《電子顯微新技術》教學總結及體會

（鄭州大學 材料科學與工程學院，河南 鄭州 450000）

摘要：在現代科研和實踐中，電子顯微技術，包括電子顯微鏡和激光共聚焦顯微鏡及其相關領域的技術，在材料分析工作中得到越來越多的應用?！峨娮语@微新技術》以其獨特的優勢尤其在材料、機械、電子、化工等學科中得到了廣泛的推廣與應用。我們針對該課程在授課過程中的情況，從教學內容以和教學方法及手段方面做了總結，并提出了心得體會。

關鍵詞：電子顯微；新技術；總結；體會

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼： 文章編號：1674-9324（2017）13-0157-02

電子顯微鏡在人類認識微觀世界的過程中起著至關重要的作用，高分辨的電子顯微鏡能夠將人眼睛的分辨能力從毫米級提高到亞原子級，大大提高了人們研究物質微觀結構的能力[1]。《電子顯微新技術》是材料科學與工程專業研究生的選修專業課之一，主要闡述電子顯微技術的基本原理和結構以及組織與性能之間的關系，并適當反映近年來國內外在這方面研究的新理論、新進展。課程著重講述新型掃描電子顯微技術、透射電子顯微技術和光電子能譜儀的基本原理和理論知識，使學生能夠運用到材料研究和表征中，達到改善材料性能的目的，并初步掌握新型電子顯微技術的使用規范和方法，為從事高性能功能材料的研究提供技術支撐。由于授課對象為碩士研究生，他們在本科學習期間已經對電子顯微技術有了一定的了解和接觸，所以在這一課程的教課過程中，我們對這一課程的教學內容、教學方法及手段方面做了一定的調整和改善，以期達到預期教學效果。鑒于此種情況，對《電子顯微新技術》這一課程的教學過程做了總結，并涉及一些心得體會。

一、教學內容方面

1.刪繁就簡、突出重點?！峨娮语@微新技術》這門課程的學時為32個學時，其中包括22個學時的課堂教學以及10個學時的實驗學時，這就要求我們在設計教學時，明確每一課時的教學目標，有一個清晰的教學思路，不在一些不重要的繁枝細節上浪費時間，一切以達成教學目標為主。一方面，在22個學時的課堂教學這一較短的時間內，要達到教學目的，時間上要求對教學計劃有一個合理的安排。另一方面，這門課程的授課對象為在校碩士研究生，他們大多數在本科期間對電子顯微技術多少有了一定的了解，如果一味地按照原有的教學大綱授課，會有一些重復的內容，從而影響教學進度。針對這一情況，我們對授課的內容作了一些調整，重點介紹新型掃描電子顯微技術、透射電子顯微技術以及光電子能譜儀器的基本原理和理論知識，對其他方面則稍作介紹，例如對于學院現有的X射線光電子能譜做重點介紹，教授同學們X射線光電子能譜的基本原理、操作流程、主要功能以及同學們在以后的科研中所研究內容與X射線光電子能譜的契合點等，而對于同學們接觸較多的掃描電子顯微鏡，則只介紹基本原理，其他方面稍微提一下[2]。

2.科學原理與技術應用相并重。《電子顯微新技術》是材料科學與工程專業研究生的選修專業課之一，是一門注重實驗應用的學科，只有將學到的理論知識應用到實際操作中，才能更好地體現這門課的價值[3]。因此，在教授學生基本原理的同時，讓他們能夠運用所學知識來解釋科學研究中遇到的問題也至關重要。所以，我們將《電子顯微新技術》的教學目標設定為闡述電子顯微技術的基本原理和結構以及組織與性能之間的關系，并適當反映近年來國內外在這方面研究的新理論、新進展，使學生能夠將電子顯微技術運用到材料研究和表征中，達到改善材料性能的目的，并初步掌握新型電子顯微技術的使用規范和方法，為從事高性能功能材料的研究提供技術支撐。整個教學過程中，在課堂上，教授同學們電子顯微技術方面的基本原理和理論，如掃描電子顯微鏡、投射電子顯微鏡的工作原理，在實驗課上，則注重同學們將課堂所學知識運用到實踐中，將理論知識和實際的技術操作相結合，達到理論聯系實際，科學原理和技術應用相并重。

3.緊貼科技前沿。經過科學技術的不斷發展和完善，電子顯微技術在材料、機械、電子、化工等學科中得到了廣泛的推廣與應用。而現代科學技術發展日新月異，學生需要掌握的信息也不局限于課本上的知識，也需要隨著科學技術的發展而不斷更新和補充。以往的電子顯微技術方面的相關教材，特別是上世紀八九十年代的教材，所講授的內容主要側重于電子顯微鏡的基本構造、基本原理以及大概的操作流程，所針對的設備也多為上世紀的一些儀器。但是，電子顯微技術在本世紀初有了較快的發展，涌現出了很多新的電子顯微技術，如電子能量損失譜、球差矯正透射電子顯微鏡等[4]。上世紀八九十年代的教材里邊則沒有這些電子顯微新技術，而各大高校的儀器設備也大多包含了這些新的電子顯微技術，這就要求我們在教課的過程中緊貼科技前沿。我們在教授《電子顯微新技術》這門課程的過程中，旨在闡述電子顯微技術的基本原理和結構以及組織與性能之間的關系，使同學們明白其中的基本原理。但是，又不局限于現有的知識，而是緊貼科技前沿，給同學們介紹電子顯微技術的最新發展動態，使同學們既能學習課堂基本知識，又能及時了解電子顯微這一技術的最前沿動態。

二、教學方法及手段

1.理論與實踐相結合。所謂實踐出真知，在課堂上，利用多媒體教學的方法，能夠將知識以文本、圖片、聲音以及視頻的方式展現給同學們，將教課的方法和氣氛豐富起來?！峨娮语@微新技術》作為一門應用性的學科，但從課堂上給同學們講，可能會使同學們覺得稍顯枯燥，而且在課堂上，教師只能給同學們介紹各種電子顯微技術的基本原理、特點和用途，而有些內容，例如如何制備樣品、如何操作儀器以及一些實際操作中的注意事項等內容則很難在課堂上講清楚。這就需要在實驗室一邊操作儀器，一邊給同學們講解注意事項了。所以，在開展課堂教學的同時，開展實驗課，讓同學們能夠將課堂中學到的知識運用到實踐中，在實驗課中親手操作設備，達到鞏固課堂所學的目的，也能夠為以后的科研做準備。在這里，存在一個問題，像X射線光電子能譜等多為精密儀器，儀器數量較少，整個學院只有一臺，難以做到像物理化學實驗那樣每人一臺儀器，所以我們給同學們進行了分組，這樣既能培養同學們的團隊協作能力，及時糾正他們發現的操作者的不當行為，又能讓他們有機會親自動手操作儀器，將課堂所學知識和實際操作應用結合起來。另一方面，結合學院的實際情況以及同學們的研究課題，來教授具體的電子顯微方面的知識，讓每個學生將自己的研究課題和電子顯微技術在自己研究課題中的應用聯系起來，能夠清楚自己在以后的科研生涯中如何運用電子顯微這一技術，使學生能夠真正學以致用，將教學和科研有機結合起來。

2.加強師生交流。在課堂教學過程中，為充分調動學生的興趣，發揮學生的主觀能動性，培養學生樂于分享的好習慣，促進學生主動學習的興趣，在《電子顯微新技術》這一課程的教學過程中，針對一些難度不大、學生認識又有分期的知識，我們特意安排了討論教學法。在這一過程中，會給同學們機會來交流對電子顯微技術的理解和認識，以及自身在科研過程中所用到的電子顯微技術。這樣既能豐富課堂教學方法，使同學們能夠更加牢固地掌握課堂所學，為以后的科研生涯打下良好的基礎，又能活躍課堂氣氛。在這一過程中，教師所起到的作用至關重要，既要選擇合適的教學內容，避免重復學生之前熟悉了解的內容，不能超出學生的知識水平和能力，又要對同學們提出的各種意見給予肯定和鼓勵，從而增加同學們的學習熱情。此外，還要善于引導，涵蓋學習內容和主體的啟發性。

以上就是我們在《電子顯微新技術》這門課程的教學過程中的一些啟示和經驗，在教學內容方面要做到刪繁就簡、突出重點；科學原理與技術應用相并重；緊貼科技前沿，在教學方法和手段上要做到理論和實踐相結合并加強師生交流，為研究生這一群體在以后的科研生涯中能夠熟練地運用操作電子顯微技術打下良好的基礎。希望我們在《電子顯微新技術》這一課程的授課過程中所提到的理念能夠對其他人起到一個借鑒作用，提高《電子顯微新技術》這一課程的教學質量，為培養高素質的科研人才做一份貢獻。

參考文獻：

[1]沈昌觀.電子顯微分析實驗教學方法的改革[J].實驗室研究與探索，1992，（1）：106-107.

[2]張靜武.材料電子顯微分析[M].北京：冶金工業出版社，2012：92.

[3]巫瑞智，李茹民，胡寶瑞，譚曉京，譚淑媛，張景懷.在材料測試分析方法課程中實施研究型教學模式的探索與實踐[J].高等教育研究，2011，28（4）：49-51.

[4]郭可信.金相學史話（6）：電子顯微鏡在材料科學中的應用[J].材料科學與工程，2002，20（1）：5-10.

基金項目：基于Pt-C協同增強一維復合半導體光催化產氫的研究

作者簡介：張鵬（1987-），男（漢族），河南許昌人，博士，講師，研究方向：功能納米纖維材料。