薄膜與外延技術課程的教學改革探索

陳飛　丁蘇　趙士超　蘇偉濤

摘? ?要：本文以《薄膜與外延技術》課程教學為基礎，介紹了該課程的主要內容，針對課程教學中存在的問題，總結教學改革方法，包括對教學內容的更新與優化，豐富教學方法以及將教學和科研相結合。通過改革，改善教學效果，提升學生的科學研究能力和創新能力。

關鍵詞：薄膜材料? 外延技術? 教學方法

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）10（c）-0211-02

現代科學技術的突飛猛進推進了新材料技術的不斷突破，在新材料技術的各個分支中，薄膜技術在工業上有著極為廣泛的應用，薄膜材料在新材料技術領域中占有極其重要的地位。薄膜材料是微電子和光電子器件產業的重要組成部分，從而被廣泛應用于集成電路、晶體管、發光二極管、光電探測器、傳感器等領域。在科研工作中，薄膜材料的合成工藝為合成新材料、探索新性能、集成高性能器件等方面也提供了有利的技術支撐[1-2]。依托于杭州電子科技大學的優勢電子類學科，材料科學與工程專業對大二本科生開設了《薄膜與外延技術》專業課，開展相應的課程教學工作，為學生后續的科研和工作打下了扎實的專業基礎。

目前，薄膜與外延技術這門課程主要包括真空技術基礎，薄膜的物理、化學制備工藝及其所涉及的制備原理和相關設備，以及薄膜材料的應用等。該課程教學中，學生主要以理論學習為主，在課程學習中難以對各種薄膜的制備設備構造和制備工藝有較深入的認識，對于抽象概念，也晦澀難懂。

1? 薄膜與外延技術教學中存在的問題

《薄膜與外延技術》這門課程主要以課堂講授為主，內容豐富，專業性強，結合學生對課堂效果的反饋，發現課程教學過程中尚存在一些問題：（1）教學內容呈現方式單一，主要以課堂講授為主，使得學生只能被動接受相關知識，課堂的枯燥乏味讓學生昏昏欲睡，玩手機，甚至逃課;（2）課程教學與實踐相脫離，學習內容抽象，學生對相應的理論，設備構造，工藝流程及原理等方面的知識點還比較難消化吸收;（3）教材內容陳舊，缺乏對當前最新薄膜制備技術方面的內容更新與介紹。針對以上問題，提出相應的改革方案。

2? 薄膜與外延技術的教學改革探索

針對本校材料專業本科生生的特點，結合杭州電子科技大學的電子特色，須對現有的《薄膜與外延技術》課程體系，如教學內容、教學方式等方面進行改革與優化。

2.1 教學內容的更新與優化

《薄膜與外延技術》是一門主要介紹無機半導體薄膜材料的合成工藝、制備設備及其相關理論知識的專業必修課，該課程涉及的知識面較廣，為學生以后進一步深造和就業有很好的幫助和指導作用。

隨著科學技術的迅猛發展和科學研究的不斷深入，新的薄膜制備技術，新的薄膜材料，新的應用領域，以及相關的新概念和新理論也是層出不窮的。因此，為了提高《薄膜與外延技術》這門課程的教學效果，提升學生的課堂專注度，此課程的教學內容需不斷地推陳出新，我們需不斷地將最新的科研成果引入到課堂教學中來豐富教學內容，讓學生更清楚地認識到本課程的重要性，并能夠端正學生的學習態度，從而提高學習興趣。比如在講授傳統薄膜材料的同時，可以引入當前比較前沿的研究熱點，如石墨烯、氮化硼、過渡金屬硫族化合物等無機半導體薄膜的制備，性質及應用等，并拓展介紹一下背后的研究背景和趣聞，這樣不僅能激發學生認真聽講的興趣，甚至還可能激發學生的科研興趣，促使他們有進一步深造的想法。與此同時，結合相關老師從事薄膜材料制備相關研究工作的科研經歷和心得體會來深入淺出地講授相關理論知識，不僅可以拉近自己與學生之間的距離，還可事半功倍地提高課堂教學效果。

2.2 豐富教學方法

課程中善于運用現代化的教學方法，如運用PPT、小動畫、相關科普短視頻等多媒體技術來設計內容豐富的課件，尤其是在講解薄膜的制備工藝時，往往涉及到多種薄膜制備儀器的使用和工藝原理，而且不同的設備具有不同的構造、工藝流程和基本原理，因此可以利用相關儀器操作的動畫和視頻讓學生直觀地理解這些設備的原理和特點。這樣不僅能讓學生理解相關的技術，而且能夠在以后的工作中學以致用。此外，在教學過程中，任課老師可將學生分成若干小組，對相關知識點進行文獻查閱，并歸納、總結，每個小組以PPT的形式進行講解、分析和討論，可保證每個學生的參與度，并鼓勵學生大膽提出自己不懂或有疑惑的地方，以及新的想法，老師可協助學生對不妥或有誤的地方進行指正和修改，根據提問給出相應的解答。這種模式不僅可以促進學生在課前和課后自主學習，還可推動學生更加專注于相關知識點的思考，從而加深對薄膜知識點的理解。

2.3 教學與科研結合

薄膜與外延技術這門課程主要講授的是關于薄膜的物理性能，薄膜的制備技術、設備及其原理，以及薄膜的應用基礎等方面的抽象理論知識。這門課程使用的教材版本也是幾年前的老舊版本，對當前薄膜相關的新技術、新設備、新應用、新理論等方面的介紹尚少，導致教材中的知識點與社會生產發展相脫節，對相關技術人才的培養不利。因此，可以充分利用學院的平臺和師資，安排學生進入研究薄膜相關的老師課題組中去開展實驗研究，不僅可以加深學生對薄膜知識點的認識和理解，還能提升學生的動手能力，為以后從事材料類的工作打下堅實的基礎。此外，還可邀請從事薄膜研究的學術界大牛和從事薄膜生產的行業大咖來開展薄膜相關的專題講座，不僅可以讓學生了解到最新的薄膜制備技術、前沿科技、研究成果，拓展學生的知識面，有利于調動學生的學習熱情和探索精神;還可讓學生認識到薄膜的應用領域、市場需求、行業發展動態和未來市場前景，有利于增強學生的學習自信心，明確未來的從業選擇，并為將來提前做好相應的準備和知識儲備。

3? 結語

基于材料學專業本科學生的特點，提出了《薄膜與外延技術》課程中存在的問題，總結了教學改革方法，通過優化教學內容、豐富教學形式、教學結合科研手段，激發了學生對課程的興趣，提高了學生的學習興趣，加深了學生對課程知識點的理解，奠定了學生的科研基礎，增強了學生的專業素養，為光電行業提供優秀的人才。

參考文獻

[1] 孫鳳云.“真空薄膜技術”課程教學改革探索[J].黑龍江教育（理論與實踐），2016（3）：70-71.

[2] 楊勇，陳舟，徐滕州，等.《真空薄膜技術》課程教學改革探索[J].科技創新導報，2019（6）：209-210.