《儀器分析》課程中一體化教學模式的應用論文

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化學是一門實驗學科,而儀器分析是化學分析中的一個重要分支,《儀器分析實驗》是儀器分析課程的重要組成部分。要學好儀器分析,必須認真做好儀器分析實驗,通過學習本課程,使學生加深對各種儀器分析方法的基礎理論和工作原理的理解,正確和熟練把握儀器分析方法的基本操作,培養學生運用儀器分析手段解決實際問題的能力,為學習後續課程及科研工作打下良好的基礎。

《儀器分析》課程中一體化教學模式的應用論文

然而傳統的教學方式是“知識傳授型”,重視理論教學,課堂教學缺乏趣味性,學生容易產生厭學情緒,實驗課和理論課間隔時間長,造成理論與實驗的脫節,學習效率低,基本技能的訓練欠缺,與高職院校注重實踐、注重技能的培養目標相悖,因此,改革傳統的教學方法顯得尤為迫切。一體化教學是為解決職業教育的理論與實踐脫節問題而提出的,我們在分析化學教學中進行了“一體化”教學模式可行性探索嘗試,實踐證明這種教學模式非常可行。

下面就以《原子吸收分光光度計基本操作》一節教學過程為例:

一、教學設計

問題:微量元素的測定→學生討論,提出解決方法→教師引出原子吸收光譜法→教師介紹原子吸收分析流程→教師演示原子吸收分光光度計操作→學生操作原子吸收分光光度計→學生提出操作中出現的問題→教師講解注意事項、問題的原因、解決辦法→問題:原子吸收為何能夠測定原子吸光度→教師講授儀器結構、工作原理→學生討論、比較與紫外可見分光光度計的異同→閱讀其他型號儀器、比較操作方法→教師總結,提出問題學生思考,為下次課準備。

二、教學過程

1、課程引入

問題1:食品營養和安全是現代生活中與每個人關係最為密切的兩大主題,微量元素與重金屬汙染又是食品營養安全的重要組成部分,這些都與分析檢測工作分不開。現有一食品樣品需要測定其中微量金屬元素(例如Zn、Mg、Pb、Cu等)的含量,請問可以採用什麼方法?說出你所熟悉的方法。

問題1的解決:可以採用電位分析法、紫外可見分光光度法、化學法等。這些方法各有其特點,但靈敏度都相對低,在測量微量元素時顯得不足,另外易受其它共存基體的干擾。原子吸收分光譜法是解決這類問題非常好的一種方法。

2、原子吸收光譜法分析流程

原子吸收分析的流程:光源→原子化器→分光系統→檢測系統。試液經吸樣毛細管吸入原子化器,在高速氣流作用下噴射成細霧與燃氣混合後進入燃燒的火焰中,被測元素在火焰中轉化為原子蒸氣。氣態的基態原子吸收從光源發射出的與被測元素吸收波長相同的`特徵譜線,使該譜線的強度減弱,再經分光系統分光後,由檢測器接收。產生的電訊號,經放大器放大,由顯示系統顯示吸光度或光譜圖。

3、閱讀說明書

在同學們面前擺放著原子吸收分光光度計的儀器使用說明書,請仔細閱讀其中的儀器簡介及操作方法部分,對儀器有個基本瞭解。對照儀器實物瞭解儀器的電、氣路連線以及各功能鈕的作用。

4、原子吸收分光光度計的開關機步驟

接通電源→開啟電腦→安裝空心陰極燈→開主機→開啟操作軟體→初始化→尋峰→設定實驗條件→檢查排水安全聯鎖裝置→開空氣壓縮機→開乙炔鋼瓶→調節氣體壓力→點火→樣品測定→資料儲存→測定完畢→關閉乙炔鋼瓶→火焰熄滅後關空氣壓縮機→關排風→退出工作軟體→關閉主機電源→關閉電腦→填寫儀器使用記錄。

5、儀器基本操作(教師演示,學生操作練習)

按照上述儀器操作步驟開機→空心陰極燈的安裝(燈的選擇、安裝方法)→光源對光→波長調節→燃燒器對光→調節燃燒器的位置→工作軟體的使用→燈的預熱(燈電流的選擇按儀器推薦電流)→波長的選擇(285.2nm)→狹縫選擇(0.4nm)。

6、操作注意

在教師演示過程中講解操作注意事項,在每一操作步驟進行時提醒學生注意之處。

(1)點火時先開空氣,後開乙炔;關機時先關乙炔後關空氣。

(2)完成尋峰、點火之前有時需要調節燃燒器的位置,使空心陰極燈發出的光線在燃燒縫的正上方,與之平行。

(3)與氮氣、空氣、氧氣鋼瓶不同,乙炔鋼瓶內充活性炭與丙酮,乙炔溶解在丙酮中,使用時不可完全用完,必須留出0.5MPa,否則乙炔揮發進入火焰,會造成燃燒不穩定。

(4)儀器在接入電源時應有良好的接地。

(5)原子吸收分析中經常接觸電器裝置、高壓鋼瓶,需使用明火,因此應時刻注意安全,掌握必要的電器常識、急救知識、滅火器的使用知識。

(6)安裝好空心陰極燈後應將燈室門關閉,燈在轉動時不得將手放入燈室內。

(7)當按下點火按鈕時應確保其他人員的手、臉不在燃燒室上方,最好關閉燃燒室防護罩。

(8)不得在火焰上放置任何東西,或將火焰挪作他用。

(9)在燃燒過程中不可用手接觸燃燒器。測定過程中最好將燃燒室防護罩關閉,高溫火焰可能產生紫外線,灼傷人的眼睛。

(10)火焰熄滅後燃燒器仍有高溫,20分種內不可觸控。

7、緊急情況處理

試驗過程中如發生氣體洩漏、停電等緊急情況應首先按下緊急熄火開關,關閉乙炔鋼瓶總閥,開啟實驗室窗戶,檢查事故的原因,排除後重新開始。

儀器內部設定了完整的安全保護裝置,包括燃氣洩漏報警器(當有燃氣洩漏時儀器會發出警報聲)、空氣壓力檢測(當空氣壓力低於2.0bar,儀器報警)、廢液液位檢測、火焰狀態監測。只有當全部的安全裝置都處在正常狀態下時,儀器才能點火測量。任何異常情況都可能使火焰熄滅,並提供報警訊號。

8、儀器的維護保養

開機前,檢查電路的接觸、氣路的密封性;測量過程中應注意使用蒸餾水校零,廢液瓶中的廢液不應流出;日常工作後應用蒸餾水吸噴5~10min進行清洗;儀器點火時,先開助燃氣然後開燃氣,關閉時先關燃氣然後關助燃氣;乙炔鋼瓶工作時應直立,嚴禁劇烈振動和撞擊,防止日晒雨淋。 9、學生操作

對照教師講解的方法,解決操作中出現的問題(教師可設定一些常見故障,由學生自行解決):原子吸收分光光度計為何能夠測定原子的吸光度?結構及原理是什麼?

10、原子吸收分光光度計的結構(教師講解):

光源→原子化系統→分光系統(單色器)→檢測系統

空心陰極燈

原子化器

分光系統

檢測系統

11、原子吸收分光光度計的型別(教師講解):

單道單光束型

單道雙光束型

雙道單光束型

雙道雙光束型

多道原子吸收分光光度計。

12、技能提高

閱讀其他型號儀器說明書,對照說明書操作儀器,比較不同型號儀器的操作異同。

13、總結

測定元素:部分金屬元素與非金屬元素。

為什麼能測定這些元素?光吸收定律。

儀器結構:四個部分。

樣品的狀態:火焰原子化法——溶液;無火焰原子化法——固體或溶液。

空心陰極燈安裝調節的目的、方法;

儀器開機操作方法;

使用維護注意事項。

14、思考題

每個元素測量時所選擇的波長、狹縫、燈電流是否應一樣呢?

如何利用儀器測定元素的濃度?