材料科学与工程学院 高圣博
《电子显微学》是功能材料专业本科生的一门专业必修课程，也是学生进行科研训练的基础课程。学好这门课需要较多的晶体学基础知识，然而相关知识的欠缺导致学生在课堂中难以理解教师的授课内容。此外，不同于纯理论课程，《电子显微学》涉及仪器设备的工作原理和实验数据的表征，理论与实际联系紧密，并且新概念较多，在实际教学环节当中，应当采取不同的教学方法帮助学生掌握所学内容。下面谈谈我在讲授这门课程时的一些心得体会。
1.融入思政元素
习近平总书记在同北京师范大学师生代表座谈时的讲话中指出，“老师肩负着培养下一代的重要责任。正确理想信念是教书育人、播种未来的指路明灯。不能想象一个没有正确理想信念的人能够成为好老师。”作为一名大学老师，不仅需要向学生传授专业知识，同时需要帮助学生树立正确的理想信念，引导学生将个人发展与国家需求相结合，为实现中华民族伟大复兴的中国梦不懈奋斗。中国科学院院长白春礼表示，要将美国“卡脖子”的设备清单，转变成科研任务进行布局。透射电镜自发明以来，为材料、物理、化学、生物、医学等领域提供了巨大支持，是一种极其重要的表征手段。但是，我国国内没有一家企业生产透射式电镜，透射电镜的使用严重依赖进口，透射电镜的研发属于制约我国工业发展的“卡脖子”关键技术。《电子显微学》课程涉及透射电镜的结构、原理等知识，我曾在课堂上向同学们介绍我国在透射电镜研发方面同国外的差距，以及因此受到的限制，鼓励同学们努力学习，立志解决国家重大需求。
2.补充基础知识
本课程的学习需要学生具备晶体学基础知识，然而《材料科学基础》中的相关内容却难以满足教学要求。因此，在学习本课程之前，我们学习了关于晶体学的补充知识。《晶体学中的对称群》一书中介绍到“晶体的主要特征是其原子的配置具有周期性及一定的对称性。广义地说，周期性也是一种对称性，即平移对称性。”“对称性理论是晶体学的核心和理论基础。”本课程以硫酸铜晶体的培养为例，引入晶体外形的规则性，进而引出对称性、对称元素、对称操作等相关知识，为后续内容的学习打好基础。
3.注重内容关联
在平时备课过程中，我注重寻找知识之间的关联性，利用思维导图将所学知识点串联起来，帮助学生梳理所学内容，理解新知识引入的合理性。比如为了描述晶体外形的规则性，引入对称性、对称元素、对称操作的概念，7种基本对称元素组合形成32个点群描述宏观对称性，考虑平移后，得到230个空间群描述微观对称性。在学习晶体的内部结构时，以开普勒关于雪花内部结构的猜测为例，引出“晶体内部结构是什么样的？”这一问题，进而引出点阵和基元的概念，综合考虑对称性条件和周期性条件，将点阵分为14种布拉菲点阵，为了描述点阵引入点阵直线族、点阵平面族、倒易点阵等相关内容。利用思维导图将所学知识点串讲一遍，理解知识点之间的关联，有助于提升学生的学习效率。
4.增强求知动力
兴趣是最好的老师。在备课、课堂讲授过程，我们可通过多种方式激发学生的学习兴趣。首先在备课过程，我搜集了与本课程相关的诺贝尔奖得主的相关信息，比如1986年的诺贝尔物理学奖得主卢斯卡制作了世界上首台透射电子显微镜；2011年诺贝尔化学奖得主达尼埃尔·谢赫特曼在铝锰合金中发现了一种崭新的金属相，这一金属相的电子衍射花样表明其具有五重对称轴；2017年诺贝尔化学奖得主雅克·杜波切特、阿希姆·弗兰克和理查德·亨德森发展了冷冻电子显微镜技术，以很高的分辨率确定了溶液里的生物分子的结构。这些诺贝尔奖得主的事迹对提升学生学习兴趣起到很好的激励作用。此外，在课堂讲授中注意课本知识与日常生活之间的联系，比如在晶体外形的规则性一节中，以宝石外形的规则性为例，拉近课本与生活的距离，降低学生接受新知识点的难度。最后，通过课堂游戏，加深学生对所学知识的记忆。在讲完第三章后，以“你画我猜”的游戏方式，通过分组比赛增强学生记忆所学内容的动力。将知识点与游戏相结合，学生们乐于在游戏中记忆课堂中学到的众多新知识点。
5.培养学习习惯
讲新课之前，我会带领学生回顾上节课所讲内容，并鼓励同学们养成良好的学习习惯，温故而知新。通过随机提问的方式考察学生对所学知识的掌握程度，不仅帮助学生巩固所学内容，同时帮助教师调节授课方式。不同于高中阶段的学习方式，大学期间培养学生自学能力至关重要。在平时的教学中，我也注重培养学生的自学能力，比如在介绍对称布拉格情形时，鼓励学生自学证明“对称布拉格情形下，吸收因数与θ角无关。”并且鼓励学生在讲台上讲题，鼓励一题多解，耐心倾听学生的想法。