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摘 要：本文针对《微电子器件基础》课程的特点，依据在电子科学与技术专业《微电子器件基础》课程教学活动中的感受以及目前国外内相关教学研究文献，分析了《微电子器件基础》课程的目标、教学方法、重点和难点、学业考核方法、课程考试情况，以期达到更好的提高《微电子器件基础》的教学质量的目的。
关键词：课程目标 教学方法 重点与难点 学业考核 课程考试情况分析
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（c）-0213-03
微电子是现代信息产业的基石，是当代电子系统的核心。微电子产业是国民经济和社会发展的基础性、先导性和战略性产业，是培育发展战略性新兴产业、推动信息化和工业化深度融合的核心与基础，是转变经济发展方式、调整产业结构、保障国家信息安全的重要支撑，其战略地位日益凸显。拥有强大的微电子技术和产业，是迈向创新型国家的重要标志。其中微电子器件是微电子专业重要的基础学科支撑[1-6]。
1 课程目标
《微电子器件基础》为高等学校电子科学与技术微电子器件专业的专业必修课程。该课程首先介绍半导体器件基本方程。在此基础上，全面系统地介绍PN结二极管、双极结型晶体管（BJT）和绝缘栅场效应晶体管（MOSFET）的基本结构、基本原理、工作特性和SPICE模型。还介绍了主要包括HEMT和HBT的异质结器件。让本科生在有限的时间内掌握必要的理论基础，并通过实验巩固所学的知识，掌握半导体参数测量的一些主要原理和方法，为进一步学习有关器件的专门知识及其他器件准备好必要条件。
2 教学方法
本课程采用多媒体教学，教学内容包括：讲课、课堂讨论、习题课、现场教学、实验课、大作业、课程设计等。要求学生掌握三类晶体管（PN结、双极型晶体管、场效应晶体管）的基本原理和工作特性的基本知识、基本原理。希望学生学习本课程后，通过对三类晶体管的基本原理和工作特性的了解，为进一步学习有关器件的专门知识及其他器件准备好必要条件。培养学生分析问题、解决问题的能力。掌握三类晶体管的原理和特性为下一步的数字集成电路、模拟集成电路、射频集成电路和SOC的学习打下器件的基础。
本课程采用“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，普通高等教育“十一五”国家级规划教材。结合学生个性特点，因材施教。本课程的课堂教学将充分利用数字化技术、网络教学平台等，采用多媒体教学，课堂讲授结合讨论和案例教学，调动学习积极性，提高教学效率。本课程课堂教学流程如图1所示。
其中本课程安排大作业1次，同学们以抽签方式完成相关内容，并提交纸质文档，以百分制记入平时成绩中。内容包括：（1）半导体方程的各种简化形式；（2）势垒电容与扩散电容的计算；（3）PN结内建电场的计算；（4）BJT电流放大系数、截止频率、特征频率、时间常数、功率增益的计算；（5）MOSFET阈电压的计算；（6）MOSFET线性区精确的直流电流电压方程的建立。
3 重点与难点
希望学生学习本课程后，通过对三类晶体管的基本原理和工作特性的了解，为进一步学习有关器件的专门知识及其他器件准备好必要条件。本课程内容较抽象，运用的高数知识较多，理论有一定难度。在教学过程中，本课程主要进行解析分析，通过对方程在一定的具体条件下加以简化后再来求近似解，对于每一个知识点，采用先讲清楚物理概念和分析问题的主要思路，然后再进行数学公式的推演，并拟采用讲解示例、动画辅助、课堂讨论、学生试讲等多样化的教学手段，增强学生的学习兴趣和积极性；采用引导式教学方法，提高学生的自学能力；并结合一定学时的实验课程，培养学生的动手能力，以改善课程的教学效果。
本课程的重难点内容有：（1）半导体方程的各种简化形式；（2）PN结空间电荷区的形成；（3）BJT交流小信号电流电压方程；（4）MOSFET的基本结构与工作原理。本课程的难点内容有：（1）在什么条件下简化半导体方程；（2）雪崩倍增因子的推导；（3）基区输运系数与发射结扩散电容的关系；（4）MOSFET阈电压的推导。希望通过课程的学习和上机的实践，培养学生发现问题、分析问题、描述问题及解决问题的个人能力。
4 学业考核
学业考核是非常重要的一个教学环节。是检验教师教学效果，进一步改进和改革教学方法，同时促使学生主动学习和理解微电子器件相互重难点内容，掌握微电子器件基本参数的主要措施。为此制定如表1的考核标准，尽量做到公平公正的原则给予学生考核。
5 课程考试情况分析
在一系列的教学活动结束后，对13级电科专业38个学生进行了闭卷考试。并对考试结果做了试卷分析。考试成绩的分布情况如表2和成绩分布直方图如图2所示，考试成绩符合正态分布。通过对学生试卷的分析，发现：（1）填空题第5题，对晶体管的高频优值概念不理解；（2）填空题第8、9题，对于MOSFET的工作原理有些模糊；（3）判断题第3题，不清楚PN结的正向电流主要是漂移电流还是扩散电流。在以后的教學中会加强这些内容的训练和理解。
通过《微电子器件基础》的教学活动和考核结果，得出的结论如下，命题方面：总体上，试卷包含了书本90%的知识点，试题的类型丰富共5种题型，试题难易程度适中。教学方面：试卷的考试内容主要来自课堂上讲授的知识和课后作业的拓展。在今后的教学活动中，会再增加更多的互动环节，进一步的提高学生的自主学习的积极性。学生学习：大部分学生学习比较主动，在课后经常提问。只有一小部分学生处于被动的完成作业阶段。管理方面：考虑网络和微电子技术的，今后会把物联网技术引入课堂，发展智慧课堂教学。
参考文献
[1] 陈卉，文毅，张华斌.“微电子器件”实验教学改革与探索[J].高教学刊，2016（1）：118.
[2] 任敏，张波，张庆中.“微电子器件”课程的教学方法[J].电气电子教学学报，2014，36（1）：54-55.
[3] 王健，李靠天.“微电子器件基础”课程的现代教学理念改革研究[J].教育教学论坛，2015（3）：91-92.
[4] 孙云飞，胡伏原，罗恒.以生为本的高校微电子器件教学研究[J].教育教学论坛，2016（10）：178-180.
[5] 刘继芝，廖昌俊，任敏.“微电子器件”课程三元教学法的研究[J].电气电子教学学报，2016，38（5）：78.
[6] 石瑞英，龚敏，伍登学.课堂讨论是培养本科人才创新能力的有效方法[J].高等教育发展研究，2008（2）：49-52.
关键词：课程目标 教学方法 重点与难点 学业考核 课程考试情况分析
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（c）-0213-03
微电子是现代信息产业的基石，是当代电子系统的核心。微电子产业是国民经济和社会发展的基础性、先导性和战略性产业，是培育发展战略性新兴产业、推动信息化和工业化深度融合的核心与基础，是转变经济发展方式、调整产业结构、保障国家信息安全的重要支撑，其战略地位日益凸显。拥有强大的微电子技术和产业，是迈向创新型国家的重要标志。其中微电子器件是微电子专业重要的基础学科支撑[1-6]。
1 课程目标
《微电子器件基础》为高等学校电子科学与技术微电子器件专业的专业必修课程。该课程首先介绍半导体器件基本方程。在此基础上，全面系统地介绍PN结二极管、双极结型晶体管（BJT）和绝缘栅场效应晶体管（MOSFET）的基本结构、基本原理、工作特性和SPICE模型。还介绍了主要包括HEMT和HBT的异质结器件。让本科生在有限的时间内掌握必要的理论基础，并通过实验巩固所学的知识，掌握半导体参数测量的一些主要原理和方法，为进一步学习有关器件的专门知识及其他器件准备好必要条件。
2 教学方法
本课程采用多媒体教学，教学内容包括：讲课、课堂讨论、习题课、现场教学、实验课、大作业、课程设计等。要求学生掌握三类晶体管（PN结、双极型晶体管、场效应晶体管）的基本原理和工作特性的基本知识、基本原理。希望学生学习本课程后，通过对三类晶体管的基本原理和工作特性的了解，为进一步学习有关器件的专门知识及其他器件准备好必要条件。培养学生分析问题、解决问题的能力。掌握三类晶体管的原理和特性为下一步的数字集成电路、模拟集成电路、射频集成电路和SOC的学习打下器件的基础。
本课程采用“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，普通高等教育“十一五”国家级规划教材。结合学生个性特点，因材施教。本课程的课堂教学将充分利用数字化技术、网络教学平台等，采用多媒体教学，课堂讲授结合讨论和案例教学，调动学习积极性，提高教学效率。本课程课堂教学流程如图1所示。
其中本课程安排大作业1次，同学们以抽签方式完成相关内容，并提交纸质文档，以百分制记入平时成绩中。内容包括：（1）半导体方程的各种简化形式；（2）势垒电容与扩散电容的计算；（3）PN结内建电场的计算；（4）BJT电流放大系数、截止频率、特征频率、时间常数、功率增益的计算；（5）MOSFET阈电压的计算；（6）MOSFET线性区精确的直流电流电压方程的建立。
3 重点与难点
希望学生学习本课程后，通过对三类晶体管的基本原理和工作特性的了解，为进一步学习有关器件的专门知识及其他器件准备好必要条件。本课程内容较抽象，运用的高数知识较多，理论有一定难度。在教学过程中，本课程主要进行解析分析，通过对方程在一定的具体条件下加以简化后再来求近似解，对于每一个知识点，采用先讲清楚物理概念和分析问题的主要思路，然后再进行数学公式的推演，并拟采用讲解示例、动画辅助、课堂讨论、学生试讲等多样化的教学手段，增强学生的学习兴趣和积极性；采用引导式教学方法，提高学生的自学能力；并结合一定学时的实验课程，培养学生的动手能力，以改善课程的教学效果。
本课程的重难点内容有：（1）半导体方程的各种简化形式；（2）PN结空间电荷区的形成；（3）BJT交流小信号电流电压方程；（4）MOSFET的基本结构与工作原理。本课程的难点内容有：（1）在什么条件下简化半导体方程；（2）雪崩倍增因子的推导；（3）基区输运系数与发射结扩散电容的关系；（4）MOSFET阈电压的推导。希望通过课程的学习和上机的实践，培养学生发现问题、分析问题、描述问题及解决问题的个人能力。
4 学业考核
学业考核是非常重要的一个教学环节。是检验教师教学效果，进一步改进和改革教学方法，同时促使学生主动学习和理解微电子器件相互重难点内容，掌握微电子器件基本参数的主要措施。为此制定如表1的考核标准，尽量做到公平公正的原则给予学生考核。
5 课程考试情况分析
在一系列的教学活动结束后，对13级电科专业38个学生进行了闭卷考试。并对考试结果做了试卷分析。考试成绩的分布情况如表2和成绩分布直方图如图2所示，考试成绩符合正态分布。通过对学生试卷的分析，发现：（1）填空题第5题，对晶体管的高频优值概念不理解；（2）填空题第8、9题，对于MOSFET的工作原理有些模糊；（3）判断题第3题，不清楚PN结的正向电流主要是漂移电流还是扩散电流。在以后的教學中会加强这些内容的训练和理解。
通过《微电子器件基础》的教学活动和考核结果，得出的结论如下，命题方面：总体上，试卷包含了书本90%的知识点，试题的类型丰富共5种题型，试题难易程度适中。教学方面：试卷的考试内容主要来自课堂上讲授的知识和课后作业的拓展。在今后的教学活动中，会再增加更多的互动环节，进一步的提高学生的自主学习的积极性。学生学习：大部分学生学习比较主动，在课后经常提问。只有一小部分学生处于被动的完成作业阶段。管理方面：考虑网络和微电子技术的，今后会把物联网技术引入课堂，发展智慧课堂教学。
参考文献
[1] 陈卉，文毅，张华斌.“微电子器件”实验教学改革与探索[J].高教学刊，2016（1）：118.
[2] 任敏，张波，张庆中.“微电子器件”课程的教学方法[J].电气电子教学学报，2014，36（1）：54-55.
[3] 王健，李靠天.“微电子器件基础”课程的现代教学理念改革研究[J].教育教学论坛，2015（3）：91-92.
[4] 孙云飞，胡伏原，罗恒.以生为本的高校微电子器件教学研究[J].教育教学论坛，2016（10）：178-180.
[5] 刘继芝，廖昌俊，任敏.“微电子器件”课程三元教学法的研究[J].电气电子教学学报，2016，38（5）：78.
[6] 石瑞英，龚敏，伍登学.课堂讨论是培养本科人才创新能力的有效方法[J].高等教育发展研究，2008（2）：49-52.