半導體物理教學(xué)論文

　　半導體物理，研究半導體原子狀態(tài)和電子狀態(tài)以及各種半導體器件內部電子過(guò)程的學(xué)科。接下來(lái)小編搜集了半導體物理教學(xué)論文，歡迎查看。

　　摘要

　　知識、技能、情感、態(tài)度是研究性學(xué)習不可或缺的四要素，當然，對主體性和創(chuàng )造性?xún)r(jià)值的培養也同樣重要,以此方式促進(jìn)教師向以學(xué)生為主體這一現代教學(xué)理念的轉變。我們將研究性學(xué)習思想引入到半導體物理的教學(xué)活動(dòng)中，來(lái)探討研究型學(xué)習教學(xué)模式對學(xué)生學(xué)習方式與學(xué)習興趣的影響。

　　關(guān)鍵詞

　　研究性學(xué)習；半導體物理；微電子技術(shù)；教學(xué)

　　前言

　　微電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的越來(lái)越廣泛，已經(jīng)應用到生活中的各個(gè)領(lǐng)域。隨著(zhù)半導體、集成電路技術(shù)的發(fā)展的越來(lái)越快，繼續研究半導體基礎理論是非常重要的。目前,大多數高校工科學(xué)生現在都重視做實(shí)驗而忽視了理論的發(fā)展,而對于微電子學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),是重視電路的設計而忽視了半導體的發(fā)展，所以，學(xué)生學(xué)習半導體物理的積極性并不高,這與教學(xué)課程設計有很大的關(guān)系，教學(xué)中理論聯(lián)系實(shí)際缺乏，教學(xué)方法單一等都是造成學(xué)生積極性不高的原因。而半導體物理是微電子學(xué)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎課，主要內容包括能帶的概念、本證光譜和能帶結構、雜質(zhì)電子態(tài)、載流子運輸、半導體表面和界面、非晶態(tài)半導體、非平衡載流子和運動(dòng)規律等基本概念和理論，這些知識為學(xué)生后面進(jìn)行相關(guān)學(xué)科的學(xué)習奠定了基礎。在半導體物理的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗課上開(kāi)展諸如半導體電阻率、非平衡少數載流子壽命、電容電壓特性和霍爾遷移率測量等簡(jiǎn)單的測試性實(shí)驗。在實(shí)驗過(guò)程中，實(shí)驗的操作和實(shí)驗數據的處理過(guò)于簡(jiǎn)單化，而且，實(shí)驗時(shí)長(cháng)安排不妥，學(xué)生往往用不到一半的時(shí)間就可以完成全部?jì)热�，所以，�?shí)際上，學(xué)生在實(shí)驗過(guò)程中收獲的并不是很多。綜上所述，在半導體物理的教學(xué)過(guò)程中還存在一些不足需要改進(jìn)，內容如下:

　�。ㄒ唬┗�礎知識掌握不牢固。半導體物理涉及的內容包括固體物理、量子力學(xué)等多門(mén)學(xué)科。這樣學(xué)生所學(xué)知識點(diǎn)變得更多，頭緒不清，不知道什么是重點(diǎn)，對基本概念的理解更是不清不楚，且不能將所學(xué)的知識融會(huì )貫通。

　�。ǘ�）教材上的內容不能隨發(fā)展而變。也就是說(shuō)教材的教學(xué)內容更新已經(jīng)跟不上半導體相關(guān)科學(xué)知識的飛速發(fā)展。因為半導體學(xué)科領(lǐng)域極速發(fā)展,不斷涌現新理論和新成果。

　�。ㄈ�）教學(xué)枯燥無(wú)味。只靠教師口述教學(xué)內容會(huì )讓學(xué)生感覺(jué)內容枯燥、缺乏學(xué)習興趣。教學(xué)內容抽象化學(xué)生被強加灌輸知識，導致學(xué)習者在學(xué)習方面缺乏主動(dòng)性和創(chuàng )造性。

　�。ㄋ模�學(xué)生自主學(xué)習主管能動(dòng)性差�，F在的教學(xué)模式顯得被動(dòng)、單一，這樣的教學(xué)模式只會(huì )導致學(xué)生學(xué)習興趣不高，自主學(xué)習和主動(dòng)探索的能力差。

　�。ㄎ澹�學(xué)生動(dòng)手能力差。實(shí)驗課的設置較少，學(xué)生動(dòng)手的機會(huì )也就少了，導致學(xué)生缺乏創(chuàng )新精神。半導體物理的學(xué)習強調理論與實(shí)驗相結合，但目前開(kāi)展的實(shí)驗內容單一、實(shí)驗環(huán)節固化，感覺(jué)不到學(xué)生對實(shí)驗的融入，不僅無(wú)法引起學(xué)生學(xué)習理論課的興趣，也無(wú)法達到訓練學(xué)生創(chuàng )新性的目的。我們探索并實(shí)踐了將研究性學(xué)習思想引入到半導體物理的教學(xué)活動(dòng)中，重視主體性和創(chuàng )造性?xún)r(jià)值的培養。以此方式來(lái)解決目前半導體物理教學(xué)中存在的這些問(wèn)題，具體的改革如下：

　　一、教師教學(xué)觀(guān)念的轉變是實(shí)施研究性學(xué)習的前提

　　半導體物理的特點(diǎn)是概念多，理論多，物理模型抽象，不易理解，在課本上上學(xué)習，學(xué)生會(huì )感到內容枯燥，缺少直觀(guān)性和形象性，學(xué)習起來(lái)比較困難。因此，教師想盡其所能改變傳統的教育方式，在教學(xué)中進(jìn)行專(zhuān)題講座、分組討論、充分利用PPT，flash等多媒體軟件，安排學(xué)生針對具體研究問(wèn)題進(jìn)行研究實(shí)踐等教學(xué)形式，轉變教學(xué)觀(guān)念，改變學(xué)習方式和狀態(tài)，把學(xué)生置于學(xué)習的主體地位，創(chuàng )設使學(xué)生主動(dòng)參與的教學(xué)情景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性。

　　二、加強課程建設，根據專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)及科技發(fā)展的需要

　　合理的安排教學(xué)內容，講課內容做到豐富、全面，知識點(diǎn)講解透徹，同時(shí)了解行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)半導體物理學(xué)教材采用劉恩科主編的《半導體物理學(xué)》第七版，結合我校微電子學(xué)專(zhuān)業(yè)的具體情況，我們對該書(shū)的課內精講教學(xué)內容進(jìn)行了整合。首先把握好整體知識結構,在此基礎上突出教學(xué)重點(diǎn)。

　�。ㄒ唬┦紫茸龊孟刃拗�識的銜接半導體前五章為理論基礎的部分，主要講述了半導體中的電子狀態(tài)，雜質(zhì)和能級缺陷，載流子的統計分布，半導體的導電性與非平衡載流子，在此基礎上闡述了電子的有效質(zhì)量，費米能級，遷移率，非平衡載流子壽命等基本概念。第一章和第四章的知識點(diǎn)包括晶體結構、晶面、晶向、晶格振動(dòng)、能帶理論等，講授新課之前將涉及到的知識點(diǎn)讓學(xué)生課下進(jìn)行自主學(xué)習。如果有不理解的內容可通過(guò)課下答疑的方式進(jìn)行輔導。

　�。ǘ�）重要的知識要精細解讀教師在課堂授課的時(shí)候要明確本次課程學(xué)習的主線(xiàn)，在主線(xiàn)中穿插重要的概念和主要知識點(diǎn)，復雜公式詳細的推導過(guò)程被弱化，力求想法清楚、定義明確、難點(diǎn)清晰。比如在教師教授第三章的課程時(shí)，學(xué)習載流子濃度，應該讓學(xué)生清楚的明白要先計算的是狀態(tài)密度，然后再計算費米分布函數或者玻爾茲曼函數，最后計算出平衡時(shí)的空穴和電子的濃度。

　�。ㄈ�）最新的知識擴充因為非常迅速發(fā)展的現代半導體技術(shù)，以及不斷拓展的技術(shù)研究方向，半導體領(lǐng)域的相關(guān)知識更新也很快，因此，與時(shí)俱進(jìn)是教師應該做到的，時(shí)刻關(guān)注研究熱點(diǎn)與科技前沿，更要將教學(xué)內容合理安排。對于本書(shū)中的第七章、第九章和第十章書(shū)本上的`知識點(diǎn)不過(guò)多講解，只做基礎的介紹即可，主要講解基本理論和基本概念，比較難的內容只做一般性的了解。教師要合理取舍教學(xué)內容，與其他課程的重疊內容要壓縮，更要將教材中的陳舊知識刪除。

　�。ㄋ模�實(shí)驗內容和方式的轉變?yōu)檎{動(dòng)學(xué)生實(shí)驗的積極性，增加難度，我們將工藝實(shí)驗中得到的產(chǎn)品用到測試實(shí)驗中，既能夠驗證工藝實(shí)驗的成果，也能夠分析更多的實(shí)驗參數，達到將理論課和實(shí)驗課內容更好結合的目的，還能鍛煉學(xué)生對實(shí)驗數據分析和處理的能力。在實(shí)驗方面也進(jìn)行了研究性學(xué)習的探索，努力引導學(xué)生進(jìn)行研究性實(shí)驗。

　　三、引入研究性學(xué)習思想，培養學(xué)生文獻調研能力

　　網(wǎng)絡(luò )是知識的海洋，讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò )來(lái)學(xué)習半導體物理相關(guān)資料提高自主學(xué)習性以及運用所學(xué)的知識進(jìn)行自主創(chuàng )新的能力是非常重要的。把學(xué)生被動(dòng)式學(xué)習的模式轉化為以學(xué)生為主導的教學(xué)方式，讓學(xué)生融入所設問(wèn)題的情景中，引出科研中遇到的問(wèn)題，并對某些問(wèn)題進(jìn)行討論。在文獻調研的過(guò)程中，讓學(xué)生充分、及時(shí)地了解半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)動(dòng)態(tài)，學(xué)會(huì )“詳讀”和“粗讀”文獻，多多積累文獻中涉及到半導體物理的知識，加強對課堂所學(xué)內容的理解，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )新思維。讀過(guò)文獻后要做出相應的總結匯報，可以以PPT的形式給出，方便其他人對文獻的理解，學(xué)生也可以嘗試到作為一名老師的感覺(jué)。這樣師生互換角色，在教師的引導下使學(xué)生成為富有主動(dòng)性的探究與學(xué)習者。四將科研融入到教學(xué)中把科研和教學(xué)結合起來(lái)，讓學(xué)生明白自己學(xué)習的知識可以具體應用到生產(chǎn)生活的哪些方面。我們可以做的有：

　�。�1）針對課堂教學(xué)中講到的半導體中的物理現象或者概念應用到某一個(gè)器件的制造中，激勵學(xué)生通過(guò)課程設計過(guò)程的方式參與到學(xué)院老師的項目中，通過(guò)具體的研究工作，將研究結果撰寫(xiě)成研究論文。

　�。�2）將已取得的科研成果作為新的教學(xué)內容，充實(shí)到教學(xué)中去，使課堂上所講的知識和我們實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)、生活聯(lián)系起來(lái)，遠離以往單一、抽象、枯燥的教學(xué)，使學(xué)生帶著(zhù)問(wèn)題來(lái)學(xué)習新知識，鼓勵學(xué)生參與真實(shí)科研項目的研究。以這兩種方式提高學(xué)生了解問(wèn)題、剖析問(wèn)題的能力，讓學(xué)生積極參與其中，把抽象的東西實(shí)物化，教學(xué)效果非常明顯。綜上所述，我們將以更新教學(xué)內容、改變教學(xué)觀(guān)念、注重實(shí)驗、實(shí)踐教學(xué)、培養學(xué)生的創(chuàng )新精神為目的進(jìn)行半導體物理的課程改革來(lái)解決教學(xué)過(guò)程中存在的一些問(wèn)題。

　　參考文獻

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