基于紫外—可见吸收光谱仪的实验课程教学

周贤菊 相国涛 唐笑 江莎 李丽 罗小兵

1）无毒无害;

2）能溶于水，使用水溶液定量测试;

3）成本低廉;

4）在紫外—可见区有明显的吸收峰。

注意：每位小组长必须在实验前三天提交详细的实验方案（含实验流程和人员分工、时间统筹安排），经与实验教师交流审核后才可以实验。

实验后思考题：

1）实验测试浓度与设置浓度有无差异？若有，请分析原因。

2）影响朗伯—比尔定律成立的因素有哪些？在该实验中有没有？若有，可以如何避免或减少？

3 教学模式方法

紫外—可见分光光谱仪价格在几万到几十万之间，在教学实验设备中属于大型昂贵设备，较少可能达到每生一台套或每几名学生一台套设备，一般的高等院所都存在多名学生共享设备的问题，因此，基于紫外—可见分光光谱仪的教学模式需要细心设计。可综合利用课前预习环节、堂上投影仪加摄像头授课方式、课后自主练习，并结合恰当的考核方式以达到提高教学质量的目的。

比如第一个实验项目“紫外—可见分光光度计的结构及基本操作”的预习部分，要求学生必须提前从理论上掌握紫外—可见分光光度计的基本结构、关键核心部件及其特点与功能，并要求学生熟悉简明操作流程，务必牢记“光谱扫描过程中不得打开样品仓门”的实验注意事项。学生预习效果的考查可通过慕课[5]、雨课堂[6]等网絡形式进行，并在网络平台上对考核结果进行重点点评和强调。堂上实验教学过程中，光谱仪及电脑前不能围堵学生，借助大屏幕投影仪及摄像头聚焦仪器设备的核心关键部件及教师的操作示范，30～40名学生能够比较清楚地学习到相关实验操作。当然，由于时间限制，不可能让每一个学生都有机会上机操作。针对这一问题，通过开放实验室，让学生有足够时间在课后进行演练操作和拓展实验。这样的教学模式能够充分地保证每名学生的实践动手操作时间和质量。

在近几年的教学中，教研团队还参考了中国大学生物理学术竞赛（CUPT）[7]的形式，在堂上实验教学过程中将授课学生分成三组或者四组，随机分配每个小组的正方、反方、评论方角色。通过这样的教学模式，让所有学生都投入紧张的实验实践环节，有效解决因仪器设备不足带来的学生主动或者被动“打酱油”等投入不度高的问题。

4 考核方式

考核方式对实验教学质量、学生动手能力和创新能力的培养有极大的影响。经多年探索发现，仅仅通过预习报告、堂上表现、实验报告这些考核方式不足以加深、加强学生的能力培养。近年来，教研团队不断完善考核方式，探索出行之有效的方式，大大提高了教学质量和促进了学生能力的培养。

1）弱化传统实验课程考核环节，如预习报告、堂上表现及实验报告所占的成绩比例。由于紫外—可见吸收光谱实验多是专业实验，学生对课程的认同感和喜爱程度较高，传统的考核环节普遍很好。经多年实践，这些环节的成绩占比30%比较合适。

2）强化操作考核环节所占成绩比例。紫外—可见吸收光谱仪在生产、科研等领域应用广泛，本科生走上工作岗位或者继续深造学习，都有可能再次使用该类设备。另外，为了削弱实验课堂上因学生人数和仪器台套数不匹配带来的影响，加强操作考核是必须的。整学期实验教学过程中通过开放实验室，供学生平时练习和拓展训练。操作考核前1～2周设置操作答疑，实验室教师和研究生学长随时答疑。此外，考虑到操作考核的实效性，采用学生随机抽取操作考核环节的方式，让学生掌握所有要求的操作及技巧，但操作考试时只随机抽取某个环节。这一部分的成绩占比40%～50%比较合适。

3）增加理论考试部分。与紫外—可见吸收光谱相关的理论知识点繁多且重要，在教学管理过程中越来越发现理论考核的重用性。这部分占比20%～30%比较合适。

5 结语

紫外—可见吸收光谱应用广泛，是物理学、化学、材料学、药学等多种大类专业的专业基础实验，基于紫外—可见吸收光谱仪的实验值得细心设计并不断革新。笔者教研团队结合新时代慕课、雨课堂等新手段，借鉴中国大学生物理学术竞赛的方式，从知识点体系、教学内容、实验类型、实验项目、教学模式、考核方式等方面进行实验设计，通过多年的教学改革和实践，取得显著的教学效果。

参考文献

[1]汤斌，魏彪，毛本将，等.紫外—可见吸收光谱法水质检测系统的噪声分析与处理研究[J].激光与光电子学进展，2014（4）：201-207.

[2]黄紫洋，黄剑东，陈耐生，等.四取代酞菁金属配合物的紫外—可见吸收光谱和荧光发射光谱研究[J].光谱学与光谱分析，2009（5）：1354-1357.

[3]华东理工大学分析化学教研组.分析化学[M].6版.北京：高等教育出版社，2009.

[4]王世平.现代仪器分析原理与技术[M].北京：科学出版社，2015.

[5]张挚远.“慕课”（MOOCs）发展对我国高等教育的影响及其对策[J].河北师范大学学报（教育科学版），2015（2）：116-121.

[6]卢伟，贾梓祎，李伟幻，等.雨课堂对高校教育产生的影响[J].中国继续医学教育，2018（19）：7-10.

[7]张晚云，曾交龙.大学生物理学术竞赛及其对学生全面素质与创新能力的强化作用[J].高等教育研究学报，2011（3）：113-115.