《电子材料与器件》课程教学改革探讨

蒋 妍

（湖北工业大学理学院 湖北·武汉 430068）

《电子材料与器件》对于电子科学与技术专业的学生来说，原本就是一门比较晦涩难懂的专业课，因为其中包含很多物理方面的知识。在课程内容的设置上，主要包括电子材料的制备方法、结构特征、电磁特性及影响因素、元器件设计和应用开发等所需的材料基础知识、该领域的最新发展等，为研制电子材料与器件奠定理论与实践基础。学生学习本课程后，能深入掌握导电材料、超导材料、半导体材料、电介质材料、光电子材料、磁性材料、敏感电子材料等方面及相关器件的基础知识，具备从事电子材料、器件生产、研究、应用和开发的基本能力；本课程又为后续专业课程基础，直接同电子元器件和电子材料测量密切结合。而我们在本来就已经很难的基础上，我们又增加了难度：采用中英文相结合的双语教学方式，这使得很多学生对本课程提不起兴趣，怕上这门课，愁上这门课。为确保学生转变观念，喜欢上这门课程，同时保证学有所用，在教学的过程中必须处理好以下几个关系：

1 正确处理教学内容上“传承与更新”的关系

正确处理教学内容上的“传承与更新”的关系，就在要顺应时代的发展，在吸取课程的经典内容的基础上，不断地更新教学内容，做到有的放矢这是教学改革创新的核心内容。

我们在教学的过程中，采用的教材为清华大学出版社出版的由电子科技大学李言荣院士主编的《电子材料》,同时辅以由汪宏等翻译的加拿大萨斯喀彻温大学电气工程系教授S.O.Kasap编写的《电子材料与器件原理（第3版）》（Principles of Electronic Materials and Devices(3rd Revised edition)）。教材的主要内容包括电子材料绪论、电子材料的分析和表征、超导材料、半导体材料、电介质材料、磁性材料、光电材料与热电材料、敏感材料与吸波材料以及电子封装材料等。

就本课程而言，我们的授课对象是电子科技与技术专业大三的学生，根据的专业的特点，我们在课程的开篇，着眼整体，主要讲解电子材料的概论及电子材料分析表征技术。在电子材料概论部分，除了讲解电子材料的分类和特点、电子材料的结构等传统内容外，我们着重讲解纳米电子材料的结构特征及其日益广泛的应用。同样的，在电子材料分析表征技术部分，除了介绍传统的分析技术，比如X射线衍射技术、光谱分析技术、扫描探针技术及热分析技术外，我们将教学的重点放在电子材料的显微分析技术，尤其是加入了近年来火爆的“冷冻电镜”。在教学内容主体部分，我们减少了厚膜工艺及陶瓷工艺、磁性材料及电介质材料等传统内容的讲解，增加了纳米电子材料的讲解。

2 正确处理教学时限上“内容多与课时少”的关系

在教学的过程中，我们虽然减少了很多的传统内容的讲授，但是也增加了行业前沿的内容，但是课时一直在缩减，由最初的48个学时，削减为40个学时，这样使得教学“内容多和课时少”的矛盾日益尖锐。因为“课时少”我们就必须缩减一些“课程内容”，那么减少哪一些内容就成了需要深思熟虑的问题。比如，我们在讲授材料分析测试技术的时候，注重各种分析方法在运用方面的举例，尽量减少原理方面的内容，比如减少扫描电子显微镜和透射电子显微镜的成像原理等内容。但是一味地缩减内容，不能从根本上解决“内容多与课时少”的矛盾，为了逐步解决这个问题，我们还必须改变教学方式，在有限的课堂教学时限内，我们按照传统的教学方法给教学的内容按照掌握，理解和了解分级。这样的分级能让学生在对知识的把握上有轻有重，能让学生掌握尽可能多有效内容。除此之外，我们建立学习资料信息线上共享库，无论是授课教师还是参加课程学习的学生，不论是已经结课的同学还是正在学习的同学，都可以把自己看到的与课程相关的“有趣”资料按照要求和规范上传到信息库进行共享。我们对每个同学上传的资料的数量和时限没有要求，大家可以在看到任何觉得有意思的相关资料时上传到信息库，也可以随时更新已经上传过的相关内容，但是我们对上传的资料的内容有很具体的要求，老师和学生不是简单上传一篇文献或者一个行业报道就行，必须附上自己这篇文献或行业报道的解读，其内容应该包括中文翻译稿（如果原件为英文稿件）、材料的结构及分析表征方法、材料的优缺点、解决的实际问题、该材料所组装器件的性能在行业中所处的地位已经改进的方法等等。当然，大家对信息库建立的“添砖加瓦”也不是无偿劳动，我们有不断完善的积分和兑换机制，我们的“奖励”能够充分地调动学生的积极性，这样我们就可以充分利用有限的课堂教学课时和无限延伸的课外时间，尽量使学生获得更多更新的相关知识。

3 正确处理教学形式上“教与学”的关系

在传统的课堂教学时，教师起着主导作用，学生被动地接收来自授课教师给予的各种知识点。如果授课教师在授课方式上，过于遵循传统的教学方式，着重于传授知识点，忽略调动学生自主思考的积极性，这样必然造成学生对知识点“一无所知”或者“一知半解”，加深学生对本课程的“厌恶”情绪。在本课程中我们采取“启发式教学”和“翻转课堂”相结合的方式，提高学生的学习积极性，同时提高学生发现问题，解决问题的能力。比如我们会在教学中期的时候，给出一个具体的课题——“石墨烯材料在力、热、电、光等方面的运用”。根据学生人数，要求学生自由分组，每组2-3名同学，选定研究方向，自己查阅文献，分析和总结石墨烯材料在各个领域的最新研究热点及其发展，制作全英文的PPT，然后每组选派一名同学给大家做一个不短于30分钟的汇报，同时还必须负责解答来自老师和同学的五花八门的提问。事实证明，这种有别于传统教学的方式，让学生自己成为传授知识在主角，很好地调动了学生的学习主观能动性，增加了学生间的团队意识，提高了学生在中英文文献等资料中捕捉提炼有用信息的能力，这给学生后期的就业或升学提供了竞争优势。

4 正确处理教学目的上“学与用”的关系

电子科学与技术专业属于工科专业，在课程的设置时注重实用性，所以我们在讲授本课程时必须时刻关注相关的行业动态。在备课的过程中，我们就会在不同章节适当的引入行业发展，能提供实物的尽量在课堂中展示实物，将知识点切实地与行业应用联系起来，给学生对本课程的学习树立“有用”的概念。比如我们在讲授半导体材料这个知识板块时，我们不但展示由三代半导体材料分别制作的三极管，还邀请在芯片行业就职的优秀毕业生给同学就这些三极管在芯片中主要作用做关于行业前沿的报告，结合自己的经历告诉同学们这门课程内容和实际应用之间的联系，让教学内容落到实处，而不是纸上谈兵，确实做到“教有所用，学有所用”。

总之，针对《电子材料与器件》这门课程的特点和应用型人才培养目标，本文重点对如何把握教学内容上“传承与更新”的关系、教学时限上“内容多与课时少”的关系、教学形式上“教与学”的关系、教学目的上“学与用”的关系，期待在今后的教学实践中进一步实践与改进。