電子信息類專業(yè)《電子材料與元器件》課程教學改革探索

詹云鳳，唐秀鳳，劉賢哲

五邑大學 應用物理與材料學院，廣東江門，529020

0 引言

電子材料與元器件涵蓋了在電子信息產(chǎn)業(yè)中應用的多種材料，具備介電、磁電、光電、半導體及敏感等功能特性，是推動信息技術發(fā)展的基礎和引領者。隨著我國電子材料與元器件行業(yè)的興起，各大高校紛紛設立了電子材料類課程，并逐漸將其打造成為工科院校電子信息材料與元器件專業(yè)以及材料科學與工程相關專業(yè)的主干課程。這一發(fā)展趨勢符合電子信息領域的需求，為培養(yǎng)相關專業(yè)人才提供了堅實的學科基礎[1]。文章通過對該課程傳統(tǒng)教學模式的分析，旨在找出現(xiàn)行課程方式的優(yōu)點和不足之處。在針對教學內(nèi)容與教學方法進行深入討論后，提出了一系列合理的改進措施。這些改進旨在優(yōu)化教學流程，提高學生學習效果。

1 《電子材料與元器件》課程簡介

《電子材料與元器件》是電子信息類、微電子類本科專業(yè)的必修核心課程，融材料、物理、電子信息、自動化等學科知識于一體，是一門綜合性、多學科交叉的課程，旨在培養(yǎng)學生跨學科的知識結構和綜合能力，打下堅實的應用型工科人才基礎。本課程聚焦各種電子功能材料的基本性質、制備及表征方法，該課程包括以電子材料的電、磁、光、熱、力學等性能與其物理或化學性能之間的相互轉換特性為基礎的傳感器原理及技術，具有較強的理論和實踐指導作用[1]。這使得學生在理論和實踐中能夠深入了解材料的本質，并將這些知識應用于解決實際問題。作為一門銜接課程，《電子材料與元器件》在學科體系中具有特殊地位，將理論性較強的《基礎物理》《半導體物理與器件》的學科內(nèi)容與后續(xù)的光電專業(yè)綜合訓練、畢業(yè)設計等實踐應用有機地連接起來。這種銜接不僅為學生提供了學科知識的過渡，也為他們建立起更為完整的學科認知框架。通過廣泛覆蓋電子信息工程專業(yè)的多個方面，該課程為學生提供了全面的學科視野，培養(yǎng)了他們解決實際問題、靈活運用知識的能力[2]。

2 電子信息類《電子材料與元器件》教學內(nèi)容改革

2.1 教學內(nèi)容改革

在本課程建設初期，原教學內(nèi)容主要聚焦于電子敏感材料及傳感器，然而，電子信息工程類專業(yè)學生在電子材料系統(tǒng)知識方面的不足，尤其是對各種敏感材料的傳感原理和基本特性的理解存在一定難度。為解決這一問題，課程進行了內(nèi)容調整，以強化學生對電子材料的系統(tǒng)學習，更好地理解和掌握相關元器件的原理和選取/設計原則，改革后的課程調整主要包括減少了傳感器的教學時長，并在課程前半段引入了電子材料概述、導電及電阻材料、半導體/超導材料、電介質材料等基礎知識。通過這種分步驟的教學設計，學生逐漸建立了對電子材料系統(tǒng)的全面認識，解決了對敏感材料理解上的難題，并為后續(xù)課程奠定了堅實基礎。此外，在教學內(nèi)容的改革過程中，充分考慮了與我院本專業(yè)其他課程（例如半導體物理及器件、光電子技術等）的協(xié)調，避免了內(nèi)容的重復性，也充分考慮了對后續(xù)課程（包括專業(yè)綜合訓練及畢業(yè)設計）的支撐，確保學科知識的連貫性。同時，在教學內(nèi)容的設計上，在講授基礎知識外，在每一章的教學中引入了與相關科研動態(tài)和行業(yè)發(fā)展趨勢相關的信息，以喚起學生學習興趣、拓寬他們的視野，并促進對專業(yè)前沿技術的深入了解。這一系列教學改革的目標是提高學生的學科素養(yǎng)，使其更好地適應后續(xù)專業(yè)課程和實踐應用。

2.2 參考教材的選取

本課程原來選用的參考教材為化學工業(yè)出版社出版、黃新友主編的《電子元器件及其材料概論》和中國工信出版集團出版、彭杰綱主編的《傳感器原理及應用》。但考慮到這兩本參考教材年限較久，在教學內(nèi)容進行調整后，原有的教材將不再適用，鑒于此，我們作出了教材的更新選擇，在參考教材的選取上引入了《現(xiàn)代電子材料與元器件》和《電子材料導論》兩部新教材。這一變化不僅是為了與教學內(nèi)容的調整相適應，也是為了確保學生獲得更為現(xiàn)代和全面的知識體系。在選用新教材的同時，為更好地服務于本專業(yè)的教學特色，我們對教材內(nèi)容進行了刪減、整合和優(yōu)化。這不僅有助于剔除過時的知識點，同時更好地契合了調整后的教學大綱，使得學生能夠更系統(tǒng)、更清晰地理解本課程的學習內(nèi)容。這樣的教材優(yōu)化工作，為學生提供了更為貼近實際需求的學習材料，有助于他們更高效地掌握專業(yè)知識。這一教材更新的過程，不僅是對課程的進一步完善，也為學生提供了更為現(xiàn)代和全面的學習資源。

2.3 學生對該課程授課的評價

在每一屆電子科學與技術專業(yè)學生開設《電子材料與元器件》課程后，我院精心設計了一項旨在匯聚學生意見和建議的活動。通過這一過程，主動傾聽學生的聲音，以便更好地了解他們對于課程內(nèi)容、授課方式和方法的期望。這一活動的流程包括學生提供書面意見、集中整理和歸納反饋，最終形成詳實的意見書存檔。這一流程旨在確保學生的參與和反饋得以充分記錄，并且能夠成為后續(xù)課程設計和改進的重要依據(jù)。學生們積極參與其中，提出了許多富有創(chuàng)新性的建議。這些建議涵蓋了課程內(nèi)容的調整、教學方式的改進，以及更適合他們學習需求的教材選擇。通過學生的獨特視角，得以窺見他們對于創(chuàng)新性教學方式和方法的獨到見解。在這一過程中，我們關注并記錄了學生提出的每一項建議。隨后，對這些建議進行了詳細分析，探討了哪些建議具有創(chuàng)新性和可行性，并討論是否可以在實際課程設計中采納。

3 教學方法改革

3.1 引入線上教學平臺輔助教學

在課前，利用線上教學平臺提前一周上傳下次課的課件，這一措施有助于學生更好地進行課前預習和課后復習，促進對知識點的更深入理解。此外，鑒于學生同時攜帶多本書的不便，根據(jù)教學內(nèi)容和參考教材的改革，特地設計了適合我院電子信息類專業(yè)的電子教材，學生可以選擇在線上學習或直接打印，以提高學習的便捷性，并在教學實施過程中不斷完善。在課堂上，借助對分易、學習通等平臺進行考勤、課堂練習和分組討論等。這樣的方式能夠更靈活地組織課堂活動，增加學生的參與度和互動性。通過線上平臺，與學生建立實時的溝通渠道，能夠及時解答學生的疑問，促進師生之間更緊密的聯(lián)系。而在課程結束后，我們將繼續(xù)利用線上平臺，布置課后作業(yè)，并為學生提供更多學習資源和支持。這一教學方法的改革不僅提高了學生學習的靈活性，也增強了師生之間的互動和溝通。通過整合線上和線下的教學資源，更好地滿足了學生個性化學習的需求，使教學過程更為高效和便捷。

3.2 設計以學生為中心的課堂教學

為解決傳統(tǒng)教學中學生參與度不高、興趣缺乏的問題，我們在課堂設計中采取了一系列措施。除了增加課堂提問和討論環(huán)節(jié)外，每一章的教學設計都包含了一些較為簡單的知識點，鼓勵學生當堂上臺進行講解。同時，為激發(fā)學生的主動性和學習熱情，鼓勵學生提前報名并主動承擔在應用部分涉及的材料或傳感器設計等方面的個人報告。這樣的安排不僅使學生在專業(yè)知識上更深入地理解和應用，也培養(yǎng)了他們主動學習的能力。在報告結束后，其他同學和老師將進行點評和討論，促使更深層次的交流與學習。這一以學生為中心的課堂教學模式強調了學生的參與和主動性。通過讓學生在課堂上發(fā)揮更大的作用，包括展示和分享知識，提高了他們的學科自信心和表達能力。同時，學生主動參與報告的準備和呈現(xiàn)過程，使他們更深入地理解應用方面的知識，培養(yǎng)了解決實際問題的能力。這一系列改革旨在打破傳統(tǒng)的教學模式，將學生置于教學的核心地位，提高課堂的活躍度和教學效果。

3.3 將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入課堂和納入課程考核

首先，組建高水平、專業(yè)的博士教師團隊。本課程的教師都來源于柔性傳感材料與器件研究開發(fā)中心，具備卓越的半導體、電子材料、材料物理與化學以及傳感器相關領域的研究經(jīng)驗。這支教學團隊在專業(yè)知識傳授和學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)方面，擁有豐富的教學經(jīng)驗和成熟的培養(yǎng)機制。其次，將科技前沿加進教學內(nèi)容。每一章都會精心講解不少于2～3篇相關的最新文獻（開源期刊、學院教師科研成果）、科技動態(tài)和專題報告等，這種融合了課堂講授與研討的教學方法，將學習與研討有機地結合在一起，不僅增加了對傳感器產(chǎn)品、企業(yè)和市場等信息的深入理解，也營造了一個積極互動的學習氛圍，通過教師與學生、學生與學生之間的研討，激發(fā)學生對知識的興趣，提高他們的學習動力。再次，通過課程調研報告探索創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)。課程調研報告以某一科技前沿的傳感器為提綱，分為創(chuàng)新組和創(chuàng)業(yè)組兩個競爭組，其中創(chuàng)新組側重于原理、研究現(xiàn)狀和創(chuàng)新設計，創(chuàng)業(yè)組側重于市場、企業(yè)和產(chǎn)品分析。將調研報告的每一環(huán)節(jié)（競爭組討論、任課教師的兩次修改意見及回復、答辯等）都進行評分，作為課程考核的一部分。這種方式培養(yǎng)了學生主動思考、敢于質疑、勇于提出自己想法的創(chuàng)新能力和調研市場空白、了解商業(yè)模式的創(chuàng)業(yè)思維和創(chuàng)業(yè)意識的探索。授課老師在培養(yǎng)過程中發(fā)揮關鍵作用，積極參與調研報告的修改，使學生在報告質量、學習興趣和創(chuàng)新意識等方面的能力均取得顯著提升。對報告優(yōu)異的學生，鼓勵其進入科研小組進行課外科技活動，并積極參與課外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽的申報[3]。此外，在課程考試中引入材料和器件設計類題目，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。這一系列措施全面提高了學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，為他們未來的職業(yè)發(fā)展奠定了堅實基礎[3]。

4 結語

本文通過對電子信息專業(yè)特點和《電子材料與元器件》課程的教學現(xiàn)狀進行分析，針對改革方向進行了探討。在教學內(nèi)容方面，進行了有針對性的調整，增添了電子材料概述、導電及電阻材料、半導體/超導材料、電介質材料等教學內(nèi)容，并逐步引入電子敏感材料及其器件，以更好地滿足學科發(fā)展和學生需求。同時，重新選取了參考教材，編寫了適合電子信息專業(yè)的電子教材，加強了教材的實用性和適應性。通過匯聚學生意見和建議的活動，主動傾聽學生的聲音，既可以更好地滿足學生的需求，提升他們的學習體驗，同時也有助于教師更好地調整和改進教學，提高課程的質量。在教學方法方面，引入了線上教學平臺，以輔助傳統(tǒng)教學方式，提升學生的課前預習和課后復習效果。通過設計以學生為中心的課堂教學，增加了學生參與的機會，包括學生上臺講解和個人報告等形式，促進了學生的積極性和主動性。同時，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入課堂教學，并納入課程考核，通過科技前沿的講解、調研報告等方式培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。這一系列改革舉措旨在提高學生的學習興趣，培養(yǎng)其思考問題的能力，提升教學質量，同時促進電子信息類專業(yè)學生的專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的全面提升。