仪器分析“教、学、做”一体化教学改革实例

王焕英

（衡水学院化工学院，河北衡水053000）

2014年2月26日，国务院常务会议部署加快构建以就业为导向的现代职业教育体系，引导一批普通本科高校向应用技术型高校转型，并将此作为即将印发的《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》和《现代职业教育体系建设规划》的重点任务之一[1]。

培养应用技术型人才需要高校主动转型，尤其是地方新建本科院校需要由理论研究型向地方应用型转型，教育大计，教师为本，学校转型的关键是教师转型，教师转型的途径除了外出进修、企业锻炼外，在日常教学中还要注意与生产、生活相结合。课堂上列举实例，部分留作课下作业，这样既能激发学生学习兴趣，又能提高学生动手能力，并与学生培养方案相联系，努力做到“教、学、做”一体化。

学生培养方案中有毕业论文（设计），教师可以在平时上课的过程中启发学生，平时注意积累，对学生感兴趣的知识点加以引导，为学生毕业论文选题工作做准备。笔者上课过程中所留的三个项目其中就有三个题目让学生作为毕业论文进行了深入研究，尤其是仪器分析这门课，和实际生活联系较紧密，作者在仪器分析教学过程中注重运用教、学、做一体化方法。为使学生所学知识尽快地应用到实际生产、生活中，将实例留给学生作为课下作业，让学生首先根据课堂所学知识，找出合适的仪器分析方法，然后写出具体步骤。老师先把握一下大概方向，通过后让学生自己找条件进行检测。有些项目学生比较感兴趣，可作为进行下一步深入研究，申报校级大学生创新课题，有的作为毕业论文题目继续研究。比如，仪器分析开课初，讲绪论时，将一些题目留给学生：衡水湖水中重金属离子的检测、衡水湖水中有机污染物的检测、粮食中氨基酸含量的测定、饲料添加剂中氨基酸含量的测定等，带着这些问题去听课，选择出合适的测定方法，然后测定出结果，可以收到事半功倍的效果。下面就以这几个项目为例，阐述“教、学、做”一体化的具体运用。

1 “教、学、做”一体化教学应用实例

1.1 食品中氨基酸含量的测定

氨基酸是生物体不可缺少的营养成分之一，均衡摄取氨基酸是保证身体处于健康状态的根本条件，无论缺乏哪种氨基酸都会对身体健康产生不利影响。测定食品中氨基酸含量对人们的饮食具有重大指导意义。所以在仪器分析教学绪论里面，我选的项目里就有“食品（大米、小米、黄豆等）中氨基酸含量测定”，让学生思考，学生也可以查文献，并根据后面所学课堂知识选择最合适的测定方法。

仪器分析课程主要内容有色谱法、光学分析法和电化学分析法以及热分析法。学生通过查文献并结合课上所学知识得知：分光光度法测定食品中氨基酸含量，时间短，操作相对简便，但是有吸收的这一小部分的吸收光谱是合并在一起的，没有分开，线性范围小，需要用数学分光光度法计算，后期处理数据较麻烦，并会产生较大的误差；气相色谱法测定时，试样要经过衍生，这个过程中要求高温无水，条件苛刻，实验过程较麻烦，而且不符合目前提倡的绿色环保的要求；电化学方法操作简单、无污染、无放射，但是大部分氨基酸不符合直接测定的要求，因而不符合要求的氨基酸要衍生，使之符合要求。甲醛滴定是在原有溶液中加入甲醛溶液，氨基经过这一反应丢失了原本的碱性特性，而原来同时具有羧基与氨基的内盐由于失去氨基从而释放出羧基使原溶液呈酸性，经反应之后，原溶液的电化学性质发生变化。这时利用酸度计和原有体系互相作用形成电池，再根据滴定游离羧基所使用的氢氧化钠标准溶液计算被测液氨基酸的含量。甲醛滴定法测定所需时间少，没有复杂的操作，对操作技术限制小，并采用电位滴定计进行滴定，结果更精确。

通过使用电位滴定法进行甲醛滴定、pH酸度计测定的方法对食品中的氨基酸含量进行了测定，通过控制变量法确定了最佳的实验条件，通过改变甲醛加入量、提取时间、提取温度和终点pH值等实验因素，探索四种因素在其中三种不变情况下改变其中一种因素对氨基酸测定结果的影响，最后得出了准确的实验结果。

此次氨基酸测定，从方法选取、条件控制、实验具体操作都由学生独立完成，学生通过动手“做”，把课堂上老师“教”的有关电位测定方面的知识真正都“学”到了手。

1.2 衡水湖水体中有机污染物含量测定

衡水湖是饮用水水源，湖水的清洁程度直接关系居民健康。仪器分析绪论部分笔者把“衡水湖水体中有机污染物含量测定”预留给学生，让学生查文献，并根据后面所学理论知识选出合适的测定方法。学生通过调研并结合课堂知识得知：水体中有机污染物含量测定方法有紫外分光光度法和气相色谱法等。他们首先对湖水进行了预处理，采用紫外分光光度法测得水体中挥发酚和甲醛的含量，气相色谱法测得湖水中苯和甲苯的含量。学生通过衡水湖有机污染物的测定，对课本上所学的紫外分光光度法以及气相色谱法测定原理、仪器使用等都真正掌握并进行了运用，“教、学、做”一体化得到了充分的体现。

1.3 衡水湖水体中重金属离子含量的测定

衡水湖水体中除有机污染物外还有一些重金属离子，重金属在环境中难以被代谢，却能在生物链的逐级放大下，累积在人体内，破坏人体的蛋白质，构成危害。仪器分析课程开课初给学生预留的项目“衡水湖水体中重金属离子含量的测定”。通过后续仪器分析课程的学习，学生了解到水质重金属含量检测的方法主要有色谱法、极谱法、分光光度法和原子光谱法（原子吸收、原子发射和原子荧光光谱法）[2]。

学生综合上述几种方法的优缺点，考虑到实验多方面的因素和准确性，采用火焰原子吸收光谱法测定了衡水湖水中镉、铅、铜、铁等离子的含量。

2 结论

根据仪器分析课程大纲要求，仪器分析主要讲述内容有色谱法（气相色谱法和液相色谱法）、光学分析法（紫外分光光度法、红外分光光度法、原子发射光谱法、原子吸收分光光度法）、电化学分析法（电位滴定法、极谱分析法等）以及热分析法。通过上面三个实例的检验测定，前三大部分内容均有涉及（热分析法在企业生产应用不多，未涉及）。学生对课堂上所讲的色谱分析法、光学分析法、电化学分析法的原理、仪器使用、方法运用、误差来源及消除等全部掌握，并对不同方法的应用范围、应用条件有了更直观的认识，真正做到了“教、学、做”一体化，学生反映效果很好，收获很大，为学生毕业后实现与社会的无缝对接又跨越了一步。

[1]地方本科院校怎样转型，人民日报，2014，http://xueshu.baidu.com.

[2]付海曦，刘威，张春辉，等.水体中重金属离子的检测方法研究进展[J].理化检验化学分册，2012，48（4）:496-503.