《电子显微新技术》教学总结及体会

（郑州大学 材料科学与工程学院，河南 郑州 450000）

摘要：在现代科研和实践中，电子显微技术，包括电子显微镜和激光共聚焦显微镜及其相关领域的技术，在材料分析工作中得到越来越多的应用。《电子显微新技术》以其独特的优势尤其在材料、机械、电子、化工等学科中得到了广泛的推广与应用。我们针对该课程在授课过程中的情况，从教学内容以和教学方法及手段方面做了总结，并提出了心得体会。

关键词：电子显微；新技术；总结；体会

中图分类号：G642.41 文献标志码： 文章编号：1674-9324（2017）13-0157-02

电子显微镜在人类认识微观世界的过程中起着至关重要的作用，高分辨的电子显微镜能够将人眼睛的分辨能力从毫米级提高到亚原子级，大大提高了人们研究物质微观结构的能力[1]。《电子显微新技术》是材料科学与工程专业研究生的选修专业课之一，主要阐述电子显微技术的基本原理和结构以及组织与性能之间的关系，并适当反映近年来国内外在这方面研究的新理论、新进展。课程着重讲述新型扫描电子显微技术、透射电子显微技术和光电子能谱仪的基本原理和理论知识，使学生能够运用到材料研究和表征中，达到改善材料性能的目的，并初步掌握新型电子显微技术的使用规范和方法，为从事高性能功能材料的研究提供技术支撑。由于授课对象为硕士研究生，他们在本科学习期间已经对电子显微技术有了一定的了解和接触，所以在这一课程的教课过程中，我们对这一课程的教学内容、教学方法及手段方面做了一定的调整和改善，以期达到预期教学效果。鉴于此种情况，对《电子显微新技术》这一课程的教学过程做了总结，并涉及一些心得体会。

一、教学内容方面

1.删繁就简、突出重点。《电子显微新技术》这门课程的学时为32个学时，其中包括22个学时的课堂教学以及10个学时的实验学时，这就要求我们在设计教学时，明确每一课时的教学目标，有一个清晰的教学思路，不在一些不重要的繁枝细节上浪费时间，一切以达成教学目标为主。一方面，在22个学时的课堂教学这一较短的时间内，要达到教学目的，时间上要求对教学计划有一个合理的安排。另一方面，这门课程的授课对象为在校硕士研究生，他们大多数在本科期间对电子显微技术多少有了一定的了解，如果一味地按照原有的教学大纲授课，会有一些重复的内容，从而影响教学进度。针对这一情况，我们对授课的内容作了一些调整，重点介绍新型扫描电子显微技术、透射电子显微技术以及光电子能谱仪器的基本原理和理论知识，对其他方面则稍作介绍，例如对于学院现有的X射线光电子能谱做重点介绍，教授同学们X射线光电子能谱的基本原理、操作流程、主要功能以及同学们在以后的科研中所研究内容与X射线光电子能谱的契合点等，而对于同学们接触较多的扫描电子显微镜，则只介绍基本原理，其他方面稍微提一下[2]。

2.科学原理与技术应用相并重。《电子显微新技术》是材料科学与工程专业研究生的选修专业课之一，是一门注重实验应用的学科，只有将学到的理论知识应用到实际操作中，才能更好地体现这门课的价值[3]。因此，在教授学生基本原理的同时，让他们能够运用所学知识来解释科学研究中遇到的问题也至关重要。所以，我们将《电子显微新技术》的教学目标设定为阐述电子显微技术的基本原理和结构以及组织与性能之间的关系，并适当反映近年来国内外在这方面研究的新理论、新进展，使学生能够将电子显微技术运用到材料研究和表征中，达到改善材料性能的目的，并初步掌握新型电子显微技术的使用规范和方法，为从事高性能功能材料的研究提供技术支撑。整个教学过程中，在课堂上，教授同学们电子显微技术方面的基本原理和理论，如扫描电子显微镜、投射电子显微镜的工作原理，在实验课上，则注重同学们将课堂所学知识运用到实践中，将理论知识和实际的技术操作相结合，达到理论联系实际，科学原理和技术应用相并重。

3.紧贴科技前沿。经过科学技术的不断发展和完善，电子显微技术在材料、机械、电子、化工等学科中得到了广泛的推广与应用。而现代科学技术发展日新月异，学生需要掌握的信息也不局限于课本上的知识，也需要随着科学技术的发展而不断更新和补充。以往的电子显微技术方面的相关教材，特别是上世纪八九十年代的教材，所讲授的内容主要侧重于电子显微镜的基本构造、基本原理以及大概的操作流程，所针对的设备也多为上世纪的一些仪器。但是，电子显微技术在本世纪初有了较快的发展，涌现出了很多新的电子显微技术，如电子能量损失谱、球差矫正透射电子显微镜等[4]。上世纪八九十年代的教材里边则没有这些电子显微新技术，而各大高校的仪器设备也大多包含了这些新的电子显微技术，这就要求我们在教课的过程中紧贴科技前沿。我们在教授《电子显微新技术》这门课程的过程中，旨在阐述电子显微技术的基本原理和结构以及组织与性能之间的关系，使同学们明白其中的基本原理。但是，又不局限于现有的知识，而是紧贴科技前沿，给同学们介绍电子显微技术的最新发展动态，使同学们既能学习课堂基本知识，又能及时了解电子显微这一技术的最前沿动态。

二、教学方法及手段

1.理论与实践相结合。所谓实践出真知，在课堂上，利用多媒体教学的方法，能够将知识以文本、图片、声音以及视频的方式展现给同学们，将教课的方法和气氛丰富起来。《电子显微新技术》作为一门应用性的学科，但从课堂上给同学们讲，可能会使同学们觉得稍显枯燥，而且在课堂上，教师只能给同学们介绍各种电子显微技术的基本原理、特点和用途，而有些内容，例如如何制备样品、如何操作仪器以及一些实际操作中的注意事项等内容则很难在课堂上讲清楚。这就需要在实验室一边操作仪器，一边给同学们讲解注意事项了。所以，在开展课堂教学的同时，开展实验课，让同学们能够将课堂中学到的知识运用到实践中，在实验课中亲手操作设备，达到巩固课堂所学的目的，也能够为以后的科研做准备。在这里，存在一个问题，像X射线光电子能谱等多为精密仪器，仪器数量较少，整个学院只有一台，难以做到像物理化学实验那样每人一台仪器，所以我们给同学们进行了分组，这样既能培养同学们的团队协作能力，及时纠正他们发现的操作者的不当行为，又能让他们有机会亲自动手操作仪器，将课堂所学知识和实际操作应用结合起来。另一方面，结合学院的实际情况以及同学们的研究课题，来教授具体的电子显微方面的知识，让每个学生将自己的研究课题和电子显微技术在自己研究课题中的应用联系起来，能够清楚自己在以后的科研生涯中如何运用电子显微这一技术，使学生能够真正学以致用，将教学和科研有机结合起来。

2.加强师生交流。在课堂教学过程中，为充分调动学生的兴趣，发挥学生的主观能动性，培养学生乐于分享的好习惯，促进学生主动学习的兴趣，在《电子显微新技术》这一课程的教学过程中，针对一些难度不大、学生认识又有分期的知识，我们特意安排了讨论教学法。在这一过程中，会给同学们机会来交流对电子显微技术的理解和认识，以及自身在科研过程中所用到的电子顯微技术。这样既能丰富课堂教学方法，使同学们能够更加牢固地掌握课堂所学，为以后的科研生涯打下良好的基础，又能活跃课堂气氛。在这一过程中，教师所起到的作用至关重要，既要选择合适的教学内容，避免重复学生之前熟悉了解的内容，不能超出学生的知识水平和能力，又要对同学们提出的各种意见给予肯定和鼓励，从而增加同学们的学习热情。此外，还要善于引导，涵盖学习内容和主体的启发性。

以上就是我们在《电子显微新技术》这门课程的教学过程中的一些启示和经验，在教学内容方面要做到删繁就简、突出重点；科学原理与技术应用相并重；紧贴科技前沿，在教学方法和手段上要做到理论和实践相结合并加强师生交流，为研究生这一群体在以后的科研生涯中能够熟练地运用操作电子显微技术打下良好的基础。希望我们在《电子显微新技术》这一课程的授课过程中所提到的理念能够对其他人起到一个借鉴作用，提高《电子显微新技术》这一课程的教学质量，为培养高素质的科研人才做一份贡献。

参考文献：

[1]沈昌观.电子显微分析实验教学方法的改革[J].实验室研究与探索，1992，（1）：106-107.

[2]张静武.材料电子显微分析[M].北京：冶金工业出版社，2012：92.

[3]巫瑞智，李茹民，胡宝瑞，谭晓京，谭淑媛，张景怀.在材料测试分析方法课程中实施研究型教学模式的探索与实践[J].高等教育研究，2011，28（4）：49-51.

[4]郭可信.金相学史话（6）：电子显微镜在材料科学中的应用[J].材料科学与工程，2002，20（1）：5-10.

基金项目：基于Pt-C协同增强一维复合半导体光催化产氢的研究

作者简介：张鹏（1987-），男（汉族），河南许昌人，博士，讲师，研究方向：功能纳米纤维材料。