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《仪器分析》课程中一体化教学模式的应用论文

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化学是一门实验学科,而仪器分析是化学分析中的一个重要分支,《仪器分析实验》是仪器分析课程的重要组成部分。要学好仪器分析,必须认真做好仪器分析实验,通过学习本课程,使学生加深对各种仪器分析方法的基础理论和工作原理的理解,正确和熟练把握仪器分析方法的基本操作,培养学生运用仪器分析手段解决实际问题的能力,为学习后续课程及科研工作打下良好的基础。

《仪器分析》课程中一体化教学模式的应用论文

然而传统的教学方式是“知识传授型”,重视理论教学,课堂教学缺乏趣味性,学生容易产生厌学情绪,实验课和理论课间隔时间长,造成理论与实验的脱节,学习效率低,基本技能的训练欠缺,与高职院校注重实践、注重技能的培养目标相悖,因此,改革传统的教学方法显得尤为迫切。一体化教学是为解决职业教育的理论与实践脱节问题而提出的,我们在分析化学教学中进行了“一体化”教学模式可行性探索尝试,实践证明这种教学模式非常可行。

下面就以《原子吸收分光光度计基本操作》一节教学过程为例:

一、教学设计

问题:微量元素的测定→学生讨论,提出解决方法→教师引出原子吸收光谱法→教师介绍原子吸收分析流程→教师演示原子吸收分光光度计操作→学生操作原子吸收分光光度计→学生提出操作中出现的问题→教师讲解注意事项、问题的原因、解决办法→问题:原子吸收为何能够测定原子吸光度→教师讲授仪器结构、工作原理→学生讨论、比较与紫外可见分光光度计的异同→阅读其他型号仪器、比较操作方法→教师总结,提出问题学生思考,为下次课准备。

二、教学过程

1、课程引入

问题1:食品营养和安全是现代生活中与每个人关系最为密切的两大主题,微量元素与重金属污染又是食品营养安全的重要组成部分,这些都与分析检测工作分不开。现有一食品样品需要测定其中微量金属元素(例如Zn、Mg、Pb、Cu等)的含量,请问可以采用什么方法?说出你所熟悉的方法。

问题1的解决:可以采用电位分析法、紫外可见分光光度法、化学法等。这些方法各有其特点,但灵敏度都相对低,在测量微量元素时显得不足,另外易受其它共存基体的干扰。原子吸收分光谱法是解决这类问题非常好的一种方法。

2、原子吸收光谱法分析流程

原子吸收分析的流程:光源→原子化器→分光系统→检测系统。试液经吸样毛细管吸入原子化器,在高速气流作用下喷射成细雾与燃气混合后进入燃烧的火焰中,被测元素在火焰中转化为原子蒸气。气态的基态原子吸收从光源发射出的与被测元素吸收波长相同的`特征谱线,使该谱线的强度减弱,再经分光系统分光后,由检测器接收。产生的电信号,经放大器放大,由显示系统显示吸光度或光谱图。

3、阅读说明书

在同学们面前摆放着原子吸收分光光度计的仪器使用说明书,请仔细阅读其中的仪器简介及操作方法部分,对仪器有个基本了解。对照仪器实物了解仪器的电、气路连接以及各功能钮的作用。

4、原子吸收分光光度计的开关机步骤

接通电源→打开电脑→安装空心阴极灯→开主机→打开操作软件→初始化→寻峰→设置实验条件→检查排水安全联锁装置→开空气压缩机→开乙炔钢瓶→调节气体压力→点火→样品测定→数据保存→测定完毕→关闭乙炔钢瓶→火焰熄灭后关空气压缩机→关排风→退出工作软件→关闭主机电源→关闭电脑→填写仪器使用记录。

5、仪器基本操作(教师演示,学生操作练习)

按照上述仪器操作步骤开机→空心阴极灯的安装(灯的选择、安装方法)→光源对光→波长调节→燃烧器对光→调节燃烧器的位置→工作软件的使用→灯的预热(灯电流的选择按仪器推荐电流)→波长的选择(285.2nm)→狭缝选择(0.4nm)。

6、操作注意

在教师演示过程中讲解操作注意事项,在每一操作步骤进行时提醒学生注意之处。

(1)点火时先开空气,后开乙炔;关机时先关乙炔后关空气。

(2)完成寻峰、点火之前有时需要调节燃烧器的位置,使空心阴极灯发出的光线在燃烧缝的正上方,与之平行。

(3)与氮气、空气、氧气钢瓶不同,乙炔钢瓶内充活性炭与丙酮,乙炔溶解在丙酮中,使用时不可完全用完,必须留出0.5MPa,否则乙炔挥发进入火焰,会造成燃烧不稳定。

(4)仪器在接入电源时应有良好的接地。

(5)原子吸收分析中经常接触电器设备、高压钢瓶,需使用明火,因此应时刻注意安全,掌握必要的电器常识、急救知识、灭火器的使用知识。

(6)安装好空心阴极灯后应将灯室门关闭,灯在转动时不得将手放入灯室内。

(7)当按下点火按钮时应确保其他人员的手、脸不在燃烧室上方,最好关闭燃烧室防护罩。

(8)不得在火焰上放置任何东西,或将火焰挪作他用。

(9)在燃烧过程中不可用手接触燃烧器。测定过程中最好将燃烧室防护罩关闭,高温火焰可能产生紫外线,灼伤人的眼睛。

(10)火焰熄灭后燃烧器仍有高温,20分种内不可触摸。

7、紧急情况处理

试验过程中如发生气体泄漏、停电等紧急情况应首先按下紧急熄火开关,关闭乙炔钢瓶总阀,打开实验室窗户,检查事故的原因,排除后重新开始。

仪器内部设置了完整的安全保护装置,包括燃气泄漏报警器(当有燃气泄漏时仪器会发出警报声)、空气压力检测(当空气压力低于2.0bar,仪器报警)、废液液位检测、火焰状态监测。只有当全部的安全装置都处在正常状态下时,仪器才能点火测量。任何异常情况都可能使火焰熄灭,并提供报警信号。

8、仪器的维护保养

开机前,检查电路的接触、气路的密封性;测量过程中应注意使用蒸馏水校零,废液瓶中的废液不应流出;日常工作后应用蒸馏水吸喷5~10min进行清洗;仪器点火时,先开助燃气然后开燃气,关闭时先关燃气然后关助燃气;乙炔钢瓶工作时应直立,严禁剧烈振动和撞击,防止日晒雨淋。 9、学生操作

对照教师讲解的方法,解决操作中出现的问题(教师可设置一些常见故障,由学生自行解决):原子吸收分光光度计为何能够测定原子的吸光度?结构及原理是什么?

10、原子吸收分光光度计的结构(教师讲解):

光源→原子化系统→分光系统(单色器)→检测系统

空心阴极灯

原子化器

分光系统

检测系统

11、原子吸收分光光度计的类型(教师讲解):

单道单光束型

单道双光束型

双道单光束型

双道双光束型

多道原子吸收分光光度计。

12、技能提高

阅读其他型号仪器说明书,对照说明书操作仪器,比较不同型号仪器的操作异同。

13、总结

测定元素:部分金属元素与非金属元素。

为什么能测定这些元素?光吸收定律。

仪器结构:四个部分。

样品的状态:火焰原子化法——溶液;无火焰原子化法——固体或溶液。

空心阴极灯安装调节的目的、方法;

仪器开机操作方法;

使用维护注意事项。

14、思考题

每个元素测量时所选择的波长、狭缝、灯电流是否应一样呢?

如何利用仪器测定元素的浓度?