《電子材料與器件》課程教學(xué)改革探討

蔣 妍

（湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 湖北·武漢 430068）

《電子材料與器件》對于電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生來說，原本就是一門比較晦澀難懂的專業(yè)課，因為其中包含很多物理方面的知識。在課程內(nèi)容的設(shè)置上，主要包括電子材料的制備方法、結(jié)構(gòu)特征、電磁特性及影響因素、元器件設(shè)計和應(yīng)用開發(fā)等所需的材料基礎(chǔ)知識、該領(lǐng)域的最新發(fā)展等，為研制電子材料與器件奠定理論與實踐基礎(chǔ)。學(xué)生學(xué)習(xí)本課程后，能深入掌握導(dǎo)電材料、超導(dǎo)材料、半導(dǎo)體材料、電介質(zhì)材料、光電子材料、磁性材料、敏感電子材料等方面及相關(guān)器件的基礎(chǔ)知識，具備從事電子材料、器件生產(chǎn)、研究、應(yīng)用和開發(fā)的基本能力；本課程又為后續(xù)專業(yè)課程基礎(chǔ)，直接同電子元器件和電子材料測量密切結(jié)合。而我們在本來就已經(jīng)很難的基礎(chǔ)上，我們又增加了難度：采用中英文相結(jié)合的雙語教學(xué)方式，這使得很多學(xué)生對本課程提不起興趣，怕上這門課，愁上這門課。為確保學(xué)生轉(zhuǎn)變觀念，喜歡上這門課程，同時保證學(xué)有所用，在教學(xué)的過程中必須處理好以下幾個關(guān)系：

1 正確處理教學(xué)內(nèi)容上“傳承與更新”的關(guān)系

正確處理教學(xué)內(nèi)容上的“傳承與更新”的關(guān)系，就在要順應(yīng)時代的發(fā)展，在吸取課程的經(jīng)典內(nèi)容的基礎(chǔ)上，不斷地更新教學(xué)內(nèi)容，做到有的放矢這是教學(xué)改革創(chuàng)新的核心內(nèi)容。

我們在教學(xué)的過程中，采用的教材為清華大學(xué)出版社出版的由電子科技大學(xué)李言榮院士主編的《電子材料》,同時輔以由汪宏等翻譯的加拿大薩斯喀徹溫大學(xué)電氣工程系教授S.O.Kasap編寫的《電子材料與器件原理（第3版）》（Principles of Electronic Materials and Devices(3rd Revised edition)）。教材的主要內(nèi)容包括電子材料緒論、電子材料的分析和表征、超導(dǎo)材料、半導(dǎo)體材料、電介質(zhì)材料、磁性材料、光電材料與熱電材料、敏感材料與吸波材料以及電子封裝材料等。

就本課程而言，我們的授課對象是電子科技與技術(shù)專業(yè)大三的學(xué)生，根據(jù)的專業(yè)的特點，我們在課程的開篇，著眼整體，主要講解電子材料的概論及電子材料分析表征技術(shù)。在電子材料概論部分，除了講解電子材料的分類和特點、電子材料的結(jié)構(gòu)等傳統(tǒng)內(nèi)容外，我們著重講解納米電子材料的結(jié)構(gòu)特征及其日益廣泛的應(yīng)用。同樣的，在電子材料分析表征技術(shù)部分，除了介紹傳統(tǒng)的分析技術(shù)，比如X射線衍射技術(shù)、光譜分析技術(shù)、掃描探針技術(shù)及熱分析技術(shù)外，我們將教學(xué)的重點放在電子材料的顯微分析技術(shù)，尤其是加入了近年來火爆的“冷凍電鏡”。在教學(xué)內(nèi)容主體部分，我們減少了厚膜工藝及陶瓷工藝、磁性材料及電介質(zhì)材料等傳統(tǒng)內(nèi)容的講解，增加了納米電子材料的講解。

2 正確處理教學(xué)時限上“內(nèi)容多與課時少”的關(guān)系

在教學(xué)的過程中，我們雖然減少了很多的傳統(tǒng)內(nèi)容的講授，但是也增加了行業(yè)前沿的內(nèi)容，但是課時一直在縮減，由最初的48個學(xué)時，削減為40個學(xué)時，這樣使得教學(xué)“內(nèi)容多和課時少”的矛盾日益尖銳。因為“課時少”我們就必須縮減一些“課程內(nèi)容”，那么減少哪一些內(nèi)容就成了需要深思熟慮的問題。比如，我們在講授材料分析測試技術(shù)的時候，注重各種分析方法在運用方面的舉例，盡量減少原理方面的內(nèi)容，比如減少掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡的成像原理等內(nèi)容。但是一味地縮減內(nèi)容，不能從根本上解決“內(nèi)容多與課時少”的矛盾，為了逐步解決這個問題，我們還必須改變教學(xué)方式，在有限的課堂教學(xué)時限內(nèi)，我們按照傳統(tǒng)的教學(xué)方法給教學(xué)的內(nèi)容按照掌握，理解和了解分級。這樣的分級能讓學(xué)生在對知識的把握上有輕有重，能讓學(xué)生掌握盡可能多有效內(nèi)容。除此之外，我們建立學(xué)習(xí)資料信息線上共享庫，無論是授課教師還是參加課程學(xué)習(xí)的學(xué)生，不論是已經(jīng)結(jié)課的同學(xué)還是正在學(xué)習(xí)的同學(xué)，都可以把自己看到的與課程相關(guān)的“有趣”資料按照要求和規(guī)范上傳到信息庫進(jìn)行共享。我們對每個同學(xué)上傳的資料的數(shù)量和時限沒有要求，大家可以在看到任何覺得有意思的相關(guān)資料時上傳到信息庫，也可以隨時更新已經(jīng)上傳過的相關(guān)內(nèi)容，但是我們對上傳的資料的內(nèi)容有很具體的要求，老師和學(xué)生不是簡單上傳一篇文獻(xiàn)或者一個行業(yè)報道就行，必須附上自己這篇文獻(xiàn)或行業(yè)報道的解讀，其內(nèi)容應(yīng)該包括中文翻譯稿（如果原件為英文稿件）、材料的結(jié)構(gòu)及分析表征方法、材料的優(yōu)缺點、解決的實際問題、該材料所組裝器件的性能在行業(yè)中所處的地位已經(jīng)改進(jìn)的方法等等。當(dāng)然，大家對信息庫建立的“添磚加瓦”也不是無償勞動，我們有不斷完善的積分和兌換機制，我們的“獎勵”能夠充分地調(diào)動學(xué)生的積極性，這樣我們就可以充分利用有限的課堂教學(xué)課時和無限延伸的課外時間，盡量使學(xué)生獲得更多更新的相關(guān)知識。

3 正確處理教學(xué)形式上“教與學(xué)”的關(guān)系

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)時，教師起著主導(dǎo)作用，學(xué)生被動地接收來自授課教師給予的各種知識點。如果授課教師在授課方式上，過于遵循傳統(tǒng)的教學(xué)方式，著重于傳授知識點，忽略調(diào)動學(xué)生自主思考的積極性，這樣必然造成學(xué)生對知識點“一無所知”或者“一知半解”，加深學(xué)生對本課程的“厭惡”情緒。在本課程中我們采取“啟發(fā)式教學(xué)”和“翻轉(zhuǎn)課堂”相結(jié)合的方式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力。比如我們會在教學(xué)中期的時候，給出一個具體的課題——“石墨烯材料在力、熱、電、光等方面的運用”。根據(jù)學(xué)生人數(shù)，要求學(xué)生自由分組，每組2-3名同學(xué)，選定研究方向，自己查閱文獻(xiàn)，分析和總結(jié)石墨烯材料在各個領(lǐng)域的最新研究熱點及其發(fā)展，制作全英文的PPT，然后每組選派一名同學(xué)給大家做一個不短于30分鐘的匯報，同時還必須負(fù)責(zé)解答來自老師和同學(xué)的五花八門的提問。事實證明，這種有別于傳統(tǒng)教學(xué)的方式，讓學(xué)生自己成為傳授知識在主角，很好地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性，增加了學(xué)生間的團(tuán)隊意識，提高了學(xué)生在中英文文獻(xiàn)等資料中捕捉提煉有用信息的能力，這給學(xué)生后期的就業(yè)或升學(xué)提供了競爭優(yōu)勢。

4 正確處理教學(xué)目的上“學(xué)與用”的關(guān)系

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)屬于工科專業(yè)，在課程的設(shè)置時注重實用性，所以我們在講授本課程時必須時刻關(guān)注相關(guān)的行業(yè)動態(tài)。在備課的過程中，我們就會在不同章節(jié)適當(dāng)?shù)囊胄袠I(yè)發(fā)展，能提供實物的盡量在課堂中展示實物，將知識點切實地與行業(yè)應(yīng)用聯(lián)系起來，給學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)樹立“有用”的概念。比如我們在講授半導(dǎo)體材料這個知識板塊時，我們不但展示由三代半導(dǎo)體材料分別制作的三極管，還邀請在芯片行業(yè)就職的優(yōu)秀畢業(yè)生給同學(xué)就這些三極管在芯片中主要作用做關(guān)于行業(yè)前沿的報告，結(jié)合自己的經(jīng)歷告訴同學(xué)們這門課程內(nèi)容和實際應(yīng)用之間的聯(lián)系，讓教學(xué)內(nèi)容落到實處，而不是紙上談兵，確實做到“教有所用，學(xué)有所用”。

總之，針對《電子材料與器件》這門課程的特點和應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，本文重點對如何把握教學(xué)內(nèi)容上“傳承與更新”的關(guān)系、教學(xué)時限上“內(nèi)容多與課時少”的關(guān)系、教學(xué)形式上“教與學(xué)”的關(guān)系、教學(xué)目的上“學(xué)與用”的關(guān)系，期待在今后的教學(xué)實踐中進(jìn)一步實踐與改進(jìn)。