———电子科学与技术专业非微电子方向《固体物理》课程优化
曹全喜
(西安电子科技大学技术物理学院，陕西西安710071)
雷可德第一作者曹全喜(52)，男，教授，博导，教学副院长。主要从事教学和本科教学管理以及电子材料与元器件领域的科研工作。
摘 要：本文介绍了电子科学与技术专业非微电子方向《固体物理》课程的建设。包括根据专业特点和与后续课程的衔接，对该课程内容的取舍和优化，系列配套的CAI 课件。并重点介绍了结合课程教学内容对学生正确思维方法的潜移默化的作用。关键词：固体物理；内容优化;CAI 课件；思维方法 Cur r iculum Constr uct ion of Solid Sta te Physics
CA O Quan 2xi
(School of Technical P hysi cs Xi di an Uni versi t y ,Xi ’an 710071,Chi na )
Abstract :In t hi s paper ,t he curriculum const ructoin of Solid St ate Physics i s i nt roduced.It is i nvol ved t he opti mized over again of t he course ’s conte nt s and a serie s CA I coursewa re accordi ng t o t he specialt y f eat ure and t he li nki ng up of t he follow 2up course .The course cont ent s and scientific t ho ught way are ba nded t oget her closely.The change and infl uence i mpercepti bl y effect ing of cour se cont ent on t he st ude nt ’s ri ght t hought way i s int roduced.
K eyw or ds :soli d stat e physics ;cont ent s opti mize ;CA I courseware ;t hought way
1 课程内容的取舍和优化
权重计算
《固体物理》课程是电子科学与技术、微电子学、光信息科学与技术、应用物理、材料科学与工程等专业的重要专业基础课。该课程本身涵盖的知识面广，不同类型学校的《固体物理》均有不同的取舍和特点。例如，多数理科综合性大学是把半导体物理、超导体、材料的磁性能等内容均包含在《固体物理》课程之中。而理科微电子学专业和工科电子科学与
技术专业的微电子方向在《固体物理》课程之后还要专门开设《半导体物理》课程。而作为电子科学与技术专业非微电子方向的《固体物理》课程在教学内容的取舍和特点上应该与以上两种情况均不同。
我校是以电子信息为主要特的学校，电子材料与元器件、光信息科学与技术等非微电子专业方
向也均注重其与电性能相关的各种物理机制。又鉴于半导体材料与器件的广泛应用，这些专业和专业方向在《固体物理》之后也专门开设《半导体物理》课程(只讲到“非平衡载流子”)。同时开设了《材料物理》课程(包括了材料的磁性、超导等)。我们注重《固体物理》和《半导体物理》等课程的衔接和融合，把其他院校《半导体物理》课程中的“半导体中的电子状态”、“半导体的缺陷能级”等内容完全融入《固体物理》课程，避免了不必要的重复，节约了总课时，同时避免学生吃“夹生饭”，显著提高了教学质量和教学效率。由于能带论在电子信息学科的重要性，该课程把能带论、晶格结构、晶格振动等章节放到了较突出的地位。也形成了我校《固体物理》突出的电子信息类学科的特。
为了使我们编写的教材适用于后续没有《半导
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6第29卷 增刊 电气电子教学学报
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体物理》课程的院校，在该教材中补充了“半导体的导电性”一章，包括p2n结等半导体材料与器件的基本内容。
我们编写的新教材对相关的物理概念更关注，课后加强了思考题，特别重视把对学生思考问题方法的“
潜移默化”贯彻到教学内容中，强调对物理对象模型的建立和描述，处理各种实际问题的近似方法，注意理论和实际的结合和相互促进。希望能起到既教书又教思想方法的效果。另外在每章末尾补充了《阅读材料》，介绍该章相关学科领域的最新研究成果，例如在《晶格振动》一章后补充了《新型负热膨胀材料》、
《声子晶体》、《无序系统中的原子振动》等三节阅读材料。希望能扩大学生的知识面，进一步激发学生对科学的渴望、对知识的追求和兴趣，也给学生留下了进一步“想象”的空间。
2 系列配套的CA I课件
我们在《固体物理》的教学中，经过近十年的努力和积累，设计制作了一整套多媒体课件，将本科阶段课程中涉及的所有晶体结构，都用三维动画的形式，生动的表现出来；建立了内容丰富的自学辅导课件，方便学生在课后对课程的难点和重点进行针对性的理解和巩固。目前我们的这项改革已经取得了一定的成果，每届同学均使用，并得到了学生的广泛好评。《固体物理系列课件》2006年获“第六届全国高校多媒体课件大赛”优秀奖。与众不同的课程体系和CA I课件是我校《固体物理》课程的鲜明特。
该课件主要包括以下内容:
单晶纳米铜
在与不在(1)晶体结构动画演示。使晶体的对称性、布里渊区、X光衍射、晶格振动等较抽象内容用三维动画演示出来，达到形象生动，一目了然的效果。并在使用过程中不断完善，取得了较好的教学效果。
(2)自学辅导课件。根据教学大纲要求的重要知识点，编了各章学生自测题，自测后计算机自动评判并指导学习，例如，应该学习某章节的哪个知识点，看哪个动画文件等，循环反复，达到辅导学生自学的目的。
(3)固体物理图片集。图片集是动画的补充，它不但包括了固体物理课堂教学中要使用的所有图形、图片，而且包括了很多用于学生扩大知识面的图形、图片。
()固体物理问答题集。包括了固体物理教学中涉及到的主要的概念，有助于学生对基本概念的学习。
(5)固体物理习题及参考解答集。由于固体物理课程本身具有的难度较大、习题难作的特点，课后作业学生也作不了太多。在课程接近结束时把习题的参考答案和另外一些补充习题及参考答案发放下去，利于学生复习，提高教学质量。(6)课堂教学内容的多媒体CAI课件。以上内容包括了本科教学大纲的所有内容，成为成龙配套的系列CA I课件。
3 注重分析问题思维方法与能力培养
科学方法论是人们对科学研究中运用的认识和实践方法的总体看法，是对科学研究方法的合理性、有GARY FAYE LOCKE
效性的分析。科学方法是科学研究的基础和前提，可以说，不懂科学方法论，就不能进行有效的科学研究。合理的使用科学研究和思维的方法，有利于人们由表及里、由此及彼地总结、归纳客观事物的规律，认识客观世界的本质。正确有效的思维方法是分析问题能力强弱的重要体现。而正确思维方式的培养必须贯穿于教学的各个环节，通过长期的“潜移默化”而逐渐形成。
吴有松事件《固体物理》课程的特点之一就是模型、假设多。各种模型、假设都携带着当年科学前辈分析问题的烙印，也是培养学生正确的思维、提高分析问题能力的鲜活的教材。在整个教学过程中，结合教学内容注重把实事求是、实践是检验真理的标准、唯物辩证法、反对主观臆断等认识论、方法论的问题恰当地引入教学中。并结合当年科学问题的解决，讨论从实验现象的发现———理论模型(假设)的提出———理论计算和解释———实验验证———理论进一步升华的全过程，引导学生理解和体会提出问题(Ei nsten讲：提出问题比解决问题更重要)，分析问题和解决问题的思路和方法。激励学生刻苦学习，努力攀登科学高峰。
例如在讲到“金属电子论”时，较详细地介绍了当年特鲁多如何分析“金属价电子”和“气体分子”在质量大小、所受的作用力、满足的统计规律方面的相似性。把当年已研究清楚的气体分子运动论的分子运动模式、术语、甚至结论均移植到金属中的价电子上来，提出了“特鲁多金属电子气”的经典模型；利用该模型一举成功解释了金属的电导、热导等的实验现象。该例子也说明了正确的思维方法在科学研究中的作用。
86 电气电子教学学报 2007年10月4
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