仪器分析教学改革实施内容

仪器分析课程教学改革实践项目式翻转教学仪器分析教学改革向课堂反转方向发展，具体实施分为3个步骤，即课前预习，课中即课堂的练习，课后重点总结三个部分。

（1）课前预习每次上课前，先给同学们初略提点下一章节的内容，然后让他们先自己预习并基本理解主要内容，最后通过做这章节的ppt的形式展示出来，做ppt时一般4-5人一组，这样让他们可以自由讨论，同时增强他们的自学与合作能力。

（2）课堂练习每节课45分钟时间里，讲课时间控制在35-40分钟之间，剩下的时间通过马上做课后相关内容的习题让同学们从理解上升到掌握的程度，对于比较复杂的同学们错误较多的知识点再次讲解，确保每堂课内容都能被充分吸收。

（3）课后总结每章节上完后，会要求同学们先把本章节的重点知识点写在作业本上，让他们对本章节的知识在弄懂的基础上自我归纳出重点，然后才要求他们做课后习题。

这样每章节的内容让他们从逻辑顺序上到具体的解题都能把握好。

总之，课堂反转充分挖掘同学们本身的自我学习与总结能力，让他们有自主性，同时加强复杂内容的指导，这样每章节内容在上完后绝大分内容都被很好的吸收，这比灌输式教学效果是好很多。

相关的材料通过ppt与作业本来展示。

每章的具体项目设计第一章紫外可见吸收光谱法（4学时）教学目标：要求理解紫外-可见吸收光谱的产生；掌握紫外可见吸收光谱的产生原理及其分子结构的关系；了解紫外可见分光光度计的主要部件和类型；掌握定性与定量方法；了解应用实例。

教学内容如下；第一节概述紫外可见光的波段（10-800nm），紫外可见光谱、红外光谱的产生(由分子的外层价电子能级跃迁而产生的光谱为紫外可见光谱；由分子振转能级跃迁而产生的光谱为红外光谱)，紫外可见吸收曲线，朗伯-比尔定律。

第二节紫外可见吸收光谱与分子结构的关系电子跃迁的类型为：σ→σ*、n→σ*、π→π*、n→π*，生色团、助色团、红移和紫移，紫外光谱的四类吸收带：RKBE，影响紫外可见吸收光谱的因素：共轭效应、助色效应、超共轭效应、空间位阻、溶剂效应等。

第三节紫外可见吸收分光光度计紫外可见吸收分光光度计的基本部件为：光源（在可见光区使用钨灯或卤钨灯，在紫外光区使用氢灯或氘灯）、单色器（棱镜、光栅）、吸收池（玻璃材质仅适用可见光区，石英材质都可适用）、检测器（光电管和光电倍增管），仪器的类型为：单光束、双光束和双波长分光光度计。

第四节紫外可见吸收光谱的应用定性分析包括：化合物的鉴定、纯度检查等，结构分析包括初步推断功能团、同分异构体的判断，定量分析包括：单组分的定量和多组分的定量。

第二章红外吸收光谱法（6学时）教学目标：理解红外光谱的基本原理，掌握重要官能团及典型有机化合物的特征吸收频率，了解红外吸收光谱仪，掌握红外光谱定性分析、定量分析方法。

教学内容如下；第一节概述红外光的波段范围（76-300μm）,红外吸收光谱法与紫外吸收光谱法的比较，红外吸收光谱的表示方法。

第二节红外吸收光谱法的基本原理产生红外吸收的条件，双原子分子的振动（振动能和振动频率，基频峰和泛频峰），多原子分子的振动（振动的基本类型是伸缩振动和弯曲振动，基本振动的理论数-振动自由度，影响吸收峰数目的因素：非红外活性振动和简并等导致吸收峰数目减少，而振动偶合和各种泛频峰等导致吸收峰数目增多），吸收峰的强度，特征峰和相关峰。

第三节红外光谱与分子结构的关系官能团区和指纹区，常见化合物的特征红外吸收峰（烷烃、烯烃、炔烃、芳烃、羰基化合物、羟基化合物等），影响基团吸收频率的因素（共轭效应、诱导效应、氢键效应、空间位阻、溶剂效应等）。

第四节红外吸收光谱仪红外吸收光谱仪包括色散型红外吸收光谱仪和傅立叶变换红外吸收光谱仪，其基本部件是：光源（能斯特灯、硅碳棒）、吸收池（采用一些无机盐的单晶制成的窗口）、单色器（色散型）或干涉仪（傅立叶变换型）、检测器（真空热电偶、热电量热计、光电导管）。

第五节红外吸收光谱分析定性分析、定量分析（弱项）、未知物结构的确定。

第三章原子吸收光谱法（4学时）教学要求：掌握原子吸收光谱分析法的基本原理，了解原子吸收光谱仪的构造，熟悉原子吸收光谱法的主要干扰及其抑制方法，掌握原子吸收法定量分析方法。

教学内容如下；第一节概述原子吸收光谱分析法过程简介，原子吸收光谱法与原子发射光谱法的比较，两者的相同处是，都是原子光谱，都是基于外层电子的跃迁；不同点是，原子发射光谱是研究原子从基态跃迁到激发态后再回到基态时所发射的谱线，而原子吸收光谱是研究原子从基态跃迁到激发态所吸收的谱线，原子吸收光谱法的特点。

第二节原子吸收光谱法的基本原理共振线和共振吸收，谱线的轮廓（中心频率、吸收线半宽度）及其影响因素（自然宽度、多普勒效应、劳伦兹效应等），热激发时基态原子和激发态原子的分配，原子吸收光谱法的定量基础（积分吸收、峰值吸收）第三节原子吸收光谱仪原子吸收光谱法仪包括：光源（锐线光源：空心阴极灯）、原子化系统（包括火焰原子化系统、非火焰原子化系统及其优缺点等）、分光系统、检测记录系统（检测器为光电倍增管）。

第四节原子吸收光谱法的干扰及其抑制原子吸收光谱法的干扰有：物理干扰（采用标准曲线法或标准加入法消除）、化学干扰（采用化学分离、加入释放剂和保护剂等方法消除）、电离干扰（采用加入较大量易电离的碱金属元素消除干扰）、光谱干扰（包括谱线干扰和背景干扰，其中常采用空白校正法、氘灯校正法和塞曼效应校正法校正谱线干扰）。

第五节原子吸收光谱定量分析原子吸收定量分析的方法是：标准曲线法和标准加入法第四章原子发射光谱法（4学时）教学要求：掌握原子发射光谱法的基本原理；了解原子发射光谱中通常使用的激发光源；掌握各种定性、定量分析方法。

教学内容如下；第一节概述发射光谱分析的概念和基本过程；原子发射光谱法的特点和应用。

第二节原子发射光谱法的基本原理原子能级和原子光谱、谱线的强度，元素的最后线与分析线，谱线的自吸与自蚀。

第三节原子发射光谱仪光源、光谱仪、观测设备。

第四节光谱的定性和定量分析定性分析，半定量分析，定量分析：内标法原理，定量分析方法。

第五章电位分析法（3学时）教学要求：掌握电位分析法的基本原理，了解离子选择性电极的分类，理解离子选择性电极响应机理，熟悉离子选择性电极的性能参数，掌握溶液pH值的测定方法、离子活度的测定方法，了解电位滴定法的基本原理。

教学内容如下；第一节概述相间电位与能斯特方程，电池电动势，参比电极（包括：标准氢电极、甘汞电极等）与指示电极（金属电极和离子选择性电极）。

第二节离子选择性电极的分类及响应机理离子选择性电极的分类（氟电极、氯电极、玻璃电极、敏化电极等），pH玻璃电极的构造（包括：玻璃膜、内参比电极、内参比溶液），pH玻璃电极的响应机理极其优缺点。

第三节离子选择性电极的性能参数能斯特响应、线性范围和检测下限，选择性系数，测量误差的估算，响应时间、稳定性和重现性。

第四节直接电位法利用两次测量法测定溶液的pH值，测定溶液活度的方法有：两次测量法、标准曲线法、标准加入法，影响测定准确度的因素（温度、电动势的测量、干扰离子、溶液的pH等）。

第五节电位滴定法电位滴定法仪器装置，确定电位滴定终点的方法有：E-V法、一级微商法、二级微商法。

第六章极谱分析法（2学时）教学要求：掌握伏安法和极谱法的基本原理；掌握极谱定性和定量分析方法；了解电化学分析新方法。

教学内容如下；第一节概述极谱分析法简介及分类，极化及过电位，极化电极及去极化电极。

第二节极谱分析法的基本原理极谱分析法的装置，极谱波的形成，极谱过程的特殊性（包括电极的特殊性和电解条件的特殊性）。

第三节极谱定量分析极谱定量分析的基础—扩散电流方程式，影响扩散电流的因素，极谱分析中的干扰电流及其消除方法，极谱定量分析方法。

第四节极谱波的种类及其方程式极谱波的分类（可逆波及不可逆波，氧化波及还原波），极谱波的方程式，经典极谱法的局限性。

第五节现代极谱分析方法单扫描极谱法，循环伏安法，脉冲极谱法，溶出伏安法。

第七章电解和库仑分析（3学时）教学要求：掌握电解分析和库仑分析的基本原理；了解库仑分析终点指示方法和应用。

第一节概述电解装置，分解电压和析出电位。

第二节电解分析法控制外加电压电解分析法，控制阴极电位电解分析法，控制电流电解分析法。

第三节库仑分析法恒电位库仑分析和恒电流库仑分析。

第八章色谱分析法导论（5学时）教学要求：了解色谱法的分类，熟悉色谱流出曲线和有关术语；掌握色谱法的基本原理，掌握色谱定性定量分析方法。

第一节概述色谱法是一种重要的分离方法，色谱法的产生历程，色谱法的分类，色谱法的特点。

第二节色谱图及其色谱常用术语色谱流出曲线是色谱定性、定量和评价分离情况的基本依据，其基本术语有基线、色谱峰高度、区域宽度（标准偏差、半峰宽、基线宽度）、色谱保留值（死时间、保留时间、调整保留时间、死体积、保留体积、调整保留体积、相对保留值），第三节色谱法的基本理论色谱的分配平衡常用的两种表示方法：分配系数和分配比，塔板理论（理论塔板高度、理论塔板数、有效塔板高度、有效塔板数），速率理论（涡流扩散项、分子扩散项、传质阻力项），柱的总分离指标—分离度，柱外效应。

第四节色谱定性定量分析定性分析有：用已知纯物质标样对照的方法、根据相对保留值定性、利用保留指数定性、与其他方法结合，定量分析中峰面积的测定、定量校正因子的确定、和定量分析的方法（归一化法、内标法、外标法）。

第九章气相色谱法(3学时)教学要求：了解气相色谱中的固定相、流动相及其选择，了解气相色谱仪的构造及色谱操作条件的选择。

具体项目；教学内容如下；第一节概论气相色谱法的产生、特点及其分类。

第二节气相色谱仪气相色谱仪由五个部分组成：载气系统（气源、净化干燥管等）、进样系统（进样器、汽化室）、分离系统（填充柱、毛细管柱）、温控系统（恒温和程序升温）、检测记录系统：包括检测器的主要性能指标（灵敏度、检出限、线性范围、响应时间等）和常见的检测器（热导、火焰离子化、电子捕获、火焰光度检测器）第三节气相色谱的固定相、流动相及其选择气液色谱固定相（载体+固定液）、气固色谱的固定相（固体吸附剂）、聚合物固定相（人工合成有机固定相）、流动相（氢气、氮气、氦气等惰性气体）。

第十章高效液相色谱法（2学时）教学要求：了解气相色谱中的固定相、流动相及其选择，掌握高效液相色谱法的分类及其分离原理；了解高效液相色谱仪的构造。

教学内容如下；第一节概论高效液相色谱法与经典液相色谱法的比较，高效液相色谱法与气相色谱的比较。

第二节高效液相色谱法的固定相和流动相高效液相色谱法固定相的分类：包括表面多孔型和全多孔型，流动相的几点要求，包括纯度高、粘度低、化学稳定性好等。

第三节高效液相色谱法的主要类型及其分离原理高效高效液相色谱法根据分离的机制不同，可分为以下几种类型：液液分配色谱法、液固吸附色谱法、离子交换色谱法、空间排阻色谱法等。