蔣童童，周 勝

(安徽大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 合肥 230000)

近些年，半導(dǎo)體材料強勢進(jìn)軍，被制作成集成電路，集成電路被封裝成芯片，成為國家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是命脈產(chǎn)業(yè)[1]。2016年《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中就已明確指出做強信息技術(shù)核心產(chǎn)業(yè)，提升核心基礎(chǔ)供給能力。推動電子器件變革性升級換代。大力發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)成為一項重要且迫切的任務(wù)[2]。發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵在于具有熟知半導(dǎo)體知識的創(chuàng)新型高科技人才。因此，對《半導(dǎo)體物理》課程進(jìn)行改革，引導(dǎo)學(xué)生將課本知識與實際應(yīng)用相結(jié)合符合社會發(fā)展需要。

1 研究背景

《半導(dǎo)體物理》課程授課面廣泛。半導(dǎo)體物理教學(xué)內(nèi)容與高科技電子芯片領(lǐng)域具有緊密的聯(lián)系，涉及了關(guān)系國家經(jīng)濟(jì)命脈的產(chǎn)業(yè)。目前，其課程教學(xué)現(xiàn)狀存在一些問題：(1)教學(xué)內(nèi)容偏重基礎(chǔ)理論，缺乏與科技前沿、熱點領(lǐng)域、實際產(chǎn)業(yè)的融合：學(xué)生缺乏深入思考，創(chuàng)新性思維以及知識拓展聯(lián)想，只具有扎實的理論框架而不會活學(xué)活用的學(xué)生很難適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展。(2)教學(xué)方法相對傳統(tǒng)：教學(xué)方法是教授方法與學(xué)習(xí)方法的統(tǒng)一，傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式具有“被動性、依賴性”等特點。而教授方法主要以講授為主。半導(dǎo)體物理是理論性比較強的課程，涉及到很多深奧的機(jī)理，概念、公式較多，需要一定的推導(dǎo)邏輯能力。傳統(tǒng)講授方法容易讓學(xué)生感到枯燥。如何讓學(xué)生在快樂中學(xué)習(xí)，這也是半導(dǎo)體物理的教學(xué)需要改革的一點。(3)教學(xué)模式相對單一，主要采取線下的課堂教學(xué)。

課堂教學(xué)的基本要素是教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法。教師既是教學(xué)過程的設(shè)計者，也是學(xué)習(xí)過程的指導(dǎo)者；學(xué)生是學(xué)習(xí)活動的主人；教學(xué)內(nèi)容是學(xué)生學(xué)習(xí)的對象，教學(xué)模式是教學(xué)信息的載體和手段。而教學(xué)方法決定教師如何“教”，學(xué)生如何“學(xué)”?？v觀人類的發(fā)展史和進(jìn)步史，理論和實際貫穿全局。人們通過觀察自然、生活，受其啟發(fā)進(jìn)行思考，人們將經(jīng)驗想法進(jìn)行總結(jié)得出理論知識，利用理論知識指導(dǎo)實驗。實驗反過來優(yōu)化修正理論，相互促進(jìn)。“理實交融、協(xié)同創(chuàng)新”，進(jìn)一步應(yīng)用于實踐中改善人們的生活(圖1)。挖掘合適的實例、探尋優(yōu)質(zhì)的方式對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)。將有助于培養(yǎng)學(xué)生科研思維和學(xué)而善用的能力。在互聯(lián)網(wǎng)繁榮發(fā)展的大背景，線上線下相結(jié)合的混合教學(xué)模式成為發(fā)展的趨勢。互聯(lián)網(wǎng)不可否認(rèn)使的生活更加便利。這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離、高效、快速的知識傳輸。學(xué)生還可以反復(fù)觀看課堂視頻。但是，師生不能進(jìn)行有效的溝通、老師不能實時監(jiān)控課堂效果、課堂紀(jì)律。線下的教學(xué)具有這些線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)不可取代的優(yōu)勢。但是線下受限于時間空間，教學(xué)的對象有限、時間固定，自由度不夠。對于一些不可抗力的因素應(yīng)對能力不足。如何協(xié)同線上線下教學(xué)的優(yōu)勢，連接兩種教學(xué)方式，相互補充、相互融合，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、方法實現(xiàn)知識的傳承，引人深思[3,4]。有句俗語說：“要兩條腿走路。”線上線下教學(xué)正是“兩條腿”。教學(xué)研究者不斷進(jìn)行探索、優(yōu)化、平衡“兩條腿”，這樣才能走得遠(yuǎn)，走得快。

圖1 思維構(gòu)建流程圖

在知識快速更新的今天，以部分學(xué)習(xí)困難的學(xué)生之名而言：“有時想學(xué)好，但又感覺無能為力”。學(xué)習(xí)靠努力，靠天賦，也靠方法。對于前兩者只能靠學(xué)生自己，而對于后者，則可以學(xué)習(xí)領(lǐng)悟。教學(xué)工作者可以通過對學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行重組整合，凝練核心，挖掘智慧的教學(xué)方法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，利用一些現(xiàn)代化的設(shè)備激發(fā)其想象力，培養(yǎng)學(xué)生的大局觀。

該課程應(yīng)立足學(xué)科前沿，圍繞當(dāng)前國家戰(zhàn)略需求，旨在培養(yǎng)具有社會責(zé)任心，具有創(chuàng)新精神的優(yōu)秀人才。以社會經(jīng)濟(jì)需求為導(dǎo)向，打破理論和實踐的界限，凝練研究方向，結(jié)合學(xué)科研究特色，提出在半導(dǎo)體物理課程中實施“理實交融、協(xié)同創(chuàng)新”的新模式。對于國家科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的作用。對培養(yǎng)和儲備高素質(zhì)人才具有重要意義。

2 課程教學(xué)設(shè)計

國家的發(fā)展離不開科技，科技的發(fā)展取決于人才，人才的輸送主要來源于高校。

圖2 “一導(dǎo)二主三教四構(gòu)”的可持續(xù)發(fā)展教學(xué)流程圖

因此高校的教學(xué)目標(biāo)因以關(guān)系國家和區(qū)域重大需求為導(dǎo)向。在高校課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師和學(xué)生是兩個重要的主體，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法三者相互影響，相互配合，以達(dá)到理想的教學(xué)效果[5]。同時也要有良好的教學(xué)反饋體系，促進(jìn)教學(xué)過程的可持續(xù)發(fā)展。該課程改革以線上線下課堂為載體，構(gòu)建一流教師團(tuán)隊、一流課程、優(yōu)異氛圍、開發(fā)平臺，保證教學(xué)實效，為培養(yǎng)一流人才服務(wù)。整個教學(xué)過程可以被歸納為“一導(dǎo)二主三教四構(gòu)”。

2.1 利用多元學(xué)習(xí)方式，優(yōu)化教學(xué)師資團(tuán)隊

提高教師的教學(xué)業(yè)務(wù)能力是教學(xué)改革中重要的一環(huán)?，F(xiàn)代高校教師的知識水平、對課程內(nèi)容的駕馭以及科研能力是基本。而通過組織管理，實現(xiàn)知識的傳承是重中之重。教學(xué)過程是教師的“輸出”，學(xué)生的“接收”和“再加工”的過程。而教師輸出知識的方式，對學(xué)生的接收能力有著很大的影響，在此同時，教師價值觀的“輸出”也在一定程度上影響學(xué)生的“再加工”過程。通過借鑒優(yōu)秀教師的教學(xué)經(jīng)驗，尋找合適的教學(xué)方法，教學(xué)設(shè)計理念。每月保持穩(wěn)定的教研小組會議，更新教學(xué)實例，改進(jìn)教學(xué)方法。取精華，棄糟粕。保持教師思維方式與時俱進(jìn)。促進(jìn)教師隊伍的優(yōu)化提升。

2.2 融合線上線下模式，優(yōu)化課程建設(shè)實效

《半導(dǎo)體物理》課程覆蓋群體較廣，是一門與科研聯(lián)系緊密的課程。課程建設(shè)涉及課程模式和教學(xué)模式建設(shè)。培養(yǎng)一流的人才，除了要有一流的教師梯隊，還要具有符合現(xiàn)代社會發(fā)展的培養(yǎng)方案和課程體系?？茖W(xué)規(guī)劃引領(lǐng)精品課程建設(shè)至關(guān)重要。教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式是課程建設(shè)的重要方面。

教學(xué)內(nèi)容：本著“理實交融，協(xié)同創(chuàng)新”的教學(xué)理論，以關(guān)系國家和區(qū)域重大需求為導(dǎo)向，調(diào)動教師的創(chuàng)造力和聯(lián)想力，收集工業(yè)中關(guān)于半導(dǎo)體知識應(yīng)用的例子，通過多次討論，整合凝練優(yōu)秀的教學(xué)實例，嵌插在合適的章節(jié)。用發(fā)展的觀點處理教學(xué)和科研的關(guān)系，相互促進(jìn)、相互提升。形成正相關(guān)的發(fā)展格局。

教學(xué)模式：在當(dāng)今，國家之間競爭主要體現(xiàn)的人才的較量。為推進(jìn)學(xué)校一流課程建設(shè)質(zhì)量、進(jìn)一步提升卓越拔尖人才培養(yǎng)能力，國家實施了一流課程“雙萬計劃”建設(shè)。樹立課程建設(shè)新理念，推進(jìn)課程改革創(chuàng)新。基于國家需求、地方特色以及學(xué)校特點，采用線上線下相結(jié)合的混合課堂，實現(xiàn)對半導(dǎo)體課程的改革和優(yōu)化。建立全面的資料庫包括教學(xué)大綱、實踐教學(xué)大綱、考試大綱、教案、參考文獻(xiàn)、考核方法、試題庫，以及一些優(yōu)秀視頻資料庫等。

2.3 教書育人巧用氛圍，提高學(xué)生綜合能力

教師的教學(xué)不僅僅是書本知識的傳承，還有思維方式、學(xué)習(xí)方法以及人文情懷的傳導(dǎo)。最終實現(xiàn)教書育人的目的。教師是學(xué)生知識和思想的帶領(lǐng)者。教師可以通過與學(xué)生進(jìn)行交流溝通，不斷改進(jìn)教學(xué)方式，幫助學(xué)生確定優(yōu)異的學(xué)習(xí)方法，教師通過激勵學(xué)生，利用課堂上的“皮格馬利翁效應(yīng)”[6]，促使學(xué)生提高成績，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。將半導(dǎo)體理論與實驗相結(jié)合，鍛煉學(xué)生的合作與創(chuàng)新能力，選擇優(yōu)秀學(xué)生作為組長，以其為中心影響帶動其他學(xué)生，構(gòu)筑優(yōu)秀學(xué)生高地，充分發(fā)揮優(yōu)秀學(xué)生的榜樣力量，利用創(chuàng)新理念、創(chuàng)新機(jī)制培養(yǎng)創(chuàng)新性、實用性和應(yīng)用性人才；同時加強學(xué)生之間的協(xié)作,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識；在培養(yǎng)學(xué)生科技能力的同時，教師可以幫助學(xué)生樹立正確的價值觀，提高學(xué)生人文素質(zhì)，保持自身的內(nèi)涵，賽出實力，賽出風(fēng)格。實現(xiàn)本科生綜合能力的提升，從而達(dá)成培養(yǎng)高質(zhì)量學(xué)生的目的。

制作電子文檔，供學(xué)生學(xué)習(xí)借鑒；將線下習(xí)題課的電子資料、視頻資料同步放置在平臺上，使得請假沒有上課的學(xué)生可以及時查閱學(xué)習(xí)；在網(wǎng)上進(jìn)行測驗，利用平臺反饋答案，供學(xué)生核對，將學(xué)生從被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥嘏行苑此?，鍛煉學(xué)生的自評能力；提供交流平臺供學(xué)生討論，發(fā)表自己的學(xué)習(xí)方法，交流心得體會，分享學(xué)習(xí)成果，教師控制學(xué)生交流方向，實時總結(jié)提出想法，強化師生交流方式，優(yōu)化學(xué)生綜合素質(zhì)。利用“互聯(lián)網(wǎng)+”探尋合適學(xué)生自己的學(xué)習(xí)方法，加快構(gòu)建充滿活力、富有效率、更加開放、動態(tài)競爭的體制機(jī)制，形成良性的競爭氛圍。

2.4 設(shè)置開放反饋體系，優(yōu)化成果促進(jìn)推廣

創(chuàng)新的教學(xué)理念和教學(xué)方法需要在實踐中逐漸完善，教師教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量監(jiān)控與評價制度在教學(xué)過程中舉足輕重。加強與學(xué)生的溝通交流，實時全方位指導(dǎo)學(xué)生在教學(xué)和科研過程中的問題，了解學(xué)生對課程改革的看法，調(diào)動學(xué)生的潛力，以國家和區(qū)域重大需求為導(dǎo)向，通過“啟承式”教學(xué)方式(理論課程“啟”，科研活動“承”)，發(fā)揮學(xué)生主體的創(chuàng)造性。將書本知識與實際應(yīng)用相融合。以參加大學(xué)生科研訓(xùn)練項目和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目等科研活動的同學(xué)為中心，通過班級交流的形式，擴(kuò)大影響。將以國家和地方經(jīng)濟(jì)為導(dǎo)向培養(yǎng)出來的高水平創(chuàng)新人才不斷向社會進(jìn)行輸送，使得高校發(fā)展與地方經(jīng)濟(jì)相得益彰。

利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以快速便捷地實現(xiàn)知識傳承以及先進(jìn)理念的推廣。將優(yōu)秀的教學(xué)視頻、課件等上傳到線上，擴(kuò)大線上教學(xué)的權(quán)限，向其他兄弟院校以及社會學(xué)者開放。分享成果，討論經(jīng)驗，優(yōu)化改進(jìn)。

3 結(jié) 語

以半導(dǎo)體物理課程為例，提出并討論了“一導(dǎo)二主三教四構(gòu)”的可持續(xù)發(fā)展模式，詳細(xì)論述了培養(yǎng)實用型人才的具體方案。方案中將社會、高校緊密聯(lián)系在一起，相互溝通反饋，實現(xiàn)人才培養(yǎng)的定向性以及高效性，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。