基于應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)課程教學(xué)研究

田甜++徐家躍++劉志福++申慧++江國健++杜永

摘要：本文首先分析了半導(dǎo)體器件物理課程教學(xué)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)重要性，結(jié)合半導(dǎo)體器件物理課程教學(xué)現(xiàn)狀的分析，最后提出了幾點(diǎn)半導(dǎo)體器件物理課程教學(xué)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)對(duì)策。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)；課程教學(xué)；應(yīng)用型本科

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2095-9214（2016）11-0148-01

一、半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)課程教學(xué)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)重要性

隨著電子產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，現(xiàn)代半導(dǎo)體科學(xué)知識(shí)不斷更新，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新速度日益加快，其對(duì)專業(yè)人才素質(zhì)的要求也不斷提升，同時(shí)也刺激了社會(huì)專業(yè)人才需求的飛速增長。這也給高校專業(yè)人才培養(yǎng)提出了更高的要求，不僅需要學(xué)生具備相當(dāng)?shù)睦碚摶A(chǔ)，更需要擁有實(shí)踐應(yīng)用與創(chuàng)新能力。而半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)作為半導(dǎo)體科學(xué)理論基礎(chǔ)以及微電子科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)理論課程，其在高校材料物理專業(yè)教學(xué)體系中占據(jù)著重要地位。其主要內(nèi)容包括半導(dǎo)體特性、pn結(jié)原理、雙極型晶體管、金屬與半導(dǎo)體接觸、異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)、電學(xué)特性以及半導(dǎo)體光電子器件等相關(guān)內(nèi)容。基于應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)課程教學(xué)也凸顯其重要性。以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)展開教學(xué)，是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新意識(shí)，提升人才質(zhì)量的重要手段。

二、半導(dǎo)體器件物理課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

《半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)》課程內(nèi)容理論推導(dǎo)相對(duì)復(fù)雜，知識(shí)點(diǎn)多，同時(shí)隨著半導(dǎo)體學(xué)科領(lǐng)域的不斷發(fā)展，學(xué)科研究前沿以及新的理論也不斷出現(xiàn)，學(xué)科交叉與滲透日趨深入，課程系統(tǒng)性較強(qiáng)。并且與一些器件制造密切相關(guān)，需實(shí)施三維立體設(shè)計(jì)。由于《半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)》的理論性較強(qiáng)，部分教師在教學(xué)實(shí)踐中直接將其定位為純理論課程，教學(xué)上以灌輸式講授為主，一定程度上制約了學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力的發(fā)展。[1]教學(xué)實(shí)踐中不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍認(rèn)為半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)課程內(nèi)容理論性較強(qiáng)，難以掌握。許多學(xué)生學(xué)習(xí)被動(dòng)性學(xué)習(xí)，對(duì)理論教學(xué)存在抵觸情緒，個(gè)性無法得到張揚(yáng)，創(chuàng)新思維與能力也無法得到培養(yǎng)。從考核檢測(cè)上來看，半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)課程仍大多采用傳統(tǒng)的考試方法，以期末筆試為主，無法有效考察學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力。這些問題都一定程度上忽視了教學(xué)實(shí)踐性與應(yīng)用性，對(duì)學(xué)生職業(yè)生涯發(fā)展造成不良影響。

三、半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)課程教學(xué)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)對(duì)策

1.提升課程內(nèi)容應(yīng)用性

教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)結(jié)合實(shí)踐性與實(shí)用性，力求內(nèi)容突出重點(diǎn)，簡練清晰。因而課堂中應(yīng)適當(dāng)將寫側(cè)重理論推導(dǎo)的內(nèi)容簡化，利用實(shí)用性展開探討。例如金屬與半導(dǎo)體接觸教學(xué)，可基于應(yīng)用性展開金屬半導(dǎo)體整流接觸理論以及半導(dǎo)體器件制造歐姆接觸原理方法，將金屬半導(dǎo)體接觸整流理論同pn結(jié)整流理論展開比較，使學(xué)生明確兩者各自應(yīng)用特性。其次，教學(xué)中應(yīng)積極利用科學(xué)前沿知識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)其主動(dòng)學(xué)習(xí)。同時(shí)也能夠從側(cè)面鼓勵(lì)學(xué)生加強(qiáng)對(duì)整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)注，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，提升自身對(duì)電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展適應(yīng)能力；也可就學(xué)生較為感興趣的課題展開探討，安排討論課，組織學(xué)生展開信息探究。例如在講解場(chǎng)效應(yīng)管內(nèi)容時(shí)，向?qū)W生布置任務(wù)，讓學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上查找其半導(dǎo)體器件新技術(shù)、發(fā)展瓶頸與趨勢(shì)；講解發(fā)光二極管時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生將傳統(tǒng)LCD電視與LED背光源電視進(jìn)行對(duì)比，分析異同點(diǎn)，并讓學(xué)生搜集查閱資料，展開系統(tǒng)討論。[2]

2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)

要提升學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐性教學(xué)必不可少。通過實(shí)驗(yàn)等教學(xué)，可引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建明確的實(shí)踐應(yīng)用體系。例如可搭建集成電路器件以及工藝設(shè)計(jì)模擬平臺(tái)、新材料計(jì)算與設(shè)計(jì)平臺(tái)等，將材料計(jì)算以及器件模擬融入半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)教學(xué)當(dāng)中，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自主動(dòng)手，真切感受半導(dǎo)體器件物理理論的實(shí)踐性，并在大腦中形成完整實(shí)踐體系，提升學(xué)習(xí)主動(dòng)性與創(chuàng)新性。如可將集成電路器件同工藝開發(fā)平臺(tái)引入實(shí)驗(yàn)?zāi)M教學(xué)當(dāng)中，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與企業(yè)需求實(shí)現(xiàn)對(duì)接，讓學(xué)生掌握工藝流程，結(jié)合制造需求自主進(jìn)行對(duì)工藝參數(shù)的調(diào)整，提升實(shí)踐能力；同時(shí)也可展開對(duì)新器件的模擬設(shè)計(jì)，給予學(xué)生自由發(fā)揮的機(jī)會(huì)，使其在理論理解以及實(shí)踐過程中充分發(fā)揮應(yīng)用性與創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)實(shí)踐應(yīng)用與創(chuàng)新能力。其次也需積極拓展校外實(shí)踐學(xué)習(xí)基地，通過校企合作、產(chǎn)學(xué)研等模式，為學(xué)生實(shí)踐與實(shí)習(xí)提供豐富平臺(tái)，將課程理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)全面結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，積極申請(qǐng)科研創(chuàng)新項(xiàng)目，提升應(yīng)用能力。

3.完善課程考核

針對(duì)當(dāng)前《半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)》課程考核問題，應(yīng)基于應(yīng)用創(chuàng)新能力的考核目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)考核模式的改革。具體來講，應(yīng)將學(xué)生考核具體分為幾個(gè)節(jié)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)考核環(huán)節(jié)，需結(jié)合材料物理專業(yè)人才職業(yè)能力與素質(zhì)需求，展開實(shí)驗(yàn)完成質(zhì)量、問題分析與解決能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及知識(shí)掌握程度幾個(gè)維度的評(píng)價(jià)，得出學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)表現(xiàn)成績。其次，期末考核環(huán)節(jié)應(yīng)采用理論與實(shí)操結(jié)合的模式，利用筆試考核學(xué)生理論基礎(chǔ)；利用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)操作考察學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力以及動(dòng)手實(shí)踐能力。學(xué)生的最終成績?yōu)槠綍r(shí)成績與期末考試成績加權(quán)所得，使得考核既注重理論基礎(chǔ)，也對(duì)學(xué)生動(dòng)手應(yīng)用能力提出要求。

四、結(jié)束語

總而言之，電子產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展與現(xiàn)代半導(dǎo)體科學(xué)知識(shí)的不斷更新給專業(yè)人才培養(yǎng)提出了更高的要求。新形勢(shì)下，應(yīng)用型高校半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)課程教學(xué)更應(yīng)基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核體制等多方面入手，展開教學(xué)實(shí)踐創(chuàng)新，全面提升學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力，為繼續(xù)學(xué)習(xí)與工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（作者單位：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院）

基金資助信息：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)“半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)”重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目（編號(hào)：33110M160028）的資助。

參考文獻(xiàn)：

[1]高清運(yùn).清半導(dǎo)體器件物理”課程教學(xué)研究與探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2014（12）：20-21.

[2]徐振邦.《半導(dǎo)體器件物理》課程改革探索與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2014（04）：222-223.