仪器分析课程范文精选

摘要:色谱－质谱联用技术是哈尔滨医科大学面向药学、临床医学、预防医学等专业开设的研究生基础课程，有利于研究生掌握现代仪器分析技术，培养研究生创新能力，为研究生开展相关课题研究提供基础理论知识和实验技能。文章结合医学院校开设的色谱－质谱联用技术课程，对授课过程中存在的问题进行了分析和反思。结合研究生课题研究需求，对课程的教学模式和教学内容进行探讨分析，有利于提高研究生的实践操作和科研创新能力，进而提升教学质量。

关键词:色谱－质谱联用技术;研究生教育;教学改革

色谱－质谱连用技术作为当前的新兴技术，因其灵敏度高、分析速度快等优点广泛应用于医学、环境科学和生命科学等各个领域［1］。常用的色谱－质谱联用技术主要包括气相色谱－质谱联用技术和液相色谱－质谱联用技术［2］。色谱－质谱联用分析技术是未来仪器分析发展的重要方向。随着科技的发展和各行业对仪器分析需求的增加，各种高灵敏度、高选择性、自动化、智能化的分析仪器及相关的新技术、新方法不断涌现［3］。各大医学院校和科研实验室已将色谱－质谱联用仪器作为分析研究必备的重要工具之一。哈尔滨医科大学为提高科研水平，培养研究生的科研创新能力，已购买多部大型色谱－质谱联用仪器。同时，学校开设的色谱－质谱联用技术选修课程，目的是为研究生的课题研究提供基本理论知识和实验技能。课程内容包括联用分析技术简介、气相色谱－质谱联用技术和液相色谱－质谱联用技术等，以期通过实验教学开阔学生的思维和视野，增强学生应用仪器解决问题的能力。本研究结合多年的教学经验，阐述教学过程中的一些思考，以期通过不断地改进教学模式和教学内容，提升教学效果，为研究生的课题研究提供基础理论知识和相应的实验技能。

1教学课程中存在的问题

1．1课程以传统的讲授教学模式为主，不利于学生对理论知识的理解

色谱－质谱联用技术是一门实践性较强的课程。理论知识是实践操作的基石，扎实的理论知识是为了更好地服务于实践。色谱－质谱联用技术涉及的原理复杂，理论性较强，教学模式主要以传统的讲授教学模式为主，致使理论课内容不容易被学生理解和掌握，难以将知识灵活运用于实验课，最终导致学习效率低下，教学效果大打折扣。此外，色谱－质谱联用技术发展迅速，各种仪器更新换代速度快，内容繁杂。但教师并未及时更新教学内容，未使学生接触到更高端仪器的理论知识。

1课程设置

1.1课程的调整与整合将生理学、病理学、病生学的实验等基础医学实验课程整合成《机能学实验》;将无机化学、有机化学和分析化学实验整合为《医用化学综合实验》;将内、外、妇、儿等临床课程整合成《临床医学概要》。这样既减轻了繁重的教学任务，也减轻了学生的学习负担。医学检验技术专业的专业课包括《临床免疫学检验》《临床微生物学检验》《临床生物化学检验》专业基础课包括《医学免疫学》《医学微生物学》《生物化学》等，这些课程之间存在着部分内容重复以及内容衔接不当的问题，以至于学生在学习专业课程时常会遗忘了之前基础课中所学过的相关知识。为此，老师授课时不得不重复基础课的内容。因此，建议将专业基础课与专业课程合并在一起，使学生在学习完专业基础知识后更好地继续学习临床技能。《分析化学》包括化学分析和仪器分析，学时较多，针对现代检验技术专业的特点，即已进入仪器检验的时代，因此该门课应侧重仪器分析的讲解，减少化学分析授课的比重。

1.2设置临床见习期现有的课程设置与临床实践结合的还不够密切，由于未能很好地让学生早期接触临床，致使部分学生并不知道临床检验报告是什么，不知道检验报告上各项指标代表何意，也就更谈不上有专业感情。因此，建议在对学生进行专业课教学之前应安排学生在医院的检验科临床见习一段时间，具体了解检验工作的流程，培养学生的感性认识，加深对检验知识的印象，达到百闻不如一见的效果。医学检验专业的课程教学应该针对检验技师的培养目标，强化检验专业的特色，突出检验技师岗位的基本能力和基本素质培养，具体表现在检验方法学、实验种类、检验项目、技术种类等教学内容的特色和优势。

1.3增设一些有特色的选修课以加强学生对当前最新技术的了解和应用。如针对检验科的大型仪器设备，检验人员只需了解仪器性能及常见故障排除。因此，可以将《检验仪器维修》这门课程改为选修课或以专题讲座形式开出。也可将几门临床主干课程中的临床检验仪器集中为临床检验仪器学课程，避免重复讲授。为加强实验室质量控制，开设《临床实验室管理》课程，可以将生化、免疫、细胞等质量管理的内容集中起来，不必在多门专业课中重复讲授;而针对《临床实验室管理》内容比较抽象，可以组织学生在临床实习期间边实践边学习，其教学效果会更好。

2课程开设顺序

课程开设顺序总体要求是通识课程、专业基础课程、临床医学课程、专业课程、选修课，这样依照学科的发展、知识的关联与衔接来设置。有平行课程时要平衡开课实验室和教研室的学年工作量。实训课中的军事训练建议在新生入学时安排，以规范学生的行为习惯，养成良好的时间观念、组织纪律观念、集体观念和讲求规范及雷厉风行的工作作风，促进校风校纪建设;社会实践课应安排在每年的寒假和暑假进行;临床见习时间宜安排在进入专业课之前;毕业实习安排在最后一学年。

1现代多媒体技术在测仪实验教学中的应用

进入21世纪，现代高新技术发展日新月异，这些技术为提高高等教育质量，改善高校科研教学方法提供了契机，多媒体技术应用于实验教学即是很好的实践[4-5]。在传统教学模式的基础上充分发挥计算机技术的作用已成为教育教学发展的趋势和潮流。众所周知，计算机具有强大的计算能力、存储能力、多媒体展示及动画功能，将各种数值、文字、声音、图像和动画有机结合，它的表现形式灵活多样、形象生动、重点突出且具有很好的趣味性和视觉效果，将其用于学生教学可以收到事半功倍的效果。目前测仪专业课程的实验教学仍然是以传统教学模式为主，多媒体实验教学较少，某些课程即使采用多媒体，也往往以文字类多媒体居多，教学重点难点无法演示，更不用说运用形象直观的动画软件进行教学，影响教学效果和教学质量。如测仪专业精密测量技术课程，该课程介绍精密测量理论和技术，理论知识抽象难懂，各种大型光学精密测量仪器原理和使用方法复杂，学生掌握起来很困难，实践应用效果不佳，鉴于这种情况，为提高教育质量，我校对该课程的实验教学手段进行了改革，在公差理论和实验教学中，结合教师丰富的教学实践经验，充分发挥计算机多媒体技术易于理解、易于操作、低成本可重复的优势，将该课程中复杂抽象、难以理解的测量方法以及大型光学精密测量仪器的使用方法用Flash动画的方式模拟出来。例如，采用数字式万能工具显微镜测量外螺纹参数以及用干涉显微镜测量表面粗糙度等实验。在过去的实验教学中，该实验需要进行分组，而且设备台套数也不足，学生不能同时观察，而且无法清楚地了解显微镜视场的变化情况。改革后，通过将开发的实验项目多媒体课件为学生展示，这类制约学生学习的问题迎刃而解，同时也避免了过去需要教师采用平面挂图说明的缺点，加强了实验教学的直观性和真实感，教学实践表明，这种方法使学生的理解能力和动手能力得到很好的提高。

2虚拟仪器在测仪实验教学中的应用

虚拟仪器是伴随着计算机和微电子技术的发展而出现的一种新型仪器，它与传统意义的仪器有着巨大的不同，它是一种具有图形化的虚拟操作面板、功能实现后台程序、可满足用户自定义自设计、以计算机为核心的软件仪器平台。它由计算机、LabVIEW软件、数据采集卡等硬件接口模块所组成。该系统的核心是由美国国家仪器公司开发的LabVIEW软件平台，辅助硬件仅仅是为解决信号的输入输出问题。使用者在该软件平台上可任意开发自己所需要的仪器去实现自身特定的功能，开发完成的仪器只需用鼠标或键盘控制虚拟前面板，与操作传统测量仪器并无二致。故而，虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出测量结果，利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理，利用I/0接口设备完成信号的采集、测量和调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。众所周知，传统意义的实验室中放置有各种各样的仪器设备，来满足不同的实验和科研需求。因此，实验设备的短缺和昂贵的购置经费制约了教学和科研的发展，虚拟仪器的出现则全面解决了这类问题。基于虚拟仪器的优点，采用LabVIEW7.0虚拟仪器技术开发了虚拟仪器实验室，该实验室能够提供长度测量、信号产生和滤波、轮廓测量、数据分析处理等传统实验设备需提供的各种功能。通过使用虚拟仪器系统，不仅传统实验的方法和手段能够使学生系统直观的理解和掌握，而且能够弥补某些仪器的缺失对学生学习造成的影响。实践表明，在实验教学中引入虚拟仪器技术，不仅提高教学科研的质量与效率，而且节省了购置精密仪器设备的巨额经费投入。学生通过虚拟仪器在学习专业技术的同时也能够熟练使用计算机，从而以一个更高的起点面对未来。

3Matlab在测仪专业实验教学中的应用

在众多的数学软件中，Matlab是应用最为广泛的一种，它由matrix和laboratory两个词组合而成，含意是矩阵实验室。它是当今世界最先进、最全面、功能最强大的科学计算工具软件之一，它强大的计算和处理功能被世界的科技研究人员广泛的采纳。它具有的可视化、交互式程序设计的计算环境将信号处理、矩阵运算、数值分析、非线性动态系统的建模、有限元和控制系统仿真等许多功能集成在一个易于使用的视窗中，它摆脱了传统非交互式程序设计语言的编辑模式，编程者可以方便地利用它去开发和实验自己的计算需要，它代表着当今国际科学计算软件的先进水平。对于测仪专业学生来说，主要学习测量和控制方面的知识，这一过程中会有大量的实验数据进行处理和分析，传统方式往往是学生通过人工分析、计算和处理，然后将处理后的数据绘制成图和表格，这种方法不仅极大的占用学生的时间，而且学生容易出现这样那样的错误，同时因人工计算能力的限制，很多实验现象不能直观有效的表现出来。而利用Matlab软件中相关工具箱，学生不仅能够快速地将大量的实验数据进行分析、处理，而且可以通过Matlab的绘图功能把结果直观的表现出来。借助Matlab这种强大的功能，学生可以快速灵活的学好自己的专业知识，也可以掌握这种世界通用的数学分析计算工具，为他们以后进一步深造打下一个良好的基础。

1现今临床生化检验实践教学存在弊端

1．1重手工轻仪器

现今很多院校医学检验技术专业的生化检验实践教学都存在重手工轻仪器的现象，其主要表现一方面是实训课编排的实训内容都是检验项目手工操作法的教学，如从基础生化的重复性试验、干扰试验，到临床生化的血糖测定、总蛋白测定、心肌肌酶测定等试验，全部只教授手工操作法，造成学生在全部的实训时间里只掌握了基本的手工操作技能及分光光度计的使用。并且在手工操作法中，由于分光光度计的老化或灵敏度不够，在丙氨酸氨基转移酶（ALT）、碱性磷酸酶（ALP）等连续监测法检测中观察不到吸光度的变化，得不到结果；另一方面是实训课以手工操作法教学为主，只是在全部实训课程要结束时，用1～2节课的时间带领学生到医院进行临床生化仪器见习，或由专业教师在校内进行生化仪器操作示教，学生都是作为旁观者，只是作一种了解。

1．2手工仪器实践教学相脱离

部分院校医学检验技术专业开设有《临床检验仪器学》这门课程。该课程对自动化生化分析仪、自动化电解质分析仪、自动化血细胞分析仪等各种临床检验仪器进行统一介绍，总课时普遍较少，针对临床生化检验仪器的实践教学则更少。并且在该课程教授过程中，大部分学生不能很好将《生物化学检验》课程学到的专业基础知识、专业知识、专业实践知识与之相联系，而且在生化检验实践教学中又以手工为主，当进入临床生化检验仪器的实践教学时，学生见到全自动仪器的工作运行后，仍然会感到茫然。在教师的短时间指导下，或只是学会如何加试剂，如何对电脑进行操作，而对仪器工作的原理，运行的各个环节的内容，对各项检验项目的实验原理、检测指标及结果的临床意义就不得而知，只掌握了其形没有掌握其神。这些现今临床生化检验实践教学存在的弊端使得培养的医学检验技术专业学生都只是比较好的掌握了生化检验的手工操作，而没有对临床生化检验仪器进行掌握，脱离了临床实际。

2生物化学检验实践教学的改革

1教学理念的转变

正如一句名言“授之以鱼不如授之以渔”，大学的教育更应该注重学生自学能力的培养，就以《仪器分析》课程为例，以“教学传授知识”转向“传授学习知识的方法”为教改方向，加强教学方法的启发性、针对性、互动性等，将“接受知识”和“发现学习”有机地结合起来，积极引导学生由“学会”逐渐过渡到“会学”，注重培养学生获取知识的能力和综合能力及提高创新素质。

2教学内容的更新

目前几乎没有中药学专用的仪器分析教材，所选教材多为应用化学或是材料化学专业的《仪器分析》课本，因此，在实施教学前，要根据中药学专业特点、学生的知识结构状况对教材进行合理的取舍，节选出与专业密切相关的教学内容。

2.1新知识与新技术的介绍内容滞后我们的大学要培养具有创新能力的专业人才，那么我们上课的教材就必须及时地反映学科的前沿，让学生了解并及时地追踪学科方向。目前教材内容似乎已经跟不上仪器的发展速度，一些新技术在现有的教材上很难找到有关叙述。例如在分离方法方面，国外有关毛细管。电泳和超临界流体色谱的文献报道层出不穷，尤其是毛细管电泳技术在近些年来得到快速发展，在分析化学中占有举足轻重的地位，尤其是对于蛋白质、有机物、糖类及DNA等领域显示出优异的分离和分析能力。而国内的多数教材编写时间停留在上世纪的90年代或是本世纪初，因此鲜有关于这些新技术的介绍。为了使学生了解学科前沿，在教学中及时补充仪器分析的新技术和新方法是相当有必要的。

2.2分析方法分布不适合中药学专业在大多数《仪器分析》的教材中主要包括三大类分析方法，分别是光谱分析、色谱分析和电化学分析，仪器分析通用教材与中药学专业的特定要求有一定的差异。中药学仪器分析一般很少涉及电化学方法，所以教学重点应该在色谱学和光谱学上。就色谱法而言，气相色谱仅能解决不到15%中药样品的分离和分析，85%以上的中药分析问题将依靠液相色谱才能解决。然而我国现行的多数教材中，色谱分离方法方面中气相色谱占的分量较重。因此应适当压缩气相色谱分析内容，强化色谱基本理论和高效液相色谱法以及用适当的篇幅介绍超临界流体色谱和毛细管电泳技术。在教学中，我们选择了与中药学密切相关的紫外一可见光谱法、荧光光谱法、原子吸收光谱法、色谱基本理论、高效液相色谱法和气相色谱法作为主要内容，重点讲解，同时选择常见中草药作为实验材料。这样，可让学生把有限的精力投入到重点内容的学习上来，掌握不同分析方法，提高教学质量和效果。