（南京邮电大学 材料科学与工程学院，江苏 南京 210023）
摘 要：本文旨在探索基于“有机电子与信息显示”专业特色方向，针对有机半导体器件制备中薄膜物理与技术等特点，开展“薄膜物理与技术”课程的教学内容改革，以培养满足产业发展需求的专业型人才。
关键词：薄膜物理与技术；有机电子与信息显示；教学改革
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2016）11-0078-02
Abstract： This paper aims to explore the reform measures of course teaching of "physics and technology of thin films"， basing on the major feature of "organic electronics and information display"， in order to cultivate professional personnel to meet the needs of the development of the industry.
Keywords： physics and technology of thin films； organic electronics and information display； reform measures of teaching
隨着电子工业和信息产业的兴起，薄膜技术和薄膜材料愈发显示出其重要的、关键性作用，各种薄膜材料的生产、功能开发和器件制备以及与之相关的企业对具有材料背景的人才的需求越来越大。特别是有机电子材料及其在信息领域的快速发展逐渐形成一个新兴的行业有机电子产业，相关的材料和器件的应用研究得到了日新月异的发展。有机半导体材料和器件是有机电子学的一个重要组成部分，主要包括有机薄膜晶体管、有机电致发光显示器、有机太阳能电池、有机激光器、有机传感器和有机存储器等。目前相关产品已经产业化，如有机电致发光平板显示技术（OLED）已经显现出取代传统显示技术的趋势。这些具有重要应用价值的有机半导体器件中一些极为重要的工艺就是薄膜电极层和薄膜有机半导体材料层的制备。当前社会急需培养具有掌握这类知识和技术的专业型人才。
南京邮电大学材料科学与工程学院是在南京邮电大学大信息学科背景下建立，旨在培养信息材料领域高级专业人才的平台。学院依托“光学工程”一级学科（在2012年全国高校学科评估中，“光学工程”学科排名18）、“有机光电子学”江苏省首批优势学科，及“有机电子与信息显示”省部共建国家重点实验室培育基地和江苏高校“有机电子与信息显示协同创新中心”等科研平台，建有材料化学、材料物理、高分子材料与工程等本科专业。“薄膜物理与技术”是面向材料物理专业本科生开设的专业课程。该课程现有教材的教学内容主要是针对传统材料，介绍常规的成膜技术，缺乏对新兴但发展迅速的有机半导体薄膜材料及器件的专业性知识的介绍，未能充分认识有机半导体器件制备的特点及未来产业的发展需要来培养社会急需的专业型人才。因此，十分有必要且迫切需要对已有的教学内容进行改革。结合学院在有机电子学的学科优势，及“有机电子与信息显示”专业特色方向，开展“薄膜物理与技术”课程的教学内容改革，对于培养满足这一新兴产业发展要求，具备扎实的基础理论知识和专业技能，具备行业高水平研发能力、工程技术能力的专业型人才有重要的现实需求和意义。
结合我院的特色，基于“有机电子与信息显示”专业特色的“薄膜物理与技术”课程教学改革主要存在如下重点和难点：
（1）“薄膜物理与技术”课程涉及的内容丰富，其中一个难点是教学中既要让学生掌握课程相关的基础知识，又要将“有机电子与信息显示”专业特色融入“薄膜物理与技术”课程教学中去，避免顾此失彼。要较好的解决这一关键问题，一方面要完整的梳理基础知识，另一方面需要找到合适的切入点，确保课程教学实现基础教学的同时培养专业型人才。
（2）有机半导体材料与器件中与薄膜物理与技术相关的知识宽泛，需要整理相关知识，确定具体教学内容，尤其是实例教学；探索适用的教学方法和技巧；形成适合本专业课程教学的教材或讲义是教学改革的另一关键问题，也是教学改革的重点、难点和创新点。
针对教学改革的重点和难点，基于“有机电子与信息显示”专业特色的“薄膜物理与技术”课程教学改革主要从如下几个方面开展具体的教学改革：
一、课程内容改革
现有的课程教学内容所涉及的基础理论知识和薄膜制备技术主要来源于传统薄膜材料及器件，对于有机半导体薄膜材料具体的成膜机制及不同有机材料及器件所采用的成膜技术没有针对性的教学内容。课本上几乎没有关于有机材料薄膜制备的例子与技术讲解。有必要在课程内容上开展教学改革研究，在原有课程知识点的基础上融入更多专业特色方向相关的教学内容，将科研成果融入课堂教学内容和案例[1]。拟在已有教学内容中引入有机半导体材料、有机半导体薄膜制备、成膜工艺、薄膜物理性质及有机半导体器件相关知识，形成适合于本专业特色方向的课程内容。本课程授课主要内容分为真空技术基础、薄膜的物理制备工艺学、薄膜的化学制备工艺学、薄膜的形成和生长、薄膜分析技术、薄膜的物理性质、薄膜材料与器件等。拟在已有知识点基础上，在薄膜材料部分增加有机光电材料相关知识，介绍常见的几种有机光电材料和导电高分子材料及其特性。在薄膜器件部分设置专题介绍有机电致发光器件（OLED）、有机光伏器件（OPV）和有机场效应晶体管（OTFT）为代表的有机光电功能器件及其多层结构的薄膜制备工艺。
结合薄膜材料与制备技术的学习，将有机信息功能材料发展前沿与理论课程教学有机结合起来，将基于薄膜材料的新能源、光电器件、纳米技术等新兴领域研究的最新成果引入课堂，提升学生对本课程的学习兴趣，拓宽学生视野，扩大学生的知识面，树立学生关注学科前沿的意识，努力把素质教育与创新精神和创新能力的培养贯穿到教育实践中[2]。
二、教材改革
教材是教与学的中间媒介，教学者应该把最新的知识和先进技能教授给学生，因此教材的选择以及针对本专业特点进行适当的处理非常重要。现有的教材尽管涉及薄膜技术与薄膜材料的各个方面，知识全面，但是涵盖的有机材料及其成膜技术及器件相关的知识点相对匮乏。有必要通过课程内容的改革，进一步将课程基础知识与本专业特色方向相融合，形成特色讲义或教材，用于学生课堂教学，提高学生培养质量。我们将在调研国内外最新的同类教材基础上，基于上述教学改革设想，结合教学研究与实践经验，将我们的专业特色及高水平的科研平台及科学研究成果作为实例引入教案。一方面，可以使教学内容与专业方向更好的结合；另一方面，可以适时将本学科重要的薄膜电子器件及制备工艺介绍给学生，培养学生的实践能力。同时追踪国际国内在有机半导体材料与薄膜器件领域的发展动态，将最新研究成果及产品补充进教材，保持教材的新颖性。
三、教学方法改革
当前的课堂教学使用更多的是讲授式教学方法，尽管在授课过程中授课人尽可能丰富教学方法，但是受教材及教学内容限制，总体而言教学方法相对单一，教学效果有待提高。薄膜物理与技术课程不仅是基础理论知识的讲授，更需要学习薄膜制备技术，以及融入本专业特色方向的教学内容。因此基于教学内容的改革，探索并改革课程教学方法也是本课程教学改革探索的重要内容[3]。可以根据课程特点，在总结讲授心得的基础上，针对不同授课内容设计更为合理、有效的教学方法，一方面让知识更容易被学生认知，另一方面改变较为枯燥的讲授模式，利用丰富形象的教学手段提升学生的学习兴趣，进而提高教和学的质量。由于本课程不仅有基础理论教学，还要学习并了解多种成膜技术以及本专业特色方向相关的薄膜器件制备。因此，在教学中增加演示、图片实例、实验室参观和设备操作等教学环节，既结合了我院优势又可以让学生实际接触或观摩学习的内容，能够极大地提高教学效果。例如，真空蒸发镀膜这一知识点，在讲解仪器设备及其组成部件时，可以利用我院已有的多台真空蒸发针对性的拍摄一组真空蒸发镀膜设备及其各组成部件的图片资料，结合图片实例介绍仪器的结构、各种蒸发源的加热方式及装置、薄膜膜厚监控装置及工作原理、真空设备和真空计及其工作原理等知识点。此外，针对不同类型的有机半导体器件，选择典型的器件结构，制作一段完整的薄膜器件制备视频，利用演示教学方式生动的呈现仪器的操作及成膜过程，让学生对器件的结构和制备技术和过程有深刻的印象。另外，考虑到学生人数多，可以将学生分成若干小组，分别参观不同镀膜实验室及操作不同的薄膜制备设备，采集相关图像和视频资料，在课堂上与其他同学分享和交流所学所知，让学生真正成为教学的主体。
四、结束语
随着电子工业和信息产业的兴起，薄膜技术和薄膜材料愈发显示出其重要的、关键性作用，各种薄膜材料的生产、功能开发和器件制备以及与之相关的企业对具有材料背景的人才的需求越来越大。南京邮电大学材料科学与工程学院作为培养专业型人才的基地，将充分利用“有机电子与信息显示”这一专业特色方向，开展“薄膜物理与技术”课程的教学内容改革具有鲜明的特色和优势，设计并形成一套适合于“有机电子与信息显示”专业方向本科生学习的薄膜物理教学内容，对于培养满足这一新興产业发展要求，具备扎实基础理论知识和专业技能，具有行业高水平研发能力、工程技术能力的专业型人才有重要意义。
参考文献
[1]叶志镇，张银珠，黄靖云，等.以科研促进《薄膜材料技术与物理》专业课程的教学改革[J].材料科学与工程学报，2012，28（3）：474-476.
[2]刘亲壮，陈三，张永兴，等.《薄膜物理与技术》课程教学改革探析[J].淮北师范大学学报（自然科学版），2015，36（1）：90-92.
[3]姚利民，段文 .高校教学方法改革探讨[J].中国大学教学， 2013，8：60-64.
基金项目：南京邮电大学教改项目（NO：JG03015JX26）
作者简介：宋春元（1981-），男，江苏溧阳，博士，副教授，主要从事薄膜制备与应用研究。