《仪器分析》教学大纲

《仪器分析》教学大纲课程英文名InstrumentalAnalysis课程代码05M0111学分2总学时32理论学时32实验/实践学时0课程类别学科基础课课程性质限选先修课程普通化学A适用专业材料科学与工程专业开课学院材料与化学学院注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与课程目标（一）课程地位本课程是面向材料科学与工程专业大三年级学生开设的专业核心课程，它起到了承接理论和实验知识融合、二者相互检验验证的关键作用，是学生走向工作岗位之前专业知识的学以致用环节，在课程体系中处于特殊重要的地位。通过本课程学习，使学生初步了解当今世界各类分析仪器、分析方法及发展趋势，为今后更深一步地从事科研和生产工作奠定重要基础，面对分析测试任务，可以提出基本解决方案，并了解相关仪器设备的使用方法。（二）课程目标（具体阐述课程在培养学生知识、能力、素质协调发展方面应达到的教学目标,并明确课程思政教育目标）1、掌握紫外-可见分光光度计、红外光谱、分子发光分析法、气相色谱、高效液相色谱和质谱的基本原理及仪器的构造，能够运用相关原理认识、判断需要解决的新材料的产品设计、性能检测、工艺制定和质量管理等复杂工程问题。课程思政：用历史名人，例如诺贝尔奖获得者、杰出的企业名人、两院院士等研究事迹作为授课出发点，首先激励学生积极向上的学习热情；其次，通过名人的典型故事和案例进行思政。2、根据紫外-可见分光光度计、红外光谱、分子发光分析法、气相色谱、高效液相色谱和质谱的基本原理，分析各检测方法的适用条件及影响因素，能够针对新材料产品设计、工艺路线、性能检测、质量管理等复杂工程问题建立评价标准、分析影响因素、获得结论。课程思政：专业技能培训与激发个人理想、社会责任感进行有机结合，根据理工科的专业特点，结合课程思政的具体要求，贯穿青年是未来社会建设的中坚力量的理念，树立远大理想。仪器分析课程的授课主体是材料、化学、化工专业的学生，引导学生脚踏实地，掌握专业技能是实现理想的前提条件。专业课、实践训练课承载正确的职业观、成才观教育，通过《仪器分析》课程的学习，不仅要学习专业知识，同时加强了对于未来职业的认识，有利于同学们根据自身情况重新规划未来的职业设计，不仅是传统的行业（例如化工技术员），也包括新型的行业（例如仪器设备与调试）。基于培养人才多元化的发展趋势，每个学生都是发展的个体，从而构成社会有机运行机制，鼓励同学拓展职业化发展方向。3、培养学生正确操作和使用仪器的能力，培养学生分析问题和解决问题的能力；能够使用现代仪器、信息检索工具获取解决工程问题的相关知识。课程思政：仪器分析方法的革新，是在不断的修正与拓展中完成。教会学生不能固定已有的思维模式，辩证分析每一种分析方法、测试技术以及仪器结构等优缺点。在遇到具体的实际项目时，综合分析所要达到的目的要求，合理采用分析测试手段。兼顾经济与效率，合理化解决问题。遇到困难，尝试用马克思辩证法处理具体事物。培养学生针对具体分析测试任务，设计出科学合理的测试方案，为日后从事相关产品质量检测工作或科研工作打下坚实基础。二、课程目标达成的途径与方法（1）《仪器分析》课程以课堂教学为主，主要讲述分析仪器的基本原理、仪器构造、分析测试方法。并通过实例融入理论教学中，使学生能够更加容易理解抽象的理论知识，提高学生学习的兴趣。（2）在课堂教学中，引入雨课堂等教学手段，针对某一测试方法的实际问题，让学生讲出自己对知识的理解，加深学生对理论概念的全面把握，使学生能够更加掌握基础知识，形成良好的思维方式和学习方法。（3）在部分章节教学中，给学生观看一些应用仪器分析解决实际问题的案例视频，提高学生学习的兴趣，引发学生的积极思考。将仪器的使用方法通过视频的方式向同学们展示，有助于学生更好的学习仪器的构造和操作规程（4）引入三维虚拟仿真实验室的体验课程，对仪器的构造、分析原理、操作步骤能达到感官体验，手脑结合增强学习效果。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求2.1毕业要求2.3毕业要求5.1课程目标10.40.30.2课程目标20.40.50.3课程目标30.20.20.5注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。毕业要求指标点支撑权重（2）问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，通过合适的科学原理和抽象模型识别和表达复杂工程问题，通过查阅文献、标准、规范规程，分析新材料的产品设计、性能检测、工艺制定和质量管理等多方面复杂工程问题，能获得有效结论。2-1能够运用相关科学原理认识、判断需要解决的新材料的产品设计、性能检测、工艺制定和质量管理等复杂工程问题；0.252-2能够运用自然科学和工程科学的基本原理、数学模型方法、文献研究来表达和分析复杂工程问题；2-3能够针对新材料产品设计、工艺路线、性能检测、质量管理等复杂工程问题建立评价标准、分析影响因素、获得结论。0.25（5）使用现代工具：能够针对新材料的产品设计、性能检测、工艺制定和质量管理等复杂工程问题，体现创新意识，选择、使用适当的互联网技术、文献资源、现代工程工具、信息技术工具和材料专用分析软件，对新材料的产品设计、性能检测、工艺制定和质量管理等多方面复杂工程问题进行分析、预测与模拟，了解新材料计量检测领域的前沿理论与发展趋势。5-1能够使用现代仪器、信息检索工具获取解决工程问题的相关知识；0.255-2能够使用通用工程软件工具（如Python、AutoCAD、Matlab等）进行设计、模拟和分析工程问题；5-3能够运用现代工程技术（Origin、Excel、Photoshop等）和材料分析模拟软件（如Jade、MaterialStudio等）进行检测及数据分析与处理；5-4能够对预测与模拟的结果进行分析、优化，理解使用工具的局限性。四、课程主要内容与基本要求知识点主要内容基本要求对应的课程目标（1）光谱分析法引论光学分析法及其分类L1课程目标（1）电磁辐射的性质L1课程目标（1）光谱法仪器L1课程目标（1）（2）紫外-可见分光光度法紫外可见吸收光谱L3课程目标（1）Lanbert-Beer定律L4课程目标（1）紫外-可见分光光度计L2课程目标（1）（2）（3）分析条件的选择L3课程目标（2）紫外-可见分光光度法的应用L3课程目标（2）（3）（3）红外光谱基本原理L2课程目标（1）（2）试样的处理与制备L3课程目标（3）红外光谱法的应用L2课程目标（3）（4）分子发光分析法分子荧光和磷光分析L3课程目标（1）（2）（3）化学发光分析L3课程目标（1）（2）（3）（5）气相色谱法气相色谱仪L1课程目标（1）气相色谱固定相L1课程目标（1）气相色谱检测器L1课程目标（1）色谱分离操作条件选择L2课程目标（2）（3）定性分析与定量分析L3课程目标（2）（3）（6）高效液相色谱高效液相色谱仪L1课程目标（1）高效液相色谱的固定相和流动相L3课程目标（1）（2）高效液相色谱法的主要类型L2课程目标（1）（2）（7）质谱法质谱仪L2课程目标（1）质谱图及其应用L3课程目标（3）色谱-质谱联用技术L3课程目标（2）（3）基本要求：L1-了解，L2-理解，L3-掌握，L4-熟练掌握五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标第1章光学分析法及其分类电磁辐射的性质光谱法仪器2光谱分析法分类有哪些课后题3,7课程目标（1）第2章紫外可见吸收光谱Lanbert-Beer定律紫外-可见分光光度计分析条件的选择紫外-可见分光光度法的应用4课下查找紫外-可见吸收光谱实际应用的案例课程目标（1）（2）（3）第3章红外光谱基本原理试样的处理与制备红外光谱法的应用4有机物基团的特征振动频率表（背诵）课下查找红外光谱实际应用的案例完成虚拟仿真实验课程目标（1）（2）（3）第4章分子荧光和磷光分析化学发光分析6化学发光在生物医学方面的应用举例（ppt汇报）课程目标（1）（2）（3）第5章气相色谱仪气相色谱固定相气相色谱检测器色谱分离操作条件选择定性分析与定量分析6完成虚拟仿真实验课程目标（1）（2）（3）第6章高效液相色谱仪高效液相色谱的固定相和流动相高效液相色谱法的主要类型6高效液相色谱的类型（简答）完成虚拟仿真实验课程目标（1）（2）（3）第7章质谱仪质谱图及其应用色谱-质谱联用技术4质谱分析的原理，质谱仪的类型（简答）完成虚拟仿真实验课程目标（1）（2）（3）六、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核课堂表现（出勤、问题回答等）20%、BB网络平台作业30%（仿真操作等）和课后作业完成情况50%中国计量大学学生课程平时成绩考核细则30%期末考核闭卷试卷参考答案和评分标准70%考核类