“半导体物理学”课程教学中的几点建议

陈丽佳

摘要：教学内容、教学方式以及理论与实验相结合，可以有效的提高半导体物理学的教学效果。

关键词：半导体物理学;教学;建议

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2016）05-0082-02

半导体物理学课程是固体物理学的一个分支，以半导体内的原子、电子以及半导体器件中的电子过程为基础的学科。该课程为物理学、电子技术以及光电检测及相关学科奠定了一定的理论和实践基础。半导体物理学的教学效果直接关系到学生的知识结构和就业以及未来发展的方向。因此，在课堂教学中有效地改进半导体物理教学模式，让学生从本质上理解半导体物理学的精髓，这也是未来半导体物理教学发展的大势所趋。

一、半导体物理学教学的弊端

半导体物理学是物理学专业的一门专业课，但是由于这门课程相对比较抽象，导致学生失去对其学习的兴趣。并且半导体物理教学中常忽视系统教学的方法，学生接受知识的主动性降低，导致很多学生被动地接受课堂知识，缺乏自主学习的动力，失去学习的兴趣，直接导致半导体物理学教学质量下降。针对半导体物理教学中存在的主要问题归纳为以下几点：

1.课程内容较为抽象。半导体物理学課程主要介绍了半导体中的能带、电子状态、有效质量、杂质和缺陷、费米能级、载流子的统计分布、载流子的迁移运动和迁移率以及非平衡载流子的扩散和漂移等。教学过程中涉及的公式推导较多，知识面较宽，容易混淆的知识点较多并且比较抽象，学生较难理解。需要有扎实的物理学、高等数学以及量子力学等课程作为基础，单靠教师的讲解无法满足学生对知识的要求。学生由于感觉内容抽象，失去主动学习半导体物理学的兴趣。

2.教学方式单一。受传统教学模式的影响，半导体物理学的教学过程主要采取传统的教师讲解加多媒体课件的教学方式。这种单一的教学方式让学生对知识的理解不够透彻，知识和实践相脱离，学生对基本知识的学习感到吃力，教学效果不明显。因此单一的教学方式，使学生对该课程知识的接受程度减小。

3.理论与实验相脱离。通常情况下，学生通过实验等直观的方式接受知识会轻松些。但是，半导体物理学这门课程中很少让学生做实验，这就降低了学生的动手能力，让理论与实践脱离。

二、半导体物理学的教学改进方法

根据半导体物理学的课程特点，为了培养学生的积极性、主动性并提高学生学习半导体物理的兴趣，提出以下方案：

1.整合教学内容。半导体物理学的教学过程中涉及到很多概念，应注重概念与模型相结合，加深学生对概念的理解。半导体物理学课程涉及的领域较广，因此，可以在教学内容上进行整合。半导体物理学内容较多，如果每一节都讲，学生学起来就比较吃力，所以尽量做到对教学内容进行合理的压缩，并且合理删除与固体物理重复的内容。为了把重点展现给学生，就需要教师们专门开展研讨活动，每位教师汇报所教课程的主要内容，做到心中有数。在教学过程中不再重复学生所学过的旧知识。

针对较难理解的概念，教师可以用类比、举例等方式让学生思考，这样也有助于学生对概念的理解。就教材内容看，可以把一些知识进行系统结合。例如在教材中，先讲非简并半导体再讲简并半导体，可以把先学的一些知识类比到简并半导体中，让学生的知识结构系统起来。在学习一些半导体器件时，比如发光管和光电池时，可以把他们都归结为p-n结器件，这样学生把这类器件对比，找到异同可以加深学生对这门课程的理解。在半导体物理教学过程中，如果只针对课堂知识的讲解，难免会觉得有些乏味，所以在教学过程中，可以多加入一些半导体的发展史以及未来的发展趋势，这样学生对半导体物理学的内容的学习有一个系统的了解，同时可以增加知识的完整性和学习的兴趣。例如：半导体激光器、发光二极管、有机太阳能电池等方面的研究成果的简介，再把研究领域拓展，把半导体物理与化学、生物等方面结合。让半导体物理与实际生活相结合，在有限的课时里让学生学到更多的知识。

2.采用新型的教学方式。（1）尝试“研究性学习”的教学方式。在教学过程中，教师要尝试改变传统的教学方式。在之前的学习过程中，学生学习方式是单纯的接受性学习，在半导体物理学教学中，可以让学生进行研究性学习，要改变过去在学习过程中过多的依赖接受性学习，现在在接受性学习中穿插研究性学习，让二者相辅相成，促进学习进步，改变学生单一枯燥的学习方式。在研究性学习过程中，学生自己主动地提出问题，再由学生和教师一起确定课题，确定这个研究是否具有可操作性和可行性，再由教师适当指导学生完成课题。学生在研究和探索中始终处于主体地位。学生通过已经学到的经验将知识进行重组，融合各个方面的知识，运用独立探索问题和小组合作交流的方式来解决问题。激活学生在学习中的“知识存储”，不再像以前那样单纯记忆知识，追求知识数量，而忽视知识质量，开阔了知识视野，就使学生由原来的“知识存储器”转变成了“知识加工厂”的角色。研究性学习可以充实学生的学习体验，让学生更加深刻的探究、获取丰富的学习过程，让学生在探索过程中获得领悟，探索到丰富多彩的多样化的学习过程，这种领悟有学生合作交流的领悟，有对半导体物理科学探索学习方法和学习态度的体悟，这种领悟可以让学生把知识和信息融合在一起，深化情感层次，拓展学生在物理学习中的思维空间。（2）运用“翻转课堂”的教学方式。翻转课堂最大的改变是改变了教师和学生的角色。传统课堂上的教师是知识传授者，主要以讲授的方法为学生灌输知识，而翻转课堂让教师不再是知识传授的中心，他们成了为学生获取知识资源、解决问题提供必要支持的脚手架。在传统课堂上学生只是被动的接收知识、课后去消化学到的东西，缺少独立学习和实际操作的机会，造成创造性思维的缺失。翻转课堂下的学生可以自己决定学习时间、学习内容、学习环境等，成为学习的主体，在一定技术支持的课堂上学生还可以高度参与课堂，与教师、同学一起讨论、交流、实际操作，成为课堂的主人。翻转课堂实现了素质教育要求的“教师为主导，学生为主体”的教育思想。

翻转课堂不再有古板的课堂知识传授，取而代之的是学生自主学习，课堂上节省下的讲授时间，用来进行有针对性的辅导和问题答疑，留给学生更多时间交流讨论，增加了课堂气氛，提高了学生的学习兴趣。学习时间充足了，学习效率高了，学习成绩必然会更上一层。当教师进行教学评价时，课堂的交互性也会变得更加有效。相比传统教学，翻转课堂在教学手段上有了更多的选择，教师可以利用一些软件制作微课程、微视频，这些视频短小精悍，可以适应不同学生学习需要。大学生的接受能力、自控能力都比较强，具备自主学习的能力，拥有计算机及网络的比例高，而且大学环境在一定程度上能更好地提供学习资源和翻转课堂实施的条件。

3.理论与实验相结合。要激发学生学习的兴趣，培养学生的动手能力和创造思维能力，就需要教师把理论和实践相结合。如果能在教学过程中，把实验加进来，避开以前的“先理论课，再实验课”的弊端。教师作为课堂的引导者和组织者，根据实验内容的需要，可以进行分组实验或者把独立实验和团队合作相结合。给学生留足时间，让学生发现问题、提出问题、解决问题。学生实验可以增强实践操作能力，把所学的知识付诸于运用，不仅仅是纸上谈兵，泛泛而谈，做了实验以后，对知识点的理解就会更到位，更透彻，记得更劳，半导体物理学教学要求将实验教学作为教学的主要任务，根据教材的特点和学生实际情况，让学生自己动手动脑，在实驗中观察现象，解释现象，得出规律。教师要努力培养学生掌握和运用知识的态度和能力，培养学生善于观察、主动探索的习惯，使每个学生的能力都能得到充分的发展。

也可以根据需要，进行演示实验。它是为配合教学内容由教师操作演示，学生观察其现象，深受学生欢迎的教学形式之一;也是为学生建立半导体物理概念和规律、理解和掌握基础知识不可缺少的环节;它也能化抽象为具体，化枯燥为生动，把要研究的物理现象清楚地展示在学生面前。能引导学生观察，并进行思考，配合讲授使学生认识物理概念和规律，常能达到“事半功倍”的效果;是半导体物理学教学的一个重要手段，在半导体物理学教学中起着十分重要的作用。演示实验好处是形象、直观，能快速切入主题，深受学生欢迎。同时演示实验也可揭露事物的来龙去脉，引发学生思考等。学生的特点就是好奇心强，兴趣广泛。从记忆的角度来看，结合演示实验讲解的物理规律远比用单纯的语言讲解给学生留下的印象要深刻得多。一些基本概念，学生凭借原有的经验，在头脑中形成了很系统的并非科学的观念，只凭语言讲解，学生是很难接受的。另外，演示实验可以解决实验器材不足的现实问题。只需要一套装置就能满足全班学生的观察需要，在教学中的目标比较明确，能够比较清晰地传授教学内容。演示实验能很好地配合讲授或课堂讨论，对提高教学质量有重要作用。

三、结语

针对半导体教学过程中存在的问题，通过对半导体物理学的教学内容、教学方法以及实验教学进行改进，可以取得较好的教学效果。在今后的教学中，仍将以培养学生创新意识为目的，为培养创新性人才而努力。

参考文献：

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