仿真仪器分析教学的几点思考

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1、仿真仪器分析教学的几点思考　　[摘要]仿真仪器分析建立了与真实仪器相同的虚拟系统，有助于加强学生对仪器分析理论和仪器的理解。本文讨论了仿真仪器分析教学的优点，提出了仿真仪器分析教学的注意事项和存在问题。　　[关键词]仿真仪器分析教学思考　　[中图分类号]G648[文献标识码]A[文章编号]2095-3437（2013）10-0029-02　　一、引言　　仪器分析是化学领域的一个重要分支，它是以物质的物理或物理化学性质为基础建立起来的一种现代化分析方法，利用各种特殊的仪器设备，对物质进行定性和定量分析及形态或结构的分析。仪器分析实验课程理论深、

2、综合性强，已成为化学、化工、材料、地质等学生必须掌握的一门重要课程。仪器分析实验课程不仅使学生加强对理论知识的理解，同时还让学生掌握了物质的检测和分析手段。分析仪器有紫外分析仪、红外光谱仪、色谱分析仪、质谱分析仪、原子吸收仪、核磁共振分析仪、热重分析仪等。由于各学校仪器资源有限，学生不能独自操作实验，因此，可采用仿真仪器分析教学，也就是分析仪器的仿真教学，它是利用建立分析仪器的教学模型，利用计算机、网络技术、仿真技术和信息技术，在计算机上建立一套反应特性与真实分析仪器完全相同的虚拟分析系统进行教学，学生通过操作这台虚拟分析仪器，可以获得与操作

3、真实仪器一样的丰富经验。6　　仿真仪器分析教学可满足每个学生学习需求，促进学生感性地理解仪器分析中的理论，快速地操作仪器以满足各企事业单位的需求。　　二、仿真仪器分析教学的优点　　（一）提高教学质量　　仪器分析根据分析原理不同，涉及多种类型仪器，且很多仪器价格昂贵，新建本科院校和一些普通本科院校，部分仪器未采购，大型仪器实验由老师演示给学生。而仿真仪器分析提供了仪器操作实训，计算机的普遍使用可使每个学生都能根据仿真系统进行模拟操作，达到了解真实仪器的操作方法，形象理解理论知识。　　在操作仿真系统中，每一个仪器的操作步骤都有评分，学生参考评分就

4、可知道自己操作是否正确，如果操作不对可重复操作。同时学生可查阅仪器的说明、结构、原理和方法，从而锻炼他们解决问题和分析问题的能力。　　仿真仪器分析教学，基本包括核磁共振分析仪、质谱分析仪、红外分析仪、色谱分析仪等仪器的组成、操作以及相关理论，学生能基本掌握仪器的结构、原理、使用方法、注意事项和数据处理。仿真模拟真实仪器环境的直观、可操作性，在一定程度上激发了学生学习兴趣，让学生对仪器有一个具象认识，是一种图文并茂的教学方式，进而提高教学质量。　　（二）低成本6　　采用仿真仪器分析系统，可大大地降低教学成本。首先，减少购买实验仪器的费用。一台国

5、产热重分析仪需十几万，高效液相色谱需十几万，甚至上百万；其次，无需花钱配置高标准实验室。部分仪器操作条件苛刻，实验室需配置空调、除湿机等；最后，仪器维修费高，有些仪器耗材很贵，部分试剂价格较贵而其用量大，在考虑教学成本的问题上，这些实验就很可能被取消，仿真系统在计算机上进行虚拟操作，这样就无需高价的试剂。　　三、仿真仪器分析教学的注意事项　　仿真仪器分析教学具有得天独厚的优势，但要获得较好的教学效果，还需注意以下几个方面：　　（一）激发学生兴趣　　仿真软件教学枯燥难懂，为激发学生兴趣，在每一种分析仪器和分析方法背后都蕴藏着艰辛或有趣的故事，回

6、顾和追踪科学家走过的足迹，能极大地提高学生学习兴趣，激发学生参与科研和追求创新的热情。例如，色谱法起源于20世纪初，1903年俄国植物学家米哈伊尔?茨维特用碳酸钙填充竖立的玻璃管，以石油醚洗脱植物色素的提取液，经过一段时间淋洗后，植物色素在碳酸钙柱中实现分离，在管内形成了具有不同颜色的谱带。1952年英国科学家阿切尔?马丁、理查德?辛格因发明分配色谱分离法而共同获得诺贝尔化学奖。通过这些事实，让学生领会仪器分析在化学界所起的作用，引起学生对仿真软件操作的兴趣。　　（二）与真实仪器教学相结合　　原子吸收分析仪操作条件复杂，采用仿真软件系统较好，

7、每个学生都能操作。红外光谱仪、紫外光谱仪等操作简单、迅速，这些仪器能满足1人或几人的小组操作，单一采用软件系统，不免有些单调，学生希望进行实际操作，可让他们操作真实仪器，之后操作仿真软件，两者相比较，加深对仪器和理论知识的理解。6　　（三）重视操作过程　　仿真仪器分析，例如北京东方仿真分析仪器仿真软件，每一种分析仪器的操作步骤都有评分，操作正确给满分。在这种情况下，要检查学生获得的分析数据是否正确，例如，学生在仿真紫外分光光度计时，操作满分，但结果不对；有时结果对，但操作不完全对。所以教师要仔细检查学生的操作过程。　　教师必须要求学生对仿真系

8、统反复操作，达到熟练程度。在仿真下一个实验前，需要重复练习上一个仿真实验。　　（四）重视信息反馈　　仿真仪器分析是让学生形象地理解仪器分析理论，同时还要掌握分析仪器