《儀器淺析》課程中“一體化”教學模式的應用

論文類別:教育學論文 > 學科教育論文
論文作者: 韓紅兵
上傳時間:2011/5/11 9:40:00

  化學是一門實驗学科,而儀器分析是化學分析中的一個重要分支,《儀器分析實驗》是儀器分析课程的重要組成部分。要學好儀器分析,必須認真做好仪器分析實驗,通過學習本課程,使學生加深對各种儀器分析方法的基础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,培養学生運用儀器分析手段解決实際問題的能力,為學習後續課程及科研工作打下良好的基礎。
然而傳統的教學方式是“知識傳授型”,重視理論教学,課堂教學缺乏趣味性,學生容易產生厭學情緒,實驗課和理論课間隔時間長,造成理論與實驗的脫節,學習效率低,基本技能的訓练欠缺,與高職院校註重實踐、註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。一体化教學是為解決職業教育的理論與实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试,實踐證明這種教學模式非常可行。
  下面就以《原子吸收分光光度计基本操作》一節教學過程为例:
  一、教學设計
  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→学生提出操作中出現的問題→教師講解註意事項、問题的原因、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→閱读其他型號儀器、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
  问題1:食品營養和安全是現代生活中與每個人關系最为密切的兩大主題,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,這些都與分析檢测工作分不開。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,請問可以采用什麽方法?說出你所熟悉的方法。
   問題1的解決:可以采用電位分析法、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,在測量微量元素时顯得不足,另外易受其它共存基體的幹擾。原子吸收分光譜法是解決這類問題非常好的一种方法。
  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→分光系統→檢測系統。試液經吸樣毛细管吸入原子化器,在高速氣流作用下噴射成細霧与燃氣混合後進入燃烧的火焰中,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测元素吸收波長相同的特征譜線,使該譜線的強度減弱,再經分光系統分光後,由檢測器接收。產生的電信號,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,請仔細阅讀其中的儀器簡介及操作方法部分,對儀器有个基本了解。對照儀器實物了解儀器的電、氣路連接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→打開電腦→安裝空心陰極燈→開主機→打開操作軟件→初始化→尋峰→設置實驗條件→檢查排水安全聯鎖裝置→開空氣壓縮机→開乙炔鋼瓶→調節氣體壓力→點火→樣品測定→數據保存→測定完畢→關閉乙炔鋼瓶→火焰熄滅後關空氣壓缩機→關排風→退出工作軟件→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,學生操作练習)
  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→工作軟件的使用→燈的預熱(燈电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、操作註意
  在教師演示過程中講解操作註意事項,在每一操作步驟進行时提醒學生註意之處。
  (1)點火時先開空氣,後開乙炔;關机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、氧气鋼瓶不同,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設備、高壓钢瓶,需使用明火,因此應時刻註意安全,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关閉,燈在轉動時不得將手放入燈室内。
  (7)當按下點火按钮時應確保其他人員的手、脸不在燃燒室上方,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)在燃烧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温,20 分種內不可觸摸。
   7、緊急情況處理
  試验過程中如發生氣體泄漏、停電等緊急情況應首先按下緊急熄火開关,關閉乙炔鋼瓶總閥,打開实驗室窗戶,檢查事故的原因,排除後重新開始。
儀器內部設置了完整的安全保護裝置,包括燃氣泄漏報警器(當有燃氣泄漏時儀器會發出警報声)、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,儀器才能點火测量。任何異常情況都可能使火焰熄滅,並提供報警信號。
  8、儀器的維護保養
  開機前,檢查電路的接觸、氣路的密封性;測量過程中应註意使用蒸餾水校零,廢液瓶中的廢液不应流出;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,关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,防止日曬雨淋。 免費論文下載中心 http://www.hi138.com   9、學生操作
  對照教師講解的方法,解決操作中出現的問題(教师可設置一些常見故障,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?結構及原理是什麽?
  10、原子吸收分光光度計的結構( 教師講解):
  光源→原子化系統→分光系统(單色器)→檢測系統
  空心阴極燈
  原子化器
  分光系統
  檢测系統
  11、原子吸收分光光度計的類型(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,对照說明書操作儀器,比較不同型号儀器的操作異同。
  13、總結
  测定元素:部分金屬元素與非金屬元素。
  為什麽能測定這些元素?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。
   空心陰極燈安裝調节的目的、方法;
  儀器開機操作方法;
  使用維护註意事項。
  14、思考題
  每個元素测量時所選擇的波長、狹縫、燈電流是否應一樣呢?
  如何利用儀器測定元素的濃度? 免費論文下載中心 http://www.hi138.com
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