Apache+PHP+MySQL平台构建。网站采用启发式的问题教学方法。在首页设置了知识点搜索功能，学生可以带着问题输入关键词搜索内容进行主动学习。在网站的每一个学习页面均设置有搜索框，方便学生随时搜索相关内容。网站首页如图2所示。教学课件采用FLV格式。FLV是FlashVideo的简称，是一种新的视频格式，它形成的文件小、加载速度快、易于网络观看，已成为当前视频文件的主流格式［4］。本网站的教学课件根据本专业教师多年来的授课教案经过修改、转换制作而成FLV格式，不但保证了清晰度，还加快了网络传输速度，更适于在线教学使用。多媒体动画包括教学录像、Flash仿真实验、3D动画、动态公式和Java程序，这也是本网站的特色之一。

(1)课堂教学录像以一堂完整的教学课为单元进行拍摄。拍摄时紧紧把握教师和学生活动为主线的原则，忠实记录课堂教学的全过程，尽量使用各种镜别，完整反应课堂教学中师生活动的情绪和气氛，在各个环节中注意捕捉师生双边活动细节，全面反应教学的效果。

(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。