关于“半导体物理与器件”课程教学改革的几点思考

关于“半导体物理与器件”课程教学改革的几点思考

傅小龙

（江西工程学院新能源与环境工程学院，江西新余338000）

摘要：半导体物理与器件是微电子技术的基础课程，也是电子科学与技术、光电信息工程、微电子学、新能源科学与工程等专业的重要基础课。为满足新时代高等教育发展要求，注重学生创新创业能力培养，注重学生实践能力培养，注重学生自主学习能力培养。本文主要从课程教学改革出发，分析当前教学过程中的问题和不足，并结合本课程专业性特点，在教学理念、教学方法、教学模式、综合成绩考核标准进行改革探索，并以此提升本课程的教学质量、提升学生的创新创业能力和实践能力、提升学生的综合素质。

关键词：半导体物理与器件；教学改革；

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“半导体物理与器件”课程是新能源科学与工程专业的专业核心必修课程。本课程主要涉及半导体材料概述、量子力学初步，半导体中的能带理论、半导体中电子的运动状态、平衡载流子统计分布、载流子的输运、非平衡载流子、PN结、金属半导体接触、异质结、双极型晶体管、MOS结构、MOS场效应晶体管和半导体中的光电器件等内容，课程涉及内容广泛、抽象概念和知识点较多、理论推导和公式较复杂，是一门理论与实践并重的专业课。对于以一所由高等职业院校发展起来的应用型本科学院的学生来说，相关的理论基础和抽象概念掌握相对较差，学习难度较大、学习热情不足、学习兴趣无法持久等。本文主要从课程教学改革出发，分析当前教学过程中的问题和不足，有针对性地提出教学改革的途径，提升教学质量和培养学生综合能力。

一、传统教学模式存在的问题

“半导体物理与器件”课程是门涉及内容广泛、抽象概念和知识点较多、理论推导和公式较复杂的课程。该课程的传统教学模式采取的是“以教材为中心、以教师传授知识为中心”的教学方法，该种满堂灌的教学方式忽略了学生的主体地位，缺乏生动形象的案例解说。大量枯燥无味的理论知识点和复杂公式的推导，让学生容易产生抵触情绪；千篇一律的灌输模式，扼杀了学生自主学习的动力、遏制了他们的想象力和创新精神，不利于他们理解力、判断力和创造力的培养提升，无法实现因材施教的效果。

在信息化时代，手机已成为大学生进入课堂必备工具，虽然能带给学生随时随地查阅资料的便利，但也会带来一系列弊端。因大学生本身的自制力还不强，无法从手游、网游中解脱，学习效率降低。若采用满堂灌的教学方式，只为完成教学任务，单纯的以知识传授为主，不注重课程互动效果，会导致学生课堂失去学习活力和动力，课堂学习将演变为课堂娱乐。

课程考核方式较单一，平时成绩和期末考试成绩。平时成绩考核方式无标准化，无法全面反映学生的综合能力；期末考试成绩占比较大，期末考试考察课本知识较固定，许多学生突击复习就能考过，无法反馈学生对课程掌握的程度，无法反馈出学生的综合素质能力，在一定程度上也助长了舞弊、课堂学习不主动等不良学习气氛。

二、课程教学改革

根据“半导体物理与器件”课程特点，转变教育教学理念，探索“以教为中心”转向“以学为中心”的教学模式，尝试启发式教学、案例式教学等。在课堂教学过程中以学生为中心，教师为主导，借助多媒体、网络、学习教学平台（比如学习通、对分易、雨课堂等）、“互联网+”等媒介，加强教师与学生、学生与学生间的互动探讨，同时建立新型综合期末考核成绩评价标准并贯穿教学全过程，改变学生被动学习面貌，激发学生学习兴趣，引导学生主动参与教学过程，这也将全面提高学生的发现问题、综合分析问题和解决问题的能力。课程教学改革主要体现在:

1.教学理念变革

由“半导体物理与器件”课程教学内容和课程特点可知，该课程的主要研究对象为半导体。然而，随着高科技的发展和工艺技术革新发展迅速，半导体工艺日益成熟，半导体产品日益丰富、品种繁多，半导体器件产品结构设计迥异、性能和功能差异化要求日益突出，课程教学内容无法用固定一门课程和教材来囊括所有半导体器件相关的工艺技术，无法用一堂课将各个知识点面面俱到。因此，如何在利用有限的课堂时间让学生丰富自己的认知是我们教学的关键，同时在丰富学生认知问题的关键也在于教师的教学理念。更新教学理念是提高教学质量的关键前提，教师必须摒弃传统教学模式的弊端，解放思想和转变观念，树立正确的教育观，做到以学生为本，努力营造主动为学生服务的工作氛围，不断提升学生自主学习的积极性和自觉性。教学过程要充分展现教师引导学生讨论和分析过程的作用，培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。同时也必须规范“半导体物理与器件”课程综合成绩考核不是通过单一的期末考试评定，而是学生平时自己挣分模式（主要体现在：自主预习、资料与视频阅读、自主推导公式、提出疑惑和解决问题等），并结合期末考试来反馈学生的综合能力水平。综合能力的提高有助于学生综合解决半导体器件中的相关复杂问题，不再对未知问题恐惧。

2.教学方法改革

建设好“半导体物理与器件”课程的课程标准，根据课程教授专业、学生学情特点、人才培养方案，并掌握好整个课程的知识框架，合理安排教学内容和精讲课程内容。同时培养学生的自学预习习惯、缩减课堂机械式讲授时间，增加学生讨论式、启发式、案例式、提问式等课堂学习模式，并将学生交流讨论与课堂教学有机结合，将理论教学实践与交流讨论互动贯穿整个教学过程，这将适应现在的创新型人才培养模式，有助于激活学生学习热情、促使学生与老师互动交流，助力于全面培养各个学生的综合素质和能力。在教学方法改革过程中，要充分挖掘课堂导入的特点，创新导入方法(如典故、案例、演示、悬念等)，聚焦学生的注意力、激发兴趣、明确学习目的、联结知识和沟通情感，提升课堂教学效果。另外，增加课堂实践环节，要求学生自主推导公式，同时布置课后分组任务，培养学生自主思考问题、分析问题和解决问题能力，培养学生团队意识和协作精神。

3.教学模式变革

应用现代信息技术，实现教学模式现代化；应用互联网开放平台（如学习通、雨课堂、对分易等），教师提前建立课程资源、提前发布预习任务、提交课后作业任务，增强学生与老师间的互动交流。同时，利用网络资源和现代多媒体技术、并自作相关动画、音频和视频辅助教学，让一些“半导体物理与器件课程”中物理抽象概念、半导体物理过程更加清晰形象地演示出来，降低学生理解难度。另外，利用网络学习教学平台，提前讨论和掌握学生的疑惑，及时调整和改善讲课过程中框架内容和教学方法，拉近学生与老师距离，同时拓展学生知识范畴，丰富学生视野。

4.综合成绩考核标准改革

“半导体物理与器件”课程的课程综合成绩，一般采用平时成绩和期末考试成绩两大部分。平时成绩考核单一，无法反馈学生学习的真实性，无法反馈学生综合能力；期末考试成绩占比60%，比重较高且题库有限，无法反馈学生的分析问题和解决问题的能力。因此，对综合成绩考核标准进行改革是势在必行的，有助于提升课程综合成绩的全面、公正、公平、公开性。综合成绩考核标准改革后，充分提高平时成绩的占比、缩减期末成绩的占比，增加平时成绩考核类型(如课程视频资料预习、签到、讨论交流、课堂互动表现、团队互动、作业、课后讨论和自我测验等)，并利用学习平台实现自动化管理每个学生的成绩，充分发挥考核的全面性。同时探索实现“全面考核”和“过程考察”新型考核标准贯穿至课程教学始终，科学全面地评价学生的综合素质和创新能力。

参考文献：

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