《儀器分析》課程標準

《儀器分析》課程標準課程名稱：儀器分析課程代碼：所屬專業(yè)：食品檢測技術課程類型：專業(yè)核心課課內學時：60學分：4編制人：制訂時間：2017年07月審定人：開設時間：2017年08月一、課程的性質與任務（一）課程的性質《儀器分析》是食品檢測技術專業(yè)、食品加工技術專業(yè)的專業(yè)基礎課程，是一門技術性、實踐性非常強的課程。本課程基于儀器分析和食品檢測的工作過程，培養(yǎng)學生使用現(xiàn)代分析儀器，能對食品的原料、半成品和成品等進行定性、定量分析測試的能力，使學生具備從事儀器分析測試技術所必備的素質、相應知識與操作技能，樹立全面質量管理意識，具備提出和解決問題的能力，逐步培養(yǎng)學生的辯證思維和嚴格的科學作風，創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，以及團隊合作精神，為后續(xù)的專業(yè)職業(yè)能力培養(yǎng)打下扎實基礎。（二）課程的任務通過本課程的學習，通過學習電位分析法、氣相色譜法、高效液相色譜法、原子吸收分光光度法、紫外分光光度法、紅外光譜分析法。使學生熟練掌握儀器分析的基礎知識和基本技能，掌握儀器分析中常見的問題的分析及控制，為學生從事分析檢驗工作，學習專業(yè)知識和職業(yè)技能打下基礎，并通過后續(xù)的綜合實訓和頂崗實習進一步強化儀器分析在食品檢驗中的各項崗位技能，為將來勝任食品企業(yè)及檢驗機構的食品分析崗位工作打下堅實基礎。二、課程標準編制的依據本課程標準依據《食品檢測技術專業(yè)人才培養(yǎng)方案》、《食品加工技術專業(yè)人才培養(yǎng)方案》與職業(yè)能力規(guī)劃，以各種不同食品為載體，按照食品檢驗過程中所需儀器分析完成具體檢驗工作。本課程按照食品檢驗工作所需的職業(yè)能力，組織校內專業(yè)教師、校外工程技術人員等設計教學內容。本課程根據高等職業(yè)院校學生的認知特點、質檢工作任務的性質及工作流程，實施模塊下的項目教學模式。整體工作編排由簡到繁、由易到難，具有典型性和可操作性。課時安排60學時，其目的在于強化學生實踐動手能力，實現(xiàn)教學活動、教學內容與職業(yè)要求相一致，使學生具有勝任食品檢驗檢定崗位操作技能與必備知識，達到崗位技能要求。三、課程教學目標（一）專業(yè)能力1.能夠掌握和理解電位分析法、氣相色譜法、高效液相色譜法、原子吸收分光光度法、紫外分光光度法、紅外吸收光譜法的基本原理；2.掌握電位分析法、氣相色譜法、高效液相色譜法、原子吸收分光光度法、紫外分光光度法、紅外吸收光譜法的相關分析流程；3.掌握和理解氣相色譜法、高效液相色譜法、原子吸收分光光度法、紫外分光光度法等分析方法的條件選擇與優(yōu)化原則；4.能夠合理應用電位分析法、氣相色譜法、高效液相色譜法、原子吸收分光光度法、紫外分光光度法、紅外吸收光譜法的定性或定量方法；5．能夠正確使用各種檢測儀器設備，根據產品質量標準要求完成質量分析操作，并對檢測中常見的問題進行分析，并根據分析結果提出正確的方案進行解決。（二）方法能力1．具有舉一反三、自主學習能力；2．具有時間管理的能力，能夠用最短的時間完成相關儀器的使用任務；3．具有應變能力，在突發(fā)事件發(fā)生時能合理快速應對；4．具有自我控制和管理能力；5.能夠正確的自我評價和評價他人，在工作中通過評價來進一步完善工作結果，更好地完成工作任務。（三）社會能力1．具備團隊協(xié)作能力和組織協(xié)調能力；2．具有良好的人際交往能力；3．養(yǎng)成嚴謹的工作作風和實事求是的工作態(tài)度；4．具有社會責任感，誠實守信，并具有良好的職業(yè)道德和吃苦耐勞的精神；5．具有質量意識、安全意識和法律意識。四、課程教學內容與學時安排教學內容課內學時模塊一電位分析法項目一直接電位法2項目二電位滴定法2項目三電位的分析法的應用8模塊二氣相色譜法項目一色譜法基礎知識2項目二氣相色譜法基本原理2項目三氣相色譜儀2項目四氣相色譜法應用6模塊三高效液相色譜法項目一高效液相色譜法的基本原理2項目二高效液相色譜儀2項目三高效液相色譜法的應用4模塊四紫外—可見分光光度法項目一紫外—可分吸收光光度法原理2項目二紫外—可見分光光度計2項目三紫外—可見分光光度法應用6模塊五原子吸收分光光度法10項目一原子吸收分光光度法基本原理2項目二原子吸收分光光度計2項目三原子吸收分析法的應用6模塊六紅外光譜法8項目一紅外光譜法基本原理2項目二紅外光譜儀結構及功能2項目三紅外光譜法應用4小計60五、課程教學設計（一）整體教學設計儀器分析課程以檢測技能為目標進行課程各環(huán)節(jié)的評價和調控；以多種教學形式注重學生職業(yè)能力的培養(yǎng)，并將素質教育貫穿整個教學過程中。食品檢測技術專業(yè)和食品加工技術專業(yè)的畢業(yè)生在該類企業(yè)中主要從事的崗位質量管理員、食品化驗員、生產技術員、品質控制員、質檢員、操作員等，涉及到的典型工作任務有食品原輔料的檢驗、食品半成品檢驗、成品檢驗及食品品質量監(jiān)控等。根據我國食品生產企業(yè)質量分析崗位需求，依據儀器分析課程的內容，設計確立了6個教學模塊。在這6個模塊中，分別設計相應的項目，模塊一電位分析法置了3個項目，分別是直接電位法、電位滴定法、電位分析法應用進行教學；模塊二氣相色譜法設計了4個項目，第一個項目將色譜法的公共知識進行學習，項目2進行氣相色譜法基本理論的學習；項目三講解了氣相色譜儀的結構及功能，項目四進行氣相色譜法的應用進行教學；模塊三高效液相色譜法；模塊四紫外分光光度法；模塊五原子吸收分光光度法、模塊六紅外光譜法，幾個項目的設計思路相同。講述基本原理、檢測儀器結構及及方法應用。本門課程共設計了六個模塊，19個教學任務。本門課程教學內容中所涉及產品的檢測內容依據國家標準確定，按照標準規(guī)定的檢測項目和方法設計工作項目。對于教學中重復的內容（例如：常用檢測儀器的使用、樣品處理方法、產品檢驗標準的查找等），只在其首次出現(xiàn)時進行詳細的講解和訓練，如果在其后的工作任務中再次出現(xiàn)則以學生訓練為主，通過反復訓練提高學生檢測方法和技能操作的熟練性。這種項目開設與產品檢驗中的實際應用相一致，使學生在完成具體項目的過程中來構建相關理論知識技能體系，發(fā)展其職業(yè)能力。（二）單元教學設計模塊一電位分析法（12學時）模塊名稱項目名稱教學內容學時電位分析法直接電位法1.電位分析法的基礎知識：理解電位法測定溶液pH的基本原理、測定溶液pH值的工作電池的組成和電池電動勢與溶液pH值的關系。2電位滴定法1.電位分析法基礎知識：電位滴定法的基本原理，了解方法特點和用途。電位滴定法的基本儀器裝置、電極選擇方法：掌握電位滴定終點確定方法（E～V曲線法、△E/△V～V曲線法）。2.掌握電位分析儀的結構、使用技能及日常維護。2電位分析法的應用直接電位法的應用——直接電位法測定水溶液中pH值直接電位法的應用：布置學生學習任務的，下發(fā)教學任務單，課前知識的預習、相關標準的查找。掌握不同pH值標準緩沖溶液的組成、配制和選擇方法；了解酸度計的構造原理，掌握酸度計的使用和測定溶液pH值的測定技能及日常維護保養(yǎng)方法。4電位滴定法——醬油中氨基酸態(tài)氮含量的測定電位滴定法的應用：布置學生學習任務的，下發(fā)教學任務單，課前知識的預習、相關標準的查找。掌握電位滴定儀的結構及功能。電位分析儀的使用操作技能；樣品處理及的滴定操作技能。儀器日常維護保養(yǎng)方法。4模塊二氣相色譜法（12學時）模塊名稱項目名稱教學內容學時氣相色譜法色譜法色譜法基本原理及分離機制；色譜過程及常用術語；色譜法基本理論；色譜法的來源、分類、特點及應用；2氣相色譜法基本原理氣相色譜法分離基本原理；氣相色譜法分離條件選擇；2氣相色譜儀氣相色譜儀基本組成結構、工作原理；氣相色譜儀流程及各部件（氣體鋼瓶、載氣凈化裝置、空氣壓縮機、減壓閥、穩(wěn)壓閥、色譜柱等）主要作用。樣品進樣方法，溫控系統(tǒng)的作用，掌握程序升溫的方法；氣相色譜儀使用方法及日常維護保養(yǎng)。2氣相色譜法應用1.定性分析法：氣相色譜定性的依據，了解氣相色譜定性分析方法。定量分析法：掌握色譜定量分析的依據，理解定量校正因子的物理意義，掌握相對定量校正因子的測量方法。掌握歸一化法、內標法、外標法等定量方法。2.氣相色譜法技能訓練——蔬菜中有機磷農藥殘留的測定：布置學生學習任務的，下發(fā)教學任務單，課前知識的預習、相關標準的查找。蔬菜中有機磷農藥殘留的測定中樣品的處理。標準溶液的配制，儀器的使用操作技能，檢測數據的分析。6模塊三高效液相色譜法（8學時）模塊名稱項目名稱教學內容學時高效液相色譜法高效液相色譜法基本原理高效液相色譜法種類；高效液相色譜法分離原理及條件選擇；2高效液相色譜儀高效液相色譜儀結構；高效液相色譜儀流程圖及各部件（儲液器、流動相脫氣、高壓泵、梯度洗脫裝置、進樣裝置、色譜柱、檢測器）主要作用；高效液相色譜儀的使用及維護。2高效液相色譜法應用高效液相色譜法技能訓練——食品中苯甲酸和山梨酸含量測定：布置學生學習任務的，下發(fā)教學任務單，課前知識的預習、相關標準的查找。食品樣品的預處理、流動相的配制、儀器參數的設置、樣品的測定4模塊四紫外分光光度法（10學時）模塊名稱項目名稱教學內容學時紫外分光光度法紫外分光光度法的基本原理紫外與可見分光光度法的特點和應用范圍；理解物質顏色和光吸收的關系，掌握吸收光譜有關術語、吸收曲線繪制方法和應用。2紫外分光光度計紫外分光光度計的結構及各部分的作用；分析流程。2紫外分光光度法的應用1.紫外分光光度法的定量分析：分光光度法的定量依據和方法（工作曲線法、比較法）；掌握樣品測定用標準溶液的制備、標準曲線的制備、數據分析；2.紫外光譜法技能訓練——食品中亞硝酸鹽含量測定：課前下發(fā)任務單，學生查找相關標準等資料。食品中亞硝酸鹽含量測定的樣品處理、標準曲線的繪制、樣品的測定、數據的分析。6模塊五原子吸收光譜法（10學時）模塊名稱項目名稱教學內容學時原子吸收光譜法原子吸收法基本原理原子吸收分光光度法基本原理，理解基態(tài)和激發(fā)態(tài)、共振吸收線和共振發(fā)射線的概念；原子吸收光譜輪廓和變寬因素，掌握原子吸收與原子濃度的關系；原子吸收分光光度法的特點；2原子吸收分光光度計原子吸收分光光度計的基本組成部分，理解空心陰極燈、火焰原子化器和單色器的工作原理；儀器工作條件；測定條件的選擇；2原子吸收光度法的應用1.原子吸收光譜法定量分析：掌握標準曲線法、標準加入法的定量依據和方法，掌握標準溶液配制和工作曲線的繪制方法。2.原子吸收光譜法技能訓練——食品中鉛含量的測定：課前下發(fā)任務單，學生查找相關的標準和知識。食品中鉛含量的測定中樣品的處理。標準溶液的配制。標準曲線的測定及繪制，檢測數據的分析6模塊六紅外光譜法（8學時）模塊名稱項目名稱教學內容學時紅外光譜法紅外光譜法原理分子吸收紅外光譜的條件；吸收峰的種類；分子振動的形式；紅外光譜圖2紅外光譜儀結構及功能紅外光譜儀的結構及各部件的作用；紅外光譜儀的使用操作和維護。2紅外光譜法的應用1.紅外光譜法的實驗技術：試樣裝置、樣品的制備紅外光譜法的定量及定性分析；紅外樣品的制備技術；樣品的定性分析及定量分析。2.紅外光譜法的技能訓練——苯甲酸的紅外光譜的測定：課前下發(fā)任務單，學生查找相關資料和標準。苯甲酸紅外光譜圖測定的樣品處理、壓片、儀器的使用，實驗結果的分析。4（三）教學方案設計以項目三高效液相色譜法中高效液相色譜法的應用的任務食品中苯甲酸、山梨酸含量測定為例，介紹單節(jié)教學方案的設計。模塊三高效液相色譜法項目三：高線液相色譜法應用—食品中苯甲酸和山梨酸含量測定任務2：食品中苯甲酸及山梨酸含量的測定（4學時）授課班級食品檢測技術授課時間學時安排4授課地點食品分析實訓室教學設計學生在課前查閱相關理論知識及檢驗標準，課上由教師進行食品中苯甲酸和山梨酸含量測定知識的講授，由學生分組討論，教師答疑。在儀器原理熟練掌握的前提下，進一步講解樣品的處理分析步驟和結果計算，儀器操作步驟，儀器日常維護和使用注意事項。并通過儀器使用操作視頻進行詳細的講解。教學目標專業(yè)能力1．掌握液高效相色譜儀的結構及各部分的功能；2．掌握高效液相色譜儀的操作步驟，樣品分析步驟；3．掌握高效液相色譜儀的使用注意事項及日常維護。方法能力1．學會如何利用資料進行自學；2．具備舉一反三、時間管理的能力；3．學生通過實際操作對自己進行自我評價。社會能力1．樹立安全意識、衛(wèi)生意識；2．具有節(jié)約意識和成本意識；3．具有團隊協(xié)作意識；4.具備一定的人際交往能力和組織協(xié)調能力。重點難點及解決方法重點：掌握高效液相色譜儀的使用流程及各部組成的作用。；難點：1.儀器的操作、儀器的日常維護；2.檢測結果的數據處理及分析。提交成果1．填寫完整的工作任務單（附件2）2．評價表考核方式口試與筆試結合、操作技能考核教學過程課堂活動時間/分鐘方法與手段資源準備工作（上節(jié)課結束時進行）下達任務書：學生利用課余時間，通過教材、網絡和圖書館查詢高效液相色譜法有關的知識，檢驗標準5教師布置任務學生自學附件1參考書目錄組織教學考勤5考勤表學生分組發(fā)放工作任務單在老師的幫助下將學生分成4—5人一組。每組選出一名組長，由組長進行具體分工，發(fā)放工作任務單。分組討論1．附件22．多媒體教室3.實訓室教師講授由教師進行高效液相色譜儀的結構及各部作用、儀器操作流程等知識的講授。35理論講授教材教師講解視頻和動畫演示儀器的使用及原理。30視頻和動畫多媒體分組討論，答疑以組為單位，由學生分組討論，教師答疑10分組討論1．教學PPT2．儀器操作視頻設備示范講解在設備原理熟練掌握的前提下，到食品分析實訓室講解儀器是各部結構及功能，儀器的使用及日常維護。251．教師講授、示范2．學生提問、模擬操作1.高效液相色譜儀2.超聲脫氣機3.儀器操作視頻4.動畫學生任務實施學生分組完成檢測樣品的處理，試劑的配制。樣品的分析。由指導教師進行演示操作。65教師現(xiàn)場操作演示，學生現(xiàn)場操作食品分析實訓室填寫及收取工作任務單完成工作任務的填寫，并在小組內部進行互評，填寫工作任務單、評價表15學生互相評價附件2、3教師評價布置作業(yè)由教師進行總體評價，填寫教師評價表，總結此次課程的完成情況和學生的表現(xiàn)情況。布置下節(jié)課程的內容。20提問互動作業(yè)教師評定1．附件42．多媒體

教學材料準備系列附件：附件1：任務書項目內容題目任務2高效液相色譜法應用——食品中苯甲酸和山梨酸含量測定教具多媒體、動畫、視頻、相關檢測儀器設備學習步驟1、分組，發(fā)放小組工作任務單；2、小組成員具體分工，查閱相關資料，通過對資料的學習，按要求對該任務進行分解；3、教師講授高效液相色譜色譜儀的原理、結構、樣品處理、測定的等理論知識4、分組討論，教師答疑；5、教師通過動畫和高效液相色譜儀色譜儀操作視頻進行講解儀器的操作及各部分的功能，際講解演示樣品處理、測定等步驟操作技能；6、學生分組進行實訓技能；7、填寫工作任務單；8、教師評價、同學互評。學習要求1、分組：學生每4—5個人一組，分工合作共同完成該任務；2、要求做好記錄（包括小組的成員、分工、討論結果等）；3、提出學習和實訓中碰到的問題；4、學生互評要公平、公正。儀器操作及樣品測定要求見參考材料注意事項1、在操作過程中注意操作安全（人身和設備）；2、注意檢測的正確使用，使用完后要進行；3、操作結束后斷水、斷電；4、保證實訓室環(huán)境的清潔；5、實際操作中要符合操作要求。在操作中要解決的問題1、樣品處理的方法？2、儀器使用操作技能及儀器使用注意事項？附件2：工作任務單任務名稱小組號填寫時間小組成員查閱材料儀器結構及功能樣品檢測步驟儀器參數的設置儀器使用的注意事項習題1、高效液相色譜法的原理？2、高效液相色譜儀的操作步驟及使用注意事項？附件3：評價表（學生用）任務名稱：填寫時間：姓名討論（20分）操作過程（50分）和其他組員的配合情況（30分）總分（100分）附件4：評價表（教師用）任務名稱：填寫時間：組名課前資料（10分）分組討論（10分）分工合作（20分）操作過程（30分）完成時間（10分）操作的正確（20分）總分（100分）六、教學方法與手段（一）現(xiàn)場教學法為了創(chuàng)造真實工作任務環(huán)境，將課堂設置在多媒體教室和食品分析實訓室，將必備的知識通過理論教學，動畫演示，視頻等教學方法并且還融于現(xiàn)場實訓教學，使學生在實訓中掌握知識和技能，將理論知識應用到實訓中，在工作任務完成過程中，學習相關知識和實訓操作技能的訓練。教學任務可以直接在儀器分析實訓室中完成食品樣品的檢測任務，邊做邊講，邊學邊做，講練結合，融“教、學、做”為一體，強化學生的能力培養(yǎng)。（二）分組討論法在教師指導下，讓學生圍繞產品檢測方案設計、檢測結果分析評價、樣品處理和儀器設備操作等進行經驗交流，以培養(yǎng)并提高學生的思考能力、閱讀能力、自學能力、語言表達能力，使學生相互學習、相互促進。（三）案例分析教學法以產品檢測中儀器的使用及維護、檢測結果中不合格的數據作為案例給學生分析，從樣品的處理、檢測步驟、檢測數據分析等方面對產品檢測分析數據不合格原因。（四）角色扮演法在實訓教學現(xiàn)場，展示各小組的檢測結果，學生扮演分析檢測人員，進行質量檢測和評價，教學綜合點評，評出最佳檢測員，培養(yǎng)學生依法檢測的職業(yè)素質。（五）模塊下的項目教學法按照所需的檢測儀器設計6個教學模塊，每個模塊下包括基礎知識及檢測儀器、實驗技術、方法應用，由教師（或企業(yè)技術人員）指導學生完成各教學任務，使學生掌握典型任務下，儀器分析樣品的檢驗的具體過程及操作技能。（六）任務驅動教學法每個教學模塊根據教學內容劃分為若干個工作項目，學生根據項目中任務單的具體要求，查閱相關資料單，制訂完成教學項目中具體任務的具體實施方案，最后提交任務成果，培養(yǎng)學生獨立學習、獨立思考、舉一反三、組織協(xié)調、分析解決問題等方法能力。七、課程教學實施條件（一）教學團隊組成及分工該課程教學團隊至少由6名教師組成，其中有4名主講教師。主要承擔教學改革、教學設計、教學組織和理論實踐一體化教學工作；2名實訓指導教師其中1名主要負責課上輔助教學，另一名主要負責課下實訓指導，指導學生拓展學習思路，引導學生解決問題。（二）教學硬件設施及配備為了突出技能培養(yǎng)，強化學生的操作技能，必須建有獨立的食品分析實訓室和儀器分析實訓室，設備齊全，可以進行食品原輔料和產品的分析檢測。除此之外還設有食品分析與檢測實訓室，各種檢測設備一應俱全，能夠進行食品中營養(yǎng)成分、有毒有害物質等各種指標的檢測。這些設施一方面是為了滿足課程教學的需要，將課程內容融于產品檢測實踐中，工學結合；另一方面是為了滿足了課下學生實訓的需要，為學生頂崗實習奠定了基礎。食品分析實訓室主要儀器一覽表序號設備名稱序號設備名稱1電位分析儀8氣質聯(lián)用儀2酸度計9原子吸收分光光度計3紫外吸收分光光度計10紅外光譜分析儀4氣相色譜儀11乳成分分析儀5高效液相色譜儀該課程還要配備有幾個校外實習基地，選取一些分析檢測機構，能充分滿足學生的測產品和原材料等產品檢測的實習要求。（三）教學參考資料1．國家標準（1）《食品中銅測定》，GB5009.13—2017，（2）《食品中鉛測定》，GB5009.12—2017，（3）《食品中鋅測定》，GB5009.14—2017，（4）《食品中有機磷農藥殘的測定》，GB5009.14—2003，（5）《食品苯甲酸、山梨酸和糖精鈉檢測》，GB5009.28—2016（6）《食品衛(wèi)生檢驗方法理化部分》，國家標準化管理委員會，2010年（7）《食品亞硝酸鹽、硝酸鹽檢測》，GB5009.33—2016（8）《食品安全標準》，國家標準化管理委員會，2010年（9）《醬油衛(wèi)生標準分析方法》，GB5009.39—20032．參考教材（1）丁明潔．儀器分析．化學業(yè)出版社，2014（2）郭峰，牛春艷．現(xiàn)代儀器分析．中國質檢業(yè)出版社，2016（3）張境，師邱毅．食