基于應用型本科人才培養的半導體器件物理基礎課程教學研究

田甜++徐家躍++劉志福++申慧++江國健++杜永

摘要：本文首先分析了半導體器件物理課程教學應用型本科人才培養重要性，結合半導體器件物理課程教學現狀的分析，最后提出了幾點半導體器件物理課程教學應用型本科人才培養對策。

關鍵詞：半導體器件物理基礎；課程教學；應用型本科

中圖分類號：G642文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）11-0148-01

一、半導體器件物理基礎課程教學應用型本科人才培養重要性

隨著電子產業飛速發展，現代半導體科學知識不斷更新，半導體產業產品研發創新速度日益加快，其對專業人才素質的要求也不斷提升，同時也刺激了社會專業人才需求的飛速增長。這也給高校專業人才培養提出了更高的要求，不僅需要學生具備相當的理論基礎，更需要擁有實踐應用與創新能力。而半導體器件物理基礎作為半導體科學理論基礎以及微電子科學技術的基礎理論課程，其在高校材料物理專業教學體系中占據著重要地位。其主要內容包括半導體特性、pn結原理、雙極型晶體管、金屬與半導體接觸、異質結的結構、電學特性以及半導體光電子器件等相關內容。基于應用型本科人才培養的半導體器件物理基礎課程教學也凸顯其重要性。以應用型人才培養為目標展開教學，是培養學生專業應用創新意識，提升人才質量的重要手段。

二、半導體器件物理課程教學現狀分析

《半導體器件物理基礎》課程內容理論推導相對復雜，知識點多，同時隨著半導體學科領域的不斷發展，學科研究前沿以及新的理論也不斷出現，學科交叉與滲透日趨深入，課程系統性較強。并且與一些器件制造密切相關，需實施三維立體設計。由于《半導體器件物理基礎》的理論性較強，部分教師在教學實踐中直接將其定位為純理論課程，教學上以灌輸式講授為主，一定程度上制約了學生應用創新能力的發展。[1]教學實踐中不難發現，學生普遍認為半導體器件物理基礎課程內容理論性較強，難以掌握。許多學生學習被動性學習，對理論教學存在抵觸情緒，個性無法得到張揚，創新思維與能力也無法得到培養。從考核檢測上來看，半導體器件物理基礎課程仍大多采用傳統的考試方法，以期末筆試為主，無法有效考察學生的創新應用能力。這些問題都一定程度上忽視了教學實踐性與應用性，對學生職業生涯發展造成不良影響。

三、半導體器件物理基礎課程教學應用型本科人才培養對策

1.提升課程內容應用性

教學實踐中，教師應結合實踐性與實用性，力求內容突出重點，簡練清晰。因而課堂中應適當將寫側重理論推導的內容簡化，利用實用性展開探討。例如金屬與半導體接觸教學，可基于應用性展開金屬半導體整流接觸理論以及半導體器件制造歐姆接觸原理方法，將金屬半導體接觸整流理論同pn結整流理論展開比較，使學生明確兩者各自應用特性。其次，教學中應積極利用科學前沿知識，激發學生學習興趣，引導其主動學習。同時也能夠從側面鼓勵學生加強對整個半導體產業發展的關注，明確學習目標，提升自身對電子產業發展適應能力；也可就學生較為感興趣的課題展開探討，安排討論課，組織學生展開信息探究。例如在講解場效應管內容時，向學生布置任務，讓學生在網絡上查找其半導體器件新技術、發展瓶頸與趨勢；講解發光二極管時，引導學生將傳統LCD電視與LED背光源電視進行對比，分析異同點，并讓學生搜集查閱資料，展開系統討論。[2]

2.加強實驗實踐教學

要提升學生實踐應用能力，實驗實踐性教學必不可少。通過實驗等教學，可引導學生構建明確的實踐應用體系。例如可搭建集成電路器件以及工藝設計模擬平臺、新材料計算與設計平臺等，將材料計算以及器件模擬融入半導體器件物理基礎教學當中，加強實踐教學，引導學生自主動手，真切感受半導體器件物理理論的實踐性，并在大腦中形成完整實踐體系，提升學習主動性與創新性。如可將集成電路器件同工藝開發平臺引入實驗模擬教學當中，使實驗教學與企業需求實現對接，讓學生掌握工藝流程，結合制造需求自主進行對工藝參數的調整，提升實踐能力；同時也可展開對新器件的模擬設計，給予學生自由發揮的機會，使其在理論理解以及實踐過程中充分發揮應用性與創造性思維，培養實踐應用與創新能力。其次也需積極拓展校外實踐學習基地，通過校企合作、產學研等模式，為學生實踐與實習提供豐富平臺，將課程理論教學與實踐教學全面結合，引導學生結合所學知識，積極申請科研創新項目，提升應用能力。

3.完善課程考核

針對當前《半導體器件物理基礎》課程考核問題，應基于應用創新能力的考核目標，實現對考核模式的改革。具體來講，應將學生考核具體分為幾個節點：實驗考核環節，需結合材料物理專業人才職業能力與素質需求，展開實驗完成質量、問題分析與解決能力、團隊協作能力以及知識掌握程度幾個維度的評價，得出學生平時學習表現成績。其次，期末考核環節應采用理論與實操結合的模式，利用筆試考核學生理論基礎；利用現場試驗操作考察學生知識應用能力以及動手實踐能力。學生的最終成績為平時成績與期末考試成績加權所得，使得考核既注重理論基礎，也對學生動手應用能力提出要求。

四、結束語

總而言之，電子產業的飛速發展與現代半導體科學知識的不斷更新給專業人才培養提出了更高的要求。新形勢下，應用型高校半導體器件物理基礎課程教學更應基于應用型人才培養的目標，從教學內容、教學方法以及考核體制等多方面入手，展開教學實踐創新，全面提升學生實踐應用能力，為繼續學習與工作打下堅實基礎。

（作者單位：上海應用技術大學材料科學與工程學院）

基金資助信息：上海應用技術大學“半導體器件物理基礎”重點課程建設項目（編號：33110M160028）的資助。

參考文獻：

[1]高清運.清半導體器件物理”課程教學研究與探索[J].電氣電子教學學報，2014（12）：20-21.

[2]徐振邦.《半導體器件物理》課程改革探索與實踐[J].教育教學論壇，2014（04）：222-223.