大連東軟信息學(xué)院電子工程系 楊德超 張 穎 王 莉 曹海燕 宗 楊 宋文斌

基于OBE教學(xué)模式的“半導(dǎo)體制造工藝”課程教學(xué)改革

大連東軟信息學(xué)院電子工程系 楊德超 張 穎 王 莉 曹海燕 宗 楊 宋文斌

針對(duì)“半導(dǎo)體制造工藝”課程的特點(diǎn)，結(jié)合ONE教學(xué)理念，針對(duì)我國(guó)高校微電子專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)中普遍存在的問(wèn)題，提出了“半導(dǎo)體制造工藝”課程的改革方案。改革以學(xué)生為中心，內(nèi)容涵蓋教學(xué)的各個(gè)方面，將理論教學(xué)與實(shí)地動(dòng)手實(shí)踐緊密結(jié)合，提高教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生的各方面能力得到全面鍛煉與提升。

OBE教學(xué)模式；半導(dǎo)體制造工藝；理論結(jié)合實(shí)際

1 引言

OBE是Outcome-Based-Education的縮寫(xiě)，全稱(chēng)為“基于成果的教育”或“成果導(dǎo)向教育”，于1981年最早被提出，目前已經(jīng)成為世界上最先進(jìn)的教育改革理念[1]。該理念也被《華盛頓協(xié)議》所接受，成為工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)之一。

與傳統(tǒng)的教育模式相比，OBE教育模式強(qiáng)調(diào)以“學(xué)生為中心”，一切教育活動(dòng)、教育過(guò)程和內(nèi)容設(shè)置都圍繞學(xué)生進(jìn)行，讓學(xué)生得到預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果。同時(shí)強(qiáng)調(diào)畢業(yè)生要求達(dá)成的能力[2]，從最終的結(jié)果反向設(shè)計(jì)教學(xué)體系。兩中教學(xué)模式的差異如表1所示。

表1 基于OBE的教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式的差異

本文基于OBE教育模式，針對(duì)“半導(dǎo)體制造工藝”課程以往教學(xué)中存在的主要問(wèn)題，探討了基于OBE教學(xué)理念下“半導(dǎo)體制造工藝”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐方案。

2 以往教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

2.1 《半導(dǎo)體制造工藝》課程設(shè)計(jì)過(guò)于偏重理論教學(xué)

《半導(dǎo)體制造工藝》課程是微電子科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的核心主干課程，課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)于半導(dǎo)體制造工藝?yán)碚摰膶W(xué)習(xí)和結(jié)合工藝設(shè)備實(shí)踐操作的動(dòng)手能力。然而，當(dāng)今國(guó)內(nèi)各大高校微電子專(zhuān)業(yè)普遍存在的情況是重理論而輕實(shí)踐，即：工藝課程大部分是在課堂中進(jìn)行理論知識(shí)講鞥解，理論知識(shí)是抽象難懂，往往造成學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效果不好。

2.2 課程對(duì)于學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不夠

目前，半導(dǎo)體制造工藝課程大部分是在課堂中進(jìn)行，結(jié)合工藝設(shè)備的實(shí)踐環(huán)節(jié)只占很少課時(shí)。學(xué)生只是學(xué)習(xí)理論知識(shí)，而對(duì)工藝設(shè)備沒(méi)有完整和直觀的認(rèn)識(shí)，沒(méi)有實(shí)地動(dòng)手操作設(shè)備制備工藝樣品，工程實(shí)踐能力和結(jié)合實(shí)際工作環(huán)境的創(chuàng)新能力不能得到很好的鍛煉。

2.3 現(xiàn)存的工藝課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)不夠全面和完整

目前，半導(dǎo)體制造工藝類(lèi)課程僅有對(duì)應(yīng)單一的一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，而且指導(dǎo)書(shū)在內(nèi)容和形式方面也比較陳舊，不能滿(mǎn)足不斷發(fā)展的《半導(dǎo)體制造工藝》課程的上課需要。

3 基于OBE的教學(xué)改革與實(shí)踐

基于OBE教學(xué)模式，針對(duì)課程的特點(diǎn)和存在的一系列問(wèn)題，我們對(duì)《半導(dǎo)體制造工藝》課程進(jìn)行了改革。改革內(nèi)容涵蓋教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面。將教學(xué)設(shè)計(jì)與進(jìn)行的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)轉(zhuǎn)到學(xué)生，以學(xué)生為中心，讓學(xué)生得到理論結(jié)合實(shí)際的全方位鍛煉，提高綜合能力。

3.1 教學(xué)方法方面

主要采用指導(dǎo)教學(xué)法與問(wèn)題討論法相結(jié)合。

3．1．1 用基于工作過(guò)程導(dǎo)向的指導(dǎo)教學(xué)法進(jìn)行理論教學(xué)

教師充分備課，按教學(xué)內(nèi)容及工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際案例，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生理解課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，讓學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)的概念、理論和設(shè)備相關(guān)的技能。

3．1．2 成果引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)

以實(shí)際工作過(guò)程的方式布置實(shí)踐內(nèi)容，學(xué)生通過(guò)認(rèn)真閱讀講義、老師指導(dǎo)、實(shí)際操作，進(jìn)而掌握實(shí)踐的內(nèi)容以及重點(diǎn)和難點(diǎn)，并完成實(shí)踐項(xiàng)目。教師通過(guò)“實(shí)踐任務(wù)”來(lái)誘發(fā)、加強(qiáng)和維持學(xué)生的成就動(dòng)機(jī)。成就動(dòng)機(jī)是學(xué)生學(xué)習(xí)和完成任務(wù)的真正動(dòng)力系統(tǒng)。成果任務(wù)作為學(xué)習(xí)的橋梁，“驅(qū)動(dòng)”學(xué)生完成任務(wù)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)非常適合于實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，要求學(xué)生既要學(xué)好理論知識(shí)，又要掌握實(shí)際操作技能。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，加深對(duì)課堂實(shí)踐內(nèi)容的理解，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。

3.2 教學(xué)手段方面

1)精心設(shè)計(jì)教學(xué)課件，通過(guò)引入當(dāng)前行業(yè)最新工藝生產(chǎn)實(shí)例，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2)充分利用多媒體教學(xué)系統(tǒng)，進(jìn)行課堂輔助教學(xué)。

a)視頻教學(xué)。在教師理論講解及總結(jié)提高時(shí)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)視頻等教學(xué)方式，可以讓學(xué)生有直觀認(rèn)識(shí)，更好地理解工藝過(guò)程。

b)個(gè)別輔導(dǎo)。在學(xué)生課堂實(shí)踐練習(xí)時(shí)，教師可以通過(guò)多媒體教學(xué)系統(tǒng)集中講解學(xué)生遇到的問(wèn)題，也可進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)。同時(shí)，教師也可以將學(xué)生優(yōu)秀作品進(jìn)行展示。

3)文檔收發(fā)。每次課后及時(shí)收集學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和調(diào)研報(bào)告等文檔，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，積極拓展教學(xué)中所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生研究性和創(chuàng)新性學(xué)習(xí)能力。

5)利用三級(jí)項(xiàng)目將課堂教學(xué)延伸到課外，學(xué)生根據(jù)三級(jí)項(xiàng)目需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查閱學(xué)習(xí)有關(guān)內(nèi)容，獨(dú)立完成項(xiàng)目，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

3.3 教學(xué)內(nèi)容方面

充分考慮課程的特點(diǎn)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)特色，改變重理論輕實(shí)踐的傳統(tǒng)授課方式，在授課內(nèi)容、單元項(xiàng)目和三級(jí)項(xiàng)目等幾方面進(jìn)行改革，具體改革措施如圖1所示：

圖1 教學(xué)內(nèi)容改革示意圖

3.4 教學(xué)評(píng)價(jià)方面

課程的考核采用過(guò)程考核和結(jié)果考核相結(jié)合、課程考試和技能考試相結(jié)合的方法，其中過(guò)程考核所占比例為50%。靈活多樣的考核方式可以全面考核學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3．4．1 形成性考核

形成性考核總分50分，在總成績(jī)中占比50%，包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告（40分）和實(shí)驗(yàn)成果（10分）兩部分。實(shí)驗(yàn)報(bào)告共8次，每次滿(mǎn)分5分，這其中也包括了學(xué)生的課堂表現(xiàn)分，課堂表現(xiàn)滿(mǎn)分為2分，占實(shí)驗(yàn)報(bào)告分的40%。實(shí)驗(yàn)成果部分，收集學(xué)生7次單步工藝的實(shí)驗(yàn)成果，根據(jù)7個(gè)成果的完成質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)分。每個(gè)作品滿(mǎn)分1分，根據(jù)作品完成質(zhì)量給分，滿(mǎn)分7分。另外，設(shè)置創(chuàng)新分3分，鼓勵(lì)學(xué)生單步工藝作品中的創(chuàng)新性。

3．4．2 終結(jié)性考核

終結(jié)性考核形式為項(xiàng)目答辯，考核材料除了要求學(xué)生完成傳統(tǒng)的答辯PPT和上交紙質(zhì)版項(xiàng)目報(bào)告外，還加入了學(xué)生的三級(jí)項(xiàng)目的實(shí)踐作品，主要考核作品的完成情況、性能測(cè)試情況以及創(chuàng)新情況等幾方面，每一項(xiàng)有具體分?jǐn)?shù)。終結(jié)性考核總分為100分，在總成績(jī)中占比50%。其中PPT答辯15分，項(xiàng)目報(bào)告15分，作品10分，創(chuàng)新10分。

4 結(jié)語(yǔ)

半導(dǎo)體制造工藝是微電子科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的核心主干課程，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力、創(chuàng)新思維能力都具有重要的作用。本文基于OBE教育模式，針對(duì)“半導(dǎo)體制造工藝”課程以往教學(xué)中存在的主要問(wèn)題，探討了基于OBE教學(xué)理念下“半導(dǎo)體制造工藝”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐方案。以學(xué)生為教學(xué)主體，從教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面提出了課程的改革方案，將其運(yùn)用于實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，對(duì)我國(guó)高校微電子專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置與教學(xué)提供有益的參考。

[1]Spady William G．Outcome-based Education,Critical Issues and Answers．Arlington,American Association of School Administrators,1994．

[2]王貴成,夏玉顏,蔡錦超．成果導(dǎo)向教育模式及其借鑒[J]．教育評(píng)論,2009(12)：17-19．

楊德超（1983—），男，遼寧大連人，研究生學(xué)歷，博士學(xué)位，副教授，現(xiàn)供職于大連東軟信息學(xué)院，主要從事寬禁帶半導(dǎo)體材料與器件制備研究。