薄膜與外延技術(shù)課程的教學改革探索

陳飛　丁蘇　趙士超　蘇偉濤

摘? ?要：本文以《薄膜與外延技術(shù)》課程教學為基礎(chǔ)，介紹了該課程的主要內(nèi)容，針對課程教學中存在的問題，總結(jié)教學改革方法，包括對教學內(nèi)容的更新與優(yōu)化，豐富教學方法以及將教學和科研相結(jié)合。通過改革，改善教學效果，提升學生的科學研究能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：薄膜材料? 外延技術(shù)? 教學方法

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）10（c）-0211-02

現(xiàn)代科學技術(shù)的突飛猛進推進了新材料技術(shù)的不斷突破，在新材料技術(shù)的各個分支中，薄膜技術(shù)在工業(yè)上有著極為廣泛的應(yīng)用，薄膜材料在新材料技術(shù)領(lǐng)域中占有極其重要的地位。薄膜材料是微電子和光電子器件產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，從而被廣泛應(yīng)用于集成電路、晶體管、發(fā)光二極管、光電探測器、傳感器等領(lǐng)域。在科研工作中，薄膜材料的合成工藝為合成新材料、探索新性能、集成高性能器件等方面也提供了有利的技術(shù)支撐[1-2]。依托于杭州電子科技大學的優(yōu)勢電子類學科，材料科學與工程專業(yè)對大二本科生開設(shè)了《薄膜與外延技術(shù)》專業(yè)課，開展相應(yīng)的課程教學工作，為學生后續(xù)的科研和工作打下了扎實的專業(yè)基礎(chǔ)。

目前，薄膜與外延技術(shù)這門課程主要包括真空技術(shù)基礎(chǔ)，薄膜的物理、化學制備工藝及其所涉及的制備原理和相關(guān)設(shè)備，以及薄膜材料的應(yīng)用等。該課程教學中，學生主要以理論學習為主，在課程學習中難以對各種薄膜的制備設(shè)備構(gòu)造和制備工藝有較深入的認識，對于抽象概念，也晦澀難懂。

1? 薄膜與外延技術(shù)教學中存在的問題

《薄膜與外延技術(shù)》這門課程主要以課堂講授為主，內(nèi)容豐富，專業(yè)性強，結(jié)合學生對課堂效果的反饋，發(fā)現(xiàn)課程教學過程中尚存在一些問題：（1）教學內(nèi)容呈現(xiàn)方式單一，主要以課堂講授為主，使得學生只能被動接受相關(guān)知識，課堂的枯燥乏味讓學生昏昏欲睡，玩手機，甚至逃課;（2）課程教學與實踐相脫離，學習內(nèi)容抽象，學生對相應(yīng)的理論，設(shè)備構(gòu)造，工藝流程及原理等方面的知識點還比較難消化吸收;（3）教材內(nèi)容陳舊，缺乏對當前最新薄膜制備技術(shù)方面的內(nèi)容更新與介紹。針對以上問題，提出相應(yīng)的改革方案。

2? 薄膜與外延技術(shù)的教學改革探索

針對本校材料專業(yè)本科生生的特點，結(jié)合杭州電子科技大學的電子特色，須對現(xiàn)有的《薄膜與外延技術(shù)》課程體系，如教學內(nèi)容、教學方式等方面進行改革與優(yōu)化。

2.1 教學內(nèi)容的更新與優(yōu)化

《薄膜與外延技術(shù)》是一門主要介紹無機半導(dǎo)體薄膜材料的合成工藝、制備設(shè)備及其相關(guān)理論知識的專業(yè)必修課，該課程涉及的知識面較廣，為學生以后進一步深造和就業(yè)有很好的幫助和指導(dǎo)作用。

隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展和科學研究的不斷深入，新的薄膜制備技術(shù)，新的薄膜材料，新的應(yīng)用領(lǐng)域，以及相關(guān)的新概念和新理論也是層出不窮的。因此，為了提高《薄膜與外延技術(shù)》這門課程的教學效果，提升學生的課堂專注度，此課程的教學內(nèi)容需不斷地推陳出新，我們需不斷地將最新的科研成果引入到課堂教學中來豐富教學內(nèi)容，讓學生更清楚地認識到本課程的重要性，并能夠端正學生的學習態(tài)度，從而提高學習興趣。比如在講授傳統(tǒng)薄膜材料的同時，可以引入當前比較前沿的研究熱點，如石墨烯、氮化硼、過渡金屬硫族化合物等無機半導(dǎo)體薄膜的制備，性質(zhì)及應(yīng)用等，并拓展介紹一下背后的研究背景和趣聞，這樣不僅能激發(fā)學生認真聽講的興趣，甚至還可能激發(fā)學生的科研興趣，促使他們有進一步深造的想法。與此同時，結(jié)合相關(guān)老師從事薄膜材料制備相關(guān)研究工作的科研經(jīng)歷和心得體會來深入淺出地講授相關(guān)理論知識，不僅可以拉近自己與學生之間的距離，還可事半功倍地提高課堂教學效果。

2.2 豐富教學方法

課程中善于運用現(xiàn)代化的教學方法，如運用PPT、小動畫、相關(guān)科普短視頻等多媒體技術(shù)來設(shè)計內(nèi)容豐富的課件，尤其是在講解薄膜的制備工藝時，往往涉及到多種薄膜制備儀器的使用和工藝原理，而且不同的設(shè)備具有不同的構(gòu)造、工藝流程和基本原理，因此可以利用相關(guān)儀器操作的動畫和視頻讓學生直觀地理解這些設(shè)備的原理和特點。這樣不僅能讓學生理解相關(guān)的技術(shù)，而且能夠在以后的工作中學以致用。此外，在教學過程中，任課老師可將學生分成若干小組，對相關(guān)知識點進行文獻查閱，并歸納、總結(jié)，每個小組以PPT的形式進行講解、分析和討論，可保證每個學生的參與度，并鼓勵學生大膽提出自己不懂或有疑惑的地方，以及新的想法，老師可協(xié)助學生對不妥或有誤的地方進行指正和修改，根據(jù)提問給出相應(yīng)的解答。這種模式不僅可以促進學生在課前和課后自主學習，還可推動學生更加專注于相關(guān)知識點的思考，從而加深對薄膜知識點的理解。

2.3 教學與科研結(jié)合

薄膜與外延技術(shù)這門課程主要講授的是關(guān)于薄膜的物理性能，薄膜的制備技術(shù)、設(shè)備及其原理，以及薄膜的應(yīng)用基礎(chǔ)等方面的抽象理論知識。這門課程使用的教材版本也是幾年前的老舊版本，對當前薄膜相關(guān)的新技術(shù)、新設(shè)備、新應(yīng)用、新理論等方面的介紹尚少，導(dǎo)致教材中的知識點與社會生產(chǎn)發(fā)展相脫節(jié)，對相關(guān)技術(shù)人才的培養(yǎng)不利。因此，可以充分利用學院的平臺和師資，安排學生進入研究薄膜相關(guān)的老師課題組中去開展實驗研究，不僅可以加深學生對薄膜知識點的認識和理解，還能提升學生的動手能力，為以后從事材料類的工作打下堅實的基礎(chǔ)。此外，還可邀請從事薄膜研究的學術(shù)界大牛和從事薄膜生產(chǎn)的行業(yè)大咖來開展薄膜相關(guān)的專題講座，不僅可以讓學生了解到最新的薄膜制備技術(shù)、前沿科技、研究成果，拓展學生的知識面，有利于調(diào)動學生的學習熱情和探索精神;還可讓學生認識到薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域、市場需求、行業(yè)發(fā)展動態(tài)和未來市場前景，有利于增強學生的學習自信心，明確未來的從業(yè)選擇，并為將來提前做好相應(yīng)的準備和知識儲備。

3? 結(jié)語

基于材料學專業(yè)本科學生的特點，提出了《薄膜與外延技術(shù)》課程中存在的問題，總結(jié)了教學改革方法，通過優(yōu)化教學內(nèi)容、豐富教學形式、教學結(jié)合科研手段，激發(fā)了學生對課程的興趣，提高了學生的學習興趣，加深了學生對課程知識點的理解，奠定了學生的科研基礎(chǔ)，增強了學生的專業(yè)素養(yǎng)，為光電行業(yè)提供優(yōu)秀的人才。

參考文獻

[1] 孫鳳云.“真空薄膜技術(shù)”課程教學改革探索[J].黑龍江教育（理論與實踐），2016（3）：70-71.

[2] 楊勇，陳舟，徐滕州，等.《真空薄膜技術(shù)》課程教學改革探索[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2019（6）：209-210.