教学大纲半导体物理

教学大纲半导体物理（精选11篇）

教学大纲半导体物理 篇1

《半导体物理》课程教学大纲

课程编号：C030001 适用专业：微电子技术，微电子学

学时数：72（实验12）学分数：4．5

先修课程：《热力学与统计物理学》、《量子力学》和《固体物理学》

考核方式：闭卷

执笔者：刘诺

编写日期：2004.5

一、课程性质和任务

《半导体物理学》是面向电子科学与技术方向本科生所开设的微电子技术专业和微电子学专业的一门专业基础课和学位课，是培养方案中的核心课程之一。开设的目的是使学生熟悉半导体物理的基础理论和半导体的主要性质，以适应后续专业课程的学习和将来工作的需要。

二、教学内容和要求

理论教学（60学时）

半导体中的电子状态（8学时）：

理解能带论。掌握半导体中的电子运动、有效质量，本征半导体的导电机构、空穴，锗、硅、砷化镓和锗硅的能带结构。半导体中的杂质和缺陷能级（5学时）：

掌握锗、硅晶体中的杂质能级，Ⅲ-Ⅴ 族化合物半导体的杂质能级。理解缺陷、位错能级。

热平衡时半导体中载流子的统计分布（10学时）：

掌握状态密度，费米能级和载流子的统计分布，本征半导体的载流子浓度，杂质半导体的载流子浓度。理解一般情况下的载流子的统计分布。了解简并半导体。半导体的导电性（8学时）：

掌握载流子的漂移运动，载流子的散射，迁移率与杂质浓度和温度的关系，玻尔兹曼方程。了解电导的统计理论。理解强电场效应，热载流子。

非平衡载流子（8学时）：

掌握非平衡载流子的注人与复合，非平衡载流子的寿命，准费米能级，复合理论，陷阱效应，载流子的扩散运动、爱因斯坦关系，理解连续性方程。

p-n结（0学时）：

了解p-n结及能带图，p-n结的电流电压特性，p-n结电容，p-n结击穿和p-n结隧道效应。

异质结（0学时）：

了解异质结及其能带图和异质结的电流输运机构。金属和半导体的接触（10学时）：

掌握金属和半导体接触的整流理论。理解少数载流子的注人，欧姆接触。

半导体表面理论（10学时）：

掌握表面态、表面电场效应，MIS结构的电容一电压特性，理解硅一二氧化硅系统，表面电导及迁移率。

半导体磁效应（1学时）：

掌握霍耳效应。

为巩固课堂讲授的基本概念和基本理论，培养学生分析问题和解决问题的能力．每章讲完后，需布置一定分量的课外作业。必做题约40道，选做题平均每章3－5题。

2.实验教学（12学时）

“ 半导体物理实验 ” 包括了六个实验，MOS结构高频C－V特性测试、MOS结构准静态C－V特性测试、MOS结构中可动电荷测试、霍尔效应、椭偏法测SiO2 层的厚度及折射率、及参数测试以及高频光电导衰减法测量Si单晶少子寿命。教师根据实验设备数量选做四个实验。

教师在课堂讲解每个实验的基本原理、测试内容及实验要求，交待实验注意事项。•

学生分组做实验，每组2人。要求学生必须自已动手做实验，独立处理实验数据，完成实验报告，回答思考题。

三、建议教材和参考资料

1.教材：（半导体物理学），西安交大刘恩科主编

2.参考资料：

（1）Fundamental of Solid-State Electronics，Chih-Tang Sah（U.S.A.）

（2）《半导体物理学》，叶良修编

（3）《半导体物理学》，顾祖毅编

（4）《半导体物理实验指导书》，自编讲义

教学大纲半导体物理 篇2

通过该课程的学习, 使学生获得半导体物理的基本概念, 基本规律和基本思想, 了解半导体性质以及受外界因素的影响及其变化规律。该课程注重培养学生理论联系实际的能力、科学研究的思想方法、创新能力以及工程实践能力等;为毕业生从事半导体相关学科的科学研究、工程设计奠定扎实的理论与实践基础。

作为材料物理及新能源材料与器件专业的特色课程及后续课程的基础课程, 《半导体物理学》的教学质量直接影响着后续课程的教学。该课程具有物理理论深奥, 理论推导复杂等特点, 这就要求学生具有扎实的数学和物理的基础知识。但是, 对于应用型本科院校的学生来说, 他们没有系统的学习量子力学, 固体物理, 数学物理方法及统计物理等相关的物理知识, 因此, 在该课程的学习和理解上都存在一定的难度, 使教学效果难以达到预期。基于教学实践, 我们逐渐认识到原有的教学模式已经不适应应用型本科院校的人才培养。为了提高该课程的教学质量, 现结合笔者的教学实践, 对《半导体物理学》课程的教学做一些探讨和思考。

1 基于培养方案、合理构建教学内容

人才培养方案是关于人才培养的蓝图, 是教育教学的纲领性文件。教学内容应符合人才培养方案。因此, 应该在培养方案的指导下, 合理地构建教学内容。 关于半导体物理学的教材种类繁多, 我们专业系经过认真调研和教研讨论, 选择刘恩科、朱秉升和罗晋生编著的《半导体物理学》 (第7版) 作为教材[1]。该书全面地论述了半导体物理的基础知识。全书共分13章, 主要内容为:半导体中电子状态;半导体中的杂质和缺陷能级;载流子的统计分布;载流子的散射和导电性;非平衡载流子理论;PN结;金属和半导体的接触性能;半导体的表面与MIS结构;半导体的异质结构;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理论等知识点。该书具有物理理论深奥, 知识点较多, 数学推导繁杂等特点, 因此, 学生需具有扎实的量子力学、固体物理、热力学统计物理及数学物理方法等相关知识。

该校定位于以培养工程技术人才为目标的应用型本科院校, 因此学生理论功底相对比较薄弱。基于人才培养方案, 进一步优化了半导体物理学的教学内容。首先构建好整体知识框架, 突出教学重点和难点。前五章是半导体物理学课程的理论基础部分, 是后八章的基础, 因此选择重点讲解前五章。授课时先明确课程的学习主线, 将基本概念、基本定律和基本思想贯穿于这条主线。主要讲解物理概念和理论模型, 力求讲清楚物理图像, 弱化公式的推导过程。其次, 做好知识的衔接和扩充。讲授新课之前先复习上次课程的内容, 做到温故而知新, 加强了章节之间的衔接, 利于学生对新知识的理解。将最新的半导体领域发展动态和科研成果引入教学内容, 进一步扩充教学内容, 开阔学生的视野。

2 基于计算机软件、形象化教学内容

“百闻不如一见”, 形象化教学内容, 把抽象内容具体化, 增加教学内容的直观性, 提高学生的学习兴趣和课堂效率。形象化教学, 即直观性教学, 是指教师在教学过程中通过引导学生观察物理现象或者运用语言进行形象描述, 充分调动学生的各种感觉器官, 让学生在头脑中形成清晰的物理图像, 从而丰富他们的感性知识[2]。半导体物理学具有基本概念和理论多, 公式推导烦琐, 物理模型抽象等特点, 因此不易理解。传统的教学方法达不到预期效果, 学生难以理解和掌握这些基本概念, 基本理论和物理模型。鉴于此, 可以借助于计算机软件把半导体物理学中抽象的概念和物理模型形象化。首先, 将半导体物理学中的物理过程用Flash等动画软件制作成动画, 在课堂上演示给学生, 增加学生的感性知识;其次, 利用mathematic等数学软件模拟半导体材料的载流子浓度、费米能级与温度关系, 增强了学生对知识点有直观的了解, 提高了定量分析问题的能力。形象化的教学方法可以促进学生对半导体物理知识的理解, 从而激发学生对半导体物理的学习积极性, 提高学习效率[3]。

3 理论联系实践、加强实践教学

应用型本科院校人才培养的重要保证是实践教学。半导体物理学实践环节应该是半导体物理学课程的有机组成部分。开设实践教学环节对于该课程来说, 是十分必要的。结合课程特点, 确定了相应的实践教学内容, 编制了实践教学大纲。在实践教学过程中, 首先教师详细的讲解基本原理, 仪器的操作;然后让学生进行分组实验;最后学生对测得的数据进行处理和结果分析, 并完成实验报告。例如, 在讲解半导体的热电性质时, 可以利用热电效应的相关实验, 让学生观察相应的热电现象, 使学生把抽象的理论知识转化为直观感受。通过实践教学环节, 使学生进一步理解和掌握半导体物理学的基本理论, 基本概念和基本思想, 培养学生良好的科学素养, 提高学生分析问题和解决问题的能力。

4 结语

应用型本科院校的目标是培养工程技术人才。针对教学中的问题, 通过合理的构建教学内容, 教学方法和手段的改进, 使学生的学习积极性得到了提高, 达到了预期教学效果。《半导体物理学》作为材料物理和新能源材料与器件专业一门重要的专业基础课, 将为后续课程的学习和毕业生从事半导体相关学科的科学研究、工程设计奠定扎实的理论与实践基础。

参考文献

[1]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.

[2]王强.半导体物理的形象化教学[J].中国现代教育装备, 2009 (1) :92-93.

《半导体物理学》课程教学探索 篇3

摘 要 《半导体物理学》课程是微电子专业教学中的重点课程，其具有理论性强、教学模式单一、教学内容更新慢等特点。针对这些特点，结合学校微电子专业建设课程的需要，本文对《半导体物理学》课程进行探索。

关键词 半导体物理学 课程探索

中图分类号：G642.421 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2016）02-0001-01

信息技术的基础是微电子技术，随着半导体和集成电路的迅猛发展，微电子技术已经渗透到电子信息学科的各个领域，电子、通信、控制等诸多学科都融合了微电子科学的基础知识。《半导体物理学》是微电子技术的理论基础，是电子科学与技术、微电子学等专业重要的专业基础课，其教学质量直接关系到后续课程的学习效果以及学生未来的就业和发展。但是，《半导体物理学》具有理论性强、教学模式单一、教学内容更新慢等特点，使得学生在学习过程中存在一定的难度。因此，本文从课堂教学实践出发，针对目前教学过程中存在的问题与不足，对微电子专业的《半导体物理学》课程进行探索。

一、教学内容的设置

重庆邮电大学采用的教材为电子工业出版社刘恩科主编的《半导体物理学》，该教材具有知识体系完善、涉及知识点多、理论推导复杂、学科交叉性强等特点，需要学生有扎实的固体物理、量子力学、统计物理以及数学物理方法等多门前置学科的基础知识。另外，我们开设的学生对象为微电子相近专业的学生，因而在课程内容设置时有必要考虑学生知识水平及其知识结构等问题。虽然微电子学相近专业开设了大学物理等课程，但是大部分专业未开设量子力学、固体物理及热力学统计物理等前置课程，学生缺少相应的背景知识。因此，我们在《半导体物理学》课程内容设置上，需要将部分量子力学、固体物理学及统计物理学等相关知识融合贯穿在教学中，避免学生在认识上产生跳跃。

从内容上，依据课程大纲《半导体物理学》主要分为两大部分，前半部分着重介绍半导体的电子状态及对应的能带结构，电子有效质量、杂质和缺陷能级、载流子的统计分布，半导体的导电性与非平衡载流子，在此基础上进一步阐述了费米能级、迁移率、非平衡载流子寿命等基本概念；后半部分对典型的半导体元器件及其性能进行了深入分析。基于以上分析，半导体物理课程对授课教师要求较高，需要教师采用多样化的教学手段，优化整合教学内容，注重理论推导与结论同相关电子元器件的实际相结合，使学生较好地理解并掌握相关知识。

二、教学方法与教学手段

为了让学生能较好地掌握《半导体物理学》中涉及的理论及模型，需要采用多样化的教学方法和手段。基于《半导体物理学》课程的特点，在传统黑板板书基础上，充分利用PPT、Flash等多媒体软件，实物模型等多种信息化教学手段，模拟微观过程，使教学信息具体化，逻辑思维形象化，增强教学的直观性和主动性，从而达到提高课堂教学质量的目的。

三、考核方式的改革

为了客观地评价教学效果和教学质量，改革考核方式是十分必要的。针对《半导体物理学》课程特点，对考核方式作如下尝试：（1）在授课过程中，针对课程的某些重点知识点，设计几个小题目，进行课堂讨论，从而增强学生上课积极性及独立思考能力；（2）学期末提交针对课程总结的课程论文，使学生在对课程有更深入了解的同时激发学生的创造积极性。

《半导体物理学》是微电子技术专业重要的专业基础课，为后续专业课程的学习打下理论基础。要实现《半导体物理学》这门课的全面深入的改革，还有待与同仁一道共同努力。

参考文献：

[1]汤乃云.微电子专业“半导体物理”教学改革的探索[J].中国电力教育，2012，（13）.

[2]陈国英.《半导体器件物理基础》课程教学的思考[J].南京：电气电子教学学报，2007.

基金项目：（1）重庆市高等学校教学教改研究重点项目（编号：132014）；（2）重庆市教育科学“十二五”规划课题（2014GX.006）；（3）重庆邮电大学校级教育教学改革项目（适应行业和区域发展的集成电路工程大类专业创新人才培养模式研究，XJG1505；（4）重庆邮电大学宜伦学院微电子科学与工程专业实验班（2015YL-04）.

半导体器件物理 教学内容和要点 篇4

第一章 半导体物理基础

第二节 载流子的统计分布

一、能带中的电子和空穴浓度

二、本征半导体

三、只有一种杂质的半导体

四、杂质补偿半导体 第三节 简并半导体

一、载流子浓度

二、发生简并化的条件

第四节 载流子的散射

一、格波与声子

二、载流子散射

三、平均自由时间与弛豫时间

四、散射机构 第五节 载流子的输运

一、漂移运动 迁移率 电导率

二、扩散运动和扩散电流

三、流密度和电流密度

四、非均匀半导体中的自建场

第六节 非平衡载流子

一、非平衡载流子的产生与复合

二、准费米能级和修正欧姆定律

三、复合机制

四、半导体中的基本控制方程：连续性方程和泊松方程

第二章 PN结

第一节 热平衡PN结

一、PN结的概念：同质结、异质结、同型结、异型结、金属－半导体结

突变结、缓变结、线性缓变结

二、硅PN结平面工艺流程（多媒体演示 图2.1）

三、空间电荷区、内建电场与电势

四、采用费米能级和载流子漂移与扩散的观点解释PN结空间电荷区形成的过程

五、利用热平衡时载流子浓度分布与自建电势的关系求中性区电势

及PN结空间电荷区两侧的内建电势差

六、解poisson’s Eq 求突变结空间电荷区内电场分布、电势分布、内建电势差和空间电荷区宽度（利用耗尽近似）

第二节 加偏压的PN结

一、画出热平衡和正、反偏压下PN结的能带图，定性说明PN结的单向导电性

二、导出空间电荷区边界处少子的边界条件，解释PN结的正向注入和反向抽取现象

第三节 理想PN结的直流电流-电压特性

一、解扩散方程导出理想PN结稳态少子分布表达式，电流分布表达式，电流－电压关系

二、说明理想PN结中反向电流产生的机制（扩散区内热产生载流子电流）

第四节 空间电荷区的复合电流和产生电流

一、复合电流

二、产生电流

第五节 隧道电流

一、隧道电流产生的条件

二、隧道二极管的基本性质（多媒体演示 Fig2.12）第六节 IV特性的温度依赖关系

一、反向饱和电流和温度的关系

二、IV特性的温度依赖关系

第七节耗尽层电容，求杂质分布和变容二极管

一、PN结C-V特性

二、过渡电容的概念及相关公式推导 求杂质分布的程序（多媒体演示 Fig2.19）

三、变容二极管 第八节 小讯号交流分析

一、交流小信号条件下求解连续性方程，导出少子分布，电流分布和总电流公式

二、扩散电容与交流导纳

三、交流小信号等效电路 第九节 电荷贮存和反响瞬变

一、反向瞬变及电荷贮存效应

二、利用电荷控制方程求解s

三、阶跃恢复二极管基本理论 第十节 P-Ｎ结击穿

一、PN结击穿

二、两种击穿机制，PN结雪崩击穿基本理论的推导

三、计算机辅助计算例题2－3及相关习题

第三章 双极结型晶体管

第一节双极结型晶体管的结构

一、了解晶体管发展的历史过程

二、BJT的基本结构和工艺过程（多媒体 图3.1）概述

第二节 基本工作原理

一、理想BJT的基本工作原理 二、四种工作模式

三、放大作用（多媒体Fig3.6）

四、电流分量（多媒体Fig3.7）

五、电流增益（多媒体Fig3.8 3.9）

第三节 理想双极结型晶体管中的电流传输

一、理想BJT中的电流传输：解扩散方程求各区少子分布和电流分布

二、正向有源模式

三、电流增益～集电极电流关系

第四节 爱拜耳斯-莫尔（EbersMoll）方程 一、四种工作模式下少子浓度边界条件及少子分布

二、E-M模型等效电路

三、E-M方程推导

第五节 缓变基区晶体管

一、基区杂质浓度梯度引起的内建电场及对载流子的漂移作用

二、少子浓度推导

三、电流推导

四、基区输运因子推导

第六节 基区扩展电阻和电流集聚

一、基区扩展电阻

二、电流集聚效应

第七节 基区宽度调变效应

一、基区宽度调变效应（EARLY效应）

二、hFE和ICE0的改变

第八节 晶体管的频率响应

一、基本概念：小信号共基极与共射极电流增益（，hfe），共基极截止频率和共射极截止频率（Wɑ ,Wß）,增益－频率带宽或称为特征频率（WT），二、公式（3－36）、（3－65）和（3－66）的推导

三、影响截止频率的四个主要因素：τB、τE、τC、τD及相关推导

四、Kirk效应

第九节 混接型等效电路

一、参数：gm、gbe、CD 的推导

二、等效电路图（图3－23）

三、证明公式（3－85）、（3－86）

第十节 晶体管的开关特性

一、开关作用

二、影响开关时间的四个主要因素：td、tr、tf、ts

三、解电荷控制方程求贮存时间ts

第十一节 击穿电压

一、两种击穿机制

二、计算机辅助计算：习题

阅读 §3.12、§3.13、§3.14

第四章 金属—半导体结 第一节肖特基势垒

一、肖特基势垒的形成

二、加偏压的肖特基势垒

三、M－S结构的C-V特性及其应用

第二节 界面态对势垒高度的影响

一、界面态

二、被界面态钳制的费米能级

第三节 镜像力对势垒高度的影响

一、镜像力

二、肖特基势垒高度降低

第四节肖特基势垒二极管的电流电压特性

一、热电子发射

二、理查德-杜师曼方程

第五节 肖特基势垒二极管的结构

一、简单结构

二、金属搭接结构

三、保护环结构

第六节 金属-绝缘体-半导体肖特基势垒二极管

一、基本结构

二、工作原理

第七节 肖特基势垒二极管和PN结二极管之间的比较

一、开启电压

二、反向电流

三、温度特性

第八节 肖特基势垒二极管的应用

一、肖特基势垒检波器或混频器

二、肖特基势垒钳位晶体管

第九节 欧姆接触

一、欧姆接触的定义和应用

二、形成欧姆接触的两种方法

第五章 结型场效应晶体管和金属-半导体场效应晶体管 第一节JFET的基本结构和工作过程

一、两种N沟道JFET

二、工作原理

第二节 理想JFET的I-V特性

一、基本假设

二、夹断电压

三、I-V特性

第三节 静态特性

一、线性区

二、饱和区 第四节 小信号参数和等效电路

一、参数：gl gml gm CG

二、JFET小信号等效电路图

第五节JFET的截止频率

一、输入电流和输出电流

二、截止频率

第六节 夹断后的JFET性能

一、沟道长度调制效应

二、漏极电阻

第七节 金属-半导体场效应晶体管

一、基本结构

二、阈值电压和夹断电压

三、I-V特性

第八节 JFET和MESFET的类型

一、N—沟增强型 N—沟耗尽型

二、P—沟增强型 P—沟耗尽型 阅读 §5.8 §5.9 第六章 金属-氧化物-场效应晶体管

第一节 理想MOS结构的表面空间电荷区

一、MOSFET的基本结构（多媒体演示Fig6-1）

二、半导体表面空间电荷区的形成

三、利用电磁场边界条件导出电场与电荷的关系公式（6－1）

四、载流子的积累、耗尽和反型

五、载流子浓度表达式 六、三种情况下MOS结构能带图

七、反型和强反型条件，MOSFET工作的物理基础

第二节 理想MOS电容器

一、基本假设

二、C～V特性：积累区，平带情况，耗尽区，反型区

三、沟道电导与阈值电压：定义 公式（6－53）和（6－55）的推导

第三节 沟道电导与阈值电压

一、定义

二、公式（6－53）和（6－55）的推导

第四节 实际MOS的电容—电压特性

一、M-S功函数差引起的能带弯曲以及相应的平带电压，考虑到M-S功函数差，MOS结构的能带图的画法

二、平带电压的概念

三、界面电荷与氧化层内电荷引起的能带弯曲以及相应的平带电压四、四种电荷以及特性平带电压的计算

五、实际MOS的阈值电压和C～V曲线

第五节 MOS场效应晶体管

一、基本结构和工作原理

二、静态特性 第六节 等效电路和频率响应

一、参数：gd gm rd

二、等效电路

三、截止频率

第七节 亚阈值区

一、亚阈值概念

二、MOSFET的亚阈值概念

第九节 MOS场效应晶体管的类型

一、N—沟增强型 N—沟耗尽型

二、P—沟增强型 P—沟耗尽型

第十节 器件尺寸比例

MOSFET制造工艺

一、P沟道工艺

二、N沟道工艺

三、硅栅工艺

四、离子注入工艺

第七章 太阳电池和光电二极管 第一节半导体中光吸收

一、两种光吸收过程

二、吸收系数

三、吸收限

第二节 PN结的光生伏打效应

一、利用能带分析光电转换的物理过程（多媒体演示）

二、光生电动势，开路电压，短路电流，光生电流（光电流）

第三节 太阳电池的I-V特性

一、理想太阳电池的等效电路

二、根据等效电路写出I-V公式，I-V曲线图（比较：根据电流分量写出I-V公式）

三、实际太阳能电池的等效电路

四、根据实际电池的等效电路写出I-V公式

五、RS对I-V特性的影响

第四节 太阳电池的效率

一、计算 Vmp Imp Pm

二、效率的概念FFVOCIL100% Pin第五节 光产生电流和收集效率

一、“P在N上”结构，光照，GLOex少子满足的扩散方程

二、例1－1，求少子分布，电流分布

三、计算光子收集效率：colJptJnGO

讨论：波长长短对吸收系数的影响 少子扩散长度和吸收系数对收集效率的影响 理解Fig7-9,Fig7-10所反映的物理意义

第六节 提高太阳能电池效率的考虑

一、光谱考虑(多媒体演示)

二、最大功率考虑

三、串联电阻考虑

四、表面反射的影响

五、聚光作用

第七节 肖特基势垒和MIS太阳电池

一、基本结构和能带图

二、工作原理和特点 阅读 §7.8 第九节 光电二极管

一、基本工作原理

二、P-I-N光电二极管

三、雪崩光电二极管

四、金属－半导体光电二极管

第十节 光电二极管的特性参数

一、量子效率和响应度

二、响应速度

三、噪声特性、信噪比、噪声等效功率（NEP）

四、探测率（D）、比探测率（D*）

第八章 发光二极管与半导体激光器 第一节辐射复合与非辐射复合

一、辐射复合：带间辐射复合，浅施主和主带之间的复合，施主－受主对（D-A 对）复合，深能级复合，激子复合，等电子陷阱复合

二、非辐射复合：多声子跃迁，俄歇过程（多媒体演示），表面复合

第二节 LED的基本结构和工作过程

一、基本结构

二、工作原理（能带图）

第三节 LED的特性参数

一、I-V特性

二：量子效率：注射效率、辐射效率r、内量子效率i，逸出概率o、外量子效率

三、提高外量子效率的途径，光学窗口

四、光谱分布，峰值半高宽 FWHM,峰值波长，主波长，亮度

第四节 可见光LED

一、GaP LED

二、GaAs1-xPx LED

三、GaN LED 第五节 红外 LED 一、性能特点

二、应用 光隔离器 阅读§8.6 , §8.7 , §8.8 , §8.9 , §8.10(不做作业和考试要求)第九章 集成器件 第十章 电荷转移器件 第一节 电荷转移

一、CCD基本结构和工作过程

二、电荷转移

第二节 深耗尽状态和表面势阱

一、深耗尽状态—非热平衡状态

二、公式（10-8）的导出

第三节 MOS电容的瞬态特性

深耗尽状态的能带图

一、热弛豫时间

二、信号电荷的影响

第四节 信息电荷的输运 转换效率

一、电荷转移的三个因素

二、转移效率、填充速率和排空率

第五节 电极排列和CCD制造工艺 一、三相CCD二、二相CCD 第六节 体内（埋入）沟道CCD

一、表面态对转移损耗和噪声特性的影响

二、体内（埋入）沟道CCD的基本结构和工作原理

第七节 电荷的注入、检测和再生

一、电注入与光注入

二、电荷检测 电荷读出法

三、电荷束的周期性再生或刷新

第八节 集成斗链器件

一、BBD的基本结构

二、工作原理

三、性能

第九节 电荷耦合图象器件

一、行图象器

二、面图象器

三、工作原理和应用

主要参考书目

半导体器件物理实验报告格式 篇5

《半导体器件实验》

实验报告

实验名称：作者姓名：作者学号：同 作 者：实验日期：

实验报告应包含以下相关内容：

实验名称：

一、实验目的二、实验原理

三、实验内容

四、实验方法

五、实验器材及注意事项

六、实验数据与结果

七、数据分析

八、回答问题

实验报告要求：

1.使用实验报告用纸；

2.每份报告不少于3页手写体，不含封皮和签字后的实验原始数据部分；

3.必须加装实验报告封皮，本文中第一页内容，打印后填写相关信息。

教学大纲半导体物理 篇6

北京理工大学半导体物理研究生考试简答题备考

基本概念 ：有效质量、本征激发、欧姆接触和肖特基接触、空穴、非平衡载流子和过剩载流子、直接复合和间接复合、费米能级和准费米能级、载流子的散射、pn结的扩散电容、间隙式杂质和替位式杂质、热电击穿、表面势、强反型、简并半导体、状态密度、载流子迁移率、载流子陷阱、同型异质结和反型异质结、各种效应、物理机制及可能应用 ：汤姆逊效应、霍尔效应、耿氏效应、pn结的光生伏特效应、塞贝克效应、温差电效应、珀尔贴效应、压阻效应、

教学大纲半导体物理 篇7

“沟通漏斗”现象是人与人之间交流时客观存在的障碍, 这种障碍无法彻底消除, 只能尽可能地减少, 它存在于我们日常生活的各个方面, 无论是口头还是书面语言的交流, 都有“沟通漏斗”影响着信息的接收, 且在教学活动中显得尤为突出, 教师辛辛苦苦备课、授课, 学生接受效果甚差。以《半导体物理》为例, 该课程公式推导复杂、知识点多、涉及面广、理论内容深奥、学科性强, 对学生的数学物理基础知识要求很高。由于半导体物理枯燥乏味, 理论公式推导烦琐复杂, 尤其受到这一“沟通漏斗”效应的影响。这就致使学生在学习过程中常常茫然不知所措, 久而久之丧失了对该课程的学习兴趣, 使得教学质量低下。因此, 有必要采取适当的方法或途径, 来克服这一“漏斗”现象。

一、了解半导体物理的发展史, 明确课程性质

《半导体物理》课程是微电子学专业的一门核心专业基础课程, 是连接半导体行业的桥梁。当前, 半导体行业已成为国民经济的重要组成部分, 它与国家安全和国民经济紧密地联系在一起, 在世界各国综合国力的较量中占据这及其重要的位置, 已成为国家重要战略产业[1]。半导体物理是对半导体材料的基本性能和内在机理进行研究, 是半导体行业的一门基础专业课程。其发展史可简述为:30年代初, 英国物理学家威尔逊 (H.A.Wilson) 将固体能带理论用于判据区分导体、半导体和绝缘体, 奠定了半导体物理的理论基础。1947年, 美国贝尔实验室的巴丁 (J.Bardeen) 、肖克利 (W.Shockley) 和布拉顿 (W.H.Brattain) 发明了晶体管, 开创了人类的硅时代, 大大促进了半导体物理的发展。50年代, 人们对半导体的能带结构、载流子的平衡和运输、光电特性、PN结合金属—半导体接触等做出理论解释, 从而发展成一个较为完整的理论体系, 促进了半导体技术和集成电路的飞速发展, 逐渐形成了现代世界半导体产业。半导体物理的发展经历了从简单到复杂、从多维到低维、从有序到无序的过程, 目前仍处在科学研究的前沿地位。

正所谓“工欲善其事, 必先利其器”, 因此, 很有必要在第一次课上详细介绍半导体物理的发展史, 消除学生对半导体物理的神秘感, 加深学生对半导体物理课程性质的认识, 这样就可以初步实现“感性沟通”。

二、注入行业前沿知识, 培养学生的自主兴趣

人与人的交流沟通往往会决定人的兴趣, 而兴趣能进一步促进交流沟通。以微电子市场为导向, 结合行业领域的迅速发展, 培养学生的自主兴趣[2]。兴趣可进一步增强学生的科学探索意识, 培养学生“干一行, 爱一行”的习惯, 让学生逐渐深化课本知识, 转变“让我学”到“我要学”的观念, 升华专业素质, 只有从被动学习转换为主动学习, 学生才会认真听讲, 遇到问题及时主动与老师沟通。

同时还要进一步加强与企业的合作, 建立企业实践教学基地。通过企业实习基地实践教学的建设与发展, 形成了系统的培养学生具备半导体材料和器件等基本物理与电学属性的测试分析能力。在实践教学过程中, 师生可针对某一具体的实例展开讨论, 这样学生的兴趣和创造性能得到很大的激发, 使他们能运用半导体物理理论知识去解决实际的问题, 增强了他们学习的动力, 做到学以致用。

三、形象化演示, 数学软件MATLAB应用于《半导体物理》

“百闻不如一见”, 做好形象化演示, 化静为动, 化抽象为具体, 增加教学内容的直观性和启发性, 对促进师生间的交流沟通、培养学生学习兴趣和提高课堂效率都能起到事半功倍的效果。由于半导体物理理论知识繁多, 公式的数学推导过程烦琐, 纯粹的理论“教学沟通”效果很不理想, 学生难以理解和掌握, 时间一长, 学生的疑问就像滚雪球似的越来越大, 随之难免会产生厌学情绪, 进而产生恶性循环, 使得师生之间难以继续“交流沟通”。随着电子计算机技术的迅速发展, 一些专业软件, 如商业数学软件MATLAB, 得以快速开发并逐渐融入到《半导体物理》教学过程, 比如利用matlab软件对PN结二极管电流与温度关系进行仿真模拟[3], 在这一过程中, 学生对知识点有直观的了解, 定量分析问题的能力就会提高, 师生之间的沟通相应地更加顺畅。

四、课后及时交流与答疑

由于教师弹性工作制和学生课后生活空间私密性等原因, 高校师生课后直接交流的机会受到很大的影响, 久而久之师生之间的关系变得淡化与冷漠。因此, 非常有必要加强师生课后的交流沟通与答疑。当下智能手机及电脑非常普及, 这就使得师生之间可以第一时间沟通交流, 如建立师生共享的QQ群或微信群, 用于教学交流和网络答疑。大家可以在群里对半导体物理学习过程中所遇到的问题, 畅所欲言, 各抒己见, 彼此学习, 取长补短, 相得益彰, 共同进步和提高。

五、结束语

教与学是一个相互配合, 交流沟通的过程, 充分调动学生学习半导体物理课程的积极性, 改善教学方法和教学手段, 对于减小“沟通漏斗”具有十分重要的作用。

摘要：“沟通漏斗”现象是人与人之间交流时客观存在的障碍, 在教学实践过程中尤为可见。半导体物理知识点多、涉及面广、理论内容深奥、公式推导烦琐复杂, 教学过程中枯燥乏味, 尤其受到这一“沟通漏斗”效应的影响。教与学是一个相互配合、交流沟通的过程, 笔者结合教学实践, 从四个方面改善教学方法和教学手段, 充分调动学生学习半导体物理课程的积极性, 对于减小“沟通漏斗”具有十分重要的作用。

关键词：沟通漏斗,半导体物理,交流沟通

参考文献

[1]王强.半导体物理的形象化教学[J].中国现代教育装备, 2009, (1) :92-93.

[2]汤乃云.微电子专业“半导体物理”教学改革的探索[J].中国电力教育, 2012, (13) :59-60.

半导体制造技术课程教学改革实践 篇8

关键词：半导体制造技术；教学改革；创新型人才

中图分类号：G633 文献标识码：A文章编号：1673-9795（2014）01（b）-0000-00

进入本世纪以来，我国经济发展到了转型的关键时期，过去靠高投资、高资源消耗、低效率的生产方式难以维持经济的可持续发展，通过引进技术或模仿的方式很难使经济进一步跨越。为使我国经济可持续发展，提升自主创新能力势在必行[1]。自主创新能力的提升依赖于人力资源整体水平的提高，培养具有创新意识高层次人才成为各高等学校责无旁贷的义务。

创新人才培养的关键环节是课程教学。浙江大学在四校合并之时就明确提出建立“研究型、创新型、综合型”大学，实施并不断完善知识、能力、素质并重的人才培养模式，学生不但要学习各种知识，而且要培养运用知识的各种能力，同时还要培养自身的优良的内在素质[2]。经过十几年的发展，浙江大学在创新人才培养、科学研究等方面取得了举世瞩目的成绩，这都与浙大全面实施课程教学改革密不可分。下面以半导体制造技术课程为例，探讨课程教学改革实践，以进一步提高人才培养质量，培养复合型创新人才。

1 半导体制造技术课程特点

半导体制造技术是针对材料类研究生一年级学生而开设的专业基础课，是一门内容丰富、动态发展、实践性和技术性很强的课程，对学生后续的研究工作及综合能力的培养具有重要作用。课程内容包括半导体材料特性、器件技术、硅和硅片制备、集成电路制造工艺、光刻、离子注入、硅片测试、装配与封装等，2学分，32学时。随着新技术、新工艺的不断出现，课程内容还会不断更新、充实和发展。

2 半导体制造技术课程教学改革实践

根据半导体制造技术课程的上述特点，结合浙大坚持“研究型、创新型”办学特色，该课程教学在使学生了解和掌握半导体制造技术基本知识和基本理论的同时，注重培养学生的创新能力和工程实践能力，使他们有能力在今后的科研工作和工程实践中用创新的思维方法去思考、解决半导体制造技术中的科研、工艺技术问题，这就要求我们授课教师提高认识，不断进行教学内容和教学方法、手段的改革，以提高课程教学质量和教学效果。

2.1教学内容的选取与组织研究生课程教学内容的选择标准应该对研究生的科学思维和创新方法的培养有利，要让研究生掌握科学的理论框架和逻辑框架，培养研究生的创新思维能力，变研究生被动学习为兴趣学习[3]。在具体实施教学时，首先根据课程的动态发展，对于那些有最新发展或最新应用的知识，参考教材或公开出版教材上没有的内容加到课程教学内容中去，然后对其进行精心组织，合理安排，其次将高年级研究生在半导体材料研究过程中的创新、研究成果作为案例引入课程内容，让研究生提前接触所在领域的研究，提高课程学习兴趣和为未来研究打下基础。

2.2更新教学理念，优化教学方法针对半導体制造技术课程特点，学习国内外研究生培养先进理念，优化教学方法。在传统课程教学中，教师多采用多媒体ppt教学，课程中心以教师授课为主，学生被动接受，这样的课堂注重知识的传授与学习，缺乏培养学生的科学研究能力和创新思维能力。鉴于此，在半导体制造技术课程教学中我们树立以学生为主体，教学与科研结合的理念实施教学。

依据半导体制造工艺特点，我们将半导体制造技术分成五个大项目，分别是半导体制造前期处理（包含氧化、淀积、金属化）、光刻、刻蚀、离子注入 、硅片测试与封装，课堂教学由此变成项目完成过程。相关理论知识由学生在完成项目的过程中查阅相关文献资料自主学习，教师在整个课程学习过程中起指导作用。具体实施过程如下：首先学生根据自己初步确定的研究方向分成五个小组，围绕课程项目进行选题；其次利用硅材料国家重点实验室的开放性和高年级研究生的研究，提前让学生进入实验室，以师傅带徒弟的方式让高年级研究生示范他们在研究过程中关于半导体制造技术方面的知识和技能，让学生获取感性认识，培养学生对课程的学习兴趣和对科学研究的兴趣；第三以小组为单位课外完成项目任务，教师明确提出任务完成目标、要求、项目成果及考核方式。第四项目成果展示及汇报，课堂上每小组派一名学生汇报小组内项目完成进展情况，小组内组员学习情况，项目任务完成过程中遇到的问题和重要的发现以及研究成果等。最后由教师对课程内容重要知识点进行归纳总结，对学生在项目完成中存在的问题及需改进的地方提出实质性指导意见或建议。这样充分发挥了学生学习的主动性和积极性，教师在整个教学过程中只起指导作用。实践证明，这样的教学方法教学效果很好，学生能很快进入自己的研究领域，在研究过程中常常能提出独到的见解，在实验过程中能根据前人的研究方法进行创新。

2.3采用灵活的课程考核方式课程考核是培养研究生过程中一个十分重要的环节，是检验教师教学效果、评价学生业务水平和掌握知识、技能程度的重要手段。良好的考核方式具有导向、诊断、反馈、评价、预测等功能，同时还对教风、学风、考风具有良好的引导作用[4]。因此，研究生的课程考核对于研究生的课程学习和科学研究起着非常重要的作用。

半导体制造技术在课程考核方式上克服了传统单一的考核方式，采用形成性评价，减少期末考核所占比例，增加平时项目完成考核比例。项目考核内容包括课程项目选题的新颖性，独到性及创新性，小组讨论时对小组学习的贡献，组内成员的协调沟通，项目汇报的知识性、文献阅读能力、语言表达、课程学习成果等。期末考核可根据学生学习具体情况采用灵活的考核方案，如写一篇关于半导体制造过程中关键技术的小论文，用ppt汇报最新半导体制造技术及其发展方向，制作一件半导体器件等。总之考核方式选取原则为利于研究生创新能力、科学研究能力培养及坚实的专业知识学习。

3 结语

通过尝试上面的教学改革，学生的自主学习意识加强了，教学效果明显得到提升。自开展教育教学改革以来，通过跟踪调查发现，研究生的学术水平得到大幅度提升，创新能力大大提高，高水平论文和专利增多。

参考文献：

[1] 袁群华.借鉴国际经验，培养研究生创新能力.文教资料，2012，（4）：142-143

[2] 苏伟杰.复合型创新人才培养的探讨.科技与生活，2009，（12）：69

作者简介：刘秀琼女士（1971-），副教授，硕士，主要从事化学工程与工艺教学、科研工作。

基金项目：乐山职业技术学院教改项目《多晶硅生产技术课程项目化教学改革》

教学大纲半导体物理 篇9

一、课程说明

（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分； 课程名称：（中文）有机半导体材料与器件；

（英文）Organic semiconductor materials and devices 所属专业：物理学专业、微电子科学与工程专业及光信息科学与技术类专业 课程性质：专业选修课程 学 分：3 课 时：54课时

（二）课程简介、目标与任务；

《有机半导体材料与器件》是一门新兴交叉和前沿学科，是将电子科学与有机材料科学紧密结合在一起的一门尖端学科。它凭借着有机光电材料及半导体材料独特的分子特性、软物质行为和超分子结构，已成为继真空电子、固体电子、光电子之后的国际研究热点。当前有机半导体材料与器件研究已经从基础研究走向产业化开发，并渗透到许多领域而迅猛发展，为人类文明与科学技术的进步做出日益突出的贡献。

本课程研究有机半导体材料及其光电子器件，讲解光电信息技术领域中有机半导体材料与器件所涉及的相关原理、技术及应用，是一门发展极为迅速、实践性很强的应用学科。学习本课程的目标是掌握有机材料及器件的基本理论、器件原理，了解该领域的最新成就和应用前景，进一步拓宽专业口径，扩大知识面，为学生将来进入有机电子、信息科学领域打下基础。

课程根据专业的特点，重点掌握目前有机光电功能材料与器件基本工作原理及其技术、了解和掌握最新国际发展趋势，使学生获得对有机半导体光、电子器件分析和设计的基本能力，掌握分析和解决实际问题的方法与途径，重视理论与实践的结合，以便为进一步开展有机光、电子相关研究奠定基础。

（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接； 本课程涵盖多学科领域，其中主要的学科是半导体物理学、半导体材料学，同时还需要具备有机化学和半导体器件的基本知识，并且还要应用半导体平面工艺技术等，因此本课程需要先修的课程包括：半导体物理、有机化学、半导体材料、半导体器件及半导体工艺等。

（四）教材与主要参考书。教材：

《分子材料与薄膜器件》，贺庆国、胡文平、白凤莲等编，化学工业出版社，2010 主要参考书：

1.黄春辉等，《光电功能超薄膜》，北京大学出版社 2.朱道本等，《有机固体》，上海科学技术出版社

3.黄春辉等，《有机电致发光材料与器件导论》，复旦大学出版社 4.M.Pope, Clarendon Press，《Electronic processes in organic crystals》，Oxford

5.Joseph Shinar, 《Organic light emitting devices》, Springer 6.马丁.波普，《有机晶体中的电子过程》，上海科学技术出版社 7.高观志等，《固体中的电输运》，科学出版社 8.黄维等，《有机电子学》，科学出版社

二、课程内容与安排 课程简介（绪论）第一章 有机材料与电子学 § 1.1 有机材料概念及发展简史 § 1.2 电子学与有机材料

§ 1.3 有机半导体与无机半导体比较 § 1.4 有机光电材料中的电子过程及相关性质 § 1.5 有机电子学及其应用

§ 1.5.1 有机场效应晶体管（Organic field effect transistor，OFET）§ 1.5.2 有机太阳能电池（Organic photovoltaic cells，OPV）

§ 1.5.3 有机电致发光器件（Organic electroluminescence devices，OELD）§ 1.5.4 有机传感器和存储器（Organic sensor，OS；Organic memory，OM）第二章 有机材料中的电子结构 § 2.1 有机分子内成键及相关概念 § 2.1.1 固体物质的成键方式 § 2.1.2 原子的电子轨道和电子云 § 2.1.3 原子之间的杂化轨道

§ 2.1.4 σ键与π键，单键、双键与三键，饱和键与不饱和键 § 2.1.5 价电子、σ电子、π电子和n电子 § 2.1.6 典型实例：化学成键与材料性质 §2.2 有机材料的电子结构及相关理论简介

§ 2.2.1 分子轨道理论（molecular orbital theory，MO理论）§ 2.2.2 配位场理论 § 2.2.3 能带理论 § 2.3 有机材料中电子能级

第三章 有机材料分子间作用力及其晶体堆积方式 §3.1 分子作用力 §3.2 有机分子晶体结构

第四章 有机材料中与光、能量相关的概念及电子过程 §4.1 分子内光激发态及其衰变过程

§4.2 聚集分子中的激发态及衰变特点（指晶体、固体时的特点）第五章 光跃迁规律 §5.1 光跃迁本质 §5.2 光跃迁选择法则

§5.3 Franck-Condon原理（Franck-Condon Principle）§5.4 Einstein方程：激发过程与辐射过程之间的关系 §5.5 光吸收强度分布

§5.6 光的发射效率及激发态寿命 §5.7 物质的发光 §5.7.1 发光物质／体系 §5.7.2 有机发光材料 第六章 激子 §6.1 激子的产生 §6.2 激子的分类

§6.3 激子输运——能量传递／转移 §6.4 激子扩散

§6.5 激子的动力学过程

第七章 有机材料中与电学性能相关的概念及电子过程 §7.1 有机材料电学性质研究历史 §7.2 描述电学性质的基本概念 §7.3 有机材料中载流子类型 §7.3.1 光生载流子

§7.3.2 非本征激发----掺杂型载流子（另一个是杂质缺陷型）§7.3.3 注入型载流子 §7.4 导电有机材料 第八章 有机半导体器件（专题讨论）

（一）教学方法与学时分配

1、教学方法：

（1）以课堂讲授为主，充分利用教材，围绕知识点组织教学内容；（2）多媒体教学：PowerPoint讲稿、Movie演示；（3）考试：闭卷笔试。

2.学时分配：

（4）本课程共54学时，讲授7章，课堂专题讨论1章。各章节的学时分配如下：

绪论（2学时）第一章（6学时）第二章（8学时）第三章（6学时）第四章（10学时）第五章（6学时）第六章（6学时）第七章（8学时）第八章（2学时）

（二）内容及基本要求 主要内容：

以学科特点和创新能力培养为基础设计课程内容，加强理论概念和技术应用的讲授，重点讲授有机光电材料中的电子过程及相关性质、有机材料中的电子结构及相关理论、有机材料分子间作用力及其晶体堆积方式、有机材料中与光、能量相关的概念及电子过程、光跃迁规律、激子的产生输运理论及其动力学过程以及有机材料中与电学性能相关的概念及电子过程；

引导学生自主搜索和阅读相关文献，让学生大胆提出自己的见解，并在课堂上进行 讨论典型的有机光电器件（有机发光二极管、有机场效应晶体管、有机光伏电池、有机存储器、有机激光、有机传感和有机光电探测器等）的原理、结构、材料、性能参数以及制造工艺。

【重点掌握】：有机光电材料中的电子过程及相关性质、有机材料中的电子结构及相关理论、有机材料分子间作用力及其晶体堆积方式、有机材料中与光、能量相关的概念及电子过程、光跃迁规律、激子的产生输运理论及其动力学过程以及有机材料中与电学性能相关的概念及电子过程；

【掌握】：有机光电器件的原理、结构、材料、性能参数以及制备工艺； 【了解】：有机半导体材料与器件的发展历程、最新进展及应用前景； 【一般了解】：发展中的有机半导体材料与器件；

【难点】：有机材料中的电子结构及相关理论、有机材料分子间作用力、有机材料中与光、能量相关的概念及电子过程、光跃迁规律、激子的产生输运理论及其动力学过程以及有机材料中与电学性能相关的概念及电子过程。

制定人：李海蓉

导体与绝缘体教学反思 篇10

科学课程标准指出：我们应该“用教材教”而不是“教教材”。对于《导体和绝缘体》一课的教学来说，不只是让学生记住两个抽象的概念——导体和绝缘体，引领孩子们亲身经历、亲身体验这两个概念“诞生”的过程，才是重中之重。

鉴于此，我是在上节学习的基础上和学生一起回顾电路检测器的使用方法和注意点。之后的“检测材料的导电性”的教学环节,为了通过尽可能多的实物的检测让学生在检测的过程中,亲身体验到材料的导电性。我在材料包中给学生准备了14种材料，除此以外我还引导学生根据自己的喜好，选择身边的物体进行检测。在检测之前，为了使学生更规范地开展实验活动，我首先安排了提出实验要求这一环节。在这一环节中着重强调先预测后检测。在学生的科学探究过程中实现了由具体实物到抽象概念的过渡，学生的探究认真投入,有趣有序,学得轻松活泼效果好,对概念的理解更自然。我想,这应是我以后上课努力追求的境界。

课堂上有机地融合了“安全用电”的思想教育，引导安全用电。这部分设计的活动是第一部分内容的理解和应用。通过学生的讨论，例证，懂得了导体和绝缘体各有什么作用？强化了学生们对导体和绝缘体的理解。明白了安全用电的注意事项，形成安全用电的生活意识。而本节课的最大难点就是让学生知道并且理解人体和水也是导体。当我问到人体、水到底是导体还是绝缘体时。学生立刻就想到用刚才实验用的电路检测器来进行实验。于是，有的学生用自己的手去连接电路了，……但是，无论他们怎样试小灯泡还是不亮，许多学生们似乎确信人体是绝缘体了。这时一位学生说：“水以及人体都是导体。在下雨时，人站在树下躲雨会遭雷击，所以水是导体；一个人触电时，另一个人直接用手去拉他时，也会触电。所以人体也是导体”。用事实说话，这是科学的态度。“但是我们怎样做实验来证明呢？”学生们不禁陷入了苦思之中，我趁机提出：“家里的电流是不是比干电池的电流高出很多呢？我们在安全用电的前提下，我们增大干电池的电量比如说100节电池去“进行实验行不行呢？”这时学生的思维又异常活跃起来了。他们理解了人体和水也是导体只是电路检测器中电池电量太小，而家里的220伏电压对人体而言很危险了。

一节课过后，学生经历了“自主、合作、探究”的过程，掌握了科学探究的方法，培养了学生的综合能力。

另外反思这节课还存在一些不足之处，比如：

第一、在指导电路检测器检测物体的导电性的注意点时，过于心急进入下一个环节，导致后来学生子啊啊操作中有胳臂小组操作方法不能按照要求进行。

第二、对于我这名新手教师而言课堂掌控灵活度很不够。没能及时发现学生在回答问题时的细微动态。及时作出针对性的解答。

第三、运用表扬激励的手段还不够熟练,不能及时发现学生在互动中的精彩,并给以适当的表扬鼓励。

“半导体光电子学”双语教学探讨 篇11

双语的英文是“Bilingual”,直接的意思就是:“Two Languages”(两种语言),是指在某个国家或某个地区有两个(或两个以上)民族同时存在,并存在两种或两种以上文化历史背景条件下,可能或必须运用两种语言进行交流的情景。这两种语言中,通常有一种是母语或本族语,而另一种语言往往是后天习得的第二种语言或者是外国语。毫无疑问,我们所讲的“双语”是指英语和汉语这两种语言。而目前在中国,英语只能称之为外语(Foreign Language),只有当我们创设了一定的语言环境条件(主要是学习者周围的人使用该种外语的比例),使英语经过一定的积累,逐渐成为日常交流用的语言之一,才使英语教学从Foreign Language(外语)变为Second Language(第二语言)甚至是Bilingual(双语)。显然就英语学习者来说Bilingual(双语)是英语习得的最高层次。双语教学的最终目标是学习者能同时使用母语和英语进行思维,能在这两种语言之间根据交际对象和工作环境的需要进行自由的切换。检验双语教学是否成功的标准应该是学科知识和语言能力的“双丰收”。上海理工大学光电学院自2005年开设了“半导体光电子学”双语教学课程。经过四年多的教学实践,下面将我们的一些教学体会总结一下。

一、教学内容的选择

半导体光电子学是一门涉及光学、电子学、半导体物理等多个学科门类的综合性学科,同时半导体光电子技术近年来发展非常迅速,这些新的前沿技术正是这门学科中最有前途、最具应用前景的技术。但是,这些前沿技术有一些还处于研究阶段,很多理论和技术还不成熟,因此在教学大纲中设置教学内容时既要考虑基本理论,又要兼顾前沿技术。考虑到本课程采用双语教学,我们以国外权威的S.O.K a s a p著“O p t o e l e c t r o n i c s a n d Photonics:Principle and Practices”和Amnon Yariv著“Optical Electronics i n M o de r n C o mmu n i ca t i on s”为蓝本结合本学科的发展趋势及我们课程设置的实际情况加以补充、删减,以优化教学内容。最终我们选取半导体光电子学的基本原理、基于半导体的光发射器件和光检测器件等作为我们的基本教学内容,同时也择入了一些拓展性内容,如光调制器件、光通讯网络等。

二、双语教学师资队伍的建设

双语课教师承担着双重任务,首先是学科内容的教学,其次是外语的教学。因此,对双语教师的素质要求是很高的,他们不仅必须精通学科知识,而且必须有相当扎实的英语表达能力。目前我国高校的大部分双语课教师都是由专业课教师担任,因此他们的相关学科知识基本能够胜任教学要求,关键是提高这些教师的课堂英语表达能力。上海理工大学光电学院针对“半导体光电子学”双语课的课程要求,先后选派了三名主讲教师出国进修,提高他们的英语水平。实践证明,这些教师回国后能较好胜任双语课的教学任务,教学质量得到较大提高。

三、课堂教学

1. 中英文语言的运用

传统的外语教学,教师注重对语言知识的传输,而双语教学则主张在学习课程内容的同时学习语言,将两者进行完美的统一,使语言的学习过程更符合语言学习规律。目前我国双语教学主要有以下三个层次:

第一个是简单渗透层次,与以前的专业英语课类似,教师在上课时可以用英语讲述重要定理和关键词等,其目的是让学生的英语学习具有持续性,提高学生的专业文献阅读能力。显然这种层次的授课方式不是开展双语教学的目的所在。

第二个是整合层次,教师讲课时交替使用中英文,让学生学会如何用外语表达中文内容。根据我国高校的实际情况,目前大多数的双语教学都采取这种教学方式。

第三是双语思维层次,即让学生学会用母语和外语来思考解答问题。这应该是双语教学的最佳模式,但限于各种条件,目前很难达到,应该创造条件达到这种模式,鼓励有条件的教师采取这种模式。

我们认为双语教学的首要目标是保证学生对授课内容的掌握,在此基础上提高学生的专业英语水平。双语思维是双语教学应该达到的模式,但考虑到我们学生和教师的实际情况,全部用英语授课有一定难度,因为这不仅对教师的英语水平要求较高,而且对学生的英语水平也有较高要求,学生如果理解困难,不仅不能提高英语水平,反而连专业知识也无法掌握。因此实际中我们采用中英文交替讲授,主要用英文,但遇到关键内容及较难理解的内容辅以中文讲授。同时在讲课过程中教师必须密切关注学生的反应,如果多数学生感到困惑就需要重复讲解或用中文讲解,确保学生对授课内容的理解。

我们在教学实践中还发现,双语课教学采用小班教学、分层次教学可以有效提高教学效果。所谓小班分层次教学就是将学生按照英语程度分为若干小班,这样对英语水平较高的班级可以采用全英文授课,使其英语听说能力得到较大提高;而对于英语水平稍差的班级则用中英文交替讲授,确保他们在掌握专业知识的基础上英语听说能力也有一定提高。

2. 课堂互动

双语课的教学目的是使学生在全面掌握课程内容的基础上提高专业英语的水平,对学习者而言是“通过外语学习学科知识”,对教师而言,则是“通过外语教授学科知识”。也就是说,双语教学并非通过语言课程来实现语言教育的目标,而是通过学校教育中其它的科目来达到帮助学习者掌握语言的目的,外语的习得不仅仅是在外语课上,而是在所有的学科中,在教师的“教学语言”中,在教学过程的所有活动中得到耳濡目染的外语学习效果。因此,双语教学强调师生间的互动,强调教学资源,教学环境等全方位的第二语言的交互,而绝不仅仅是在英语课堂上听英语教师从头到尾用英语授课。

我们在教学实践中非常重视课堂的师生互动。要求学生做好课前预习,每次课前均通过提问的方式对上节课的主要内容进行复习,鼓励学生听不懂立即发问。选择部分英语程度较好的同学,让他们提前准备好相关内容,在课堂上由他们试讲,以此锻炼他们的英语口语。此外,还组织各种形式的小组讨论,让更多学生有用英语交流的机会。

3. 多媒体电子课件

多媒体技术是一种高效率的教学手段,传达的信息量比较大。但在双语教学过程中,由于用英语授课,必须考虑学生的接受能力,因此必须处理好多媒体课件的信息量与学生接受能力之间的关系,将教师的主导作用和多媒体的辅助作用有效地结合起来,使学生在全面掌握授课内容的基础上英语表达能力也得到提高。双语教学的多媒体电子课件还必须起到画龙点睛的作用,简洁清晰,帮助学生更好地理解授课内容。

四、总结

本文简单介绍了我们在“半导体光电子学”双语教学实践中的一些心得。为达到较好的双语教学效果,需要选择合适的教学内容,根据实际情况选择合适的双语教学模式,充分利用多媒体课件的优势,加强课堂上的师生互动。双语教学目前在我国高校还是新兴事物,希望通过我们的教学实践能对这种教学方式不断进行完善和提高。

摘要：本文介绍了“半导体光电子学”双语教学中通过精选教学内容、根据具体情况采取适当的教学模式、加强课堂互动、充分利用多媒体课件等手段提高教学效果的一些体会。

关键词：半导体光电子学,双语教学

参考文献

[1]顾立志.双语教学中外语运用度的研究.黑龙江高教研究.2006,7