《仪器分析》教学大纲

适用专业：工业分析技术

1、前言

1.1课程的性质

本课程是工业分析技术专业的核心课程，是一门技术性、实践性非常强的课程，是根据工业分析与检验专业的人才培养要求设立的。按职业工作过程逻辑，以仪器分析方法为建构主线，工作过程为参照系，针对工作过程的环节来设计每一学习单元，课程内容框架由实践情境构成，以工作过程为中心，以产品检测任务为驱动，充分体现了工业分析与检验专业高等职业教育人才的培养规格和要求。该门课程的总学时为144。

1.2 设计思路

该课程是依据“工业分析与检验专业工作任务与职业能力分析表”中的仪器分析工作项目设置的。其总体设计思路是，以职业分析和职业标准确定课程的职业能力，以职业能力为目标，建构主义理论，多元智能理论为基础，构建由实践情境构成，工作过程为中心，任务驱动的“理论-实践”一体化的教学过程；以职业能力为目标进行课程各环节的评价和调控；以多种教学形式注重学生职业能力的培养，并将素质教育贯穿整个教学过程中。

课程内容的设计和编排遵循了三个原则：科学性原则、情境性原则、人本性原则，以情境性原则为主、科学性原则为辅，对实际职业情境加工成具普遍意义的学习情境，即营造“真实的虚拟”情境，以工作过程作为参照系，将陈述性知识与过程性知识整合、理论知识与实践知识整合，以任务驱动设计工作过程环节，并针对每一个工作过程环节来传授相关课程内容，实现实践技能与理论知识的一体化。课程强调既着重培养学生的职业专门技术能力，即让学生通过实践操作的训练和理论知识的学习，掌握仪器分析测试技术；又着重培养学生的职业关键能力，即学习能力、工作能力、创新思维与创新能力。

整个课程采用模块化结构，按用不同的仪器分析方法进行物质检测建成电分析法、紫外-可见分光光度法、X射线荧光光谱法、ICP发射光谱法、红外吸收光谱法、原子吸收光谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱联用等9个教学子模块。每个教学子模块选取来自生活、生产实际的项目，以任务驱动设置若干教学单元。以实训项目作为载体，在完成每一个实训环节中帮助学生获取经验性知识，并渗透理论知识的讲授，在完成数个任务的基础上，再拓展相关技术理论知识，最后以技术理论知识指导各子模块综合项目的完成。

在组织方式上：（1）每个子模块均以认知相应实验室作为开头，引入5S管理，培养学生营造规范、整洁的实验室工作环境和科学的工作素养；然后学习相应分析仪器的基本操作，在此基础上让学生在实验实训室完成操作技能的训练中渗透基本理论知识的讲授。待学生掌握一定技能后，再进行技术理论知识的讲授，最后学生在实验实训室完成各子模块综合项目的方案拟定、测定工作。（2）采用“小班教学模式”，充分利用、组合实践教学资源，通过对学生分组进行“大循环”，由不同的教师分别进行不同子模块的教学，随后交叉完成其它子模块的教学，保证人手一台仪器，让每一位学生均有充足的实践训练时间。

2、课程目标

通过对《仪器分析》课程的学习，培养学生使用现代分析仪器，能对工业产品等进行定性、定量分析测试的能力，使学生具备从事仪器分析测试技术所必备的素质、知识与技能，树立全面质量管理意识，具备提出和解决问题的能力，逐步培养学生的辩证思维和严格的科学作风，创新思维和创新能力，以及团队合作精神，为后续的专业职业能力培养打下扎实基础。

2.1 知识目标

了解电分析法、紫外-可见分光光度法、X射线荧光光谱法、发射光谱法、红外吸收光谱法、原子吸收光谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱联用分析的类型、基本原理、专门术语、所用仪器的各个组成部件、相关分析流程，分析条件选择与优化原则；定性和定量方法。

2.2 能力目标

2.2.1职业专门技术能力

能独立操作电分析法、紫外-可见分光光度法、X射线荧光光谱法、发射光谱法、红外吸收光谱法、原子吸收光谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱联用分析中所用的仪器。

能对实际样品能设计合理的方案，并完成分析任务；针对具体样品能完成从试样处理到仪器操作，试验条件确定，定性或定量分析、数据处理，结果验证的整个过程，准确表述分析结果，能对实验数据，分析方法作出科学的评价。

能按说明书制定仪器操作规程；能通过文献检索、网络，查阅相关资料，选择合适的分析方案；能对仪器进行日常维护，分析故障的可能原因，并排除仪器操作过程中出现的简单故障。

能综合运用所学理论知识、仪器分析方法，在分析测定过程中能及时发现出现的各种问题，并能对问题进行独立判断，提出合理的解决方案。

2.2.2、职业关键能力

能按说明书制定不同型号的分析仪器操作规程；能对其他的分析方案提出建设性意见；能发现并解决检验过程中出现的一般技术性问题；能收集、整理相关资料；对所设计方案进行综合评价；会对整个实验过程进行质量控制。

2.3 素质目标

能遵守劳动纪律；能爱岗敬业、热情主动的工作；领悟5S的管理，营造规范、整洁、有序的工作环境；追求实是求事、一丝不苟的工作作风；坚持安全、节约、环保意识；树立良好的职业道德品质；具有良好的团队合作精神与竞争意识；能遵守操作规程，珍惜仪器设备；关注全面质量管理。

3、课程内容和要求

4、实施建议

4.1 教材编写与使用建议

4.1.1内容的选择体现当代仪器分析测试技术的重要内容

仪器分析是一门重要的分析技术，特别是仪器分析吸收了当代科学技术最新成就，不仅强化和改善原有仪器的性能，而且推出很多新的分析测试仪器，为科学研究和生产实际提供更多、更新和更全面的信息，成为分析测试领域的重要支柱，教材内容的选择要体现这些内容，根据仪器分析测试技术的不断改进和更新，充实教材内容。

4.1.2在教材编写中注重对学生学习方法的指导

教材不仅要组织好学习的内容，还应根据学生学习仪器分析课程的特点，突出学习方法的指导。编写教材时应设计相应的学习指导语，教材中给出针对性的提示，指导学生进行科学的学习，有助于学生掌握学习的方法，为进一步学习后续专业方向模块课程打好基础。

4.1.3体现知识的发生发展过程，促进学生的自主探索

教材内容的呈现，应注意反映仪器分析测试技术发展的规律，以及学生的认知规律，体现从简单直观到复杂、抽象的原则。如：从仪器操作到理论知识到实际应用等。教材应注意创设职业情境，从生活、生产实际出发，使学生能够在完成任务中发现问题、提出问题，经历用仪器分析测试技术完成工作任务的过程，从而了解仪器分析知识的来龙去脉。教材的呈现应为引导学生自主探索留有比较充分的空间，有利于学生经历观察、猜测、实践、推理、交流、反思等过程。编写教材时，可以通过设置具有启发性、挑战性的问题，激发学生进行思考，鼓励学生自主探索，并在独立思考的基础上进行合作交流，在思考、探索和交流的过程中获得对仪器分析测试技术较为全面的体验和理解。

4.1.4课后习题要多样化，应增加自主实验和创新实验内容

课后实践有助于巩固已学知识与技能，提高运用能力。单一的题型和测试目标限制了学生解决实际问题的能力，不利于激发学生的创造性。编写教材时，知识巩固要在重视基础题的同时，设计一些开放习题、研究性习题。技能巩固与能力提高，要结合全天候开放的实验室，设置一些与课堂实验教学相对应的实验，创新实验选取来自生活、生产实际的测试项目和教师的科研课题，让学生自主选取在课余时间完成，以培养学生的实践能力和创新精神。

4.1.5教材的使用建议

在教材的使用时，由于客观条件的差异、学生现有水平的差异以及具体教学实际情况的差异教师要善于结合实际教学需要，灵活地和有创造性地使用教材，对教材的内容、编排顺序、教学方法等方面进行适当的取舍和调整。

4.2教学建议

4.2.1注重行动导向的教学

行动导向是学生在由《仪器分析》课程营造的“真实的虚拟”职业情境中，通过动手操作、发现问题、表达与交流等探究性活动，获得知识、能力、素质的学习过程，关注学生经历探究过程、获得理智和情感体验、积累经验知识和科学知识和方法。在《仪器分析》课程的教学中，教师应营造“真实的虚拟”职业情境，引导学生怎么做，怎样做更好。学生在教师的指导下，拟定工作方案，实施工作方案，检查评价。教师要引导学生整理收集到的各种信息、实验数据，并应用科学的思维和方法进行分析，通过分析和归纳，找出规律，从而得出结论。要让每个学生在行动导向的教学中发挥积极主动的作用，对于比较简单的问题可以由学生个人来分析解决，对于比较复杂的问题，则应通过小组活动，甚至全班性的活动进行。

4.2.2 注重学生“动手”与“动脑”的结合

教师应当认识到，只有对实际职业情境加工成具普遍意义的学习情境——“真实的虚拟”情境，让学生在实践操作训练过程中，渗透理论知识讲解，才能将实践知识与理论知识有机地结合起来，才能全面提高学生的知识、能力与素质，既能使学生掌握专业技术知识，又能培养学生的专业实践能力。本课程在组织方式上，除综合训练子模块外的每个子模块均以认知相应实训室作为开头，引入5S管理，培养学生营造规范、整洁的实训室工作环境和科学的工作素养；然后学习相应分析仪器的基本操作，在此基础上让学生在实训室完成操作技能的训练中渗透基本理论知识的讲授。待学生掌握一定技能后，再进行技术理论知识的讲授，最后学生在实训室完成各子模块综合项目的方案拟定、测定工作。同时采用“小班教学模式”，充分利用、组合实践教学资源，通过对学生分组进行“大循环”，由不同的教师分别进行不同子模块的教学，随后交叉完成其它子模块的教学，保证人手一台仪器，让每一位学生均有充足的实践训练时间，促使学生在整个学习过程中既动手又动脑。

4.2.3鼓励学生之间的交流与合作学习

教师应根据不同的教学内容，创造各种条件和形式，开展学生之间的交流。在实验实训过程中要求学生认真做好观察和实验结果的记录与分析，鼓励他们运用口头、书面、讨论、研讨等多种方式进行交流。在学生之间营造相互尊重、相互信任的气氛，培养学生提出论据、回答质疑的能力，鼓励学生进行开放性的讨论，对彼此的科学解释提出批评和质疑，要引导学生学会放弃错误的观点，接受更合理的科学解释。鼓励学生合作学习，利用协作性的小组形式开展科技创新活动，使每一个人都能参与小组工作，使学生认识到小组的成员在科技创新中各有所长，其知识和技能可以互补，通过这种活动培养学生的协作精神。
4.2.4 突出任务驱动的教育功能

任务驱动是《仪器分析》课程教学的重要特征之一，仪器分析技能是学生必须掌握的基本技能，完成任务对全面提高学生的科学工作作风有着极为重要的作用。教师在各子模块的教学中，应结合模块的特点加强分析问题、解决问题的教学，引导学生通过完成每项任务，培养学生严谨的科学态度，工作素养，提高工作能力。《仪器分析》课程教学以项目为基础，通过任务驱动使学生先感性后认知，激发学生潜在的学习动力，围绕完成任务中出现的问题、难题进行理论知识的学习，引导学生综合运用所学的知识和技能，进行工作任务的策划与设计、实施和评价，训练学生有序的工作方法，培养学生的工作能力，通过分析和解决完成任务中的问题、难题，培养学生创新思维和创新能力。

4.2.5利用丰富的教学资源

《仪器分析》课程教学中，仪器结构复杂，工作原理抽象，学生往往难以接受，多媒体技术和网络技术具有强大的信息传播功能，为《仪器分析》课程的教学提供了极为有利的条件。使用现代信息技术的根本目的在于促进学生自主学习，改变传统的学习方式，扩大信息时空，提高学习效率。《仪器分析》的教学通过制作多媒体动画讲授那些枯燥又讲不清、道不明的基本概念和看不见、摸不着的仪器内部结构，使学生能够比较轻松的理解和掌握。并且精心制作了由仪器规范操作、常见不规范操作以及错误操作的图片组成的交互式动画和多媒体课件进行实践教学，充分利用仪器分析网络课程，构筑网络学习交流平台，实现了网上模拟操作、网上教学、网上练习和网上答疑等，直观且实现了网络在线练习与考核。

4.2.6充分利用实验室资源

为了不断提高学生的实践操作技能，以及利用所学专业知识解决实际问题的能力，给学生更多的动手动脑的机会，长期提供开放式学习室和开放实训室、创新实验室，让学生不仅可以对课堂上的内容进行加深与巩固，还可以做课外的小课题，如让学生参与教师的科研工作，开展科技创新活动，使学生可以有更多的时间进行实践训练，从而确保学生经过培训后掌握课程所要求的职业技术能力，培养学生的实践能力和创新意识。

4.3教学评价

4.3.1建立发展性的教师评价体系

《仪器分析》课程要求建立促进教师不断提高综合素质的评价体系，强调教师对自己教学行为的分析与反思，促使教师从多种渠道获得信息，不断提高教学水平。实施课程教学需要构建以教师自评为主，领导、教师、学生等共同参与，量化和质性（即定量和定性）相结合的教师课堂教学评价方案。

坚持评价方式多样化。课堂教学评价，应采用以质性评价为主，与量化评价相结合；以教师自评为主与他人评价、学生评教相结合的灵活多样的评价形式。《仪器分析测试技术》课程教学中，每一个教学子模块结束后，都进行学生评教，教师同行评价，不断地发现问题，及时改进教学方法。

坚持评价内容全面性。课程教学评价应全面收集课堂教学的各种信息，既要关注学生学习的状态、知识和技能的获取、学习过程中的情感和体验、对教师教学的感受，还要关注教师的教学策略和教学方式，以及在教学过程中的感受和体会等。《仪器分析》课程教学评价内容涉及学生的学习心态、学习效果、学习感受、体会等方面，全面考察。

坚持以学论教原则。《仪器分析》课堂教学效果评价，强调以学生在课堂教学中呈现的状态为主要参照，根据学生在课堂教学中呈现的六种状态：情绪状态、注意状态、参与状态、交往状态、思维状态、目标达成状态来评价课堂教学效果。

4.3.2坚持发展性的学生评价系统

发展性的学生评价是目标多元、方式多样、注重过程的全面反映学生学习情况和学业发展过程的评价机制。发展性的学生评价倡导评价目标多元化和评价方式的多样化，坚持终结性评价与过程性评价相结合、定性评价与定量评价相结合、学生自评与互评、他人评价相结合，将评价贯穿于学习的全过程。

实施多样化评价，促进学生全面发展。

理论知识考核采用课堂提问、课堂练习、作业、研究性习题，辅助以学习态度考核、阶段性考核、期末综合性考核等多种形式组合，为保证考核的准确性，教师首先必须对每次课业和每次课内外活动给出内容清晰、实用性强的等级评分标准，多种考核形式并用，表现在“课业+笔记+活动”、“课业+笔记”、“课业+案例分析”、“课业+口试”。

重视学生自我评价对学习活动的促进作用。在重视教师及他人对学生学习状况进行评价的同时，更要重视学生个体的自我评价。学生自我评价可以采用建立学习记录的方式。学生在学习记录中记录学习的重要资料，包括完成每项任务的总结、疑难问题及其解答、创新实验的设计方案与过程记录、收集的学习信息和资料、学习方法和策略、自我评价以及他人评价的结果等。学生针对学习记录的内容进行自我反思和小结，有利于提高学习的主动性，使学生的学习由外在的压力逐步转向内在的需要，从而有效地提高学习质量。

4.4课程资源的开发与利用

4.4.1重视对仪器分析实验实训室的建设和投入

实验实训室应配置必需的分析仪器和满足模块循环完成的相应台套数，同时要配置满足模块实践教学所需的相应辅助设备，从劳动安全防护角度出发，须配备配套的实验防护用具，对药品的质和量要定期检查，及时补充易耗品，以保证教学的顺利进行。力求做到每个学生都能动手操作与训练，仪器配备应做到人手一套，实验室建设的标准化和管理人员的配备与培训应当跟上。应在课余时间向学生开放实训室，鼓励学生自主地开展实验。

4.4.2重视利用网络资源和其他媒体信息

鼓励教师制作与新课程配套的影像资料，开发优秀的计算机辅助教学课件。可利用相关的网站、公共数据库和专用数据库中的教学资源来为教学服务。利用校园网建立教学案例、参考文献、音频视频、检测评价等数据库和学习讨论室，通过信息共享、交流反馈等方式，为师生提供大量的课程信息。从网络和参考文献等大众媒体所反映的科技发展的最新动态中选取一些适合学生阅读、观看的资料，拓宽学生的视野，体现《仪器分析》模块课程与现代科技发展的联系。

1．《仪器分析》(面向二十一世纪教材),朱明华主编,高等教育出版社.2000,第3版.
　　2．《仪器分析》, 武汉大学化学系编，高等教育出版社，2001.
　　3．《仪器分析》，赵藻藩等编，高等教育出版社，2000
　　4．《仪器分析》，方惠群，于俊生，史坚，科学出版社，2002．
　　5．《仪器分析》，邓勃、宁永成、刘密新，清华大学出版社，1991
　　6．Contemporary Instrumental Analysis, KENNETH A. RUBINSON, et al.科学出版社,2004.
　　7．《21世纪的分析化学》，汪尔康主编，科学出版社，1999
　　8．《分析化学前沿》，高鸿主编，科学出版社，1991．
　　9．Ewing G W. Instrumental Methods of Chemical Analysis. McGraw-Hill Bock Company, 1985
　　10．Robinson J W. Undergraduate Instrumental Analysis. Marcel Dekker, Inc 1987
　　11．Skoog D A. Holler F J, Nieman T A. Principles of Instrumental Analysis . Fifth Edition, Philadelphia, 1997
　　12．Williams D H, Fleming I. Spectroscopic Mrthods in Organic Chemistry. McGraw-Hill Bock Company, 1995
　　13．Joseph Wang, Analytical Electrochemistry, 2th Edition，John Wiley & Sons, Inc 2001