电子信息类专业《电子材料与元器件》课程教学改革探索

詹云凤，唐秀凤，刘贤哲

五邑大学 应用物理与材料学院，广东江门，529020

0 引言

电子材料与元器件涵盖了在电子信息产业中应用的多种材料，具备介电、磁电、光电、半导体及敏感等功能特性，是推动信息技术发展的基础和引领者。随着我国电子材料与元器件行业的兴起，各大高校纷纷设立了电子材料类课程，并逐渐将其打造成为工科院校电子信息材料与元器件专业以及材料科学与工程相关专业的主干课程。这一发展趋势符合电子信息领域的需求，为培养相关专业人才提供了坚实的学科基础[1]。文章通过对该课程传统教学模式的分析，旨在找出现行课程方式的优点和不足之处。在针对教学内容与教学方法进行深入讨论后，提出了一系列合理的改进措施。这些改进旨在优化教学流程，提高学生学习效果。

1 《电子材料与元器件》课程简介

《电子材料与元器件》是电子信息类、微电子类本科专业的必修核心课程，融材料、物理、电子信息、自动化等学科知识于一体，是一门综合性、多学科交叉的课程，旨在培养学生跨学科的知识结构和综合能力，打下坚实的应用型工科人才基础。本课程聚焦各种电子功能材料的基本性质、制备及表征方法，该课程包括以电子材料的电、磁、光、热、力学等性能与其物理或化学性能之间的相互转换特性为基础的传感器原理及技术，具有较强的理论和实践指导作用[1]。这使得学生在理论和实践中能够深入了解材料的本质，并将这些知识应用于解决实际问题。作为一门衔接课程，《电子材料与元器件》在学科体系中具有特殊地位，将理论性较强的《基础物理》《半导体物理与器件》的学科内容与后续的光电专业综合训练、毕业设计等实践应用有机地连接起来。这种衔接不仅为学生提供了学科知识的过渡，也为他们建立起更为完整的学科认知框架。通过广泛覆盖电子信息工程专业的多个方面，该课程为学生提供了全面的学科视野，培养了他们解决实际问题、灵活运用知识的能力[2]。

2 电子信息类《电子材料与元器件》教学内容改革

2.1 教学内容改革

在本课程建设初期，原教学内容主要聚焦于电子敏感材料及传感器，然而，电子信息工程类专业学生在电子材料系统知识方面的不足，尤其是对各种敏感材料的传感原理和基本特性的理解存在一定难度。为解决这一问题，课程进行了内容调整，以强化学生对电子材料的系统学习，更好地理解和掌握相关元器件的原理和选取/设计原则，改革后的课程调整主要包括减少了传感器的教学时长，并在课程前半段引入了电子材料概述、导电及电阻材料、半导体/超导材料、电介质材料等基础知识。通过这种分步骤的教学设计，学生逐渐建立了对电子材料系统的全面认识，解决了对敏感材料理解上的难题，并为后续课程奠定了坚实基础。此外，在教学内容的改革过程中，充分考虑了与我院本专业其他课程（例如半导体物理及器件、光电子技术等）的协调，避免了内容的重复性，也充分考虑了对后续课程（包括专业综合训练及毕业设计）的支撑，确保学科知识的连贯性。同时，在教学内容的设计上，在讲授基础知识外，在每一章的教学中引入了与相关科研动态和行业发展趋势相关的信息，以唤起学生学习兴趣、拓宽他们的视野，并促进对专业前沿技术的深入了解。这一系列教学改革的目标是提高学生的学科素养，使其更好地适应后续专业课程和实践应用。

2.2 参考教材的选取

本课程原来选用的参考教材为化学工业出版社出版、黄新友主编的《电子元器件及其材料概论》和中国工信出版集团出版、彭杰纲主编的《传感器原理及应用》。但考虑到这两本参考教材年限较久，在教学内容进行调整后，原有的教材将不再适用，鉴于此，我们作出了教材的更新选择，在参考教材的选取上引入了《现代电子材料与元器件》和《电子材料导论》两部新教材。这一变化不仅是为了与教学内容的调整相适应，也是为了确保学生获得更为现代和全面的知识体系。在选用新教材的同时，为更好地服务于本专业的教学特色，我们对教材内容进行了删减、整合和优化。这不仅有助于剔除过时的知识点，同时更好地契合了调整后的教学大纲，使得学生能够更系统、更清晰地理解本课程的学习内容。这样的教材优化工作，为学生提供了更为贴近实际需求的学习材料，有助于他们更高效地掌握专业知识。这一教材更新的过程，不仅是对课程的进一步完善，也为学生提供了更为现代和全面的学习资源。

2.3 学生对该课程授课的评价

在每一届电子科学与技术专业学生开设《电子材料与元器件》课程后，我院精心设计了一项旨在汇聚学生意见和建议的活动。通过这一过程，主动倾听学生的声音，以便更好地了解他们对于课程内容、授课方式和方法的期望。这一活动的流程包括学生提供书面意见、集中整理和归纳反馈，最终形成详实的意见书存档。这一流程旨在确保学生的参与和反馈得以充分记录，并且能够成为后续课程设计和改进的重要依据。学生们积极参与其中，提出了许多富有创新性的建议。这些建议涵盖了课程内容的调整、教学方式的改进，以及更适合他们学习需求的教材选择。通过学生的独特视角，得以窥见他们对于创新性教学方式和方法的独到见解。在这一过程中，我们关注并记录了学生提出的每一项建议。随后，对这些建议进行了详细分析，探讨了哪些建议具有创新性和可行性，并讨论是否可以在实际课程设计中采纳。

3 教学方法改革

3.1 引入线上教学平台辅助教学

在课前，利用线上教学平台提前一周上传下次课的课件，这一措施有助于学生更好地进行课前预习和课后复习，促进对知识点的更深入理解。此外，鉴于学生同时携带多本书的不便，根据教学内容和参考教材的改革，特地设计了适合我院电子信息类专业的电子教材，学生可以选择在线上学习或直接打印，以提高学习的便捷性，并在教学实施过程中不断完善。在课堂上，借助对分易、学习通等平台进行考勤、课堂练习和分组讨论等。这样的方式能够更灵活地组织课堂活动，增加学生的参与度和互动性。通过线上平台，与学生建立实时的沟通渠道，能够及时解答学生的疑问，促进师生之间更紧密的联系。而在课程结束后，我们将继续利用线上平台，布置课后作业，并为学生提供更多学习资源和支持。这一教学方法的改革不仅提高了学生学习的灵活性，也增强了师生之间的互动和沟通。通过整合线上和线下的教学资源，更好地满足了学生个性化学习的需求，使教学过程更为高效和便捷。

3.2 设计以学生为中心的课堂教学

为解决传统教学中学生参与度不高、兴趣缺乏的问题，我们在课堂设计中采取了一系列措施。除了增加课堂提问和讨论环节外，每一章的教学设计都包含了一些较为简单的知识点，鼓励学生当堂上台进行讲解。同时，为激发学生的主动性和学习热情，鼓励学生提前报名并主动承担在应用部分涉及的材料或传感器设计等方面的个人报告。这样的安排不仅使学生在专业知识上更深入地理解和应用，也培养了他们主动学习的能力。在报告结束后，其他同学和老师将进行点评和讨论，促使更深层次的交流与学习。这一以学生为中心的课堂教学模式强调了学生的参与和主动性。通过让学生在课堂上发挥更大的作用，包括展示和分享知识，提高了他们的学科自信心和表达能力。同时，学生主动参与报告的准备和呈现过程，使他们更深入地理解应用方面的知识，培养了解决实际问题的能力。这一系列改革旨在打破传统的教学模式，将学生置于教学的核心地位，提高课堂的活跃度和教学效果。

3.3 将创新创业教育融入课堂和纳入课程考核

首先，组建高水平、专业的博士教师团队。本课程的教师都来源于柔性传感材料与器件研究开发中心，具备卓越的半导体、电子材料、材料物理与化学以及传感器相关领域的研究经验。这支教学团队在专业知识传授和学生创新创业能力培养方面，拥有丰富的教学经验和成熟的培养机制。其次，将科技前沿加进教学内容。每一章都会精心讲解不少于2～3篇相关的最新文献（开源期刊、学院教师科研成果）、科技动态和专题报告等，这种融合了课堂讲授与研讨的教学方法，将学习与研讨有机地结合在一起，不仅增加了对传感器产品、企业和市场等信息的深入理解，也营造了一个积极互动的学习氛围，通过教师与学生、学生与学生之间的研讨，激发学生对知识的兴趣，提高他们的学习动力。再次，通过课程调研报告探索创新创业培养。课程调研报告以某一科技前沿的传感器为提纲，分为创新组和创业组两个竞争组，其中创新组侧重于原理、研究现状和创新设计，创业组侧重于市场、企业和产品分析。将调研报告的每一环节（竞争组讨论、任课教师的两次修改意见及回复、答辩等）都进行评分，作为课程考核的一部分。这种方式培养了学生主动思考、敢于质疑、勇于提出自己想法的创新能力和调研市场空白、了解商业模式的创业思维和创业意识的探索。授课老师在培养过程中发挥关键作用，积极参与调研报告的修改，使学生在报告质量、学习兴趣和创新意识等方面的能力均取得显著提升。对报告优异的学生，鼓励其进入科研小组进行课外科技活动，并积极参与课外创新创业竞赛的申报[3]。此外，在课程考试中引入材料和器件设计类题目，以培养学生的创新思维。这一系列措施全面提高了学生的创新创业能力，为他们未来的职业发展奠定了坚实基础[3]。

4 结语

本文通过对电子信息专业特点和《电子材料与元器件》课程的教学现状进行分析，针对改革方向进行了探讨。在教学内容方面，进行了有针对性的调整，增添了电子材料概述、导电及电阻材料、半导体/超导材料、电介质材料等教学内容，并逐步引入电子敏感材料及其器件，以更好地满足学科发展和学生需求。同时，重新选取了参考教材，编写了适合电子信息专业的电子教材，加强了教材的实用性和适应性。通过汇聚学生意见和建议的活动，主动倾听学生的声音，既可以更好地满足学生的需求，提升他们的学习体验，同时也有助于教师更好地调整和改进教学，提高课程的质量。在教学方法方面，引入了线上教学平台，以辅助传统教学方式，提升学生的课前预习和课后复习效果。通过设计以学生为中心的课堂教学，增加了学生参与的机会，包括学生上台讲解和个人报告等形式，促进了学生的积极性和主动性。同时，将创新创业教育融入课堂教学，并纳入课程考核，通过科技前沿的讲解、调研报告等方式培养学生的创新创业能力。这一系列改革举措旨在提高学生的学习兴趣，培养其思考问题的能力，提升教学质量，同时促进电子信息类专业学生的专业素养和创新创业能力的全面提升。