• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看

      ?

      融入學科優(yōu)勢的“半導體物理與器件”課程教學模式探索*

      2019-12-24 10:49:59滕曉云楊保柱楊景發(fā)張建飛
      物理通報 2019年5期
      關鍵詞:半導體器件太陽能

      滕曉云 楊保柱 楊景發(fā) 蘇 亞 張建飛

      (河北大學物理科學與技術學院 河北 保定 071002)

      1 引言

      新能源產業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產業(yè)的代表,是低碳經(jīng)濟的發(fā)展方向,也是新一輪國際競爭的戰(zhàn)略制高點,世界發(fā)達國家和地區(qū)都把發(fā)展新能源作為順應科技潮流、推進產業(yè)結構調整的重要舉措.產業(yè)的快速發(fā)展迫切需要具備更高的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和跨界整合能力的新型工科人才支撐.

      在新能源領域本科專業(yè)技術人才培養(yǎng)(人才素質與專業(yè)能力培養(yǎng))中,課程體系建設起著基礎性作用.多所高校新能源專業(yè)均將“半導體物理與器件”列為本專業(yè)重要的專業(yè)基礎課程之一,“半導體物理與器件”課程最初開設于微電子學專業(yè),伴隨著新能源產業(yè)及半導體科學的迅猛發(fā)展,傳統(tǒng)的教學模式已經(jīng)不能適應創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)和新能源產業(yè)的發(fā)展需求,教學模式的改變勢在必行.河北大學物理學院具有很強的新型光電材料研究背景和科研創(chuàng)新能力,并擁有光學工程一級學科、光電信息材料省重點實驗室及新能源光電器件國家與地方聯(lián)合工程實驗室,已經(jīng)建立了新能源材料與器件領域的人才團隊,在新能源材料方面的相關研究和開發(fā)已初具規(guī)模.

      為了更好地發(fā)揮學科特色和優(yōu)勢,切實提高教學質量,培養(yǎng)創(chuàng)新性人才,本文結合河北大學新能源材料與器件專業(yè)培養(yǎng)目標及地方院校特色,圍繞半導體物理與器件課程的設置及具體實施進行探討.

      2 “半導體物理與器件”的教學現(xiàn)狀

      “半導體物理與器件”課程分為半導體物理與半導體器件兩部分[1],半導體物理部分主要講述半導體的一些基本物理概念、物理過程及其規(guī)律,如半導體材料基礎、載流子模型、載流子輸運等;半導體器件部分包括PN結二極管、金屬半導體接觸、雙極型晶體管等幾種核心半導體器件.本課程涉及的物理概念和基本原理較多,理論性強,推導過程繁瑣復雜,對學生的物理基礎要求較高.同時,從1947年12月23日第一塊晶體管的誕生到現(xiàn)在短短70年的時間,半導體科技和產業(yè)的發(fā)展日新月異、新理論不斷涌現(xiàn),極大豐富了半導體物理的教學內容.而目前的教學還是以教師的主動講授為主的傳統(tǒng)教學,教學內容相對滯后,實行的是“填鴨式”的灌輸教育,教學手段單一僵化,使得學生在學習過程中不主動、理論知識和實際應用之間銜接不上,很難取得預想的教學效果.

      3 科研成果融入教學充實教學內容

      傳統(tǒng)教育注重對知識的傳授和記憶,學生學的越來越“規(guī)矩”,創(chuàng)新思維越來越“單薄”. 而目前高等院校在培養(yǎng)新型工程應用型人才的重要目標是理論聯(lián)系實踐[2],培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力.教什么內容不是根本目的,學生達到什么能力才是關鍵.因此,在半導體物理與器件課程的授課過程中,從學生角度出發(fā),依托學院在新能源方向的學科優(yōu)勢,將半導體材料生長、電極制作、器件組裝及特性測試等這些教師的科研工作深入淺出地融入教學中.充分引導學生“做中學、研中創(chuàng)”,激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,構建學做合一、研創(chuàng)結合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式.

      目前,河北大學新能源材料與器件研究團隊主要從事新型太陽能材料與器件應用基礎研究,包括太陽能材料的制備與光電器件(染料敏化太陽能電池、量子點太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池)、新型復合光催化材料的制備(光分解水制氫)等研究[3].太陽能電池的理論基礎就是半導體物理學,所以半導體物理學課程的講授不僅僅是讓學生掌握半導體材料的基本規(guī)律,學會分析半導體物理現(xiàn)象的基本方法,也要能夠向學生傳遞最新研究成果與教材上相關內容的關系以及最新研究成果在哪些方面具有突破性的進展.例如,講授半導體材料電學參數(shù)特性時,增加學生采用四探針法來測量實際制備的半導體材料電阻率的實驗,通過學生的實際操作,更加深入地了解溫度、微量雜質等對半導體導電性能影響的內在本質;在“Cu2ZnSn(S,Se)4太陽能電池的制備及界面電學特性研究”的項目中,采用磁控濺射技術制備CZTSSe吸收層,CZTSSe 薄膜的微觀結構和光電特性都是由組成薄膜成分的化學計量學引起的不同本征缺陷決定的,課題組通過實驗參量的調節(jié),獲得CZTSSe薄膜微觀結構的調整規(guī)律,通過對太陽能電池載流子產生和傳輸特性的分析,理清CZTSSe薄膜微觀結構與電池性能的關系,提高太陽能電池轉換效率.載流子的產生、復合及其運動規(guī)律是半導體物理教學的重點和難點,在實際教學中我們結合教師在研的項目,通過對器件光電轉換特性提升因素的分析,讓學生更深入地理解教學內容,有效激發(fā)學生的學習興趣,促進學生對基礎知識的掌握及科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

      4 依托科研優(yōu)勢構建實踐教學

      高水平科研實驗室是大學的核心競爭力,大量的技術領先、裝備先進的儀器設備,是不可多得的培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的優(yōu)質教學資源.科研項目是最好的實踐教學內容的來源,教育部《關于全面提高高等教育質量的若干意見》中提到[4],促進科研與教學互動,及時把科研成果轉化為教學內容,重點實驗室、研究基地等向學生開放.教師在授課的同時結合學科的研究方向,以科研與項目為載體,以學生課外科技活動、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐、學科競賽等為手段,鼓勵學生進入實驗室,參加科研探索和各類創(chuàng)新性實踐活動,培養(yǎng)學生的科研思維和創(chuàng)新能力.如:從教師正在承擔縱向科研項目 “摻餌納米晶硅電致發(fā)光器件的制備及其發(fā)光特性研究”“高壓條件下納米晶硅的多激子產生特性研究”及“基于CuInS2固態(tài)量子點敏化太陽能電池的構建及界面載流子動力學的研究”等中涉及的相關光電特性、激子產生、界面調控及載流子輸運等部分內容作為學生的設計課題進行研究性創(chuàng)新性研究,學生在教師的指導下進行研究性創(chuàng)新實驗項目研究,學習和鍛煉科學研究思維和方法的綜合訓練,提高分析問題、解決問題和實際動手能力.

      通過以科研項目為基礎的研究性創(chuàng)新實踐教學,很好地培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神和實踐能力.累計獲國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目8項、省級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目10 項,共參加大學生“挑戰(zhàn)杯”學術科技/創(chuàng)業(yè)大賽、中國大學生計算機設計大賽、全國大學生電子設計競賽等各類競賽20 余項,榮獲國家級一等獎2項、國家級二等獎3項.

      5 結論

      “半導體物理與器件”是實現(xiàn)新能源利用及發(fā)展新能源技術的核心課程,本文針對目前教學中存在的主要問題,結合河北大學新能源材料與器件專業(yè)培養(yǎng)目標及學科特色和優(yōu)勢,構建適應創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學-科研一體化教學思路,通過調整教學內容,創(chuàng)新實踐教學,切實提高教學質量,提升學生的分析能力,培養(yǎng)具有自主學習能力和科研、實踐能力的創(chuàng)新型人才,滿足科學研究和社會生產的需求.

      猜你喜歡
      半導體器件太陽能
      應用廣泛的太陽能無人機
      科學大眾(2022年23期)2023-01-30 07:03:44
      太陽能半導體制冷應用及現(xiàn)狀
      制冷(2019年2期)2019-12-09 08:10:30
      2018第十六屆中國半導體封測年會
      太陽能可以這樣玩
      太陽能虛擬窗
      旋涂-蒸鍍工藝制備紅光量子點器件
      采用半導體光放大器抑制SFS相對強度噪聲
      面向高速應用的GaN基HEMT器件
      2016《太陽能》與您同行
      太陽能(2015年12期)2015-04-12 06:53:30
      一種加載集總器件的可調三維周期結構
      海宁市| 平顺县| 汝南县| 山阴县| 万年县| 崇礼县| 沙田区| 上思县| 大英县| 泽州县| 会昌县| 甘洛县| 江陵县| 平邑县| 海原县| 沧州市| 定结县| 明光市| 板桥市| 拜泉县| 南昌县| 龙游县| 安丘市| 烟台市| 德化县| 纳雍县| 江都市| 庐江县| 德清县| 恩平市| 大关县| 沅陵县| 乐安县| 洛川县| 贞丰县| 琼中| 昭通市| 广东省| 长治县| 班戈县| 东丽区|