中学中仪器分析归纳

仪器分析在高中教学设置思考

象山中学唐朝军

摘要：仪器分析作为分析化学重要分支之一，在与化学相关的各行各业中具有重要的作用。本文结合我国高中化学的课标和高中教材，对仪器分析作以归纳和总结，并关注新课程的化学改革中仪器分析教学问题和未来的新动向。

关键词：现代分析测试技术仪器分析新课程改革

现代分析测试技术的发展水平是国家科技水平和综合国力的重要标志之一。科学研究离不开现代分析测试技术的发展，同样，科学仪器的发展体现国家科技水平和综合国力。化学是一门以实验为基础的学科，实验贯穿于整个学习过程。仪器分析作为实验化学的一部分，与实验化学有着密不可分的关系，但又有着与高中其它实验部分与众不同的特点。仪器分析在化工、制药、食品分析、环境监测以及生命科学等领域有着广泛的应用，在有关专业教学中占有重要地位，是高等院校化学专业和化学相关专业必修的基础课程之一。笔者搜索1994年至今的化学教育发现大学中讨论仪器分析的有56篇。但从中学角度讨论仪器分析的论文却没有。本文结合仪器化学的特点，浅析我国高中的课标、教材和中学阶段的仪器分析的教学。

一、仪器分析简介

仪器分析是通过测量表征物质的某些物理或物理化学性质的参数来确定其化学组成、含量或结构的分析方法[1]。这类方法常常是测量热、声、光、电、磁等物理量而得到分析结果，而测量这些物理量，一般要使用比较特殊或复杂的仪器设备，故称为“仪器分析”。仪器分析不仅用于物质的定量和定性分析，还可用于状态分析、价态、结构，微区和薄层分析，微量及超痕量分析等，是分析化学发展的方向，广泛应用于制药、食品分析、环境监测以及生命科学等领域[2]。

根据仪器的物理学原理现代的仪器分为质谱分析法、光分析学、电化学学、色谱分析法和热分析法等及其联用（见表一）。中学阶段主要是让学生了解红外吸收光谱、核磁共振氢谱、紫外可见分光光度计和质谱法四种仪器分析，这四种方法也是目前仪器分析中的重要内

表一：常见的仪器分析方法分类

二、仪器分析在中学阶段的课程标准和教材中体现

目前中学阶段主要涉及的仪器分析方法具体体现在：新课程中引入了现代仪器分析的三大类仪器，即光谱类、色谱类和质谱类。要求学生了解现代化学分析仪器在物质的组成和结构的测定中具有的重要作用，并能在具体的化学实验中对这些现代仪器分析加以运用。《普通高中化学课程标准（实验）》（2003）[3]要求“初步了解常见物质的组成和结构检测方法，知道质谱仪、核磁共振仪、红外光谱仪等现代仪器在测定物质结构中的作用；了解质谱仪、元素分析仪在有机化合物组成分析中的运用；了解同分异构体的红外光谱和核磁共振图谱。”

基于仪器分析在现代化学中或缺的地位，中学化学课标对仪器分析内容也有了一定的要求，通过了解仪器分析，拓展高中学生的视野，增加认识分析技术的延伸，增加学生的多种化学表征，以期提高学生的化学素养。

目前我国高中阶段使用的教材三个版本都有相应的仪器分析内容（见表二），并且阐述

三种教材的特点比较鲜明，人教版比较详实，苏教版和鲁科版总是在合适的内容背景下引入恰当的的仪器分析方法。人教版在“有机化学基础”教材中，重点呈现了红外和核磁部分，并且后续化合物章节中表征了重要化合物的核磁共振氢谱的信息；“实验化学”则在附录Ⅶ集中阐述了质谱、红外和核磁原理和应用。苏教版相关的仪器分析内容分散渗透在实验部分和物质鉴定部分，与学生对物质认识相对应，由浅入深，循序渐进，不管是与学生的认识层次还是与教材知识的切合度都比较好。鲁科版与苏教版的编排体系类似，注重知识的和渐进和学生的认识层次，在信息量上比苏教版更要详实一些。三种教材的共同点是都把仪器分析部分作为拓展视野或作为附录部分，以供有兴趣的学生丰富化学视野，增强学生的化学学习热情。但是，由于编排内容的限制，往往图片比较多，并给出应用范围和简单测定表征，所以，不管是教师还是学生都是一知半解，也是目前教材中很难回避的遗憾。

三、目前高中仪器分析教学现状和教学建议

由于教师本身对仪器分析重视程度不够或认识水平有限，在实际教学中往往只是一带而过，所以学生在学习中只注重结果而不注重过程，往往只是通过几张图片或几个结果得到对仪器分析的浅显认识；对于学生所问的比较深刻的问题，教师也是含糊其词，如果是考试考不到方面，也就要求学生放弃深究。造成这种状况的原因是多方面的，仪器分析的学习和教

学与其它实验部分有很大差异，中学教师很难达到大学老师对某一专一领域的丰富的知识储备；中学实验室也不具备单独开设仪器分析条件，购买现代化仪器分析设备及日常维护的所需资金十分庞大，同时大型设备的利用次数资源低，仪器利用率低等，在我国中学实验室中应用现代化的仪器设备是不现实的。

新课改要求为每个学生提供适合的教育，以满足不同潜质学生发展的需要，仪器分析在广泛领域中有着重要的应用，高中学生有能力在这一阶段能够得到进一步的提高，为进入高校打下坚实的基础。

中学阶段的仪器分析不同于大学阶段的教学，具有中学阶段的特殊的特点，根据中学的实际情况进行教育教学，笔者有如下几个方面的建议可作参考。利用新课改的契机，教师把仪器分析作为知识拓展类的选修课程，旨在让学生形成更为厚实的大学基础知识；目前我国高校普遍成立了实验中心，投入了大量的资金用于购置了现代仪器分析设备，靠近这些高校的中学可以充分利用这些设备的闲置时间进行相关的实验教学，既能调动学生的积极性，也能充分发挥这些仪器的应有的作用，实现仪器的的资源共享；学校实验室可以购进相对价格不高和保养要求不高的仪器，让学生感受快速、高灵敏、实时、连续、智能、信息化等方面仪器化学的魅力。

总之，随着社会的发展，仪器分析在获取物质的组成、含量、结构、形态、形貌以及变化方面应用用将更加广泛，是即将进入高校的高中学生面对的重要基础课程。

分析化学中，传统分析在中教学比较好，大学教学能够有效衔接，但对于仪器分析大学却无法有效衔接，中学教学能否处理的好，也是学生进入高校后学习相关专业的成功的关键。参考文献

[1] 北京大学化学系仪器分析教学组仪器分析教程北京北京大学出版社1997年第一版

[2] 杨孝容等.化学教育，2014（1）63-65

[3] 中华人民共和国教育部制订. 普通高中化学课程标准（实验）.北京：人民教育出版社，

2003