地方高校掃描電鏡使用現狀及整改措施

李劍平，楊詠東

（煙臺大學 光電學院，山東 煙臺 264005）

目前，實驗教學改革已經成為高校教學改革的重要內容，實驗教學的改革不僅僅限于師資力量的加強、實驗內容、實驗方法的改進和創新，而且加大了高檔儀器設備的投入和管理模式的改革。長期以來，國內的地方高校中的高檔儀器設備，因其價格昂貴而受到加倍保護，通常只用于科研，較少用在實驗教學方面，整體講，地方高校的高檔儀器設備存在使用率低、普及性差等問題［1］。

隨著科學技術的發展和國民經濟實力的提高，國內一些高校已經改變傳統觀念，大力提倡將高檔儀器設備應用到本科實驗教學和研究生實驗教學中。以價值上百萬甚至幾百萬的掃描電子顯微鏡（電鏡）為例，山東建筑大學、西安石油大學、南京大學、北京大學等高校已經廣泛地將電鏡應用到本科生和研究生的實驗教學中。

1 地方高校電鏡實驗教學的現狀與存在的問題

目前，全國許多地方高校配備了電鏡，但大都配屬于某一院系或部門，由于利益關系，如此價格不菲的設備，主要服務于本院或本部門的科研和實驗教學，封閉管理，缺乏橫向合作，對外服務和實驗教學力度不夠，電鏡使用機時數達不到基本要求，利用率不高，造成不應有的設備資源浪費。究其根源，是由于長期以來管理體制不健全，沒有政策杠桿調控，缺乏競爭和監督機制而造成的。問題具體表現在：

（1）本位主義，儀器設備“誰買誰管，誰管誰用”；

（2）電鏡價格昂貴，又沒有后繼的維護費，使用單位或使用人擔心經常使用會導致電鏡損壞或出現故障，又無經費維修，故能不使用電鏡就不用，使電鏡沒有發揮應有的作用和效益；

（3）沒有切實可行的政策及缺乏有效的管理辦法；

（4）分析測試費用高（有的學校的電鏡形貌觀察每小時費用高達400元），導致一些需要使用電鏡的部門或人員，因無經費保證，不得不放棄使用電鏡［2］；

（5）沒有很好地開展本科生和研究生實驗教學。在本科生電鏡實驗教學中，由于電鏡及實驗材料昂貴，本科學生又多，本科學生不可能親自上機使用電鏡進行實驗，只是在任課教師的指導下學學書本知識，理論與實踐脫節。在研究生電鏡實驗教學中，大都是觀摩實驗，缺少實驗設計和前期的準備工作，沒有實踐經驗，對實驗的本質感受不深，對設備的運行原理、運行情況了解不夠、對實驗的思考題和討論題討論不深入。

2 解決方案

2.1 給予適當的政策扶持

電鏡屬高檔儀器設備，比較嬌氣，需要經常請廠家來維護、維修，且費用較高，如2009年6月煙臺大學電鏡室請電鏡廠家對電鏡進行鏡筒清洗維護，12h花費5 385元（工時費、交通費）。另外，電鏡所用耗材也貴，一只電鏡鎢絲燈420元，使用壽命只有50h；電鏡附屬設備——離子濺射儀所用鉑金靶材，價值上萬元，卻只能用4～5年，如此高端消費，只靠電鏡所屬部門或教師科研經費，難以維持電鏡的正常運轉。學校應推行2種政策：一是設立長久的電鏡維持經費，解決電鏡維護和維修的費用，讓管理人或使用人敢使用電鏡，不至于電鏡空置而浪費資源；二是制定合理的收費標準，對內對外開展有償服務，“以機養機”。雖然“以機養機”掙不回機器本身的成本，卻能提高電鏡的使用率和完好率。

2.2 合理配屬電鏡

高檔儀器設備是教學、科研工作的基本手段和重要物質基礎，是實驗室建設及學科建設的重點，是完成高水平科研課題的必備條件［3］。為了更好地發揮高檔儀器設備（比如電鏡）作用，應該打破部門限制、條塊分割、封閉運行的現狀，創建一種新的資源共建、共享的機制，比如成立以電鏡等高檔儀器設備為主的測試實驗中心，公開服務于全校師生的實驗教學與科研，服務于校外相關科研與生產單位，提高儀器設備的利用率，發揮其最大的效益。

2.3 合理配屬工作人員

作為電鏡實驗室的“軟件”之一的人員素質成為電鏡實驗室發展的關鍵，但電鏡實驗室的工作人員不必全是高級人才，應該按高、中、低檔次合理配置人員。因為，總不能讓教授親自去上機操作電鏡，去輔導學生。合理的配置是，教授等高職稱人員負責電鏡領域的相關學術研究及工作指導，副教授或者資歷高的講師來承擔電鏡教學的授課工作［4］，實驗員負責電鏡室日常管理、電鏡操作及學生實驗指導。

2.4 電鏡實驗員承擔電鏡實驗授課工作

大學授課，是由講師職稱以上的教師擔當，但對于與電鏡有關的課程的實驗部分最好由中級以上職稱的實驗員授課，也就是說實驗員既講與電鏡有關的理論課，又上實驗課。實驗員既有理論知識和管理經驗，又有較強的操作技能，能很好地把理論教學和實驗教學結合起來。這就需要培養和造就一支有較高專業理論水平和實驗技能、熱愛實驗科學和實驗技術工作的穩定的實驗員隊伍。有了高水平的實驗員隊伍，就能更好地發揮現有儀器設備效益，更好地為教學和科研、生產服務［5］。

2.5 建立電鏡使用激勵機制

采用科學管理手段，采取行政和經濟并舉的管理辦法，調動電鏡管理人員的積極性；鼓勵年輕教師學習使用電鏡，并能夠獨立操作。對超過機時定額的管理人員及使用人員給予獎勵和表彰，在工作量、評職稱、進修等有關個人切身利益的政策上給予傾斜，調動他們使用電鏡的積極性。

2.6 在本科生實驗教學中發揮多媒體教學作用

由于電鏡畢竟是高檔昂貴儀器設備，每個地方高校只配屬一兩臺，但相關專業的本科生卻很多，一學期能有上百乃至幾百人；另外，電鏡還擔負著研究生的實驗教學和教師的科研分析、對外服務等工作，因此本科生的電鏡實驗不可能按傳統“做實驗”的模式分組動手實驗［6］，本科生電鏡實驗應該尋找一種切實可行的實驗教學方法。

教育部《關于加強高等學校本科教學提高教學質量的若干意見》（教高［2001］4號文件第8條指出：“在教學活動中應用現代信息技術，是提高本科教學質量的重要手段和措施”［7］，因此，在本科生的電鏡實驗教學中發揮多媒體作用是順理成章的事，它能夠解決地方高校電鏡數量少而學生多，不能很好地開展實驗教學的問題，使學生借助現代化教學手段，很好地理解、掌握電鏡的相關知識，開拓思路，為將來的科研和工作奠定基礎。基本運作方式是：把電鏡的功能介紹、工作原理、應用領域、樣品制備、實驗內容等制成多媒體課件，或拍成紀錄片、動漫等視頻節目，在實驗教師引導下，播放給學生觀看，圖像、動畫和視頻可以更形象、生動直觀地展現電鏡的原理結構［8］和操作過程，能給學生留下深刻的印象，達到理解到位、記憶深刻的目的，這種利用多媒體教學手段，教師引導下的討論式、啟發式教學，既活躍了課堂氣氛，又保證了較好的教學效果［9］。

為了進一步提高本科學生的電鏡多媒體實驗教學的效果，分批組織學生參觀電鏡室，由實驗教師現場操作電鏡和講解，讓學生對電鏡有一個感觀的認識，使學生進一步了解電鏡實驗所涉及的實驗設計、儀器設備工作原理、操作步驟等教學內容。

2.7 改革研究生實驗教學方法

研究生的電鏡實驗教學的課程內容編排要有特點，實驗講義要有創意，要突出對研究生創新能力、實踐能力的培養，增進研究生的科學素質；還要改進實驗教學方法，解決實驗課程中的重點與難點教學問題，加強研究生實際工作能力的練習。

（1）充實教學內容，發揮現代教學手段作用。在研究生電鏡實驗教學中，應該打破原有教材的知識范圍框框，補充大量的近期的各種材料的顯微照片、模擬圖和事例，使學生更直觀地、適時地了解電鏡的原理、結構、實驗內容、實驗過程及電鏡現代分析技術的發展。以材料專業研究生的“材料現代測試分析方法”課為例，該課程在電鏡方面的主要實驗內容是了解電鏡的結構和基本工作原理，研究生把自己制備的樣品放在掃描電鏡上觀測、分析。具體使用材料有磷酸鹽發光材料、鈦酸鉍鈉鐵電薄膜材料等。把以上理論教學內容制成PPT課件、視頻、動畫，把現代化教輔手段與實物結合起來，將電鏡的結構和基本工作原理的抽象理論形象化、制樣和上機操作的理論教學直觀化、制樣和上機操作錯誤事例提示化，使學生對整個實驗過程有一個感性的全面認識，為實際實驗操作打下很好的基礎。

（2）實施有利于學生實驗技能培養的教學法。一直以來，中國的大學教育對學生的動手實踐能力重視不夠，主要以理論考核為主［10］。但研究生教育應該偏重實踐，在研究生的實驗教學和課題研究環節中，應重點培養研究生的基本技能和動手能力，使其掌握正確規范的實驗技能。在電鏡實驗教學中，重點是使學生掌握電鏡操作技能，能夠獨立操作電鏡。為此，學生要熟悉操作規程，了解注意事項；實驗員要給學生實際操作演示，邊操作邊講解；然后由學生在實驗員的指導下上機操作，直至掌握基本的操作技能，能夠獨立上機操作。在學生操作過程中，要強調鏡下觀察分析的重要性，提高學生的研究能力及綜合應用能力，采用考試、考核并舉的措施，促使學生提高實驗技能，達到應有的實驗教學效果。

（3）在電鏡實驗教學環節中滲入人文精神教育。在電鏡實驗教學中，實驗員應該注意培養學生嚴謹求實的科學態度和科研意識，培養他們的動手能力和創新探索精神。實驗員的一言一行都直接影響著學生的實驗態度，這就要求實驗員有嚴謹的科學態度和認真負責的工作作風，并且在各個教學環節中注意滲入人文精神教育［11］，為提高學生的文化素質、培養具有創新精神和實踐能力的高素質人才出力。結合電鏡實驗教學的特點，對學生進行科學方法論的教育，培養學生良好的心理品質和科學素質。通過科學方法論的教育，使學生在實驗中學會比較、分析和綜合，并在此基礎上歸納、演繹和論證，使學生的科學思想有一個飛躍。在實驗過程中，實驗員還要注意培養學生的良好心理品質和科學素質。這方面主要包括：面對實驗挫折的耐力，進行科學探索的勇氣和膽識，為科學獻身的精神，執著的堅強意志，勤奮的勞動觀念，強烈的責任心和團隊精神。學生進入實驗室要衣冠整齊，嚴肅認真，保持室內清潔，照章辦事；學生實驗時，要求每人從制樣、上機操作到結果分析，要獨立完成。實驗后要求學生對制樣室、電鏡室進行清潔，培養學生良好的工作習慣。

3 結束語

現代實驗教學的目的是培養和訓練學生的創新意識、創新能力，提高學生分析問題、解決問題的能力和獨立工作的能力。通過對電鏡實驗教學體系、教學內容、教學方法的改革與調整，提高本科學生對電鏡的熟悉程度，提高研究生的科研能力和應用電鏡能力，既能保證實驗教學質量，又不能影響科研工作［12］，同時提高了電鏡的利用率和效益，促進了電鏡實驗技術的發展與進步。

（References）

［1］任琳，曹田.自動電位滴定儀在大學實驗教學中的應用［J］.安徽建筑工業學院學報：自然科學版，2007，15（6）：77－79.

［2］童燕青 ，李瑜波 ，馬德炬.提高大型儀器設備使用率的方法和措施的探討［J］.實驗技術與管理，2003，20（6）：178－180.

［3］劉玉清，鄭玉蘭.高校大型儀器設備管理中存在的問題及其對策［J］.醫療衛生裝備，2006，27（11）：40－42.

［4］汪克建，孫善全.提高研究生電鏡實驗教學質量的幾點體會［J］.山西醫科大學學報：基礎醫學教育版，2010，12（3）：296－298.

［5］史源東，魯非.提高大型儀器設備利用率的實踐與體會［J］.現代儀器 ，2002，38（1）：53，47.

［6］黃明初，尹志民.提高掃描電鏡實驗教學效果方法的探討［J］.長沙鐵道學院學報：社會科學版，2010，11（4）：127－128.

［7］王筠.提高大學物理學教學質量的幾點措施［J］.湖北教育學院學報，2005，22（5）：84－85.

［8］張強.多媒體技術在掃描電鏡實驗教學中的應用［J］.科技信息，2009（10）：174－174.

［9］廖曉崗，徐晨.提高電鏡技術與細胞超微結構教學質量［J］.新疆醫科大學學報，2008，31（1）：125－126.

［10］黃明初，尹志民.提高掃描電鏡實驗教學效果方法的探討［J］.長沙鐵道學院學報：社會科學版，2010，11（4）：127－128.

［11］劉鳴，畢玉玲.實行開放實驗教學模式培養學生創新探索精神［J］.實驗技術與管理，2005，22（4）：91－94.

［12］汪克建，羅子國.多媒體在電鏡實習課教學改革中的應用［J］.山西醫科大學學報：基礎醫學教育版，2007，9（2）：214－216.