一、课程和案例的基本情况

课程名称：仪器分析（理论教学）

授课对象：工学大类/环境工程、化学工程

课程性质：专业核心课程

课程简介：

仪器分析理论教学以光谱分析、色谱分析、电化学分析等现代分析技术为核心，系统讲授仪器原理、方法设计及数据处理技术。课程注重培养学生的科学思维与创新能力，通过理论推导与实际应用案例，引导学生理解仪器分析在环境监测、食品安全、药物研发等领域的支撑作用。教学中融入思政元素，强化“科技自立、绿色发展、数据诚信”等价值观，树立“精准分析服务社会”的职业使命感。  

案例简介：光谱分析在环境污染物检测中的应用

从知识传授、能力培养、价值塑造三方面展开：  

1.知识传授：

理论目标：掌握紫外-可见吸收光谱、原子吸收光谱的原理及定量分析方法。  

应用场景：水体中重金属（如铅、镉）检测、大气中PM2.5成分分析。  

2.能力培养：

通过光谱曲线解析，理解物质结构与吸收特性的关系。  

结合环境污染案例（如土壤重金属污染），设计检测方案并优化仪器参数。  

培养数据建模能力，掌握标准曲线法与内标法的应用。  

3.价值塑造：  

介绍国产光谱仪的技术突破（如聚光科技的高分辨率光谱仪），打破国外垄断，增强科技自信。  

结合“双碳”目标，探讨光谱分析在碳排放监测中的创新应用，培养绿色技术意识。  

以“数据造假”事件为反面案例，强调分析结果的真实性与科学工作者的社会责任。  

二、案例蕴含的思政元素分析

1.科技自立与国产化突破

案例：聚光科技研发的ICP-MS（电感耦合等离子体质谱仪）将检测灵敏度提升至ppt级，广泛应用于环境监测领域，替代进口设备。通过此案例，阐释“关键核心技术必须自主可控”的重要性，激发学生投身国产仪器研发的使命感。  

2.绿色发展与环境责任

案例：紫外光谱法用于实时监测工业废水中的苯系物，对比传统化学法（产生二次污染），凸显光谱技术的环保优势。结合《长江保护法》中污染物限排要求，引导学生理解“精准分析”对生态保护的支撑作用。  

3.数据诚信与职业伦理  

案例：某环境检测机构篡改光谱数据以掩盖污染事实，最终被追责。通过此反面教材，警示学生坚守学术诚信，树立“数据即生命”的科学态度。  

4.全球视野与技术共享  

案例：我国向“一带一路”国家捐赠便携式光谱仪，助力其环境监测能力建设。通过此案例，诠释“人类命运共同体”理念，培养国际责任感。  

三、案例教学整体设计  

1.课前导入

播放纪录片《中国环境监测二十年》，展示光谱技术从实验室到现场检测的跨越，引发学生对理论应用价值的思考。  

布置预习任务：查阅《国家生态环境监测规划》中光谱技术的应用目标，总结其科学意义。  

2.课堂讲授与思政融合  

理论推导：以铅离子的原子吸收光谱为例，推导朗伯-比尔定律，分析吸光度与浓度的定量关系。  

思政渗透：  

科技报国：对比国产与进口光谱仪性能及价格，强调自主研发的经济与社会价值。  

生态优先：讨论光谱法在PM2.5源解析中的应用，链接“打赢蓝天保卫战”国家战略。  

全球担当：介绍我国主导的“全球环境监测计划”，展现大国科技贡献。  

3.课后拓展  

分组课题：选择一种污染物（如土壤中的砷），基于光谱分析原理设计检测方案，并评估其可行性。  

思政作业：撰写报告《仪器分析工作者的社会角色》，结合课程内容论述个人职业理想。  

四、教学实践设计

教         案

五、教学反思

仪器分析理论教学需将抽象原理与实际问题紧密结合。本次案例以“环境污染物检测”为主线，通过国产技术突破、绿色发展等思政元素，有效提升了学生的专业认同感。课堂讨论中，学生能主动联系“双碳”“长江大保护”等政策，体现思政教育的渗透力。  

改进方向：  

1.部分学生对复杂仪器原理理解困难，可借助虚拟仿真软件（如光谱仪3D建模）辅助教学。  

2.增加“企业工程师进课堂”环节，通过一线案例深化理论应用与职业价值观的结合。  

3.设计“数据分析伦理”辩论赛，引导学生辩证看待技术进步与道德约束的关系。  

通过持续优化教学设计，实现“知识-能力-价值观”的深度融合，培养兼具专业素养与家国情怀的新时代分析人才。