基于STEM教育理念的《半导体物理》跨学科课程教学改革研究与实践

陈显平 陈紫薇 陶璐琪

摘  要：《半导体物理》是固体物理学的一个重要分支，是微电子技术的理论基础。作者将STEM教育理念融入到《半导体物理》的教学中，通过培养学生跨学科学习思维，增强学生动手和创新能力，改变考核评价方式，将理论学习与科研有效结合，提升学生科学素养、技术素养、工程素养和数学素养，激发学生自主学习热情，加强专业素质。

关键词：STEM教育;半导体物理;教学改革

中图分类号：G642 文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）22-0126-03

Abstract： "Semiconductor Physics" is an important branch of solid state physics and the theoretical basis of microelectronics.The author integrates stem education concept into the teaching of "Semiconductor Physics". By cultivating students' interdisciplinary learning thinking， enhancing students' practical and innovative ability， effectively combining theoretical learning with scientific research， improving students' scientific literacy， technical literacy， engineering literacy and mathematical literacy， students' enthusiasm for independent learning can be aroused and professional quality can be strengthened.

Keywords： STEM education; Semiconductor Physics; transformation of education

一、概述

《半导体物理》是研究半导体原子状态、电子状态以及半导体器件内部电子运动过程的一门学科，是半导体科学的理论基础，也是发展半导体技术的重要基础。由于这门课学科交叉性强，知识点繁多，公式推导复杂，物理概念抽象，覆盖知识面广，涉及到很多固体物理、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学等其它基础课程的内容，大部分学生在学习《半导体物理》课程时都存在着一定的困难[1]。“半导体物理”是光电工程学院本科生一门非常重要的专业必修核心课程，其教学效果与学生未来就业发展紧密相关。因此，进行相关课程教学方法和教学策略的改革尤为迫切。“半导体物理”传统教学方法方式单一，难以取得良好的教学效果。STEM是一种强调多学科融合来解决问题的一种教育理念。将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和數学（Mathematics）融入到《半导体物理》的教学中，培养具有卓越创新能力的复合型人才。

二、半导体物理教学现状分析