薄膜与外延技术课程的教学改革探索
来源:用户上传
作者:
摘 要：本文以《薄膜与外延技术》课程教学为基础，介绍了该课程的主要内容，针对课程教学中存在的问题，总结教学改革方法，包括对教学内容的更新与优化，丰富教学方法以及将教学和科研相结合。通过改革，改善教学效果，提升学生的科学研究能力和创新能力。
关键词：薄膜材料 外延技术 教学方法
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）10（c）-0211-02
现代科学技术的突飞猛进推进了新材料技术的不断突破，在新材料技术的各个分支中，薄膜技术在工业上有着极为广泛的应用，薄膜材料在新材料技术领域中占有极其重要的地位。薄膜材料是微电子和光电子器件产业的重要组成部分，从而被广泛应用于集成电路、晶体管、发光二极管、光电探测器、传感器等领域。在科研工作中，薄膜材料的合成工艺为合成新材料、探索新性能、集成高性能器件等方面也提供了有利的技术支撑[1-2]。依托于杭州电子科技大学的优势电子类学科，材料科学与工程专业对大二本科生开设了《薄膜与外延技术》专业课，开展相应的课程教学工作，为学生后续的科研和工作打下了扎实的专业基础。
目前，薄膜与外延技术这门课程主要包括真空技术基础，薄膜的物理、化学制备工艺及其所涉及的制备原理和相关设备，以及薄膜材料的应用等。该课程教学中，学生主要以理论学习为主，在课程学习中难以对各种薄膜的制备设备构造和制备工艺有较深入的认识，对于抽象概念，也晦涩难懂。
1 薄膜与外延技术教学中存在的问题
《薄膜与外延技术》这门课程主要以课堂讲授为主，内容丰富，专业性强，结合学生对课堂效果的反馈，发现课程教学过程中尚存在一些问题：（1）教学内容呈现方式单一，主要以课堂讲授为主，使得学生只能被动接受相关知识，课堂的枯燥乏味让学生昏昏欲睡，玩手机，甚至逃课;（2）课程教学与实践相脱离，学习内容抽象，学生对相应的理论，设备构造，工艺流程及原理等方面的知识点还比较难消化吸收;（3）教材内容陈旧，缺乏对当前最新薄膜制备技术方面的内容更新与介绍。针对以上问题，提出相应的改革方案。
2 薄膜与外延技术的教学改革探索
针对本校材料专业本科生生的特点，结合杭州电子科技大学的电子特色，须对现有的《薄膜与外延技术》课程体系，如教学内容、教学方式等方面进行改革与优化。
2.1 教学内容的更新与优化
《薄膜与外延技术》是一门主要介绍无机半导体薄膜材料的合成工艺、制备设备及其相关理论知识的专业必修课，该课程涉及的知识面较广，为学生以后进一步深造和就业有很好的帮助和指导作用。
随着科学技术的迅猛发展和科学研究的不断深入，新的薄膜制备技术，新的薄膜材料，新的应用领域，以及相关的新概念和新理论也是层出不穷的。因此，为了提高《薄膜与外延技术》这门课程的教学效果，提升学生的课堂专注度，此课程的教学内容需不断地推陈出新，我们需不断地将最新的科研成果引入到课堂教学中来丰富教学内容，让学生更清楚地认识到本课程的重要性，并能够端正学生的学习态度，从而提高学习兴趣。比如在讲授传统薄膜材料的同时，可以引入当前比较前沿的研究热点，如石墨烯、氮化硼、过渡金属硫族化合物等无机半导体薄膜的制备，性质及应用等，并拓展介绍一下背后的研究背景和趣闻，这样不仅能激发学生认真听讲的兴趣，甚至还可能激发学生的科研兴趣，促使他们有进一步深造的想法。与此同时，结合相关老师从事薄膜材料制备相关研究工作的科研经历和心得体会来深入浅出地讲授相关理论知识，不仅可以拉近自己与学生之间的距离，还可事半功倍地提高课堂教学效果。
2.2 丰富教学方法
课程中善于运用现代化的教学方法，如运用PPT、小动画、相关科普短视频等多媒体技术来设计内容丰富的课件，尤其是在讲解薄膜的制备工艺时，往往涉及到多种薄膜制备仪器的使用和工艺原理，而且不同的设备具有不同的构造、工艺流程和基本原理，因此可以利用相关仪器操作的动画和视频让学生直观地理解这些设备的原理和特点。这样不仅能让学生理解相关的技术，而且能够在以后的工作中学以致用。此外，在教学过程中，任课老师可将学生分成若干小组，对相关知识点进行文献查阅，并归纳、总结，每个小组以PPT的形式进行讲解、分析和讨论，可保证每个学生的参与度，并鼓励学生大胆提出自己不懂或有疑惑的地方，以及新的想法，老师可协助学生对不妥或有误的地方进行指正和修改，根据提问给出相应的解答。这种模式不仅可以促进学生在课前和课后自主学习，还可推动学生更加专注于相关知识点的思考，从而加深对薄膜知识点的理解。
2.3 教学与科研结合
薄膜与外延技术这门课程主要讲授的是关于薄膜的物理性能，薄膜的制备技术、设备及其原理，以及薄膜的应用基础等方面的抽象理论知识。这门课程使用的教材版本也是几年前的老旧版本，对当前薄膜相关的新技术、新设备、新应用、新理论等方面的介绍尚少，导致教材中的知识点与社会生产发展相脱节，对相关技术人才的培养不利。因此，可以充分利用学院的平台和师资，安排学生进入研究薄膜相关的老师课题组中去开展实验研究，不仅可以加深学生对薄膜知识点的认识和理解，还能提升学生的动手能力，为以后从事材料类的工作打下坚实的基础。此外，还可邀请从事薄膜研究的学术界大牛和从事薄膜生产的行业大咖来开展薄膜相关的专题讲座，不仅可以让学生了解到最新的薄膜制备技术、前沿科技、研究成果，拓展学生的知识面，有利于调动学生的学习热情和探索精神;还可让学生认识到薄膜的应用领域、市场需求、行业发展动态和未来市场前景，有利于增强学生的学习自信心，明确未来的从业选择，并为将来提前做好相应的准备和知识储备。
3 结语
基于材料学专业本科学生的特点，提出了《薄膜与外延技术》课程中存在的问题，总结了教学改革方法，通过优化教学内容、丰富教学形式、教学结合科研手段，激发了学生对课程的兴趣，提高了学生的学习兴趣，加深了学生对课程知识点的理解，奠定了学生的科研基础，增强了学生的专业素养，为光电行业提供优秀的人才。
参考文献
[1] 孙凤云.“真空薄膜技术”课程教学改革探索[J].黑龙江教育（理论与实践），2016（3）：70-71.
[2] 杨勇，陈舟，徐滕州，等.《真空薄膜技术》課程教学改革探索[J].科技创新导报，2019（6）：209-210.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15124247.htm
