仪器分析工作（共10篇）
仪器分析工作 篇1
当今世界科学技术发展很快,国内的科研水平也在逐步提高,各大院校和科研院所发表的高层次论文、专利以及应用研究等越来越多,且水平也越来越高,文中所用的数据和图表有条理、逻辑推理严密、现象直观,这都来自于大型精密的测试。这些现象说明教学科研离不开硬件设备的配备与更新,大型仪器对科研技术的支撑作业毋庸置疑,近年来,国家和地方政府通过多种形式加大了对高校的扶持力度,特别在大型仪器方面,表现明显,多项经费要求设备费不低于50%,许多高校购置了很多的大型精密仪器,但是,高校内部的大型仪器的购置和使用存在多种问题。如仪器多数分散在各个分院或重点实验室,共享使用很不便利,导致仪器重复购置的现象比较严重,浪费了国家资源。如何提升高等院校在大型仪器方面对社会的服务能力,是当前需要解决的问题。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2006-2020年)》中提出:“进行创新型教育计划,强调了充分发挥高校在国家创新体系中的重要作用,鼓励高校在知识创新、技术创新、国防科技创新和区域创新中做出贡献。”另外还指出:“建立有效的各项制度和机制是科技基础条件平台建设取得成效的关键和前提”[1]。科技部对这一问题提出的解决办法是“建立统一开放的国家网络管理服务平台,实现开放信息共享。所有管理单位都要按照统一规范标准建立在线服务平台,并纳入国家网络管理平台。所有符合条件的科研设施与仪器都要纳入平台,建立国家网络管理服务平台,是科研设施和仪器开放共享的基础。”[2]
南京林业大学于2011年4月重新组建校内的测试机构,升级校级服务平台并正式更名为现代分析测试中心。中心集中了学校大部分的大型仪器,在组建后借助于重点实验室建设也更新一些老旧设备,新增一些更为实用、精密的检测设备,目前现代分析测试中心是我校教学、科研的重要支撑部分,也是人才培养、科技创新和社会服务的重要基地,更是一个学科交叉和创新实践的公共平台。
随着资源共享、专管共用、提高仪器使用效率这一公共平台理念普遍的被教育界、科学界接受[3],由分析测试中心提供的公共服务平台建设也越来越受到了学校师生和管理部门的重视。面对新形势下如何进一步发挥自身潜力,提升全校大型仪器的共享水平和对外服务能力,也成为我们未来工作的重点。下面将介绍一些我们工作的新思路:
1 健全管理制度
分析测试中心遵循了国家对大型仪器管理方面的开放共享的精神,已经将大型仪器进行集中管理,分析测试中心作为管理小组的重要组成部分,不仅要发挥已有的实体平台功能,也要赋予其一定的行政功能。主要分为以下几个方面:
1.1 做到大型仪器统一管理
习近平2014年在中央全面深化改革领导小组第六次会议上发表了重要讲话,以及中央《关于国家重大科研基础设施和大型科研仪器向社会开放的意见》,我校对于校内所有利用财政资金购置的单台价格超过50万元人民币、成套价格超过100万元人民币的大型科学仪器设备和重大科技基础设施列入现代分析测试中心进行统一管理[2],中心遵循讲话精神,按照仪器种类,配备专门仪器管理员,明确责权利。
同时,分散在院系和学科等大型仪器,不方便归入中心区域,可以利用网络信息化方式纳入到中心服务平台内,进行统一管理。通过这些措施,可建立以分析中心为核心的全校范围内的大型仪器管理网络。
1.2 设备购置过程公开透明
分析测试中心可根据测试需求与技术发展申报大型设备的购置,也可以是实验室或教科研工作者根据研究需求申报,由中心进行统一购置。设备在申报后符合购置条件的在服务平台及校网进行公示,一方面可避免重复申报,另外可接收大众监督,以防资源浪费。后续的招标及购买环节可邀请有使用需求的教师参与,以买到最合适的仪器为全校师生服务。
1.3 合理投入设备运行及维修费用
大型设备的使用需要及时的维护和保养,这是一项常规费用,管理小组在资金使用方面一定要优先保障,一定要及时补充耗材、定期进行养护,才可保障仪器的正常使用。学校应设立大型仪器设备的运行和维护基金,在各类科研项目申报时列入预算给予预留,统筹使用,解决大型仪器设备后期维修困难的问题,以推动大型仪器的有效使用。
2 优化服务平台
在信息化时代的今天,网络给我们带来了便利,分析测试中心为了测试服务更便捷有效,需要进一步优化校级服务平台。考虑如下几个方面进行优化:
(1)从用户角度出发来设计浏览页面;
(2)测试仪器功能和费用查询要便捷;
(3)测试实施预约机制,可在网络上直接登记;
(4)可观察到仪器测试预约排队情况,合理安排时间;
(5)允许预约撤销机会等;
(6)此外,为拓展仪器的使用,获得“贵重仪器设备使用资格证”的用户可在仪器管理的安排下,于工作时间自行测试。
做好服务平台的优化建设不仅可以提升分析测试中心服务的满意度,更可以为随时接入国家网络管理平台做好基础,也更能做好为社会服务的能力。
3 培养管理队伍
与以往的实验员所从事的辅助性工作不同,大型仪器管理人员需要很高的科研素养,以及对于最新科研动态的掌握。为此,我们建立定期参加学术会议、出国进修等培养机制。另外,我们进一步鼓励大型仪器管理人员围绕自身仪器,开展科研活动,申报课题。
3.1 加强实验团队的培养
人才队伍是做好任何工作的抓手,分析测试中心要求实验团队的每一位工作者都具有爱岗敬业、无私奉献的精神,强烈的责任感和良好的服务意识。我们培养人不仅是培养技能,更重要的是培养职业能力,可以“青蓝工程”的形式,请老一辈的实验管理者指导新入职成员,发挥“传帮带”精神,提升实验团队的整体服务能力。
3.2 培养创新型人才
分析测试中心要将测试服务做到位,同时也要发挥培养人才的能力,仪器越来越多,如何让仪器发挥更好的功能?我们可以选择一些常规仪器,专门放置在一个区域,做成开放式实验室,对有需求、有兴趣的学生和老师进行培训,合格后可以自行测试。这可以一方面培养学生的动手能力和创新意识,还可以拓展仪器的使用空间和时限。
4 结束语
分析测试中心承担对全体师生及校外测试群体的服务,承接国家及校领导的期望,必定努力来管理好交给中心的各项仪器,以保障能达到最好的服务水平,发挥对学校建设发展的功能,做教科研的强力后盾。同时,我们也希望得到大家的关心与配合,共同提升大型仪器的共享水平和服务能力。
摘要：仪器测试是科研、教学发展不可或缺的部分,本文主要从健全管理制度、优化服务平台、实施预约服务和培养管理队伍等角度入手,充分发挥高校分析测试中心的作用与潜力,进一步提升高校大型仪器的共享水平和对外服务能力。
关键词：分析测试中心,大型仪器共享,服务能力
参考文献
[1]《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》导读[J].安徽科技,2006(3):1-3.
[2]《国务院关于国家重大科研基础设施和大型科研仪器向社会开放的意见》[国发(2014)70号].
[3]林双妹,林佳丽.高校分析测试中心发展状态分析及对策[J].实验室研究与探索,2014,33(8):277-281.
仪器分析课程教学探讨 篇2
【摘要】从仪器分析课程的特点及教学现状出发，探索教学过程中的改革突破点，以激发学生的学习兴趣，提高教学质量，培养学生创新和实践能力。
【关键词】仪器分析 教学现状 改革
【中图分类号】O65-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）19-0137-01
引言
仪器分析是化学分析的一个分支，是指采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法[1]。仪器分析在工业分析、食品分析、药物分析、油品分析及环境监测等领域得到广泛应用，已成为生产和科研中不可或缺的分析手段。目前，《仪器分析》课程已被列为化学化工、食品药品、医药环保等专业的一门必修课。为适应现代仪器分析的发展与教学改革新形势，如何在有限的学时范围内，合理安排仪器分析课程内容，既让学生打下坚实的理论基础，又激发他们的学习兴趣，是仪器分析教学工作者需要解决的问题之一。
一、《仪器分析》课程教学现状
1.仪器分析与多学科交叉，课程内容较多
仪器的原理方面涉及物理光学、电子、计算机技术等知识[2]，学生学习时感觉知识面需求广，难点较多，理解有点困难。每本教材都包括光化学分析、电化学分析、色谱分析、核磁共振分析、质谱分析等项目，各种分析方法之间关联性小，每一种分析方法下又包含不同的仪器，例如光化学分析就包括紫外可见分光光度法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法、红外吸收光谱法等，不同的仪器原理不同、结构不同。因此，学生需要理解记忆的知识点散而多，在学习过程中容易疲乏枯燥，学习兴趣渐失。
2.理论课程与实训课程进度不同
仪器分析课程分为理论课程和实训课程。在实际授课过程中，一般在同一学期排课。受课时、实训室、教师等因素的影响，实训课程在进行下一项目时，理论课往往刚刚进行到实验技术部分，理论明显落后于实训，这样会使实训教师在基本原理上消耗较长的时间讲解，否则学生一片茫然。
3.实验课程开展有难度
随着现代技术的发展，仪器价格逐渐走高。教学单位对一些昂贵的实验仪器，例如气相色谱、液相色谱、原子吸收光谱仪等，拥有量很少，每种只有一台甚至没有。因此在开展实验教学时，不能像有机、无机化学实验那样独立操作，只能两人或多人小组形式进行。学生在操作过程中，大多会一人操作，其余人旁观，从而使动手能力得不到锻炼。另外，为了防止学生误操作把仪器弄坏，在实验开展之前，实验老师通常先将仪器的参数设好，所以学生接触到的是进入正常运行状态的仪器，甚至实验结束后也搞不清楚仪器开关在哪里，实验结束后学生往往感觉自己什么都没学到。比如有的学生在做完气相色谱的实验后，唯一的印象就是自己拿着微量进样器进了个样品，然后就输出谱图了[3]。
随着分析仪器的更新换代，仪器面貌越来越美观，但对仪器的内部结构都包裹很严。另外，仪器的精密度越来越高，且价格昂贵，不能随意搬动和拆开。在介绍仪器结构时只能无奈的略过。
二、《仪器分析》课程教学改革探索
1.合理整合教学内容
仪器分析课程内容多、课时相对较少，从适应学生将来工作的实际需要出发，应合理选择授课内容，避免面面俱到。由于我院学生的培养目标定位于实际应用型人才，因此我们在讲授内容的选择上有所侧重，不同的专业，教授的内容范围及重点不同。在课时分配中适当加大常用分析方法，如紫外可见分光光度法、气相色谱法、液相色谱法、原子吸收法等的课时比例。目前电化学分析法在各单位使用相对较少，我们就适当减少其在授课中的比例，仅对其进行简介。从注重应用的角度出发，对于教材中的公式推导，除一些重点公式外，一般不作要求，学生只要能灵活应用公式解决问题即可。
2.改进教学方法
在课程教学中，教材中各章的内容虽然看似琐碎，但基本都可以找到一些主线[4]。每章节的教学内容安排都是按照仪器分析方法的原理、仪器的基本结构到定性定量方法、实验技术这一主线进行，然后逐块分层次说明。另外，在不同的章节间可采用比较法进行教学。比如在进行色谱法教学时，色谱定性、定量分析方法是完全相同的。而针对气、液色谱，反映具体仪器结构部件上会有很大差别，比如气相中的流体输送系统由高压载气钢瓶完成输送气体流动相的功能，而液相中则由高压输液泵用于输送液体作为流动相。程序升温和梯度洗脱分别是气相色谱法与高效液相色谱法中提高分离效果的有效手段，可谓目的相同，但实现的方法不同，可以在教学中进行适当的对比。通过教学过程中的一系列比较，将各章节内容有机地联系起来，有助于学生的理解与掌握。
3.合理应用多媒体教学手段
将多媒体技术引入仪器分析教学中，可以提高仪器分析的教学效果。在制作课件时，尽量避免大量的文字堆积，这样会使学生无暇听讲、思考，而忙于记录，另一方面会降低学生课堂的兴奋度。教师在授课过程中，可以依靠图片、制作动态视频或某些仪器厂家的维护视频给学生直观认识，或让学生课下自由观看相关视频，提高学生的学习主动性及兴趣。
4.合理配置教学资源
鉴于理论课和实训课的不同步，可以由同一名教师承担。这样既可以使理论课和实训课在知识点的重大难点上互相补充，又可以合理调节理论课和实训课的教学进度。或者整个课程分仪器分项目分教师进行，实行理实一体，项目教学。目前，很多学校都引进了仪器分析仿真平台，弥补了因设备欠缺导致的实验项目无法开展的不足。学生可以在仿真界面按照操作流程进行操作，配备的评分系统可以随时进行操作判定，及时发现错误。但使用仿真系统时仍有不足，毕竟是虚拟实验，学生的安全意识降低，需要教师时刻提醒。
搞好仪器分析课程的教学不是一朝一夕的事，需要教师综合运用各种教学方法和教学手段，积极改革，深入研究。仪器分析的研究发展很快，教师应利用业余时间不断查阅国内外书籍及期刊，把化学化工、食品药品、生化环境、石油等领域涉及的仪器分析新动向和新技术不断融合到教学内容中，使仪器分析课程更加丰富多彩。
参考文献：
[1]魏培海，曹国庆.仪器分析[M]. 北京：高等教育出版社，2014
[2]杜甫佑，阮贵华，李建平等.以《仪器分析》教学改革为契机，培养学生创新能力[J]. 广州化工，2011，39（3）：177-178
[3]甄淑君.仪器分析课程教学改革思考[J].西南师范大学学报（自然科学版），2013，38（3）：168-170
煤质分析仪器研究现状分析 篇3
1 煤质分析仪器的发展现状
煤质分析仪器是对煤炭成分进行分析的仪器设备的总称, 根据煤炭的成分构成, 煤质检测的指标含有:发热量、灰分、水分、硫分、煤的吸氧量以及碳元素等等。因此目前使用普遍的煤质分析仪器包括:热量仪器、工业分析仪器、自燃性测定仪以及元素分析仪等。
1.1 热量仪器
煤的热量值是煤炭资源功能发挥的最大特点, 通过对煤发热量的分析可以知道单位质量煤完全燃烧后产生的热量, 以此来决定煤炭的具体使用量。热量仪器主要是对煤发热量的分析, 其主要经历了以下三个阶段的发展:一是人工计算阶段。二十世纪80年代, 我国对煤炭热量的测定主要是依靠人工计算的方式计算煤炭的发热量值[1];二是电脑量热仪。进入90年代以后, 我国计算机技术得到发展与应用, 为此我国对热量仪器进行改造升级, 实现了电脑量热仪, 电脑量热仪的应用标志着煤炭热量检测实现了自动化控制, 并且大大提高了测量数值的准确性;三是全自动量热仪。全自动量热仪目前已经在煤炭检验系统中得以普遍使用, 以氧弹量热仪为例, 环境温度保持稳定, 设备可与外界温度热平衡, 在检测过程中对内、外桶水温自动测量温差, 并进行计算, 使用该仪器可以大大提高工作效率, 减少因人为操作而造成的数据偏颇, 保证检测结果的准确性。
1.2 工业分析仪
工业分析仪主要是对煤炭的挥发分、灰分、水分以及固定碳等项目进行分析, 这几项指标是煤炭分析的基础要素, 根据不同检测项目结果的交叉对比, 可以对煤炭的种类、经济性能、用途等进行初步的分析, 以此指导煤炭资源的勘查、开采、加工以及销售等工作。目前我国对煤样的工业分析方法主要有经典法和自动仪器法。经典分析方法主要是利用分析天平、干燥箱以及马弗炉, 检测人员进行手工操作;自动仪器法主要是利用先进的技术实现对煤样高温加热前后的自动称重, 其主要是通过远红外加热设备与称重用的电子天平实现融合, 该设备对环境的要求也不是很高, 可耐高温的平整实验桌, 设备连接通风罩, 用于排放在检测分析过程中产生的气体, 设备在搬动时需平移, 但尽量不要频繁搬动, 因内置有天平, 且搬动后最好请专业人员对设备进行调试检查。自动仪器法最大的特点就是在整个检测过程中完全由计算机自动控制, 同时该设备依靠先进的采集和传输数据系统, 保障了数据的安全可靠, 是目前煤炭对水分、灰分、挥发分等项目进行检测分析的主要设备之一。
1.3 元素分析仪
煤的主要构成元素是碳、氢、氧、氮、硫, 因此在分析煤质元素时主要是对以上五种元素进行分析, 其中碳元素是煤的重要组成元素, 碳含量的高低标志着煤化程度, 碳元素越高说明煤质质量越高。目前对碳和氢的检测标准是重量法和电量—重量法。重量法的测定原理是:称取一定质量的煤样在氧气流中燃烧, 将其燃烧后生成的水和二氧化碳分别用吸水剂和二氧化碳吸收剂吸收, 以吸收剂的增量计算煤中碳和氢的质量分数[2];电量—重量法的工作原理是:一定质量煤样在氧气流中燃烧, 生成的水与五氧化二磷反应生成偏磷酸, 电解偏磷酸, 根据电解所消耗的电量, 计算煤中氢含量;生成的二氧化碳用吸收剂吸收, 根据吸收剂的增量计算煤中碳含量。目前使用的红外碳氢仪, 工作原理是:煤样在燃烧炉中过氧燃烧, 生成的气体通过试剂炉进行二次燃烧和去硫, 经多级过滤后, 收集在集气室, 气体稳定平衡后, 碳以CO2形式被CO2红外传感器检测, 氢以H2O的形式被H2O红外传感器检测。设备采用独特的气吹落样方式, 不同于同类设备采用的滑板落样, 避免了燃烧时漏气现象的发生, 确保所有产生的气体进入集气室, 使用红外传感器检测, 有效提高了碳、氢含量检测结果的精密度。
1.4 自燃性测定仪
依据《煤矿安全规程》规定, 对于新建矿井的所有煤层都要进行煤的自燃倾向性测定, 生产矿井延伸新水平时, 需对煤层进行煤的自燃倾向性测定。煤自燃性测定仪利用双气路流动色谱吸氧法测定煤吸附流态氧的特性, 以每克干煤在常温常压下的吸氧量值分为容易自燃、自燃、不易自燃三类, 煤矿依据此项结果, 在开采容易自燃和自燃煤层的矿井时, 必须要采取综合预防煤层自然发火的措施, 加强安全防护工作。
2 结束语
为提高煤质分析仪器的科学技术含量, 我们应该不断地加强相关专业人才的培养, 提高煤质分析仪器的生产水平, 以此不断完善我国煤质分析仪器设备检测的准确性和精密度:首先要积极参与国际竞争, 只有通过竞争才能及时了解世界上先进仪器设备的性能, 才能激发自身的不断创新与发展[3];其次注重产品的研发力度, 不断提高核心技术;最终要加强对煤质分析仪器生产厂商的监管, 提高他们的产品质量。
总之, 随着我国煤炭资源开采力度的不断增强, 在煤炭质量控制系统中加大更精密的煤质分析仪器的投入, 能够保证煤炭生产、检测过程的高效准确, 为煤炭资源在国内外市场的竞争中获取更多的机会。
摘要：我国是煤炭资源大国, 加强对煤质的分析是提高资源使用效率的重要手段。提高煤质分析检测结果的准确性与精密度需要相应的煤质分析仪器, 除此之外还需要提高检测人员的检测技能、熟练度以及检测经验。本文就我国煤质分析仪器的发展现状以及计量标准等进行详细的阐述。
关键词：煤质分析,计量,研究,现状
参考文献
[1]中国仪器仪表行业协会.中国煤质检测仪器设备市场现状和未来需求分析[J].中国仪器仪表, 2011.
[2]李英华.煤质分析应用技术指南[M].北京:中国标准出版社, 2009.
浅谈仪器分析实验教学 篇4
一、仪器分析实验教学现状
（1）仪器数量不足。仪器分析实验教学中使用的精密仪器价格大多数比较昂贵，学院购置的数量均不多，有些仪器可能只有1-2台，难以实现每个学生动手操作。
（2）教学内容主要是验证型实验，没有设置综合性、设计性实验。实验过程中以老师讲授为主，学生根据实验讲义上的步骤完成实验操作。学生没有独立思考和发挥的空间，这不利于提高学生的想象力和创造力，阻碍了学生学习的兴趣和积极性。
（3）重视程度不够，实验学时偏少，实验课时占总课时约
30%左右。
（4）实验内容与生产实践脱节。实验内容相对滞后，项目单一，缺少与工作的紧密联系，难以调动学生的积极性。
二、提高仪器分析实验教学质量的方法
（一）仿真教学与实际操作相结合。计算机仿真实验给学生提供了内容丰富、生动逼真的学习环境，提供了动静结合、图文并茂的实验内容，并以声音、图像、动画等帮助学生进行多感观学习，增加了学生的学习兴趣和积极性。另外，采用仿真教学，学校无需购买昂贵的仪器，高花费的实验耗材，同时可以解决精密仪器数量不足，每个学生都可以进行操作，满足了新形势下实验教学的需求。随着科技的飞速发展，多媒体技术在教学领域中广泛应用，从教学方法、教学手段到教育理念等方面进行了变革。仿真教学就是仪器分析实验教学在教学手段上的有效拓展和互补，仿真实验教学与实际操作有机相结合，就是仪器分析实验教学的一种新模式。
（二）验证性实验与探究性实验相结合。目前实验内容以验证性实验为主，教师可以根据实验室现有的仪器资源拟定实验题目开展探究性实验。教师在选题时最好选取社会热点问题，以便激发学生的学习兴趣，如奶粉中三聚氰胺的检测，自来水中微量铁的测定，可乐中咖啡因含量的测定等。根据实验技能由低到高，由简单到复杂，由基础到应用的原则，将仪器分析实验教学内容以验证性实验为主，实验过程适当安排学生参与实验准备工作，注意培养学生在实验过程中动眼、动口和动脑，鼓励学生发现问题，解决问题，以获得正确的实验结果。同时也要合理安排探究性实验，这种探究性实验教学的设计既巩固了所学的仪器分析理论知识，又增强了学生的成就感和学习兴趣。
（三）注重工学交替。由于时间限制，目前学校开设的实验项目比较单一，指导老师会将实验试剂、器材、试样都准备好，学生不能系统的完成一个实验。仪器分析实验课的目的只是要让学生能掌握分析方法的原理，掌握仪器的使用方法，不能系统地培养学生的创新意识和综合能力，不能充分发挥实验教学对培养应用创新型人才的重要作用。仪器分析是一门实践性很强的综合应用型学科，教学中应坚持以“做”为中心，老师在“做”中教，学生在“做”中学，将教学与实践紧密结合起来。为了强化学生的动手能力，拓宽学生的知识面，提高综合素质，只有让学生到企业进一步学习，才能接触更多的仪器、方法。可以在开设仪器分析课程的那学期最后一个月，将学生带到药厂的质检部、药检所等单位进行实践，综合应用仪器分析的知识进行检验，才能真正得理论联系实践，掌握更多的技术技能。
（四）独立设课。目前，仪器分析实验课时偏少，学校应重视学生的动手能力、实践操作，为培养实践创新型人才打基础。另外仪器分析实验没有独立设课，实验考核成绩只占仪器分析课程成绩的30%，学生不够重视，影响了实验教学质量的提高，也影响了学生的学习积极性。所以学校应将仪器分析实验设立成独立的课程，制定实验考核标准及形式，公开评分体系。
三、结束语
实践证明，通过仿真实验教学、探究性实验、工学交替、独立设课，可以有效提高仪器分析实验课的教学质量，同时激发了学生学习的兴趣和积极性，提高了学生的想象力和创造力。为学好药物分析、毕业论文及今后的工作打下牢固的基础，初步达到了培养实践创新型人才的教育目标。
参考文献：
[1] 谷苗苗，姚开安，周爱东. 仪器分析实验课程改革探索[J]. 实验技术与管理，2014，31（3）：190-192.
电子仪器失效故障分析 篇5
1 电子仪器的可靠性分析
对于电子仪器可靠性,主要指规定的运行情况下,电子仪器能够按照预定的要求完成任务,而不发生故障的概率,能够保证生产的正常进行。电子仪器的可靠性与电子器件的稳定性具有重要的联系,针对故障发生的时期,可将其分为三个阶段。第一阶段为早期故障期,主要是在电子器件设计和生产制造过程中出现的,由于设计工艺或者生产方式不符合预定流程,在电子器件的内部出现隐藏性的故障,在后期使用过程中就会暴露出来,对电子仪器的可靠性造成极大的影响。第二阶段为偶然故障阶段,此时出现的故障率较低,主要是在电子仪器运行过程中,由于人为操作的失误或者外力干扰比较强烈时可能会对电子仪器的可靠性造成影响。第三阶段为耗损故障期,电子仪器在长期使用过程中,受到自身性能以及运行环境的影响,各部分结构会逐渐老化,由此故障发生率逐渐升高。
2 元器件的故障分析
元器件是构成电子仪器的基础单元,所以,当元器件出现故障时,电子仪器的可靠性就会受到影响。元器件的故障主要是指某个参数超出了规定的权限范围,此时,元器件就会受到损坏。元器件受损会根据损坏程度分为部分损坏和完全损坏,部分损坏是指元器件的部分功能失效,但是,电气仪器还能运行,比如说在电容器损耗增加的状况下,电子仪器也可以运行。完全损坏是指元器件的功能已经完全丧失,电子仪器已经无法正常运行,比如说电容器开路或者短路等现象,此时电子仪器无法正常运行,在实际运行中,元器件的部分损坏可以允许存在,但是完全损坏则无法容忍。其中有些故障具有较强的隐蔽性,平时很难发现,这类故障被称为软故障。所以为了保证元器件运行的可靠性,在平时要加强运行监测,及时发现问题及时解决,降低故障的发生率,提高运行稳定性。
3 电子仪器故障分析及检查的基本方法
3.1 初步检查中的观察法
观察法主要分为两种,一种是不通电观察法,另外一种可通电观察法。该方法通过人体的感官来探查比较显著故障,一般能直接检查出元器件故障。
3.2 判断故障部位的基本方法
3.2.1信号寻迹法 :注入在仪器的相应部位注入合格的测试信号,根据示波器或者仪器终端指示器来响应是否正常进行检查。测试信号能够由前级进行输入,借助于示波器来对故障部位逐级判别 ;还可以从后级不断向前输入,并利用示波器和终端指示器来故障部位进行观察判断。对于多单元电路系统,“分块“法是常用的方法,并且有助于故障诊断速度的加快。3.2.2交流短路法(用电容旁路法):该方法适用于产生震荡和寄生调制的电路区域进行判断。一旦某个电路的输入端并接适合的电容器时故障消失,那么该级电路前面的各级电路就发生了问题 ;如果故障依然存在,那么故障就在该级或者后级。3.2.3波形观察法 :该方法根据仪器内部信号源,并用示波器对相关电路输入输出波形进行观测从而检查出故障。3.2.4测量电压法 :在对故障部位进行判断时,该方法主要检车仪器内部电压的状态 ;3.2.5替代法 :该方法借助于正常器件来替换可疑器件,根据故障是否消失来检查故障 ;3.2.6分割测试法 :该方法适用于复杂电路中,也就是一定数量相互关联的子电路组成的电路。检查时可以先断开某个子电路,对故障现象的影响进行观察。振荡器包括正反馈电路额放大器两部分 ;对于一个有缘积分电路,包含积分电路和放大器。对电路进行分别检查,就能够检查出那个子电路发生了故障。
4 元器件故障检查的基本方法
4.1测量电压法 :该方法在元器件故障检查中最为常用和方便。它不需要拆焊元器件就能够检查出故障。电压测量法在判断电路器件故障时,主要根据电路节点电压测量的结果。不少仪器说明书中就包含详细的节点电压值,这有助于提高查找故障器件的效率。注意,测量电压法一般对电路节点的直流电压进行检查。一般只对直流工作态度(静态)具有判断能力,而在电路交流工作状态(动态)上则具有局限性。
4.2观察波形法 :该方法根据对检查电路元器件交流工作是否正常,从而达到查找故障的目的。
4.3 替换法 :该方法借助于正常器件来替换可疑器件,根据故障是否消失来检查故障。
4.4测量电阻法 :对于晶体管、集成电路、电容器、电阻器等器件,一般能够利用阻值测量方法大致判定其好坏,不过需要在断电情况进行测试,并且将被测试以期与电路的电联系断开。在烧保险丝的情况,测量电阻方法有利于迅速对哪路负载短路进行判断。
4.5转变现状法 :该方法在焊接不良、温度升高后性能变差等造成的不稳定故障中比较适用 ;烙铁接近容器能够观察到温度升高后变化等情况。
4.6用器件测试仪器设备检测器件 :在此期间,测试仪器包括可在线检测的仪器和不可在线检测的仪器。在前者中,以上仪器不仅能对电阻、晶体管、电容等量值在线检测,还可以不用割断印刷线路就能直接测试线路的电流 ;而另一类仪器则没有在线检测的功能,以电桥、集成电路测试仪、晶体管图示仪、电子管测试仪等为主。
5 结束语
分析仪器维护和保养 篇6
分析仪器对实验环境的要求极高, 如无尘、防震、恒温、防潮、防腐蚀等。
首先要有一个整洁的实验室, 若仪器或周围环境积满了灰尘, 一旦灰尘进入仪器的光路系统, 必然会影响到仪器的灵敏度。灰尘还常常会造成零部件间的接触不良或电气绝缘性能变差而影响到仪器的正常使用。因此说, 清洁工作看似普通, 却是仪器维护保养中的一件不可或缺的重要工作。
环境的温、湿度对仪器的影响很大。由于电子元器件特别是集成电路要求在合适的温度范围内工作, 因此, 为保证仪器的精度和延长其使用寿命, 应让仪器始终处于符合要求的环境温度中。仪器对于环境湿度的要求也应给予足够的重视, 潮湿的环境极易造成器件的生锈以致损坏, 造成故障。潮湿的环境还容易使仪器的绝缘性能变差, 产生不安全的因素。平时可以利用空调机的去湿功能来控制实验室的湿度, 必要时应专门配备去湿机。对仪器内放置的干燥剂一定要定期检查, 一旦失效要及时更换。
值得一提的另一点是仪器的防腐蚀问题。分析仪器是与化学物质打交道的, 常易造成化学物品残留在仪器上的情况。此外, 许多挥发性的化学物质一旦接近精密仪器, 就可能对仪器产生腐蚀作用。时间长了, 无形之中就会损坏某些零部件。所以, 要维护好仪器就应该做到每次使用完毕及时做好清洁维护工作, 不让化学物品残留在仪器上, 有些化学溶剂肉眼不易察觉, 但会侵蚀印刷线路板, 必须引起注意。要确保精密仪器远离腐蚀源, 平时应注意做好环境监察工作。防震也是仪器对环境的基本要求之一。精密仪器应安放在坚实稳固的实验台或基座上。
二、电脑的维护
现在大型精密的分析仪器由于功能强大, 传递的参数较多, 为了方便实验员操作, 一般都用电脑来控制, 在WINDOWS里控制仪器进行分析和检测。
电脑作为上位机通过串口、并口, ISA卡等和下住机 (仪器) 进行通讯, 实现数据的传输。电脑安装正版杀毒软件和防火墙是必须的, 也要及时打系统补丁和更新杀毒软件, 不能随便用USB磁盘接插电脑, 更不能在专用电脑上做其它不必要的工作。平时电脑要做好系统和实验数据的备份, 预防电脑系统崩溃或硬盘损坏而影响分析测试工作。另外一点比较重要的是, 要做好CMOS中参数设置的记录, 因电脑是通过端口和仪器通信的, 某些分析软件使用了特定的端口或通道, 如IRQ, DMA等。
三、保障电源稳定, 良好接地
分析仪器对电源的要求极高, 以保障其的精度和稳定性。
配备可靠性的UPS能有效地防止电网的脉冲电压和浪涌电压的冲击, 保护仪器的电子电路不易损坏, 同时能防止由于突然停电而造成的仪器损坏和实验数据的丢失。有些高灵敏度的仪器对接地要求极严格, 由于电源地线会有很小的电压, 影响到其灵敏度和准确性, 因此还要有一条单独地线, 以减小电源波的干扰。单独地线要根据不同设备的要求作单独处理。如核磁共振, 要求的接地电阻就不能超过0.5欧姆。生理多道仪的接地电阻不大于2欧姆即可。
四、正确操作仪器
操作人员应认真阅读仪器操作说明书, 熟悉仪器性能, 掌握正确的使用方法。要严格按照操作规程开、关仪器, 使仪器始终保持在良好运行状态。要重视配套设备和设施的使用和维护检查, 比如气体发生器、钢瓶、电源、水源系统等, 避免仪器在工作状态发生断气、断电、断水情况。
五、定期对仪器进行维护
定期维护可以延长仪器寿命, 减少故障。维护的内容包括:除尘、除湿、清洁腐蚀、供气供水情况, 排气管排水管是否通畅, 标样是否失效等相关情况。在仪器较长时间停用时, 定期通电也是必要的维护工作, 切不可轻视。这期间应做到每周1至2次开机通电, 既防潮又能使仪器始终保持在工作状态, 不致于在长期停机后仪器的性能指标发生明显的变化。这一点对仪器来说很有益处。
六、定期对仪器进行校验
仪器所提供的数据, 往往要用于质控、法律、医疗、贸易等场合。应力求检测结果的准确可靠。要做到这一点, 除了正确的分析方法, 仪器本身符合要求也是必要的前提。仪器使用时间久了, 难免会产生灵敏度下降, 工作点漂移等等, 因此, 应当按照国家计量检定规程或仪器说明书提供的方法和标准 (图谱) 对仪器定期进行自行校验和委托有资质单位校验, 调整仪器的工作参数, 使仪器始终处于计量受控状态, 保证量值的准确可靠。
七、做好维修维护记录
实验员应认真做好仪器的工作记录, 包括仪器状态、维护时间及内容、故障现象、更换零件情况, 故障原因、维修时间、操作维修人员等内容, 以方便以后的维护和维修, 减少因故障而对分析测试工作的影响。
摘要：本文针对实验室分析仪器、设备的使用维护缺陷, 结合多年来的实际工作经验和体会, 介绍实验室分析仪器维护保养的要点和方法。包括实验室环境要求、外部设备、供电要求、操作规程和设备校验等等。
关键词：实验室,分析仪器,维护,方法,规程
参考文献
[1]李心广、吴伶锡:《仪器三级维修的组织与实施》[J], 实验技术与管理, 1994, 11
仪器分析工作 篇7
1 气象自动站的结构组成分析
气象自动站在现阶段气象观测和大气探测上得到了广泛的应用, 气象自动站的类型也是多种多样的。但是, 绝大多数气象自动站的结构组成基本上是相同的。一般而言, 气象自动站都是由采集器、传感器、通信接口、系统电源以及外围设备等共同构成。
2 气象自动站仪器故障分析
2.1 温湿度传感器的故障分析
通常来说, 温湿度传感器不会有太大的问题, 只要进行适当的养护就不会出现太大故障。但是, 一旦温度出现异常, 温湿度传感器就会出现由于连接线接地装置接触不良、防雷接地处理不当、采集器的接收电线在释放电流过程中受到阻碍等原因, 进而出现温湿度传感器回流, 最终造成了采集器在进行数据处理过程中数据紊乱。
2.2 低温传感器的故障分析
地温传感器出现故障往往是由于恶劣天气状况出现, 例如强降雨, 造成了地温传感器管底铜片遭遇渗水。亦或者是因为地表的水渗透, 引起地温异常, 进而造成的地温传感器故障。
2.3 风向风速传感器的故障分析
风沙太大, 极易让风向传感器变脏。而雨雪天气和低温天气又容易使风速和风向传感器被冻结。接口松动或者电缆渗水、雷击等也会造成风向传感器发生故障。
2.4 雨量传感器的故障分析
在大多数情况下, 雨量传感器的故障都是由于漏斗堵塞造成的。例如在强降雨天气中, 自动站采集的数据和人工测量数据的差值很大, 这种情况下就是由于漏斗堵塞造成的。
2.5 采集器的故障分析
采集器一旦出现故障。首先需要考虑的就是雷电原因。针对软件进行检查。检查采集器的各个端口和插座, 分析是否出现通信故障。分析采集器的故障是否是因为数据紊乱造成的。
2.6 系统电源的故障分析
气象自动站总体出现故障之后, 应当分析是否是系统电源故障。通常来说, 系统电源故障往往都是由于雷电造成的。
2.7 通讯接口的故障分析
通讯接口的故障主要是由于气象自动站在进行定时数据传输时异常造成的。此类情况通常都是检测之后及时进行接口检修或者替换就可以解决。
2.8 通讯电缆的故障分析
根据气象自动站实际运行过程来看, 通讯电缆的故障大多是由于施工损坏或者电缆老化造成的。而通讯电缆出现故障最为明显的标志就是数据跳动无规律、缺乏检测等。
3 气象自动站仪器故障处理分析温湿度传感器的故障处理
对于温湿度传感器的故障处理, 需要经常性和长期性的进行维护。一旦出现温湿度传感器异常或者损坏, 要及时进行更换。针对采集器处理数据紊乱的情况, 必须要重新针对接地装置进行处理。
3.1 地温传感器的故障处理
地温传感器的故障处理需要满足3个条件:加强密封处理;做好渗水防护措施;随时检查结构是否松动并及时维修。
3.2 风向传感器的故障处理
风向传感器的故障处理通常都是做好风向风速传感器的维护和清洁, 并加强清洁度的监管。此外, 针对一些雷击、电缆渗水和接口松动的故障及时加以维修或者更换。
3.3 雨量传感器的故障处理
一旦雨量传感器发生故障, 最好的处理方法就是及时进行漏斗堵塞的处理,
使其能够正常运行。如果来不及处理故障, 可以采用其他方法进行数据的测量和采集。
3.4 采集器的故障处理
采集器故障处理之后, 如果是因为雷电原因导致的数据无法正常下载, 要检查是否是操作失误。如果是通信故障可以采取复位等方法进行故障处理。如果是由于数据紊乱造成的故障则应当对采集器进行复位。复位过程中一定要及时进行数据备份。
3.5 系统电源的故障处理
由于系统电源分为2个部分, 故而当系统电源出现故障之后需要针对后备电源箱的指示灯以及采集器中的电源灯进行检测, 检查完成之后再统一检测机箱, 针对各部分出现的问题由专人进行故障排查和故障处理。
3.6 通讯电缆的故障处理
通讯电缆由于人为损坏、老鼠咬断或者老化断裂等出现故障, 在进行故障处理的时候检修人员要利用万能表检查电缆是属于断裂还是老化, 进而针对断裂或者老化的电缆进行更换或者焊接。
4 结束语
气象自动站仪器故障的出现是阻碍其顺利进行气象监测和大气探测的主要因素。故而, 当气象自动站仪器出现故障的时候, 一定要冷静分析, 及时处理, 分析清楚故障原因之后才进行针对性的故障处理, 只有这样才能确保气象自动站可靠稳定运行, 采集到的气象信息和数据才能更为精确。
摘要：天气状况影响着人们的日常生活生产活动, 对于农业经济、工业发展等各行各业也有着重要作用。天气预报已成为了各行各业进行生产和人们出行获取气象信息的主要途径。随着科学技术的发展, 气象自动站已经被广泛应用到气象观测过程中, 但是由于其仪器复杂多样, 故障也极易发生。故而, 本文将从气象自动站的结构组成分析作为出发点, 浅要分析气象站仪器故障和故障处理的方法。
关键词：气象自动站,仪器故障,仪器故障处理
参考文献
[1]张立清, 张洪卫.自动气象站仪器故障的分析处理[J].现代农业科技, 2010 (12) .
[2]张德新, 王国诚, 杨丽等.浅析一例自动地面遥测气象站故障的处理[J].石河子科技, 2007 (01) .
[3]闫蓉, 安光辉, 欧阳建芳.LILOS500自动气象站的日常维护[J].现代农业科技, 2010 (09) .
辐射仪器常见故障分析与维护 篇8
1 常见故障分类
CAWS600-SE型自动站中, 总辐射型号为TBQ-2-B, 反射辐射、散射辐射型号为TBQ-2-B、直接辐射型号为TBS-2-B、净全辐射型号为FNP-1, 各仪器接线图如图1。仪器发生故障时, 我们通常依据电原理图, 进行逻辑分析, 确定故障部位, 用好的组件代替“问题”组件, 故障消失, 则说明分析判断是正确的。如果台站没有备用组件, 此时, 可用万用表测量电参数, 分析判断出可能故障的组件, 然后再联系有关部门进行维修。由于我站辐射仪器没有备份, 下面主要从测量的角度谈一下故障分析。
1.1 总辐射表的常见故障
(1) 总辐射表自身的故障。
故障现象:计算机上显示结果为“0”或无穷大。
故障原因:输出为“0”, 说明辐射表内部短路或输出导线短路;输出无穷大, 说明表内部开路或导线断开。
检查方法:首先将防雷板处31、32号端子拔下, 将数字万用表拨到2kΩ电阻档, 然后测量31、32两端是否有约200Ω电阻, 如有电阻存在, 表示没问题, 可往后查;如果电阻为0, 说明辐射表和导线之间有短路现象, 拔下辐射表的插头, 直接量插座1针和2针之间电阻, 如果还为0, 说明辐射表内短路, 需送回厂家修理;如果电阻为“1”, 则说明表内部开路, 此时检查辐射表与导线之间是否有断开现象 (拔下辐射表插头, 测量插座1针, 2针的电阻值, 如显示“1”, 说明辐射表内开路, 否则导线有问题) 。
(2) 系统故障。
故障现象:计算机界面上没有数据显示或数据偏离实际值。
故障原因:有三种:时差问题、灵敏度设置问题、通路状态。
检查方法:首先检查软件中经度设置是否正确, 排除时差问题, 接下来检查灵敏度设置是否正确, 软件中规定辐射强度为0~1374W·m-2, 如果灵敏度过小, 易过载, 则没有数据显示或显示不切实际的值, 最后检查通道是否通 (将数字万用表拨到2kΩ电阻档, 然后测量31、32两端是否有约200Ω电阻, 如有电阻表示表和线路正常, 如电阻为“1”表示开路, 如电阻为“0”表示短路) 。
1.2 直接辐射表的常见故障
(1) 直接辐射表跟踪部分。
故障现象:最常见的是直接辐射表出现不跟踪或跟踪正常而数值异常。
故障原因:电机及控制器损坏。
检查方法:测量防雷板37, 38号端子之间有无电源, 然后听电机有无转动的声音, 如有声音, 检查时间刻度是否正确 (把对时开关打开, 看其能否正常转动, 如果对时准确, 说明直表电机及控制器没有问题, 如果直表光筒上的光点跟踪不准确, 则检查正南正北线是否正确, 仪器是否水平, 纬度是否调好等) 。如还有问题, 则可判定是电机控制器损坏, 需返回厂家修理。
(2) 直接辐射表传感器部分。
检查方法和总辐射表相同, 用数字万用表2kΩ电阻档, 测量防雷板35, 36号接线端子, 测量其输出电阻是否约为70Ω, 如果有电阻, 说明直接辐射表正常;如果没有电阻, 检查导线是否接触良好。
如果符合上述条件, 则说明辐射传感器正常;如果还是不正常, 则应从接线端后查, 确认辐射变送器到防雷板, 再到采集单元的导线是否接触良好, 再测量一下采集单元上的8+、8-是否有电压输出, 如果正确, 检查采集单元和软件。
1.3 净辐射表的常见故障
净表出现故障和处理方法基本与总表相同。测量防雷板33、34端子, 净表在正常情况下它的内阻值应在200Ω左右。如果其数值出现异常, 则测量传感器插头上输出导线间的电阻值 (将万用表拨到2kΩ电阻档) 。看是否在正常范围内, 然后将万用表拨到200mV档, 红表笔插到输出导线正端, 黑表笔插到输出导线负端, 测量其输出电压是否会随光照强度的变化而变化。如果符合上述条件, 则说明辐射传感器正常, 否则应检查其接线端子、辐射变送器、防雷板和进入采集系统的导线, 最后测量采集器输入端7+、7-输出电压是否正确, 如果正常, 查采集器和软件是否正常。
1.4 散射、反射辐射的常见故障
散射、反射辐射的常见故障和总表相同。散射辐射测量的防雷板端子是39、40, 反射辐射测量的防雷板端子是41、42。
2 辐射仪器的日常维护
2.1 总辐射、反射辐射仪器的维护
每天上午、下午至少各一次对总辐射、反射辐射表进行检查和维护。主要检查仪器是否水平, 感应面与玻璃罩是否完好;仪器是否清洁, 玻璃罩如有灰尘、霜、雾、雪和雨滴时, 应用镜头布及时清除干净, 注意不要划伤或磨损玻璃;玻璃罩不能进水, 罩内也不应有水汽凝结物;检查干燥器内硅胶是否变潮 (如变为红色或白色就要及时更换) ;遇到强雷暴、强降水、强沙尘暴等恶劣天气时, 要加盖巡视。
2.2 净全辐射仪器的维护
每日上、下午、夜间至少检查一次仪器状态, 检查和维护内容:感应面是否水平;薄膜罩是否清洁和呈半球凸起 (发现薄膜罩下塌, 用橡皮球打气, 使其凸起) ;薄膜罩通常每月更换一次, 风沙多、大气污染严重或紫外光强易使聚乙烯老化的地区, 要增加更换次数, 换罩时一定按操作规程执行;如有雨、雪、冰雹天气时, 应将上下金属盖盖上, 以免损坏仪器, 稍大的金属盖在上, 以防雨水流入盖内, 降水过后要及时开启, 降大雨时应另加防雨装置, 防止薄膜罩漏水感应面受潮, 使记录失真;要注意观测结果的正负值;干燥剂失效要及时更换;注意保持下垫面的自然和完好状态, 以免影响数据。
2.3 散射辐射仪器的维护
每天上、下午各巡视一次, 检查遮光环阴影是否完全遮住仪器的感应面与玻璃罩, 否则应及时调整;平时要经常保持遮光环部件的清洁和丝杆的转动灵活, 发现丝杆有灰尘或转动不灵活时 (尤其是风沙过后) , 要用汽油或酒精将丝杆擦净;长时间不使用遮光环, 当圈环颜色 (外白内黑) 退色或脱落时, 应重新上漆。
2.4 直接辐射仪器的维护
每天开始工作时, 应检查进光筒石英玻璃窗是否清洁, 如有灰尘、水汽凝结物应及时用软布擦净, 切忌划伤。每天上、下午至少各检查一次仪器跟踪状况并及时调整仰角和时间 (对光点) , 遇到特殊天气要经常检查;如有较大的降水、雷暴等恶劣天气不能观测时, 要及时加罩, 并关上电源。为保持光筒中空气干燥, 应定期 (六个月左右) 更换一次干燥剂, 更换时旋开光筒尾部的干燥剂筒即可。
辐射仪器的维护是从正确的安装开始的, 例如直射表的跟踪精度与仪器的安装是否正确关系极为密切, 因此直表安装必须调好纬度角、对正南北向、调水平、对太阳倾角和时间。此外, 为保证仪器精度每两年校准一次仪器是必要的。
3 结语
本文只列出了部分较常见的故障现象及解决办法, 但从上述内容可以看出, 当辐射仪器出现故障时, 只要掌握故障分析的基本原则, 按照一定的步骤去排查, 凭借台站人员具备的电子基础知识和经验, 即能找到并排除故障。总之, 在辐射观测工作中, 只要不断总结经验, 认真维护和维修就能减少故障, 保证仪器正常运行。
摘要：介绍了常规辐射仪器的常见故障、分析方法、解决办法以及辐射仪器的日常维护和管理, 为取得具有准确性、代表性、比较性的辐射资料奠定基础。
关键词：辐射仪器,常见故障,测量,维护
参考文献
[1]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社, 2003.
探讨如何提高仪器分析的教学质量 篇9
【关键词】 仪器分析；高校教学；教学成果
doi：10.3969/j.issn.1004-7484（s）.2013.11.662 文章编号：1004-7484（2013）-11-6672-02
儀器分析是一门实践性很强的综合应用型学科，在医药卫生、农业、工业、现代生命科学、环境科学等领域发挥着越来越重要的作用。为了适应社会发展的需要，众多院校的多个专业的培养方案中都将《仪器分析》作为一门重要的专业必修课。仪器分析是研究运用现代科学理论和实验技术分离、识别与测定物质的组成种类、成分与含量及其化学形态的科学。课程较为抽象，难于理解，笔者在教学中观察到，很多学生对这门学科容易产生畏难情绪，其结果就是平时排斥听课，考试时临时抱佛脚死记硬背，其结果是对课程只是略知皮毛。因此，提高《仪器分析》的教学质量和教学效果成为教学人员所关注的研究课题，本文从课堂教学和实验教学两方面探讨该问题。
1 课堂教学
1.1 培养和激发学生学习兴趣 爱因斯坦说“兴趣是最好的老师”，兴趣在学习中具有重要的作用，培养和激发学生学习兴趣是提高教学质量的重要途径。主要方法有：①介绍社会或科技重大事件中仪器分析不可或缺的作用。例如：苏丹红事件、三聚氰胺奶粉事件、毒胶囊等。这些具体、详细的评述和事例毫无疑问能让学生从各个层面理解仪器分析方法的重要意义，从而培养他们的学习兴趣。在第一堂课中所激发出来的兴趣往往能够延续下去，对学生后续课程的学习产生很大的正面影响。②生活化的描述和比喻。通过类比的手法，采用形象的描述和比喻，引导学生思考，得出结论，引出原理和概念，让学生从日常生活中感受仪器分析，用仪器分析知识重新认识与体味生活，学习兴趣得以显著提高。③引入仪器分析发展史。在仪器分析课程教学中，结合相关章节内容的传授，有针对性地插入一些短小有趣的仪器分析发展史实的小花絮、小故事，能极大地提高学生的学习兴趣，激发他们学习仪器分析课程的积极性。同时，课堂气氛很快进入活跃期，教学质量得以提高。
1.2 灵活地运用教学法 教学方法的最优化程序中一个最重要的、也是最困难的问题是合理地选择各种教学方法，并使之达到这样的结合，即在该条件下，在有限的时间内获得最好的教学效果[1]。为了在有限的授课时间内让学生更好地学习并掌握各类仪器分析方法，老师在仪器分析教学过程中应灵活的运用教学法。笔者结合自身在教学中的体会，觉得有些教学法比较理想。如：“问题探究式”教学、多方位互动式教学、练习法、项目教学法等等。
1.3 运用多媒体辅助与电脑模拟[2] 仪器分析教学分析内容繁多，原理抽象，仪器结构复杂，只靠传统的教学手段学生难以理解和掌握。因此，要充分运用多媒体教学手段，把各种仪器的结构图、检测原理、图谱、使用流程等制作成形象直观、图文并茂的课件，让学生通过多种感觉接受知识，从而在多媒体教学中得到深刻的理解，用最少的时间达到最佳的效果。在多媒体辅助教学的过程中，还可运用各种仿真软件，让学生在电脑上模拟仪器操作。例如气相色谱仿真软件能让电脑模拟一台气相色谱仪，学生可以通过电脑界面选择样品、流速等参数，模拟开机、点火、进样、测定等过程。学生通过亲身的仿真操作，不仅可以形象地理解气相色谱仪的基本原理，而且能掌握仪器操作章程和注意事项，获取直观的感性经验，并且节约实验成本。
2 实验教学
2.1 验证性实验与探究性实验相结合，培养学生的科研兴趣 根据实验技能由低到高，由简单到复杂，由基础到应用的原则，将仪器分析实验教学内容以验证性实验为主，实验过程适当安排学生参与实验准备工作，注意培养学生在实验过程中动眼、动口和动脑，鼓励学生发现问题，解决问题，以获得正确的实验结果。同时也要合理安排探究性实验。这种探究性实验教学的设计既巩固了所学的仪器分析理论知识.又增强了学生的成就感和学习兴趣。
2.2 开设开放性实验 通常教学计划中所设置的实验课时都较为有限，一个真正能够实现学生创新能力的探索性实验所需的时间较多。为了解决课时不够的问题，可以设置开放性实验。开放性实验是一种以学生为主体、教师为主导的在课堂内外、实验室皆可进行的实验。开放性实验是学生在导师指导下，自主开展实验研究的过程.在整个过程中，学生处于主动探索的状态，对于养成学生独立思考和积极进取的科学精神有非常好的效果。开放性实验在实现培养学生的创新意识、观察能力、动手能力、分析问题和解决问题的能力方面有非常积极的作用，是验证性、演示性实验的重大改革和发展。目前，很多高校设置了开放性实验，学生的积极性也很高。
总之，仪器分析发展速度快，内容丰富，应用的领域多，对于培养学生实践能力、综合应用能力具有非常重要的作用。要提高教学质量，就要针对课程本身的特点，在教学中不断积累和总结经验，不断学习新知识，充实教学内容，综合运用各种教学方法和教学手段，不断探索和实践，努力提高课堂教学和实验教学的效果，从而适应现代教学的要求。
参考文献
[1] 魏波，刘剑洪，钟键，等.仪器分析教学中的学科交叉及教学改革[J].深圳大学学报（理工版），2002，19（2）：88-91.
独立学院仪器分析教学的思考 篇10
关键词：独立学院,仪器分析,教学改革
作为我国原有高等教育体系的重要组成部分,独立学院为发展民办高等教育事业、促进高等教育大众化、提升国民整体素质做出了积极贡献。但受生源整体素质所限,与一本、 二本院校相比,学生的理论水平相对较低,无法适应传统学术型院校的教学体系及方法。因此,根据独立院校生源自身素质特点,改革传统高校教学模式,建立一套成熟、有效的应用型人才培养体系已是必然。作为独立学院化学、化工、 环境及生物专业的重要课程,仪器分析是囊括化工、材料、 物理、数学、生物和计算机等各领域的一门交叉科学,仪器分析方法具有高效、快速、灵敏、准确等特点,对各个生产领域中的成分检测、结构分析起着不可替代的关键作用。电子科技大学中山学院的高分子材料、环境工程、生物制药及食品专业已将仪器分析课程作为专业基础课程,力求通过该课程的学习,为学生在本学科的研究中提供基本的研究方法和手段,同时培养相关专业学 生的综合 素质和能 力,体现 “应用型人才培养目标” 的要求。但由于本课程教学内容复杂、原理抽象,而且课时较少,学生学习兴趣不高,使本课程的教学出现诸多问题。本文根据独立学院实际的教学现状, 针对如何提高仪器分析课程的教学质量,从存在问题及改革措施方面提出一些思考。
1独立学院仪器分析教学存在问题
学科知识的交叉性及专业性是仪器分析课程的基本特点, 这大大增加了该门课程的学习难度[1,2,3]。如在教学过程中发现生物专业的学生往往不具备最基础的化学,化学专业的学生不懂物理等等现象,使教师在学习过程中不知如何着手。加之独立院校学生理论知识水平和学习能力相对薄弱,学生学习兴趣相对较低,要如何通过教学使他们掌握该门课程的基本理论, 培养相应的实践分析能力,还需解决以下存在的问题。
1.1教材繁多,内容广而复杂、理论性强与学生理论基础差、学时少的矛盾
仪器分析技术是在化学分析技术的基础上形成的,但发展很快。目前与仪器分析相关的教材已不下百部,内容纷繁复杂,其中不乏诸多获得国家、省部级奖励的优秀教材。但许多教材是根据原有高等教育体制编写,具有 “学时长、重理论” 的特点,教材内容多而全。以色谱法内容为例,传统教材往往在色谱过程与基本原理、色谱分离基本理论、基本类型色谱方法及分离机制等理论内容占据了很大篇幅。如果按其内容编排来进行教学,则会因为独立院校学生理论基础差,很难真正了解教学内容而造成效果差,学生学习积极性不高的后果。同时该部分内容会占据了大量的学时,影响到后续气相色谱、液相色谱的学习。
1.2各章节内容分散,知识点多、跨度大与学生知识面较窄的矛盾
仪器分析内容可分为光学分析法、电化学分析法、色谱分析法及其它分析法等四大类。这四类分析方法之间相关性较小,每部分都需要有较深相关的专业知识基础。而且即使是同一类分析方法,如光谱分析法中,红外光谱、紫外光谱、原子发射光谱及原子吸收光谱也存在很大的差异。但独立院校学生本来理论知识相对较弱,加之受偏科影响严重,学习每一种仪器分析方法的过程都是一种新的挑战,从而严重影响了教学效果。
1.3理论教学与实验教学严重脱节的矛盾。
仪器分析课程的理论教学注重基本原理,了解仪器结构、 仪器测量条件的选择及仪器操作过程是实验教学的重点,这一方面的内容在理论教学中很少涉及到,从而造成两者 “互不相关”的假象。同时,由于分析仪器价格的原因,大多独立院校仪器数量很少甚至没有某些贵重的仪器,学生真正接触仪器的机会很少,很难达到熟练操作的要求,更别提分析能力的提高了。
2独立学院仪器分析教学改革的措施
2.1教材建设及教学内容的选取
为适应独立学院应用型人才培养目标的要求,选择合适的教材及教学内容是仪器分析教学改革的前提条件。对于独立学院学生而言,教材选择的首要目标是理论水平适当,实用性较强,同时还需具备前沿与先进性。为此,我们根据社会发展所需,与其它独立院校教师一起编写了应用型本科院校仪器分析课程统编教材,根据独立学院学生特点,突出了仪器分析方法的实用性,力求学生在对仪器分析方法、原理全面了解的基础上,学会选择和应用方法,同时也将近年与仪器分析相关的代表性事件实例加入到教材中,在拓展学生视野的同时,使学生切身体会到该门课程与自身关系的密切性,提高了学习兴趣[4]。
教学内容的选择同样也要以符合实用性及学生的专业方向、 知识能力水平为限。首先要根据社会生产的应用实际情况来进行教学内容的取舍,因此可将教学内容重点放在应用较广、价格相对低廉以及普及率高的紫外 - 可见分光光度法、红外分光光度法、原子发射光谱法、原子吸收光谱法、电位分析法、气相色谱法、高效液相色谱法等方面,而对如经典极谱法、经典库伦分析法、纸色谱法、经典液相色谱法等内容进行必要的删除或者节略; 同时,对于仪器价格昂贵,但应用较广的核磁共振、 X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜,以及联用技术设备而言,学生虽然暂时无法接触到这些仪器,但这其中很多都是仪器分析技术发展的代表,可以通过适当的方式融入教学内容当中。而且,不同专业学生有不同的学习内容需求,教学内容也可据此进行取舍。如对于材料专业,除了基本仪器分析方法外,X射线衍射、核磁共振技术也是要求有所了解的,而对于食品及环境工程专业则一般不会涉及太多。
2.2加强教学方法改革,提高课堂教学效果
( 1) 精心组织教学内容,注重教学艺术。许多教学内容看似差异比较明显,实则有相应的联系,可以通过将各部分内容之间通过对比、类比等方法进行简单整合,让学生形成初步印象。如在学习紫外 - 可见分光光度法及红外分光光度法过程中,可以从光吸收定律出发,指出它们都是分子或原子团在吸收不同类型光子的条件下导致不同能级跃迁造成的; 在学习分子光谱与原子吸收光谱时,可以从产生吸收的物质及效果来进行比较。在学习原子吸收光谱及原子发射光谱时,可由原子在基态及激发态间相应能量变化及现象入手来阐述两者基本原理的不同。仪器分析内容较为抽象与枯燥,教师在教学过程中要注意表达方式的艺术性,使抽象的概念变得具体。例如在讲述色谱分离的过程时,可将色谱柱比喻成跑道,将跑步的人比作样品中的各个组分,将完成赛程的时间比作保留值,通过形象化的方式可加深学生对原理及相关概念的理解。
( 2) 引入启发式、问题式学习模式,提高学生学习的积极性。目前,问题式学习 ( Problem - Based Learning,也称 “基于问题的学习法”) 模式的应用在各个学科领域的教学中都取得了较好的效果[2]。该模式强调通过一定的方式,将学习设置到相应的问题情景中,使参与者投入自主探究和团队合作,最大限度地调动其主动学习的积极性、激发参与者的创新意识和高水平思维,最终获取相关知识并培养解决问题方法和进一步自主学习的能力,而这正是独立学院人才培养目标的集中体现。例如,在学习原子吸收光谱法的教学过程中,可从头发中微量元素的含量与人体健康状况之间的关系入手,从而引出微量元素检测方法 - 原子吸收光谱法。进而一步步为什么可以采用原子吸收光谱法? 如何采集头发样品? 如何消解头发样品? 仪器参数如何设置? 选择哪种定量分析方法? 如何判断结果的准确性”等问题。在教师的引导下,学生可在解决一系列问题的过程中主动获取相关知识,并获得相应分析问题、解决问题的能力。
( 3) 将实验教学内容融入理论教学体系中,提高学生动手能力及分析、解决问题的能力。目前仪器分析理论课程与实验课程内容的巨大差异,两者的教学基本是孤立的,受分析仪器的数量及实验场地所限,实验课一般以小组轮流学习的形式集中在某一时段进行,学生仪器操作、方法原理,分析流程等方面的内容无法深入了解,学生真正接触分析仪器的机会也较少,动手能力差,这与独立学院应用型人才培养目标是相悖的。因此,可以通过适当的形式,例如将实验过程做成视频,在理论课程相应内容部分播放,不仅可将复杂的问题简单化,而且可以学以致用,激发学生的兴趣,同时还可以促使学生课后主动探索相关知识,提高分析问题、解决问题的能力。
2.3考核体系的改革
为适应独立学院人才培养目标要求,目前我校实施多元化标准的过程考核体系,注重培养和考核学生的综合素质和创新能力。对于仪器分析而言,课程考核已摆脱了 “一试定终生” 模式。该课程的考核方式如下: 平时 ( 作业、出勤、课堂练习) 占10% ; 实验成绩 ( 动手能力、研究报告等) 占10% ; 探究性课题考核占10% : 即在期初将班级分成若干小组,设定各自的探究性题目,学生以团队形式进行方法设计,拟定实施方案,在课余时间通过文献调查、拟定方案、通过相关仪器进行分析与验证,最终以报告的形式得出相应结论; 期末闭卷考试60% ,大大减轻了学生理论学习负担,有效提高了学生的综合能力。不过对闭卷考试成绩也有一个限定,即低于某分数的情况下,即使综合评分合格,也不能通过该课程考核,从而有效避免了过程考核流于形式的极端状况。
3结论