農(nóng)業(yè)院校電子顯微鏡技術實驗教學改革與實踐

王蒴 趙迪 徐銘澤

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(jīng)驗，實現(xiàn)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(nóng)業(yè)院校

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）46-0261-02

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(jié)構(gòu)研究中發(fā)揮了重要的作用。隨著電鏡技術的不斷發(fā)展，它所涉及的農(nóng)業(yè)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(fā)現(xiàn)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(nèi)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(yǎng)學生的創(chuàng)新意識以及嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)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(chuàng)新，在實踐中逐漸完善實驗教學工作。

一、我校《電子顯微鏡技術》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(yī)學、植物保護等多個專業(yè)。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(fā)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(nèi)人數(shù)，實驗總組數(shù)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(nóng)業(yè)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(chuàng)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(yōu)勢在于聽課的學生人數(shù)減少，彼此間干擾少了，教師的授課環(huán)境得到改善；組內(nèi)學生人數(shù)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(zhì)層，制樣周期會更長。而在農(nóng)業(yè)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(huán)節(jié)。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(huán)節(jié)及樣品的狀態(tài)，并將原來4學時的實驗室課內(nèi)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(xiàn)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(xiàn)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(yōu)化教學結(jié)構(gòu)，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(huán)節(jié)

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(fā)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(guī)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(jié)—學生操作”的教學模式，加強了學生對學習內(nèi)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(tǒng)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(wǎng)支持膜制備為例，常規(guī)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(fā)現(xiàn)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(jié)語

隨著農(nóng)業(yè)技術的快速發(fā)展，對高素質(zhì)、高水平的農(nóng)業(yè)技術人才的需求也越來越多。農(nóng)業(yè)院校在專業(yè)性人才的培養(yǎng)和輸出方面，發(fā)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(huán)節(jié)和“非標準化”的多種教學模式有機結(jié)合的、具有農(nóng)業(yè)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(nóng)業(yè)、研究農(nóng)業(yè)、獻身農(nóng)業(yè)。

參考文獻：

[1]翟少華，王金泉，張曉紅，等.電子顯微鏡技術在農(nóng)業(yè)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(nóng)業(yè)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(yī)學電子顯微鏡技術》課程教學初探[J].吉林醫(yī)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(yè)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(zhì)教育，2011，（1）：75-77.