水质检测仪的设计与实现论文

基于PLC的音乐喷泉控制系统设计 ①页数 71页②字数 29180个③ 摘要 摘要中国幅员辽阔，地形丰富多样，无论南北、东西，都不乏江河湖泊，水资源丰富。随着国民经济的恢复和发展，人民生活水平的提高，一些城市的城建、园林主管部门在城市建设、改造的过程中，以及环境的美化和文化氛围的营造上对喷泉提出了求新的要求在喷泉得到广泛应用的过程中，也出现了一些问题和不足，如自动化水平低下、高能耗等制约了喷泉行业的发展。因此，提高音乐喷泉控制系统的自动化水平，保证喷泉效果，节约喷泉运行成本，对我国喷泉行业具有重大的现实意义。本论文以音乐喷泉为基础，对其控制系统进行了深入的研究和设计，从而实现音乐喷泉的控制、灯光组合、音乐跟随等相互配合。首先，论文详细介绍了音乐喷泉控制系统工程要求，并根据工程要求，基于PLC对控制系统进行总体设计，提出新的控制系统方案：以PC机和组态软件MCGS组成上位机监控系统，PLC和各种电气元件组成下位机控制系统。论文详细描述了各部分的功能。 其次，根据控制方案和现场设备的控制要求，对下位机控制系统进行硬件配置和软件设计。PLC作为主控单元，论文对其型号选择、I/O设计、外部硬件连线等进行了详细介绍，采用顺序控制方法设计了系统的工作流程图和PLC程序。并根据工程要求合理选择所需的元器件，并对所用到的变频器进行主要参数设置。最后，采用组态软件MCGS设计了上位机监控系统。通过与下位机PLC的通讯，上位机实现水处理流程显示、设备运行监控、实时报警处理、信息查询与打印等功能，并分别详细阐述了各功能的具体实现方法。上位机监控系统画面简单直观，操作方便，具有良好的人机交互性。④目录目录摘 要 1引 言 11 绪论 课题的来源 课题的研究背景 目前国内外的技术水平现状 课题的意义 课题的主要内容 42 基于PLC音乐喷泉控制系统的设计 音乐喷泉介绍 控制系统的总体方案设计 控制系统的基本结构 上位机监控系统的内容和功能 下位机控制系统的内容和功能 控制系统的控制方式 控制系统的外围设备组成 潜水泵 电缆 LED水下灯 隔离变压器 变频器 103 下位机控制系统的硬件设计 下位机控制系统的硬件配置 PLC PLC的主要功能 PLC的基本组成 PLC扫描工作原理 PLC的工作过程 下位机控制系统的PLC选型及端口配置 I/O端口设计 下位机控制系统的PLC选型 PLC I/O端口的具体配置 PLC系统的可靠性设计 音乐喷泉对音频信号的跟随性设计 辅助元件的选型 微电脑时控开关 液位控制器 水质检测仪 下位机控制系统的电气原理图 PLC的外部连线 下位机控制系统主回路的电气原理图 274 下位机控制系统的软件设计 下位机控制系统的软件组成 下位机控制系统的PLC程序设计 PLC的编程语言 西门子S7-300编程软件STEP 7 音乐喷泉控制系统PLC程序设计 水处理系统PLC程序设计 PLC程序的写入 西门子S7系列PLC与计算机的通信 数据通信方式 S7-300系列PLC的通讯类型 控制系统PLC串行通讯的实现 515 水处理系统上位机监控系统的软件设计 水处理系统药剂说明 水处理系统上位机监控系统的特点 组态软件MCGS MCGS的主要特点和基本功能 MCGS的组成及各部分功能 MCGS用户应用系统的构成 S7-300系列PLC与MCGS系统的通讯 MCGS系统的通讯 S7-300系列PLC与MCGS通讯的实现 运行监控画面 实时报警画面 历史信息查询画面 63结 论 65参 考 文 献 67附录A 电气一次原理图（1） 68附录B 电气一次原理图（2） 69附录C PLC硬件接线图 70致 谢 71⑤关键字 关键词：音乐喷泉；控制系统；PLC；组态软件MCGS⑥参考文献;[1]金儒霖.人造水景设计营造与观赏[M].中国建筑工业出版社,2006．1-3.[2]沈建国.世界城市化的基本规律[J].《城市发展研究》,(6):54-59.[3]周斌.机电一体化实用技术手册[M].北京:兵器工业出版社,1994．21-45.[4]CHE系列矢量变频器说明书[G].英威腾电气股份有限公司, 2006:1-3.[5]杨公源,黄琦兰.可编程控制器应用与实践[M]. 清华大学出版社2007．78-90.[6]张延灿.喷泉工程发展及其设计问题(上)给水排水[M].1998,24(7):47-50.[7]张延灿.喷泉工程发展及其设计问题(下)给水排水[M].1998,24(8):43-46.[8]俞丽华.《电气照明》（第二版）[M].同济大学出版社,2001．120-125.

奶牛场挤奶设备每次在挤奶前和挤奶后必须清洗干净[1]。挤奶设备的清洗有预洗、碱洗、酸洗。每次挤奶前预洗，挤完奶后必须立即碱洗，一般每周对挤奶设备进行一次酸洗。目前国内生产的挤奶机自动清洗控制器一般只有碱洗、酸洗、预洗三个功能（有的没有预洗功能），清洗结束时也不检测是否清洗干净，清洗时间不可调，且没有和上位机通信功能。由于国内生产的挤奶机自动清洗控制器的控制功能不全，目前国内使用的带自动清洗系统的挤奶机大部分都是从国外进口的，国外有不少公司生产挤奶机的自动清洗控制器，如瑞典的DeLaval(利拉法)乳业机械有限公司、英国的FULLWOOD(富尔德)畜牧机械有限公司、丹麦的SAC挤奶设备有限公司等，这些公司生产的控制器的控制功能比较全，但也都没有和上位机通信功能，且售价非常高，国内一般奶牛场的购买能力相对较低。目前国内中小型奶牛场基本上都没有安装自动清洗系统，挤奶机都由手工清洗，对于小型挤奶机如提桶式、移动式挤奶机，手工清洗比较方便，而对于大型挤奶机，手工清洗时必须由操作人员多次来回打开闸阀，清洗时间由操作人员控制，清洗是否干净由操作人员根据肉眼观察决定，有可能使挤奶机清洗不干净，从而导致牛奶的卫生和质量降低，直接降低奶牛场的经济效益。 随着计算机和信息技术的发展，大中型奶牛场的发展趋势必然是实现计算机和信息化管理。如果控制器能和上位机通信，就可实现在控制室中用计算机控制挤奶机的清洗。针对以上情况，研制出适合我国国情、成本低的自动清洗控制器，该控制器可以安装在管道式或厅式挤奶机上，奶牛场在现有的管道式或厅式挤奶设备上添加真空电磁阀和该自动清洗控制器就可以把手工清洗改装成自动清洗系统，且改装成本低。使用该自动清洗控制器，可以提高我国挤奶机的市场竞争力，减少自动清洗控制器及挤奶机的进口，降低我国奶牛场（特别是中小规模的奶牛场）的设备成本，促进我国畜牧业生产的快速发展。 为了确保牛奶的卫生和质量，世界上许多国家对挤奶机的清洗都有自己的标准。我国目前挤奶机的清洗还没有国家标准，但有许多相关的国家标准，如 GB/T 8186-1987《挤奶设备 试验方法》、GB/T 6914-1986《生鲜牛乳收购标准》、GB 12073-1989《乳品设备安全卫生》，这些标准也涉及到挤奶机的清洗，该自动清洗控制器是根据我国挤奶设备的相关国家标准以及参考英国标准[2]研制的。2 控制器的设计 控制器实现的功能根据挤奶机清洗和系统设计要求，控制器实现以下六项功能： 1、整个清洗过程自动完成；2、清洗结束时自动检测清洗质量；3、水温不够时自动报警；4、向上位机传送每班的挤奶量；5、显示清洗过程及时间；6、能接收上位机控制。 控制器的硬件设计根据设计的总体要求选择MCS-51系列单片机80C552芯片作为控制器的CPU，根据实际需要在80C552外部扩展64K程序存储器 AM28F512和8K静态数据存储器6264。80C552芯片是荷兰PHILIPS公司生产的增强型80C51单片机[3]，指令系统与80C51完全兼容，有6个I/O口，内部集成有A/D转换器。选用80C552作为CPU，不用扩展A/D转换器和I/O口。除80C552及其基本系统外，还有键盘、显示、通信、信号检测和输出控制部分。该控制器硬件结构图如下：图1 控制器硬件结构图 输入信号部分输入信号有热水温度检测、水质检测以及奶泵启动次数三个信号。挤奶机在碱洗或酸洗时，一般采用600C~850C的热水加清洗液清洗。挤奶机在清洗过程中，控制器自动检测热水温度是否达到要求，只有在热水温度满足要求时控制器才按设定步骤清洗，如果热水温度低于600C控制器自动报警。控制器中热水温度检测采用National Semiconductor Corporation 生产的LM35DZ型温度传感器，LM35DZ是电压输出型集成温度传感器，直接以摄氏度校准，使用方便，在250C时精度为，测温范围为- 350C~+1500C，线性度好。LM35DZ在00C~+1500C范围内输出是0mV+，因水温在00C~1000C范围内，所以LM35DZ的输出在0V~之间，通过一级放大就能满足80C552 P5口的输入要求，具体放大倍数等于5。系统中选用低漂移型集成运放AD OP-07放大LM35DZ的输出信号。AD OP-07是高精度运算放大器，具有极低的失调电压（10μV）和偏置电流（），它的温漂系数为μV/0C，长期稳定性能指标为 μV/每月。AD OP-07具有较高的共模输入范围（±14V），共模抑制比CMRR=126dB以及极宽的供电电源范围（从±3V到±18V），系统中选用±15V供电电压。温度检测传感器LM35DZ输出的信号经集成运算放大器AD OP-07放大后输入到80C552的ADC0（）口，由80C552内部的A/D转换成数字信号。挤奶机清洗结束时，控制器自动检测清洗的质量，如果已经清洗干净，则清洗结束，否则再次清洗直到清洗干净为止。挤奶机清洗是否干净由专用的水质检测仪检测清洗完时排出的水是否符合标准决定，水质检测仪检测水质时输出0~15mV的电压信号经放大后输入到80C552 的ADC1（），由80C552内部的A/D转换为数字信号。因为水质检测仪输出0~15mV电压，为了满足80C552 A/D转换的电压要求，电路中选用两级放大，第一级放大倍数为20，第二级放大倍数为倍，两级共放大330倍，水质检测仪输出的0~15mV电压信号经两级放大后在0~之间，满足A/D转换的输入要求。奶泵启动信号是开关量，系统中利用RC电路和光电隔离抑制干扰。控制和报警部分控制和报警部分通过80C552的P1口实现，具体分配如下：控制冷水电磁阀；控制热水电磁阀；控制碱液电磁阀；控制酸液电磁阀；控制消毒液电磁阀；控制海绵球挤水；控制挤奶机系统断电；控制水温不够时报警。系统的控制电路用来控制各个电磁阀的开关，因为启停的负荷不大，所以系统采用继电器隔离输出控制。因继电器触点的负载能力比较大，能直接控制动力电路。系统中输出口P1与低压小继电器之间接有集电极开路的OC门型驱动器SN75452B。SN75452B是TI公司生产的集成功率驱动芯片，是两路双与非功率驱动器，它的吸收电流IOL= 300mA，几乎能驱动任意型号的小型继电器。 由于P1口的和是80C552的I2C串口的SCL和SDA线，内部没有接上拉电阻，所以在设计中和接有上拉电阻。P1口的其它6个管脚内部接有上拉电阻，外部无需再接。 通信部分控制器与上位机的通信采用RS-485总线标准，由MAX485芯片与80C552的串行口构成。系统用80C552 口控制MAX485的接收器的输入和驱动器的输出，A和B之间接一个120欧的匹配电阻。 RS-485标准为半双工，在某一时刻，一个发送另一个接收。它通过传输线驱动器，把逻辑电平变换成电位差，完成始端的信息传送；通过传输线接收器，把电位差转换成逻辑电平，实现终端的信息接受。RS-485标准每个通道要用两条信号线，如果其中一条是逻辑"1"状态，另一条就为逻辑"0"。RS-485 标准允许驱动器输出为±2~6V，接收器可以检测到低到200mV的输入信号。 因为控制器安装在远离管理办公室的挤奶车间，控制器和管理办公室中的上位机通信距离比较长，所以选择RS-485总线标准而不用常用的RS-232C标准，因为RS-232C有数据传输速率慢，传送距离短，接口处各个信号间容易产生串扰等缺点；而RS-485标准克服了RS-232C的缺点，具有通信距离长，传输速率快的优点，在通信速率为100kb/s时通信距离可达，满足控制器与上位机的通信要求，而且RS-485是一种多发送器的电路标准，它允许双导线上一个发送器驱动32个负载设备，每个负载设备可以是被动发送器、接收器或收发器，采用RS-485标准，便于控制器和将来扩展的其它设备通信，符合计算机管理生产车间的需要。MAX485芯片是MAXIM公司生产的差分平衡型收发器芯片，包含一个驱动器和一个接收器。用MAX485组成的差分平衡系统，抗干扰能力强，接收器可检测低达200mV的信号，传输数据可以从千米以外得到恢复，因此特别适合于远距离通信，可组成满足RS-485标准的通信网络。 显示和键盘部分控制器的显示部分选用北京青云创新科技发展有限公司生产的LCM12232ZK液晶显示模块，该模块的液晶屏幕为122*32，可以显示两行，每行能显示15个字符，能满足控制器的要求。控制器的键盘由80C552 和组成的行列式键盘构成，在行线上接有10KΩ上拉电阻，可设置16个键，系统中用了9个功能键，分别为预洗、碱洗、酸洗、增1、减1、开始、暂停、继续和停止功能。 控制器的软件设计控制器的运行程序用C51[4]语言编写，采用模块化设计，整个程序由主程序和各模块程序组成，其主程序流程图见图5所示。程序中rdata数组用来接收上位机发送的信息。图2主程序流程图其中水温检测、真空电磁阀控制、自动检测清洗质量、A/D转换及显示都在预洗、碱洗、酸洗程序中完成。控制器的上位机控制程序用VC++语言编写，上位机和控制器之间的串口通信采用VC++中的串口通信Microsoft Communications Control[7]控件。MSComm控件是 Microsoft公司提供的简化的Windows下串行通信编程的ActiveX控件，它为应用程序提供了通过串行接口收发数据的简便方法。 MSComm控件提供了两种处理通信问题的方法：一是事件驱动方法，一是查询法。事件驱动通信是处理串行端口交互作用的一种非常有效的方法，这种方法的优点是程序响应及时，可靠性高。上位机控制程序中采用事件驱动方法处理通信问题。 该程序能在上位机上控制挤奶机自动清洗。上位机控制程序运行界面如图3所示。图中预洗、碱洗、酸洗、暂停、继续和停止按钮和控制器的相应按钮对应，比如控制器收到上位机发送的"预洗"信号后就调用"预洗"程序进行预洗。0~9十个数字用来设置清洗时间，清洗时间小于100分钟，所以时间按两位数设置，比如设置9分钟，先按按钮0，再按按钮9。"握手通信"部分用来和控制器联络，联络时先在发送握手信号编辑框中输入大写字母"A"，然后点"发送"按钮，控制器收到上位机发送的握手信号"A"后，回送信号"B"，"B"在接收信号编辑框中显示，上位机收到并显示"B"后，表示握手成功。"清除"按钮用来清除" 发送握手信号"和"接收信号"编辑框中的内容。发送握手信号编辑框用来输入发送握手信号"A",接收信号编辑框除显示控制器回应的握手信号外，还显示上位机向控制器发送的信息，比如设置时间时接收信号编辑框中显示设置的时间值。程序的控制顺序为：上位机先联络控制器，握手成功后上位机发送控制命令。清洗控制的设置过程为：先按清洗键，比如"预洗"、"减洗"、"酸洗"按钮，再设置时间，然后按"开始"按钮。程序中默认的通信端口是COM1口，如果COM1 口已被占用，可选择COM2口。按钮"传送奶泵启动次数"是通知控制器向上位机传送当班的奶泵启动次数。上位机对控制器发送命令时必须先握手，以免控制器接收不到上位机发送的数据。图3 上位机控制程序运行界面 控制器的抗干扰设计为了避免干扰，在控制器的设计时采用了数字滤波技术[5]。数字滤波不需增加硬件设备，可靠性好，稳定性高，不存在阻抗匹配问题，而且使用灵活，修改方便，可以多次调用，与硬件滤波相比有很多优点。数字滤波方法很多，根据需检测的温度和水质的特点，控制器中分别采用中值滤波法和中值平均滤波法滤波，采样次数N=5。 3 结束语该控制器已经调试，并试验成功。试验证明该控制器工作可靠，操作方便，能自动完成挤奶机的清洗与检测，清洗时间可调，能与上位机通信，清洗的质量达到相关国家标准[6]。该控制器还有待改进的地方，如果清洗过程中能自动调配碱液或酸液的浓度则可更进一步实现挤奶机清洗的现代化。

应用化学是介于理科与工科之间的一门理工结合型学科,应用化学专业的毕业生可服务的社会领域非常广泛。下面是我为大家整理的应用化学毕业论文，供大家参考。

摘要：在完善应用化学实验教学内容改革的同时，继续加大了对实验教学设备的调研与采购。着重按照现行企业运行模式中的方式，采用一些先进的小型化设备与仪器，让学生在实验操作技能锻炼的同时，熟悉设备与仪器的使用，这为学生进入企业能尽快投入到工作中奠定一定的基础。

关键词：应用化学;实验

1应用化学实验课程现状

从实验教学内容来看，大体上分为三个部分:其一，典型的物质合成，占实验教学内容的，从教学范畴上属于有机化学实验教学内容，不利于学生应用化学实验的开展;其二，系列产品的配制实验偏多，占实验教学内容的，咋一眼看上去，内容较为丰富，但都属于同一范畴，造成实验类型单一;其三，提取类实验，占实验教学内容的20%，操作方法基本上相同，很难体现出应用化学实验的真正目的。另外，从学科与地方经济发展的角度考虑，包头隶属于稀土产业的主产地，国家中长期发展纲要中，把内蒙古定位成国家重要的能源基地，尤其是在化工行业中尤为突出。然而，从应用化学实验教学内容来看，并没有突出化工行业中典型流程的分离，脱离了地方产业的发展，违背了应用化学实验在人才培养方法中的重要地位。同时，从大的环境来看，高校从事应用化学专业相关的人员很多，但在这个领域中具有技术型的人才偏少，往往因设备、技术和资金等原因只停留在理论阶段，很难实现校企合作，时间长了，理论就会偏离实践。鉴于以上原因，我校化学学院在12版人才培养方案修订的同时，着重对应用化学实验教学内容进行了改革，强化高校与地方产业的联系，重点突出校企合作平台建设，丰富应用化学实验教学内容。

2应用化学实验课教学内容改革

实验教学课时的变动

按照化学学院12版人才培养方案的修订，对于应用化学实验教学内容修订正处于尝试与完善阶段，在人才培养方案修订的同时，兼顾多方面考虑，将原有应用化学实验90课时，缩减为35课时，并且由原来的两学期变成一学期。在应用化学实验教学内容完善并走向正常化运行时，进一步修订补充应用化学实验教学课时，真正实现应用化学实验教学对应用化学专业学生走向社会的需求。

实验教学内容的转换

对于应用化学实验教学内容的改革，我们在吸收原有实验教学内容的基础上，积极与周边化工企业、煤化工企业和环保局等多次接触，一方面了解这些企业岗位群体的实际需求以及对毕业生的要求，另一方面积极学习这些企业对化工原料、煤化工以及环境监测等方面的技术，组织相关专业任课教师依据应用化学实验课程改革要求，结合企业生产环节，充分调研，再通过相关文献检索与其他院校开设应用化学实验教学内容进行对比，初步对应用化学实验教学内容梳理为四个方面。就稀土元素分离与提取模块而言，学生在掌握基本无机化学实验的基础上，通过分层次教学手段，强化学生实验技能的培养，建立与地方稀土企业的密切联系，如与当地金蒙稀土集团有限公司和稀土研究院搭建校企合作平台，让学生形成实验—实践—再实验三者循环模式(见图1)，杜绝因课堂实验教学的单一性和程序化给学生实验造成不良的惯性学习习惯。煤化工实验模块，也是应用化学实验尝试引入教学环节的新举措。最近几年来，随着包头新型煤化工企业相继入驻，对煤化工类的人才需求越来越多，学校也非常重视与这些企业的联系，每年利用化工专业见习和专业实习机会，加大拓展实习基地的建设，目前已经与内蒙古乌海化工、鄂尔多斯大陆新区的煤制天然气和煤制油等大型企业建立了良好的合作关系。有必要尽快将煤化工实验模块引入到课堂教学中，除建立以理论教学促进实验教学体系以外，还应建立以实践基地建设来完善实验教学的新模式。既丰富学生教学实验内容，又能为相关用人企业培养具有专业背景的人才，实现学校与企业，企业与学生，学生与学校互利双赢的金三角格局。环境检测与分析模块是结合当前国家重视环境保护，促进生态环境建设而提出的。包头具有丰富的煤炭资源，新型的能源化工企业规模正在逐步扩大，对节约资源、实现环境与效益双赢的意识也越来越高，环境治理与检测相关专业的人才也逐步受到重视。但从现实来看具有这方面的专业人才相对匮乏。为此我们在应用化学实验教学中加大环境监测与分析方面的教学内容，进一步拓宽学生视野，掌握一定的专业技能，为社会输送可用人才。

实验教学设备的完善

在完善应用化学实验教学内容改革的同时，继续加大了对实验教学设备的调研与采购。着重按照现行企业运行模式中的方式，采用一些先进的小型化设备与仪器，让学生在实验操作技能锻炼的同时，熟悉设备与仪器的使用，这为学生进入企业能尽快投入到工作中奠定一定的基础。对于一些大型的、一时无法满足教学实验的仪器，采取积极与临近科研院所沟通的形式，转移课堂教学，通过现场学习的方式进一步完善应用化学实验教学体系。目前，按照我校12版人才培养方案的修订，结合多方面的努力，应用化学实验教学内容已经修订完成。以11级的学生作为研究对象，正在实施运行当中，根据学生的反馈与实际教学效果，反响很理想。当然，在实际实验教学中也发现一些问题，正在积极总结经验，争取进一步完善应用化学实验教学改革。

参考文献

1、应用化学专业建设与实践研究张群正化工高等教育2004-09-30

2、走理工融合之路 培养应用化学专业高素质创新人才杨屹; 陈咏梅; 白守礼; 许家喜; 李蕾; 李保山中国大学教学2013-07-15

摘要：经过近几年的建设，我们制定了明确的课程建设目标和规划，建立了较为完善、科学的课程体系，做到了理论联系实际，课内课外结合，既传授知识和技能，又培养学生的应用能力和综合素质。

关键词：应用化学;仪器

1仪器分析实验课程设置

课程设计理念

“仪器分析实验”是应用化学专业必修的基础课程之一，它是分析化学不可分割的重要组成部分。通过本课程的学习，学生比较系统地掌握仪器分析的基本理论和操作，能根据不同仪器的性能、不同分析对象选择合适的分析方法。能够运用分析技术解决生产和科研的实际问题，并初步具备从事仪器分析方面研究工作的方法与能力。为此，我们的设计理念是“夯实基础，综合训练，创新提高，实践应用”。“夯实基础”要求所有学生都要完成基础性实验，加深理解仪器分析的基本原理，掌握大型仪器的使用方法;“综合训练”是指每个学生必须完成部分综合性实验，能够综合运用所学的知识和各种仪器分析测定实际样品，掌握常用的样品前处理方法;“创新提高”是指学生自主选择1-2个创新性实验，课下完成，针对生产生活实际中的某个问题，查阅文献，设计实验方案，优化实验条件，得到产品，进行表征或测定，并评价其使用效果，无论成功与否，都要给出合理的解释。通过这样的训练，可以培养学生的问题意识和创新能力，为下一步毕业论文和今后的研究生学习奠定基础。“实践应用”是指学生通过见习实习，加深理解课堂上所学的知识;更重要的是利用学到的基本理论和分析方法去解决生产生活中遇到的实际问题，增强综合应用能力。

课时安排

在2011版应用化学专业培养方案中，仪器分析实验在第5学期与仪器分析课同时开设，安排在无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验等基础课程之后，48学时，开设12个实验项目，教学大纲提供了26个项目，其他实验项目作为开放实验，供有兴趣的学生课下完成。

课程体系

近年来，我们紧紧围绕应用型人才和创新型人才培养目标，按照仪器分析实验的要求，课程组以教育部精品课程建设宗旨为指导，以学生实验能力和创新能力培养为切入点，对仪器分析实验课程目标和教学内容进行了一系列改革，形成了相对独立的由基础性、综合性与创新性实验以及实践实训构成的课程新体系，体现了从易到难、从简单到综合、从基本技能训练到创新能力养成的认知发展规律。

(1)基础性实验

共有8个基础性实验，其中6个为必做实验。该类实验针对基本的分析方法，选择常用的仪器，开设较为简单的实验，目的是让学生学习和掌握大型仪器的使用方法和基本操作，了解仪器的基本结构，学会记录和分析处理数据，为养成良好的科学素养打下基础。通过第一层次的实验，强化了学生的动手能力和操作技能，并为后续实验奠定了基础。

(2)综合性实验

2个综合性实验为学生必做实验，其余10个为选做实验。综合性实验包括样品前处理和分析测定两部分。目的是让学生进一步熟悉原有仪器的使用，学习新型仪器的操作，如气质联用仪、液质联用仪、X-射线衍射仪等，掌握常用的样品前处理方法，培养学生综合运用知识解决问题的能力。

(3)创新性实验

该类实验难度较大，教师精选生产生活实际中的问题，只给出实验要求。学生必须进行社会调查、查阅文献、设计方案、独立完成实验、分析数据、得出结论。这类实验以开放性实验开出，与大学生创新训练项目、教师科研课题相结合，培养学生的创新能力和科研意识。

(4)实践实训

为了实现应用型人才的培养目标，课程组非常重视学生的实践实训工作，积极开展第二课堂。结合环保主题开展临沂市水质调研、土壤中重金属污染情况的调查，对水质的各种指标和土壤中重金属离子的含量进行测定。学生查阅文献设计方案，不同小组可以选用不同的仪器进行测定，进一步熟悉气相色谱仪、液相色谱仪、ICP-OES光谱仪、原子吸收光度计和原子荧光光度计的使用，掌握样品的前处理方法。比较不同小组的测定结果，并与国家标准对照，确定水或土壤是否被污染。2011年，我们组织的临沂大学沂河水质调研团获山东省暑期“三下乡”社会实践优秀服务队。充分利用现有的实习基地组织学生进行参观学习或实习，在实践中开阔视野，学习了解先进的分析仪器。学生在学习仪器分析之前，接触到的分析仪器都是玻璃仪器，复杂一点的就是紫外-可见分光光度计，所以对于大型仪器非常陌生。开始新课前，我们组织学生分组到仪器分析实验室和分析测试中心，见识将要用到的大型仪器，对于学校没有的较先进的仪器，就带学生去实习单位参观，了解分析化学的应用领域，大型仪器在现代分析中的重要地位，明确仪器分析要解决的问题，让学生带着实际问题学习，增强学习的目的性和针对性，提高学习效果。教学结束时，部分有兴趣的学生，可以再去实习基地见习或实习1～2周，用学到的知识去解决问题，对实际样品进行处理和测定，深刻体会学有所用、学有所成的道理。大四下学期，所有的学生都要去基地实习2-3个月，实习期间，学生进行系统的训练，从设计方案，到优化条件，最终建立一种灵敏度较高、选择性较好的分析方法，或者对已有的方法进行改进，在校内教师和基地老师的指导下完成毕业论文。

2仪器分析实验课程内容

为了适应不断发展变化的社会需求和人才培养需要，我们积极吸收行业企业参与课程内容和课程体系改革，临沂市环境监测站、临沂市出入境检验检疫局、临沂市产品质量监督检验所、临沂市药品检验所等监测部门、山东金正大生态工程股份有限公司、鲁南制药集团股份有限公司、天津药明康德新药开发有限公司、山东潍坊润丰化工有限公司等企业对仪器分析实验项目的设置提出了修改建议。我们主要从以下几方面对实验内容进行了修订。

从生产生活实际出发选择实验内容

仪器分析实验教学的内容要贴近生活、生产实际，强调知识的应用和内容的开放性，这样才能激发学生的好奇心，从而引起对实验的兴趣。讨论问题不能一味地从理论知识开始，应注重从与知识相关的应用和技术以及社会的角度进行思考，从项目(主题)及应用性的问题出发，根据需要合理选择实验内容。例如:在原子吸收分光光度法中就可以选择头发中微量元素含量的测定，双波长紫外分光光度法测定复方磺胺甲恶唑片中磺胺甲恶唑含量，循环伏安法可以选择各种饮料中葡萄糖含量的测定，既保证了实用性，又增加了前处理的内容。对于社会上出现的一些热点问题将其有选择性地融入仪器分析实验教学中，如假药的检测、苏丹红及三聚氰胺的分析等此类探索研究性实验，作为开放性实验，对一些有浓厚兴趣且基础较好的学生单独开放。学生通过实验可以体会到仪器分析实验在社会生产和生活中的巨大作用，以及给社会生活带来的便利，并且认识到，如果不合理地利用科学技术，它会给人类带来危害，甚至是灾难，让学生关注与科学有关的社会问题，增强社会责任感。

删除陈旧的内容，增加新技术新方法

传统的仪器分析实验内容多是一些验证性和低层次的常规实验，与现代实验方法技术和现实应用等相差较远，无法调动学生学习实验课的兴趣和积极性。在实验课的教学过程中，必须结合科学发展前沿介绍本学科的新理论、新方法，以及本学科与其他相关学科的关系。以基础理论为主线，以典型的实验为重点，以实际操作为核心，在集中讲授研究成熟、应用性广泛的仪器方法的同时，要让学生通过查阅文献，掌握现代仪器理论的最新动态，了解本学科涌现的新知识、新技术、新方法，使学生受到现代科学技术的熏陶。基于这一想法，我们增加了有关新仪器、新方法、新技术的实验，如“吹扫捕集-气相色谱/质谱法测定水中苯系物的组成”、“松果菊中组分的LC/MS分析”、“流动注射化学发光法检测DNA”、“基于纳米金比色分析法测定中药材中的汞离子”等。

提高综合性实验和创新性实验的比例

不少学生希望老师把更多的思维空间留给他们，让他们有独立思考的机会。为此我们尝试把学生的一些基础实验设计成研究型实验，把科学前沿领域的知识引入学生实验中来，增加创新性实验，旨在调动学生的积极性，培养学生的综合能力。例如“HPLC法测定中药材提取物和克林霉素磷酸酯注射液中抑菌剂含量”、“叶绿素的提取分离及叶绿素金属络合物的合成与鉴定”、“固相萃取-HPLC检测土壤中的三嗪类除草剂”等。通过实验，学生很好的掌握了样本的提取与预处理，以及气相色谱、液相色谱、紫外-可见分光光度计、原子吸收分光光度计等仪器的使用和注意事项，初步具备了实验方案制定的能力，并对现代仪器的原理、结构和操作有了更深一步的了解。

及时将教师的科研成果转化为实验内容

课程组教师坚持以教学为中心，教学与科研相互促进，积极开展科研工作，形成了几个较为稳定的研究方向:生命化学分析、纳米改性与传感、环境分析、天然产物分离与分析。课程组充分利用科研优势推动教学改革和实验内容的更新，部分教师的研究成果已经成为仪器分析实验的重要组成部分。例如，“流动注射化学发光法检测DNA”来源于生命化学分析研究方向，“毛细管电泳法测定阿司匹林中水杨酸的含量”、“松果菊中组分的LC/MS分析”等实验项目来源于天然产物分离与分析方向，“基于纳米金比色分析法测定水中的汞离子”、“稀土掺杂TiO2光催化剂制备及光催化活性的研究”来源于纳米改性与传感方向，“土壤中砷的形态分析”，“金属离子印迹聚合物的制备及水中镉离子的测定”等实验项目来源于环境分析化学方向。这些实验项目的实施，既完善了实验教学体系，又充实了实验内容，有助于学生了解科学研究的过程，激发参与教师科研课题的热情。

3结语

经过近几年的建设，我们制定了明确的课程建设目标和规划，建立了较为完善、科学的课程体系，做到了理论联系实际，课内课外结合，既传授知识和技能，又培养学生的应用能力和综合素质。紧跟学科发展前沿，力求教学内容科学先进，及时把新型的仪器手段、分析方法和教师的教学科研成果引入教学。教学过程中灵活运用多种教学方法，调动学生学习的积极性和主动性，学生的学习兴趣明显增强，动手能力和解决问题的综合能力显著提高，在各种大赛和科技活动中取得了优异的成绩。在山东省大学生化学实验技能大赛中获一等奖4人、二等奖7人、三等奖1人;在“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛中获二等奖5人、三等奖6人;6名学生获山东省优秀学士学位论文;27人在省级以上期刊发表学术论文;2012年，14人获国家级大学生创新训练计划项目，16人获校级大学生创新训练计划项目。

参考文献

1、浅谈应用化学专业实验教学改革与实践李凡修; 孙首臣; 邓仕英; 李克华实验室研究与探索2014-04-15

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