《電子顯微新技術(shù)》教學(xué)總結(jié)及體會

（鄭州大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，河南 鄭州 450000）

摘要：在現(xiàn)代科研和實(shí)踐中，電子顯微技術(shù)，包括電子顯微鏡和激光共聚焦顯微鏡及其相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)，在材料分析工作中得到越來越多的應(yīng)用?！峨娮语@微新技術(shù)》以其獨(dú)特的優(yōu)勢尤其在材料、機(jī)械、電子、化工等學(xué)科中得到了廣泛的推廣與應(yīng)用。我們針對該課程在授課過程中的情況，從教學(xué)內(nèi)容以和教學(xué)方法及手段方面做了總結(jié)，并提出了心得體會。

關(guān)鍵詞：電子顯微；新技術(shù)；總結(jié)；體會

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

電子顯微鏡在人類認(rèn)識微觀世界的過程中起著至關(guān)重要的作用，高分辨的電子顯微鏡能夠?qū)⑷搜劬Φ姆直婺芰暮撩准壧岣叩絹喸蛹墸蟠筇岣吡巳藗冄芯课镔|(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的能力[1]?！峨娮语@微新技術(shù)》是材料科學(xué)與工程專業(yè)研究生的選修專業(yè)課之一，主要闡述電子顯微技術(shù)的基本原理和結(jié)構(gòu)以及組織與性能之間的關(guān)系，并適當(dāng)反映近年來國內(nèi)外在這方面研究的新理論、新進(jìn)展。課程著重講述新型掃描電子顯微技術(shù)、透射電子顯微技術(shù)和光電子能譜儀的基本原理和理論知識，使學(xué)生能夠運(yùn)用到材料研究和表征中，達(dá)到改善材料性能的目的，并初步掌握新型電子顯微技術(shù)的使用規(guī)范和方法，為從事高性能功能材料的研究提供技術(shù)支撐。由于授課對象為碩士研究生，他們在本科學(xué)習(xí)期間已經(jīng)對電子顯微技術(shù)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(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及手段方面做了一定的調(diào)整和改善，以期達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果。鑒于此種情況，對《電子顯微新技術(shù)》這一課程的教學(xué)過程做了總結(jié)，并涉及一些心得體會。

一、教學(xué)內(nèi)容方面

1.刪繁就簡、突出重點(diǎn)。《電子顯微新技術(shù)》這門課程的學(xué)時為32個學(xué)時，其中包括22個學(xué)時的課堂教學(xué)以及10個學(xué)時的實(shí)驗(yàn)學(xué)時，這就要求我們在設(shè)計教學(xué)時，明確每一課時的教學(xué)目標(biāo)，有一個清晰的教學(xué)思路，不在一些不重要的繁枝細(xì)節(jié)上浪費(fèi)時間，一切以達(dá)成教學(xué)目標(biāo)為主。一方面，在22個學(xué)時的課堂教學(xué)這一較短的時間內(nèi)，要達(dá)到教學(xué)目的，時間上要求對教學(xué)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(shù)在本科期間對電子顯微技術(shù)多少有了一定的了解，如果一味地按照原有的教學(xué)大綱授課，會有一些重復(fù)的內(nèi)容，從而影響教學(xué)進(jìn)度。針對這一情況，我們對授課的內(nèi)容作了一些調(diào)整，重點(diǎn)介紹新型掃描電子顯微技術(shù)、透射電子顯微技術(shù)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(xué)院現(xiàn)有的X射線光電子能譜做重點(diǎn)介紹，教授同學(xué)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(xué)們在以后的科研中所研究內(nèi)容與X射線光電子能譜的契合點(diǎn)等，而對于同學(xué)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(xué)原理與技術(shù)應(yīng)用相并重?！峨娮语@微新技術(shù)》是材料科學(xué)與工程專業(yè)研究生的選修專業(yè)課之一，是一門注重實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的學(xué)科，只有將學(xué)到的理論知識應(yīng)用到實(shí)際操作中，才能更好地體現(xiàn)這門課的價值[3]。因此，在教授學(xué)生基本原理的同時，讓他們能夠運(yùn)用所學(xué)知識來解釋科學(xué)研究中遇到的問題也至關(guān)重要。所以，我們將《電子顯微新技術(shù)》的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為闡述電子顯微技術(shù)的基本原理和結(jié)構(gòu)以及組織與性能之間的關(guān)系，并適當(dāng)反映近年來國內(nèi)外在這方面研究的新理論、新進(jìn)展，使學(xué)生能夠?qū)㈦娮语@微技術(shù)運(yùn)用到材料研究和表征中，達(dá)到改善材料性能的目的，并初步掌握新型電子顯微技術(shù)的使用規(guī)范和方法，為從事高性能功能材料的研究提供技術(shù)支撐。整個教學(xué)過程中，在課堂上，教授同學(xué)們電子顯微技術(shù)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(shí)驗(yàn)課上，則注重同學(xué)們將課堂所學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)踐中，將理論知識和實(shí)際的技術(shù)操作相結(jié)合，達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際，科學(xué)原理和技術(shù)應(yīng)用相并重。

3.緊貼科技前沿。經(jīng)過科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，電子顯微技術(shù)在材料、機(jī)械、電子、化工等學(xué)科中得到了廣泛的推廣與應(yīng)用。而現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，學(xué)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(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷更新和補(bǔ)充。以往的電子顯微技術(shù)方面的相關(guān)教材，特別是上世紀(jì)八九十年代的教材，所講授的內(nèi)容主要側(cè)重于電子顯微鏡的基本構(gòu)造、基本原理以及大概的操作流程，所針對的設(shè)備也多為上世紀(jì)的一些儀器。但是，電子顯微技術(shù)在本世紀(jì)初有了較快的發(fā)展，涌現(xiàn)出了很多新的電子顯微技術(shù)，如電子能量損失譜、球差矯正透射電子顯微鏡等[4]。上世紀(jì)八九十年代的教材里邊則沒有這些電子顯微新技術(shù)，而各大高校的儀器設(shè)備也大多包含了這些新的電子顯微技術(shù)，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(shù)》這門課程的過程中，旨在闡述電子顯微技術(shù)的基本原理和結(jié)構(gòu)以及組織與性能之間的關(guān)系，使同學(xué)們明白其中的基本原理。但是，又不局限于現(xiàn)有的知識，而是緊貼科技前沿，給同學(xué)們介紹電子顯微技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)，使同學(xué)們既能學(xué)習(xí)課堂基本知識，又能及時了解電子顯微這一技術(shù)的最前沿動態(tài)。

二、教學(xué)方法及手段

1.理論與實(shí)踐相結(jié)合。所謂實(shí)踐出真知，在課堂上，利用多媒體教學(xué)的方法，能夠?qū)⒅R以文本、圖片、聲音以及視頻的方式展現(xiàn)給同學(xué)們，將教課的方法和氣氛豐富起來?！峨娮语@微新技術(shù)》作為一門應(yīng)用性的學(xué)科，但從課堂上給同學(xué)們講，可能會使同學(xué)們覺得稍顯枯燥，而且在課堂上，教師只能給同學(xué)們介紹各種電子顯微技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)和用途，而有些內(nèi)容，例如如何制備樣品、如何操作儀器以及一些實(shí)際操作中的注意事項(xiàng)等內(nèi)容則很難在課堂上講清楚。這就需要在實(shí)驗(yàn)室一邊操作儀器，一邊給同學(xué)們講解注意事項(xiàng)了。所以，在開展課堂教學(xué)的同時，開展實(shí)驗(yàn)課，讓同學(xué)們能夠?qū)⒄n堂中學(xué)到的知識運(yùn)用到實(shí)踐中，在實(shí)驗(yàn)課中親手操作設(shè)備，達(dá)到鞏固課堂所學(xué)的目的，也能夠?yàn)橐院蟮目蒲凶鰷?zhǔn)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(shù)量較少，整個學(xué)院只有一臺，難以做到像物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)菢用咳艘慌_儀器，所以我們給同學(xué)們進(jìn)行了分組，這樣既能培養(yǎng)同學(xué)們的團(tuán)隊協(xié)作能力，及時糾正他們發(fā)現(xiàn)的操作者的不當(dāng)行為，又能讓他們有機(jī)會親自動手操作儀器，將課堂所學(xué)知識和實(shí)際操作應(yīng)用結(jié)合起來。另一方面，結(jié)合學(xué)院的實(shí)際情況以及同學(xué)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(xué)生將自己的研究課題和電子顯微技術(shù)在自己研究課題中的應(yīng)用聯(lián)系起來，能夠清楚自己在以后的科研生涯中如何運(yùn)用電子顯微這一技術(shù)，使學(xué)生能夠真正學(xué)以致用，將教學(xué)和科研有機(jī)結(jié)合起來。

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

以上就是我們在《電子顯微新技術(shù)》這門課程的教學(xué)過程中的一些啟示和經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)內(nèi)容方面要做到刪繁就簡、突出重點(diǎn)；科學(xué)原理與技術(shù)應(yīng)用相并重；緊貼科技前沿，在教學(xué)方法和手段上要做到理論和實(shí)踐相結(jié)合并加強(qiáng)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(yùn)用操作電子顯微技術(shù)打下良好的基礎(chǔ)。希望我們在《電子顯微新技術(shù)》這一課程的授課過程中所提到的理念能夠?qū)ζ渌似鸬揭粋€借鑒作用，提高《電子顯微新技術(shù)》這一課程的教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)高素質(zhì)的科研人才做一份貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈昌觀.電子顯微分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革[J].實(shí)驗(yàn)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(yè)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(shí)施研究型教學(xué)模式的探索與實(shí)踐[J].高等教育研究，2011，28（4）：49-51.

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

基金項(xiàng)目：基于Pt-C協(xié)同增強(qiáng)一維復(fù)合半導(dǎo)體光催化產(chǎn)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。