1 实验原理

　　光学是一门古老的学科，又是一门新兴的实验科学，虽然白光通过三棱镜后形成彩色光谱的现象前人早已发现，但是牛顿在1672年发表的《关于光和颜色的理论》论文中，首次将这个现象解释为白光是由光谱中各种色光混合而成的。时至今日，光谱测量及其应用研究仍然是光学学科的研究重点。

　　2 实验仪器

　　3 实验内容

　　4 实验教学模式初探

　　5 结语

　　新型光谱综合实验仪具有科学性、教学性、创新性、实用及先进性四个特点。

　　第一，科学性。实验内容符合科学原理，新型光谱综合实验仪不仅可以应用于教学实践，还可以应用于科学研究，水质应用探头还可以直接应用于工业实践，体现科学知识和科学方法相统一的原则，促进了产学研协同发展;利用新型光谱综合实验仪开展开放式创新实验教学，有利于学生学习科学知识，树立科学意识，主动掌握科学方法和实验操作技能。

　　第二，教学性。利用新型光谱综合实验仪可开设的实验内容众多，但并不会给教师带来更多额外的教学工作量。例如教师只需要通过几个固定的实验案例教学与示范演示(光源、透射、荧光等不同光谱应用实验与基于光谱的水质在线监测实验等)，就可以激发学生的学习兴趣，引导学生主动思考，促进学生自主创新，并开展小组合作交流等，具有良好的教学可用性。据不完全统计(截至2016年12月，2017年以后暂未统计)，河海大学学生依托新型光谱综合实验仪共获得了33项专利(多项为发明专利)、发表16篇论文(多篇为SCI、EI论文)、开展10项创新项目(多项国家级、省级项目)，取得了多项创新成果。

　　第三，创新性。主要表现在两个方面，一个是水质应用探头设备本身的技术创新，另一个是由此带来的实验教学模式创新。在技术创新方面，新型光谱综合实验仪是应用新技术、新材料、新工艺进行创新和发展的结果。近年来，由于蓝光LED的发现，使得LED已经成为第三代照明光源，研究LED光通量、发光效率、发光强度、光强分布、波长等参数性能及其在各领域内的新应用，已经成为技术发展的方向与要求。新型光谱综合实验仪正是在原有的LED特性实验的基础上演化、发展而来，并逐渐形成了自身特色，主要创新点在于其解决了光源、探测器、系统集成等一系列难题，率先实现了全固态紫外光谱测量技术的突破，并开发出了新型水质光谱应用探头。在实验教学模式创新方面，新型光谱综合实验仪在信息技术与常规实验的整合方面具有创意，国内无同类设备，新型光谱综合实验仪包含基础实验仪与水质应用探头两部分，前者的教学模式倾向于常规的课堂实验教学，后者倾向于开放式创新实验教学模式，两者的教学应用还可以相互补充。尤其是借助信息技术后，新型光谱综合实验仪(水质应用探头)的实验教学硬件(场地、设备等)投入门槛大大降低，教学场地既可以是专门的创新教学实验室，也可以是户外、机房等现有或免费的教学场所;设备投入既可以自行采购并维护(高成本)，也可以租赁免维护(中成本)，还可以直接进行数据网上租赁(低成本);较低的设备投入与设备教学使用门槛，使得新型光谱综合实验仪不仅适合进行小组式的创新实践教学，还适用于大面积的开放式创新实验教学。实验教学中，学生通过以小组的形式研读文献、制作PPT并演讲、撰写实验论文或专利方案的创新性学习方法使课堂教学延伸到课外，提高了学生学习的主动性，有利于培养学生学会查阅文献、合作学习和初步掌握科技论文撰写的能力;基于计算机信息技术的客户端的学习与使用，培养了学生利用信息技术解决实际问题的能力和最基本的创新能力;光谱测量原理与各学科技术结合的案例教学与近百项创新指引教学激发了学生的学习兴趣，拓展了学生的知识面，有利于培养学生利用所学知识自觉开展创新活动的能力。

　　第四，实用及先进性。新型光谱综合实验仪易于操作、实用性好，实验内容可涵盖物理、化学、生物、生态、环境、水文、农业、数学等众多学科领域，目前已经可以轻松开展近百项创新实验教学项目。由于采取互补式设计，产品成本低、结构简单、性能稳定，适合开展大面积实验教学使用。光谱综合实验仪的实验内容精彩、设计新颖、构思巧妙，可以体现创新性的实验活动方式、方法和内容，具有先进性。该实验仪既可以由教师指定具体实验内容进行教学，也可以由学生自主选择实验内容进行研究，激发学生的学习热情;既可以依托基础实验仪开展课堂实验教学，也可以依托水质应用探头进行户外创新实践;既可以用于基础实验教学，也适合开放式创新实验教学，还可以开展相关科学研究。

　　此外，依托新型光谱综合实验仪开展水质光谱的实验与教学研究实践等活动，不仅可以激发学生关心环境、思考如何学以致用的爱国情操，还可以使其树立“绿水青山就是金山银山”的正确环保理念，真正做到把实验课与思政教育课的教学有机结合起来。

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