半导体材料课程的教学改革与实践

第１０卷增刊　２０１０年７月　广东工业大学学报（社会科学版）　Ｊｏｕｒｎ￣ｏｆ　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｓｏｃｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　Ｖｏ１．１０　Ｓｕｐｐｌ　Ｊｕ１．２Ｏｌ０　

“半导体物理学＂课程教学实践与探索术　

刘秋香王银海赵韦人　罗俊丰　

（广东工业大学物理与光电工程学院，广东广州，５１０００６）　

摘要：文章基于“半导体物理学”课程的特点，分析了如何从教学环节入手进行课程教学，从而提高教学的有　效性。　

关键词：半导体物理学课程教学教学方法教学实践有效性　中图分类号：Ｇ　６４２　文献标识码：Ａ　

一、引言　

“半导体物理学”是微电子学、电子科学与技术　

等专业的重要专业基础课。课程集基础性、理论性　

以及专业性于一体，为工科毕业生从事微电子、集成　

电路设计、光电子、电子材料及其相关学科的科学研　

究奠定扎实的理论与实践基础。半导体物理学课程　

学习直接关系到后续课程的学习效果以及学生的就　

业和将来的发展。如何在有限的教学课时内提高　

“半导体物理学”课程教学的有效性，就成为一个很　

有意义的问题。　

二、从教学环节入手，提高教学的有效性　

１．多方位培养学生的学习兴趣　

就教材的内容来看，“半导体物理学”理论性　

强，包括大量公式及推导等，容易使学生产生畏惧心　

理，如何引起学生对这门课的兴趣，改变他们对教材　

整体感觉枯燥的印象非常关键。第一堂课上就将培　

养学生的学习兴趣作为首要任务。Ｐ—ｎ结是半导　

体器件结构的基本组成部分，它构成了大部分半导　

体器件，如整流器，发光管，激光器，晶体管，调制器，　

检测器，光电池等的基本单元。为了提高学生的学　

习兴趣，教师可以以Ｐ—ｎ结为核心将教材中各章节　

内容有机结合起来，让学生从宏观上对所学内容有　

一个大致的了解。此外，半导体材料的应用非常广　

泛，利用这一特点，教学中注意随时结合应用实例。　

如半导体在照明上的应用，在制冷业上的应用等，增　

２０１４年１月　第４期　教育教学论坛　ＥＤＵＣＡＴ１０Ｎ　ＴＥＡＣＨＩＮＧ　ＦＯＲＵＭ　Ｏａｎ．２０１　４　Ｎ０．４　《半导体器件物理》课程改革探索与实践　徐振邦　（江苏信息职业技术学院　电子信息工程系，江苏无锡２１４１５３）　摘要：《半导体器件物理》是高职院校微电子专业的一门重要的专业基础课，是集成电路设计和制造的理论基础。笔　者在教学实践中通过调整教学内容，推进理实一体化教学模式，改进教学方法，对该课程的教学进行了一些改革与探索，　有益于提高本课程的教学质量。　关键词：半导体器件物理；教学改革；探索与实践　中图分类号：Ｇ７１２　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４—９３２４（２０１４）０４—０２２２—０３　一、引言　随着全球信息化进程的加快，微电子产业得到了迅速　的发展，作为向社会输送技能型人才的高职院校，培养微电　子专业学生具备一定理论基础和较强的实践创新能力显得　尤为重要。《半导体器件物理》是高职院校微电子专业的一　门重要的专业基础课，主要讲授的是半导体特性、Ｐ　结原　理以及双极型晶体管和ＭＯＳ型晶体管的结构、工作原理、电　学特性等内容，该课程教学的目的是让学生掌握微电子学　专业所用的基本器件知识，为学习集成电路工艺和设计打　下理论基础。　二、目前课程面临的问题　１．学生的知识基础的不足。要系统而深入地学习《半导　体器件物理》课程，一般要求具备量子力学、固体物理及统　计物理等前导课程的基础知识。高职院校的学生，虽然是高　中起点，但其中有很多文科毕业生，物理、数学基础较差，缺　乏现代物理学方面的基本概念和相关理论知识，面对《半导　体器件物理》课程的学习，知识上难以顺利衔接。　２．缺乏适合高职学生的教材。高职院校的微电子专业　通常起步较晚，目前适合高职教育的《半导体器件物理》教　材很少，比较成熟的几乎全部都是本科教材，其基础知识起　点较高、数学推导繁杂，内容覆盖太广，不能适应高职学生　的需求＿１１。　３．教学模式的限制。《半导体器件物理》这门课理论性　很强，通常把它定位于纯理论课程，在教学模式上通常以板　书为手段，以讲授为主。其实，这门课是一门理论性和实践　性并重的专业基础课，要求学生在掌握知识的同时学会科　学的思维方法、具备开放的研究能力。但是传统的教学模式　对这些能力的培养是一个束缚。　４．教学资源的匮乏。在教学过程中为提高教学效率、增　强学生兴趣，强调充分应用现代教育技术和手段。但本课程　缺乏直观生动、富有动态变化，切实反映物理过程的辅助用　ＰＰＴ。另外，网络资源很少，学生无法通过现代信息技术手　段来实现自主学习。　三、课程教学改革探索与实践　１．编写适合高职学生的教材。基于高职学生的特点和　培养高技能应用型人才的目标，在教学内容的选择上应以　必须、够用为度，突出基础性、实践性。例如在半导体材料特　性这一部分，我们注意和高中物理的衔接，删去Ｋ空间、布　里渊区等过于艰深内容，增加了原子物理的基本概念，顺利　引出能带论。在讲双极和ＭＯＳ器件时，我们将半导体器件版　图的内容渗透到教学内容中，让学生形成基本概念，有利于　和《半导体集成电路》、《集成电路版图设计》等课程的衔接；　同时引入半导体器件工艺流程，为学习《半导体制造Ｔ艺》　打下基础，课程的实践性也得以体现。另外，教学过程中的　数学推导尽可能简洁或者略去，注重通过图例阐述物理过　程，避免学生的畏难情绪。　匪亟圈　Ｌ　［　巫互］匪巫　匝］　■　冈臣　臣　匝　Ｌ　困匪　匝田ＬＥＤ］　图１　课程内容组织结构图　本课程的内容按照知识内在的逻辑关系，可以分为三　个模块。集成电路的设计与制造是围绕着半导体材料特性　展开的，是微电子专业课程的基础；ＰＮ结原理是双极型晶　体管的基础、半导体表面特性是ＭＯＳ型晶体管的基础；我们　把这三块内容确定为基础模块。常规的半导体器件不是双　极性型的就是ＭＯＳ型的，集成电路的基本单元也就是这两　种类型的晶体管，这是后续课程学习的关键，也是岗位职业　能力的基础。我们把这两块内容定为核心模块。功率器件、　太阳能电池、ＬＥＤ属于新兴的产品，对他们的结构原理的介　绍也是有必要的，归为拓展模块。教学过程中要夯实基础　（模块），突出核心（模块），介绍拓展（模块）。以期打好后续　课程的基础，全面培养学生的职业能力。基于上述教学内容　选择及组织形式，在多年教学实践的基础上，我们编写了一　本文字浅显易懂、图例直观明了、论述明白流畅、数学表达　简洁、理论联系实际、内容够用即可的校本教材。通过试用　学生反映较好，为教学工作带来极大的便利。目前，教材《半　导体器件物理》．２１已由机械工业出版社正式出版。　２．推进理实一体化教学改革。以前，教师通常将这门课　当成一门理论课来上，以教师讲课为主，实行的是填鸭式的　灌输教育，大部分学生对这种教学模式不感兴趣。笔者以　为，《半导体器件物理》这门课是理论性和实践性并重的一　

2012.08（下旬刊）

摘要针对半导体物理与器件的教学现状，结合该课程实用性强这个特点进行课程教学改革。在教学过程中，通过更新教学内容、改变教学观念、注重实验教学，以科研促进教学等课程改革提高了学生学习的积极性，改善了教学效果，提高了教学质量,从而适应新世纪对人才在科技知识、创新能力和全面素质方面的要求。关键词半导体物理与器件教学改革创新型人才TeachingReformExplorationofSemiconductorPhysicsandDevicesCoursefortheCultivationofInnovativeTal－ents//YinSuqin,ZengXiangkai,TaoChuanyiAbstractAccordingtothepresentteachingsituationandreli－ablypracticalofsemiconductorphysicsanddevices,theclass－room-teachingisreformed.Intheprocessofteaching,byre－newingteachingcontent,changingteachingidea,payattentiontoexperimentalteaching,promotingteachingwithresearch,thestudents'enthusiasm,effectiveofteaching,qualityofteachingwereimprovedbythereformofclassroom-teaching,whichadjusttothenewcenturytotalentedpersonintheknowledgeofscienceandtechnology,innovationabilityandcomprehensivequalityrequirements.Keywordssemiconductorphysicsanddevices;educationre－form;innovativetalentsAuthor'saddressOptoelectronicInformationCollegeofChongqingUniversityofTechnology,400054,Chongqing,China

科技・探索－４１￣ｔ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｉｓｉｏｎ　科技视界　

《有机半导体材料与器件》双语课程教学改革探讨　

叶尚辉周舟李咏华　（南京邮电大学，江苏南京２１００２３）　

【摘要】本文针对信息显示与光电子工程本科专业的专业基础课程——《半导体材料与器件》，指出了双语课程教学中存在的问题，提出　了教学改革新的想法．也为相关课程的双语教学提供了有益的参考，促进了双语教学事业的发展。　【关键词】半导体；材料与器件；教学改革　

０引言　《半导体材料与器件》是信息显示与光电子工程本科专业的专业　基础课程．旨在使学生理解并掌握半导体材料的物理学的理论体系及　基本器件的功能和应用．了解半导体器件的特性以及相应的仪器检测　方法，仪器测试原理，以及相关理论；了解半导体物理学发展的前沿及　发展动态。同时，使学生学习本课程领域内专业知识的同时，提高专业　英语的听说读写能力．全面提高中英文专业水平．为社会输送高质量　人才　１优质教学资源建设　合适的教材是保证双语教学能够顺利进行的前提．拥有外文原版　教材是双语教学的必要条件。目前，在国内找不到一本合适的半导体　材料与器件方面的教材：相关教材，如刘恩科等编著的《半导体物理　学》、孟庆臣等编著的《半导体器件物理》、田敬民编著的《半导体物理　问题与习题》，邓志杰等编的《半导体材料》，杨树人等编《半导体材　料》，但能同时满足《半导体材料与器件》教学要的教材还没有。通过对　网络资料搜索．我们找到了相关的英文原版教材（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ））．是由美国Ａｒｉｚｏｎａ　Ｓｔａｔｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ的Ｄｉｅｔｅｒ　Ｋ．Ｓｃｈｍｄｅｒ教授等著作的．这本书系统地介绍了　半导体材料与器件的基本参数、特性、测试仪器以及测试方法和原理，　是一本优秀的教材，先后在美国、加拿大、德国等地出版。在国内，尚未　有出版发行．亦没有影印版可以借鉴。另外．还有一些地道的英文原版　教材．如Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｆｌｏｒｉｄａ的Ｆｒａｎｋｙ　Ｓｏ等编著的（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）），Ｒｏｂｅｒｔ　Ｆ．　Ｐｉｅｒｒｅｔ等编著的（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ））　通过充分整合　这些优秀教材，建立教材库，供教学使用。将为半导体材料与器件教学　提供有力保障　２新型双语教学模式的探索　２．１传统“填鸭式”教学方式的改进　传统的“填鸭式”教学方法．一个最大的优点是可以在极短的时间　内，传授完大部分的课本知识，节省时间。但是，其缺点也显而易见。不　利于学生消化、吸收新知识．造成“左耳进、右耳出”的现象。为避免这　种现象，我们针对《半导体材料与器件》这门课的教学方式特作改进。　以知识点串讲的方式取代传统的逐章逐节的讲解模式．做到一半以上　的时间用英语讲解，对重点、难点分别用中、英文对译；穿插师生互动　环节，课堂提问，鼓励学生用英语作答．营造双语学习环境。考虑到这　门课的开设，设置在第６个学期，学生经过近３年的大学英语学习，应　该具备一定的英文阅读写作能力．可以安排一些调研性内容．以报告　或小论文的形式体现。对于个章节中专业词汇和专业术语．提前发放　给学生自学，以减轻课堂负担。根据循序渐进的原则。讲解的时间逐渐　缩短，点到为止，启发式教学　另外，还可以穿插一些最新的研究动态．　使学生对知识的应用以及科学前沿有所了解．提高学习兴趣．树立科　技知识不断更新进步的理念。　２＿２学生讲授课程的探索　在吃透半导体材料与器件这门课的基础上．精炼教学内容，简化　ＰＰＴ课件．在保证不减少知识点的以及课程进度的前提下，适当添加　一些学生讲授课程的比例，激发学生内在的学习潜能，培养其知识获　取、内化、表达的能力，内容以课本知识点为主，形式上可以多样化，如　分组讨论、随机抽查、即兴演讲等；给学生表现自己才能的机会，营造　口语表达的环境．解决“开口难”的难题。条件许可的情况下，邀请外籍　老师来听课、指导工作。考虑到学生之间的差异，针对英语基础较差和　化学背景比较薄弱的同学．可以单独进行辅导，开开“小灶”，做到因材　施教　３考核方式的探索　加大平时分所占的比例　现有的考核方式为（３０％）平时分＋　（７Ｏ％）期末考试卷面分数，这不利于公平评价学生双语课的成绩，因　为听、说能力没有得到体现。既然这样，就应该在平时的表现中体现出　来．如．可以将平时分提高到４０％．甚至５０％，将学生平时在课堂上的　听、说、读、写等表现情况也纳入平时分的考核中来，在双语课程考核　中．增加这么一条：当然．平时分还应包括出勤率、课堂表现、习题作业　完成情况等．一并纳入到平时分的考核中来．这样的考核方式应该更　客观、有效。对于平时的习题，任课老师要做到及时评阅，及时发现问　题．对错误之处要进行评述，习题必须用英语表述，包括老师对习题的　评阅．也必须用英语．错误之处要用英语纠正，起到示范作用。　４考试题型多样化，增加赠分题　考试题型多样化，除了常见的五大题型，即选择题、填空题、名词　解释、简答题、论述题，可以试探性的增加赠分题。赠分题应该是一些　难度较大的综合题．以激励那些优秀的学生深入学习科技知识、施展　才艺，同时拉开不同层次学生之间的距离，体现层次，进一步充分做到　优生优培，因材施教。　５结论　双语课的教学是一项巨大而漫长的人才培养工程．要遵循渐进的　原则。本文就《半导体材料与器件》这门课的双语教学过程中出现的问　题做出了讨论．试探性的提出了新的双语教学模式、优质课程建设以　及评价方式的变革，以便更好地为社会需求培养高素质人才。ｅ