仪器分析课程教学设计.docx
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仪器分析课程教学设计.docx
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仪器分析课程教学设计
仪器分析
专业名称;工业分析与检验专业
课程学分:
5总学时:
90
课程类型专业核心课程
一、课程定位
为工业分析与检验专业的专业核心课程,根据检验专业的人才培养目标,对应检验工的岗位需求,整合教学内容,“教-学-做”一体化、项目导向、任务驱动教学,体现职业道德培养和职业素质养成的需要。
通过本课程的学习,使学生掌握常用仪器分析的方法,熟练使用分析仪器,更重要的是学会正确选择分析方法,解决相应问题,具备从事轻化产品检验的能力,为学生将来从事轻工产品和化工产品的检验和管理工作打下良好的技术基础。
它以无机化学,分析化学、有机化学及物理学等课程的学习为基础,是下一步进行顶岗实习的基础。
二、课程教学设计理念和思路
以职业能力培养为重点,与行业企业合作,根据行业企业发展需要和完成检验工工作任务所需要的知识、能力、素质要求。
本课程倡导项目教学法,以工作任务为中心组织课程内容,并让学生在完成具体项目的过程中学会完成相应工作任务,并构建相关理论知识,发展职业能力。
其总体设计思路是,课程内容突出对学生职业能力的训练,理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行,同时又充分考虑了高等职业教育对理论知识学习的需要,并融合了相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求。
项目设计以具体实训项目为线索来进行,项目如下:
纯碱中微量铁测定、废液中Co2+和Cr3+检测、水中苯酚含量分析、自来水中钙含量测定、水中铜含量分析、洗发水pH值的测定、牙膏中氟含量检验、废液中I-和Cl-的分析、白酒中杂醇油的测定、乙醇中微量水分析、西瓜中多糖的测定以及茶叶中咖啡因的分析等。
这些项目包含了仪器分析类型:
可见光光度法、紫外光分光光度法、原子吸收分光光度法、电位分析法、气相色谱法和高效液相色谱法。
应用了标准曲线法、标准加入法、比较法、归一化法、内标法及外标法等定量分析方法。
并且在实操中全面接触到检验所需的多种试剂和仪器、可见光分光光度计、紫外光分光光度计、火焰型原子吸收光谱仪、石墨炉型原子吸收光谱仪、酸度计、离子计、气相色谱仪和高效液相色谱仪等设备,全面培养学生的知识、能力与素质,并为学生可持续发展奠定良好的基础。
三、整体课程教学目标
1.能力目标
(1)能够根据送检的轻工样品或化工样品,初步制定与分析样品;
(2)能够采用仪器分析方法制定与分析样品检验的技术问题,能胜任检验工岗位的技能要求。
2.知识目标
(1)掌握可见光分光光度法、紫外光分光光度法、原子吸收光谱法、电位分析法、气相色谱法,高效液相色谱法的基本知识与理论;
(2)掌握标准曲线法、比较法、标准加入法、归一化法、内标法、外标法等定量方法;
(3)掌握可见光分光光度计、紫外光分光光度计、火焰型原子吸收光谱仪、石墨炉型原子吸收光谱仪、酸度计、离子计、气相色谱仪和高效液相色谱仪的使用。
3.素质目标
(1)培养学生勤奋学习、求真、求实的科学品德能力;
(2)自主学习能力、逻辑思维能力、信息技术使用能力;
(3)现实职业工作场所需要的实践能力;
(4)创新意识、安全意识、规范的操作习惯和环境保护意识。
四、课程教学内容与学时安排
序号
学时
单元名称
项目名称
其他内容
教学方法与手段
考核方式
1
16
可见光分光光度法
项目1纯碱中微量铁的测定
项目2废液中Co2+和Cr3+的同时检测
现场教学法;
互动启发法;
项目驱动教学法;
小组讨论;
归纳总结。
过程考核+实践考核
2
8
紫外光分光光度法
项目3水中苯酚的定量分析
现场教学法;
互动启发法;
项目驱动教学法;
小组讨论;
归纳总结。
过程考核+实践考核
3
14
原子吸收光谱法
项目4自来水中钙含量的测定
项目5废水中铜离子的检测
现场教学法;
互动启发法;
项目驱动教学法;
小组讨论;
归纳总结。
过程考核+实践考核
4
16
电位分析法
项目6洗发水pH值的测定
项目7牙膏氟含量的检测
项目8废液中I--和Cl--的连续分析
现场教学法;
互动启发法;
项目驱动教学法;
小组讨论;
归纳总结。
过程考核+实践考核
5
22
气相色谱法
项目9白酒中杂醇油的测定
项目10乙醇中微量水的分析
现场教学法;
互动启发法;
项目驱动教学法;
小组讨论;
归纳总结。
过程考核+实践考核
6
14
高效液相色谱法
项目11西瓜中多糖的测定
项目12茶叶中咖啡因含量的检测
现场教学法;
互动启发法;
项目驱动教学法;
小组讨论;
归纳总结。
过程考核+实践考核
五、能力训练项目设计
编号
能力训练
项目名称
能力训练
任务名称
拟实现的能力目标
相关支撑知识
训练方式
手段及步骤
结果
(可展示)
1
项目1
纯碱中微量铁的测定
任务1-1:
分析方法制定
分析方法制定能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力
纯碱的构成,
铁的检测方法。
教师讲解,布置项目任务,查阅资料,讨论,制定方案。
方案
任务1-2:
定量分析方法制定与实施
完成溶液的准确吸取、显色溶液配制、标准系列溶液配制的基本操作技能,应用标准曲线法定量分析的能力,对常用的可见分光光度计的使用能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
显色反应和显色剂、显色条件的选择,标准系列溶液的配制方法和步骤,朗伯比尔定律,可见光分光光度计的基础知识,操作过程和步骤,标准曲线法的知识。
在教师指导下,选定显色剂、定量分析方法和测试仪器,按朗伯比尔定律适应范围计算标准系列溶液的浓度范围,选择合适的样品稀释倍数,测定吸光度,完成实验操作。
检验报告
任务1-3:
结果分析
分析问题的能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
朗伯比尔定律知识、仪器操作方法和步骤,常见的检测问题、原因、解决。
整理实操结果,讨论,结论,教师总结。
检验报告,
相关系数评价
2
项目2
废液中Co2+和Cr3+的同时检测
任务2-1:
分析方法制定
分析方法制定能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力
Co2+和Cr3+的物理性质,双组分体系的测定方法。
教师讲解,布置项目任务,查阅资料,讨论,制定方案。
方案
任务2-2:
定量分析方法制定与实施
应用标准曲线法求解摩尔吸光系数的能力,完成双组分体系的分析技能,对常用的可见分光光度计的使用能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
标准系列溶液的配制方法和步骤,吸光系数的测定,吸光度的加和性,可见光分光光度计的基础知识,操作过程和步骤,双组分体系的分析知识。
在教师指导下,选用合适的分析仪器,完成两种离子的吸收曲线绘制,确定各自的最大吸收波长。
按吸光度的加和性计算样品的浓度,完成实验操作。
检验报告
任务2-3:
结果分析
分析问题的能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
吸光度的加和性知识、仪器操作方法和步骤,常见的检测问题、原因、解决。
整理实操结果,讨论,结论,教师总结。
检验报告,与真值对比,评价检验结果的准确度高低。
3
项目3
水中苯酚的定量分析
任务3-1:
分析方法制定
分析方法制定能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力
苯酚的分子结构,
苯酚的检测方法。
教师讲解,布置项目任务,查阅资料,讨论,制定方案。
方案
任务3-2:
定量分析方法制定与实施
完成储备溶液的稀释、无色的有机物标准系列溶液配制的基本操作技能,应用紫外光吸收法定量分析的能力,对常用的紫外光分光光度计的使用能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
紫外吸收光谱的产生,电子的跃迁,生色团及助色团的作用,紫外光分光光度计的基础知识,操作过程和步骤。
在教师指导下,选择比色皿类型和测试仪器,按朗伯比尔定律适应范围计算无色的有机物标准系列溶液的浓度范围,选择合适的样品稀释倍数,测定吸光度,完成实验操作。
检验报告
任务3-3:
结果分析
分析问题的能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
朗伯比尔定律知识、红移与最大吸收波长的关系,仪器操作方法和步骤,常见的检测问题种类、原因、解决。
整理实操结果,讨论,结论,教师总结。
检验报告,与真值对比,评价检验结果的准确度高低。
相关系数评价
4
项目4
自来水中钙含量的测定
任务4-1:
分析方法制定
分析方法制定能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力
钙的原子结构,
钙的检测方法。
教师讲解,布置项目任务,查阅资料,讨论,制定方案。
方案
任务4-2:
定量分析方法制定与实施
完成金属离子标准系列溶液配制的基本操作技能,应用原子吸收法定量分析金属离子的能力,对常用的火焰型原子吸收光谱仪的使用能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
共振线,原子吸收光谱的产生,元素空心阴极灯的作用,火焰型原子化系统的原理。
火焰型原子吸收光谱仪的基础知识,操作过程和步骤。
在教师指导下,选择测试仪器和测定条件,选择合适的样品稀释倍数,测定吸光度,完成实验操作。
检验报告
任务4-3:
结果分析
分析问题的能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
元素特征谱线知识,仪器操作方法和步骤,常见的检测问题、原因、解决。
整理实操结果,讨论,结论,教师总结。
检验报告,与真值对比,评价检验结果的准确度高低。
相关系数评价
5
项目5
废水中铜离子的检测
任务5-1:
分析方法制定
分析方法制定能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力
铜的原子结构,
铜的检测方法。
教师讲解,布置项目任务,查阅资料,讨论,制定方案。
方案
任务5-2:
定量分析方法制定与实施
完成标准加入法系列溶液配制的基本操作技能,对石墨炉型原子吸收光谱仪的使用能力。
石墨炉型原子化系统的原理。
石墨炉型原子吸收光谱仪的基础知识,操作过程和步骤。
在教师指导下,选择测试仪器和测定条件,测定溶液的吸光度,完成实验操作。
检验报告
任务5-3:
结果分析
分析问题的能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
惰性气体的作用,仪器操作方法和步骤,常见的检测问题、原因、解决。
整理实操结果,讨论,结论,教师总结。
检验报告,与真值对比,评价检验结果的准确度高低。
6
项目6
洗发水pH值的测定
任务6-1:
分析方法制定
分析方法制定能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力
洗发水的组成,
pH的测定方法。
教师讲解,布置项目任务,查阅资料,讨论,制定方案。
方案
任务6-2:
定量分析方法制定与实施
完成标准缓冲溶液配制的技能能力,对酸度计的使用能力,自主学习的能力。
能斯特方程的原理。
pH玻璃电极的工作原理,酸度计操作步骤。
在教师指导下,选择测试仪器和测定条件,测定样品的pH值,完成实验操作。
检验报告
任务6-3:
结果分析
分析问题的能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
酸度计校正的必要性,仪器操作方法和步骤,常见的检测问题、原因、解决。
整理实操结果,讨论,结论,教师总结。
检验报告,与真值对比,评价检验结果的准确度高低。
7
项目7
牙膏氟含量的检测
任务7-1:
分析方法制定
分析方法制定能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力
牙膏中氟的作用,
氟含量的测定方法。
教师讲解,布置项目任务,查阅资料,讨论,制定方案。
方案
任务7-2:
定量分析方法制定与实施
完成总离子强度调节剂配制的技能能力,对离子计的使用能力,自主学习的能力。
标准加入法溶液的配制。
氟电极的工作原理,离子计操作步骤。
在教师指导下,选择测试仪器和测定条件,测定牙膏溶液的电动势,完成实验操作。
检验报告
任务7-3:
结果分析
分析问题的能力,
自主学习的能力。
电极响应斜率实际值测定的必要性,仪器操作方法和步骤,常见的检测问题、原因、解决。
整理实操结果,讨论,结论,教师总结。
检验报告
8
项目8
废液中I--和Cl--的连续分析
任务8-1:
分析方法制定
分析方法制定能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力
滴定法,溶度积常数,分步沉淀。
教师讲解,布置项目任务,查阅资料,讨论,制定方案。
方案
任务8-2:
定量分析方法制定与实施
电位滴定仪器的装置能力,指示电极的选择能力,电位滴定终点的确定能力及自主学习的能力。
分步沉淀滴定的原理,电动势突跃的特征,电位二次微商计算法确定终点的知识。
在教师指导下,选择测试仪器和测定条件,测定样品溶液的电动势,完成实验操作。
检验报告
任务8-3:
结果分析
分析问题的能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
粗滴的必要性,电动势突跃的判断,常见的问题、原因、解决。
整理实操结果,讨论,结论,教师总结。
检验报告,与真值对比,评价检验结果的准确度高低。
9
项目9
白酒中杂醇油的测定
任务9-1:
分析方法制定
分析方法制定能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力
杂醇油的组成,
醇的测定。
教师讲解,布置项目任务,查阅资料,讨论,制定方案。
方案
任务9-2:
定量分析方法制定与实施
能用气相色谱法定性分析和定量分析有机物,应用外标法定量分析的能力,对常用气相色谱仪的使用能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
气相色谱分离原理、气相色谱仪工作流程、六个系统的作用,固定相、色谱分离条件的选择,色谱检测器,定性分析方法、外标法定量。
在教师指导下,选择测试仪器和色谱操作条件,分离和检测白酒中杂醇油,完成实验操作。
检验报告
任务9-3:
结果分析
分析问题的能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
色谱分离杂醇油的条件选择,定性分析的知识,常见的检测问题、原因、解决。
整理实操结果,讨论,结论,教师总结。
检验报告,与真值对比,评价检验结果的准确度高低。
10
项目10
乙醇中微量水的分析
任务10-1:
分析方法制定
分析方法制定能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力
工业乙醇的组成,
水的测定。
教师讲解,布置项目任务,查阅资料,讨论,制定方案。
方案
任务10-2:
定量分析方法制定与实施
内标物的选择能力,内标法定量分析的能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
绝对校正因子和相对校正因子的知识,内标法定量的优点。
在教师指导下,选择测试仪器和气相色谱操作条件,分离和检测乙醇中水,完成实验操作。
气相色谱图
任务10-3:
结果分析
分析问题的能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
气相色谱分离水的条件选择,内标物的选择条件,常见的检测问题、原因、解决。
整理实操结果,讨论,结论,教师总结。
检验报告
11
项目11
西瓜中多糖的测定
任务11-1:
分析方法制定
分析方法制定能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力
工业乙醇的组成,
水的测定。
教师讲解,布置项目任务,查阅资料,讨论,制定方案。
方案
任务11-2:
定量分析方法制定与实施
用高效液相色谱法定性分析有机物的能力,对高效液相色谱仪的使用能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
液相色谱分离原理、液相色谱仪工作流程、梯度洗提装置的作用,差示折光检测器的工作原理。
在教师指导下,选择测试仪器和液相色谱操作条件,分离和检测西瓜中果糖,葡萄糖和蔗糖的含量。
液相色谱图
任务11-3:
结果分析
分析问题的能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
西瓜的前处理,液相色谱分离糖的条件选择,常见的检测问题、原因、解决。
整理实操结果,讨论,结论,教师总结。
检验报告
12
项目12
茶叶中咖啡因含量的检测
任务12-1:
分析方法制定
分析方法制定能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力
工业乙醇的组成,
水的测定。
教师讲解,布置项目任务,查阅资料,讨论,制定方案。
方案
任务12-2:
定量分析方法制定与实施
能用外标法定量分析有机物含量的能力,对高效液相色谱仪的使用能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
正相色谱、反相色谱的知识,紫外检测器的工作原理,外标法的定量分析方法。
在教师指导下,选择测试仪器和液相色谱操作条件,分离和检测茶叶中咖啡因的含量。
液相色谱图
任务12-3:
结果分析
分析问题的能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
茶叶中咖啡因的提取,液相色谱分离咖啡因的条件选择,常见的检测问题、原因、解决。
整理实操结果,讨论,结论,教师总结。
检验报告
六、考核方案设计
序号
考核主要内容
考核要求
评分标准
分数分配
1
资料查阅、项目计划与决策
查阅资料全面,项目计划合理,准备充分
全面达到考核要求为优,大部分达到为良,基本达到为及格
20%
2
项目实施
在规定时间内完成项目,仪器参数设置合理,溶液配制合格,仪器操作规范正确,实践过程中有完整的详细的记录
全面达到考核要求为优,大部分达到为良,基本达到为及格,违反操作规程、安全规程为不及格
30%
3
项目讨论、总结报告
能完整总结项目内容,能准确分析结果、实践中出现的各种现象,正确地回答思考题
全面达到考核要求为优,大部分达到为良,基本达到为及格
25%
4
职业素质
遵守纪律,态度端正、认真学习,积极参与各项任务,与其他同学沟通、配合好
全面达到考核要求为优,大部分达到为良,基本达到为及格
15%
5
创新能力
能够提出自己的见解,有一定的创新点
有创新点为优,能够积极提出自己的见解为良,基本达到为及格
10%
合计
100%
七、教材、资料
1.教材:
《仪器分析》第二版,林新花主编,华南理工大学出版社,2008年
2.主要参考书及参考资料
①.cn/cai/xdyf/%CF%D6%B4%FA%D2%C7%B7%D6/XdyfLogin.asp
②.18/chem/jpkc/instrument/teaching-plan.htm
八、教学单元设计示例
教学单元名称:
可见光分光光度法
授课教师:
授课班级:
轻检专业二年级
学时数:
16
授课日期:
(略)
教学场所要求:
1.多媒体课室
2.实训中心
教
学
目
标
能力目标
知识目标
素质目标
完成标准系列溶液配制的基本操作技能,应用标准曲线法定量分析的能力,对常用的可见分光光度计的使用能力,团队合作与沟通能力、自主学习的能力。
应知:
掌握标准系列溶液的配制方法,朗伯比尔定律,可见光分光光度计的操作,标准曲线法的知识。
应会:
双组分体系的光度分析。
培养学生规范的操作习惯;现实职业工作场所需要的实践能力。
教
学
重
点
1.标准系列溶液的配制
2.光的吸收原理-朗伯比尔定律
3.标准曲线法的定量方法
4.未知样的稀释倍数
训练
任务
或
案例
项目1纯碱中微量铁的测定
项目2废液中Co2+和Cr3+的同时检测
教学
准备
可见光分光光度计实训室;
溶液配制室;
仿真软件;
可见光分光光度法的课件;
多媒体课室。
课后
作业
如何评价标准曲线的可靠性?
教学
体会
1.标准系列溶液的配制影响后续的标准曲线准确性,所以要求学生严格按照操作规程完成标准溶液的配制。
2.能力训练的重点是吸量管的移液,仪器的操作。
教学过程设计
主要
步骤
教学内容
教学方法
教学手段
学生活动
时间分配
告知
(教学内容、目的)
课题需求:
纯碱中含微量铁,那么,该如何测定其含量,确定纯碱产品属于哪个级别呢?
废液中Co2+和Cr3+的如何不分离进行检测?
教学任务:
吸光光度法测定有色溶液浓度
教学目的:
最终要学生利用本次课所学的知识和能力,检验有色物质的浓度。
现场教学
启发引导教学;
动画与仿真教学。
学生记录
20分钟
引入
(项目引入)
任务:
项目1邻二氮菲亚铁标准系列溶液的配制
项目2废液中Co2+和Cr3+的同时检测
项目导向
启发引导教学;
案例分析教学;
师生互动教学
明确任务目标;
互动讨论
30分钟
实施
(任务驱动)
先课件演示,后实操。
1、介绍标准系列溶液的配制。
2、主要介绍光的吸收原理,可见光光度计的构造。
3、重点介绍仪器的操作及标准曲线法的定量方法。
任务驱动法;
现场教学;
互动启发
实训室
实操
学生实操
540分钟
深化
(加深对基本能力的认识与体会)
1.观察吸量管快速放液和慢速放液对标准系列溶液浓度的影响;
2.样品的稀释倍数对结果的影响。
师生互动启发法
启发引导教学;
现场演示教学;
师生互动教学
学生讨论
30分钟
归纳
(知识/能力/素质)
项目的实施使学生锻炼了:
1、标准系列溶液的配制;
2、吸光光度法测定有色溶液;
3、培养学生规范的操作习惯。
现场先由学生归纳,教师再归纳。
互动启发
启发引导教学;
师生互动教学
学生记录
35分钟
创新
(拓展)
使用标准曲线法定量分析未知样的要求?
师生互动启发法
案例分析教学;
现场演示教学
学生记录
25分钟
总结
1、标准系列溶液的配制准确程度影响后续的标准曲线可靠性,所以要求学生严格按照操作规程进行。
2、朗伯比尔定律是可见光吸收的原理,是可见光光度法的核心。
3、正确操作仪器才能得到样品的准确结果。
先由学生总结,教师再总结,互动启发
启发引导教学;
案例分析教学
学生记录
30分钟
布置
作业
如何评价标准曲线的可靠性?
现场教学
启发引导教学
学生记录
10分钟
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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