授人以鱼和渔:仪器分析实验自主设计实验及思政元素融入

为适应现代教育理念及国家对创新型人才的需求,改革传统实验教学模式并激发学生的自主创新意识,在传统仪器分析实验教学基础上探索和构建以学生为主体、以创新能力培养为中心的自主设计实验教学模式。课程在夯实基础和拔高创新方面取得了平衡,同时拓展了课程思政的范畴,如以学生为中心的自主设计实验模式提升了学生学习主动性,课程高阶性、创新性显著提高,授课教师在更多方面以身作则,示范了严谨的科学态度,并倡导了积极的科学探索态度。通过自主设计实验的开展,学生的基础知识、学习兴趣、实验技能、创新能力等都得到了显著提升,建立了有效的仪器分析学习模式。

阳极溶出伏安法测定微量镉实验的课程思政设计

阳极溶出伏安法测定微量镉是一项经典的仪器分析基础实验。然而,该实验项目的传统教学内容较难使学生体会所学知识对实际生产生活的价值,不能有效落实课程思政建设的要求。本文旨在通过对教学内容的创新设计,更好地实现思政育人目标。引导学生对新闻事件、学科发展历史、科学家的故事和行业发展最新动态进行调研与讨论,增加设计性和探索性内容,提高本实验的高阶性。采用实际购得的大米等粮食替代以往预先配制的镉溶液,并采用自己独立制备的汞膜电极替代商业化的极谱仪电极,使学生在巩固实验操作技能的基础上,了解分析仪器的发展及改造方式,并掌握分析化学的基本研究范式。对本实验内容的优化,有助于培养学生的科学精神与科研素养,使学生体会专业知识对解决实际生产生活问题的意义,帮助其树立职业追求目标并养成良好的社会责任意识。

工程教育专业认证视角下的仪器分析实验课程教学设计—以离子色谱分析实验为例

在工程教育专业认证视角下,结合大型的现代分析仪器特点及仪器分析实验课程目标与毕业要求,以离子色谱分析实验为例,通过课前预习、课堂活动、实验报告、课程考核、课程评价及持续改进等进行多方面、多角度的教学设计,培养和提高学生的研究能力和创新实践能力。同时,将思政元素融入实验教学过程中,从安全、环保、社会责任感等方面帮助学生理解和践行社会主义核心价值观。

生物样本中短链脂肪酸含量测定的实验教学改进研究

采用程序升温气相色谱法测定五种短链脂肪酸是我校开设的仪器分析实验课程中的一个综合性设计性实验,但在教学过程中仍存在一些不足。我们针对上述实验的不足,进行如下改进,包括:(1)分析对象明确为生物样本中的短链脂肪酸;(2)采用化学衍生化法获得短链脂肪酸的衍生化产物;(3)采用液相色谱-质谱对产物进行检测,加深学生对质谱仪相关理论知识的理解;(4)加入开放性实验元素。采用此改进实验开展教学,可提高学生综合运用所学知识解决实际问题的能力,也有利于培养学生的创新精神。

原子吸收光谱法检测市售功能饮料中锌钠钾离子含量——推荐一个仪器分析基础型设计实验

功能饮料是一类具有保健作用的饮品,通过调整饮料中天然营养素的成分和含量,以适应某些特殊人群的营养需求。饮料中成分含量是否达标直接关系到民众的健康生活,也是国家食品质量监测工作的重要一环。基于山东大学化学与化工学院仪器分析实验课程,学生自主设计实验方案,教师审阅指导监督,联系密切关乎健康的实际问题强化和拓展了实验学习的意义和应用价值——借助原子吸收光谱法对市售功能饮料中锌钠钾离子含量进行检测,并与包装上标明的参考离子含量对比,鉴定其是否存在食品质量问题。本实验能充分发挥学生主观能动性,让学生在实践中加强理论知识学习、提高实操能力、深化对原子吸收光谱法的理解和应用。该实验充分体现了理论源于实践、理论指导实践,灵活运用课程中掌握的知识解决实际问题,使学生切身体会到化学与生活密切联系。

“自主设计实验”教学模式在仪器分析实验中的应用——ICP-OES检测茶水中的金属含量

仪器分析实验是重要的实践课程,是培养学生创新意识和提高学生综合素质的关键基础课程之一。“自主设计实验”坚持学生主体地位,引导学生查阅文献、拟定实验方案,在教师辅助指导下,将知识要点有效融入实验过程,深化理论学习和实践应用。本实验利用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-OES)测定不同种类茶水中的金属元素含量,并且考察了浸泡时间和浸泡次数对金属元素溶出量的影响,鉴定其是否符合国家标准要求,对比现有的文献数据作出补充和改善,为人们选取泡茶方式提供理论依据和指导建议。“自主设计实验”将化学和日常生活紧密联系在一起,激发学生的学习热情和探索精神,强化实验操作能力及自主学习能力,提升学生的创新意识和实践精神。

交互式综合实验设计融入“仪器分析实验”的教学实践

高等学校本科仪器分析实验课程缺乏高阶性自主实验设计的问题仍然存在,而涉及大型分析仪器操作的高阶性实验内容又普遍受到仪器数量和实验空间制约。研究立足北京中医药大学面向二年级大学生开设的“仪器分析实验”课程,并基于前期积累的仪器分析实验案例、实验讲义、标准作业程序(SOP)、仪器操作视频以及常见问题解答等内容,旨在探索将“交互式综合实验设计”融入“仪器分析实验”课程的进阶式教学模式,为思考“仪器分析实验”教学改革方向提供实践基础。

“葡萄糖的两种电分析化学测定法之比较”仪器分析综合实验设计

综合设计性实验是培养大学生独立解决问题能力和创新能力的重要途径。开设“葡萄糖的两种电分析化学测定法之比较”综合设计性实验,大学生通过自主设计化学修饰电极和生物传感器的两种电分析化学传感器来测定葡萄糖,对比两种方法的线性范围、灵敏度和选择性等指标,自主选择合适的方法实现对果汁中葡萄糖含量的测定。本项目能使学生较深入了解仪器分析方法的前沿工作,提升学生学习的兴趣和实验教学的效果,培养学生创新性学习的科研素质。

高效液相在仪器分析设计性实验中的教学设计与实践

设计性实验是综合多门学科知识和实验原理来设计实验方案,要求学生能充分利用所学知识,去发现问题、解决问题。高效液相色谱仪为药学专业学生常用分析测试仪器,通过设计性实验方案,训练学生文献检索、实验方案设计、仪器使用、数据分析及论文撰写等多方面能力。实践结果表明,基于设计性的高校液相实验教学能够启发学生的积极性,激发学生的学习热情,有效提高实验教学质量。

变旋翼垂直起降无人机设计与实验

复合式垂直起降(VTOL)无人机结合多种飞行模式,适应多元化的飞行需求。该文提出一种变旋翼电动VTOL无人机结构设计方案,通过结合固定翼和旋翼机的飞行优势,改变旋翼的转向结构及其相对气流的工作方向,从而切换不同气动方式,达到增强机动性、提升续航性的设计目的。在选型和计算校核后,设计样机并搭建实验平台测试其升转速力特性,得出25°~30°为最优攻角,并验证了新系统最大可达传统旋翼1.8倍的升力。以CFD进行验证计算与实验间的偏差控制在7%,结果显示设计可行。

“聚(3-己基噻吩)性质表征”应用于聚合物现代仪器分析实验教学的探讨

聚(3-己基噻吩)(P3HT)是一种重要的导电聚合物,其化学结构、光物理性质、相对分子质量、结晶性、热稳定性及表面形貌等测试表征涉及的仪器非常广泛。文章分析了以“聚(3-己基噻吩)性质表征”作为聚合物现代仪器分析实验课程基本实验的可行性及优势。认为该综合实验贯穿于聚合物现代仪器分析的实验教学,可使实验分为四个方面相关的内容,“波谱分析法”、“凝胶渗透色谱法”“热分析法”“电子显微镜”等有机结合,不仅能帮助学生掌握各种相关仪器的使用原理及分析方法,又能使他们直观清晰地了解各种方法的关联性及独立性,并且在教学过程中结合了科研实际需求,将理论知识与实践紧密结合起来。

沉浸式体验视角下的陕北民族乐器数字化产品设计研究

文章以陕北民族乐器为研究切入点,基于沉浸式体验视角,探索如何利用技术手段提升用户对于陕北民族乐器的理解和欣赏。通过选取唢呐乐器作为设计对象,以数字化唢呐乐器产品的设计构思与开发为具体研究过程,为用户提供多样化的虚拟音乐产品体验,进而激发大众对于陕北民族乐器的兴趣,有效推广民族乐器文化的数字化传承。

联合收获机同轴差速轴流脱粒滚筒设计和试验

阐述了联合收获机同轴差速脱粒滚筒的工作原理和结构,并进行了试验研究。在试验的基础上用Matlab离散余弦傅氏分析法,分别建立了单速和差速脱粒情况下不同脱出物轴向分布的数学模型及其分布曲线。结果表明:差速脱粒的籽粒总破碎率为0.67%,杂余产生量为脱出物总量的8.63%,末脱净与夹带损失率为0.76%,分别比单速脱粒下降40.9%、29.5%和32.15%,脱粒的质量优于单速脱粒。同轴差速脱粒装置集高、低转速对脱粒性能的有利作用于一体,使损失率、破碎率和含杂率性能指标同时下降并分别达到优质水平。

香港某边坡综合自动监测系统的设计和安装

为了研究边坡性状随时间变化的一些重要问题,在香港一个正在开挖的边坡上进行了一次大型的边坡监测试验。该试验采用了含水量计、吸力计、测水管、孔隙水压力仪、测斜仪、土压力盒以及降雨计等一系列仪器。大部分仪器与数据采集仪连接,从而可以对边坡性状进行自动数字监测。详细介绍了该监测试验综合自动监测系统的设计和安装。

数字化背景下汽车仪表盘界面设计研究

目的研究汽车数字化仪表盘界面因素对驾驶员驾驶体验的作用和影响。方法分析现有汽车仪表盘的研究现状和问题,选取5个具有代表性的样本,从仪表盘样式、整体布局、信息架构、基本信息列表4个方面,同时搭配色彩比例、风格类型进行纵向与横向分析研究。结论通过对选取的5个样本的研究和分析,提出在数字化汽车仪表盘的设计过程中,遵循布局简洁、色彩准确、体验丰富的设计规律,具有重要的实践意义和价值。

基于仪器分析实验的设计研究

基于仪器分析实验的设计研究是在基于问题学习法在《仪器分析》的应用研究课题背景下,将整合教育研究与设计开发的全新学习方法应用于仪器分析的实验教学中,文章详细介绍了该课题研究的实践过程与应用成效。

“翻转课堂”与实验项目模块设计在仪器分析实验教学中的应用

目的:提高实验教学有效性和学生实践自主动手能力。方法:结合我校新建本科院校的实际情况、仪器分析实验教学特点及药学专业学生特点,将"翻转课堂"与实验项目模块设计共同应用于仪器分析实验教学,从课程内容设计、教学实施和课程考核三个方面对仪器分析实验教学进行改革。结果与结论:学生借助视频和音频资料,在课下完成知识的学习,在课堂上完成知识的吸收与掌握,有效提高了学生自主学习能力,加强了师生之间、学生之间互动学习与合作学习的能力。将"翻转课堂"和实验项目模块设计共同应用于仪器分析实验教学改革是可行的,该方法可为仪器分析实验教学改革提供一定的参考和借鉴。

研究生仪器分析实验课程改革思路初探

对研究生仪器分析实验课程中的一些问题进行了探讨,并针对主要问题提出了相应的改革思路。通过增加设计型实验教学课程、改善仪器分析实验条件和增强课程效果监控等改革措施,进一步提高研究生实验动手能力和掌握现代分析仪器的能力,为其圆满完成毕业论文和将来继续参加科学研究奠定良好的实验基础。

基于团队合作的仪器分析设计实验教学初探

在仪器分析设计实验教学中,学生采取以小组为单位,团队合作的教学模式,从实验课题的选取、实验方案的确定,到实验的实施和总结,分工协作完成实验项目。教学实践表明,这一教学模式有助于提高学生的主观能动性、团队合作意识和人际交往能力。

“学生自主设计”仪器分析实验课程教学的研究

该文针对传统仪器分析实验教学中学生参与度低、教学效果差等问题,提出开展以学生为主体的自主设计仪器分析实验,并以电感耦合等离子体原子发射光谱法为例,介绍了自主设计实验教学的实施过程,强调自主设计实验的开展需要建立在充分的基础知识数据库、实验过程学生的完全自主及有效的课程考核之上。通过自主设计仪器分析实验,加深学生对基础理论知识的理解和掌握,锻炼学生基本实验技能和仪器操作能力,提高学生从事科研工作的实践能力,培养适应时代发展的科技人才。