《半導體照明技術》課程建設的探索與思考

程立文

摘 要： 半導體照明技術課程是一門較新的課程。課程主要是結合目前世界及我國對半導體照明人才的迫切需要，瞄準當前半導體發光二極管和照明產業的產學研熱點，而開設的一門專業理論并結合實踐與實驗的課程。

關鍵詞： 半導體照明技術 課程建設 現代化教學手段 教學改革

半導體照明技術這門課程完美地解釋了光電效應，詮釋了“光”與“電”之間的緊密聯系。該課程屬于一門專業課，面向的專業主要是微電子學及光信息科學等專業，目前全國開設這門課程大專院校和普通高校還很少。這門課程對學生之前所學的基礎課和專業基礎課是一次很好的運用和檢驗，因此無論是工科還是理科，開設這門課程都十分有必要。結合地方半導體產業和國家對這方面人才的需求，我校是全國較早開設這門課程的高校之一，基于此，對這門課程的建設進行探析。

一、課程的教學組織形式

當前，高校教學的教學組織形式仍是“教師在講臺上講，而學生在課桌前被動的聽”，俗稱“填鴨式”教學，而考核主要方式則是閉卷考試。這種單調的教學組織形式已不能適應對學生的綜合素質進行培養的教學要求，特別是像《半導體照明技術》這類新型課程。對于這門課程，在教學組織形式上應采用理論結合實驗甚至是實踐的方法，理論上教學可以采用分組討論并且考察方式也不應單一，需要找到一種能全面反映學生學習效果的綜合評價手段。本課程在理論考核上將創新性的采用開卷考試，并結合平時作業成績、課堂教學實踐、實驗報告、實驗設計、參觀實踐，等等，對學生進行綜合評定和考核；在實驗考核方面，依托學院的公共實驗平臺，要求學生認真聆聽并自行設計完成實驗，掌握實驗技巧，提交實驗報告；另外，結合本課程產業化的特點，安排一到兩次工廠車間實地參觀學習，綜合考查學生實踐動手能力，并要求提交相關考察報告；以上考核方式的改進都是力圖擺脫傳統的填鴨式教學。通過這些創新性的教學形式和考核方式促進學生學習興趣的提高。

二、綜合考慮當前半導體照明的產學研需求，合理選擇和編排課程的教學內容

半導體照明，在產業界通常分為上游、中游和下游。上游主要是芯片設計和外延，中游集中在芯片的工藝，而下游則是燈具的封裝和應用。從產業界的需求講，從上游到中游然后到下游對人才的需求量是逐漸增加的。從科研角度說，基礎研究集中在上游，應用研究則集中在中游和下游。這樣就對我們整個課程的設置提出了很高要求。要求我們的教學內容既滿足于畢業后直接就業的同學，又適應進一步深造的同學。因此課程設置的內容如下：從對半導體發光二極管（LED）和照明的認識和歷史出發，重要講述LED的發光原理、白光的發光原理；然后依托“LED是怎樣煉成的”這條主線，對整個LED的產業進行詳細描述，包括襯底、芯片外延和芯片工藝，以及器件封裝。接下來要結合LED及燈具的檢測，講解LED的光學性能、電學性能和熱學性能；最后是照明的工程設計和應用。這幾部分內容環環相扣，對整個LED和半導體照明的前世今生做了深刻描述，既能夠滿足產業的要求，又能滿足科研的需求，更能真切提高學生的理論和實踐能力。此外，在實驗內容的選擇上，既有結合科研的芯片設計和仿真模擬，又有學生親自動手的光電性能測試方面的實驗內容。在實踐環節中，一方面有去一線產業工廠的參觀學習，另一方面有相關專家學者的學術報告。

三、根據教學內容的需要，精選合適的優秀教材

《半導體照明技術》由于是一門新課程，因此目前市面上還沒有能完全滿足本科生需要的經典教材，結合前期的認真調研和比較，進行挑選。認為由華南理工大學出版，文尚勝等編著的《半導體照明技術》一書是當前最適合的一本教材。在實際上課的過程中，可以根據需要調整上課章節的順序，適當增減部分內容，另外，我們推薦一些可供學生選擇的課外教材，如果學生底子薄，則可以看看由LED照明推進協會編，李農、楊燕譯的《LED照明設計與應用》一書。如果學生對工藝和產業感興趣，則推薦由電子工業出版社出版，陳元燈編著的《LED制造技術與應用》。如果學生的基本原理和機理有興趣，則可以參考由科學出版社出版，史光國編著《半導體發光二極管及固體照明》。如果學生對目前的科學前沿感興趣，則可以檢索相關國際國內的最新文獻進行閱讀和學習。

四、科學合理利用多種教學手段，提高教學質量

就教學手段而言，如前面所述，該課程的教學不能停留在傳統的“一言堂”教學模式上，不能讓學生長期處于被動接受狀態，這樣不利于學生學習興趣的提高和思維能力的培養，影響授課質量；結合我們精心安排的教學內容，首先我們組織相關專家和教師制作精美的電子教案和課件，并注重將豐富的教學形式和手段應用于教案和課件的編寫中。其中大部門章節將采用啟發式教學方式、參與式教學、討論式等教學方法進行。改變學生的被動接受狀態，在授課過程中，對教學內容中的偏重于技術應用或相對比較前沿的內容，根據學生興趣愛好進行分組討論，每組學生分工調研相應技術發展的應用現狀和發展前景，并形成相關的調研報告，在課堂上進行匯報討論。在討論過程中，教師多提問并鼓勵學生表達觀點，激發他們的學習興趣，活躍課堂氣氛，培養學生創新能力，加深對所學知識的理解。對于某些科學前沿熱點問題，可以采用專題研討式教學，選取課程中與前沿技術結合緊密的內容，邀請相關領域的專家學者做專題性的學術報告，從而開闊學生眼界，激發學習興趣，這樣既豐富教學信息量，又保證教學內容的先進性和前沿性。另外，將組織學生到相關的半導體照明工廠企業或者是科研機構進行參觀學習，近距離感受，并要求撰寫相應實踐報告，從而加深和鞏固課程內容。最后我們將加強實驗教學平臺建設，引入國際最新的半導體體器件仿真模擬軟件，為大學生提供活動創新基地，通過多樣化教學手段，不僅可以強化課程教學效果，而且可以達到從多方面培養學生的目的。

綜上所述，本文對《半導體照明技術》課程的教學組織形式、教學內容、教學教材和教學手段進行了深入探討和剖析。目的在于通過創新型的教學改革和實踐，找到一條適合于像《半導體照明技術》這類“理工結合、理論與實踐結合、產學研結合緊密”課程的教學思路和方法。

參考文獻：

[1]黃寶玉，項國雄.國家精品課程建設現狀分析及思考[J].中國高教研究，2007（9）.