電子顯微鏡技術實驗教學改革與實踐

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摘要：本文針對電鏡實驗教學中存在的問題，分享了切實可行的教學改革經驗，實現包括小班教學、多媒體教學、示范性教學、設計學生動手實驗的多元化教學模式。

關鍵詞：電子顯微鏡；教學改革；農業院校

被稱為“科學之眼”的電子顯微鏡，以其科學的直觀性和納米級的分辨率在超微結構研究中發揮了重要的作用。隨著電鏡技術的不斷發展，它所涉及的農業研究領域也越來越多[1]。為此，我校自上個世紀90年代以來，為本科生開設了《電子顯微鏡技術》課程。在多年的教學中，我們發現作為一門技術類型的課程，其實驗教學具有更重要的意義。實驗教學能夠鞏固理論教學內容，提高課程的總體教學效果；提高學生的動手能力和實踐能力；培養學生的創新意識以及嚴謹的科研態度、良好的科研習慣。為此，我們不斷地分析教學工作中存在的問題，并有針對性地進行改革與創新，在實踐中逐漸完善實驗教學工作。

一、我?！峨娮语@微鏡技術》實驗教學情況及存在的主要問題

我校開設的《電子顯微鏡技術》共32學時，其中實驗10學時，教改前，分5次課完成。每年選修《電子顯微鏡技術》課程的本科生可達500人左右，包括園藝、生物技術、動物醫學、植物保護等多個專業。電鏡屬于大型精密儀器，目前學校僅配有一臺透射電鏡及配套設備。由此，在實驗教學中引發了下列問題。

（一）選課學生多，實驗儀器少，教學效果差

這是所有大型儀器實驗課面臨的普遍問題[2]。很多實驗室為了解決這一問題，實行10人左右的小班教學。這一做法提高了學生的聽課效果，但是減少了組內人數，實驗總組數卻在增加，儀器的教學占有率過高，反而影響了科研服務率。

（二）教師講得多，學生動手少，記憶不深刻

電鏡屬大型精密儀器，操作復雜；樣品制備周期長，并且涉及有毒試劑，開課初期將實驗課定性為示范性實驗教學，但這種教學方式尚有差強人意之處[3]。其一，示范性教學意味著學生只看不做，印象不夠深刻，不利于理解和記憶。在以后的實際工作中可能會帶來錯誤操作，尤其是在農業院校，對于那些生長周期長、品種珍貴的植物樣品來說，這種錯誤的后果可能會很嚴重。其次，示范性的實驗教學意味著教師是課堂的主角，學生是被動地學習，壓制了他們學習的熱情和激情，違背了實驗教學的初衷。針對上述問題，我們對實驗教學進行了改革和創新。

二、實驗教學改革的幾個方面

（一）以小班教學為基礎

為了解決“學生多，儀器少”的問題，我們和其他大型儀器課程一樣，實行小班教學。其優勢在于聽課的學生人數減少，彼此間干擾少了，教師的授課環境得到改善；組內學生人數的減少，使原本有限的上機操作的機會增加，學生操作和教師一對一的指導時間延長；學生討論、師生互動的時間也有所增加，極大地提高了實驗教學的效果[4]。當然，為了避免因小班教學引起的實驗教學占有率過高的問題，我們還采取其他教學方法。

（二）應用多媒體技術輔助實驗教學

電鏡樣品制備技術涉及有毒試劑，并且制備周期較長，尤其是植物樣品因具備細胞壁和蠟質層，制樣周期會更長。而在農業院校，植物樣品要多于動物樣品。所以，即使示范性教學，也不會展示全部的操作環節。為此，我們錄制了實驗教學錄相片，詳細記錄了操作中的每個環節及樣品的狀態，并將原來4學時的實驗室課內容，改為在理論課堂上觀看錄相片。通過多媒體技術，我們把那些枯燥、生硬的名詞立體地展現在學生眼前，使他們對實驗操作有了完整、直觀、感性的認識。另外，將教學錄相片應用到實驗教學中后，上課地點從實驗室改到了教室，儀器的教學占有率降到了原來的60%，提升了科研服務率。實踐證明，在實驗教學中合理地運用一些現代信息技術，能夠使學生更好地理解課程的難點，強化學生的記憶，優化教學結構，提高課堂教學效率。

（三）在示范性教學的基礎上，引入學生操作環節

示范性教學即通過口耳相傳、形體相授方法，將實驗操作直接、形象地教給學生。但這種教學方法使人感覺枯燥無味，記憶不深。對于操作性很強的電鏡技術，只有讓學生親眼看到儀器，親手操作儀器，才能真正了解儀器，感受精密儀器的科技性和先進性，激發出學生們的學習熱情和激情。在上機操作部分，教師邊講解邊示范，再由學生按規程操作[5]。第一個學生操作完，第二個學生要先評價前者的操作正確與否，然后才能自己上機操作。通過“教師示范—學生總結—學生操作”的教學模式，加強了學生對學習內容的理解和記憶。

（四）以實驗大綱為指導，采取非“標準化”的教學模式

實驗教學要嚴格遵循教學大綱，這樣才能保證學生們接受的是標準化、統一化的知識。但在具體實施過程中，我們采取的是“非標準化的”教學方式。以銅網支持膜制備為例，常規教學中，教師只會告訴學生標準地制備支持膜的方法。有的同學可能會問：“必須四個邊都割開嗎？”或者“能不能同時得到雙面的支持膜？”針對這些問題，同學們就可以開動腦筋，動手試驗，直到他們發現最終的答案……同學們提出的問題各種各樣，甚至可能超出了大綱的范圍。但在實驗教師的引導下，學生們動腦動手尋找答案的過程，正是一個“提出問題，解決問題”的“科學研究”的過程。在“非標準化”的教學過程中，同學們提出的問題和解決的方案可能會不盡相同，但卻達到了同樣的實驗教學目標，即增強學生們的動手能力和解決科學問題的能力。

三、結語

隨著農業技術的快速發展，對高素質、高水平的農業技術人才的需求也越來越多。農業院校在專業性人才的培養和輸出方面，發揮了重要作用。讓本科生學習、掌握電子顯微鏡這種“高精尖”的研究技術，能夠為未來的科研工作提供有力的技術保障。通過對電鏡技術實驗教學的不斷改革與探討，我們已形成包括小班教學、多媒體技術教學、示范性教學、學生操作環節和“非標準化”的多種教學模式有機結合的、具有農業院校自身特點的實驗教學模式。多元化的教學模式在實驗過程中有序地穿插進行，豐富了教學手段，增強了教學的實用性和趣味性，提高了實驗教學效果，讓學生們真正地熱愛農業、研究農業、獻身農業。

參考文獻：

[1]翟少華,王金泉,張曉紅,等.電子顯微鏡技術在農業高等院校教學中的應用[J].教育教學論壇,2014,(5):69-70.

[2]李亮亮,吳正超,陳彬,臧健.高等農業院校儀器分析實驗課教學模式探索[J].教育教學論壇,2017,(7):270-271.

[3]朱昌來,周欣陽,王瑩潔.《生物醫學電子顯微鏡技術》課程教學初探[J].吉林醫學,2013,34(28):5975-5976.

[4]張曉麗,張江蘭.多種教學方式在電子顯微鏡教學中的應用[J].張家口職業技術學院學報,2014,24(4):79-80.

[5]方勤方.透射電子顯微鏡實驗課教學方法探討[J].中國地質教育,2011,(1):75-77.

作者：王蒴 趙迪 徐銘澤 單位：沈陽農業大學分析測試中心