针对传统的扫描电镜实验课程教学情况,可适当改善教学内容,在不影响教学内容的同时,多增加学生感兴趣的内容。优化分配理论教学和实验教学的课程时间,例如课堂教学学习过的内容,可简单带过,归避重复内容讲解,将节省出的时间划至实践操作部分。并且开放课外实验操作机会,学生分组进行操作练习。实验前,学生提前制备好测试样品,每组可选择不同的样品,亲自进行操作,增强学生动手能力和感知能力。实验课堂中操作时,则由老师进行操作,学生在老师指导下,对自己小组样品的测试结果进行分析,根据实验目的,自主选择放大倍数和观察区域,让每组记录不同的数据内容,减少实验报告的重复性。
利用现代化、立体化技术,在原有图片基础上,加入如3D模型、动画等内容,增加实验课程的趣味性和生动性。教育部《关于加强高等学校本科教学提高教学质量的若干意见》(教高[2001]4号)文件第8条指出:“在教学活动中应用现代信息技术,是提高本科教学质量的重要手段和措施”。例如,录制扫描电镜的实际操作视频共享于网络平台,学生在实验教学前可提前进行预习,实验教学后也能复习扫描电镜的使用操作方法。亦或是使用Flash软件制作出扫描电镜工作状态下的动画,以电子束在电子镜筒内的运动过程,扫描线圈如何控制电子束并作用于试样表面,电子束在试样表面激发出的各种信号以及探测器如何收集信号等具体内容,使那些在电镜内部运行的、不易被观察的过程,可以生动、形象的展示给学生,使其形象化、 具体化。
开放科研实验时间,扫描电镜除了用于本科教学外,其主要工作是为科研服务。实验教学的时间不多,但可供学生实战观察的时间却很多,平时服务于科研项目的实验时间完全可对学生进行开放,通过加入科研团队,或者参加有关的开放性实验,增加师生间的交流,提高学生的思考、探索能力。开放与实际案例相结合的实验,如失效部件微观分析,包括各类夹杂物、断口形貌、断裂特征分析、组织形貌及腐蚀物形貌特征等。学生可选择感兴趣的实验课题进行预约,在限定预约人数条件下,尽可能满足每一位学生的动手操作需求,达到学生实际操作目的,培养高水平的操作性人才。
实验教学是高等院校培养学生实践能力的重要环节,提高学生参与度是优化实验教学的主要手段之一,参与度高的实验教学模式有利于学生养成规范的实验操作习惯,有利于培养学生的自主实验能力。例如实验前,可提前预留问题,让学生带着问题,翻查文献,自行设计实验过程,然后向老师或研究生请教。比如在仪器操作过程中遇到的问题,实验数据如何处理和分析等,既能解决问题、学到知识,也能增加师生间的交流,提高了学生自主实验的设计水平和学生的自主实验能力。