提高课堂教学效果探索

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一、用科技成果与成就激发学生学习积极性

众所周知，半导体物理学因涉及到的理论知识较多且较深，所以要求学习这门课程的学生应具备高等数学、量子力学、固体物理、热力学、统计学等基础学科的知识。现使用的教科书中多以选用电子工业出版社出版的刘恩科等编著的《半导体物理学》为教材[2]。该教材注重知识系统性、全面性，如教材中包含了半导体中的电子状态、能带、费米与波尔曼统计、载流子、复合机理、半导体表面特性等等，所以教材的深度和知识体量都是比较大的。这首先给初学者，尤其是对安排少学时来学习这门课程的学生形成巨大压力。这就要求任课教师结合后续课程要求合理拆减[3]，选择但又不能抛弃知识系统这一要求，从而安排讲授内容。同时，能调动学生对这门课程的学习积极性，就会大大提高教学效果。比如，在学生学习这门课前就明白这门课对自己择业、创业，甚至未来的发展都起着不可替代的重要作用，下决心将这门课程学好。同时注意教授新的理论、概念前注意学习引导，使学生持续保持学习积极性。如我们给学生讲，现代世界里，没有人可以说自己跟“半导体”没有关系。你每天用的手机、电脑，看的电视，听的音响里面都有半导体元件，可以说若没有半导体，就没有现代世界里的轻巧而又好用的高科技产品。半导体的重要性不言而喻，为此，有人将半导体誉为世界上第四大重要发明。因为半导体能将电、声、光、磁等物理现象联系起来[4]，它与人类的生存、环境改善密不可分，尤其是进入人工智能化时代，半导提高课堂教学效果的初步探索刘进张威虎王安义(西安科技大学通信与信息工程学院陕西西安710054)体理论与技术更是领头羊。谁发展得快，谁就会占有科学技术的先机。又如，在教师讲授半导体材料寿命这一知识前，首先讲述多处使用的光电池、激光器，还有电子器件中的快速开关等等现象，指明这是应用了半导体材料性质与能级关系，在半导体的不同区域掺入施主和主要受主杂质，从而实现对载流子寿命的控制，实现了人们不同用途的要求。这些理论与应用离我们并不远，我们能学习、掌握半导体理论与技术，我们就能很快参与其中，也将用我们的聪明才智为半导体研究、应用做出我们的贡献，由此来激发、调动学生学习积极性。

二、介绍科技前沿与研究热点，激发学生探求知识的欲望

我们处在一个科技快速发展时期，实现强国、强军、富民的中国梦，工业上从加工大国转变为制造强国，这就要求学校培养出更多具有高素质的创新型人才，为国家的强大、为改善人类生存环境做出贡献。学生普遍存在努力上进，不甘落后的激情，有宏图、有远大抱负的理想。如果教师能把学生中这部分激情引导到投入学习和探究未知世界的钻研中，无疑会提高学生的学习，达到培养的效果。教师因材施教，为学生创新能力打下基础，通过课堂上介绍科学发展史与现今科学研究热点，使学生清楚方向，焕发出求知欲和探索的勇气。如讲述半导体科学发展史与其研究的热点。1947年12月23日，贝尔实验室在助听器中展示了人类第一块晶体管，肖克莱（WilliamShockley）被誉为晶体管之父。在随后的10年里，人们发明了单锗晶硅、生长型晶体管、接触型硅晶体管和固态晶体管开关等；1958年到1982年期间，人们先后研制成了集成电路，互补金属氧化物半导体CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductors)技术；运算放大器，动态随机存储器DRAM，静态随机存储器SRAM、只读存储器EPROM和微处理器4004。随着单芯片微处理器问世，数字信号处理器(DSP)TMS320，推动智能化机器设备的发展。到了21世纪，除了PC以外，汽车和手机等产业对半导体的需求表明，已进入了半导体无处不在的时代。已过去的70年半导体技术发展是快速的，成就是辉煌的。这向我们学生昭示什么？正如美国LSI公司的首席执行官泰尔瓦卡（AbhiTalwalkar）所说，我们今天之所以能够取得如此辉煌的成就，是因为我们站在前辈巨人的肩膀上。发明晶体管的创新精神今天仍然像过去一样绽放着进取的光芒[5]。就是要求我们学者义无反顾地投入到学习、研究、创造、发明的队伍中，继续人类的发明与创造，进行半导体的研发。

三、加强知识系统性的概念，促进学生从被动学习向主动学习的跨越

知识成体系，形成系统知识便于记忆和深刻的理解，才能实现从自然向必然的跨越，用知识指导实践。半导体物理学这门课程同样具有知识构成系统的概念。在讲授这门课时要为学生建立起系统知识的概念，就本门课程而言，半导体物理学是研究半导体晶体的结构特性与电子运动规律，半导体内部导电与半导体内部电子分布和电子密度，半导体本构缺陷或加入人工干扰（掺入杂质）影响或改变半导体内部电子密度的规律。而相对于教材中各章节的内容为：半导体的电子状态，杂质与缺陷能级，载流子的统计分布，半导体的导电性与非平衡载流子，费米能级，迁移率，非平衡载流子寿命等，构成了半导体知识系统。学习过程中的相互联系，有助于融会贯通，建立起半导体系统知识。学生有渴求知识的欲望，有明确构成知识系统的要求，加上教师在教学中的正确引导，比如讲解到某部分内容后，明确它对后续内容的基础作用，而这一部分知识是当今半导体的某科技成果或应用。学生在教师的引导下，不但认真学好当下的内容，而且还能在其求知欲的催动下，主动与教师探讨或主动学习后续还未学习的内容。既实现了从被动学习向主动学习的跨越，又培养了学生自学能力和解决问题的能力。另外，授课过程中，需要引导学生们的互动，以促进课堂教学效果及教学质量的提升。在授课过程中，不能只专注于讲授已经准备好的授课内容而忽视学生们的接受能力和效果。仅仅依靠简单的课堂提问并不能完全获得学生们的真实想法和接受知识的进度，在提问的基础上，辅以身边实例，尤其是大家都感兴趣的实例的讲解和分析，激发学生们交流的欲望，使学生们积极参与授课过程。这样，学生们对知识的理解和记忆将更加理性和深刻。同时，教师也能够从交流过程中改进教学方法，提高教学技巧，达到互相促进的效果。最后，多种信息化教学手段的应用是一种趋势。新型的、信息化教学形式、教学手段和教学过程改变了传统教学方式，为教师教学带来了方便的同时，也使学生们由被动学习转变为主动学习。

四、结束语

随着科学技术的发展，培养人才更为重要。探讨和创新教育方法与教学技巧，为国家多培养人才，培养高素质人才是必须的。美国著名教育家杜威认为，最成功的教学方法就是“让学生去做事情，而非让他们学东西”[6]。以学生为中心，问题为主导，培养学生的主动学习能力以及解决问题的能力至关重要。

参考文献：

[1]蒋龙，裴启明，张静.大学生创新创业背景下半导体物理教学改革实践[J].曲靖师范学院学报，36（3）：53-55.

[2]刘恩科，朱秉丰，罗晋生.半导体物理学[M].北京，电子工业出版社，2018.

[3]王月，李雪，张经慧.“研究型学习”教学模式在半导体物理学中的应用[J].教育现代化，2017（13）：142-143.

[4]刘城芳.融合多种教学方法于半导体物理教改中的初步探索[J].广东化工，2016，22（43）：184-185.

[5]百度，全球半导体发展历史-VSOP专栏，2008.11.21

[6]李洪安，李占利，杜卓明.基于构建主义学习理论的“自顶向下”教学法研究[J].科技视界，2016.07（19）:285-286.

作者:刘进 张威虎 王安义 单位:西安科技大学通信与信息工程学院