《光电材料与器件基础》课程全英文教学的实践与体会

李红坤

(苏州大学 材料与化学化工学部，江苏 苏州 215123)

随着全球经济一体化的不断深入，高等教育国际化已成为世界各国高等教育发展的必然趋势，我国高等教育也面临全新的挑战。2015年，国务院颁布了《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》。该方案坚持以中国特色、世界一流为核心，以立德树人为根本，以支撑创新驱动发展战略、服务经济社会发展为导向，加快建成一批世界一流大学和一流学科，提升我国高等教育综合实力和国际竞争力。统筹推进世界一流大学和一流学科建设的基本原则是坚持以一流为目标、坚持以学科为基础、坚持以绩效为杠杆、坚持以改革为动力。在当下全面推进“双一流”和高等教育国际化建设中，全英文教学既是适应国际型专业人才培养目标的要求，同时也是教学改革的重要突破口之一。目前很多高校根据其专业学科特点开设了一些全英文课程[1-4]。

光电材料是指能产生、转换、传输、处理、存储光信号的材料，可用于制造各种光电器件，是整个光电产业的基础和先导，主要包括半导体光电材料(III-V族)、有机半导体光电材料、无机晶体和石英玻璃等。光电器件是指能实现光辐射能量与信号之间转换功能或光电信号传输、处理和存储等功能的器件。目前，半导体光电器件广泛应用于光通信网络、光电显示、光电存储、光电转换和光电探测等领域。光电材料与器件在当代信息产业与科学技术中具有极其重要的地位。随着国内对光电材料与器件方面人才的需求日益增加，多个高校开设了光电材料与器件相关的课程，培养这方面的专业人才。笔者所在的苏州大学材料与化学化工学部从2014年秋季学期开始为本科生开设了专业选修课《光电材料与器件基础》的全英文课程。希望通过该课程的学习，学生们能够较为系统地了解光电材料与器件相关的理论基础、当前的主要研究方向和应用领域以及发展趋势，为将来进入光电材料、显示、照明和新能源等行业打下一定的基础。该课程通过对光电材料和器件的基础理论、概念、表征技术、制备方法和器件应用，培养学生学习科学的兴趣，提高学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新意识、理论联系实际和适应当今科技发展的综合能力等方面。同时通过全英文教学的方式，培养学生对光电材料与器件专业英语的能力，提高学生英语综合运用能力和获取国外学科前沿知识的能力，有助于培养学生国际化视野和全球化发展的适应能力。

本文基于作者从事的《光电材料与器件基础》课程全英文教学的实践出发，介绍了该课程的教材选择、教学方法以及考核方式，探讨了教学过程中存在的一些问题及可能的解决方法，希望为开展本科相关专业课程的全英文教学提供一定的经验。

1 教材选择

对于全英文教学课程来说，教材的选择是很重要的。通过对国内外光电材料与器件相关课程教材的对比，笔者选择了Wiley出版社出版的《An Introduction to the Optical Spectroscopy of Inorganic Solids》作为《光电材料与器件基础》课程的教材。该书共分七章：第一章介绍基本知识，对比光谱学和电磁波频谱，各种发光现象等；第二章光的来源；第三章侧重单色光镜和探测器，介绍光电倍增器以及声噪比的优化，脉冲探测等；第四章解释固体的光透明度；第五章介绍光学活性中心，谈到静态相互作用、偏振过渡、动态相互作用等许多耐人寻味的话题；第六章介绍稀土和过渡金属离子以及色心的广泛应用；第七章是群理论以及光谱学。该书各章附有一定数量的习题和参考文献，方便学生进行预习、复习和巩固。该书强调基本的物理思想以及分析方法，在阐述方式上注意深入浅出，循序渐进，理论讨论与图解方法结合。由于该书重点介绍无机材料的光谱学，笔者选择了牛津大学出版社的《Optical Properties of Solids》作为补充教材。另外，为了便于学生深入理解相关概念和原理，笔者还推荐了科学出版社出版的《光电材料与器件》和化学工业出版社出版的《有机光电材料与器件》两本书作为参考书。这两本书分别侧重于无机、有机光电材料理论基础及近期研究动态，在内容结构方面与上述英文原版教材较为贴近，便于学生进行对照学习。

2 教学方法

全英文教学的关键是学生能够适应、听懂、融入课堂。由于该课程涉及大量专业术语和原理知识，对于本科二年级学生来说接受起来有些困难。笔者会让学生提前预习，并借助中文参考书加深理解相关概念和原理。在课堂前10～15分钟的时间里，笔者会采用双语教学的方式集中讲解专业术语、概念等，教案为全英文，理论和专业名词用英文，阐述和举例适当用中文。另外，在讲解相关概念和原理时与研究前沿领域相关联。比如在讲到吸收光谱时，总结了影响有机化合物吸收光谱的因素后，以带有共轭支链的共轭聚合物光伏给体材料为例，探讨了这种策略可应用于设计高能量转换效率的聚合物太阳能电池材料；在讲解荧光光谱和影响荧光性质的因素时，以当前发光材料的研究热点―聚集诱导发光材料为例，通过讲解聚集诱导发光材料发光机理研究过程，使学生加深对影响有机材料光致发光行为因素的理解。

针对光电材料与器件课程的自身特点和全英文教学的要求，笔者在教学过程中除了采用“讲授法”之外，还多采用“问答法”和“讨论法”。为了让学生更好地参与进来，课堂上通过提问的方式，使学生由被动的听讲者和接受者变为问题的解答者和讲解者。笔者在课件的制备上尽可能用大量图片、动画、视频等多媒体手段，将抽象的概念、原理形象化、具体化，同时穿插一些研究方向的发现、发展过程及最新动态，通过讲述一些有趣的事情，激发学生的学习兴趣和科研热情。比如在讲导电高分子相关内容时，讲述了日本高分子化学家白川英树实验室一位研究生在合成聚乙炔时错把比正常浓度高出上千倍的催化剂加了进去，结果聚乙炔结成了银色的薄膜，白川英树没有放弃这个偶然的实验结果，而是与美国化学家艾伦·麦克德尔米德、物理学家艾伦·黑格合作，一起开创了导电聚合物研究领域，进而获得了2000年诺贝尔化学奖，开启了有机半导体时代。通过播放艾伦·黑格来笔者所在学校所作的报告《我的诺贝尔奖之路―创造、发现和冒险》的部分片段，激励学生珍惜创造力，大胆去寻找、去发现，记住创造和发现必然包含风险。笔者讲述完导电高分子的发现、发展过程后，在课堂上设置了讨论环节，让学生总结科研中需要哪些重要的品质，引导学生踊跃发言，培养和提高学生的英语口语表达和交际能力。

3 考核方式

学生的考核情况往往是反应教学效果的标准。光电材料与器件涉及到固体物理、半导体物理、物理化学、材料学、有机化学等多学科知识，知识点较多且更新速度快，因此传统学科的闭卷考试不能全面反映学生的知识掌握情况。笔者根据课程特点和实际教学条件，逐渐将考核方式进行多样化尝试，考试成绩最终由平时课堂讨论得分、口头报告得分、期末考试得分组成。平时课堂中多设置一些问题，通过提问的方式，考察学生对知识点的理解情况和英语表达能力。笔者在临近期末时会留出几节课的时间，让学生自由组合、分成几个小组，要求学生针对光电材料与器件方面的某一主题检索相关英文文献，阅读后整理成一篇专题论文，并作PPT进行英语讲解、答疑。该方式训练了学生的英文阅读、写作和口语表达能力，加深了学生对研究领域最新进展的认识，提升了学生的团队合作意识和深入思考的能力。从学生提交的论文和现场PPT报告中可以看出，学生的英语写作能力有所提高，对相关知识点的掌握得到了一定的巩固。期末考试题型为名词解释、问答题和计算题，要求全部用英文作答。从教学实践结果分析，经过上述考核，大部分的学生对光电材料与器件基本概念、原理的理解和课堂学习内容的掌握得到了进一步加强，英文阅读、写作和口语表达能力有了一定程度的提升。

4 教学过程中若干问题的思考

笔者在《光电材料与器件基础》课程的全英文教学的实践中，总结了一些经验和体会如下：

(1)开展专业课程的全英文教学，合格的教学师资是先决条件，要求任课教师具有扎实的专业知识和良好的英文素质。任课教师除了熟悉外文教材和大量阅读于课程相关的外文资料外，还要及时了解本专业的国内外研究现状、研究领域的最新进展，并将其融入课堂教学中。全英文教学对教师的英语综合运用能力要求较高，要求教师能准确地表达教学内容，能够与学生进行深入的语言交流。此外，教师要更新教学观念，要放弃传统的教师主导型“灌输式”的教学模式，在教学过程增加与学生的互动，多采用“问答法”和“讨论法”，使学生融入课堂，引导和激发学生。

(2)优化教学内容、开展小班教学。针对《光电材料与器件基础》课程特点，基本概念和原理多、知识点复杂，内容涉及学科专业多，然而本课程在笔者所在学校只有32个学时，因此需要对内容进行优化，做到重点突出。由于该课程主要面向化学、材料专业的低年级本科生，在教学内容设计中适当删减一些公式的推导过程，重点强调公式、模型的适用条件；适当增加一些光电材料与器件在健康、能源、环保领域中的应用情况。为了使学生更好地参与课堂教学、提高英语表达能力，上课过程中适当增加了一些分组讨论，需控制学生人数、开展小班教学，增强学生的互动，鼓励学生多参与并积极回答问题。

(3)学生英文思维的训练。专业课程的全英文教学需要学生具备一定的专业知识和英语基础。课堂教学中，应充分调动学生的积极性，让学生明白英文对他们的学业发展至关重要。考虑到大部分学生的专业英语知识比较薄弱，笔者在每次课程开始前将课件、涉及到的专业术语及中文解释等放到班级互动群里，要求学生进行预习，以提高听课效率；会在课堂前几分钟的时间内采用双语教学的方式集中讲解一下专业术语和涉及到的关键词。另外，采用“问答法”和“讨论法”的教学方式让每位同学都参与到课堂教学中。通过让学生阅读英文文献、进行总结并口头表述，培养了学生的英文思维。