半导体物理教学论文

2022-04-13 版权声明 我要投稿

摘要:该文简述了“学案导学”教学模式在乐山师范学院材料科学工程专业(光伏方向)的核心专业基础课程“半导体物理学”中的实践情况,具体包括教学模式的总体目标确定、教学内容的重新构建、导学案的编写、课堂教学过程的实施、教学效果的评价等五个方面。今天小编为大家推荐《半导体物理教学论文 (精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!

半导体物理教学论文 篇1:

复合型创新人才培养模式下的半导体物理教学改革及教学与科研相结合

摘 要 半导体科学技术与计算机和通信的现代化、国防的现代化和社会的信息化都有着紧密的联系,而半导体物理学又是半导体科学技术的基础,因此该门课程对于国家科技、科学发展及人才培养都有着重要的意义。本文拟采用理论教学与实验教学及科研相结合的方法来对此课程进行改革,并通过改进教学内容、教学方法及教学手段来提高授课质量,从而为半导体物理学课程的改革及复合型创新人才的培养提供新的思路及方法。

关键词 创新人才 半导体物理 教学改革

0 引言

随着信息化时代的到来和科技的迅猛发展,当今社会急需基础宽厚、适应性强、富有创造性的复合型高科技人才。[1]半导体科学技术是当代高级科学技术的组成部分,是多种边缘学科和重大产业的重要支柱,是现代电子学和电子工业的基础。而半导体物理是半导体科学技术的基础,它是一门综合性很强的专业基础课,是基础理论和众多高科技应用学科之间的桥梁,为物理学、电子技术以及光电检测及相关学科奠定了理论及实践基础并发挥着核心作用。[2]该门课程是面向大多数理工科专业开设的课程,其所研究的基本性质及内在机理是电子、通信、控制领域的理论基础,所以其教学质量直接影响相关学科的理论及实践的后续教学,因此半导体物理学是一门涵盖范围广而又非常重要的专业基础课程。[3,4]然而在实际教学中我们发现,半导体物理学教学内容与现代科学技术的发展速度相比,存在着一定的滞后性,而且有部分学生存在着厌学情绪,没有体会到这门课程的重要性。这就需要教师对教学内容进行不断的调整改进,既保证课程的“与时俱进性”又能充分调动学生学习的积极性。本文从当前的半导体物理学教学现状出发,以长春理工大学“半导体物理学”課程教学为例,阐述其存在的问题并结合该课程特点对半导体物理学的教学模式进行合理改革,并提出教学与科研相结合的设想,以期提高教学质量,培养合格的人才。

1 目前半导体物理教学过程中存在的问题

1.1 理论课程与实验课程联系不够紧密

当前的半导体物理教学还是存在着理论课程与实验课程联系不够紧密的现象,以长春理工大学物理学专业的半导体物理教学工作为例,在半导体物理的教学内容中涉及到一些可以以实验相辅助教学的相关知识点,如pn结的特性测试、变温霍尔效应等。而相应的实验课程安排在相同学期的近代物理实验中,并由学生自主选择实验时间。这使得部分学生在学习相应知识点之前已经完成了相关实验,不能够很好的起到以实验辅助理论教学的作用,并且在进行实验过程中由于缺少理论知识,也导致实验基础不牢。应优化理论教学与实验课程的时间设置,来解决该问题。

1.2 教材及考核模式有待优化

长春理工大学选用的教材为刘恩科主编的《半导体物理学》(第七版,电子工业出版社),虽然该教材知识内容体系较为完善,但其编著时间为2011年,无法对本学科最新研究进展进行实时介绍。而对于半导体这类发展较快的学科而言,近些年人们发现的前沿问题更能提起学生学习的兴趣,可以在教学过程中适当融合本学科最新研究进展。考核方式相对单一,目前仍然采用平时成绩20%+期末闭卷考试成绩80%的方法。这种考核方式导致学生更多的关注书本题目,未能很好的注重综合分析能力的培养。应该通过新颖的教学手段和教学方法来辅助教学内容,以此来提高有效的授课质量,并通过优化考核模式的方法来检验教学成效。

1.3 教学与科研相对独立

大学教学的目的是为国家培养优秀的高科技人才,需要将学到的知识最终应用到实际的生产生活中,而不能以期末的考试成绩作为评判的唯一标准,要达到学以致用的效果。但目前来看,半导体物理的教学方式还是以应试教育为主的“学考”相结合的模式,老师教授理论知识,学生掌握一些为考试服务的内容,这未能很好的与国家培养人才的理念相结合。半导体物理是近年来进展较快,进步较大的一门学科,在近年的科研领域中同样占据重要的地位。作为半导体物理学课题组的成员,在担任半导体物理学的教学任务同时也承担相关的科研工作,在半导体物理教学与科研相结合方面有着一定的优势。应结合此门课程的特点,在教学中引入科研的因素,达到“学研”相结合的目的。

2 关于半导体物理教学改革的几点探索

2.1 理论教学与实验教学相结合

伴随着该课程的理论教学,在课下及时将半导体物理学相关的实验室对外开放,如扫描探针显微镜、超导材料的电磁特性、半导体PN结的物理特性研究、变温霍尔效应等实验,学生可以自主练习并选择时间进入到实验室,通过实验操作及数据分析,使学生加深对半导体物理概念规律的理解,促进理论知识学习的同时,又可以培养学生的专业科学素质、提高学生的思考及自主学习能力,为学生的进一步深造打下基础。也可让学生设计一些具有创新性质的基础实验,从基础理论及实验入手,培养学生的创新思维,为创新思维的进一步拓展做好铺垫。

2.2 用多样化的授课形式及考核手段来辅助教学

在教学过程中引入多媒体教学,实现教学手段现代化。半导体物理的某些教学内容,如电子跃迁、pn结结构、场效应晶体管结构等内容使用多媒体动画来表现能够使学生对此类问题有着更深刻的理解。借助多媒体教学能夠提高课堂效率,增大信息量,并且能够更生动形象的展现相关知识内容,使学生更容易理解,消除学习障碍,增加学习兴趣。也可加入学生班级群,采用网络进行教学交流与答疑。并且可以在群内针对某一问题进行讨论,引导学生独立思考并充分发表见解。同时,还可以利用这个网络平台师生间共享一些与本学科相关的最新研究成果。

在考核学生综合成绩时,对平时的20%成绩加以重新分配,采取多样化考核的方式,在原来的作业与出勤基础上加入新的考核手段,如以上内容中提到的讨论课表现情况、平时讨论发言情况等。更好的反应学生对半导体物理学的学习情况,避免学生局限于做题,而忽视学习知识本身。教学模式及考核手段的创新不仅有助于提高学生的学习兴趣,还能督促学生进行积极思考,有利于学生思维的拓展及思考方式的创新。

2.3 教学与科研紧密结合

加强实践环节,把物理知识和现代科技发展内容相结合,是开设大学半导体物理学课程的目的之一,利用此课程的特点及相关教师的优势,在教学的过程中引入科研环节,达到“学研”结合的目的。在教授理论课的同时引入实践教学,邀请有半导体学科背景的研究生导师,就本学科的前沿科研内容为学生做系统的、高效的综合性学术报告,并以趣味知识竞赛的形式来检验成效,在保证基础理论教学质量的前提下,因材施教,对其中一部分同学进行“英才式教育”。具体形式为:对学生听取科研讲座内容的效果进行调查,筛选出一些对前沿科学知识非常感兴趣的同学,用分组的方法将对同一科研问题感兴趣的同学交叉分组,并由相关导师负责。通过面谈或以互联网的形式建立导师和相对应的本科生以及研究生和本科生之间的对接关系,建立合理的学术梯队,从而促使本科生提前接受科研训练。在固定了学术梯队后尽早的进入相关负责导师的实验室,在老师的带领下与研究生一起进行和前沿知识相关的科学探索研究,最终以总结报告的形式和创新学分制的方法来检测并体现半导体学科科研实践的成效。促进半导体物理学教学改革的同时又能为本科生提供科研训练的机会,最终为培养创新型人才做出一定的贡献。

3 结语

本项目针对半导体教学自身的特点,结合长春理工大学物理专业学生的培养模式和特点,通过对半导体物理课程中的基础理论讲授及相关实验介绍相结合的方法改进教学手段,提高学生学习兴趣;除此之外,通过本方向相关前沿科技问题的介绍,使学生了解当今科技发展方向,并通过科研训练的方法来培养学生的创新精神,达到教学与科研相结合的目的。拟通过本次课程改革,推动教学质量的提高和创新型人才的培养。

参考文献

[1] 马丽,邵云飞.知识创造驱动下的高校创新人才协同培养[J].现代教育管理,2015(2):109-114.

[2] 国家自然科学基金委员会.半导体科学与技术.北京:科学出版社.

[3] 胡云峰.半导体物理启发式教学改革探讨[J].科教导刊:上旬刊,2013(3).

[4] 刘德伟,李涛.半导体物理课程教学改革探讨[J].中国电力教育,2013(34).

作者:张挺耸 徐铭泽 楚学影 邹鹏 金芳军

半导体物理教学论文 篇2:

“学案导学”教学模式在半导体物理课程教学中的实践

摘 要:该文简述了“学案导学”教学模式在乐山师范学院材料科学工程专业(光伏方向)的核心专业基础课程“半导体物理学”中的实践情况,具体包括教学模式的总体目标确定、教学内容的重新构建、导学案的编写、课堂教学过程的实施、教学效果的评价等五个方面。

关键词:材料科学 半导体物理 教学模式 学案导学

半导体物理学是以半导体中原子状态和电子状态以及各种半导体器件内部电子运动过程为研究对象的学科,是固体物理的一个重要组成部分,凝聚态物理的一个活跃分支[1]。半导体物理学是一门公认的难教、难学的课程,为了提高半导体物理学的教学质量,相关院校的教师们提出了许多有益的建议和有效的方法,如类比学习法[2]、多媒体教学法、市场导向法[3]等。基于提高课堂效率、改善半导体物理学课程的教学效果的目标,作者在乐山师范学院材料科学工程专业(光伏方向)的半导体物理学的教学中,对传统的课堂教学模式进行改革,在半导体物理学的课堂教学中采用“学案导学”教学模式,该文就“学案导学”教学模式在乐山师范学院材料科学工程专业(光伏方向)的半导体物理学课程教学实践作一简述,供同行参考。

1 半导体物理学课程教学模式改革的必要性和迫切性

传统半导体物理学的主要内容包含半导体的晶格结构、半导体中的电子状态、杂质和缺陷能级、载流子的统计分布、非平衡载流子及载流子的运动规律、p—n结、异质结、金属半导体接触、表面及MIS结构等半导体表面和界面问题以及半导体的光、热、磁、压阻等物理现象[4]。但是近年来半导体物理发展迅猛,新现象、新理论、新的研究领域不断涌现。上世纪50~60年代,属于以固体能带理论、晶格动力学理论、金属—半导体接触理论、p-n结理论和隧道效应理论为主的晶态半导体物理时代;70~80年代则形成半导体超晶格物理、半导体表面物理和非晶态半导体物理三足鼎立的格局;90 年代以后,随着多孔硅、C60以及碳纳米管、纳米团簇、量子线与量子点微结构的兴起,纳米半导体物理的研究开始出现并深化;现在,以GaN为主的第三代半导体、有机聚合物半导体、光子带隙晶体以及自旋电子学的研究,使半导体物理研究进入一个新的里程[5]。

半导体物理学是材料科学工程专业(光伏方向)的核心专业课程,是太阳能电池原理等后续专业课程的基础。它是一门理论性较强同时又和实践密切结合的课程。要透彻学习半导体物理学,既要求有较强的数学功底,熟悉微积分和数理方程;又要求有深厚的物理理论基础,需要原子物理、统计物理、量子力学、固体物理等前置课程作为理论基础。由于材料科学工程(光伏方向)培养目标侧重于培养光伏工程专业技术人才,而不是学术型的研究人才,在课程设置方面有自己的独特要求,学生在学习半导体物理之前,没有系统学习过数学物理方程、量子力学、固体物体、统计物理等专业课程,所以理论基础极其薄弱,这给该门课程的教学带来极大的困难和挑战。而且半导体物理的理论深奥,概念多,公式多,涉及知识范围广,理论推导复杂,沿用“教师讲学生听”的传统课堂教学模式,学生学习兴趣不高,直接的结果就是课程教学质量较低,教学效果不好,学生学习普遍被动。面对发展迅猛的半导体物理和目前教学现状,如果不对“教师讲、学生听”的半导体物理学的课堂教学模式进行改革,难以跟上形势的发展。为此教师要在半导体物理学教学中采用了“学案导学”教学模式。

2 “学案导学”导学教学模式在半导体物理课程教学中的实施过程

“学案导学”教学模式由“学、教、练、评”四个模块构成。“学”,就是学生根据教师出示的教学目标、教学重点、教学难点,通过自学掌握所学内容。“教”,就是教师讲重点、难点、讲思路等。“练”,就是通过课堂训练和课后练习相结合,检验学习效果。“评”,就是通过教师点评方式矫正错误,总结方法,揭示规律。“学案导学”教学模式相对于传统教学模式的改革绝不是一蹴而就的课堂教学形式的简单改变,而是一项复杂的系统工程,包括教学模式的总体目标确定、教学内容的重新构建、导学案的编写、课堂教学过程的实施。

2.1 半导体物理学“学案导学”教学模式总体目标的确定

半导体物理学课堂教学模式创新的总体目标是:以材料科学工程专业(光伏方向)人才培养方案和半导体物理学课程教学大纲依据,以学生为主体,以训练为主线,以培养学生的思维方式、创新精神和实践能力为根本宗旨,倡导自主、合作、探究的新型学习方式,构建自主高效的课堂教学模式;注重学生的主体参与,体现课堂的师生互动和生生互动,关注学生的兴趣、动机、情感和态度,突出学生的思维开发和能力培养;针对学生的不同需求,实行差异化教学,面向全体,分层实施。

2.2 根据人才培养方案构建合理有效的教学内容

半导体物理学的教材种类较多,经典教材包括:黄昆、谢希德主编的《半导体物理》(科学出版社出版);叶修良主编《半导体物理学》(高等教育出版社出版);刘恩科、朱秉生主编《半导体物理学》(电子工业出版社出版)。该校教研组经过认真分析,选择刘恩科主编的《半导体物理学》第7版作为教材,该书内容极其丰富,全书共分13章,前五章主要讲解晶体半导体的结构、电子的能带、载流子的统计分布、半导体的导电性、非平衡载流子理论等基础知识,第6章讲PN结理论,第7章讲金属和半导体的接触性能、第8章讲半导体的表面理论、第9章讲半导体的异质结构,第10、11、12章讲解半导体的光学性质、热电性质、磁和压电效应,第13章讲解非晶态半导体的结构和性质;该教材理论性很强,有很多繁杂的数学推导,要真正掌握教材所讲内容,需要深厚的数学功底和物理理论功底。该校材料科学工程专业(光伏方向)立足于培养光伏工程的应用型人才,学生理论功底较为薄弱,故我们对理论推导不做过高的要求,但对推导的结果要形成定性的理解。具体要求学生掌握半导体物理学的基本理论、晶体半导体材料的基本结构、半导体材料基本参数的测定方法。根据人才培养方案的要求,我们确定的主要理论教学内容有:(1)半导体中的电子状态;(2)半导体中的杂质和缺陷能级;(3)半导体中载流子的统计分布;(4)半导体的导电性;(5)非平衡载流子理论;(6)PN节;(7)金属和半导体接触;(8)半导体表面理论。对半导体的光学性质、热电性质、磁和压电效应以及非晶态半导体不做要求。在课程实践方面我们开设四个实验:(1)半导体载流子浓度的测定;(2)少数载流子寿命的测量;(3)多晶硅和单晶硅电阻率的测量;(4)PN节正向特性的研究和应用。

2.3 立足学生实际精心编写导学案

“导学案”是我们指导学生自主学习的纲领性文件,对每个教学内容都精心编写了“导学案”。“导学案”主要包括每章节的主要内容、课程重点、课程难点、基本概念、基本要求、思考题等六个方面的内容。以“半导体中的电子状态”为例,我们编写的导学案如下:

2.3.1 本节主要内容

原子中的电子状态:

(1)玻耳的氢原子理论;(2)玻耳氢原子理论的意义;(3)氢原子能级公式及玻耳氢原子轨道半径;(4)索末菲对玻耳理论的发展;(5)量子力学对半经典理论的修正;(6)原子能级的简并度。

晶体中的电子状态:

(1)电子共有化运动;(2)电子共有化运动使能级分裂为能带。

半导体硅、锗晶体的能带:

(1)硅、锗原子的电子结构;(2)硅、锗晶体能带的形成;(3)半导体(硅、锗)的能带特点

2.3.2 课程重点

(1)氢原子能级公式,氢原子第一玻耳轨道半径,这两个公式还可用于类氢原子。(今后用到)

(2)量子力学认为微观粒子(如电子)的运动须用波函数来描述,经典意义上的轨道实质上是电子出现几率最大的地方。电子的状态可用四个量子数表示。

(3)晶体形成能带的原因是由于电子共有化运动。

(4)半导体(硅、锗)能带的特点:

①存在轨道杂化,失去能级与能带的对应关系。杂化后能带重新分开为上能带和下能带,上能带称为导带,下能带称为价带。

②低温下,价带填满电子,导带全空,高温下价带中的一部分电子跃迁到导带,使晶体呈现弱导电性。

③导带与价带间的能隙(Energy gap)称为禁带(forbidden band),禁带宽度取决于晶体种类、晶体结构及温度。

④当原子数很大时,导带、价带内能级密度很大,可以认为能级准连续。

课程难点:原子能级的简并度为(2l+1),若记入自旋,简并度为2(2l+1);注意一点,原子是不能简并的。

基本概念:电子共有化运动是指原子组成晶体后,由于原子壳层的交叠,电子不再局限在某一个原子上,可以由一个原子转移到另一个原子上去。因而,电子将可以在整个晶体中运动,这种运动称为电子的共有化运动。但须注意,因为各原子中相似壳层上的电子才有相同的能量,电子只能在相似壳层中转移。

基本要求:掌握氢原子能级公式和氢原子轨道半径公式;掌握能带形成的原因及电子共有化运动的特点;掌握硅、锗能带的特点。

思考题:(1)原子中的电子和晶体中电子受势场作用情况以及运动情况有何不同,原子中内层电子和外层电子参与共有化运动有何不同。(2)晶体体积的大小对能级和能带有什么影响。

2.4 以学生为主体组织课堂教学

在每次上课的前一周,我们将下周要学习的内容的导学案印发给学生,人手一份,让学生按照导学案的要求先在课余时间提前预习,对一些基本概念要有初步的理解,对该课内容要形成基本的认识。比如,我们在学习“半导体中的电子状态”这一内容时,要求学生通过预习要清楚:孤立原子中的电子所处的状态是怎样的;晶体中的原子状态又是怎样的;半导体硅、锗的能带有何特点。在课堂教学中我们的教学组织程序是一问、二讨论、三讲解、四总结。一问,是指通过提问,抽取个别同学回答问题,了解学生的自主学习情况。二讨论是指让同学们就教师提出的问题开展自主深入的讨论。例如就晶体中电子的状态这一问题,让学生讨论什么是共有化运动;电子的共有化远动是如何产生的;电子的共有化运动有何特征;电子的共有化运动如何使能级分裂为能带。让学生畅所欲言,充分发表自己的意见,教师认真聆听,发现学生的错误认识,为下一步的讲解做好准备。三讲解是指就三个方面的知识进行讲解,其一是就学生讨论过程中的错误认识和错误观点及时的纠正;其二是对学生不具备的理论知识进行补充讲解,例如学生不具备量子力学基础,就要给学生补充讲解量子力学认为微观粒子(如电子)的运动须用波函数来描述,经典意义上的轨道实质上是电子出现几率最大的地方,电子的状态可用四个量子数表示;其三是就难点进行讲解,比如原子能级的简并度,学生理解起来较为困难,就需要教师深入细致地讲解;四总结就是归纳本堂课要掌握的重点知识,那些基本概念必须掌握,那些基本公式必须会应用。

3 “学案导学”教学模式在半导体物理课程教学中有效性的评价

在乐山师范学院材料科学工程专业(光伏方向)的2011级、2012级三个班半导体物理学的教学中,采用“学案导学”教学模式,取得了良好的教学效果。这体现在以下三个方面:一,学生养成了在课前自主学习的良好习惯,在课堂上积极参与讨论,活跃了思维,激发了学生的学习热情;二,学生带着问题上课,澄清了很多模糊的认识,极大地提高了学习效率;三,从考试成绩看,优秀率和合格率大幅度提高,表明学生对半导体物理学的基本理论、对半导体材料的基本特性、对半导体材料参数的测试方法均有较好的掌握。这说明学案导学教学模式在半导体物理学的教学中是成功的。

参考文献

[1] 马铁英,孙一翎,沈为民.“半导体物理”重点课程建设与教学探讨[J].科技信息,2009(5).

[2] 江锡顺.提高应用型本科院校半导体物理教学质量的方法研究[J].滁州学院学,2011,13(5).

[3] 汤乃云.微电子专业“半导体物理”教学改革的探索[J].课程教材改革,2012,13(31).

[4] 刘恩科,朱秉升,罗晋生.半导体物理学[M].北京:电子工业出版社,2008.

[5] 彭英才,X.W.Zhao,傅广生.半导体物理研究的回顾与展望[J].自然杂志, 2004(6).

作者:许德富

半导体物理教学论文 篇3:

信息化技术在半导体物理教学中的应用

【摘要】 信息化教学模式已经成为了提升教学效率及教学效果的重要根本。通过半导体物理教学进行分析,信息化技术在其中运用具有较强的效果,这不仅体现在教学质量上,更体现在学生的学习能力、理解能力以及教学效率方面。本文将通过信息化技术强化学生理解能力、激发学生探究兴趣、促进学生构建概念等多项措施,对信息化技术在半导体物理教学中的应用进行全面分析。

【关键词】 信息化技术 半导体物理 应用

引言:

在半导体物理课程教学过程中,将信息化元素渗透其中,可以有效促进全面化发展学生多项综合能力水平的提升,同时可以帮助学生突破以往学习过程中的难点问题,使学生在较强的思维能力背景下完成学习目标并降低学习压力。很多学生物理学习存在一定的困难,造成了较大的学习压力,究其根本原因便是学生基础的学习兴趣、思维能力等较弱造成的问题,教师可以通过信息化技术教学模式对学生进行引导,从而促进推动半导体物理教学效果的全面提升。

一、通过信息化技术强化学生理解能力

现代教育模式中,信息化教学技术的运用对于学生理解能力的提升有着较强的促进作用。众所周知,学生理解能力的培养将会直接影响其学习效果,帮助学生以较强的学习效率完成学习目标。以本科阶段学生的基础能力水平进行分析,其理解能力较弱是普遍存在的问题,更是影响学生学习积极性的重要问题。为了强化学生对物理知识的理解、掌握及运用水平,教师可以通过信息化技术模式对其进行全面引导,这不仅可以充分提升学生理解能力,帮助学生提高及发展综合水平,更是帮助学生充分感受半导体物理知识学习乐趣及方法的重要根本所在。

例如:在“半導体材料的物理性质”一课的教学过程中,其中的认知教育发展目标在于引导学生理解晶体结构的预备知识,并结合半导体的晶体结构知识熟悉金刚石型结构的根本意义。

在本课教学过程中,以信息化技术教学模式强化学生理解能力是十分有效的方法,教师可以将本课认知教学目标通过信息化教学模式充分体现,根据学生的基础理解水平制定合理化的教学方案,使学生在丰富的信息学习模式中完成理解能力的发展目标。

同时,在信息化教学模式的辅助作用下,学生理解能力的不断攀升可以帮助其进一步拓展及延伸学习内容,以较强的理解能力学习探究更加全面的知识,从而实现高效教学的发展目标。

二、通过信息化技术激发学生探究兴趣

培养学生学习兴趣是教育体系中各个环节及各个阶段的主要发展方向及目标。学生的学习兴趣一旦有所下降,将会直接影响其学习效果及质量。为了使学生充分提升学习兴趣及对半导体物理知识的探究兴趣,教师需要通过信息化技术教学模式结合半导体教学内容对学生进行引导,这不仅是帮助学生感受半导体物理知识趣味性特点的重要基础,同时是促进强化学生学习效果的根本元素。对此,教师可以通过信息技术创设趣味教学游戏、互动性教学环节的方式帮助学生感受半导体物理知识学习内容。

需要注意的是,无论是教学游戏或是课件设计的过程中,均要注重以学生实际感兴趣的内容作为核心与基础,强调以生为本的教育理念,根据学生实际需求及学习习惯激发学生的学习兴趣及积极性,从而促进实现高效教育的根本目的。因此,加强半导体物理教学的趣味性特点,结合信息技术教学模式设计教学方案,将会有效促进提升学生学习兴趣及学习效果。

三、通过信息化技术促使学生构建概念

之所以很多学生对于半导体物理知识学习效果不强,根本原因在于物理知识具有较强的概念性特点,同时在抽象化的半导体知识教学过程中,很多学生基础的理解能力有限,导致其概念掌握效果不佳的问题出现。加强信息化技术的运用,是帮助学生构建半导体物理学习概念的有效措施。对此,教师可以结合半导体教学的根本目标进行分析,通过信息化技术元素的运用使学生充分感受其中的概念及抽象知识。学生知识建构能力的提升将会帮助其实现思维能力及理解能力全面提升的发展目标。

与此同时,以信息技术的生动性特点辅助作用为背景,教学氛围将会更加活跃,学生学习积极性将会更加充分,从而促进实现概念建构的根本目标。因此,通过信息化技术与半导体教学内容相结合的形式设计教学方案,是促进学生构建物理概念及半导体概念的重要方式。

四、通过信息化技术帮助学生突破难点

在半导体物理教学内容及教学目标中存在一定的难点问题,受教学难点的影响作用,很多学生对于无法理解及掌握的知识不能通过科学的方法加以吸收和运用,这便造成教学效果差的问题出现。

以此信息化技术为核心帮助学生突破学习难点问题将会促进全面提升半导体物理课程教学效果,使学生进一步掌握相关知识,完成学习难点的突破目标。

例如:在“半导体中的电子状态”教学过程中,课程难点在于引导学生理解原子能级的简并度以及电子共有化运动的主要概念。通过信息化技术教学模式的运用,学生可以结合实践性的学习方法将本课的学习难点进行突破。对此,教师可以利用信息技术教学模式将抽象化的原子能级概念与原子共有运动概念通过实践教学方式结合信息技术的形式呈现,从而促进完成学习难点的突破目标,全面化提升学生的学习效果。

另外,在信息技术与实践教学模式结合的教学方法运用过程中,可以进一步强化学生的知识运用能力,很多学生在半导体物理知识学习过程中,虽然掌握了其根本概念,但是不擅长学以致用,以此教学模式作为根本和基础,将会有效促进提升学生的实践能力,帮助学生掌握半导体物理知识的学习及运用目标。

五、通过信息化技术培养学生思维能力

思维能力的培养是教育工作的重要目的及发展方向,拥有较强的思维能力之后,学生分析能力及自主学习能力将会被同步提升,这便是强化学生综合素养的重要基础所在。以半导体物理教学课程进行分析,发展学生思维能力是十分必要的,这不仅可以帮助学生加快基础知识的学习质量,同时可以促进拓展学生的学习范围,强化学生知识拓展延伸能力。为了实现思维能力的发展目标,教师可以利用信息化技术教学模式结合多元化的教学方法运用,使学生在循序渐进的学习体系中逐渐提升思维能力及学习效果,从而促进完成半导体物理学习发展目标。

例如:在“半导体的基本特性”课程教学过程中,培养学生思维能力可以通过信息化教学技术及教学方法的运用帮助学生理解半导体材料在电子材料领域的重要地位,使学生结合室温电阻率、温度系数以及光敏性等多方面特点进行分析,从而促使学生在信息化技术的辅助作用下理解半导体的特性并掌握其与金属绝缘体之间的关系。

除此之外,通过信息化教学技术培养学生思维能力方式,可以结合教学内容进行分析,充分突出教学内容的全面性特点,从而促使学生在信息技术的影响作用下完成思维能力发展目标。因此,综合半导体物理课程教学内容进行分析,信息化教学模式在其中运用的方法可以帮助学生发展思维能力,使学生以较强的分析及思考能力完成半导体物理学习目标。

六、通过信息化技术降低学生学习压力

在半导体物理学习过程中,很多学生的学习压力较大,不仅是因为学生的基础水平比较有限,其思维能力及分析能力不是十分强,更是因为很多学生认为半导体物理知识学习具有较强的抽象性及不可控性,无法有效地将相关知识与实际生活充分结合。

对此,教师可以通过信息化技术教学方式帮助学生降低学习压力。

首先,教师需要分析学生学习压力的主要来源所在,加强重视学生学习压力的主要成因,根据具体成因设计之后的教学方案,从而促进实现降低学生学习压力的问题。

其次,在以信息技术教学模式降低学生半导体物理学习压力的教学过程中,可以适当在信息技术教学模式中加入趣味性教学元素,充分体现游戏化教学、趣味化教学模式的优势,全面提升半导体物理教学效果。

另外,教师与学生之间的沟通和交流是十分重要的,通过信息化技术教学模式的运用,可以进一步强化师生之间的沟通效果以及学生之间的互动效果。将合作学习模式以及沟通学习方法通过信息化技术进行体现,将会有效促进实现降低学习压力的目的。

同时,学生与教师在信息化技术辅助作用下进行沟通及交流的过程中,可以进一步感受到教师的引导作用,这对学生半导体物理知识学习效果的提升将会有较强的促进作用。因此,综合半导体物理教学现状中学生学习压力较大的问题进行分析,利用信息技术教学模式对学生进行引导,即可完成降低学生学习压力,提升师生之间沟通效果及学习质量的根本目标。

七、结束语

综合半导体物理教学内容进行分析,其中抽象性特点影响教学质量的问题可以通过信息化教学模式进行解决。将信息化教学模式结合多元化的教学内容及教育目标进行分析,为学生设计完善化、全面性的教学方案,不仅可以充分体现以生为本的教育理念,同时可以通过实践教学等多项形式完成发展学生思维能力、分析能力的教育目标,从而促进强化学生的学习效果及综合素养。

参 考 文 献

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[2]张超,封先锋,李世光,臧源,马丽.地方院校“半导体物理实验”教学的改革实践[J].电气电子教学学报,2021,43(03):158-161.

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作者:曹蕴清

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