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【关键词】半导体;材料与器件;教学改革
0 引言
《半导体材料与器件》是信息显示与光电子工程本科专业的专业基础课程,旨在使学生理解并掌握半导体材料的物理学的理论体系及基本器件的功能和应用,了解半导体器件的特性以及相应的仪器检测方法,仪器测试原理,以及相关理论;了解半导体物理学发展的前沿及发展动态。同时,使学生学习本课程领域内专业知识的同时,提高专业英语的听说读写能力,全面提高中英文专业水平,为社会输送高质量人才。
1 优质教学资源建设
合适的教材是保证双语教学能够顺利进行的前提,拥有外文原版教材是双语教学的必要条件。目前,在国内找不到一本合适的半导体材料与器件方面的教材;相关教材,如刘恩科等编著的《半导体物理学》、孟庆臣等编著的《半导体器件物理》、田敬民编著的《半导体物理问题与习题》,邓志杰等编的《半导体材料》,杨树人等编《半导体材料》,但能同时满足《半导体材料与器件》教学要的教材还没有。通过对网络资料搜索,我们找到了相关的英文原版教材《Semiconductor Materials and Device Characterization》,是由美国Arizona State University 的Dieter K. Schroder教授等著作的,这本书系统地介绍了半导体材料与器件的基本参数、特性、测试仪器以及测试方法和原理,是一本优秀的教材,先后在美国、加拿大、德国等地出版。在国内,尚未有出版发行,亦没有影印版可以借鉴。另外,还有一些地道的英文原版教材,如University of Florida的Franky So等编著的《Organic Electronics Materials Processing Devices and Applications》,Robert F. Pierret等编著的《Semiconductor Device Fundamentals》。通过充分整合这些优秀教材,建立教材库,供教学使用,将为半导体材料与器件教学提供有力保障。
2 新型双语教学模式的探索
2.1 传统“填鸭式”教学方式的改进
传统的“填鸭式”教学方法,一个最大的优点是可以在极短的时间内,传授完大部分的课本知识,节省时间。但是,其缺点也显而易见,不利于学生消化、吸收新知识,造成“左耳进、右耳出”的现象。为避免这种现象,我们针对《半导体材料与器件》这门课的教学方式特作改进。以知识点串讲的方式取代传统的逐章逐节的讲解模式,做到一半以上的时间用英语讲解,对重点、难点分别用中、英文对译;穿插师生互动环节,课堂提问,鼓励学生用英语作答,营造双语学习环境。考虑到这门课的开设,设置在第6个学期,学生经过近3年的大学英语学习,应该具备一定的英文阅读写作能力,可以安排一些调研性内容,以报告或小论文的形式体现。对于个章节中专业词汇和专业术语,提前发放给学生自学,以减轻课堂负担。根据循序渐进的原则,讲解的时间逐渐缩短,点到为止,启发式教学。另外,还可以穿插一些最新的研究动态,使学生对知识的应用以及科学前沿有所了解,提高学习兴趣,树立科技知识不断更新进步的理念。
2.2 学生讲授课程的探索
在吃透半导体材料与器件这门课的基础上,精炼教学内容,简化PPT课件,在保证不减少知识点的以及课程进度的前提下,适当添加一些学生讲授课程的比例,激发学生内在的学习潜能,培养其知识获取、内化、表达的能力,内容以课本知识点为主,形式上可以多样化,如分组讨论、随机抽查、即兴演讲等;给学生表现自己才能的机会,营造口语表达的环境,解决“开口难”的难题。条件许可的情况下,邀请外籍老师来听课、指导工作。考虑到学生之间的差异,针对英语基础较差和化学背景比较薄弱的同学,可以单独进行辅导,开开“小灶”,做到因材施教。
3 考核方式的探索
加大平时分所占的比例。现有的考核方式为(30%)平时分 + (70%)期末考试卷面分数,这不利于公平评价学生双语课的成绩,因为听、说能力没有得到体现。既然这样,就应该在平时的表现中体现出来,如,可以将平时分提高到40%,甚至50%,将学生平时在课堂上的听、说、读、写等表现情况也纳入平时分的考核中来,在双语课程考核中,增加这么一条;当然,平时分还应包括出勤率、课堂表现、习题作业完成情况等,一并纳入到平时分的考核中来,这样的考核方式应该更客观、有效。对于平时的习题,任课老师要做到及时评阅,及时发现问题,对错误之处要进行评述,习题必须用英语表述,包括老师对习题的评阅,也必须用英语,错误之处要用英语纠正,起到示范作用。
4 考试题型多样化,增加赠分题
考试题型多样化,除了常见的五大题型,即选择题、填空题、名词解释、简答题、论述题,可以试探性的增加赠分题。赠分题应该是一些难度较大的综合题,以激励那些优秀的学生深入学习科技知识、施展才艺,同时拉开不同层次学生之间的距离,体现层次,进一步充分做到优生优培,因材施教。
5 结论
双语课的教学是一项巨大而漫长的人才培养工程,要遵循渐进的原则。本文就《半导体材料与器件》这门课的双语教学过程中出现的问题做出了讨论,试探性的提出了新的双语教学模式、优质课程建设以及评价方式的变革,以便更好地为社会需求培养高素质人才。
【参考文献】
【关键词】传统教学 多媒体教学 半导体物理 教学质量
【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)30-0035-02
多媒体教学具有快速、形象、直观、重复性强等特点,已经成为高校教学的一种重要教学形式,提高了教学效率和教学水平。但并不是每门课程都适合采用多媒体教学的形式,关于多媒体教学对不同学科教学质量影响的利与弊,已经有很多的理论研究和实践证明。半导体物理是微电子、光电子等学科的核心专业课程,在专业课程体系中占有重要的地位。在教学实践中,该如何有效利用多媒体技术,在有限的时间内把半导体物理学中最基本的理论基础知识、方法、技术传授给学生,使其与传统的教学方法互补,促进教学方法的改革、完善并提高教学质量呢?笔者结合自身的教学实践,就这一问题进行分析和探讨。
一 多媒体教学的必要性
半导体物理课程的特点是理论性强、知识点分散、公式推导多,同时有很多半导体器件的能级图、结构图和工艺流程图等各种示意图。这就需要在有限的课时内不仅要把半导体材料的各种物理特性以及多种半导体器件的工作原理讲解清楚,还要进行比较烦琐的公式推导。如果不画图,原理结构内容交代不清楚,而画图则会占用大量时间且不够准确。
利用多媒体,教师在备课时就可以提前制作课程所需的各种能级图、结构图和工艺流程图,利用文字、图像、声音等多项功能来帮助学生理解相应的理论内容。另外,由于不用在黑板上画图,节省了大量的时间,使教师有足够的时间去扩大和深化教学内容。同时利用多媒体可以重复展示重点内容,便于记忆,为课堂教学中的内容变化和教学环节的设计提供了便利,节省了授课时间。
例如:在讲授MOS器件的结构和工作原理时,需要从该器件的制作流程开始进行解释,而一个简单器件的工艺就有十几个步骤,示意图要占用多个版面。采用多媒体技术教学后,可以按照结构形成的工艺步骤逐步进行讲解,也可以使用不同的色彩、不同的形状代表不同的掺杂区域和不同的杂质类型,最终把抽象的知识转换成直观的图像。在进一步讲解MOS器件的工作原理时,可以直接利用之前形成的MOS结构图做成动画,演示电子和空穴的运动情况,使教学内容更加连贯,教学形式更加多样化。在节约时间的同时,使学生对微观过程印象深刻,对相关知识的理解也更加透彻。
二 传统教学的必要性
在半导体物理的讲授过程中,有大量、烦琐的公式推导,这是半导体物理课程一个很重要的特点。多媒体在复杂图形展示、图像演示等方面有一定的优势,但是如果公式推导也采用这种教学形式,则会造成教学进度太快,学生的思维跟不上,影响教学效果。
传统的教学方式经过多年的继承和发展,已经形成独特的优点。通过传统的板书教学,可以更好地控制教学的节奏,给学生留出足够的思考时间。因此,对于半导体物理这门课程来说,在讲授过程中,抽象、复杂的图像或工艺过程可以采用多媒体教学形式,而公式推导过程则需用传统的板书教学形式。
三 教学案例的构建和研究结果
1.教学案例的构建
考虑到传统教学和多媒体教学结合的教学模式在多学科教学中的成功,笔者将这一教学模式引入到半导体物理课程教学中,实践教学模式如下:
实验对象:同一电子类专业、相邻两届学生,均为大三上学期。其中:A班学生人数为71人,B班学生人数为70人。实验方法:同一老师任教,两个班的总课时均为54课时(其中教学课时48课时,习题课2课时,教学互动和讨论4课时)。
A、B两个班均采用传统教学为主,多媒体教学辅助。其中在前五章半导体材料物理特性的教学设计中,A班多媒体教学的课时比例为30%,B班为20%;在后面几章半导体器件物理特性的教学设计中,A班多媒体教学的课时比例为40%,B班为30%。总体控制B班多媒体教学课时分配比例低于A班10%左右。
在研究的过程中,A、B两个班教学内容中的公式的推导、定理的证明、例题的讲解等均采用板书形式,而在原理图、结构图、能级图和电路图等图表讲解上采取PTT演示或动画播放等多媒体辅助手段。不同之处在于,A班的图表直接利用多媒体演示进行讲解,B班的图表讲解先利用传统板书形式将器件的大致的结构形成过程、能级图的变化过程、特性曲线的变化趋势等逐一讲解,再利用多媒体进行总结、回顾,并形成完成图,以避免板书画图表过程中的不准确等因素。
2.研究结果
第一,A、B两个班学生的课堂表现。由于B班多媒体教学形式的课时比例比A班低,因此B班的教学进度明显低于A班,在保证每一章节重点教学内容的基础上,教学内容总体略少于A班。但B班学生对重点教学内容中关于原理、结构、能级图的变化等的掌握程度要好于A班,在课堂上能更好地跟上教师上课的节奏。
第二,A、B两个班学生的期末考试成绩。两次期末考试试卷均由同一任教老师按照教学大纲的要求在题库中抽取,难易程度相当、题型题量相同、覆盖面广。题型包括单选题、填空题、简答题、画图与分析题和计算题,各占20%、10%、16%、26%和28%。由同一任教老师按照同一评分标准进行评阅,卷面成绩可靠有效,数据分析可靠性强。表1为A班试卷成绩统计分析表,表2为B班试卷成绩统计分析表。
图1 A班成绩分布图
从试卷统计分析表可以看出:(1)A班的平均分为60.5,B班的平均分为64.25,B班高出A班3.75分。(2)低于60分的学生数A班的百分比为31.0%,B班的百分比为21.4%,B班相对A班有大幅度的下降,降幅达9.6%。(3)B班相对A班在其他分数段学生的百分比均有一定比例的上升。
除了各分数段的学生人数对比分析之外,在阅卷的过程中也能发现,从试卷的分值构成上,B班学生画图与分析题的得分率明显高于A班。本次研究结果反映出传统教学和多媒体教学有效结合的模式能明显激发学生学习的兴趣,提高学生的学习质量。
四 总结
近年来笔者一直从事半导体物理教学工作,实践证明,传统教学和多媒体教学有效结合的半导体物理教学模式在同一专业、纵向年级的教学实践中取得了初步成效,提高了教学质量,调动了学生的学习积极性,学习成绩普遍有所提高。
综上所述,在目前各高校提倡学生自主学习,各课程教学课时总数明显减少,而教学内容却有所增加的现状下,多媒体教学的确可以加快教学的进度,增加教学的内容,但是多媒体的教学形式只是一个有力的辅助工具,绝不能成为课堂教学的主宰。为了巩固和提高课堂教学质量,需要结合教学课程的特点,把传统教学和多媒体教学进行有效的结合,才能提高教学质量。
参考文献
[1]刘恩科、朱秉升、罗晋生.半导体物理学(第7版)[M].北京:电子工业出版社,2011
[2]郑旭翰、何明珂.高校多媒体教学实证研究[J].中国大学教学,2008(11):25~27
[3]许亮.半导体物理学课程教学探索[J].赤峰学院学报(自然科学版),2014(11):12~13
摘要:笔者从几年的“微电子工艺”教学实践中提出了7点关于课堂教学改革方法:布置思考问题,引导学生预习;板书与多媒体教学相结合;现场小实验和实物展示;播放实地拍摄的录像;理论计算与工艺模拟相结合;专题讨论以及安排综合训练任务。通过一系列的改革措施,学生对这门课程从理论到实践都具有比较深刻的认识。
关键词:微电子工艺;课堂教学;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)49-0212-02
微电子工艺课程是为电子与信息工程学院电子科学技术专业设立的一门必修课。通过对本课程学习,使学生对半导体集成电路制造工艺流程及工艺原理有一个较为完整和系统的概念,并具有一定工艺分析、工艺设计以及解决工艺问题和提高产品质量的能力。
一、课堂教学改革整体思路
根据以往的授课经验,如果学生能够提前预习下节课内容,就会对将要讲授的内容有所思考,并且会提出问题,这样听课的时候更会抓住重点;如果能参与课堂讨论,将对知识点理解的更为透彻。因此,在本轮教学中每节课将针对下节课内容预留思考题,这些问题将会在授课时结合知识点给予回答,或者将其作为讨论内容。由此,对“微电子工艺”课程的课堂教学从以下几方面进行了改革:
1.每节课后设置思考题。例如,引言之后设置思考题:晶体中,不同晶向性质不同,如何定义晶向?制造不同类型的集成电路选用不同晶向的材料,材料的晶向由什么来决定?回答了这个问题,将会引入关于晶体生长的内容,而这部分内容与《半导体物理》中的晶向、晶体结构的知识点相关,也是对所学知识的复习。又如,晶体生长之后设置思考题:半导体生产要求一个非常洁净的环境,特别是工艺越先进,集成度越高,环境的洁净度也越高,那么这样的环境我们需要考虑哪几大方面呢?净化级别又如何定义呢?回答了这个问题,将会引入关于“工艺中的气体、化试、水、环境和硅片清洗[1]”中环境净化的内容。这些问题的作用更像是预习作业,为学习下节课内容做好准备。
2.板书与多媒体教学相结合。微电子工艺教学中,像氧化、扩散、光刻以及工艺集成如果仅仅凭着画图讲解很难有一个直观的理解,如果结合多媒体中精准的俯视图、剖面图、动画展示,会给学生以直观、清楚的认识。例如,杂质原子在硅片中的扩散过程、单个硅原子在硅片表面运动形成硅外延层的生长过程等。
3.现场小实验和实物展示。教学中思考的最多的是如何吸引学生的听课兴趣,因此当讲到某个知识点时,话题中尽量引用与实际相关的例子或拿来实物展示。比如讲到去离子水,就联系到生活中纯净水的制备;讲到文氏管,就现场做一个小实验来讲解文氏管的原理;讲到硅片的制备,就拿来硅片实物;讲到光刻,就拿来掩膜版给学生展示,加深对知识点的理解。
4.播放半导体生产的录像。因为微电子工艺生产有其特殊性,要求环境洁净度非常高,如果带领学生实地去工厂参观,会影响正常的生产,因此,联系相P的工厂,拍摄各个工艺的录像短片,讲到对应知识点的时候播放给学生看,并加上详尽的讲解,这样学生有一个非常直观的认识。
5.理论计算与工艺模拟相结合。本轮教学中,氧化、扩散、离子注入、化学气相沉积等工艺除了以往的理论计算之外,还加入了工艺模拟来对理论计算进行验证和调整,使之与实际的工作过程更加接近[2]。
例1:晶向的硅样品,掺硼,浓度2×1015cm-3,淀积0.4um厚度的氮化硅作为掩蔽,其中一部分刻蚀出窗口,进行磷离子注入,注入能量为50keV、剂量为3×1015cm-2。然后将氮化硅全部刻蚀掉。进行1000℃、10分钟的湿氧氧化,提取注入磷区和没有注入磷区氧化层厚度[3]。通过编写程序,运用silvaco软件模拟结果如图1所示,氧化膜的厚度可以从运行文件中得到。
例2:n型、晶向的硅片上进行15分钟的硼预扩散(温度为850℃),如果硅衬底掺杂磷的浓度在1016cm-3量级,模拟硼掺杂分布和结深。杂质分布模拟结果如图2所示,结深参数从模拟运行文件中得到。
6.专题讨论。为了使学生对课堂讲授内容有所延伸,针对重点内容设立专题讨论课。讨论一:双大马士革铜金属化工艺。这次讨论是针对课上讲授的传统金属化工艺的延伸,结合已学内容,通过查找资料,对于先进的铜金属化工艺进行讨论。讨论二:BiCMOS工艺讨论。这次讨论是针对课上讲授的双极工艺和CMOS工艺的延伸。双极和CMOS工艺的结合并不是简单的叠加,要求是工艺的兼容性、成本的最小化和性能的优化。
7.综合训练。在课程的尾声,要求完成一个集版图、工艺、仿真的综合设计,以检验对微电子工艺课程的理解和掌握程度。
例如:设计一套CMOS反相器版图和与版图对应的工艺流程[4][5]。要求:(1)画出版图,完成金属布线。(2)对应每块版画出工艺步骤的剖面图,在图中标明所用材料和工艺。并对每个剖面做出说明。(3)根据表1给出的工艺条件设计nmos管,使它的阈值电压=0.4V,并测量源区、漏区的结深,方块电阻,杂质分布。给出仿真结果。
二、课堂教学改革效果分析
课堂授课过程中,能够感受到上课听讲的人多了,并且能够有效的互动;因为讨论和综合设计需要人人画图、讲解、回答问题,所以绝大多数同学都能积极进行准备,也能够在答辩过程中提出遇到的问题;有很多同学在之后的课程设计中提出自己的分析问题的方法。
反思多年的课堂教学过程,以及和同学们交流,有以下几点需要不断的改进:①对于定量计算的内容,有一部分同学接受较慢,在很大程度上影响了之后的学习效果。解决方法:把集中讲解的习题课打散,把习题紧随相应的知识点之后进行讲解,用习题来加强对繁琐理论计算的理解。②关于课堂互动。并非每堂课都能轻松愉快,在一些较难的知识点上,学生的反映会比较钝一些。解决方法:强调重点,明确知识点之间的层次与关联;难点慢讲,细讲;增加提问和课上小测验。③讨论和综合训练答辩时间的掌握。无论是讨论还是综合答辩,都是非常耗费时间的,因为每个同学都要自述、提出问题、回答问题。解决方法:根据学生人数,留出足够的时间。比如今年是50个学生,分10组,每次讨论答辩大概3小时,综合答辩4个小时左右。
结束语:通过不断的教学实践摸索,使学生更好的理解和掌握微电子工艺中硅片制备、工艺环境的获得和硅片的清洗、氧化、扩散、离子注入、薄膜淀积、光刻、刻蚀、金属化工艺以及工艺集成等内容,也使学生具有了一定工艺分析、工艺设计以及解决工艺问题和提高产品质量的能力。
参考文献:
[1]Michael Quirk,等.半导体制造技术[M].北京:电子工业出版社,2015.
[2]高文焕,著.计算机分析与设计[M].北京:清华大学出版社,2001.
[3]施敏,著.半导体制造工艺基础[M].合肥:安徽大学出版社,2011.
针对《模拟电子技术基础》不同章节的不同内容,在教学过程中,通常会选用以下几种教学方式:①多种方式的问答。问答法主要是根据学生已掌握的知识或者是实践经验,有目的性的引导提问,提出问题让学生讨论作答,有的则是为了抛砖引玉带出之后的新课程,不回答,同时根据教学进度适时的进行相关知识点的补充。②诱发求知欲,进行实体演示,演示教学是我们在教学工程中运用教学用具或者做相应的示范性试验等方式,将学生引入角色,使学生通过近距离的观摩实践将所习得的知识加深理解的一种方式,还能让学生体会到理论与实际更为贴近。③不断地练习,进行章节测验。④运用类比法教学。我们在日常的教学是将内容相近的知识点同时进行讲解,这可以培养学生的举一反三能力,同时也提高了教学质量及学习效率。⑤不断总结,巩固知识。每一章授课完毕后,要对此章的内容进行归纳总结。总结的过程同时也是一个思考过程,这对知识的梳理与加工有很好的效果。⑥提升教师的个人魅力使得学生信任、尊重老师,这对于教师的教学会起到很大的作用,个人的良好人品与修养,会得到人们的欣赏与向往,作为育人者,教师应该更为注重个人素养及人格魅力,只有拥有了渊博的才识,具备极强的综合处理事务能力,通过努力不断完善自己的行为品质。学高为师,道高为范。在学生们眼中会起到放大的效果,教师的优缺点都会被放大。⑦讲解二极管的整流功能时,就和学生说,大家听说过“整容”吧,整流和整容是一个道理。这样的话,可以激发学生的兴趣。⑧在教授新课时,避免一次讲的太多,讲一点,练习一到两节复习巩固,千万不要讲的太多,避免学生害怕学习该门课程。
2注重实验教学,提高学生的实践应用能力及创新能力
模拟电路实践教学可分为以下三个部分,基础实验、提高实验与职业技能,电工电子基础试验中心拥有创新实验室,可以让学生综合全面的掌握电工电子的综合技术,提高学生的实践操作能力。具体在实验的内容教学中,增强综合性、设计性、开放性试验比例。充分利用实验教学对枯燥无趣的理论教学进行补充,将抽象难懂的内容利用实验课中的器具实验用品进行模仿验证,加深学生对知识的吸收与理解。引发调动学生的学习积极性及兴趣。模拟电路实践课可以给学生提供丰富的实验课目,学生能够根据自身的知识积累,来选择安排实验学习。例如,放大器的Q点和动态特性的图解法是非常抽象的教学内容,经过相关程序的仿真,学生可以直观地观察到电路设置Q点的必要性,动态参数的变化规律,直流负载线与交流负载线的不同之处。根据黑龙江大学电工电子基础实验中心为不同专业安排的1周~2周的模拟电路实训,设计培训、制作电路与电源,一阶滤波器电路,基本共射放大电路,学生首先进行理论设计及计算,然后利用计算机的相关软件进行仿真,最后到动手操作、调试、焊接、制作。整个过程提高了学生的动手实践能力,并同时提高了分析问题解决问题的能力。
3总结学习方法,培养学生良好的学习习惯
《模拟电子技术基础》与其他科目有所不同,它不但需要扎实的理论基础,还要学会财务分析电子电路。首先,要让学生可以更快的适应模拟电子技术的学习。在教授知识的同时,还要培养学生正确的学习方法,提升他们的自学能力,培养良好的学习习惯。引导学生在听课前先预习的习惯,然后在课前自学过程中将教材的重点、难点、惑点等都找出来。其次,督促要求学生做好随堂笔记。指导学生如何做好笔记,使其更好地掌握知识。笔记重点记录教师讲课的,主题、重点、难点、概念,关键词,对难点进行重点标注,以方便课后的复习。督促学生复习可以防止遗忘。课后学生自主的温习课程及笔记,可以将所学知识进一步巩固同时加深理解。
4教学应有侧重点,以应用为目的
高职要重点着手于理论知识的应用及实践动手能力的培养等方面。因此,教学内容上要彰显高职教育的特点,主动适应社会需要,侧重于应用性、针对性。将知识与能力相互结合,重点培养学生的工程应用能力及处理问题的能力。基础理论的的初衷是对其的灵活运用,以必须、够用为度,以掌握概念、强化应用为侧重点。目前电子技术基础具有很浅的实用性,其技术更新的速度是无法想象的。因此授课时不可再生搬硬套之前的教学方式:首先讲解元器件的原理、特征、性能,然后对其进行分析对内部结构进行讲解,再举例说明它的具体应用。曾经对模拟电子技术基础偏重于细节,忽略了整体概念的讲解,这对培养学生的应用能力起到了副作用。因此授课时应有所侧重,重点讲解新思想、方法及应用,重点讲解所谓粗线条分析。需要与实际电路相结合,使学生对电路的应用更加了解。
5设计特色引入,激发学生兴趣
一个引人入胜的开头可以引发人们的兴趣,同样,课堂必须有一个别开生面的开场,可以吸引学生注意力,也可以掌控学生的思维从而激发学生学习兴趣。授课时老师以非传统的方式开场,可以大幅度提升教学质量。例如在讲解二极管的单向导电性时,可以这样设计课堂开场:同学们都听说过家里用的煤气罐,煤气罐的开关有一个特殊的功能,那就是气体只能出,不能进,也就是,空气不可以进入煤气罐,只有煤气可以从煤气罐出来,这就是煤气罐的单向通气性。同样,同一种半导体器件———晶体二极管,它的作用原理和煤气罐开关一样,具有单向导电性。在讲解二极管的内部构造时,可以设计这样的开场:同学们早餐吃三明治没有,哪位说说三明治是怎么制作的,并让同学们进行讨论,因为三明治分为三层,中间是薄薄一层火腿,因此我们可以带出今天要介绍的与三明治相似的半导体器件———三极管。它能分为三个区:集电区、基区和发射区。其中发射区掺杂浓度较高,基区非型常薄,集电区面积最大。这样的开场很容易抓住学生的注意力,使课程顺利展开。
一、电子电路的课程说明
在电子电路中最基础的就是认识常用的电子元器件。最常用的电子元器件包括:晶体二极管,晶体三极管,场效应管,集成运算放大器等。要掌握这些电子元器件在不同条件下有什么样的工作特点,考虑不同的元器件在不同的偏置条件下有什么工作状态。比如,三极管作为开关元器件使用时,要工作在截止和饱和的状态,在放大电路中要工作在放大状态。而且在使用时不能将两种类型的三极管互相替换使用。还要对元器件的本身特性,工作原理,参数深刻理解,这对设计电路,选择合适的元器件是必不可少的。
认识了元器件,就要将元器件组成电路来进行分析,分析电路时,要从静态和动态两个方面来分析电路的工作原理。
二、教师的教学方法
在教学中不能只采用多媒体教学的方式,因为多媒体教学的速度较快,学生不容易接受,所以应该采用多媒体演示和传统板书相结合的方式,并且还要让学生动手操作来理解并掌握课堂所讲内容。不能采用满堂灌的传统教学方法,这样学生会感到乏味,失去学习的兴趣和学习的积极性、主动性。在教学过程中,不能按照教材内容按部就班的讲解,要对教材进行归纳总结,找到重要的内容让学生集中精力参与讨论,这样有助于促进学生和老师之间的互动,提高学与教的积极性,锻炼学生的思维,培养学生的兴趣。最后用小结的方式来检测学生的学习状况,检测在教学中存在的问题,同时也告知学生在本节课的重点和难点,让学生加深理解。
三、学生多动手实验
为了让学生能理解和应用在课堂所学的理论知识,加深学生的记忆,应该进行相应的实验课程让学生自己动手。例如在讲直流稳压电源时,先利用理论课讲好这个电路的工作原理,并让学生能自己分析如何设计电路,然后进行实验课程,让学生通过动手来了解电路的每个部分需要采用什么参数的元器件,为什么其他参数的元器件不可以。最后由学生自己动手用万用表测试,检测电路是否完成了由交流电转变为直流电,并计算整流之后的电压和滤波之后的电压大小,同学自己验证理论和实验的结果。在实验过程中,同学们对遇到的电路故障也进行了故障排除。多动手实验可以让学生在毕业后短时间内适应工作环境。
四、学生要多看电路图并进行分析
电子电路课程中较为重要的环节就是要让学生能自己分析电路的工作原理。电子电路的课程内容较为抽象,学生学起来困难,比较容易忘记,学生经常是在学习了新的内容后忘记了前面的知识点。为了让学生能够对知识形成长时间记忆,可以采用看图的方式。因为在一个电路图中会有很多的元器件组成,综合性比较强,这样可以让学生把各部分的内容整体的连接起来,同时又分析了电路的工作原理,也对学生设计电路起到了很好的作用,让学生在设计电路的时候知道在满足什么条件下要采用什么样的元器件来解决问题。由此可见,要求学生多看电路图并进行分析是这门课中不能缺少的环节。
五、多强调学好本门课程的重要性
电子电路是一门重要的专业基础课,对以后的学习起着至关重要的作用,在一些其他的专业课领域都有涉及到这门课所学的半导体器件以及电路的分析。比如通信专业后面讲到的电视机课程,它是以电子电路课程为基础,会用到本课程所讲到的调谐放大电路和正弦波振荡电路以及本门课程所讲到所有元器件。所以如果没有学好电子电路,其他相关的专业课程就无法进行下去,也就没有办法学好自己所选择的专业。由于现在的中专学生自律性较差,所以要在课堂上多进行提醒,让学生记在心中。