原子吸收光譜法綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

摘要：本文分析了原子吸收光譜法綜合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，詳細(xì)分析其中確定實(shí)驗(yàn)樣品和檢測(cè)項(xiàng)目、制定實(shí)驗(yàn)的實(shí)施方案等步驟，以提高設(shè)計(jì)水平。

關(guān)鍵詞：原子吸收光譜法；綜合實(shí)驗(yàn)

高等職業(yè)教育培養(yǎng)的目標(biāo)是具有必要的理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的技術(shù)開發(fā)能力，能夠?qū)W習(xí)和運(yùn)用高新技術(shù)知識(shí)，創(chuàng)造性地解決工作崗位中的實(shí)際技術(shù)問(wèn)題。所以對(duì)理論基礎(chǔ)和實(shí)踐技能的學(xué)習(xí)以“必需、夠用”為度，使培養(yǎng)的人才在實(shí)踐能力上比本科生強(qiáng)，理論基礎(chǔ)的功底比中專生扎實(shí)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為教學(xué)過(guò)程中一個(gè)重要的組成環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思想素質(zhì)、科學(xué)素質(zhì)、文化素質(zhì)、身心素質(zhì)和創(chuàng)新素質(zhì)具有不可替代的作用。要使驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)向綜合性、設(shè)計(jì)性、研究性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變，就要利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室資源精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，把以教師引導(dǎo)為主體的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向以學(xué)生為主體。為此，在原子吸收光譜法實(shí)驗(yàn)中，我們精心設(shè)計(jì)了綜合實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，使學(xué)生在已掌握原子吸收光譜法必要的理論知識(shí)和儀器使用方法后進(jìn)行的綜合性、開放性實(shí)驗(yàn)。

本綜合實(shí)驗(yàn)包括五個(gè)環(huán)節(jié)：第一步是學(xué)生自行確定實(shí)驗(yàn)樣品和檢測(cè)項(xiàng)目，第二步是制定實(shí)驗(yàn)的實(shí)施方案，第三步是具體實(shí)施實(shí)驗(yàn)，第四步是分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，最后是經(jīng)驗(yàn)交流。通過(guò)這五個(gè)環(huán)節(jié)，達(dá)到以下目的：（1）加深對(duì)火焰原子吸收光譜法測(cè)定原理的理解；（2）進(jìn)一步熟悉火焰原子吸收分光光度計(jì)的操作特點(diǎn)和數(shù)據(jù)處理方法；（3）掌握樣品的各種預(yù)處理方法。

一、確定實(shí)驗(yàn)樣品和檢測(cè)項(xiàng)目

實(shí)驗(yàn)以小組為單位（3-5人）獨(dú)立完成，各小組首先自行確定實(shí)驗(yàn)樣品和測(cè)定項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)樣品不受限制，可以是生活中用到，或是自己感興趣的物品。諸如食品或營(yíng)養(yǎng)品，甚至還可以是自己身上的頭發(fā)、指甲等等，檢測(cè)項(xiàng)目可以是鉀、鈉、鐵、鋅、鈣、鎂等營(yíng)養(yǎng)元素，也可以是鉛、鉻、鎘等有害元素。這種自主選擇方式使學(xué)生有真實(shí)感，有動(dòng)手做的激情，在實(shí)踐過(guò)程中有自信心，完成實(shí)驗(yàn)后有成就感。

二、制定實(shí)驗(yàn)的實(shí)施方案

確定實(shí)驗(yàn)樣品和測(cè)定項(xiàng)目后，學(xué)生需要根據(jù)所檢樣品和項(xiàng)目查閱相關(guān)資料，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有資源，制定實(shí)驗(yàn)方案。這個(gè)過(guò)程雖以學(xué)生為主體，但以學(xué)生的知識(shí)水平還不能完全解決可能遇到的問(wèn)題，需要教師建議和引導(dǎo)。如當(dāng)元素含量處在火焰原子吸收光譜儀的檢測(cè)限以下而無(wú)法檢測(cè)時(shí)，除了改用檢測(cè)限更低的石墨爐原子吸收光譜儀以外，對(duì)樣品進(jìn)行濃縮富集后，仍能用火焰原子吸收光譜儀得到滿意結(jié)果。濃縮富集的方法也有多種。這就需要查閱更多的資料，從多種方法中找到適合自己樣品和項(xiàng)目的方法。有的元素測(cè)定時(shí)會(huì)存在較大的干擾，如何消除干擾，就需要具體問(wèn)題具體分析。測(cè)定鈣、鎂含量時(shí)，化學(xué)干擾不可忽視，加入掩蔽劑可有效消除，還有的元素存在較大的背景干擾，這時(shí)可以采用氖燈校正背景干擾。有些學(xué)生查閱資料后，希望采用比較簡(jiǎn)便但還沒經(jīng)過(guò)確認(rèn)的實(shí)驗(yàn)方法時(shí)，如何來(lái)保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性呢，這時(shí)教師就要建議他們做回收率實(shí)驗(yàn)，或與標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行對(duì)照。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，促使學(xué)生多看資料，不僅能讓學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)還了解很多原子吸收光譜法的研究進(jìn)展及最新成果，拓展知識(shí)面。

三、具體實(shí)施實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)方案得到教師認(rèn)可后，學(xué)生就可進(jìn)實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手實(shí)踐。在具體的實(shí)施過(guò)程中，難免還會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，以實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備為例，平時(shí)課程實(shí)驗(yàn)中都是由實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備妥當(dāng)，學(xué)生拿來(lái)用，沒意識(shí)到它的重要性，而在綜合實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生當(dāng)自己的實(shí)驗(yàn)員，試劑、儀器全要由自己解決。由于準(zhǔn)備不充分，而影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)程的現(xiàn)象在綜合實(shí)驗(yàn)開始初期是時(shí)有發(fā)生的，例如等要配制標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，才發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)物質(zhì)還沒進(jìn)行恒重處理，這時(shí)再來(lái)烘干基準(zhǔn)物，幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間就耽擱了。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能讓學(xué)生真切體會(huì)到，如果缺乏周密的計(jì)劃和安排，就會(huì)手忙腳亂。挫折使人成長(zhǎng)，在經(jīng)歷過(guò)幾次失誤教訓(xùn)后，學(xué)生自然地變得耐心細(xì)致了。

四、分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告

撰寫報(bào)告能使學(xué)生再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，進(jìn)一步整理自己的實(shí)驗(yàn)思路。學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果形成書面材料時(shí)，需要運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法去衡量實(shí)驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)可能還會(huì)發(fā)現(xiàn)自己實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題，這時(shí)可能需要去補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)，或者再次驗(yàn)證之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。邏輯思維能力不強(qiáng)，計(jì)算能力較差是高職層次學(xué)生的一個(gè)重要不足。為此，除了強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力以外，不能忽視了撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告對(duì)他們的煅煉。

五、經(jīng)驗(yàn)交流

由于時(shí)間和精力有限，實(shí)驗(yàn)的次數(shù)不能太多，每個(gè)小組只能選擇一種樣品進(jìn)行測(cè)定，但我們沒有要求統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)樣品和測(cè)定項(xiàng)目，而是讓每個(gè)小組自己去決定選用的實(shí)驗(yàn)樣品和檢測(cè)項(xiàng)目。以每班8-10個(gè)小組計(jì)，就可能有8-10種樣品，即使樣品相同，檢測(cè)的項(xiàng)目也可能不同，有的測(cè)鈣，有的可能測(cè)鋅或鐵。有時(shí)檢測(cè)的項(xiàng)目一樣，比如幾個(gè)小組都選擇測(cè)鉛，但檢測(cè)的樣品卻不一樣，有的樣品是食品，有的可能是化妝品，由于樣品不一樣，其中元素的含量就不同，需要選擇的處理和測(cè)定方法也就不一樣。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后的交流會(huì)上，各個(gè)實(shí)驗(yàn)小組把自己所選樣品和項(xiàng)目的測(cè)定方法，以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)拿出來(lái)與其他小組一起分享，就相當(dāng)于我們每個(gè)小組都只用做一個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間做了8-10個(gè)實(shí)驗(yàn)。交流會(huì)上通過(guò)各個(gè)小組的介紹，不僅能讓學(xué)生學(xué)會(huì)某個(gè)具體的樣品和檢測(cè)項(xiàng)目的測(cè)定方法，同時(shí)還能從中總結(jié)出一般規(guī)律，不管檢測(cè)的樣品是什么，檢測(cè)的項(xiàng)目有何不同，檢測(cè)的方法卻大同小異，打消了學(xué)生的畏難思想，極大的激發(fā)他們的自信心，對(duì)于《儀器分析》后續(xù)課程的學(xué)習(xí)起到了很好的鼓舞作用。

總之，這樣的綜合實(shí)驗(yàn)不僅能很好克服 “眼高手低”的毛病，拓展學(xué)生知識(shí)面，提高實(shí)驗(yàn)技能和運(yùn)用知識(shí)的能力，而且還激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新精神，為將來(lái)的實(shí)際工作打下良好基礎(chǔ)，是值得推廣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

（作者單位：廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院）

參考文獻(xiàn)：

[1]劉鳴，畢玉玲，趙美蓉．實(shí)行開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新探索精神[J]．實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2005，(4)：9l-94．

[2]李恬，陳阿林.高校課程整合及在計(jì)算機(jī)開放實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)的研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，(3)：69-71．

[3]彭麗．關(guān)于開放實(shí)驗(yàn)室的幾點(diǎn)看法[J]．實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2005，(2)：132-133．

[4]秦曉靜．開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J]．實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2005，(7)：87-89．

[5]范秋梅 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室開放工作，提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)管理，2004，(5)：129-131．

[6]吳瑤慶．科研成果轉(zhuǎn)化為原子吸收光譜創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J]．實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2009，（2）：13-15.

責(zé)任編輯賴俊辰