《仪器分析》教学大纲

《仪器分析》教学大纲课程编号：11180085英文名称：InstrumentalAnalysis学分：2.5学时：总学时48学时，其中理论32学时，实践16学时先修课程：高等数学、大学物理、无机及分析化学、无机及分析化学实验、有机化学、物理化学课程类别：专业拓展课程授课对象：科学教育专业学生教学单位：化学化工学院修读学期：第5学期一、课程描述和目标仪器分析是测定物质的化学组成、状态、结构和进行科学研究与质量监控的重要手段，是应用化学专业的一门必修的专业基础课程。本课程内容包括成分分析和结构分析，无机分析和有机分析，是多种仪器分析方法的组合，这些方法已广泛地应用于研究和解决各种化学理论和实际问题。通过本课程的学习，使学生全面系统地掌握各种分析仪器工作的原理及应用方法，培养学生应用仪器分析手段解决实际问题的能力。本课程的教学总目标是培养具有扎实的自然科学基本理论、知识和实验技能的科学教育专业人才。具体目标如下：课程目标1：专业知识方面使学生掌握各类仪器分析方法的基本原理以及仪器的各重要组成部分，对各仪器分析方法的应用对象及分析过程有基本的了解。课程目标2：专业能力方面掌握常用分析仪器的基本操作，了解仪器常见故障的判断和处理，加深对分析化学、仪器分析化学基础理论、基本知识的理解；能够理论联系实际，设计科学的物质成分和含量分析研究方法。课程目标3：综合能力方面提高学生观察、分析和解决问题的能力，培养学生严谨的工作作风和实事求是的科学态度，树立严格的“量”的概念和条件依赖关系；培养成具有一定创新能力和专业知识及技能的高质量专门人才。为今后从事化学、化工方面的工作、研究和教学打下良好的基础。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重指标点3-1.学科知识：理解自然科学知识体系，扎实掌握物质科学、生命科学以及地球与宇宙科学等领域的基本概念和科学定律，理解科学探究的过程与方法，掌握模型建构、归纳与演绎、分类、演化等科学思维方式。课程目标3H指标点3-2.实践能力：掌握自然科学的基本实验技能，具有较强的观察和实验动手能力、数据分析能力以及科学探究能力，具有实事求是的科学态度。课程目标3M三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1绪论掌握仪器分析的内容，熟悉分类及特点；掌握仪器分析在科学研究中的作用，了解发展趋势。2讲授、演示课程目标22光谱分析法导论掌握电磁波的性质了解光学分析法概要掌握光谱分析仪器4讲授、讨论、演示、发现、练习课程目标43原子发射光谱分析掌握原子发射光谱分析的基本原理及仪器掌握火焰、电及ICP原子化方法掌握光谱定性分析掌握光谱定量分析，了解光谱半定量分析4讲授、讨论、演示、发现、练习课程目标2、44原子吸收光谱分析掌握原子吸收光谱法的基本原理；熟悉原子吸收光谱仪；掌握标准曲线法及标准加入法等定量分析法，熟悉灵敏度和检测限；熟悉原子荧光光谱法。3讲授、讨论、演示、发现、练习课程目标2、45紫外-可见分子吸收光谱法了解分子光谱；掌握紫外吸收光谱与分子结构的关系；掌握紫外-可见分光光度计，了解单光束、双光束光谱仪，熟悉二极管陈列检测器；了解特点和应用（有机化合物的鉴定，定量分析法）。3讲授、讨论、演示、发现、练习课程目标2、46红外吸收光谱分析掌握红外吸收光谱的基本原理；掌握红外吸收光谱的产生条件，了解分子振动的形式及方程式；掌握官能团的特征频率，熟悉影响特征频率的因素；熟悉红外分光光度计；熟悉样品的处理，掌握定性及结构分析，了解定量分析。3讲授、讨论、演示、发现、练习课程目标2、47核磁共振波谱分析掌握核磁共振的基本原理，熟悉原子核的自旋，掌握核磁共振和驰豫；熟悉核磁共振仪的结构，了解主要部件；掌握化学位移，熟悉影响化学位移的因素和核磁共振谱；掌握自旋偶合和自旋分裂，了解偶合常数，了解复杂图谱的简化；了解其在结构鉴定方面的应用；了解13C核磁共振谱。3讲授、讨论、演示、发现、练习课程目标2、48电分析化学导论掌握化学电池，电解池掌握电极电位2讲授、讨论、演示、发现、练习课程目标2、49电位分析法了解电化学分析法分类，掌握电位法基本原理；掌握溶液pH值的测定；熟悉离子选择性电极的种类，了解其特性参数；熟悉测定离子活度的方法，熟悉仪器，掌握工作曲线法、标准加入法等定量方法，了解格式作图法；熟悉影响测定的因素；掌握离子选择性电极的特点，了解应用。3讲授、讨论、演示、发现、练习课程目标2、410伏安分析法和极谱法掌握极谱分析法的基本原理；掌握半波电位；掌握扩散电流公式——定量分析方法；熟悉干扰及消除，掌握残余电流和迁移电流，了解极大，掌握氧波及氢波；掌握极谱催化波；熟悉单扫描极谱；了解方波极谱及脉冲极谱；掌握溶出伏安法；了解单指示电极安培滴定；熟悉双指示电极电位滴定。3讲授、讨论、演示、发现、练习课程目标2、411电解和库仑法掌握电解分析的基本原理掌握控制电流及控制电位电解法掌握库仑法2讲授、讨论、演示、发现、练习课程目标3合计32序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1顶空-气相色谱分析掌握气相色谱法的顶空进样方法；掌握根据图谱得到的保留值进行定性、定量分析（必修）3验证课程目标2、42高效液相色谱-质谱联用法测定抗生素掌握高效液相色谱-质谱联用仪器的使用掌握高效液相色谱-质谱联用仪器的技术特点和应用（必修）4验证课程目标2、43差示扫描量热分析熟悉差示扫描量热仪的结构掌握差示扫描量热仪使用和应用（必修）3验证课程目标2、44透射电子显微镜掌握透射电子显微镜结构、使用和具体应用（必修）3验证课程目标2、45扫描电子显微镜掌握扫描电子显微镜结构、使用和具体应用（必修）3综合课程目标2、4合计16四、课程教学方法本课程是理论与实验相结合的模式，理论课集中讲授的教学方式。课堂以多媒体演示讲授为主，辅以课堂讨论和提问，并结合课前预习、课后作业、课后复习与答疑等方式。在教学方法上，注重启发式教学和互动式教学，采用举例、对比、推理和归纳等方法，引导学生积极思考，理解和掌握知识要点。实验课以板书讲解和现场操作演示为主。在教学方法上，注重启发式教学和互动式教学，采用举例、对比、推理和归纳、以及课堂讨论等方法，引导学生积极思考，理解和掌握课程的基本思路和要点。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核采用过程性和结果性相结合的方式，总评成绩由平时成绩、实验成绩和期末考核三部分组成，具体计算方法如下：总评成绩=平时成绩（10%）+实验成绩（30%）+期末成绩（60%）。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）课程目标4（分值）课程目标5（分值）合计1平时作业55000102课堂表现43300103实验成绩10101000304期末考试2015150050课程目标对应分值39332800100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握到位。能够利用理论知识识别、分析仪器分析领域相关专业问题。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。能够较好利用理论知识识别、分析仪器分析相关专业问题。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。利用理论知识对仪器分析相关专业问题有一定的识别、分析。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。不能利用理论知识对仪器分析相关专业问题进行识别、分析。2.章节测试与评价标准章节测试根据测试题目及评分标注进行打分（百分制）。3.实验操作考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分实验操作利用讲义、文献撰写实验预习报告，并设计实验。实验过程中，合理安排操作步骤，认真记录数据。对实验结果进行分析，推断实验结论，对结论进行深度挖掘，或者提出新的实验方法和改进措施，写出实验分析报告。利用讲义、文献撰写实验预习报告，并设计实验。实验过程中，合理安排操作步骤，认真记录数据。对实验结果进行分析，推断实验结论，对结论进行深度挖掘，写出实验分析报告。利用讲义、文献撰写实验预习报告，并设计实验。实验过程中，合理安排操作步骤，认真记录数据。对实验结果进行分析，写出实验分析报告。实验预习次数少于50%，实验操作缺席。不能利用理论知识对实验数据和结果进行识别、分析。4.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与参考书