时间：2023-02-17 15:44:16
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
共有8个基础性实验，其中6个为必做实验。该类实验针对基本的分析方法，选择常用的仪器，开设较为简单的实验，目的是让学生学习和掌握大型仪器的使用方法和基本操作，了解仪器的基本结构，学会记录和分析处理数据，为养成良好的科学素养打下基础。通过第一层次的实验，强化了学生的动手能力和操作技能，并为后续实验奠定了基础。
(2)综合性实验
2个综合性实验为学生必做实验，其余10个为选做实验。综合性实验包括样品前处理和分析测定两部分。目的是让学生进一步熟悉原有仪器的使用，学习新型仪器的操作，如气质联用仪、液质联用仪、X－射线衍射仪等，掌握常用的样品前处理方法，培养学生综合运用知识解决问题的能力。
(3)创新性实验
该类实验难度较大，教师精选生产生活实际中的问题，只给出实验要求。学生必须进行社会调查、查阅文献、设计方案、独立完成实验、分析数据、得出结论。这类实验以开放性实验开出，与大学生创新训练项目、教师科研课题相结合，培养学生的创新能力和科研意识。
(4)实践实训
为了实现应用型人才的培养目标，课程组非常重视学生的实践实训工作，积极开展第二课堂。结合环保主题开展临沂市水质调研、土壤中重金属污染情况的调查，对水质的各种指标和土壤中重金属离子的含量进行测定。学生查阅文献设计方案，不同小组可以选用不同的仪器进行测定，进一步熟悉气相色谱仪、液相色谱仪、ICP－OES光谱仪、原子吸收光度计和原子荧光光度计的使用，掌握样品的前处理方法。比较不同小组的测定结果，并与国家标准对照，确定水或土壤是否被污染。2011年，我们组织的临沂大学沂河水质调研团获山东省暑期“三下乡”社会实践优秀服务队。充分利用现有的实习学生进行参观学习或实习，在实践中开阔视野，学习了解先进的分析仪器。学生在学习仪器分析之前，接触到的分析仪器都是玻璃仪器，复杂一点的就是紫外－可见分光光度计，所以对于大型仪器非常陌生。开始新课前，我们组织学生分组到仪器分析实验室和分析测试中心，见识将要用到的大型仪器，对于学校没有的较先进的仪器，就带学生去实习单位参观，了解分析化学的应用领域，大型仪器在现代分析中的重要地位，明确仪器分析要解决的问题，让学生带着实际问题学习，增强学习的目的性和针对性，提高学习效果。教学结束时，部分有兴趣的学生，可以再去实习基地见习或实习1～2周，用学到的知识去解决问题，对实际样品进行处理和测定，深刻体会学有所用、学有所成的道理。大四下学期，所有的学生都要去基地实习2－3个月，实习期间，学生进行系统的训练，从设计方案，到优化条件，最终建立一种灵敏度较高、选择性较好的分析方法，或者对已有的方法进行改进，在校内教师和基地老师的指导下完成毕业论文。
2仪器分析实验课程内容
为了适应不断发展变化的社会需求和人才培养需要，我们积极吸收行业企业参与课程内容和课程体系改革，临沂市环境监测站、临沂市出入境检验检疫局、临沂市产品质量监督检验所、临沂市药品检验所等监测部门、山东金正大生态工程股份有限公司、鲁南制药集团股份有限公司、天津药明康德新药开发有限公司、山东潍坊润丰化工有限公司等企业对仪器分析实验项目的设置提出了修改建议。我们主要从以下几方面对实验内容进行了修订。
2．1从生产生活实际出发选择实验内容
仪器分析实验教学的内容要贴近生活、生产实际，强调知识的应用和内容的开放性，这样才能激发学生的好奇心，从而引起对实验的兴趣。讨论问题不能一味地从理论知识开始，应注重从与知识相关的应用和技术以及社会的角度进行思考，从项目(主题)及应用性的问题出发，根据需要合理选择实验内容。例如:在原子吸收分光光度法中就可以选择头发中微量元素含量的测定，双波长紫外分光光度法测定复方磺胺甲噁唑片中磺胺甲噁唑含量，循环伏安法可以选择各种饮料中葡萄糖含量的测定，既保证了实用性，又增加了前处理的内容。对于社会上出现的一些热点问题将其有选择性地融入仪器分析实验教学中，如假药的检测、苏丹红及三聚氰胺的分析等此类探索研究性实验，作为开放性实验，对一些有浓厚兴趣且基础较好的学生单独开放。学生通过实验可以体会到仪器分析实验在社会生产和生活中的巨大作用，以及给社会生活带来的便利，并且认识到，如果不合理地利用科学技术，它会给人类带来危害，甚至是灾难，让学生关注与科学有关的社会问题，增强社会责任感。
2．2删除陈旧的内容，增加新技术新方法
传统的仪器分析实验内容多是一些验证性和低层次的常规实验，与现代实验方法技术和现实应用等相差较远，无法调动学生学习实验课的兴趣和积极性。在实验课的教学过程中，必须结合科学发展前沿介绍本学科的新理论、新方法，以及本学科与其他相关学科的关系。以基础理论为主线，以典型的实验为重点，以实际操作为核心，在集中讲授研究成熟、应用性广泛的仪器方法的同时，要让学生通过查阅文献，掌握现代仪器理论的最新动态，了解本学科涌现的新知识、新技术、新方法，使学生受到现代科学技术的熏陶。基于这一想法，我们增加了有关新仪器、新方法、新技术的实验，如“吹扫捕集－气相色谱/质谱法测定水中苯系物的组成”、“松果菊中组分的LC/MS分析”、“流动注射化学发光法检测DNA”、“基于纳米金比色分析法测定中药材中的汞离子”等。
2．3提高综合性实验和创新性实验的比例
不少学生希望老师把更多的思维空间留给他们，让他们有独立思考的机会。为此我们尝试把学生的一些基础实验设计成研究型实验，把科学前沿领域的知识引入学生实验中来，增加创新性实验，旨在调动学生的积极性，培养学生的综合能力。例如“HPLC法测定中药材提取物和克林霉素磷酸酯注射液中抑菌剂含量”、“叶绿素的提取分离及叶绿素金属络合物的合成与鉴定”、“固相萃取－HPLC检测土壤中的三嗪类除草剂”等。通过实验，学生很好的掌握了样本的提取与预处理，以及气相色谱、液相色谱、紫外－可见分光光度计、原子吸收分光光度计等仪器的使用和注意事项，初步具备了实验方案制定的能力，并对现代仪器的原理、结构和操作有了更深一步的了解。
2．4及时将教师的科研成果转化为实验内容
课程组教师坚持以教学为中心，教学与科研相互促进，积极开展科研工作，形成了几个较为稳定的研究方向:生命化学分析、纳米改性与传感、环境分析、天然产物分离与分析。课程组充分利用科研优势推动教学改革和实验内容的更新，部分教师的研究成果已经成为仪器分析实验的重要组成部分。例如，“流动注射化学发光法检测DNA”来源于生命化学分析研究方向，“毛细管电泳法测定阿司匹林中水杨酸的含量”、“松果菊中组分的LC/MS分析”等实验项目来源于天然产物分离与分析方向，“基于纳米金比色分析法测定水中的汞离子”、“稀土掺杂TiO2光催化剂制备及光催化活性的研究”来源于纳米改性与传感方向，“土壤中砷的形态分析”，“金属离子印迹聚合物的制备及水中镉离子的测定”等实验项目来源于环境分析化学方向。这些实验项目的实施，既完善了实验教学体系，又充实了实验内容，有助于学生了解科学研究的过程，激发参与教师科研课题的热情。
3结语
一、前言
微电子技术的发展，为通讯、信息处理和生产、生活及办公自动化等领域带来了巨大的进步，使人类的生活方式、思维方式和社会的产业结构发生了巨大的变化，将人类带入了信息时代。
在电子技术深入发展的同时，一项新的技术棗微机械技术悄然的诞生。微机械发展迅速，具有巨大的发展潜力和应用前景。许多科学家坚信，它将成为继微电子技术之后又一项推动社会迅速进步的革命性技术。
微机械的全称为微电子机械系统，是以微电子技术和微加工技术为基础的一项新技术。早在六十年代，微机械技术的概念就开始萌芽，一些富有创见的科学家开始探索用硅的微加工方法，制作传感器、执行器和控制器，并设想将它们集成在微小的几何空间，从而形成高度自动化、智能化、可以大批量生产、价格低廉的微电子机械系统。八十年代末，微机械压力传感器等技术的成熟并市场化，IC工艺制作的静电微电机的研制成功，标志着微机械技术已经发展成了一门独立的新兴学科。在科学家们的推动下，微机械技术受到了美国、德国、日本等发达国家的重视，投入了大量的人力物力，十余年间，微机械技术取得了众多新成果，微机械技术透浸到众多领域，产生了巨大的经济和社会效益，展现了美好的前景。
二、微机械元件
微机械元件既可以作为独立的器件，应用于宏观的机电系统中，又可以作为微机械集成系统的单元，是微机械迄今为止研究和开发的主要内容。
微机械的研究主要集中在硅基器件上，这与硅的良好的机械性能和与IC工艺的兼容性有关。早期研制成功并商品化的器件是结构简单的传感器棗硅压力传感器，这种传感器性能优良，成本低廉，市场增长十分迅速，95年产量为5千万件，预计2005年产量将达1亿2千万件[1]。1995年全球传感器市场为60亿美元，其中约4分之1为微机械传感器，微机械传感器从起步至今仅十余年历程，发展如此迅速，表现出微机械技术的强大的生命力。
微机械传感器市场潜力仍非常大，不仅可以进一步替代传统传感器，由于其价格低廉，必将在更多领域得到应用，从而开辟更广阔的新兴市场。国际上许多著名的公司如，Rosemout、AnalogDevices和Motorola均有积极的微机械传感器市场发展计划。
（一）微机械元件应用
微机械器件的优势在于大批量生产时成本低廉，产品的性能-价格比明显优于传统器件。目前具有广阔市场的应用领域包括：
1、多功能绝对压力传感器
石油危机和人们对环境保护的要求，使汽车制造商必须改进油料燃烧的经济性，提高汽车单位重量油料的行程，改善汽车尾气质量。基本的方法是严格控制燃料与空气的比例。这种控制系统的关键元件为多功能绝对压力传感器。1995年这种传感器产量为二千五百万件。
2、医用压力传感器
在使用微机械传感器以前，测量血压用的是可靠性较低的普通压力传感器。这些传感器在使用前须稳定化和标定，测血压的费用较高。
汽车用多功能硅压力传感器研制成功，激励人们成功地开发出医用压力传感器，这种医用传感器使用前不需标定和稳定化，使用费用很低，在严重的疾病的诊断和治疗棗如心脏手术等医疗中得到广泛应用，1995年产量为一千八百万件[2，3]。
3、加速度传感器
九十年代初，硅加速度传感器已由实验研究转入实际应用，应用于汽车车祸传感和刹车及安全汽囊释放控制系统。95年年产量逾五百万件[4]。在过去的二十中，虽然美国由于汽车数量增加车祸的数量增加了75%，而车祸死亡率却减少了50%。这与微机械加速度传感器在汽车中的应用有很大的关系。
二、市场预测
十年前，微机械器件仅有硅压力传感器具有较大市场应用，而如今，加速度传感器已在几年的时间中产量由20万件增加到近2千万件，而许多其它微机械器件也逐步商业化，市场价值达数十亿美元。现在，非传感器类微机械器件的市场还非常小，但有理由预测，在今后十年，非传感器类微机械器件将会有明显增长。
近期有较好市场前景的微机械器件有：
1、压力传感器
微机械硅基压力传感器将进一步增长，应用于汽车和智能化网络输出等方面[5]。汽车传感器的应用包括：燃油汽化、高压喷油、发动机的多功能压力传感器、电子刹车等。
2、惯性传感器
惯性传感器发展十分迅速，包括加速度计、转速计和陀螺仪等，主要应用于汽车稳定性控制和驾驶控制及虚拟现实控制器等方面，以汽车安全气囊释放为目标的加速度传感器已经开发成功，尺寸仅为3mm×3mm，量程为5g，预计价格为每件15美元[6]。
惯性传感器可作为智能惯性导航的核心器件，应用于汽车、飞机和航天器件的驾驶和控制，
3、流体控制器
流体器件，如压力阀，将逐步商品化并有较快的增长。但目前微机械流体器件由于操作温度范围较窄，压力和流量控制范围较小，与流体的相容性有限，还不能很好满足传统商业领域的需要[7]。
4、数据存贮
复杂软件和影相技术对大量信息存贮的需求，促进了高密度存贮技术的研究，多项高密度存贮技术正在开发之中，在微机械技术领域，有良好商业前景的存贮技术的研究包括：
（1）用芯片上的伺服电机驱动硬盘磁头，可以实现0.1μm精密定位，存贮密度可达100GB/in2[7]。
（2）IBM开发了一种塑性存贮盘读写技术，用微机械技术制作“笔尖”，在“写”时，在塑性盘上形成凹坑，而读时，与早期的唱片机读的方法一样。用该方法，已实现存贮密度达20GB/in2[8]。
5、显示器芯片
德州仪器开发微转镜显示芯片技术已愈十五年，现在已经开始少量生产种芯片[9]。还有其它硅谷公司也在开发该项技术。微机械显示芯片将最终实现市场化，可望在巨大的显示器市场占有一定份额。
6、微机械通讯器件
正在开发中的光纤微机械反射调制器，有希望实现居民实时影相通讯，有希望得到迅速发展[10]。
7、CMOS热电堆传感器
用氧化物/氮化物支撑的n型多晶硅/p型多晶硅红外传感和电功率传感元件可以用CMOSIC工艺制作，绝热是通过在CMOS热氧化物下面的体硅腐蚀工艺实现的。硅的氧化物和氮化物对8至14微米的波长敏感，可用来监测房间的异常侵入。温升（几mK）用热电堆来检测[11]。预计该元件在民用、工业和军事上都有广阔的应用前景。
8、CMOS热压力传感器
利用压力对空气热传导性能有影响，可以制成测量气体压力的CMOS压力传感器。目前研制的器件，可用来测量102至106Pa空气压力[12]。
9、CMOS热、通风和空气调节（HVAC）多功能传感器
热、通风和空气的调节须测试温度、气流和空气的湿度。将热电堆、热压力传感和测量湿度的指状电容利用CMOS技术集成一体，便构成了HVAC传感器[13]。这种传感器将在人类高质量生活环境的控制中发挥重要作用。
四、微机械仪器
由于微机械技术能够以较低成本制造出尺寸微小的机械结构，并且可以将传感器、执行器、控制器集成了一体，因此在测试仪器等方面表现出了巨大的优越性。
1、微机械电泳仪
在细长的毛细管两端加上直流电压，管中注入离子导电液体，将发生电泳运动，将分析的样品注入毛细管一端，不同分子量的集团将以不同速度运动，从而形成按分子质量的分布排列，在毛细管的侧面用放射线或荧光可以测定试样的组成。如某一组DNA的组成。
用微机械方法制作的电泳仪比传统电泳仪有很大优越性，不仅价格低，而尺寸小，仅为传统电泳仪尺寸的10分之一，速度快也提高10倍，而且测试结果更加准确[14]。
2、微机械质谱仪
电泳仪可用来分析试样的分子组成，而质谱仪是用来分析试样的原子组成的。在质谱仪中，首先将试样气化，然而在真空中电离，再用电场使离子高速运动，并在磁场中将不同质量的离子分离到不同的运动轨道，同探测器检测，即可分析原子组成。用微机械方法制作这种质谱仪正在开发之中，预计可以将尺寸缩成掌上型大小[15]。
3、微机械细胞计
通过将细胞悬浮在液体中，注入装有透明液体的试管。注入时，细胞悬浮液在试管透明液中形成很细的一条液柱，液柱非常细，可以从试管侧面测定单个细胞的形状、尺寸、光学特性，进行统计学研究。这对医学研究非常有益。现在这种仪器十分昂贵，而用微机械方法制作细胞仪的中的微结构十分便利的，微机械细胞计将能用来确定含量仅0.1%的血细胞[16]。
4、微机械染色体链成反应仪
现有技术尚无法测量数量非常少的DNA的结构，只能通过复制DNA的染色体，使数量增多之后才能测定。利用加热时DNA双螺旋蛋白质分子的融解，分解成两条单链，冷却时，在适当的反应试剂中，试剂分子与每一单链相互组合，形成两条双链DNA。重复上述过程，将使DNA分子大量增殖[17]。
用微机械方法制作的链式反应仪，可以在几分钟内完成DNA的样品复制，比传统仪器快5至10倍，而且，可以节约价格昂贵的反应试剂。随着医疗对DNA测试需求增加，成本低、性能优良的微机械链式反应仪将会有较大市场。
5、微机械重金属探测仪
用微机械方法可以制成阳极溶解式重金属探测仪，利用重金属特征电位和电离电量来检测样品中重金属含量，微机械方法可以制作出尺寸较小的便携式重金属探测仪，可以在现场监测重金属污染[18]。
6、微机械血液测试仪
以微机械生物化学传感器为基础的血液手持型测试仪，可以快速测试血液中的CO2、K+、Na+、C1-、葡萄糖、尿素、pH值等多种指标[19]。这种血液分析仪的开发成功预示着化学分析仪进入一个崭新天地。
五、结论
短短的十余年时间，微机械从诞生至今，从原理研究，器件开发到仪器研制，已经积累了众多成果，形成了一个对人类社会众多领域都将发生重大影响的丰富多彩的新学科。目前在微机械传感器表现出了强大的生命力，在传感器市场占有已达1/4以上，并且开拓出汽车安全汽囊释放控制系统等高经济附加值，高社会价值的新型产品，而在微机械陀螺仪、生物和化学传感器等方面的研究成果，表明微机械在众多领域将发挥巨大的作用，产生巨大的经济价值，将对人类社会生活带来巨大的进步。
微机械仪器的开发和研究成果表明，人类已经有能力开发出品种众多、成本低廉的便携式或掌上型仪器，测试速度快，测试结果更加精密，这将使越来越多的人得到高质量的医疗、保健，更多的人有条件从事高层次的科学研究。
与微型计算机相似，微机械器件的优势在于大批量生产带来的价格优势，因此，现在取得商业成功的主要是那些有巨大市场的项目，如力学传感器，但随着各种模块式器件开发，可以期望组合成种类众多的仪器和系统，实现微机械产品的多样化。
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摘 要：仪器分析实验是仪器分析课程中非常重要的实践教学环节，有其突出的特点。如何提高仪器分析实验教学效果，对学生学好仪器分析至关重要。本文主要从仪器分析实验课程的基本问题及在教学中存在的问题着手，对现有的仪器分析实验课程进行改进与实践。
关键词：仪器分析；改进；实践
本文主要是在原有的仪器分析实验实验基础上，从仪器分析实验课程的基本问题及在教学中存在的问题着手，对现有的仪器分析实验课程进行改进，提高仪器分析实验课程的教学效果，加强素质教育，推动创新人才的培养。
一、仪器分析实验课程存在的问题
1、实验课和理论课不同步
仪器分析实验所用仪器比较昂贵，且同类仪器比较少，不可能像其它基础实验那样，一人一组进行实验，也不可能同一个老师同时上几个实验。因此仪器分析实验通常采用循环模式进行，即几个老师分别带不同的实验，这样就存在着问题：同一个实验时间段，不同学生所用的实验仪器不同，实验内容不同，有的实验内容比理论课超前，特别是前几周，大多数实验都比理论课超前，对做这些实验的学生来说，没有理论基础，听起来比较费劲。
2、仪器设备资源短缺
仪器分析实验所用仪器通常价格都比较昂贵，同类仪器的台数较少，而且实验安排学时数偏少，有些仪器操作复杂，学生既无独立操作的可能性，又无重复实验的机会，学生自主动手能力培养的问题难以解决。而且在实验过程中学生一般8-10人一组，每人动手的机会不多，且有依赖感，因此大多数学生都是走马观花，很难达到预期的教学效果。
3、课前预习工作不充分
仪器分析实验课主要是是以理论为基础的， 这就要求学生在上实验课之前，进行全面的预习。从实验的原理、步骤、试剂及仪器操作方法，到实验数据的处理，每一环节都要有全面的了解，只有这样学生才能对所学理论知识进行巩固和提高。但在实际的实验课程中，由于实验仪器均为精密及贵重仪器，很多学生之前对这些仪器不但没有见过，有的甚至没有听说过，对仪器都很陌生。即使进行了实验教材的预习，但对具有复杂结构、原理及操作方法的仪器仍是无从下手。
4、教学模式单一
实验课大多采取教师讲解并演示，部分实验是教师讲解，学生可以操作的模式，而教师担心学生在实际操作过程中碰到较多的疑难问题，尽可能把实验过程讲得详细，同时受仪器数量及课时限制，实验多个环节必须由教师提前做好准备，学生只能被动地去听课。在学生课操作的实验中，也是多人一组，易造成每组个别动手能力较强的学生主动操作，多数学生未具体实施操作过程。这样的实验课程，学生对其所学的有关知识并未能真正掌握，其结果是学生在实验过程中缺少思考、提问、讨论。这样会抑制学生的思维积极性，最终使学生对实验不感兴趣。
5、对实验课程不重视
长期以来仪器分析实验课程作为理论课的辅助课程，学生对其重视程度不够，学生有时处于一种应付状态。由于实验内容基本都已得到验证，学生在机械的实践实验步骤过程中，依赖性强、缺乏主导性、综合性和设计性。
6、实验教材与科技发展脱节且通容性不强
仪器分析实验教材选用是否合适，尤为重要。教材的出版要比新技术和新仪器的出现延迟，教材内容相对滞后，不太适应现代分析化学的要求。目前出版的仪器分析实验教材大多数内容是按旧仪器的工作状态编写的，与现代新仪器的全自动化操作相差甚远。此外，由于不同院校拥有的仪器设备的厂家、型号参差不齐，实验条件自然也就有所不同，其操作差别也是很大的。即使有个别仪器分析实验教材的内容较新，但仪器不同也同样不能使用，因此没有通用的实验教材。
7、实验报告中存在问题无法及时认识和改正
一般情况下，仪器分析实验都是第一次做实验，第二次实验时交第一次实验的实验报告，教师批改完后第三次实验时发下去，这样学生看到老师的批改至少已经是两周以后了，实验报告的相关信息反馈给学生滞后，导致学生在下次实验中犯同样的错误，或者因为实验所使用的仪器不一样，上课内容不一样，实验报告上所反馈的问题并不一定适合后面的实验，有些学生直接把实验报告放在一边，或者没有细看实验报告中反馈的信息。
二、仪器分析实验课程改进与实践
1、实验前预习与现场预习相结合
实验前进行预习，可以使学生在老师讲解实验时做到心中有数，了解实验的全过程，对所用的仪器有一个基本的了解。为了提高实验预习质量，可以采取实验前预习与现场预习相结合的方法，可以让学生在实验前到实验室面对着仪器，近距离接触仪器设备，就实验的具体内容进行预习，这样学生就能对仪器的原理构造及操作步骤有直观认识，建立了感性认识，做起实验才会得心应手。
2、仪器分析实验教学内容改革
传统的仪器分析实验所设立的实验项目基本为验证性实验，理论上虽然比较成熟，但实验内容和实际应用实验例子上比较陈旧，与现代实际应用脱节，不能体现技术的发展，不能达到提高学生创新能力的目的。
我们要根据现有的仪器设备及现代分析技术的发展，科学合理地适当减少一些陈旧的实验，减少验证型实验，适当增加新技术新方法的实验内容，增加一些综合型实验、设计型实验、研究型实验以及创新型实验内容，强调应用性和体验性，尽量结合实际，选择应用性强、试样易获得、与人们生活紧密联系的实验内容，提高学生的学习积极性和解决实验的能力，如石墨炉原子吸收分光光度法测定人指甲中铜的含量，高效液相色谱法测定奶粉中三聚氰胺的含量，气相色谱法测定白酒中乙酸乙酯的含量；化妆品中铅的测定、中草药提取液有效成分的测定、水样中砷和汞等重金属的测定、蔬菜中有机磷农药的测定等等，学生可按自己的兴趣选择实验课题，查阅文献资料，咨询老师，设计出一套完整的实验方案，其中包括样品采集、样品处理、仪器设备、实验报告等。这样可以使学生创新设计能力、科研能力大大提高，分析问题和解决问题的能力得到了锻炼，加强了学生文献资料阅读总结的能力，为以后的毕业设计和工作打好了坚实的基础。
3、合理安排实验教程，运用现代教育技术先进的教学手段
可以采取先易后难、先简后繁的程序，让学生对实验逐步适应和提高，从基础实验、开放实验到研究型实验，逐步深入，使学生不断积累新知识、运用新知识，由质变达到量变，成为真正的实用型、创新型人才。另外安排实验教程时，注意理论课与实验课同步进行，这样有利于学生对实验内容的接受，得到学生的认可，也有利于老师实验教学的顺利进行。
在正式接触仪器，真正做实验前，可以进行1-2节的多媒体教学课，运用现代教育技术先进的教学手段，如CAI辅助教学、多媒体教学等，以图像、动画、声音等形式，或者把学生以往没有接触过的各种大型分析仪器的结构及实验操作过程完整拍摄下来，以录像的形式通过屏幕展示给学生，更加直观、更加生动地展现了实验仪器内部结构、仪器原理和仪器操作，充分刺激学生的感官，使学生对仪器的结构和使用有所了解，得到初步的感性认识。这样不仅能丰富教学手段，提高学生学习兴趣，而且能使枯燥的化学和仪器知识变得活泼，抽象的理论知识变得容易理解，这样的教学手段能激发学生的学习兴趣，充分调动学生的主动性和积极性，同时改变原来单调、枯燥的实验课，使教学形式和实验内容丰富多彩，学生不仅愿意动手操作，而且实验技能得到很大提高。
4、改变教学模式
可以采用“以问题为先导”的教学模式，实验教师设计相应的问题，逐一提出，学生讨论式的回答，然后教师总结，纠正错误，肯定准确的，最后进行操作示范。通过提问-讨论-总结-示范的教学模式可以一步步地引导学生对原理、仪器构造、操作步骤等每一个过程有更深刻的理解和认识。学生开动脑筋，进行热烈的讨论，将课本上所学的理论知识和实验紧密联系起来，进一步提高了分析问题和解决问题的能力。
5、开放实验教学
动手机会少是学生基本操作技能比较差的主要原因。通过开放实验教学，在课外时间有计划开放实验室，为学生开展创新型实验提供了坚实的基础，为毕业论文设计做好了准备。允许学生在课余时间在老师的带领下进入实验室，在老师指导下进行部分仪器的操作。允许学生在完成基本实验内容的基础上自选实验，实验项目可以由教师提供， 也可以是学生通过查资料获得，并安排实验教师轮流值守，随堂进行指导，这样就可以充分发挥学生自己的创新设计能力，得到更好的收获。
6、改革考核体系，培养学生科研意识
在实验教学过程中培养学生的科研意识十分必要，会影响学生以后的科研能力及其兴趣。传统的实验报告仅仅要求学生对实验结果进行简单归纳、分析，有必要改革考核体系。可以通过几个方面全方位考查学生的实验情况，逐项打分，直接给出平时实验成绩。包括上实验课前的预习报告、实验操作现象观察、实验操作、仪器的使用、实验课课堂提问、课后总结实验报告等。也可以要求学生按科研小论文的形式完成实验报告，格式包括标题、摘要、关键词、正文（前言、资料、方法、结果、讨论、参考文献）等，评价实验报告时要从格式、内容、实验结果、归纳分析等去审查，结果要求如实反映实验结果。得不到预期结果的不可随意改动实验数据，讨论时应分析实验失败的原因。这样学生不仅会掌握论文书写格式，而且能知道科学研究必须以科学实验为依据，要有严谨、求实、客观的态度。
7、选用合适的实验教材
可以在原有的仪器分析实验教材基础上，结合现代仪器分析技术的发展，并结合已有仪器设备的实际情况以及一些热点问题，组织教师编写出一套新的仪器分析实验较教材或讲义。这样可以运用已有的仪器设备有针对性的去学习仪器分析实验课程。但随着新方法、新仪器的引入，必须要在再版教材或讲义中加以补充更新，以便相互吻合，更好地提高实验教学效果。
仪器分析实验的过程，不仅是对原有的基础理论知识学习加以检验、巩固和提高的过程，同时也是理论联系实际的过程。随着科学技术的迅猛发展，应用领域的需求，对高等院校仪器分析实验课程的要求会越来越高。仪器分析实验课程的改进与实践，不仅培养学生系统理论基础和实验技能的提高，而且更重要培养学生的创新能力和科学素养。只有在教学实践中不断积累经验，大胆创新，充分调动学生的积极性和主动性，提高教学质量，才能达到教学改革的目的，这是一个长期的工作，需要不断的去摸索教学的方法和方式。
参考文献：
[1]徐晓安，张文华.仪器分析实验教学改革初探[J].江西化工，2009(4):46-47.
[2]吴育廉，柯行.浅谈仪器分析实验教学的改革[J].教学仪器与实验，2007(5):23-25.
关键词：仪器分析实验；教学改革；教学探索
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）43-0033-03
当今社会物质文明高度发展，然而各种环境问题、食品安全问题、产品质量问题层出不穷，如苏丹红、三聚氰胺、毒校服事件等，对人们的生活质量和身体健康造成了极大的危害。对环境污染、产品质量、食品药品质量进行严格的监督管理日益受到社会的关注。实现高效的环境监测、食品药品质量监测都离不开各种仪器分析方法。仪器分析成为化学与材料、生命、环境、医学、药学等学科交叉的热门专业[1]。掌握数种大型仪器分析设备的实验技术对以后的工作有很大的帮助。当前对各种仪器分析方法的研究和应用人才的培养主要是在高校中进行的。仪器分析理论及实验课程也是化学、生物、药学等专业的基础课[2]。通过仪器分析实验不仅能够巩固和提高学生的基础理论知识，掌握先进的分析测试方法和大型精密仪器的使用，而且能提高学生分析、解决问题的能力[3，4]，培养学生的实践能力和学以致用的精神。目前仪器分析实验教学过程中普遍存在如人多机少、教学内容陈旧、课时少、学生积极性不高、上课效果差等弊端[5]。为了改善这种状况，激发学生的学习兴趣，结合本校实际，提出了仪器分析实验教学中的几点改革思路和设想，以培养更多实用探究型人才，使其适应社会的需求。
一、增加仪器种类及数量
对于普通高校首先了解各种生物、医药、环境等企业及质检、防疫、药监、环境监测部门等单位最常用的分析仪器，在学校实验教学经费充足的情况下，购置各行业都需要的、应用广泛的仪器。对于中小型仪器如pH计、气相色谱仪等，可增加数量，做到实验课中1～2人一台仪器。对于中型仪器如高效液相色谱仪也可适当增加数量，做到实验课中2～3人一台仪器。而对于大型分析仪器如GC-MS、LC-MS、NMR，由于仪器运行和维护费用较高，不适合大批量的学生实验，但也可以安排演示实验，学生分批参观。这样就可以避免学生对仪器仅是走马观花，仅认识仪器的外观轮廓。使学生充分接触和操作仪器，增加对仪器操作的兴趣和信心。
二、修改实验内容
传统的仪器分析实验所设立的实验项目少，学时少，且验证性实验所占比例过大，实验内容和实际应用实验的例子比较陈旧，与现代应用脱节，与现实社会问题联系较少，不能体现现代分析技术的发展，不符合该课程特点[6]。经调查，地方本科院校，像化学、化工、生物科学、食品、环境等本科专业均开设仪器分析必修课程。一般为开课一学期，一般只对色谱分析、电分析、光谱分析三大块内容进行初步介绍，对一些新型分析仪器和分析技能触及很少。如HPLC只做简介，气-质、液-质等联用技术更未涉及。且仪器分析实验学时数少，主要集中在验证性实验和规范化操作。实验时简单讲解实验原理、仪器构造和操作注意事项，整个实验过程学生完全缺乏主动性，使学生能力得不到培养和提高[7]。作为地方性本科院校，我校的仪器分析实验课程也存在上述的问题。对此，我们从以下几个方面对仪器分析实验的内容进行了修改，重新编写了仪器分析实验讲义。
1.改变分析样品。结合学生的生活实际和社会热点问题，将传统实验中以人工配制的标准样品作为分析样品，替换为果汁、牙膏、药物、食用油、室内空气等一些与学生生活密切相关的样品。如用库伦分析法测定果汁中的维生素C含量。直接电位法测定牙膏中的氟离子含量，火焰原子吸收法测定头发中的微量元素，原子吸收分光光度法测定中药黄芪中铜的含量；室内空气中苯、甲苯、二甲苯的测定，阿司匹林药物及植物油中维生素E的液相色谱检测，苹果汁的组成分析等实验项目。通过对这些实际样品的分析，使学生了解自己日常用品的一些成分以及这些成分的检测方法，提高学生的实验兴趣。也使学生了解掌握一些产品质量的检测方法，更能适应社会的需求。
此外，在传统仪器分析实验中，样品的制备常常被忽略，试剂都由实验老师配好，学生只是照本宣科，实验过程匆匆完成，不利于学生动手能力提高[3]。而采用实际样品，让学生自主完成样品的采集和制备过程，可以使学生了解和掌握一些样品采集和预处理方法。
2.改进分析方法。传统仪器分析实验由于样品简单，通常分析方法也较为简单。而实际样品则较为复杂，需要样品预处理及加入一些抗干扰试剂，因而实验方法和条件选择较为复杂。为适应社会需求，可参考国标及药典规定的方法，结合自己的实际加以改进。如我校新编的仪器分析讲义中，“原子吸收分光光度法测定中药黄芪中铜的含量”实验参考了药典2010版附录ⅨB.重金属检查法。“差分脉冲阳极溶出伏安法测定水中锌、镉、铅”实验参考了GB/T3914-2008；“液相色谱法测定植物油中各种维生素E”实验参考了GB/T5009.82-2003等。其次还可以参考一些最新的研究论文对分析方法进行改进。如“差分脉冲阳极溶出伏安法测定水中锌、镉、铅”实验中按国标的方法采用玻碳镀汞膜电极为工作电极。由于汞具有挥发性和毒性，会对师生的健康造成影响。我们参考李冬月[8]、李建平[9]等的文献，以无毒、稳定的铋膜玻碳电极为工作电极，测定水样中的锌、镉、铅。实验表明，该方法分析的灵敏度和精密度都较好，可以满足学生实验的要求。
3.开设设计实验和综合实验。为改善传统仪器分析课程内容主要为验证性实验的问题，我们分别在光学分析法、电学分析法和色谱分析法部分各增加了一个设计性实验。由教师给定分析任务，由学生分组自主查阅资料，确定分析方法，列出所需的仪器和试剂，选择合理的实验条件，写出实验方案。老师对拟定的实验方案进行审阅、指导；学生对所用仪器自行安装调试，所用试剂、药品自行配制，并及时记录实验现象和实验数据。实验结束后整理仪器、用品和实验台，检查所用仪器是否正常，经老师检查、确认签字。最后学生对分析结果进行处理，撰写实验报告。在设计实验的整个过程中，老师只对实验方案提修改意见，对实验过程中出现的问题进行指导，整个实验过程完全由学生自主完成。通过这样的训练可以使学生的分析问题解决问题的能力得到有效地提高，不再畏惧独立实验。将来走上工作岗位也更能适应社会的需求。此外我们也在仪器分析实验内容中设置了复杂样品的多组份分析的综合实验。如“苹果汁的组成分析”实验。对苹果汁的营养成分如氨基酸、有机酸、维生素，添加剂如山梨酸钾和苯甲酸钠，有害物质如重金属元素进行分析，并与国家标准进行比较。各种组分的测定分别用不同的仪器不同的方法。通过综合实验可以使学生进一步熟悉各种分析方法，巩固各种仪器的操作使用。同时可以进一步认识物质组成的多样性。
三、开展开放实验
由于仪器分析实验的学时有限，一些综合实验不能在课内学时完成，可以以开放实验的方式，让学生在课外时间完成。如上述“苹果汁的组成分析”实验由五个小实验组成，分别分析苹果汁中的氨基酸、有机酸、维生素C、山梨酸钾和苯甲酸钠、重金属Pb的含量，每一组可以分次完成。此外可以设计同一样品用多种方法进行测定，比较各种方法的灵敏度、精密度等性质。如分别用紫外光谱法、荧光分析法、库伦分析法、液相色谱分析法测定果汁中的维生素C含量。通过开放实验的实施，可以进一步提高学生自主实验、分析问题解决问题等能力，熟悉各种仪器的操作，并对各种仪器的性能有更深的认识。
四、课程设置改革
仪器分析及实验课程作为化学相关专业的基础课，通常被安排在二年级甚至一年级下开设。然而仪器分析又是一门应用性很强的学科，对学化学相关专业的学生将来找工作及考研非常重要。若安排在二年级开设，学生到大四找工作时大部分内容都已经忘了。因此建议将仪器分析课程及实验安排在三年级开设，以利于学生就业和考研。
五、教学方式改进
传统的仪器分析实验教学通常是学生在实验课开始后才见到仪器，且仪器的开关机步骤由教师或实验员完成，学生对仪器的结构和操作步骤不能有充分的认识，且容易对仪器操作产生畏惧心理。解决方法可以是：（1）拍摄介绍仪器结构原理和仪器标准操作步骤的视频，并突出学生容易出错的操作步骤，通过网络课堂让学生预习或课后复习。然后通过设计实验或开放实验来检验学生对仪器操作的掌握程度。（2）可以通过将实验室在时间上和空间上开放，鼓励学生在课前在教师指导下熟悉和操作仪器，或在课后练习独立操作仪器。以此来增强学生仪器分析实验的兴趣和信心。
仪器分析是一门交叉性和应用性很强的学科，在与其相关的领域如化学化工、生物、医药、材料、环境、食品及质量检测等机构都有着广泛的应用，因此仪器分析方向的就业面很广。通过仪器分析实验的教学，学生能够充分了解各类仪器的结构、原理以及操作方法，提升学生理论联系实际和综合研究能力，为今后的工作打下坚实的基础。但要做到真正使学生能适应时代的发展，还需要在以后教学实践中不断积累经验、大胆创新，不断地将改革过程中出现的问题进行修改和完善。在仪器分析课实验教学中，尽可能地培养学生的研究兴趣、良好的科学素养和综合实验技能，使仪器分析实验在培养研究应用型人才方面发挥更好的作用。
参考文献：
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[9]李建平，彭图治，张雪君.铋膜电极电位溶出法测定痕量铅、镉、锌[J].分析化学，2002，30（9）：1092-1095.
《仪器分析》课程融合了光学、电磁学、原子分子结构、电化学、计算机科学等众多学科知识，且新仪器、新技术的发展更是日新月异。再加上课程各章节的内容之间关联性并不太大，所以在《仪器分析》的教学过程中，往往会出现需要讲授的内容太多，授课效果不好，出现教师觉得难讲，学生觉得难学的现象[2]。针对此课程特点，在开课的绪论讲述中，给同学们推荐三条学习方法。
1.抓住主线。《仪器分析》的整本教材中每一章节就是一种独立的仪器分析方法，强调学生在脑中构建知识框架，整本书是一层楼，每一种分析方法就是一个房间，在这个房间中我们需要学习这种方法的特点、原理和方法、用途。
2.归纳共性与个性。以仪器的工作原理或结构来看，从大类可以分为光谱方法、色谱方法等，这些同大类的方法在工作原理、仪器结构、实践应用等方面具有共性。如气相色谱和高效液相色谱，二者的共性是都是用来做复杂混合物的分离分析，且在仪器组成单元上类似，二者的区别在于流动相不同（高效液相以液体做流动相，气相以气体做流动相），分析对象不同（气相分离沸点低的物质，液相分离沸点相对高的物质）等。从归纳共性和区别个性上，引导学生进行综合对比，使学生掌握不同仪器分析法的原理、分析方法的共性，同时掌握各自的特点，从而对各分析方法之间的联系与区别能更好地理解。
3.处理好整体与局部的关系。每种分析仪器，都有相应的结构流程，在结构流程中，又有其关键部件。授课中，清晰地给出流程图和重点标出关键部件并详细解答，可以提高学习效率。
二、采用多媒体，教学事半功倍
现代教学模式中，各学科都在引入形象的多媒体教学。《仪器分析》作为分析化学的重要组成部分，涉及的仪器借助多媒体更能发挥其潜在的优势。课件可图文并茂、色彩丰富，框架表格清晰，且可大大节约教师画图、板书的时间，把时间更多地分配到师生互动和共同探究问题上。另外，在课件中，可嵌入智能化的仿真实验模块，在仿真实验中，学生可根据形象的仪器，巩固基本理论知识，直观地熟悉仪器结构和操作流程，模拟实验操作，弥补大型仪器不能实际上手操作的不足。
三、改革考核方式，理论实践结合
传统的考核方式一般以闭卷考试呈现，这种模式比较形式化，且目标狭隘，方式单一，学生往往会以考前突击背诵的方式获取高分，考完后又茫然，这严重地阻碍了对学生综合才能的培养和进步。《仪器分析》是一门实践性很强的课程，笔者尝试在考核中适当减少原理部分的内容，在实验动手能力上增加比重。授课期间，让学生自拟题目，通过图书馆或网络收集国内外相关仪器和分析方法的发展动态，以小论文的方式给出解决方案，以此培养学生独立思考并通过各种方式解决问题的能力。小论文的质量以一定比例折算，计入期末成绩。另外，学生在实验过程中所体现出来的实际动手操作能力，也以恰当的比例计入期末成绩中。学生的最终成绩是笔试、小论文成绩和实验成绩的综合。制药工程专业本就要求学生具有良好的实验动手操作能力，这种考核方式有助于让学生重视理论和实践的结合，真正学好仪器分析知识并用诸于未来。
四、总结
关键词：虚拟仪器，动态切削力，测量，应用
引言
切削力是切削过程中的一个最基本的作用和现象，它不仅是描述切削过程的基本参数，而且也是设计和使用机床、夹具、刀具，制定工艺规程以及评定切削加工性不可缺少的数据。动态切削力的变化规律是研究切削机理和机床动刚度的重要依据。硕士论文，应用。在现代制造工程中(包括柔性制造系统、计算机集成制造系统，无人化工厂等)，切削力是状态监测的重要参数。在机械加工领域的基础和应用研究中，常常需要能够对切削力进行测试的装置，即各种类型的测力系统.它不但是进行相关试验研究的重要工具，而且已逐步发展成为切削加工工艺系统的一个组成环节。
虚拟仪器(VI: Virtual Instrument)的概念由美国国家仪器公司(NI: National Instrument)于20世纪80年代末期提出。虚拟仪器是计算机、测量和微电子等技术高速发展的产物，由计算机应用软件和仪器硬件组成。通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融合为一体，从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，大大缩小了仪器硬件的成本和体积，并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。
本文主要研究利用虚拟仪器实现测力仪数据采集与处理，与虚拟仪器技术相结合，开发出可以测量X,Y, Z三个方向的力。硕士论文，应用。
1 硬件组成
由虚拟仪器构建的测力系统与传统电子仪器一样，其功能由图1所示的三大模块成:信号采集与控制、信号分析与处理、信号显示与输出。
图1 虚拟仪器构建的测力系统功能结构图
利用虚拟仪器实现测力仪数据采集与处理，它主要由以下几部分组成：测力仪、应变仪、数据采集卡、计算机和系统软件（如图2）。
图2 测力仪数据采集与处理系的功能图
基于数据采集的虚拟仪器系统，通过A/D变换将模拟、数字信号采集入计算机进行分析处理显示等，并可通过A/D变换实现反馈控制。根据需要还可加入信号调理和实时DSP等硬件模块。利用仪器实现虚拟仪器系统，VXI总线为新型计算机查卡式仪器提供了标准。硕士论文，应用。计算机完成对采集到的数据进行显示、存储、打印、分析和处理等功能，提供给用户一个简洁直观的动态切削力测量过程。
2 软件组成
软件结构由三部分组成：I/O接口软件、仪器驱动程序和测力系统环境。硕士论文，应用。
I/O接口软件存在于仪器与仪器驱动程序之间，是一个完成对仪器内部寄存器单元进行直接存取数据并为仪器与仪器驱动程序提供信息传递的底层软件层，是实现开放的、统一的虚拟仪器系统的基础和核心。
仪器驱动程序：主要是用于完成仪器硬件的通信及控制功能。硕士论文，应用。当设备驱动后，由软件进行数据的分析整理而实现测量功能，并求去测量结果。硕士论文，应用。
测力系统环境：基于语言平台，如C、Visual C＋＋、VB等；基于图形化工程环境平台，如LabVIEW等。
测力开始时先必须对测力仪加载以标定（以X方向加载力为例）。作为一个非理想的多向测力系统，当在X方向加载力时，Y方向、Z方向也会有不同程度的干扰输出，本试验所得数据如表1：
表1 X方向加载时数据表
［关键词］检验仪器；课程建设；教学内容
一、引言
随着现代医学和科学技术的发展，医学检验方法不断改进，检验仪器也得到了极大发展，大量先进的实验仪器进入医学实验室。同时，临床诊断对实验室结果的依赖不断增加，使得对检验技术人员的技能要求越来越高。[1]如何培养出掌握牢固基础理论、具有创新能力和实际操作能力的检验仪器人才是亟待解决的问题，医学检验仪器课程建设变得尤为重要。[2，3]
二、课程现状分析
医学检验仪器课程主要针对光谱分析类检验仪器（紫外可见分光光度计、自动生化分析仪、荧光光谱仪和原子光谱分析仪）和临床检验常规仪器（流式细胞仪、血细胞分析仪和尿沉渣分析仪等）的检测原理、仪器结构、仪器的操作及维修进行讲解。[4]通过课程的理论学习和实验操作，学生可以掌握常见的检验仪器的工作原理、基本结构、使用方法，熟悉检验仪器的分类、性能指标和评价以及常见的故障排除方法，了解检验仪器的发展趋势，是生物医学工程专业较为重要的一门专业课程。[5]但是目前医学检验仪器教学在满足本科教学上主要存在三个方面的问题。
（一）教材与行业新技术脱钩对国内医学检验仪器课程的主要教材进行调研发现，多数教材内容大同小异，许多内容特别是典型检验仪器介绍方面的内容显得较为陈旧，与目前市场上的仪器检测原理及操作维修等内容联系不够紧密，对光学、电学内容介绍很少（比如电子元器件、光电传感器等），往往难以激发生物医学工程学生学习该课程的兴趣。此外，从实验条件看，实验教材也不适合。[6]
（二）实验平台需要完善目前教学中的实验是利用已有的检验仪器对血细胞分析仪、电解质分析仪和半自动生化分析仪进行基本操作，但是这些实验没有与学生工作时所涉及的检验仪器的设计、维修等内容相结合，没有体现出专业特点，所以学生对检验仪器的检测原理和仪器结构难以形成清晰的概念，不能满足教学要求。
（三）教学方法需改进目前采用的教学方法以传统的教学方法为主，其特征是“传递—接受”，只注重传授知识，不注重发展能力，不利于学生创新思维和创新能力的培养。
三、课程建设目标
医学检验仪器课程的建设目标是把本课程建设成为教学资料完整丰富、教学手段及方法先进、具备网络教学功能、教学效果优良并深受学生欢迎的精品课程，为培养生物医学工程专业的工程技术应用型人才打下坚实基础。1.教学资源建设。包括针对本科生的教学大纲、教案、教学课件和视频资料的修改和完善，以及编写与目前行业新技术新仪器紧密联系的医学检验仪器讲义。2.实验教学建设。充分利用实验室检验仪器，建立适合本科生的实验方案，编写实验操作手册。3.教学方法创新。根据本课程的特点，在传统讲授式教学法中融合进新的教学法，创新性地引入基于问题的教学法（Problem-BasedLeaning，简称PBL教学法）和项目教学法（Team-BasedLeaning，简称TBL教学法）。4.师资队伍建设。让专业教师到企业去学习和将行业的技术专家邀请到学校对老师进行培训，同时鼓励专业教师到校外进行学术和技术交流。
四、课程建设内容
（一）教学内容建设1.结合本院情况制定课程标准，对教学大纲、电子教案等内容进一步修改，完善课程教学大纲和电子教案，并制作一套完整的教学课件、习题库和试题库。对本课程的教学文件特别是课程标准和教学方案的修改和完善主要包括三个方面。首先，根据学校学院培养计划和课程体系，组织课程专家和教师进行讨论，制定课程标准，使学生明确学习和训练目标、内容、方法、步骤以及学习资源。其次，根据课程标准在原有资源基础上制作新的教学大纲、电子课件、试题库和习题库。最后，尝试网络教学资源建设，借助学院网络平台，将本课程的电子教学资源上传，有利于学生的自主学习。2.制作和收集能够提高本课程教学效果的素材如图片、动画和视频等，并尝试进行网络化教学平台建设，以更好地适应现代化的教学发展趋势。3.教学组织和设计。在教学过程中，无论是理论教学还是实践教学主要采用项目教学法，即将教学内容进行分析后设计为专题任务，学生根据任务目标以及知识点等进行自主学习，在老师的指导下探索并完成教学任务，其教学实施过程如图1所示。
（二）教学条件建设在生物医学工程课程体系中，医学检验仪器课程定位为在完成基础课程和专业基础课程之后，综合应用课程阶段之前的专业必修课程，课程起到一个承上启下的作用，前续课程为生物医学电子学、生物化学和生物医学传感器，为后续综合应用课程和最终走上工作岗位服务；因此所学所用教材和内容要与行业发展紧密结合，还要求学生对行业发展状况有所掌握。1.教材使用和建设方面。编写适合本校定位的与目前市场检验仪器紧密结合的医学检验仪器讲义。考虑到应用型本科学生既注重技术技能又注重理论的特点，基于课程标准，讲义应包括两大部分。一部分为医学检验仪器检测原理的基本理论。基本理论部分将对现在所用的针对本科生或研究生的教材进行综合、裁剪，并通过调研增加一些新方法。二为检测原理的应用分析，即典型仪器的介绍。这方面可通过对目前市场几大巨头检验仪器生产厂商的设备以及科研文献进行调研，获取市场上以及目前最新的检测原理、仪器结构及仪器特性参数等内容，选取适当的内容加入新编讲义中。同时，调动学生对行业调研的积极性。教学过程中分组，对不同类型和厂家的检验仪器的工作原理、型号、价格、市场占有率等进行调研并撰写调研报告，进行PPT展示，同时可将学生调研报告整理后作为扩充性的教学资料。2.实验平台。实验平台的完善方面，整合教研室的实验设备，以模块化的方式（TBL教学方法）重新设计实验内容，通过对各类仪器的拆装，使学生掌握各种仪器的原理、结构、维护和保养知识，进一步增强学生的理论和实践结合的能力，满足本科生培养要求，并编写相应的实验指导书。本课程目前没有较合适的实验指导书，一般是根据实验室已有仪器和课程讲解以及PPT操作步骤进行操作，实验内容相对较少，较少涉及仪器维修操作部分。由于技术的日新月异以及大型设备价格昂贵，实验室只能配备基础性仪器设备，对实验室不具备的仪器设备的内容没有相应的视频或仿真资源帮助学生学习；因此，针对本科教学的要求和目前平台中存在的问题进行改革。①采用项目化教学。按照仪器种类，将仪器的分析、使用、维护及维修进行模块化设计，模块下边又分为各个学习任务，分解以前实验中难以一次完成的实验内容。②根据实验方法编写实验指导书。③建立实验仿真平台。除正常操作血细胞分析仪、电解质分析仪和半自动生化分析仪之外，对于只有一台的大型设备，采取教师演示以及视频演示、学生观摩学习的方式。而对于没有的设备，除了视频演示外，对于一些原理特性测试可充分利用仿真资源，比如对光电特性测试等内容。④加强校企合作。充分利用目前与希森美康及奥普医药校企合作办学的优势，增加学生对希森美康仪器及奥普POCT类仪器的安装、操作和维修模块，进一步提升学生的职业竞争力。同时组织学生到企业进行参观，让学生了解企业文化及所学知识在实际中的应用，让其更明确学习目的，有助于提高学生学习积极性。
（三）教学方法和教学手段建设针对课程特点，在实验课程中采用TBL和PBL相结合的教学方法，在理论教学中结合传统的LBL教学方法。采用PBL和TBL等多种教学方法，在保证传授知识的准确性、系统性和连贯性的同时，树立一种新的教学价值观念，即以学习者为中心，充分发挥学习者的主体地位，注重培养学习者创造性学习能力。医学检验仪器属于一门应用实践性学科，需要贯彻理论结合实际的原则，不断发挥学生的积极主动性，优化传统的LBL教学方法。适当的应用多种教学方法的结合，比如讨论式教学法、以问题为中心的启发式PBL教学法、以任务为中心的TBL教学法。这些教学法各有优缺点，教师应该根据教学内容灵活应用，整合其优势，提高教学质量。比如LBL法可以弥补PBL法在基础知识教授方面的缺点，而PBL方法可以弥补LBL对学生积极主动性培养方面的缺点，可以提高学生积极性、主动性、综合素质和对所学知识应用的能力。对各种教学方法的灵活使用，使学生能融会贯通所学知识，完成知识体系重构。微观上如图2所示，对于一个教学任务的宏观实施如上文图1所示。
（四）教师队伍建设教师队伍建设是课程建设的关键，高标准的师资队伍是一门课程高质量教学的保障。目前本校检验仪器课程的6位教师都是硕士及以上学历，其士学历4人，占67%；40岁以下青年教师占67%，是一支高学历的青年教师队伍。团队研究方向集中在生物医学信号处理、医疗电子仪器关键技术研究方面，和课题研究十分契合。医学检验仪器不断更新换代，教师的知识体系也要不断更新和扩展，为了提高教师的专业素质，建设起一支教学精英队伍，需要从多方面去努力。1.组织教师参加学院培养目标的相关学习，讨论并制定课程标准，参与整个教学内容和资源的建设，在整个过程中必然得到很大锻炼。2.举行课题组内教师讲课比赛，相互学习和改进，进而参加学校乃至更高级别的教学比武。同时，积极参加各种类型的学术活动，扩宽理论知识面，掌握科学前沿的专业知识。3.邀请企业家和医院专家到学校对教师进行指导和培训，同时增加教师到企业和医院学习的机会。
五、总结
随着学科的不断发展，培养创新型医工结合人才离不开检验仪器课程的学习。本文基于此目标，根据学校和专业定位，结合教学实践，进行检验仪器课程建设的分析、思考和探索。课程建设后，医学检验仪器课程教学质量将登上一个明显的台阶，学生对本课程的满意度和社会职业竞争力将会有很大的提高。
参考文献
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关键词：仪器分析；网络课程；网络教学；课程建设
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）22-0092-02
随着网络教育资源的发展和应用，网络教学成为了现代教育中非常热门而实用的教学方式。相对于传统的教学模式，网络教学不但可以促使学生的学习效率更加高效。尤其是在仪器分析课，这种理论性和实践性较强，实验分析方法较多，先进设备更新快，设备种类杂，分析内容涉及面广，而且不同的分析方法原理相对独立，连贯性不强，显得庞杂、难学的课程。网络教学发挥了巨大的优势作用，它可以通过视频、动画、等形式生动、直观地把仪器操作、分析方法等学习资源呈现在学生面前，对学生起到了很大的帮助，不容忽视。鉴于此，本文就针对仪器分析网络课程的建设研究，从以下几个方面谈谈自身的体会。
一、仪器分析课程实施网络教学的重要性
仪器分析课程涉及的内容较多，如光谱、色谱、电化学等多个领域。由于该课程具有理论知识丰富、专业实践性强的双重特点，而传统的课堂教学由于缺乏相应的实践做支撑，使得学生对仪器原理及仪器的操作分析，就谈不上消化吸收和应用到专业检测中。随着科学技术的发展，仪器分析技术日新月异，新仪器、新技术不断出现，是一门更新速度较快的学科，因此给当前仪器分析课程赋予了更多的新内容，同时给教学带来了新的挑战。毕业生从事检测分析工作时，既要求理解掌握仪器分析的理论知识，最新的仪器设备的新技术特点，还要求具备一定的实践操作技能。如果在校学习期间，学生只掌握丰富的理论知识而毫无实际操作技能，仪器分析课程也就失去了存在的意义。而网络教学的运用对于仪器分析课程无疑是至关重要的。这时我们就可以利用多媒体网络技术，通过图像、声音、影像、视频等多媒体技术直观、清晰、真实、形象地把仪器的构造、原理、使用流程、检测图谱以及结果数据分析等知识展现出来，而且可以通过动画、视频、流媒体等形式将枯燥不易理解的内容变得一目了然，激发学生学习的热情，进一步提高学生的学习效果。
二、仪器分析网络课程建设中存在的问题
1.学与用分离。仪器分析课程是一门专业基础课程，学生只有在掌握丰富理论知识的基础上具备过硬的实践操作技能，才能在以后的仪器相关工作岗位上得心应手。但是在我国以往的网络课程教学过程中，并没有将网络教学的作用真正发挥出来。学生们仅仅是将网络作为一种简单的下载工具而已，即通过网络下载一些相关的资料以及考试题型，根本不会涉及到实践操作技能，学与用完全分离。至于掌握实践技能更是一句空谈。
2.课程设计内容缺失。作为近年来新兴起来的教学模式，网络教学有其独到之处。但很多老师在网络教学的过程中很难把握教学内容的深度和广度，导致在教学组织上存在不足，课程设计内容严重缺失，致使老师通过网络教学的课程内容过于简单，理论和实践技能严重脱节，学生学不到应有的技能。鉴于此，老师只有按照课程教学大纲的要求，充分利用网络教学的优势，重新规划课程内容，才能为有效教学带来可能性。
3.课程体系及内容不完善，资源过于陈旧，网络课程缺乏与生产实际的联系，实用性不强。课程体系和内容陈旧，更新慢，缺乏对先进的生产技术和设备的敏感性，知识跟不上时代的需求，导致学生们的知识与现实脱节。网络课程中的教学内容要求表现形式多种多样，如文本、图片、视频等等，但是以往的网络课程中的教学内容表现形式相对单一，不够丰富，大部分是把课本内容照搬到网络上，以至于没有体现出网络课程教学的多样化，难以发挥网络教学资源的优势。另外，仪器分析课程要求学生掌握实践动手操作技能，即使没有足够的设备及时间供学生操作，那么在网络课程教学中就需要大量的视频、动画、流媒体等形式展示检测实践知识，便于学生通过观看生动形象的视频等形式的课件深入知识体系，方便学生学习。
三、仪器分析网络课程的设计
基于以上不足，考虑网络课程主要是学习者通过该类课程独立自主地学习，即独立性、自主性学习是这类网络课程设计者所要考虑的主要问题。从这个特性出发，以实用性、以学生自学为中心、增强学习效果为目的，设计了仪器分析网络课程，课程以教材为依据，将符标准化的多媒体资源与技术应用于网站制作中去，设计了仪器分析网络课程，主要内容有三大部分：课程管理、教学资源、教学活动。
1.课程管理包括课程介绍、教学大纲、教学日历等3大内容，其中课程介绍主要介绍本课程的性质、定位及研究领域；教学大纲包括教学目标、课程内容、教材及参考书、课程特点、考核办法等。
2.教学资源包括细化到每一章、每一节的知识点、重点、难点，以及每一章节相应的课件、授课视频、有助于学习的视频资料、思考题等其他相关内容；根据需要可以上传多种教学资源，如多媒体资源库、文献资料库、职业技能资源库等。（1）多媒体资源库：主要是与仪器分析相关类课程教学所用的多媒体素材，包括各种文本、图形图像、音频视频、动画等，重点在各类仪器的结构、原理、操作流程、检测图谱及检测数据结果处理等方面建立不同形式的资源。（2）文献资料：主要包括色谱仪、光谱仪、电化学仪器等的使用、检测方法、新技术、新设备等相关文献、相关政策与法规等。（3）职业技能资源：包括食品检验工、化学分析工等相关职业的国家职业标准、职业培训教材、培训题库、考核题库等。
3.教学活动包括答疑讨论、课程问卷、教学邮箱、教学笔记、课程作业、试题试卷库及在线测试等内容。通过答疑讨论及时与学生交流学习，实现师生的互动交流，还可以通过教学邮箱、教学笔记等方式进行交流互动。
四、仪器分析网络课程的实施及体会
仪器分析作为专业性较强的学科，实施网络教学能够对教学效率的提高起到事半功倍的效果。而如果将网络教学与课堂教学进行融合，达到的教学效果更是出乎意料。那具体如何实施呢，首先知识点的预习要通过网络课程来进行，让学生对所要讲授的内容做到心中有数，主次分明；其次通过课堂教学授课，让学生多所预习的知识进行深层次的理解和掌握；再次运用网络教学对所学知识进行总结，加深巩固，并通过在线作业进行实践练习，同时老师要对实践练习过程中学生提出的疑惑进行详细解答，直至学生完全掌握即可。实践证明，这种师生通过网络相互交流的授课方式是十分有效的。结合本人的实际教学经验，就从以下几个方面谈谈仪器分析网络课程实施中的体会。
1.仪器分析教学可分为两大教学，即网络教学和课堂教学。两者相辅相成，不可分割。学生在课堂学习的过程中，难免会有一些知识难于理解和掌握。而这些知识大部分是重点内容，不能轻易放弃，这就需要通过网络课程的学习来弥补课堂教学的不足，让学生在网络学习的过程中体会到学习的乐趣，还能不断加深学生对知识点理解的深度。
2.在网络教学的过程中，教师双重角色的定位是至关重要的。既在传统的课堂教学中扮演教的主体，学生学习道路上引导者的角色，又要在网络教学中发挥学生学习主体的作用，和学生共同学习的“学生”角色，在这一过程中，教师要关心和爱护每一位学生，对学生提出的疑难问题要耐心、认真地解答，并积极地和学生进行交流探讨，提高学生参与度，让学生体会到教师对他们的感情关注是十分深刻的，进而拉近师生之间的距离，从而增强教学的效果。
3.改革学生评价考核方式。在我国以往教学的过程中，主要是通过评价和反馈两大途径对学生进行考核。主要体现在以下几个方面，如将总成绩按照百分制来计算的话，平时课堂表现则占20%的权重，作业完成度占20%的权重，相对于平时课堂表现、作业来说，期末考试成绩则重要得多，占到60%的权重。可见成绩的重要性。而进行网络教学以后，则要根据根据网络课程学习的特点，利用网络的在线统计工具，统计学生的作业情况、在线测试情况、学习情况、讨论区的表现以及教学资源的利用情况综合给出成绩。本课程实施过程中采用的考核方式为：课堂学习占20%（主要课堂表现10%，作业完成情况10%）、网络学习占总成绩的30%（主要包括在线测试10%，在线讨论10%，教学资源学习情况10%），期末考试占50%。
五、结束语
进入新世纪以来，我国高校网络课教学的进程逐步加快，对于提升学生的学习能力以及掌握更多知识等方面起到了十分重要的作用，不容忽视。尤其是在仪器分析这样重在实践的专业性较强的科目上使用网络教学，不仅可以增强教学的趣味性，改善枯燥无味的教学环境，激发学生学习兴趣，还可以大大提高教学的效率，最终带来教学改革的真正突破。
参考文献：
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关键词：仪器分析；PBL教学方法；农业院校
随着现代分析仪器的更新换代和仪器分析新方法、新技术的不断创新与应用，仪器分析作为现代化的分析测试手段，正在日益广泛地应用于生命科学、环境科学、动物医学、农业科学、食品科学等诸多领域，因而许多高等农业院校已将“仪器分析”课程列为非化学专业本科生的重要基础课程之一。[1，2]由于仪器分析课程内容涉及数学、物理、化学、精密仪器等多学科的内容，学生在学习过程中感觉理解难度很大，学习效果难以保证。因此，针对仪器分析理论课教学方法进行探索，提高教学效果以满足不同学科的要求，是仪器分析教学改革的当务之急。
一、PBL教学方法介绍
PBL（Problem-based Learning）法以问题为学习基础，是和“以授课为基础的学习（Lecture Based Learning，LBL）”模式相对而言的，PBL与LBL在教学设计理念、实施方式以及教学绩效评估等方面均有着根本区别。笔者结合自己仪器分析的教学实践经历，探讨将PBL引入到“仪器分析”课程的教学中，使学生能够在有限的学时内，掌握“仪器分析”课程的学习方法，激发学生对“仪器分析”的学习兴趣，为后续的专业课学习及实践打下坚实的理论基础。
PBL是以学生为中心的教育方式。1969年美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首先把PBL引入了医学教育领域，目前已成为国际上较流行的一种教学方法。PBL即由教师提出问题，学生在教师的启发指导下以自学为主并结合讨论的学习方法。在这个过程中学生成为学习的主体，教师仅承担着向导和促进者的角色。[3]它是以学生为核心的教学方法，培养具备独立思考能力、自我导向学习能力的学生，使学生能够日渐独立于教师之外，在日后的生活及工作中能够继续独立学习。
二、PBL教学方法在“仪器分析”教学中的应用
1.教师在PBL教学法中的作用
在PBL中，教师的作用和传统意义相比有较大的转变。最初，由于学生需要了解的知识点很多，教师需要提供必要的材料和指导，方便学生学习。每年在教授“仪器分析”这门课程之初学生都会有这样的疑问：这门课程究竟与自己的专业有什么联系？为什么要学这门课程？为解除学生的疑虑教师在教学中会介绍仪器分析在相关专业中的一些应用实例，使学生理解“仪器分析”课程与专业课程结合的紧密程度。例如：土壤样品中N、P、K元素的测定，水体中Na+、Cu2+含量的测定、生物细胞中GSTs（谷胱甘肽硫转移酶）活性的测定及药品中阿司匹林的含量测定等内容都是与学生所学专业密切相关的分析内容，把学习置于复杂的、有意义的问题情境中，可以激发学生的学习热情。
PBL教学法的应用，是将具体的分析任务布置给学生，教师需要给予适当的讲解、引导，使学生了解如何利用现有的仪器设备，如何找到与任务相关的材料等。例如以苹果手机制造工人正己烷中毒事件为例，引导学生利用红外谱图解析正己烷的特征吸收峰；结合电视上热播的鉴宝节目，深入介绍如何利用红外光谱法鉴别天然与人造玉石；讲解通过原子光谱法测定恒星的物理性质、化学成分和运动状态等实例。由于所布置的分析任务都是与学生实际生活密切相关的，因此这些学生比较关注的例子很大程度上激发了他们的学习兴趣，并在逐步完成分析任务的过程中将仪器分析与实际应用紧密地结合起来，取得了良好的教学效果。
2.学生在PBL教学法中的角色转变
在以往“仪器分析”的教学过程中发现，仅凭教师的讲授，学生对知识的接受是被动的。学生对课程知识点的掌握经常通过死记硬背的方式，对具体分析方法的原理及应用的理解并不深刻。而采用了PBL教学法后，学生为了解决具体的问题，必须通过查阅资料来了解每一种分析方法的基本原理和应用，这样学生对仪器分析方法的理解会更加透彻，能比较系统地掌握和巩固课堂教学中的基本内容，而不是单纯靠背诵的方式来获取知识。[4]
在PBL教学中，学生是真正的主角。首先，由教师提出合理的分析问题。学生以小组的形式参与设计方案及执行，在小组中（每组6～8人）需明确每个人在设计中的任务，每位组员都承担一部分工作。其次，在教师指导下要求学生从分析问题入手，充分利用多种信息资源，如利用图书馆和网络等查找相关书籍、文献，最后整理成完整的方案，再通过实验验证并解决问题。学生在教师的指导下提交文献综述、方案设计及实验报告，并以小组为单位将实验方案制成幻灯片向全体同学演示讲解，要求小组成员轮流发言相互补充，通过课堂讨论得出结论。最后，教师对讨论内容进行提问、总结并对疑难问题进行点拨，同时听取其他学生对该组任务完成情况的评价，收集反馈意见。
在PBL应用中，由于针对课程设计的分析对象多数是从实际生活和工作中选取的，如利用原子吸收光谱测定牛奶中钙含量、荧光光谱法分析测定功能饮料中的维生素B2、高效液相色谱法测定蔬菜的农药残留情况、松花江水质分析、气相色谱法测定白酒中乙醇的含量等。这些分析任务的切入点都是现实生活中人们关注的热点问题，因此更容易调动学生的学习兴趣和积极性，使学生认识到从理论落实到实践并非难事。
3.实验教学环节PBL教学法的强化
“仪器分析”是一门实验科学，应该让学生有充分的动手机会，在实践中获得感性认识。[5]但是农业院校面临的问题是“仪器分析”理论学时有限，在理论教学中每组学生承担的分析任务不会超过两项，这样会导致PBL教学法的任务演变成一个设计性实验，失去了以学生为主体的教学模式的意义。因此，加强实验教学使之与理论教学并行是实现PBL教学效果的重要手段之一。在“仪器分析”实验课程中施行PBL，关键在于加强学生自主协作学习能力的培养。在实验课堂上，教师围绕实验内容提出一个问题，让学生分组通过自行思考和课堂讨论来提高PBL的教学效果，讨论内容可以围绕实验目的和重点及注意事项，这样能使学生熟练掌握本次实验相关理论知识，同时也加强了学生的自主学习能力和协作精神。最后，由学生根据实验结论总结本次课的操作重点和关键步骤，进一步强化理论教学内容的重点知识。实验教学环节运用PBL教学模式要注重方法，教师在每次实验结束后应组织学生开展反思与评价等一系列过程，在新旧知识理论间建立联系，使学生在获得知识的同时提高科研素质及培养创新能力。
4.网络环境下PBL教学法的应用
在PBL学习中，问题的解决需要经历一个探索的过程，若没有恰当的学习资源，学生将无法开展学习活动，因此，学习资源的获取是学生解决问题的重要环节。为了尽可能地发挥网络资源的优势，教师针对网络环境下仪器分析课程基于PBL教学模式的应用研究设计开发了仪器分析的网络教学平台（http：//202.118.167.91/dahua/kcsz/yqfxgg/default.asp）。此网络教学平台便于学生根据个人的学习内容、目标和任务对相关资料进行分析、收集、整理、组织和加工。学生可以利用网站提供的常用免费的图谱库、数据参数的数据库和文献检索网址以及重要测试中心及知名化学网站的相关链接获取最新的仪器分析资讯；在网络平台中还特别设计了“在线答疑”系统，能及时帮助解决学生的疑难问题，为学生提供有效的在线学习指导。这些都能方便学生通过网络教学平台更合理有效地利用网络资源，也为本课程实施PBL教学方法提供了一个良好的互动平台。
三、PBL教学效果
与传统教学法相比，PBL教学模式能明显提高学生的综合能力。针对东北农业大学学生“仪器分析”课程实施PBL教学法的教学效果调查结果表明，88%以上的学生表示接受这种授课方式，在学习分析方法和仪器使用方面有很大收获；56%以上的学生积极参加了天然产物质成分提取及测定、农药残留分析、食品分析等创新实验和开放性实验；动物药学、生物工程、环境科学等专业的部分学生表示通过本课程的实践活动锻炼了文献综述和表达分析能力，科研素质的提升在毕业论文设计中得到了充分的体现，可见PBL教学方法获得了良好的教学效果。
参考文献：
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关键词：农产品安全检测 仪器分析方法 未来趋势
农产品是人们懒以生存的必备食物，但是近年来由于农药残留等影响农产品安全问题的不断出现，使得农产品安全检测成为关注的焦点。随着社会生产力的不断进步，社会生产技术不断创新发展，在农产品的生产过程中，越来越多的现代化技术被广泛应用，从农作物的种子培育到栽种，再到生长发育，最后到农产品产出，每一个步骤都已经浸透了各种现代化的技术，这些现代化技术使得农产品生产过程简便，耗费劳动力少，产量增加，但是同时，也给农产品安全问题带来了未知或者已知的威胁。其中，过量化肥以及农药的使用是已知的影响农产品安全问题的重要因素。所以农产品安全检测受到越来越广泛的关注，传统的人工检测方法已经不能满足日益增长的安全隐患检测需要，所以在目前农产品安全检测方法中，最为常用的仪器分析方法。本文主要探析农产品安全检测仪器分析方法及未来趋势。
一、仪器分析方法
在农产品安全检测中，仪器分析方法具有灵敏性强、检测速度快以及准确性高等特点，已经逐步取代传统的人工检测方法，成为最常用的农产品安全检测方法。目前，在实际使用过程中，经常将多种仪器以及多种仪器分析方法结合起来使用，以达到更精准更快速的检测目的。其中，常用的仪器分析方法主要有：光谱仪器分析方法（包括荧光仪器分析法、紫外—可见分光光度分析法、原子吸收分光光度分析法以及红外光谱仪器分析法等）、色谱仪器分析方法（包括色谱质谱仪器联用分析技术、气相色谱仪器分析方法以及高效液相色谱仪器分析方法等）、生物传感技术、高效毛细管电泳仪器分析法以及氨基酸自动仪器分析法等。
二、农产品安全检测仪器分析方法
本文主要探析几种常见的农产品安全检测仪器分析方法：包括色谱仪器分析方法以及光谱仪器分析方法。
1.光谱仪器分析方法
光谱仪器分析方法包括荧光仪器分析法、紫外—可见分光光度分析法、原子吸收分光光度分析法以及红外光谱仪器分析法等。
紫外—可见分光光度分析法：该方法是利用电子仪器使农产品产生紫外—可见吸收光谱，紫外—可见吸收光谱是农产品在吸收电磁辐射波（波长要在两百纳米到七百五十纳米之间）后产生的光谱。该方法主要用于检测农产品中含有的铁、锌、铜以及铅金属矿物离子等是否超标。
原子吸收分光光度分析法：是利用离子发射光谱仪发射等离子体，使用等离子体最为激光发射源，分析检测农产品的原子吸收光谱，检测其中含有的铜锌等金属离子，以及锗、锶以及硒等稀有元素。
红外光谱仪器分析法：该方法能够检测农产品中含有的水分、脂肪、蛋白质、纤维素、氨基酸以及灰分含量，还能够检测出农产品中含有的保鲜剂以及防腐剂成分，而且还能够检测农产品经过加工后的质量等。
荧光仪器分析法：该方法主要用于检测农产品中的铅离子。
2.色谱仪器分析方法
色谱仪器分析方法主要包括色谱质谱仪器联用分析方法、色谱核磁共振仪器联用分析方法、气相色谱仪器分析方法以及高效液相色谱仪器分析方法等。
色谱质谱仪器联用分析方法：质谱仪的原理是利用一束电子流攻击被检测物体，然后将形成的正离子碎片图谱记录下来，产生定量质谱图。该方法是利用质谱图对农产品的组成成分进行分析检测，在对农药残留的检测上发挥着重要作用。
色谱核磁共振仪器联用分析方法：核磁共振成像形成共振波谱，能够显示农产品中含有的不同类型氢原子的情况，这就可以从中看出农产品中含有影响安全的物质。
气相色谱仪器分析方法：是一定温度条件下，该方法可以将农产品中含有的部分化学物质气化、快速分离并检测出来，适用于检测农产品中含有的兽药残留、农药残留以及氨基酸等化学物质。
高效液相色谱仪器分析方法：该方法应用非常广泛，具有快速高效等特点，主要是利用液相色谱仪检测农产品中含有的营养成分、毒素、添加剂、污染物、农药残留以及兽药残留等。据了解，有约80%的化合物可以通过液相色谱仪进行分离检测。
三、农产品安全检测仪器分析方法的未来趋势探析
随着现代化技术的不断发展，农产品安全检测仪器分析方法也越来越先进，其未来趋势主要表现在以下几个方面：检测仪器更加灵敏，检测仪器体型更小、智能化加强，所需的检测环境趋近常态等。
检测仪器更加灵敏：据目前仪器分析方法中使用的检测仪器发展趋势来看，检测仪器将越来越精密、灵敏性越来越强，选择性将越来越高，并且可能将会不断推出具有特殊用途的检测仪器。
检测仪器体型更小、智能化加强：这是未来检测仪器的核心发展趋势，检测仪器将会趋向微型智能化发展，并且其使用程度也会越来越普及，方便携带、使用简单，技术化越来越强，越来越多的使用高新技术，非传统仪器技术（例如非破坏、非侵入、在线、多维、多参数、原位以及高通量等分析仪器）将被更广泛使用。
所需的检测环境趋近常态：目前仍存在一些检测仪器需要在一定温度或者一定压强的环境中才能发挥作用，但是同时人们也研制出了新的不需要特殊环境的检测仪器，在未来，能够在常温常压检测农产品安全是仪器分析方法发展的另一个方向。
四、结论
随着农产品安全问题的不断发生，安全监测仪器分析方法开始被广泛关注，本文主要探析了农产品安全检测仪器分析方法以及其未来趋势，农产品检测仪器分析方法主要包括：色谱仪器分析方法、光谱仪器分析方法以及其他仪器分析方法。其未来趋势主要包括：检测仪器更加灵敏，检测仪器体型更小、智能化加强，所需的检测环境趋近常态等。
参考文献
[1]李亮辉，叶健强，程勇，等.现代仪器分析在食品安全检测中的应用[J].科技资讯，2012，14：225.
【关键词】材料分析方法与测试技术 高分子专业 教学改革
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）11-0252-01
一、前言
随着现代科学技术的发展与进步，《材料分析方法与测试技术》课程于二十世纪末出现在材料类专业高等教育中，并逐步发展成为一门专业主干课程。传统的教学理念、教学内容与方法等均受到一定的冲击，为得到更好的教学效果，需要进行有效的改革。我们在课程教学过程中，主要采用了四种手段进行辅助教学改革，即多媒体教学、演示教学、实训教学和开放式实验教学，通过以上改革取得了较好的教学效果。
二、《材料分析方法与测试技术》课程内容与特点
本课程是化学学科的一个重要分支，它是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一门课程，主要是利用仪器对物质进行定性定量分析。本课程所包括的分析方法很多，目前有数十种之多。每一种分析方法均具有各异的原理，所测量的物理量也不同，故仪器操作过程及应用范围大相径庭。本课程主要包括电化学分析法、光学分析法、色谱分析法、热分析法以及其他仪器分析法[1-5]，如图1所示。
本课程具有以下四大特点：
1.知识覆盖面广，学科交叉性强
材料分析方法与测试技术是由密切联系的许多分支学科组成的一个有机整体，涉及了近代物理学、计算机技术、光电子技术以及当今一些科学发现等内容，因此本课程具有知识多、技术密集性和学科交叉性等突出特点。
2.理论性强
课程涉及了众多分析方法与分析技术，包含了各学科的理论知识，故需要较高的理论基础。同时，各种分析仪器的原理均不相同，每种方法应用的范围也各有差异，所以课程学习理论性较强。
3.实训性高，即实操要求高
近年来，众多高校配置了一些较为先进的现代分析设备，这些仪器均需要对使用者进行充分系统的培训，这就要求学生在理论基础达标后，对仪器进行实际操作，并能灵活应用于自身的专业实验中。
4.某些章节过于抽象
由于某些大型精密分析仪器，价格昂贵，对工作条件和环境要求高，无法对学生开展现场教学或开放实验。同时仪器不能随意搬动和拆开，所以讲到仪器组成结构及工作原理时只能纸上谈兵，学生对这部分内容则只能通过图片与自身理解，故极为抽象。
三、《材料分析方法与测试技术》课程教学现状与问题
20世纪四十年代末，物理学革命使分析化学的方法明显增多，而仪器分析则逐步发展成为独立的一门学科，20世纪末，材料分析方法与测试技术基于分析化学、仪器分析的基础发展而来。由于学科与多学科交叉，与现今科学联系紧密，故更新极为迅速。课程教学中问题重重，主要体现以下三点[6]：
1．教学文件的完善教材更新缓慢，且针对性差
2．课程本身缺乏体系
3．课程缺乏实践教学，均以表面介绍为主
四、《材料分析方法与测试技术》课程教学改革方法与效果
1．多媒体教学
多媒体教学是20世纪80年代开始出现的一种现代化教学手段。本课程自行制作并收集了大量的仪器分析图片、Flash等，使分析原理、操作流程等较为枯燥的问题变得充满趣味性，增加了学生学习的主观能动性。
2．与专业实验、综合实训、专业实训课程建立有机结合
《材料分析方法与测试技术》使学生掌握了更多的分析检测方法与手段，提供了广泛的思维方式，为学生综合实训、专业实训、毕业论文等提供了必要的知识基础。传统的专业实验、综合实训、专业实训均以常规测试方法为基础，而经过本课程教学后，为学生提供了更多的方法与手段。
为保证课程的教学与实训有效的结合，课程教学分为两大部分：常规教学与开放实验。均提供一部分时间作为仪器介绍，包括仪器操作，仪器分析实例讲解，仪器在专业应用发展概述等。同时，提供仪器开放时间，使有兴趣的学生能够进一步熟悉仪器。经过各课程间有机结合，起到了较好的改革效果，主要体现在：
（1）提高了学生的动手能力。学生对专业分析测试技术有了较为全面的掌握，并能够实际操作使用仪器。
（2）提高了学生发现问题解决问题的能力。作为工科院校，培养工程类人才是我们的首要目标，通过本课程的教学，学生能够机敏的发现专业生产实践问题并利用所学知识解决问题。
3．演示教学
本课程配置了实验时间10-12小时。在常规课程讲授后，在专业实验室内对学生进行现场演示教学，这样可有效地提高教学质量并降低学生的学习难度。
4．开放实验
开放实验是由学生为主，教师为辅。从提出方案、设计路线、具体实验操作等均由学生完成，通过开放实验能够进一步提高高分子材料专业学生的高分子材料理论知识和工程能力，提高学生的团队意识和动手分析能力，培养学生科研创新精神。其中在开放实验中，学生经常性利用现代分析仪器进行分析测试，这就要求学生必须具有较高的理论基础与仪器操作水平。同时这又在一定程度上有效地增进了本门课程的教学水平。
参考文献：
[1]潘志娟. 纤维材料近代测试技术[M]. 中国纺织出版社，2005.
[2]方惠群. 仪器分析[M]. 科学出版社，2002.
[3]李青山，杨秀英，陈明彪. 高分子材料鉴别技术[M]. 化学工业出版社，2012.
[4]曾幸荣. 高分子近代测试分析技术[M]. 华南理工大学出版社，2007.
[5]王晓春，张希艳. 材料现代分析与测试技术[M]. 国防工业出版社，2010.
[6]赵永福，罗杨合，张志. 专业化特色《仪器分析》课程教学改革探索与实践[J]. 广东化工，2012，39（6）： 242-244.
关键词：现代仪器分析技术 教学改革方案 技术实践
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（b）-0186-01
《现代仪器分析技术》是一门具有发展性和前沿性的学科，作为一项在原理和技术上均采用当今最先进的科技发展起来的分析手段，现代仪器分析技术被广泛应用于环境、材料、医疗、刑侦等社会生活的各个领域，越来越受到人们的重视。
如今，《现代仪器分析技术》已然成为了高职高专教育中生物、粮食、食品等专业的一门重要课程[1]。吉林工程职业学院自开设此课程以来，不断借鉴各方的改革经验，着手从教学方案、教学手段及实践技术等方面制定了改革计划，并编写了相应的辅助教学任务书，帮助学生进行项目化实训教学，提升学生的技术能力培养。至今，针对《现代仪器分析技术》这门课程的改革，已经取得了一些有益进展，现具体分析如下。
1 教学内容方面的改革
以往，《现代仪器分析技术》作为一门基础的专业课程一般是按照章节划分来进行讲解。这种模式比较传统，虽能使学生掌握课程每一部分的基本知识，但却要束缚于教材上的条条框框，难免缺乏实践性和趣味性，让学生在学习过程中感觉到乏味，如同嚼蜡，大大降低了其学习动力，常常出现为了考试而死记知识点，往往事倍功半。
因此，为广泛激发学生的学习兴趣，根依据生物工程系专业人才培养方案的要求，结合生物类人才今年来的就业方向，学院不再墨守成规，紧密结合实践，确定了全新的教学内容[2]。即将该门课程设计的理论讲授部分融入在相关的应用型项目之中，通过解决实际生产生活中存在的某项问题，引导学生为了完成任务而进行理论知识上的储备。把以往的传统课堂教学模式，有机地与实践项目结合起来，并为此量身定做了包含功能材料合成表征、相关仪器的测试等个性化项目。
1.1 理论教学
根据分析的方法和测定方向不同将所讲授的理论内容分为电化学分析、光谱分析、色谱分析、质谱分析以及热分析等模块。在每个模块中的学习中引入一个实践项目，引导学生为了完成该项检测任务来进行知识储备，即所涉及仪器的原理、内部结构和定性、定量检测的方法等。例如，光谱分析中的分子光谱法，主要涉及到的分析仪器有紫外可见分光光度计、红外光谱仪等[3]。可以在教学中首先引入环境监测中的水污染治理项目，设计关于水中难降解染料含量的测试任务，可结合几个环境治理中的问题，借助多媒体等条件来营造一个真实的教学情境，逐步引导学生自主学习紫外可见分光光度计和红外光谱仪的原理、内部结构和定性、定量检测技术等理论知识。
1.2 技能培养
在技能培养方面，除了生产生活中实际存在的问题，为了提高学生的实践操作能力，学院特别设计了包含材料的设计合成、材料的结构表征以及其性能测试等相关的多元化实践项目。如，首先营造一个虚拟身份，学生在此次教学环境中作为一名科研人员，主要负责新型光催化剂材料的研究工作。那么，除了要求同学会使用仪器，分析数据之外，一些相关的材料设计、合成也被增添到这次的项目中。即要求学生熟练利用红外光谱仪、热重分析仪、X射线粉末衍射仪等仪器对自己合成的催化剂材料进行组成结构表征，以用色谱法和分光光度法测试催化剂的性能指标。以求完整地模拟了科技项目中的研究方法和技术流程，全方位地培养学生的实践操作技能和应用能力[4]。
2 教学方法的创新
为了提高学生的专业素质，培养其思维和创造能力，配合课程内容改革方向，必须在教学方法上进行改革。
2.1 “角色互换”教学法
传统的课堂教学主要由老师讲授，学生被动听讲，教学效果不尽理想。为了彻底改变这一状况，设计了“教学角色互换”的模式，即选择仪器应用领域、仪器的发展史等易学的章节让学生课下自学，借助自制的多媒体课件，走上讲台，扮演“教”的角色。而教师扮演“学”的角色，针对学生讲授的内容进行评价、小组讨论。这种方式不仅锻炼了学生独立思考和语言表达的能力， 更活跃了课堂气氛，通过交换观点，加深学生对知识的理解，增加其学习热情，教学相长。
2.2 “项目驱动”教学法
在实践教学中以“项目驱动”为主线，结合个性化的实践项目，将学生自主设计和教师任务分配有机结合。以学生为主体，教师辅助引导，即先由教师描述项目任务、并根据任务帮助学生完成相关的理论知识储备。再由学生以小组为单位（6～7人组成一个学习小组），根据知识储备进行讨论，选择出合适的仪器和方法，协作解决问题、完成项目中的任务。最后，由教师介绍根据在任务完成的过程中各个小组成员的表现以及小组的检测结果进行评定。
3 评价方法的完善
教学评价既是检验教学计划实施效果的唯一标准，又是检验学生学习效果好坏的判断依据，是完整的教学过程中不可或缺的环节。传统的评价方法只是单一的以笔试成绩作为最终评分标准，过于注重理论，导致学生以死记硬背应付了事。因此，该课程的评价方法主要分为理论知识和实践技能两个方面。
3.1 理论知识的评价
采用过程性评价和期末考试相结合的方法，即包括学生出勤、课堂表现、学习态度、平时作业等占总成绩55%的过程性评价；以及占总成绩45%的采取闭卷方式考核的理论知识考试。
3.2 项目技能的评价
实项目技能的评价即针对任务完成情况的评价，教师根据学生操作时的熟练程度、实验数据的准确性，设计项目的合理性以及材料功能的可用性进行评分。
总之，现代仪器分析技术作为生物工程专业一门理论性严密、实践性极强的课程，通过改革教学内容、教学方法和评价机制，减弱了学习的“强制性”，增强了学习的“吸引力”，改善了教学效果，全方位提高了学生能力的培养。
参考文献
[1] 李赞忠.现代仪器分析技术的新进展[J].内蒙古石油化工，2010（23）：69-70.
[2] 李永峰，余林，郝志峰，等.《现代仪器分析》课程教学改革的探索[J].广东化工，2010（9）：167.
