《半導(dǎo)體照明技術(shù)》課程建設(shè)的探索與思考

程立文

摘 要： 半導(dǎo)體照明技術(shù)課程是一門較新的課程。課程主要是結(jié)合目前世界及我國對半導(dǎo)體照明人才的迫切需要，瞄準(zhǔn)當(dāng)前半導(dǎo)體發(fā)光二極管和照明產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)學(xué)研熱點(diǎn)，而開設(shè)的一門專業(yè)理論并結(jié)合實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)的課程。

關(guān)鍵詞： 半導(dǎo)體照明技術(shù) 課程建設(shè) 現(xiàn)代化教學(xué)手段 教學(xué)改革

半導(dǎo)體照明技術(shù)這門課程完美地解釋了光電效應(yīng)，詮釋了“光”與“電”之間的緊密聯(lián)系。該課程屬于一門專業(yè)課，面向的專業(yè)主要是微電子學(xué)及光信息科學(xué)等專業(yè)，目前全國開設(shè)這門課程大專院校和普通高校還很少。這門課程對學(xué)生之前所學(xué)的基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課是一次很好的運(yùn)用和檢驗(yàn)，因此無論是工科還是理科，開設(shè)這門課程都十分有必要。結(jié)合地方半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和國家對這方面人才的需求，我校是全國較早開設(shè)這門課程的高校之一，基于此，對這門課程的建設(shè)進(jìn)行探析。

一、課程的教學(xué)組織形式

當(dāng)前，高校教學(xué)的教學(xué)組織形式仍是“教師在講臺上講，而學(xué)生在課桌前被動的聽”，俗稱“填鴨式”教學(xué)，而考核主要方式則是閉卷考試。這種單調(diào)的教學(xué)組織形式已不能適應(yīng)對學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)的教學(xué)要求，特別是像《半導(dǎo)體照明技術(shù)》這類新型課程。對于這門課程，在教學(xué)組織形式上應(yīng)采用理論結(jié)合實(shí)驗(yàn)甚至是實(shí)踐的方法，理論上教學(xué)可以采用分組討論并且考察方式也不應(yīng)單一，需要找到一種能全面反映學(xué)生學(xué)習(xí)效果的綜合評價手段。本課程在理論考核上將創(chuàng)新性的采用開卷考試，并結(jié)合平時作業(yè)成績、課堂教學(xué)實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)報告、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、參觀實(shí)踐，等等，對學(xué)生進(jìn)行綜合評定和考核；在實(shí)驗(yàn)考核方面，依托學(xué)院的公共實(shí)驗(yàn)平臺，要求學(xué)生認(rèn)真聆聽并自行設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)，掌握實(shí)驗(yàn)技巧，提交實(shí)驗(yàn)報告；另外，結(jié)合本課程產(chǎn)業(yè)化的特點(diǎn)，安排一到兩次工廠車間實(shí)地參觀學(xué)習(xí)，綜合考查學(xué)生實(shí)踐動手能力，并要求提交相關(guān)考察報告；以上考核方式的改進(jìn)都是力圖擺脫傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)。通過這些創(chuàng)新性的教學(xué)形式和考核方式促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提高。

二、綜合考慮當(dāng)前半導(dǎo)體照明的產(chǎn)學(xué)研需求，合理選擇和編排課程的教學(xué)內(nèi)容

半導(dǎo)體照明，在產(chǎn)業(yè)界通常分為上游、中游和下游。上游主要是芯片設(shè)計(jì)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(yīng)用。從產(chǎn)業(yè)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(chǔ)研究集中在上游，應(yīng)用研究則集中在中游和下游。這樣就對我們整個課程的設(shè)置提出了很高要求。要求我們的教學(xué)內(nèi)容既滿足于畢業(yè)后直接就業(yè)的同學(xué)，又適應(yīng)進(jìn)一步深造的同學(xué)。因此課程設(shè)置的內(nèi)容如下：從對半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）和照明的認(rèn)識和歷史出發(fā)，重要講述LED的發(fā)光原理、白光的發(fā)光原理；然后依托“LED是怎樣煉成的”這條主線，對整個LED的產(chǎn)業(yè)進(jìn)行詳細(xì)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(jié)合LED及燈具的檢測，講解LED的光學(xué)性能、電學(xué)性能和熱學(xué)性能；最后是照明的工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用。這幾部分內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，對整個LED和半導(dǎo)體照明的前世今生做了深刻描述，既能夠滿足產(chǎn)業(yè)的要求，又能滿足科研的需求，更能真切提高學(xué)生的理論和實(shí)踐能力。此外，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇上，既有結(jié)合科研的芯片設(shè)計(jì)和仿真模擬，又有學(xué)生親自動手的光電性能測試方面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，一方面有去一線產(chǎn)業(yè)工廠的參觀學(xué)習(xí)，另一方面有相關(guān)專家學(xué)者的學(xué)術(shù)報告。

三、根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，精選合適的優(yōu)秀教材

《半導(dǎo)體照明技術(shù)》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(jīng)典教材，結(jié)合前期的認(rèn)真調(diào)研和比較，進(jìn)行挑選。認(rèn)為由華南理工大學(xué)出版，文尚勝等編著的《半導(dǎo)體照明技術(shù)》一書是當(dāng)前最適合的一本教材。在實(shí)際上課的過程中，可以根據(jù)需要調(diào)整上課章節(jié)的順序，適當(dāng)增減部分內(nèi)容，另外，我們推薦一些可供學(xué)生選擇的課外教材，如果學(xué)生底子薄，則可以看看由LED照明推進(jìn)協(xié)會編，李農(nóng)、楊燕譯的《LED照明設(shè)計(jì)與應(yīng)用》一書。如果學(xué)生對工藝和產(chǎn)業(yè)感興趣，則推薦由電子工業(yè)出版社出版，陳元燈編著的《LED制造技術(shù)與應(yīng)用》。如果學(xué)生的基本原理和機(jī)理有興趣，則可以參考由科學(xué)出版社出版，史光國編著《半導(dǎo)體發(fā)光二極管及固體照明》。如果學(xué)生對目前的科學(xué)前沿感興趣，則可以檢索相關(guān)國際國內(nèi)的最新文獻(xiàn)進(jìn)行閱讀和學(xué)習(xí)。

四、科學(xué)合理利用多種教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量

就教學(xué)手段而言，如前面所述，該課程的教學(xué)不能停留在傳統(tǒng)的“一言堂”教學(xué)模式上，不能讓學(xué)生長期處于被動接受狀態(tài)，這樣不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提高和思維能力的培養(yǎng)，影響授課質(zhì)量；結(jié)合我們精心安排的教學(xué)內(nèi)容，首先我們組織相關(guān)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(xué)形式和手段應(yīng)用于教案和課件的編寫中。其中大部門章節(jié)將采用啟發(fā)式教學(xué)方式、參與式教學(xué)、討論式等教學(xué)方法進(jìn)行。改變學(xué)生的被動接受狀態(tài)，在授課過程中，對教學(xué)內(nèi)容中的偏重于技術(shù)應(yīng)用或相對比較前沿的內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生興趣愛好進(jìn)行分組討論，每組學(xué)生分工調(diào)研相應(yīng)技術(shù)發(fā)展的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景，并形成相關(guān)的調(diào)研報告，在課堂上進(jìn)行匯報討論。在討論過程中，教師多提問并鼓勵學(xué)生表達(dá)觀點(diǎn)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氣氛，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，加深對所學(xué)知識的理解。對于某些科學(xué)前沿?zé)狳c(diǎn)問題，可以采用專題研討式教學(xué)，選取課程中與前沿技術(shù)結(jié)合緊密的內(nèi)容，邀請相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者做專題性的學(xué)術(shù)報告，從而開闊學(xué)生眼界，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，這樣既豐富教學(xué)信息量，又保證教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性和前沿性。另外，將組織學(xué)生到相關(guān)的半導(dǎo)體照明工廠企業(yè)或者是科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，近距離感受，并要求撰寫相應(yīng)實(shí)踐報告，從而加深和鞏固課程內(nèi)容。最后我們將加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺建設(shè)，引入國際最新的半導(dǎo)體體器件仿真模擬軟件，為大學(xué)生提供活動創(chuàng)新基地，通過多樣化教學(xué)手段，不僅可以強(qiáng)化課程教學(xué)效果，而且可以達(dá)到從多方面培養(yǎng)學(xué)生的目的。

綜上所述，本文對《半導(dǎo)體照明技術(shù)》課程的教學(xué)組織形式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)教材和教學(xué)手段進(jìn)行了深入探討和剖析。目的在于通過創(chuàng)新型的教學(xué)改革和實(shí)踐，找到一條適合于像《半導(dǎo)體照明技術(shù)》這類“理工結(jié)合、理論與實(shí)踐結(jié)合、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合緊密”課程的教學(xué)思路和方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃寶玉，項(xiàng)國雄.國家精品課程建設(shè)現(xiàn)狀分析及思考[J].中國高教研究，2007（9）.