新工科背景下“類像思維”在半導(dǎo)體物理教學(xué)中的應(yīng)用

新工科背景下“類像思維”在半導(dǎo)體物理教學(xué)中的應(yīng)用隨著新工科的發(fā)展和推廣，越來(lái)越多的高校開始將科技創(chuàng)新、跨學(xué)科融合作為人才培養(yǎng)的目標(biāo)，而“類像思維”正是一種在這種背景下廣泛應(yīng)用的教學(xué)方法。在半導(dǎo)體物理教學(xué)中，應(yīng)用“類像思維”可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握課程內(nèi)容，同時(shí)也為他們未來(lái)的科研和工作奠定良好的基礎(chǔ)。

一、什么是半導(dǎo)體物理

半導(dǎo)體物理是電子學(xué)的重要分支，研究半導(dǎo)體材料對(duì)電子的傳輸及其特殊的電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、聲學(xué)等性質(zhì)，以及用半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)集成電路等各種應(yīng)用?，F(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展離不開半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用。

二、什么是“類像思維”

“類像思維”是指通過(guò)物品、事物之間的相似性、相對(duì)性和類比關(guān)系，在不同的領(lǐng)域中找到共性和異同點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)相互遷移的思維方式。應(yīng)用“類像思維”可以培養(yǎng)出學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力，讓他們能夠更好地解決問(wèn)題和發(fā)現(xiàn)新的知識(shí)點(diǎn)。

三、半導(dǎo)體物理中的“類像思維”應(yīng)用

1.給學(xué)生展示實(shí)際半導(dǎo)體器件的工作原理

在教學(xué)過(guò)程中，可以通過(guò)實(shí)例向?qū)W生展示一些實(shí)際的半導(dǎo)體器件，如LED發(fā)光二極管、光電二極管等，從器件的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)等方面闡述器件的工作原理。比如，將LED發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)與自然界中橋構(gòu)架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行類比，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)漆橋的橋墩受到壓力變形后會(huì)發(fā)出光線這一現(xiàn)象，從而加深學(xué)生對(duì)LED的工作原理的理解和記憶。

2.運(yùn)用光學(xué)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生理解半導(dǎo)體器件的特性

在半導(dǎo)體物理中，光學(xué)現(xiàn)象具有重要的地位。將相關(guān)的光學(xué)現(xiàn)象引入到教學(xué)中，除了能夠提高學(xué)生的興趣和參與度之外，還可以更好地幫助學(xué)生理解半導(dǎo)體器件的特性。如利用散射和吸收現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生理解最大伏安特性、導(dǎo)電機(jī)理等方面的知識(shí)點(diǎn)。

3.通過(guò)比較來(lái)體現(xiàn)半導(dǎo)體器件與其他器件的異同

半導(dǎo)體器件與其他器件之間可能存在很多相似性和差異性，用比較的方式能夠快速地傳遞這些信息?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)比半導(dǎo)體元件與其他元件的差異，然后歸納總結(jié)出半導(dǎo)體器件的特殊性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)。比如，通過(guò)對(duì)比一般電阻與PN結(jié)的電阻特性，引導(dǎo)學(xué)生理解PN結(jié)的電流-電壓特性，深刻領(lǐng)會(huì)PN結(jié)的特性，從而更好地掌握半導(dǎo)體器件的工作原理。

4.利用動(dòng)畫、模擬等工具進(jìn)行講解

動(dòng)畫、模擬等工具不僅有助于提升教學(xué)的可視化程度和生動(dòng)性，也能幫助學(xué)生更好地理解半導(dǎo)體物理中的知識(shí)點(diǎn)。可以利用電子仿真軟件對(duì)器件的電路系統(tǒng)進(jìn)行模擬，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)演示應(yīng)用之于電路元件的各種參數(shù)，讓學(xué)生能夠更真實(shí)地感受半導(dǎo)體物理的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

四、“類像思維”在半導(dǎo)體物理教學(xué)中的應(yīng)用

在半導(dǎo)體物理的教學(xué)中使用“類像思維”教學(xué)方法，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1.提高學(xué)生的參與度和興趣

通過(guò)將教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合，運(yùn)用具有現(xiàn)實(shí)感的實(shí)例模擬和動(dòng)畫模擬等現(xiàn)代化輔助，可以提升學(xué)生對(duì)內(nèi)容的興趣和參與度。

2.幫助學(xué)生更深入地理解課程內(nèi)容

半導(dǎo)體物理作為一門重點(diǎn)學(xué)科，在很多方面都會(huì)與其他學(xué)科進(jìn)行交叉和融合。通過(guò)“類像思維”方法來(lái)進(jìn)行教學(xué)，可以將其他學(xué)科中的知識(shí)點(diǎn)引入到半導(dǎo)體物理的教學(xué)中，讓學(xué)生能夠更深入地理解和掌握課程內(nèi)容。

3.激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力

在半導(dǎo)體物理的教學(xué)中，運(yùn)用“類像思維”可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力，讓他們通過(guò)在其他領(lǐng)域中所學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)來(lái)解決問(wèn)題，在未來(lái)的工作中更具競(jìng)爭(zhēng)力。

4.更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力

半導(dǎo)體物理中，涉及到很多實(shí)驗(yàn)和操作，通過(guò)“類像思維”來(lái)進(jìn)行教學(xué)，可以將實(shí)驗(yàn)操作和知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合，讓學(xué)生在實(shí)踐中更好地理解和應(yīng)用知識(shí)，提高實(shí)踐能力。

五、結(jié)論

在半導(dǎo)體物理教學(xué)中，運(yùn)用“類像思維”的教學(xué)方法逐漸成為一種趨勢(shì)。通過(guò)這種教學(xué)方法，學(xué)生可以更好地理解半導(dǎo)體物理的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)