在知识经济背景下，微电子技术快速发展给高等教育带来新挑战。尤其是《微电子器件基础》这类专业课程，其既是学生专业技能发展的基石，也是启发学生进行创新思维的主要平台。目前，高校教育面临由传统的知识传授转向能力培养，尤其是微电子领域这一变革显得尤为紧迫。通过教学改革，以建设能促使学生主动探索和敢于实践为目的的教学环境为目标，使学生既能掌握微电子器件的基本原理，又能培养解决复杂工程问题能力。

一、高校《微电子器件基础》教学现状

（一）传统教学模式占主导

在高校《微电子器件基础》教学仍以传统的教学模式为主。这种教师主导下的教学方式注重理论知识的单向灌输，忽视学生主体性与实践性。在上课时，教师往往用板书或者PPT来演示微电子器件中基本概念、原理以及公式推导等内容，而学生却处于一种被动地接受状态。学生因缺少互动与实践环节很难深刻理解微电子器件内在逻辑与实际应用。同时这种教学模式还制约着学生思维的发展和创新能力的提高，因为学生几乎没有主动探究与发现并解决问题的机会。长此以往，学生可能会对微电子器件基础这一课程失去兴趣，甚至可能产生对学习的反感。此外，传统的教学模式也会造成知识和实际应用相脱离，让学生遇到现实问题不知所措。

（二）实验设备缺乏与经费不足

由于微电子器件研究与试验所需设备与仪器精度要求较高，且这些设备采购与维护费用相当昂贵，导致很多高校面临经费压力很难进行有效投资^[1]。所以学生在实验操作与实践学习中，往往会遇到器材不完善，不能完全得到实验验证与深入探究。这类设备装置的缺乏不仅制约着学生对微电子器件真实工作原理直观地了解，而且影响其实验技能的形成。与此同时，受资金所限，各高校很难定期对实验设备进行更新改造，致使一些设备渐渐滞后于行业发展最新技术的发展，进一步加重了学生脱离实际应用。实验作为理论联系实际的桥梁，其设备匮乏、资金短缺等问题无疑制约着教学质量的提升。

二、面向创新能力培养的高校《微电子器件基础》教学改革研究

（一）变革模式，摒弃传统教学

传统教学方法——填鸭式教学注重单向灌输知识，忽略学生主体地位与个性发展。在专业课程如《微电子器件基础》中，这种教学方法特别突出，这经常导致学生在实践技能和创新思维方面的不足。所以，转变教学模式是必然。教学模式的改变势在必行，其核心是要改变教学理念与模式，实现由教师传授为中心向学生主动学习为中心的转变。教师要做学习活动中的引导者与促进者，促使学生在自主学习，探究学习与合作学习中建构知识，培养能力^[3]。激发学生学习兴趣、培养学生独立思考问题、解决问题能力、继而推动学生创新能力提高等都有利于这一转变。要实现这一转变，就要求教师在教学活动中精心设计问题情境，指导学生在实践操作，观察分析和归纳总结的过程中去发现和领悟知识。与此同时，教师也应该关注学生个体差异并给予个性化学习支持来促进学生全面成长。

以《载流子浓度》教学为例，首先教师通过演示一种真实的微电子器件来激发学生学习载流子浓度知识。随后，教师提出了一系列关于载流子浓度的问题，如“何谓载流子？”“影响载流子浓度的因素是什么？”“怎样从实验上确定载流子的浓度？”等等，引导学生深入地思考。然后，教师把学生们分组，每一组都布置了不一样的实验任务。学生们需自己设计实验方案，在各种情况下对载流子浓度进行实验测量，同时对实验数据进行记录。学生在实验中会碰到一些问题，如实验条件的控制、数据测量的误差等等，但是经过小组讨论及教师的引导，这些问题终于迎刃而解。试验后各组进行成果的展示与交流。学生们不但对载流子浓度概念及其影响因素有较深的了解，而且也学习到如何进行实验设计、数据分析及解题等。学生创新思维与实践能力全程显著提高。比如一个团队在实验的过程中就发现了在一定的温度范围内载流子浓度和掺杂浓度的非线性关系。这一研究结果引起该组学生的浓厚兴趣，进一步讨论温度对载流子浓度变化的影响并试图建立相关数学模型。这种探索未知世界的精神恰恰是创新能力发展的一个重要表现。由此可见，变革教学模式，摈弃填鸭式教学对培养学生创新能力至关重要。在《微电子器件基础》这类的专业课程里，运用探究式教学法和其他创新的教学方法，可以有效地激发学生的学习热情和创新思维，从而提升他们解决实际问题的能力。

（二）多元考评，打破单一考核

传统高校课程考核通常将期末考试成绩作为唯一或者主要的考核标准，该方法忽视了学生学习期间的成绩与努力程度，没有对学生实践能力与创新思维进行全面考核。要想对学生学习成果进行更加全面的考核，培养学生创新能力，就需要突破高校课程考核的传统模式，进行多元考评。多元考评是指多维度地考评学生学业，其中包括但不仅限于课堂参与度、作业质量、实验操作能力，项目完成情况和期末考试成绩。该考评方式既可以较全面地反映学生学习情况，又可以激发学生学习的兴趣与动机，促使学生主动探索与创新。《微电子器件基础》等专业课程的多元考评就显得格外重要。通过对实验操作进行考查，可对学生动手能力及实验技巧进行评价；通过对该项目的完成情况进行评价，能测试学生把理论知识运用到解决实际问题中去；而课堂参与作业质量的评价又可以体现学生学习态度与理解知识能力。对这几个维度进行综合评价有利于学生综合素质与创新能力的发展。

以《电容电压特性》教学为例，教师采用了多元考评的方式。在传统期末考试之外，新增实验操作考核，课堂互动评价及课后作业评分几个考核环节。实验操作考核时，教师让学生自己设计构造了简易电容充放电电路来观察记录不同电压作用下电容充放电特性。学生主动动手操作，经过对电路参数及测量条件的不断调节，得到大量实验数据。这一过程在锻炼学生实验操作能力的同时，也深化了对电容电压特征的认识。课堂互动评价环节中，教师鼓励学生提出问题、发表意见，并依据其课堂表现、参与度等因素进行相应打分。该评价方式调动了学生学习的积极性，促进学生更主动地投入课堂讨论。课后作业的评分主要是为了评估学生对于课堂知识的掌握和实际应用技巧。教师安排了有关电容电压特性的系列计算题、设计题等，让学生利用已学过的知识去分析、求解。通过做作业，教师可以对学生学习效果及存在问题进行准确地评价，并对之后的教学进行针对性地引导。如某生在一次实验操作考核时，经过精心设计电路及精确测量成功地画出电容充放电曲线并对其背后物理机制进行分析。课堂互动期间，他踊跃发言并就电容电压特性发表了新观点。他还表现出坚实的理论基础、优秀的应用能力等特点。综合以上成绩，学生们对《电容电压特性》一章的学习给予高度评价。通过实施多元考评，使学生在学习《微电子器件基础》这门课程的同时，既能学习到知识，又能发展实验操作能力，创新思维以及解决问题等能力。
   （四）实践结合，融合理论教学

在高等教育过程中，将理论和实践密切结合起来，是对学生创新能力进行培养的一个重要手段。尤其对于《微电子器件基础》这样一门专业性较强的课程，简单的理论教学通常比较抽象难理解，很难引起学生学习兴趣与创新思维。所以，把实践教学融入理论教学中，让学生在实践活动中加深对理论的理解，就成了促进教学质量提高，培养学生创新能力的一个关键所在。实践教学能给学生带来直观生动的学习感受，有助于学生在实践中了解并掌握微电子器件原理及性能特点。将它有机地融入理论教学中去，让学生在实践活动中不断地发现问题，分析问题，努力地解决问题，以培养他们独立思考问题，解决问题的精神。该教学模式在强化学生实践技能的同时，也激发了学生创新思维，并为学生今后从事科研与工程实践奠定了扎实基础

以《雪崩二极管》教学为例，教师采用了实践与理论教学相结合的方法。首先，上课时教师对雪崩二极管工作原理，特性曲线和主要参数进行详细解释，给学生打下坚实的理论基础。然后，教师布置了一个由学生自己动手做雪崩二极管和测量有关参数的实验课。实验中学生根据教师给出的电路图及操作步骤构造测试电路并用高精度测量仪器采集数据。实验时学生观察雪崩二极管不同电压时电流的变化情况，记录详细实验数据。将实验结果和理论曲线进行比较，学生发现实验结果和理论预测吻合较好，从而进一步深化了对雪崩二极管原理的认识。实验结束之后的讨论部分，教师指导学生对实验数据后面的物理机制进行分析，鼓励学生提出完善实验方案或者设计新的微电子器件等想法。这种开放式讨论既锻炼学生批判性思维又启发创新灵感。比如，有一名学生在研究实验数据的过程中，观察到雪崩二极管在特定环境下的表现与他原先的预期有所不同。他对造成这一差别的原因做了进一步的探讨，并且对雪崩二极管的性能优化做了一些建议。这一研究结果不仅显示出这名学生创新思维与实践能力强，而且为他们今后科研工作打下良好基础。通过该实例可见，实践和理论教学有机结合的教学方法对《微电子器件基础》课程效果明显。

（三）增投资源，优化实验设备

依据“资源基础理论”，高校所持有的实验设施与资源，构成了其提升教学质量及培育学生创新能力的重要基石。针对如《微电子器件基础》这类高度专业化的课程，单纯依赖理论教学难以确保学生全面把握并深入理解课程内容，更遑论有效激发学生的创新思维。故而，加大资源投入、增强实验设施实力，为学生提供一个前沿的实验环境与实践平台，是达成教学质量与学生创新能力双重提升的核心所在。因此，针对《微电子器件基础》等课程，高校亟需增强资源与资金的投入力度。这不仅要体现在购置诸如高精度测量仪器、微电子器件测试平台等尖端实验设备上，以满足实验教学的迫切需求，而且还需着手建设专门的微电子实验室，确保实验室环境兼具安全与舒适。此外，资金的分配亦应顾及实验设备的维护与更新换代，以保障学生能够持续使用到最尖端、最可靠的实验工具。凭借这些设备与实验室的完备建设，学生的实践能力势必将得到显著提升。同时，他们在实际操作中锤炼出的创新思维与问题解决能力，也将为其日后的科研探索与工程实践奠定坚实的基础。

在《微电子器件基础》课程实施改革的过程中，学校方面深刻意识到增加资源投入与强化实验设备力量的重要性。为此，该校大幅投入资金，不仅购置了一系列先进实验设备，包括高精度示波器、信号发生器、半导体参数分析仪等，还特别强调实验室的建设与管理工作。学校专门设立了微电子器件实验室，并安排专业实验技术人员负责设备的维护与更新工作。在这样的实验条件下，学生们得以亲身操作先进的实验设备，进行各类微电子器件的实验测量与分析。例如，在PN结特性实验中，学生们利用高精度的测量仪器，精确测量了不同偏压下的电流变化，并通过数据分析软件，深入理解了PN结的伏安特性与击穿机制。这样的实验经历不仅加深了学生对理论知识的理解，还锻炼了他们的实验技能与创新能力。更为重要的是，在这样的实验环境中，学生们能够更直接地体验到微电子器件的魅力，从而进一步激发他们的学习兴趣与创新精神。

三、结语

在以创新能力培养为导向的高等学校《微电子器件基础》课程教学改革与研究过程中，对传统教学模式存在的弊端进行了深入探究，提出了系列创新策略，包括变革模式、增投资源、多元考评和实践与理论相结合等。这些策略的实施在有效激发学生学习兴趣的同时，也显著促进了其实践能力与创新思维的发展。通过探究式学习和项目式学习的导入，为学生学习提供更开放，更交互的环境，使其在问题解决的同时不断地挖掘新知识，发展创新精神。

[1]朱友华,王美玉,李毅,等.微电子器件与技术基础课程设计教学改革初探[J].科技视界,2022,(26):

[2]谢宁波,高健超.微电子基础实验课实践教学改革研究[J].科技视界,2018,(09):

[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,(03)