《仪器分析》课程中拉曼光谱的开放实验设计与实践

仪器分析理论和实验是大学化学、应用化学和化学工程类学生的一门专业必修课程,它涉及多种不同实验仪器的原理和应用。拉曼光谱是表征分子结构的一种重要光谱方法,它与红外光谱各有局限又相互补充。但由于目前教学和学生知识条件等限制,与红外光谱比较,拉曼光谱的理论和实验教学开展较少。本文旨在设计拉曼光谱在晶体中应用的开放实验,并将实验实践引入到拉曼光谱的课堂理论教学中,从而引导学生将拉曼光谱知识的难点简单化、形象化,初步了解和掌握拉曼光谱的基本知识原理和应用。     

设计性物理实验教学的探讨

设计性物理实验的开设有利于培养和提高学生的科学实验能力和科学素养,是大学物理实验教学改革的一项重要内容.为了更好地开展设计性物理实验的教学,结合设计性物理实验的内涵,以拉曼光谱实验为例探讨了设计性物理实验的教学过程及其评价方法.     

傅里叶变换红外光谱法中的对比实验教学设计

红外光谱是化合物结构定性分析的主要手段之一,其主要的分析方法有常规透射光谱法、漫反射光谱法、衰减全反射光谱法等。文中以"苯甲酸的红外光谱测定"实验项目为例,分别设计了运用压片法及漫反射法对苯甲酸进行红外光谱检测的实验过程,更新实验教学内容,改进实验教学方法,培养学生的兴趣和动手能力,增强了学生对红外光谱分析方法的理解。     

表面增强拉曼光谱检测食品安全的教学实验开发

针对表面增强拉曼光谱教学内容不够充实的问题,为了加强学生讨论、参与实践和立即应用的互动式学习,设计和实践了一组适合本科学生学习的表面增强拉曼光谱检测食品安全的教学实验,从表面增强拉曼的原理、纳米粒子的合成和表征方法、表面增强拉曼光谱检测食品等几个方面,探索了实验的教学方法和教学过程.实践表明,该实验能够提高学生的学习兴趣、实践能力和科研能力.     

食管肿瘤组织的拉曼光谱研究

使用显微拉曼光谱仪对30例食道肿瘤组织和食管正常组织进行了拉曼光谱检测,发现食道肿瘤组织的拉曼光谱在2932 cm-1和1650 cm-1附近出有明显的拉曼峰,而食管正常组织没有发现明显的拉曼峰.这些差异为利用拉曼光谱诊断食道肿瘤提供了实验依据.     

拉曼光谱技术的发展及其在生物医学领域中的应用

拉曼光谱技术自发现以来广泛应用于检测固体和液体材料的化学成分,它可利用物质的光谱"指纹"信息,区分各种物质样品、检测不同生理状况的细胞及其中的生物分子,如核酸、蛋白质等.为探索拉曼光谱在生物医学领域的应用前景,在概述拉曼光谱原理的基础上,介绍拉曼光谱技术及其衍生出的其他技术,包括表面增强拉曼散射(SERS)、共振拉曼光谱(RRS)、相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)、受激拉曼光谱(SRS)技术等,最后对拉曼光谱的改进与应用提出展望.     

基于液芯光纤的水中甲烷拉曼检测技术

根据经典电磁理论和量子理论分析了拉曼光谱技术,探讨了共振拉曼效应对提高散射光强所起的作用．采用LRS—III型激光拉曼光谱仪对甲烷水溶液进行了拉曼检测实验,实验结果验证了水中甲烷拉曼检测的可行性．根据液芯光纤传光原理分析了输出拉曼光功率与损耗系数和光纤长度的关系,利用LabVIEW软件对液芯光纤的拉曼增益作用进行了仿真,仿真结果表明液芯光纤可提高拉曼光强达10^3倍．针对水中甲烷含量比较低的特点,提出基于液芯光纤并共振拉曼效应的方法,可提高拉曼光强接近10^9倍．     

基于表面增强拉曼光谱分析水溶液中的泰乐菌素

高效液相色谱具有灵敏度高、精确度高和检出限低等优点,因此常被用来检测抗生素类物质;但是该法操作复杂、成本高、对实验人员有较高的要求。表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)克服了拉曼光谱灵敏度低的缺点,具备信息丰富、灵敏度高、准确度高、无需样品预处理、可现场探测等优点。因此实验使用暴沸法-柠檬酸钠还原硝酸银法制备银胶,采用表面增强拉曼光谱检测典型大环内酯类兽药抗生素泰乐菌素(tylosin,TYL)。在考察银胶制备条件对TYL拉曼光谱增强效果影响的基础上,利用最优条件下制备的银胶,考察银胶与待测样品混合比例对TYL拉曼光谱响应信号的影响;并在最佳的实验条件下,对TYL进行了定量分析。结果表明,制备银胶的最佳加热时间为25 min、最佳柠檬酸钠与硝酸银配置比为10∶1。银胶与TYL最佳的混合体积为5∶1。TYL浓度与拉曼信号强度具有较好的线性关系(y=0. 002 4x+4. 146 2,R2=0. 940 1),可以考虑用拉曼光谱定量分析水中的TYL。     

利用光谱类分析仪器开设重金属检测实验

以国家重点实验室为平台,利用光谱类大型分析仪器和师资力量的优势,面向环境科学、环境工程、市政工程等专业本科生开设光谱类分析仪器检测重金属离子的实验,进行环境监测实验教学改革的研究与探索,极大地促进了学生创新能力的培养.     

受激拉曼光谱系统的研制

拉曼光谱是一种包含丰富样品结构信息的光谱技术,但是拉曼光谱检测的缺点是检测灵敏度低和荧光干扰.本实验室研制的受激拉曼光谱系统,是将一束皮秒(10-12 s)脉宽的可见泵浦光和一束由飞秒(10-15 s)脉宽的探测白光共同作用于样品,产生受激拉曼信号.该光谱系统的拉曼泵浦光在可见和近紫外波段可连续调谐,可以同时获取受激拉曼光谱的增益和损失光谱,具有灵敏度高和抑制荧光干扰等优点.分别考察了拉曼泵浦光和拉曼探测光脉冲相对时序、拉曼泵浦光强度对受激拉曼光谱的影响,受激拉曼信号强度在拉曼泵浦和拉曼探测脉冲时间上完全重合时达到最大.在拉曼泵浦光强较小时,受激拉曼谱峰强度随泵浦光强度增大而增大;当拉曼泵浦光强度较大时,损失谱峰强度会趋于饱和,在研究的光强范围内增益谱峰会持续增长,未达到饱和.     

本科院校土木工程专业土力学实验教学改革探索

文章分析了土木工程专业土力学实验课程教学中存在的主要问题,从提高教学质量培养学生动手及创新能力着手,探索性地提出了对土力学实验教学内容及方法的改革措施。通过采用现代化的教学手段以及合理地设置实验项目,从而启发学生思维,提高学生动手能力和创新能力。     

基于网络环境的大学计算机课程实验教学改革分析

在网络环境中,实验教学是大学计算机教师开展计算机课程的重要教学手段,与计算机理论知识教学一样是计算机教学的重要环节,对于培养学生的实践能力和创造性思维具有至关重要的作用.但是,随着中国市场经济的快速发展,网络信息技术的更新换代,传统的大学计算机实验教学活动已经不能符合学生发展的要求,因此大学计算机教师应该采取有效措施改革计算机实验教学课程,促进学生全面发展.本文就针对基于网络环境的大学计算机课程实验教学改革进行浅显的分析和研究.文章先从大学计算机课程实验教学的现状入手,分析阐述了当前大学计算机实验课程教学中存在着教学理念落后,教学内容脱离实际、教学模式不合理、计算机实验室建设和管理不科学等情况,进而提出了网络环境下大学计算机课程实验教学的一些新措施,如采用分层次的教学方法、增加计算机实验课程比例、采用互动式教学方法、改革考核方式及培养学生的创新能力等,为大学计算机课程教师提供一些新的实验课程教学思维与指导,以期提高大学计算机课程的实验教学水平,并促进学生的创造性思维能力和实践能力的培养.     

团队合作学习在提高运动生理学实验教学有效性中的作用

如何提高实验课教学的有效性是一个亟待解决的问题。研究表明,团队合作学习能提高学生学习成绩和学习效率,锻炼学生表达和思维能力,是一种能有效提高实验课教学效果的教学方式。     

在物理实验教学中培养学生的科学素质

实验教学是培养学生科学素质的重要途径。本文从激发学生的学习兴趣、培养学生的观察能力、实验能力、科学思维方法、科学态度等五个方面探讨了在物理实验教学中如何对学生进行素质教育的问题     

在《模拟电路实验》中建立工程技术思维

在《模拟电路实验》课程教学中,一套高效且适合学生的教学手段对学生深入理解模拟电子技术基础知识和学习运用工程技术思维分析解决实际问题能力起着非常重要的作用。以电路工程技术思维的建立与培养为核心,通过器件、信号、结构等的跳线实例阐述了定性粗调与定量估测在实验中的作用与运用,同时也探讨了实验教学过程中的学生互动方式。教学实践表明,上述的思维训练与教学手段具有良好的启发性与可操作性。     

基于计算思维的大学计算机公共课程实验教学

计算思维能力的培养是当今计算机基础教育的核心任务。文章阐述了计算思维的操作性定义,提出了基于计算思维的大学计算机公共课程实验教学改革模式,从课程知识体系、实验内容、实验教学设计及实验教学平台等方面进行课程实验教学改革,以此提高学生的综合能力。     

电工实验三层次教学探索与实践

分析了电工实验教学中存在的突出问题,提出三层次实验教学的新思路和实施方法,切实加强学生实验能力和创新能力的培养.     

电工实验三层次教学探索与实践

分析了电工实验教学中存在的突出问题,提出三层次实验教学的新思路和实施方法,切实加强学生实验能力和创新能力的培养。     

量子力学虚拟实验教学

在量子力学教学中引入虚拟实验课,可激发学生学习的积极性,提高学生的动手能力和思维能力,活跃教学过程。在对大理学院物理本科专业的量子力学教学中,基于Matlab和Mathematica两个平台开发了4个虚拟实验。近两年的教学实践证明,量子力学虚拟实验教学开阔了学生的视野,提高了学生学习的积极性和主动性,对量子力学的教学起到了很好的促进作用。     

基于思考与开放模式的仪器分析实验课程建设

以创新型人才培养和解决仪器分析实验教学中存在的问题为目的,进行了基于＂思考与开放＂模式的课程建设。在教材的编写,教学的实施,增加实验课后的开放教学,增加针对学生科研和毕业论文的开放教学等方面,都体现了培养学生主动性和创新性的教学理念。实践＂思考与开放＂教学模式五年来,解决了仪器分析实验教学中存在的问题,培养了学生自主分析问题、解决问题的能力,学生在科技活动中,利用开放式教学,获得多项校级科研奖励,基于＂思考与开放＂模式的教学,取得了良好的教学效果。