全自動(dòng)旋光儀的實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索與實(shí)踐

引言

旋光儀是測定物質(zhì)旋光度的儀器。通過對樣品旋光度的測量，可以分析確定物質(zhì)的濃度、含量及純度等。旋光測試法廣泛應(yīng)用于制藥、藥檢、制糖、食品、添加劑以及化工、石油等工業(yè)生產(chǎn)，旋光儀與其他儀器聯(lián)用也可以用于化學(xué)分析、過程實(shí)時(shí)監(jiān)測或手性物質(zhì)的測定。儀器分析方法通常需要使用較特殊的儀器，因其簡便、快速、靈敏、準(zhǔn)確、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍日益廣泛，已成為現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)化學(xué)的重要支柱。對應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的本科生來說，大型儀器的分析技術(shù)的掌握以及實(shí)際的操作運(yùn)用是必*。而儀器分析實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要課程，選擇合適的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方式有利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的提高。儀器分析實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_，分析時(shí)間不宜超過教學(xué)時(shí)長，在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間內(nèi)，安排盡量多的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，讓每個(gè)學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)，才能讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)課程了解各類儀器并掌握其測試方法。因此，為掌握旋光儀的用法，設(shè)計(jì)一例數(shù)據(jù)穩(wěn)定、效果明顯、可操作性強(qiáng)，并能與分析化學(xué)理論知識(shí)緊密結(jié)合的旋光法測試實(shí)驗(yàn)顯得非常必要。

現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)高年級本科生的專業(yè)選修課，學(xué)分4．0，共使用10臺(tái)大型儀器，安排80學(xué)時(shí)，根據(jù)選課的人數(shù)分組，每組4～5人，采用循環(huán)模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。每組4 ～5 人，儀器通常只有一臺(tái)，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，需考慮怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)才能讓每個(gè)學(xué)生都能把理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作結(jié)合在一起，對所講授的儀器有直觀的認(rèn)識(shí)，加深對儀器分析基本理論的理解，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和動(dòng)手操作能力。為此，我們設(shè)計(jì)了全自動(dòng)旋光儀測定牛奶中乳糖含量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)踐表明，經(jīng)過現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以很好地掌握樣品在旋光儀測試時(shí)對樣品的前處理以及測試中的實(shí)際操作等等。

1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1． 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

( 1) 使用旋光法測定牛奶中乳糖的含量。

( 2) 掌握測定原理和高準(zhǔn)確度自動(dòng)旋光儀的使用方法。

( 3) 熟悉高準(zhǔn)確度自動(dòng)旋光儀測定樣品前處理的基本方法。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

實(shí)驗(yàn)時(shí)，每人測試1 份牛奶樣品，使每位學(xué)生獨(dú)立地完成樣品前處理、定量分析所要求操作，且每份牛奶樣品的品種各不相同，防止學(xué)生只看不動(dòng)手。在教學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，首先考察學(xué)生的理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)記錄、思考題的解答以及對該實(shí)驗(yàn)的反思與評價(jià); 其次，由任課教師在實(shí)驗(yàn)過程中考察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)操作和分組協(xié)作過程。這些基本上能反應(yīng)學(xué)生分析問題、解決問題和動(dòng)手能力的強(qiáng)弱。在近兩年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)效果評價(jià)的結(jié)果是30% 左右，7

% 的操作不理想，其余為中等水平，學(xué)生普遍掌握了旋光測試法的實(shí)驗(yàn)原理、定性定量方法以及旋光儀的實(shí)驗(yàn)分析條

件的優(yōu)化。在實(shí)驗(yàn)過程中，我們也強(qiáng)調(diào)了對旋光儀的維護(hù)和保養(yǎng)，譬如每次測試時(shí)保持旋光管外壁和樣品槽的清潔，培養(yǎng)學(xué)生對大型儀器的維護(hù)概念和意識(shí)，這也是在儀器的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必須涉及到的。

儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本目的就是為學(xué)生提供一個(gè)學(xué)習(xí)各類儀器的機(jī)會(huì)，通過現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)，學(xué)生體會(huì)到使用旋光儀進(jìn)行測試時(shí)，實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)方法并不是不可改變的，根據(jù)儀器的測試要求進(jìn)行樣品前處理，根據(jù)待測物質(zhì)的性質(zhì)和需要得到的測試結(jié)果，對實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)方法可進(jìn)行大膽的探索與實(shí)踐; 通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)加強(qiáng)學(xué)生的基本技能訓(xùn)練，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、大型貴重精密儀器設(shè)備需要具有一定技能和專業(yè)知識(shí)的人才，做到“專管共用、資源共享”，定期開展講座、技術(shù)培訓(xùn)等可以提高人員業(yè)務(wù)水平和技術(shù)能力，做好機(jī)器維護(hù)。并且可以從有償服務(wù)的收益中按比例抽出一小部分作為補(bǔ)貼或獎(jiǎng)勵(lì)來激發(fā)維護(hù)人員的工作熱情。

高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)任務(wù)艱巨，絕非朝夕之功。如何培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力是當(dāng)代大學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)，實(shí)驗(yàn)室是鍛煉學(xué)生能力的重要平臺(tái)，它承載的內(nèi)容豐富而綜合。建立合理、的實(shí)驗(yàn)室是提高學(xué)生實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。