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基于《液晶原理及技术》课程的教学改革探索

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  摘  要:在《液晶原理及技术》的教学过程中,探究了多样化教材选择、理论与实践相结合以及复合教学模式等对学生学习该门课程的积极作用。通过将抽象的理论知识与生活中的实际产品、实验室里的研究工作相结合,引导学生更为积极主动地学习与挖掘显示技术中的理论知识。在课堂上通过多种途径强化师生互动,将传统的教与学的授课方式改变为互动式的新型授课模式,在实际的教学过程中产生了良好的效果。
  关键词:液晶原理及技术  授课模式  主动学习意识
  中图分类号:G642                                  文献标识码:A                         文章编号:1672-3791(2019)03(b)-0156-02
  作为信息产业的重要组成部分,显示器件正在加速推进其平板化进程。在当前的信息革命时代,显示技术及显示器件在信息技术的发展过程中扮演着十分重要的角色。包括电视、电脑、手机等便携式设备以及各类仪器仪表上的显示屏幕都为人们的日常生活和工作提供了大量的数据与信息。随着液晶显示行业以及相关学科的不断发展,许多高校纷纷开设了与显示技术相关的专业课程,从而达到为国家和社会培养和输送大批高质量专业人才的目的[1]。
  为此笔者学校材料科学与工程学院针对材料物理与材料化学专业的高年级本科生开设了《液晶原理及技术》作为专业选修课程,该课程共设32学时2学分。该课程要求学生在掌握基本的物理、化学、材料等相关的理论知识的基础上,逐渐向应用性较强的专业技术完成过渡。在《液晶原理及技术》的授课过程中,如何将偏理论的液晶原理知识与偏应用的液晶顯示技术有机地结合起来,同时最大限度地调动学生的学习兴趣,这是该课程重点考虑的问题。下面我们将对该课程教学过程中遇到的问题以及经验作如下总结。
  1  《液晶原理及技术》教学中存在的问题
  《液晶原理及技术》作为一门专业课程,要求学生具有一定的理论知识。该课程的授课内容大致可以分为两个部分:第一部分是对光电显示技术的理论知识进行深入讲解;第二部分则是结合工程实践讲授光电显示技术的应用。前者要求授课教师对学生基础知识的掌握情况有一个基本了解,后者则要求授课教师时刻紧跟当前的最前沿技术,唯有理论与实践同步抓起,才能达到较为理想的授课效果。
  在光电显示技术的理论知识的授课部分,课程涉及到较多有机电致发光器件以及场效应晶体管器件的光电理论知识。尽管高年级学生在前期已经学习了相关的理论课程,但每个学生的掌握情况不一,如何使绝大多数学生在学习该课程的过程中能够将已有的理论知识顺畅地迁移至该课程的学习中,这是授课教师需要在理论授课过程中仔细考虑的问题。
  而在光电显示技术的应用环节,尽管该课程具有较强的应用课程的属性,但受限于时间、空间,没有办法让学生亲身体验到显示面板如何从一块空白玻璃基板转化为我们生活中的精密电子设备。如何在有限的教学资源条件下,让学生真切体会到面板技术为人们的日常生活带来的变革,这是授课教师需要在显示技术的应用环节考虑的另一个问题。
  2  教学改革实践
  针对上述问题,该课程从教材、课件、教授方式等进行了尝试与改革,通过多种方式多种途径加强师生互动,将当下最为前沿性的研究成果融入到理论教学当中,最大限度地引导学生学会理性地思考问题,并能够用科学的方式、方法解决问题。
  2.1 丰富授课内容,既要因材施教又要与时俱进
  《液晶原理及技术》课程紧密围绕当前最为主流的液晶显示技术,授课教师要力求在有限的授课时间内传授尽可能丰富的课程内容。针对该课程的内容,目前市面上相关的高校专业教材非常丰富。为了尽可能兼顾不同学生的学习兴趣,该课程选择了一本内容上既涵盖液晶理论知识同时又包含显示器件设计的实践内容的教材作为主要参考教材,即马群刚老师的《TFT-LCD原理与设计》(电子工业出版社)[2]。与此同时,还向学生们推荐了各有偏重的参考书目作为辅助教材。孙士祥老师主编的《液晶显示技术》(化学工业出版社)[1]较为偏重显示器件的工艺制造过程,而黄子强老师编著的《液晶显示原理》(国防工业出版社)[3]则较为偏重液晶材料以及显示器件的基础原理。学生可以根据个人的兴趣,在课余时间进一步加深对该课程的理解与认识。
  作为一门应用性较强且发展迅速的学科,书本只能将最基本的理论知识传授给学生。授课教师还要随时关注显示领域的最新研究成果以及显示行业的发展现状,并将最前沿的应用知识与学生分享,让学生懂得学以致用。例如2019年2月24日华为公司发布了一款5G“折叠屏”手机Mate X,这一惊艳的产品代表了新一代OLED面板的最新成果。再比如,汽车界新势力拜腾汽车在去年发布了一款配备48寸液晶屏的概念车,这一大胆创新的应用为人们勾画出了由液晶显示技术所引领的未来生活蓝图。通过将上述最前沿的产品与技术作为此门课程的授课素材,既可以极大地调动学生的学习兴趣,同时还能够让学生更为真切地感受到液晶显示技术与OLED显示技术各自的技术特点,让学生有意识地从书本走入生活,再从生活回归书本。
  2.2 紧密联系科研工作,培养学生的科研兴趣
  该门课程还可以与笔者学校材料科学与工程学院内有机光电材料与器件的优势学科相互结合,在讲授理论知识的基础上,鼓励学生参与到与该课程密切相关的科研项目研究中,例如有机场效应晶体管、有机发光二极管、光场成像等技术。通过让学生走进实验室的方式,对该课程中所涉及的材料技术、工艺技术等形成更为形象化的认识。例如在显示技术中所涉及的显示电极氧化铟锡常常作为透明电极材料被用于各类有机光电器件,新一代的OLED显示技术与实验室开展的相关研究工作具有完全相同的工作原理。该课程期待在向学生传授与显示技术相关的理论知识的同时,让学生有机会接触到相关的科研工作,培养学生思考问题、分析问题以及解决问题的科研素养,形成初步的科研思路。   2.3 多样化的授课方法,培养学生自主学习能力
  传统的教学模式下,教师往往较为注重课本理论知识的传递,而学生也只是机械地记忆,以便应付期末考试。这一方法显然已经无法适应现代信息社会对于人才的需求[4]。因此,在《液晶原理及技术》的授课过程中,我们在教学上进行了多样化的教学尝试。除了传统的幻灯片放映方式,我们还结合了视频教学,将一些原理性的抽象知识通过一种更为形象生动的方式呈现出来。例如,当讲授显示技术的发展给人们的生活带来的变化时,我们通过展示一段京东方科技集团的科技宣传片,展望显示技术为人类文明创造的未来生活。此外,实物展示也是一种非常直观的授课方式。例如,通过展示一台笔记本电脑屏幕在受力情况下的显示图像的变化,可以非常清楚地為学生展示软屏与硬屏的结构差异。课后通过让学生自主调研实际生活中的显示技术的应用及其使用原理,可以进一步激发学生的主动学习意识,同时也能够加深对课堂上理论知识的理解。
  3  结语
  在《液晶原理及技术》的教学过程中,针对学生的理论知识学习的差异、应用技术的形象化以及提高学生积极性等几个问题,我们尝试从多种教材选择、理论与实践相结合、多样化授课尝试等方面不断优化课堂授课,通过鼓励学生从课堂到生活、从课堂到实验室的方式培养学生的科研兴趣,有意培养学生的自主学习意识。通过将上述若干方法相结合,师生互动程度显著增强,学生学习主动性也显著提高,在实际教学中取得了较好的效果。
  参考文献
  [1] 孙士祥,王永,陈羽.液晶显示技术[M].北京:化学工业出版社,2013.
  [2] 马群刚.TFT-LCD原理与设计[M].北京:电子工业出版社,2011.
  [3] 黄子强.液晶显示原理[M].北京:国防工业出版社,2013.
  [4] 张薇.光电子发光与显示技术课程教学改革的探索与实践[J].科技创新导报,2013(16):156-157.
  ①基金项目:江苏省高等学校自然科学研究面上项目(项目编号:17KJB480008);江苏省南京邮电大学引进人才科研启动(项目编号NY217141)。
  作者简介:李明光(1987—),男,汉族,山东济宁人,博士,讲师,研究方向:有机电致发光器件与光伏器件。
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