融入地區優勢改革半導體物理與器件課程教學模式*

◆王曉丹 毛紅敏

融入地區優勢改革半導體物理與器件課程教學模式*

◆王曉丹 毛紅敏

以培養高素質創新人才為目標，根據長三角半導體行業蓬勃發展的地區優勢，提出因需施教、理論聯系實踐的教學模式改革。以學生為主體，培養科研創新型人才，從而促進產學研更快發展及半導體行業的技術進步。

電子行業；半導體物理與器件；教學改革

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.12.103

1　引言

電子信息產業是研制和生產電子設備及各種電子元件的軍民結合型工業。2009年以來，電子信息產業已成為中國國民經濟重要的支柱產業，同時對軍事領域也有著深刻的影響。

2　半導體物理與器件課程教學改革的必要性

電子信息產業的發展既依賴于集成電路、數字化通信等半導體產業的不斷發展，又與半導體領域技術的進步和骨干人才的培養息息相關。集成電路差不多每三年就更新一代，成為知識及技術更新最為迅速的行業［1］。2015年，我國電子信息產業收入總規模預計達到15.5萬億元，比2010年進入“十二五”前翻了一番。“十三五”期間，電子信息行業將以“中國制造2025”的國家戰略作為依托，加快信息技術的融合創新發展。如此宏偉的目標和快速的創新發展戰略，對電子行業中IC人才在知識結構、創新能力等方面提出更為專業的要求。

此外，教育部提出高校培養創新型高素質人才的目標。作為講授電子類課程的高校教師，筆者深感順應科技的發展、市場的變化，滿足各方面對不同人才的需求，改變教學模式勢在必行［2］。半導體物理與器件課程作為應用物理和電子類專業本科生和研究生的必修專業課程，在整體專業課程中占有重要地位，且為后續開設半導體制造工藝及集成光學等課程的基礎，亦為半導體行業人才的入門級必修課。如何改變半導體物理與器件課程教學模式，培養出滿足市場需求的高素質人才，是高校教師必須且迫切要思考的問題。本文結合教學經驗，提出以下幾點教學模式改革思路。

*基金項目：國家自然科學基金項目（61306004）；江蘇省自然科學基金項目（BK20130263）；校級重點專業（應用物理學）建設項目資助（No.2013ZYXZ-08）。作者：王曉丹，蘇州科技學院數理學院副教授，博士；毛紅敏，蘇州科技學院數理學院（215009）。

3　結合長三角地區優勢，因需施教

江蘇半導體是我國半導體產業的發祥地之一，在20世紀80年代就實現了我國集成電路的大規模生產，積累了晶圓制造經驗，培養了大批IC骨干人才，有利推動了半導體產業的快速發展。江蘇省現擁有蘇州工業園區、高新區，無錫新區，常州新區，南京江寧開發區等國家和省級信息化產業基地。僅蘇州地區就有和艦科技、三星、瑞薩、英飛凌、東芝、飛利浦、AMD、賀利氏等眾多著名大公司。因此，半導體領域的人才需求數量巨大，素質要求較高。

為了滿足半導體公司的用人需求，培養高素質的IC人才，深入多家半導體公司進行調研，參觀公司生產線，與企業工程師會談，根據企業對半導體領域人才知識結構的需求，修改培養方案和課程大綱，在原有半導體物理知識的基礎上，根據企業需求側重于器件結構的講解，實施因需施教的教學方法。

如對于最基礎的結構P-N結，結合在LED、光探測器和太陽能電池領域的應用進行講解，并與蘇州阿特斯陽光電力有限公司建立友好的合作關系，組織學生走進公司的太陽能電池制造生產線進行參觀，更好地掌握此結構。在工藝方面，重點介紹封裝和測試。在蘇州地區集成電路產業中封裝和測試收入占全年總收入的75%左右，因而此方向人才需求量巨大。

此外，將調研企業的生產線、人才需求等信息教授給學生，通過實實在在的市場需求、工作崗位等現狀，讓學生了解學習半導體物理與器件課程的必要性，也切實調動了學生學習的積極性，使學生充分認識到要掌握哪些知識和技能，才會在求職中立于不敗之地。如此便實現了因需而學的學習氛圍，學習效果較之前有很大改善。

4　理論與實踐相結合，學以致用

在半導體物理與器件課程的授課過程中，對于某些重要的物理概念，在講解的同時利用本?，F有實驗儀器引入實驗環節，通過實驗使學生更加深入透徹地掌握半導體物理的知識。如在講授半導體的電阻率概念時，增加學生利用探針臺采用四探針法來測量一些常規半導體的電阻率的實驗。通過學生的實際操作，更加牢固地掌握了電阻率的概念。在講授半導體材料特性的霍爾效應時，學生利用霍爾效應儀來測量半導體的載流子濃度，從而更加深入地了解霍爾效應的應用［3］。

此教學模式的改革歸功于蘇州科技學院擁有電子薄膜材料實驗教學示范中心和固態物理與材料研究中心。中心擁有磁控濺射鍍膜系統、激光分子束外延、脈沖激光沉積、光刻機、原子力顯微鏡、光譜分析儀及綜合物性測量系統等設備，還配備傳感器實驗分室和太陽能電池實驗分室。中心可以為教學模式改革提供設備上的支持。

此外，根據現有設備和學生就業需求，增設半導體器件方面的課程設計，從薄膜生長、電極制作到太陽能電池的組裝等［4］。將課程設計融入教學對應的章節中，使學生在掌握了半導體器件結構的基礎上，動手進行簡單器件的設計制作，將理論與實踐結合。此方法充分調動了學生的學習興趣，效果較好。

5　培養創新能力，推動產學研發展

當前多元化社會需要全能型人才，大學生的就業壓力日益增大。教師在講授半導體物理方面基礎知識的同時，更要注重對學生創新能力的培養［5］。教師獲得多項半導體方面國家及省部級科研項目資助。教師在授課的同時，鼓勵學生進入實驗室，參與半導體項目的研究，培養學生的科研思維和創新能力，并將最新的科研成果融入到課堂教學中。此外，建立高校優勢學科和氧化物薄膜材料與光學信息協同創新中心，在教師帶領下，增加與香港大學、南京大學、中科院物理所、蘇州納米所等其他院校學生的科研交流，取長補短，不斷提升學生的創新能力，并聯合推動微納器件的產業化進程。

根據蘇州地區優勢，大力提倡產學研相結合。蘇州科技學院與昆山雙橋傳感器測控技術有限公司簽訂了共建“蘇州動態力敏傳感器工程技術研究中心”的產學研合作協議。在講授半導體課程的同時，組織學生參觀昆山雙橋傳感器測控技術有限公司，使學生切實了解半導體器件在產品中的應用、銷售和市場情況。研成果融入到課堂教化物薄膜材料與光學增加與香港大學、南等其他院校學生的科創新能力，并聯合推學研相結合。蘇州科公司簽訂了共建“蘇的產學研合作協議。參觀昆山雙橋傳感器半導體器件在產品中

6　結束語

依據長三角地區半導體企業眾多，IC人才需求量巨大的優勢，本文提出因需施教、理論聯系實際及注重創新能力培養等教學模式的改革。通過改革，希望學生能扎實掌握知識，切實提高學生的創新能力，以適應半導體行業市場對人才的需求?！?/p>

［1］王芬，陳益文.長江三角洲與珠江三角洲電子信息產業發展的比較分析［J］.中國信息導報，2005（10）：15-21.

［2］王印月，趙猛.改革半導體課程教學 融入研究性學習思想［J］.高等理科教育，2003（1）：69-71.

［3］施敏.半導體器件物理與工藝［M］.趙鶴鳴，錢敏，黃秋萍，譯.江蘇：蘇州大學出版社，2002.

［4］夏定元.電子信息工程專業實驗室建設探討［J］.實驗室研究與探索，2003，22（1）：131-132.

［5］徐煒煒，黃靜.從半導體物理課程教學談高素質人才培養［J］.南通航運職業技術學院學報，2009，8（4）：97-99. IC人才需求量巨大系實際及注重創新能希望學生能扎實掌以適應半導體行業市

G642.3

B

1671-489X（2016）12-0103-02