地方高校掃描電鏡使用現(xiàn)狀及整改措施

李劍平，楊詠東

（煙臺大學(xué) 光電學(xué)院，山東 煙臺 264005）

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

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)實力的提高，國內(nèi)一些高校已經(jīng)改變傳統(tǒng)觀念，大力提倡將高檔儀器設(shè)備應(yīng)用到本科實驗教學(xué)和研究生實驗教學(xué)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(xué)、西安石油大學(xué)、南京大學(xué)、北京大學(xué)等高校已經(jīng)廣泛地將電鏡應(yīng)用到本科生和研究生的實驗教學(xué)中。

1 地方高校電鏡實驗教學(xué)的現(xiàn)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(guān)系，如此價格不菲的設(shè)備，主要服務(wù)于本院或本部門的科研和實驗教學(xué)，封閉管理，缺乏橫向合作，對外服務(wù)和實驗教學(xué)力度不夠，電鏡使用機(jī)時數(shù)達(dá)不到基本要求，利用率不高，造成不應(yīng)有的設(shè)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(diào)控，缺乏競爭和監(jiān)督機(jī)制而造成的。問題具體表現(xiàn)在：

（1）本位主義，儀器設(shè)備“誰買誰管，誰管誰用”；

（2）電鏡價格昂貴，又沒有后繼的維護(hù)費，使用單位或使用人擔(dān)心經(jīng)常使用會導(dǎo)致電鏡損壞或出現(xiàn)故障，又無經(jīng)費維修，故能不使用電鏡就不用，使電鏡沒有發(fā)揮應(yīng)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(xué)校的電鏡形貌觀察每小時費用高達(dá)400元），導(dǎo)致一些需要使用電鏡的部門或人員，因無經(jīng)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(xué)。在本科生電鏡實驗教學(xué)中，由于電鏡及實驗材料昂貴，本科學(xué)生又多，本科學(xué)生不可能親自上機(jī)使用電鏡進(jìn)行實驗，只是在任課教師的指導(dǎo)下學(xué)學(xué)書本知識，理論與實踐脫節(jié)。在研究生電鏡實驗教學(xué)中，大都是觀摩實驗，缺少實驗設(shè)計和前期的準(zhǔn)備工作，沒有實踐經(jīng)驗，對實驗的本質(zhì)感受不深，對設(shè)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(dāng)?shù)恼叻龀?/h3>

電鏡屬高檔儀器設(shè)備，比較嬌氣，需要經(jīng)常請廠家來維護(hù)、維修，且費用較高，如2009年6月煙臺大學(xué)電鏡室請電鏡廠家對電鏡進(jìn)行鏡筒清洗維護(hù)，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(shè)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(jīng)費，難以維持電鏡的正常運轉(zhuǎn)。學(xué)校應(yīng)推行2種政策：一是設(shè)立長久的電鏡維持經(jīng)費，解決電鏡維護(hù)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(biāo)準(zhǔn)，對內(nèi)對外開展有償服務(wù)，“以機(jī)養(yǎng)機(jī)”。雖然“以機(jī)養(yǎng)機(jī)”掙不回機(jī)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(shè)備是教學(xué)、科研工作的基本手段和重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是實驗室建設(shè)及學(xué)科建設(shè)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(fā)揮高檔儀器設(shè)備（比如電鏡）作用，應(yīng)該打破部門限制、條塊分割、封閉運行的現(xiàn)狀，創(chuàng)建一種新的資源共建、共享的機(jī)制，比如成立以電鏡等高檔儀器設(shè)備為主的測試實驗中心，公開服務(wù)于全校師生的實驗教學(xué)與科研，服務(wù)于校外相關(guān)科研與生產(chǎn)單位，提高儀器設(shè)備的利用率，發(fā)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(zhì)成為電鏡實驗室發(fā)展的關(guān)鍵，但電鏡實驗室的工作人員不必全是高級人才，應(yīng)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(jī)操作電鏡，去輔導(dǎo)學(xué)生。合理的配置是，教授等高職稱人員負(fù)責(zé)電鏡領(lǐng)域的相關(guān)學(xué)術(shù)研究及工作指導(dǎo)，副教授或者資歷高的講師來承擔(dān)電鏡教學(xué)的授課工作［4］，實驗員負(fù)責(zé)電鏡室日常管理、電鏡操作及學(xué)生實驗指導(dǎo)。

2.4 電鏡實驗員承擔(dān)電鏡實驗授課工作

大學(xué)授課，是由講師職稱以上的教師擔(dān)當(dāng)，但對于與電鏡有關(guān)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(guān)的理論課，又上實驗課。實驗員既有理論知識和管理經(jīng)驗，又有較強(qiáng)的操作技能，能很好地把理論教學(xué)和實驗教學(xué)結(jié)合起來。這就需要培養(yǎng)和造就一支有較高專業(yè)理論水平和實驗技能、熱愛實驗科學(xué)和實驗技術(shù)工作的穩(wěn)定的實驗員隊伍。有了高水平的實驗員隊伍，就能更好地發(fā)揮現(xiàn)有儀器設(shè)備效益，更好地為教學(xué)和科研、生產(chǎn)服務(wù)［5］。

2.5 建立電鏡使用激勵機(jī)制

采用科學(xué)管理手段，采取行政和經(jīng)濟(jì)并舉的管理辦法，調(diào)動電鏡管理人員的積極性；鼓勵年輕教師學(xué)習(xí)使用電鏡，并能夠獨立操作。對超過機(jī)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(jìn)修等有關(guān)個人切身利益的政策上給予傾斜，調(diào)動他們使用電鏡的積極性。

2.6 在本科生實驗教學(xué)中發(fā)揮多媒體教學(xué)作用

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

教育部《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》（教高［2001］4號文件第8條指出：“在教學(xué)活動中應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，是提高本科教學(xué)質(zhì)量的重要手段和措施”［7］，因此，在本科生的電鏡實驗教學(xué)中發(fā)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(shù)量少而學(xué)生多，不能很好地開展實驗教學(xué)的問題，使學(xué)生借助現(xiàn)代化教學(xué)手段，很好地理解、掌握電鏡的相關(guān)知識，開拓思路，為將來的科研和工作奠定基礎(chǔ)?；具\作方式是：把電鏡的功能介紹、工作原理、應(yīng)用領(lǐng)域、樣品制備、實驗內(nèi)容等制成多媒體課件，或拍成紀(jì)錄片、動漫等視頻節(jié)目，在實驗教師引導(dǎo)下，播放給學(xué)生觀看，圖像、動畫和視頻可以更形象、生動直觀地展現(xiàn)電鏡的原理結(jié)構(gòu)［8］和操作過程，能給學(xué)生留下深刻的印象，達(dá)到理解到位、記憶深刻的目的，這種利用多媒體教學(xué)手段，教師引導(dǎo)下的討論式、啟發(fā)式教學(xué)，既活躍了課堂氣氛，又保證了較好的教學(xué)效果［9］。

為了進(jìn)一步提高本科學(xué)生的電鏡多媒體實驗教學(xué)的效果，分批組織學(xué)生參觀電鏡室，由實驗教師現(xiàn)場操作電鏡和講解，讓學(xué)生對電鏡有一個感觀的認(rèn)識，使學(xué)生進(jìn)一步了解電鏡實驗所涉及的實驗設(shè)計、儀器設(shè)備工作原理、操作步驟等教學(xué)內(nèi)容。

2.7 改革研究生實驗教學(xué)方法

研究生的電鏡實驗教學(xué)的課程內(nèi)容編排要有特點，實驗講義要有創(chuàng)意，要突出對研究生創(chuàng)新能力、實踐能力的培養(yǎng)，增進(jìn)研究生的科學(xué)素質(zhì)；還要改進(jìn)實驗教學(xué)方法，解決實驗課程中的重點與難點教學(xué)問題，加強(qiáng)研究生實際工作能力的練習(xí)。

（1）充實教學(xué)內(nèi)容，發(fā)揮現(xiàn)代教學(xué)手段作用。在研究生電鏡實驗教學(xué)中，應(yīng)該打破原有教材的知識范圍框框，補(bǔ)充大量的近期的各種材料的顯微照片、模擬圖和事例，使學(xué)生更直觀地、適時地了解電鏡的原理、結(jié)構(gòu)、實驗內(nèi)容、實驗過程及電鏡現(xiàn)代分析技術(shù)的發(fā)展。以材料專業(yè)研究生的“材料現(xiàn)代測試分析方法”課為例，該課程在電鏡方面的主要實驗內(nèi)容是了解電鏡的結(jié)構(gòu)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(fā)光材料、鈦酸鉍鈉鐵電薄膜材料等。把以上理論教學(xué)內(nèi)容制成PPT課件、視頻、動畫，把現(xiàn)代化教輔手段與實物結(jié)合起來，將電鏡的結(jié)構(gòu)和基本工作原理的抽象理論形象化、制樣和上機(jī)操作的理論教學(xué)直觀化、制樣和上機(jī)操作錯誤事例提示化，使學(xué)生對整個實驗過程有一個感性的全面認(rèn)識，為實際實驗操作打下很好的基礎(chǔ)。

（2）實施有利于學(xué)生實驗技能培養(yǎng)的教學(xué)法。一直以來，中國的大學(xué)教育對學(xué)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(yīng)該偏重實踐，在研究生的實驗教學(xué)和課題研究環(huán)節(jié)中，應(yīng)重點培養(yǎng)研究生的基本技能和動手能力，使其掌握正確規(guī)范的實驗技能。在電鏡實驗教學(xué)中，重點是使學(xué)生掌握電鏡操作技能，能夠獨立操作電鏡。為此，學(xué)生要熟悉操作規(guī)程，了解注意事項；實驗員要給學(xué)生實際操作演示，邊操作邊講解；然后由學(xué)生在實驗員的指導(dǎo)下上機(jī)操作，直至掌握基本的操作技能，能夠獨立上機(jī)操作。在學(xué)生操作過程中，要強(qiáng)調(diào)鏡下觀察分析的重要性，提高學(xué)生的研究能力及綜合應(yīng)用能力，采用考試、考核并舉的措施，促使學(xué)生提高實驗技能，達(dá)到應(yīng)有的實驗教學(xué)效果。

（3）在電鏡實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中滲入人文精神教育。在電鏡實驗教學(xué)中，實驗員應(yīng)該注意培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度和科研意識，培養(yǎng)他們的動手能力和創(chuàng)新探索精神。實驗員的一言一行都直接影響著學(xué)生的實驗態(tài)度，這就要求實驗員有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)，并且在各個教學(xué)環(huán)節(jié)中注意滲入人文精神教育［11］，為提高學(xué)生的文化素質(zhì)、培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才出力。結(jié)合電鏡實驗教學(xué)的特點，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法論的教育，培養(yǎng)學(xué)生良好的心理品質(zhì)和科學(xué)素質(zhì)。通過科學(xué)方法論的教育，使學(xué)生在實驗中學(xué)會比較、分析和綜合，并在此基礎(chǔ)上歸納、演繹和論證，使學(xué)生的科學(xué)思想有一個飛躍。在實驗過程中，實驗員還要注意培養(yǎng)學(xué)生的良好心理品質(zhì)和科學(xué)素質(zhì)。這方面主要包括：面對實驗挫折的耐力，進(jìn)行科學(xué)探索的勇氣和膽識，為科學(xué)獻(xiàn)身的精神，執(zhí)著的堅強(qiáng)意志，勤奮的勞動觀念，強(qiáng)烈的責(zé)任心和團(tuán)隊精神。學(xué)生進(jìn)入實驗室要衣冠整齊，嚴(yán)肅認(rèn)真，保持室內(nèi)清潔，照章辦事；學(xué)生實驗時，要求每人從制樣、上機(jī)操作到結(jié)果分析，要獨立完成。實驗后要求學(xué)生對制樣室、電鏡室進(jìn)行清潔，培養(yǎng)學(xué)生良好的工作習(xí)慣。

3 結(jié)束語

現(xiàn)代實驗教學(xué)的目的是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力，提高學(xué)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(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革與調(diào)整，提高本科學(xué)生對電鏡的熟悉程度，提高研究生的科研能力和應(yīng)用電鏡能力，既能保證實驗教學(xué)質(zhì)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(jìn)了電鏡實驗技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。

（References）

［1］任琳，曹田.自動電位滴定儀在大學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用［J］.安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2007，15（6）：77－79.

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

［11］劉鳴，畢玉玲.實行開放實驗教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新探索精神［J］.實驗技術(shù)與管理，2005，22（4）：91－94.

［12］汪克建，羅子國.多媒體在電鏡實習(xí)課教學(xué)改革中的應(yīng)用［J］.山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報：基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版，2007，9（2）：214－216.