陳麗佳

摘要：教學內容、教學方式以及理論與實驗相結合，可以有效的提高半導體物理學的教學效果。

關鍵詞：半導體物理學;教學;建議

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）05-0082-02

半導體物理學課程是固體物理學的一個分支，以半導體內的原子、電子以及半導體器件中的電子過程為基礎的學科。該課程為物理學、電子技術以及光電檢測及相關學科奠定了一定的理論和實踐基礎。半導體物理學的教學效果直接關系到學生的知識結構和就業(yè)以及未來發(fā)展的方向。因此，在課堂教學中有效地改進半導體物理教學模式，讓學生從本質上理解半導體物理學的精髓，這也是未來半導體物理教學發(fā)展的大勢所趨。

一、半導體物理學教學的弊端

半導體物理學是物理學專業(yè)的一門專業(yè)課，但是由于這門課程相對比較抽象，導致學生失去對其學習的興趣。并且半導體物理教學中常忽視系統(tǒng)教學的方法，學生接受知識的主動性降低，導致很多學生被動地接受課堂知識，缺乏自主學習的動力，失去學習的興趣，直接導致半導體物理學教學質量下降。針對半導體物理教學中存在的主要問題歸納為以下幾點：

1.課程內容較為抽象。半導體物理學課程主要介紹了半導體中的能帶、電子狀態(tài)、有效質量、雜質和缺陷、費米能級、載流子的統(tǒng)計分布、載流子的遷移運動和遷移率以及非平衡載流子的擴散和漂移等。教學過程中涉及的公式推導較多，知識面較寬，容易混淆的知識點較多并且比較抽象，學生較難理解。需要有扎實的物理學、高等數(shù)學以及量子力學等課程作為基礎，單靠教師的講解無法滿足學生對知識的要求。學生由于感覺內容抽象，失去主動學習半導體物理學的興趣。

2.教學方式單一。受傳統(tǒng)教學模式的影響，半導體物理學的教學過程主要采取傳統(tǒng)的教師講解加多媒體課件的教學方式。這種單一的教學方式讓學生對知識的理解不夠透徹，知識和實踐相脫離，學生對基本知識的學習感到吃力，教學效果不明顯。因此單一的教學方式，使學生對該課程知識的接受程度減小。

3.理論與實驗相脫離。通常情況下，學生通過實驗等直觀的方式接受知識會輕松些。但是，半導體物理學這門課程中很少讓學生做實驗，這就降低了學生的動手能力，讓理論與實踐脫離。

二、半導體物理學的教學改進方法

根據(jù)半導體物理學的課程特點，為了培養(yǎng)學生的積極性、主動性并提高學生學習半導體物理的興趣，提出以下方案：

1.整合教學內容。半導體物理學的教學過程中涉及到很多概念，應注重概念與模型相結合，加深學生對概念的理解。半導體物理學課程涉及的領域較廣，因此，可以在教學內容上進行整合。半導體物理學內容較多，如果每一節(jié)都講，學生學起來就比較吃力，所以盡量做到對教學內容進行合理的壓縮，并且合理刪除與固體物理重復的內容。為了把重點展現(xiàn)給學生，就需要教師們專門開展研討活動，每位教師匯報所教課程的主要內容，做到心中有數(shù)。在教學過程中不再重復學生所學過的舊知識。

針對較難理解的概念，教師可以用類比、舉例等方式讓學生思考，這樣也有助于學生對概念的理解。就教材內容看，可以把一些知識進行系統(tǒng)結合。例如在教材中，先講非簡并半導體再講簡并半導體，可以把先學的一些知識類比到簡并半導體中，讓學生的知識結構系統(tǒng)起來。在學習一些半導體器件時，比如發(fā)光管和光電池時，可以把他們都歸結為p-n結器件，這樣學生把這類器件對比，找到異同可以加深學生對這門課程的理解。在半導體物理教學過程中，如果只針對課堂知識的講解，難免會覺得有些乏味，所以在教學過程中，可以多加入一些半導體的發(fā)展史以及未來的發(fā)展趨勢，這樣學生對半導體物理學的內容的學習有一個系統(tǒng)的了解，同時可以增加知識的完整性和學習的興趣。例如：半導體激光器、發(fā)光二極管、有機太陽能電池等方面的研究成果的簡介，再把研究領域拓展，把半導體物理與化學、生物等方面結合。讓半導體物理與實際生活相結合，在有限的課時里讓學生學到更多的知識。

2.采用新型的教學方式。（1）嘗試“研究性學習”的教學方式。在教學過程中，教師要嘗試改變傳統(tǒng)的教學方式。在之前的學習過程中，學生學習方式是單純的接受性學習，在半導體物理學教學中，可以讓學生進行研究性學習，要改變過去在學習過程中過多的依賴接受性學習，現(xiàn)在在接受性學習中穿插研究性學習，讓二者相輔相成，促進學習進步，改變學生單一枯燥的學習方式。在研究性學習過程中，學生自己主動地提出問題，再由學生和教師一起確定課題，確定這個研究是否具有可操作性和可行性，再由教師適當指導學生完成課題。學生在研究和探索中始終處于主體地位。學生通過已經學到的經驗將知識進行重組，融合各個方面的知識，運用獨立探索問題和小組合作交流的方式來解決問題。激活學生在學習中的“知識存儲”，不再像以前那樣單純記憶知識，追求知識數(shù)量，而忽視知識質量，開闊了知識視野，就使學生由原來的“知識存儲器”轉變成了“知識加工廠”的角色。研究性學習可以充實學生的學習體驗，讓學生更加深刻的探究、獲取豐富的學習過程，讓學生在探索過程中獲得領悟，探索到豐富多彩的多樣化的學習過程，這種領悟有學生合作交流的領悟，有對半導體物理科學探索學習方法和學習態(tài)度的體悟，這種領悟可以讓學生把知識和信息融合在一起，深化情感層次，拓展學生在物理學習中的思維空間。（2）運用“翻轉課堂”的教學方式。翻轉課堂最大的改變是改變了教師和學生的角色。傳統(tǒng)課堂上的教師是知識傳授者，主要以講授的方法為學生灌輸知識，而翻轉課堂讓教師不再是知識傳授的中心，他們成了為學生獲取知識資源、解決問題提供必要支持的腳手架。在傳統(tǒng)課堂上學生只是被動的接收知識、課后去消化學到的東西，缺少獨立學習和實際操作的機會，造成創(chuàng)造性思維的缺失。翻轉課堂下的學生可以自己決定學習時間、學習內容、學習環(huán)境等，成為學習的主體，在一定技術支持的課堂上學生還可以高度參與課堂，與教師、同學一起討論、交流、實際操作，成為課堂的主人。翻轉課堂實現(xiàn)了素質教育要求的“教師為主導，學生為主體”的教育思想。

翻轉課堂不再有古板的課堂知識傳授，取而代之的是學生自主學習，課堂上節(jié)省下的講授時間，用來進行有針對性的輔導和問題答疑，留給學生更多時間交流討論，增加了課堂氣氛，提高了學生的學習興趣。學習時間充足了，學習效率高了，學習成績必然會更上一層。當教師進行教學評價時，課堂的交互性也會變得更加有效。相比傳統(tǒng)教學，翻轉課堂在教學手段上有了更多的選擇，教師可以利用一些軟件制作微課程、微視頻，這些視頻短小精悍，可以適應不同學生學習需要。大學生的接受能力、自控能力都比較強，具備自主學習的能力，擁有計算機及網絡的比例高，而且大學環(huán)境在一定程度上能更好地提供學習資源和翻轉課堂實施的條件。

3.理論與實驗相結合。要激發(fā)學生學習的興趣，培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)造思維能力，就需要教師把理論和實踐相結合。如果能在教學過程中，把實驗加進來，避開以前的“先理論課，再實驗課”的弊端。教師作為課堂的引導者和組織者，根據(jù)實驗內容的需要，可以進行分組實驗或者把獨立實驗和團隊合作相結合。給學生留足時間，讓學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題。學生實驗可以增強實踐操作能力，把所學的知識付諸于運用，不僅僅是紙上談兵，泛泛而談，做了實驗以后，對知識點的理解就會更到位，更透徹，記得更勞，半導體物理學教學要求將實驗教學作為教學的主要任務，根據(jù)教材的特點和學生實際情況，讓學生自己動手動腦，在實驗中觀察現(xiàn)象，解釋現(xiàn)象，得出規(guī)律。教師要努力培養(yǎng)學生掌握和運用知識的態(tài)度和能力，培養(yǎng)學生善于觀察、主動探索的習慣，使每個學生的能力都能得到充分的發(fā)展。

也可以根據(jù)需要，進行演示實驗。它是為配合教學內容由教師操作演示，學生觀察其現(xiàn)象，深受學生歡迎的教學形式之一;也是為學生建立半導體物理概念和規(guī)律、理解和掌握基礎知識不可缺少的環(huán)節(jié);它也能化抽象為具體，化枯燥為生動，把要研究的物理現(xiàn)象清楚地展示在學生面前。能引導學生觀察，并進行思考，配合講授使學生認識物理概念和規(guī)律，常能達到“事半功倍”的效果;是半導體物理學教學的一個重要手段，在半導體物理學教學中起著十分重要的作用。演示實驗好處是形象、直觀，能快速切入主題，深受學生歡迎。同時演示實驗也可揭露事物的來龍去脈，引發(fā)學生思考等。學生的特點就是好奇心強，興趣廣泛。從記憶的角度來看，結合演示實驗講解的物理規(guī)律遠比用單純的語言講解給學生留下的印象要深刻得多。一些基本概念，學生憑借原有的經驗，在頭腦中形成了很系統(tǒng)的并非科學的觀念，只憑語言講解，學生是很難接受的。另外，演示實驗可以解決實驗器材不足的現(xiàn)實問題。只需要一套裝置就能滿足全班學生的觀察需要，在教學中的目標比較明確，能夠比較清晰地傳授教學內容。演示實驗能很好地配合講授或課堂討論，對提高教學質量有重要作用。

三、結語

針對半導體教學過程中存在的問題，通過對半導體物理學的教學內容、教學方法以及實驗教學進行改進，可以取得較好的教學效果。在今后的教學中，仍將以培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識為目的，為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才而努力。

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