仪器分析实验是哈尔滨工业大学化工与化学学院的基础实验课,主要面向高分子材料、能源化工、化学工艺、应用化学、材料化学、化学等各专业的本科生。授课对象大三本科生,课程36学时,1.5学分。
仪器分析实验是现代分析化学的重要组成部分,利用大型分析仪器通过测量物质的理化性质,获取物质的化学组成、含量及化学结构,解决化学、化工、材料、食品和环境等复杂工程问题,对于学生的动手能力、实验技能和科学态度的培养起着至关重要的作用。
课程目标有3个,教学和能力要求如下所示:
始终坚持以“学生为中心,教师为主导”,秉承“科教融合”,按照“两性一度”实施线上线下混合式教改,深度挖掘生动有效的育人元素,精准滴灌、入耳入脑入心,让课程思政成为有情有义、有温度、有爱的教育过程,与前沿知识有机融合,寓思政教育于无形。打通本、研贯通教学通道、重构教学内容,聚焦学术前沿,将最新的科研热点植入实验,拓展教学内容的广度和深度,科教融合具有高阶性和挑战度。搭建线上虚拟仿真实验平台,基于SPOC+虚拟仿真实验+QQ群+微信群+教学六步法教学形式,摒弃“照方抓药”教学模式,体现教学手段的先进性和互动性,促进自主学习,提升学习内驱力,展示教学形式的前沿性和时代性。
仪器分析实验共设20个实验项目,涵盖各种大型仪器设备,例如,傅里叶红外光谱仪、紫外吸收光谱仪、荧光光谱仪、原子吸收光谱仪、气相色谱仪、液相色谱仪、离子色谱仪、高效毛细管电仪、气质联用仪、XRD粉末衍射仪、热重-差热分析仪、比表面积和孔径测定仪、粒度分析仪等仪器分析实验。重点阐述光谱分析、色谱分析等分析测试技术对物质的结构、组成、分离和提纯的基本原理,熟悉常用大型仪器的构造原理及使用方法,了解仪器分析前沿的新方法、新技术和新应用,使学生具备适应现代分析方法进步的能力和创新性思维。掌握处理实验数据和分析实验结果的能力,正确选择和运用相关分析测试方法解决化学、化工、材料与新能源等各专业的复杂工程问题,增加对知识理解的深度、广度和高度,培养学生实事求是、客观严谨的科学态度,具有诚实守则的工程职业道德、团队合作精神和热爱化学学科的情操。
序号 | 实验项目名称 | 类型 | 学时 |
1 | 化合物的红外光谱测绘及定性分析 | 综合 | 4 |
2 | 火焰原子吸收法测定钙时磷酸根的干扰与消除 | 综合 | 4 |
3 | 有机化合物的吸收光谱及溶剂效应 | 综合 | 4 |
4 | 高效液相色谱法分离芳烃 | 综合 | 4 |
5 | 填充色谱柱柱效能的测定 | 综合 | 4 |
6 | 高效毛细管电泳法测定食品中防腐剂的含量 | 综合 | 4 |
7 | 离子色谱法分离混合阴离子 | 综合 | 4 |
8 | X射线衍射法测定晶胞常数 | 综合 | 4 |
9 | 热重分析 | 综合 | 4 |
10 | GC-MS定性分析有机混合物 | 综合 | 4 |
11 | 荧光法对药片中维生素B2含量的测定 | 综合 | 4 |
12 | CaCO3粉体颗粒粒度的测定 | 综合 | 4 |
13 | 固体比表面积和孔径测定 | 综合 | 4 |
14 | 粉末 X 射线衍射实验---Al2O3物相定性分析 | 综合 | 4 |
15 | 纳米银颗粒场发射扫描电镜表征分析 | 综合 | 4 |
16 | 电子顺磁共振波谱法测定样品中的自由基 | 综合 | 4 |
17 | 核磁共振分析技术--乙基苯(ethylbenzene)的结构表征 | 综合 | 4 |
18 | 液相色谱分离分析法-有机混合物中化合物成分的测定 | 综合 | 4 |
19 | 振动样品磁强计(VSM)检测分析样品的磁特性 | 综合 | 4 |
20 | 液质联用技术分析延胡索中的生物碱类成分 | 综合 | 4 |
仪器分析实验实验室位于明德楼C区,分布在5-7层的各个仪器室,干净整洁,大型仪器设备面对本科生开放使用是本课程特色之一,多年来,学校和学院投入大量的资金,购买的大型仪器设备,改善实验条件,为提高实验教学水平奠定了良好的基础。
尼高力傅里叶变换红外光谱仪
PE荧光光谱仪
安捷伦气质联用仪
QUADRASORB SI-KR/MP四站比表面积和孔径分析仪
原子吸收光谱仪
在长期的教学实践中,团队成员始终践行教学相长的理念,积极主动地调整和改进教育教学方式,不断探索形成师生良性互动的人才培养模式,将竞赛引入本科生化学实验教学体系,以竞赛驱动实验教学改革,并在实验教学过程中融入竞赛的相关内容。2019年获得首届全国大学生化学实验创新设计大赛二等奖,2021-2022年获第二届全国大学生化学实验创新设计大赛一等奖以及东北赛区二等奖共5项。2020年获第二届全国高校混合式教学设计创新大赛一等奖,2021年认定第二批省级一流本科课程,2022年“思政引领、四轮驱动的混合式化学实验教学体系构建与拔尖创新人才培养实践”获黑龙江省高等教育教学成果二等奖和校级教学成果一等奖。近5年教学团队主持完成省部级以及校级教改项目20余项,发表多篇教学论文。