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摘要：半導體物理課程是微電子技術領域的專業(yè)課，其內容抽象，綜合性強，且相關知識更新速度快。傳統(tǒng)的半導體物理授課多為教師講授為主，學生探討為輔的模式，存在著一些弊端。本文針對該課程的特點以及目前教學模式存在的問題，從教學內容的優(yōu)化、教學方法與教學手段的改進、考核方式的優(yōu)化等方面進行了具有實際意義的探討。通過以上幾個方面的改革從而激發(fā)學生對半導體物理教程的學習積極性，提高學生的學習效率和課程教學質量。

關鍵詞：半導體物理；教學改革；創(chuàng)新

引言

半導體物理是微電子技術領域的理論基礎學科，是一門綜合性很強的專業(yè)課。由于該課程涉及內容較廣泛、概念繁雜難懂，使其成為一門學習難度較大的學科。且隨著社會的進步和科技的發(fā)展，半導體物理相關的知識也日新月異，新器件、新工藝、新技術層出不窮，這對教學模式也提出了更高的要求。而傳統(tǒng)的教學模式中，教學內容匱乏、教學方法過于單一，已經跟不上時代的進步。因此，新的半導體物理教學改革應該提上日程。在新的教學過程中應該結合實際中存在的問題，改善教學模式、創(chuàng)新教學方法，只有這樣才能培養(yǎng)出滿足社會的需求的半導體專業(yè)人才。

一、半導體物理教學現狀

半導體物理是一門理論性、綜合性很強的學科，目前半導體物理課程的教學環(huán)節(jié)存在著一些問題：（1）課程內容抽象。半導體物理課程內容抽象、物理概念多、易混淆知識點多，如能帶理論、電子隧道效應等，學生面對這些比較抽象的概念理解起來難度較大。另外，該課程在教學過程中涉及知識面廣，理論計算、公式推導等占據主要部分，例如平衡載流子和非平衡載流子濃度、摻雜半導體的載流子濃度及費米能級以及漂移和擴散運動的相關公式等，這些理論計算和公式推導需要很高的微積分基礎，單純的靠老師講授可能無法達到預期效果。（2）課程內容陳舊。半導體行業(yè)的發(fā)展速度非常之快，新器件、新工藝、新技術層出不窮，現有的半導體物理課程內容陳舊，缺乏對于新知識的介紹，這使得我們的教學與社會對于半導體行業(yè)人才的需求不匹配。有的學生在課上把半導體物理的理論學習的很好，然而一進入企業(yè)實踐卻發(fā)現自己什么都不會。（3）教學模式單一，學生知識水平參差不齊。半導體物理涉及的知識面廣，內容多，學校大多采用的也就是課堂板書加多媒體放映的教學模式。這種教學模式太過單一，可能會導致學生感覺到課程內容枯燥，喪失學習的主動性，日積月累導致其對課程內容理解的不透徹，進入惡性循環(huán)。另外，由于課程內容多，難度大，學校設置的課時少，在有限的課時中教師很少能將知識點全面展開講授，逐一把課程內容的來龍去脈全部講明白，學生在學習的過程中一知半解，這使得教師雖然付出了大量的精力和心血，但是得到的學生反饋效果卻不理想。（4）學生課程參與度不高。半導體物理課程本身的理論性較強、內容比較枯燥，如果老師在授課過程中不注意方式方法，很容易導致課堂沉悶缺乏活躍氛圍，學生慢慢的會對半導體物理學這門課程產生抵觸心理。盡管現在有一些高校已經明文禁止學生在課堂上使用手機等電子產品，但不少學生在課堂上依然表現得非常安靜沉默，不愿意和教師交流回應，沒有自己的獨立思考，填鴨式的接受知識。在課外也很少有學生主動學習課程相關知識，更別提參加相關的項目及競賽等，這對于半導體物理課程的學習是非常不利的。

二、半導體物理教學改革措施

根據社會對于半導體專業(yè)人才的需求，綜合半導體物理的教學現狀以及傳統(tǒng)教學中存在的諸多問題，可以看到教學改革刻不容緩。新的教學改革目的是把學生置于教學的中心地位，創(chuàng)造使學生主動參與的教學場景，解決傳統(tǒng)教學中課堂沉悶、學生參與度低的問題，并通過將理論知識與科研實踐有效結合，最終培養(yǎng)具有創(chuàng)新實踐能力的半導體物理專業(yè)方面的人才[1]。出于這種目的，提出了以下教學改革的具體措施。

（一）優(yōu)化教學課程內容。對課程內容的優(yōu)化主要體現在三個方面：首先，理清與其他學科重復的教學內容。半導體物理教學內容頗多，并且有許多內容與微電子其他學科重復，教學過程中應該對這部分內容進行合理刪減，這使得教師可以將有限的課堂時間用于課程的重點及難點，將這些知識點全面展開進行講授，利于學生理解和掌握。其次，抽象概念實例化。半導體物理內容里概念多、抽象難懂，對于一些比較難懂隱晦的概念，可以采取舉例子等方式，引導學生自己大膽的展開想象，自己思考，也可以和其他同學一起研討，這樣有助于學生更深層次的理解。另外在講授過程中還可以增加一些半導體物理方面的小故事等等，活躍課堂氣氛的同時也能增加學生學習知識的興趣。最后，適當引入新器件、新技術的相關原理與知識。由于半導體行業(yè)的發(fā)展日新月異，半導體物理課程的相關知識更新速度快。在教學過程中，教師不能僅僅只停留在課本知識上，還應該吸取新的知識，把最新知識與半導體物理課程結合起來傳授給學生。

（二）改進教學方法與教學手段。教學方法與教學手段的改進可以從以下幾個方面出發(fā)：首先，由填鴨式教學向啟發(fā)式教學改進。傳統(tǒng)的半導體物理教學模式多為填鴨式教學，學生對知識的接受程度不高、學習興趣缺失。故此我們在基礎知識傳授的基礎上，采取以“學生為主體，教師為引導”的啟發(fā)式教學方式，引導學生激進型啟發(fā)式學習，由此來改變學生對學習半導體物理課程的抵觸心理并且激發(fā)其學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。其次，注重師生互動。在半導體物理課程重點、難點的教學部分，要充分重視與學生之間的互動，采用師生互動的教學模式。這種模式在老師講授的基礎上，增加學生討論環(huán)節(jié)，最后由老師進行總結。在教學過程中，首先由老師圍繞教學大綱為中心，對重點領域和難點領域逐個講解。講授完成引導學生進行討論，討論的內容基于課堂內容，但可以不局限于課堂內容，引導學生獨立的思考。討論環(huán)節(jié)可以更好的了解學生對于知識的掌握程度，哪些地方掌握的較好，哪些地方還存在不足，老師可以根據討論的情況有目的有針對性的對學生理解上的誤區(qū)進行進一步加深講解，從而達到較好的授課效果。再次，理論與實踐結合。為了加強學生的實踐動手能力，根據微電子學科的特點，可以適當開展一些競賽或者小組訓練。學生可自由組隊，通過一些比賽訓練來鍛煉自己發(fā)現問題、解決問題的能力。還可以鼓勵學生參與相關的科研項目，通過自己設計設計、加工半導體物理相關的器件，使得學生將自己在課上所學的半導體物理知識進行進一步的梳理，將理論與實踐結合起來，達到學以致用的目的。同時，通過實踐環(huán)節(jié)還可以提高學生的創(chuàng)新能力和實踐動手能力。最后，注重知識面拓展。由于半導體物理相關知識的更新速度之快，現有的教學內容無法滿足社會及企業(yè)對于半導體行業(yè)人才的需求，因此在平時要將教學與科研結合起來，多開展一些專業(yè)講座讓學生進一步了解其學科領域的最新知識，讓學生通過自主學習來培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維能力。老師作為知識的傳授者，在做好教學工作的同時，也要注意自身學術修養(yǎng)的提高。只有自己時刻保持對于科研的熱情，積極關注半導體行業(yè)出現的新器件、新工藝、新技術等，才能保持與時俱進，并將這些最近的知識滲透到平時的理論教學工作中去，使得學生的知識面更寬。

（三）優(yōu)化考核形式。改變過去單一的通過期末考試一卷定成績的模式，注重平時過程的評價，可以采用課上討論問題、課后作業(yè)、實踐及期末考試等多方面、多形式的考核方式，來對學生的學習效果進行測評，綜合給出學生的最后成績。由于半導體物理涉及的公式推導較多，而這些單靠老師的課堂講解不可能獲得很好的教學效果，因此，在學完相關的知識后，可以布置一些練習題，通過隨堂練習或者課后作業(yè)的方式，讓學生獨立的完成物理概念的建立、建立物理概念后由物理問題向數學問題的轉變、利用數學知識進行公式的推導及計算等。例如，摻雜半導體的載流子濃度和費米能級的位置、平衡載流子及非平衡載流子濃度的計算、擴散與漂移運動等相關的公式推導及計算等。也可以設置一定的實驗實踐環(huán)節(jié)或仿真模擬實驗，讓學生能夠把理論概念運用到工程實踐中[2]。以上這些都可以計入平時成績的評價中，通過多方面、全方位的對學生平時的學習過程進行考核，不能使得教師能夠更好的了解學生對于知識的掌握情況，還可以激發(fā)學生學習的熱情，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力和實踐動手能力，達到更好的教學效果。

三、結束語

為了適應科技的發(fā)展以及半導體行業(yè)對人才的需求，針對半導體物理課程目前教學環(huán)節(jié)中呈現出的問題，本文提出了半導體物理教學改革的措施。半導體物理由于概念多、理論性強、內容抽象，使得部分學生的學習興趣不高。為了增強學生學習的主動性和積極性，從半導體物理課程教學內容的優(yōu)化、教學方法與教學手段的改進、考核方式的優(yōu)化等方面進行了具有實際意義的改革和探索。這些教學改革措施，主要目的在于改變傳統(tǒng)教學過程中“教師為主體，學生為輔助”的被動填鴨式教學模式，逐漸向“學生為主體，教師為引導”啟發(fā)式教學模式改進，增加學生對于半導體物理課程的學習興趣和積極性，同時通過實踐過程的鍛煉，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力和工程實踐能力，以更好的切合社會對于半導體相關專業(yè)人才的需求。

參考文獻

[1]部建培，王卿璞.半導體物理實驗教學改革研究[J].教育現代化，2019，6（66）：47-49.

[2]盛英卓，蘭偉，張振興，等.基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的半導體物理實驗教學改革[J].實驗室科學，2020，23（2）：111-114.

作者:王玫 周曉斌 單位:鄭州輕工業(yè)大學