傳統教學和多媒體教學有效結合的半導體物理教學模式

【摘 "要】分別闡述了傳統教學和多媒體教學模式的必要性，設計了傳統教學和多媒體教學有效結合的半導體物理教學模式，并對同一專業、縱向年級的兩個班級學生的課堂表現和考試成績進行對比。結果證明在半導體物理教學實踐中，采用傳統教學和多媒體教學有效結合的教學模式能明顯提高教學質量。

【關鍵詞】傳統教學 "多媒體教學 "半導體物理 "教學質量

【中圖分類號】G420 " " " "【文獻標識碼】A " " " " 【文章編號】1674-4810（2015）30-0035-02

多媒體教學具有快速、形象、直觀、重復性強等特點，已經成為高校教學的一種重要教學形式，提高了教學效率和教學水平。但并不是每門課程都適合采用多媒體教學的形式，關于多媒體教學對不同學科教學質量影響的利與弊，已經有很多的理論研究和實踐證明。半導體物理是微電子、光電子等學科的核心專業課程，在專業課程體系中占有重要的地位。在教學實踐中，該如何有效利用多媒體技術，在有限的時間內把半導體物理學中最基本的理論基礎知識、方法、技術傳授給學生，使其與傳統的教學方法互補，促進教學方法的改革、完善并提高教學質量呢？筆者結合自身的教學實踐，就這一問題進行分析和探討。

一 多媒體教學的必要性

半導體物理課程的特點是理論性強、知識點分散、公式推導多，同時有很多半導體器件的能級圖、結構圖和工藝流程圖等各種示意圖。這就需要在有限的課時內不僅要把半導體材料的各種物理特性以及多種半導體器件的工作原理講解清楚，還要進行比較煩瑣的公式推導。如果不畫圖，原理結構內容交代不清楚，而畫圖則會占用大量時間且不夠準確。

利用多媒體，教師在備課時就可以提前制作課程所需的各種能級圖、結構圖和工藝流程圖，利用文字、圖像、聲音等多項功能來幫助學生理解相應的理論內容。另外，由于不用在黑板上畫圖，節省了大量的時間，使教師有足夠的時間去擴大和深化教學內容。同時利用多媒體可以重復展示重點內容，便于記憶，為課堂教學中的內容變化和教學環節的設計提供了便利，節省了授課時間。

例如：在講授MOS器件的結構和工作原理時，需要從該器件的制作流程開始進行解釋，而一個簡單器件的工藝就有十幾個步驟，示意圖要占用多個版面。采用多媒體技術教學后，可以按照結構形成的工藝步驟逐步進行講解，也可以使用不同的色彩、不同的形狀代表不同的摻雜區域和不同的雜質類型，最終把抽象的知識轉換成直觀的圖像。在進一步講解MOS器件的工作原理時，可以直接利用之前形成的MOS結構圖做成動畫，演示電子和空穴的運動情況，使教學內容更加連貫，教學形式更加多樣化。在節約時間的同時，使學生對微觀過程印象深刻，對相關知識的理解也更加透徹。

二 傳統教學的必要性

在半導體物理的講授過程中，有大量、煩瑣的公式推導，這是半導體物理課程一個很重要的特點。多媒體在復雜圖形展示、圖像演示等方面有一定的優勢，但是如果公式推導也采用這種教學形式，則會造成教學進度太快，學生的思維跟不上，影響教學效果。

傳統的教學方式經過多年的繼承和發展，已經形成獨特的優點。通過傳統的板書教學，可以更好地控制教學的節奏，給學生留出足夠的思考時間。因此，對于半導體物理這門課程來說，在講授過程中，抽象、復雜的圖像或工藝過程可以采用多媒體教學形式，而公式推導過程則需用傳統的板書教學形式。

三 教學案例的構建和研究結果

1.教學案例的構建

考慮到傳統教學和多媒體教學結合的教學模式在多學科教學中的成功，筆者將這一教學模式引入到半導體物理課程教學中，實踐教學模式如下：

實驗對象：同一電子類專業、相鄰兩屆學生，均為大三上學期。其中：A班學生人數為71人，B班學生人數為70人。實驗方法：同一老師任教，兩個班的總課時均為54課時（其中教學課時48課時，習題課2課時，教學互動和討論4課時）。

A、B兩個班均采用傳統教學為主，多媒體教學輔助。其中在前五章半導體材料物理特性的教學設計中，A班多媒體教學的課時比例為30%，B班為20%;在后面幾章半導體器件物理特性的教學設計中，A班多媒體教學的課時比例為40%，B班為30%。總體控制B班多媒體教學課時分配比例低于A班10%左右。

在研究的過程中，A、B兩個班教學內容中的公式的推導、定理的證明、例題的講解等均采用板書形式，而在原理圖、結構圖、能級圖和電路圖等圖表講解上采取PTT演示或動畫播放等多媒體輔助手段。不同之處在于，A班的圖表直接利用多媒體演示進行講解，B班的圖表講解先利用傳統板書形式將器件的大致的結構形成過程、能級圖的變化過程、特性曲線的變化趨勢等逐一講解，再利用多媒體進行總結、回顧，并形成完成圖，以避免板書畫圖表過程中的不準確等因素。

2.研究結果

第一，A、B兩個班學生的課堂表現。由于B班多媒體教學形式的課時比例比A班低，因此B班的教學進度明顯低于A班，在保證每一章節重點教學內容的基礎上，教學內容總體略少于A班。但B班學生對重點教學內容中關于原理、結構、能級圖的變化等的掌握程度要好于A班，在課堂上能更好地跟上教師上課的節奏。

第二，A、B兩個班學生的期末考試成績。兩次期末考試試卷均由同一任教老師按照教學大綱的要求在題庫中抽取，難易程度相當、題型題量相同、覆蓋面廣。題型包括單選題、填空題、簡答題、畫圖與分析題和計算題，各占20%、10%、16%、26%和28%。由同一任教老師按照同一評分標準進行評閱，卷面成績可靠有效，數據分析可靠性強。表1為A班試卷成績統計分析表，表2為B班試卷成績統計分析表。

圖1 "A班成績分布圖

從試卷統計分析表可以看出：（1）A班的平均分為60.5，B班的平均分為64.25，B班高出A班3.75分。（2）低于60分的學生數A班的百分比為31.0%，B班的百分比為21.4%，B班相對A班有大幅度的下降，降幅達9.6%。（3）B班相對A班在其他分數段學生的百分比均有一定比例的上升。

除了各分數段的學生人數對比分析之外，在閱卷的過程中也能發現，從試卷的分值構成上，B班學生畫圖與分析題的得分率明顯高于A班。本次研究結果反映出傳統教學和多媒體教學有效結合的模式能明顯激發學生學習的興趣，提高學生的學習質量。

四 總結

近年來筆者一直從事半導體物理教學工作，實踐證明，傳統教學和多媒體教學有效結合的半導體物理教學模式在同一專業、縱向年級的教學實踐中取得了初步成效，提高了教學質量，調動了學生的學習積極性，學習成績普遍有所提高。

綜上所述，在目前各高校提倡學生自主學習，各課程教學課時總數明顯減少，而教學內容卻有所增加的現狀下，多媒體教學的確可以加快教學的進度，增加教學的內容，但是多媒體的教學形式只是一個有力的輔助工具，絕不能成為課堂教學的主宰。為了鞏固和提高課堂教學質量，需要結合教學課程的特點，把傳統教學和多媒體教學進行有效的結合，才能提高教學質量。

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〔責任編輯：龐遠燕、汪二款〕