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方子振学弈范文1
关键词：工艺及器件仿真；案例教学；翻转课堂；修正反馈
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）01-0215-03
按照《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高[2012]4号）、《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》（[2015]36号）和《教育部、国家发展改革委、财政部关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》（教发[2015]7号）的文件精神，高等学校的人才培养目标应逐步向集知识传授、能力培养、素质提高相融合的方向转变。为深化本科教学改革，培养创新型、复合型、应用型人才，教师授课应突出把握创新型课堂教学[1]、引导学生创新性自主学习[2]两个重点。
当今，微电子和集成电路产业发展迅猛，已成为支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，这为高等学校微电子及相关专业如何培养创新型、应用型、且与行业需求紧密对接的人才提出了更高的要求。具体来说，对知识的传授应以工程实践能力培养为主线[3]，实现学生在知识结构、能力及素质等方面能够适应行业需求。
《微电子工艺及器件仿真》是利用计算机辅助设计工具实现微电子工艺虚拟制造、器件性能验证、预测以及电参数提取的一门课程。该课程将《半导体物理》、《半导体器件物理》、《半导体工艺》等专业理论知识和微电子行业实际生产制造有效衔接。学生通过该课程的学习，一方面，可充分理解专业知识在微电子行业中的具体应用，能够强化理论教学效果。另一方面，仿真可部分取代耗费成本的流片实验、降低生产成本，缩短研发周期以及提高成品率。
为使学生更好地掌握该课程要点，探索合适的教学方法是必不可少的。然而，没有哪种教学模式和方法是适合所有科目、所有学生的。一种好的教学方法应该是针对课程的内容和特点，在实践中总结出来的。
一、《微电子工艺及器件仿真》课程的特点
微电子工艺指的是微电子器件和集成电路制造过程中所涉及的氧化、扩散、淀积、光刻等一系列工艺流程。每项流程的仿真都是基于一定的数学模型来实现[4]，仿真中按实际生产工序，可使用特定关键词调用相应的数学模型去模拟每一个分步工艺，最终实现虚拟制造。微电子器件仿真通过分析电学特性以验证器件结构是否正确，或借助于仿真去设计带有新结构、新材料的器件，仿真也能够用于提取电参数、或提出简约模型以用于电路仿真。
该课程侧重专业知识的系统和综合运用能力，学生只有将先修课程中所学的知识系统、灵活地运用，并根据工艺和器件仿真的文件的编写规则和仿真要领，才能顺利实现仿真文件的编写，进而完成仿真工作，单纯的理解原理无法满足课程的需要。例如：在半导体工艺仿真中涉及的刻蚀速率控制法，如何调整刻蚀参数去控制各向异性刻蚀的形状和速率，在刻蚀侧墙和沟槽的时候，如何控制侧墙厚度和沟槽的形状，需要积累经验。在器件仿真时，要用到物理模型定量计算，例如，迁移率和哪些因素有关？复合机制和哪些因素有关？对于MOS器件，怎样考虑硅/SiO2界面迁移率下降的影响？重掺杂导致半导体带隙变窄对其有效本征态密度有什么影响？
仿真中会涉及先修专业课程未涵盖的内容。例如，在纳米器件中，由于电场变化快，电子迁移率和扩散系数不再是电场的定域方程，因而传统的扩散漂移模型不再适用，需要采用更精确的流体力学传输模型。若考虑量子尺寸效应的影响，还需采用密度梯度模型。再如，如何修改参数文件和库文件，以扩展软件功能，实现新材料和新器件的研究；混合模式仿真中要用到SPICE语句去描述电路结构，需要补充SPICE知识。
二、探索有效教学模式
针对该课程综合性、系统性和应用性强的特点，将课堂时间分成两部分，一部分时间由教师精讲核心知识点即仿真文件的编辑规则和语法，然后通过采用案例式教学，将所讲授的知识具体化、直观化和实例化，便于学生接受；而课堂另一部分时间采用翻转课堂模式，在课下通过开放实验室，方便学生自主学习。
1.精讲核心内容。实现微电子工艺及器件仿真需要借助于软件平台，不同软件其仿真流程大体一致，但仿真文件的语法不同。目前主要商用仿真软件包括：Silvaco和Sentaurus（ISE_TCAD10.0的升级版），《微电子工艺及器件仿真》授课中使用的软件为ISE_TCAD10.0。
对于半导体工艺仿真，重点讲解仿真文件的框架结构和工艺语句描述方法。框架结构语句包括：仿真初始化命令，定义用户网格，衬底参数描述，仿真过程的可视化和图形刷新命令，定义电极位置及初始电压，保存文件命令，仿真结束语句等。对于工艺描述语句，可用“所见即所得”的原则来概括。例如描述氧化的命令为：氧化（所需时间，施加的温度，加入的气体种类），括号前的氧化称为关键词，括号内的内容为描述氧化的参数。由于在ISE-TCAD10.0中，用Diffusion关键词来表示所有的高温工艺，则按照“所见即所得”的原则，可写出diffusion（time=10min， temperature=900deg，atmosphere=O2）表示氧化（时间10分钟，温度900度，所加气氛为氧气）。框架结构语句与工艺描述语句有机结合，就组成工艺仿真文件。
器件仿真文件需要满足一定的规则，仿真单个器件，仿真文件通常由六段构成，分别为：定义输入输出文件、定义电极、定义物理模型、储存计算变量、定义数学算法以及方程求解。对于混合模式仿真，由于电路中除包含若干器件外，还有电容、电阻以及它们和器件之间的连接关系，因此需要增加system节，利用SPICE语句进行电路连接关系描述。对于交流小信号分析、击穿特性仿真等都需要有特定的处理方法。
2.案例教学法。由于仿真文件中涉及的语句和规则较多，为了将仿真流程讲解透彻，使学生容易上手，案例式教学模式是非常有效的手段。在此，以0.18μm的NMOS场效应管的输入-输出特性仿真为例进行说明。
按照分立器件仿真文件的组成结构，首先要给出输入文件（定义器件结构和掺杂信息），并定义输出文件，以存储输出的计算变量和计算得到的电学数据。在定义电极时，强调NMOS管的源极、漏极、栅极的名字要和工艺仿真文件中的相对应。对各电极赋值初始电压，同时注意对于NMOS和PMOS多晶硅栅功函数不同。在物理机制一节中，考虑迁移率的掺杂浓度相关性，高电场时的饱和性，还需考虑Si/SiO2界面的垂直电场导致迁移率下降的影响，同时考虑硅能隙窄化模型，它决定本征载流子浓度。如果Si/SiO2界面附近的SiO2中存在电荷，还要考虑材料界面处的物理机制。在绘图模块中，定义所有的计算变量，例如：电子和空穴浓度、电势、空间电荷、电场、电子迁移率等等。在数学模块中，定义器件仿真时用到的算法，包括仿真器类型、仿真误差标准控制、迭代次数的设置等。在求解模块中，定义求解所使用的泊松方程，电子连续性方程，以及扫描步长的设置和目标电极电压的设定等。最后的仿真结果可通过看图软件直观地看到。整个流程结束，学生对NMOS器件的仿真流程感受非常直观，所得到的输入-输出特性曲线和以前理论课程中学过的完全一致，学生明确地感受到了仿真的魅力所在。
3.翻转课堂及开放实验室。将翻转课堂[5]形式和开放实验室作为教师精讲和案例教学的重要补充，目的是将时间交还给学生，突出学生课程学习中的主体地位。教师在核心内容讲解和案例教学之后，每次拿出课程的一半时间，布置与讲授内容相关的练习题目，学生以小组为单位上机练习，通过参考所学案例，结合个人的知识储备，通过相互协作配合，去完成特定的题目，教师只起到辅助作用，从而实现翻转课堂的效果。
例如：学生在学习了仿真二极管电学特性的案例之后，应有能力去分析类似于突变PN结在平衡态或一定的正偏和反偏电压条件下的能带结构。这需要利用MDRAW软件设计一个PN结结构及定义掺杂分布；并对器件必要的位置进行网格加密；编辑器件仿真文件，并在终端下运行，最后应用看图工具查看相应的结果。对于施加偏压时的均匀掺杂PN结，有学生发现仿真得到的P区和N区能带图中导带底和价带顶并不是平直的，这与《半导体物理》及《半导体器件物理》等教材中给出的图像不同，但又找不到问题所在，会感到很困惑。经过大家互相启发、探讨，最终发现了差异的根源：在理论课中由于假定了P型和N型区的电导率足够高，忽略了中性区内串联电阻的存在，属于近似结果；而在仿真中，物理模型考虑了串联电阻的存在，比较而言更接近实际结果。学生通过自己的努力找到了问题的答案，升华了对理论知识的理解，进而提高了学习兴趣，增强了自信心。
再比如，对由两个NMOS管和两个PMOS管构成的二端输入二端输出的或非门电路进行仿真，这是一个混合模式仿真训练。教师通常会给出一个带有错误电路连接关系的仿真程序，学生运行此程序并根据已有储备知识判断结果正确与否，如果有错误，如何修正。学生以小组为单位，分工合作，每个学生都承担一段程序的排查任务，以找出问题所在，如果问题没得到解决，会交换各自所承担的排查任务，直到最终找到问题，以此锻炼了学生的修正反馈能力和分工协作能力。
在课后时间里，通过开放实验室为学生提供自主学习机会。学生可按照案例所示的仿真流程，进行举一反三能力的训练。例如，根据NMOS工艺流程仿真程序，学生可进行PMOS工艺仿真练习；根据MOS管I-V特性仿真方法，学生可仿真MOS管的转移特性。该课程是一门应用性很强的课程，因此除了理论课外，还设定了12个题目的上机实验，学生需要在规定时间内完成这些实验并撰写实验报告，以任务为驱动，进一步锻炼解决实际问题的能力。
三、结论
微电子工艺及器件仿真在微电子和集成电路的设计研发领域发挥着非常重要的作用，《微电子工艺及器件仿真》课程的设置是与行业需求相呼应的。针对课程综合性、系统性和应用性强的特点，教师授课采用精讲多练的模式，同时使用案例式教学法增强学生对仿真流程的直观感受，便于掌握仿真要领；在练习环节，借助于翻转课堂形式和提供开放实验室，增强学生自主学习能力并训练修正反馈和举一反三、团队协作配合等多维能力。
近年来，学生运用所学的工艺和器件仿真方法，或参与“大学生创新训练”项目，或进行课程设计和毕业设计，既强化了实训技能，又有效增强了创新思维和能力。当然，仿真所涉及的知识点非常广泛，仅仅在规定教学时间内，学生无法掌握仿真全部精髓，在必要的情况下，拓展学习是必要的。
最后需要强调的是，学生是课程学习的主体，学习兴趣和目标导向是影响学习效果的主要因素。教师在教学中要注意引导，通过分析行业特点和就业趋势，培养学生对专业的认可度，这样才能进一步调动学习积极性，提高教学效果。
参考文献：
[1]赵春生.创新课堂教学方法提高课堂教学成效[J].科技创新与应用，2013，（13）：293-293.
[2]肖林，严慧玲.大学生如何进行创新性学习和研究的初步探讨[J].科技视界，2016，（10）：21-21.
[3]陈明，张春枝，杨君，权春善，曹成有，杨翔华.卓越计划背景下生物工程专业工程实践能力培养体系的构建与探索[J].教育教学论坛，2016，（6）24：227-228.
[4]陆建祖，魏红振，李玉鉴，张永刚，林世鸣，余金中，刘忠立.反应离子刻蚀工艺仿真模型的研究[J].功能材料与器件学报，2000，6（4）：420-424.
[5]杜鹏，“翻转课堂”教学模式本土化发展策略研究[J].中国教育学刊，2014，（5）：113-114.
Research on the Teaching Method of "Microelectronics Process and Device Simulation"Course
LIU Xing-hui，KANG Da-wei
（College of Physics，Liaoning University，Shenyang，Liaoning 110036，China）
方子振学弈范文2
【关键词】 农村 普通高中 艺体特长班 教学
【中图分类号】 G632.4 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2014）01-062-01
农村一般普通高中由于地理位置、招生政策、办学条件等诸多因素的限制，招到优质生源的可能性极少。但是农村普通高中不能因为生源质量差就放弃抓质量，放弃抓高考，而是要依据自身的条件，挖掘自身资源，一切以学生的发展来做好质量文章和特色文章。
一、“低起点”要有高落点
艺体类学生知识结构的缺陷可以说是先天性的。众所周知，艺体类高校在录取时对考生的文化要求相对较低，这是因为艺体类专业毕竟是专业性较强的学科，并且专业训练挤占了大量的时间，因而学生在客观上也就无法像其他的学生那样进行正常的文化课学习。这样的学情决定了我们的教学只能是“低起点”，降低课堂教学的起点，艺体班的学生才会听得懂，学习才会有兴趣，才会产生学好该门学科的信心。因此，在教学的过程中，我们必须做到“讲基础、导基础、练基础”。然而我们终究是要面对高考的，不能因为学生基础差就总是在低起点上搞重复投资和浪费，我们提倡的“低起点”必须要有“高落点”，我们必须根据高考考试大纲决定讲课的内容，根据课程标准的要求决定讲解的难易程度，紧紧把握高考的脉搏，让学生做到心中有底，就不会眉毛胡子一把抓。以高三历史学科为例，我就根据高考考试大纲和课程标准制定了一个非常详细的教学计划（具体到每一天、每一堂课），把高中历史教材内容整编为39讲，编写好复习教学的讲义，然后根据教学计划开展教学。在具体的课堂教学中，主要着重历史主干知识的讲解，着重于培养学生的基本能力。
二、“缓坡度”要能上坡度
教学经验告诉我们，在教学过程中教师不仅需要采用小步前行的教学方式，引领全体学生积极参与到学习活动之中，不断增加学习的感受、体验，积蓄快速前行的“能量”；还需要采用大步跨越，甚至去攀登高峰的教学方式，最大限度地挖掘教学内容的思维含量，提高学生的问题意识、创新精神和创造能力。
艺体班课堂教学内容的起点要低，但教学过程的拓展必须“缓坡度”与高考挂钩。高中教学的最终目标是要让学生顺利参加高考并能在高考中考出一个最好的成绩，因此，我们的教学必须“缓坡度”与高考挂钩。但是由于艺体生的文化基础实在是太差，这样的学情就决定了我们教学过程渗透和拓展的台阶不能太大，坡度不能太陡，心急吃不了热豆腐。学生难理解又必须考的内容，教师要多想办法，化难为易、化繁为简，对于比较难的知识点，老师要拆开来分步讲解，要找到合适的途径和方法，务求让学生易于接受和理解。
以数学学科为例，学习数学的最好方法是做数学，也就是说教师应让学生通过最能展现其建构知识过程的问题的解决来学习数学。教师在设计教学程序时要注重学生现有的认知结构，给学生一个台阶。 “缓坡度”是教师在知识传授过程中要“循循善诱，螺旋上升”，以适合大多数学生的认知过程，以便使“新”知识顺利地融入到学生“旧”知识的结构中，使数学成为大多数人的数学，自然班上就没有那么多“差生”。
三、“善取舍”必要敢舍弃
艺体生由于专业学习占用了大量的时间，在文化课学习上就没有充足的时间作保证，再加上本身文化基础很差，这就需要我们老师对教学的内容进行大胆的取舍，而对教学内容的取舍我们必须坚持三个原则。
一是根据考纲，舍繁取简。《考试大纲》是教育部考试中心颁布的，是高考命题、备考和评价的依据。因此，我们必须读懂考纲、研透考纲、用活考纲。
二是根据学情，舍难取易。掌握学情是老师开展复习教学的前提，我校艺体班的学情决定了我们的教学必须回归基础，舍难取易。历年高考各科试题的难度一般是5：3：2，即50%的基础题，30%的中档题，20%的难题，如果艺体生能够做出80%的基本题的话，那么他们考上二本是完全不成问题的。
三是根据考势，舍面取点。高三迎考复习内容繁多，六门学科几十本教材，学生的学习负担和心理压力可想而知，老师在考前帮助学生精心梳理知识点就显得尤为重要。高三的第二学期，我们要求艺体班的所有老师根据考纲把教材的主干知识浓缩成几页纸的内容，这就是我们平常所说的把书读薄。
四、“小套题”需要小精针
小套题的使用是我校艺体生在文化考试上取胜高考的重要法宝，小套题的使用解决了大套题训练缺乏针对性、浪费时间、不便于讲评、效果不明显等一系列问题。在小套题的训练和使用过程中我们要注意三个问题：精编试题是关键，灵活运用是核心，及时反馈是保证。小套题训练讲究的是讲什么就练什么，错什么就纠什么，适量的题量、适度的用时、灵活的讲评方式使老师能及时了解学生对知识的掌握程度，有的放矢进行教学，从而大大提高了教学的效果。
方子振学弈范文3
(2008年11月4日弈于广东)
中炮过河车七路马对屏风马平炮兑车
1 炮二平五 马8进7
2 马二进三 车9平8
3 车一平二 马2进3
4 兵七进一 卒7进1
5 车二进六 炮8平9
6 车二平三 炮9退1
7 马八进七 …………
此外红方还有马八进九和兵五进一两种下法，另具攻守变化。
7 ………… 士4进5
8 马七进六 …………
红方跃马河口，是一种稳健的下法。此种阵法伸缩性较强，就双方子力结构来讲，红方的河头马将成为双方争夺的焦点。
8 ………… 炮9平7
9 车三平四 车8进5
10 炮八进二 象3进5
飞象联防是稳健的下法，如改走卒3进1，马六进五，车8平3，炮八平九，车1平2，马五进七，红方先手。
11 炮五平六 …………
卸炮封车，稳扎稳打，待机而动。
11 ………… 卒3进1
兑卒，拆散红方炮架。如改走：(1)车8进3，红则仕四进五，马7进8，相七进五，马8进7，车四平三，炮2退1，马六进七，红方略先；(2)卒7进1，马六进七，卒7平6，相七进五，车1平4，仕四进五，车8进1，车四退二，车8平7，兵七进一，象5进3，车九平七，象7进5，炮八平五，马7进8，车四进一，马8退7，车四退一，车4进3，车七进五，红优。
12 兵三进一 …………
红方如改走炮八平九，黑则车1平3，车九平八，炮2退1，兵三进一，车8退1，兵七进一，卒7进1，兵七进一，卒7进1，马三退五，马3退4，炮九平七，车3平1，相七进五，卒1进1，车八进四，车8平7，马五进七，卒7进1，马六进五，车7平5，马七进六，车5进2，双方对抢先手。
12 ………… 车8退1(图1)
如图1形势，黑方退车河口，着法正确。如改走车8进3，红则兵七进一，象5进3(如车8平4，仕四进五，象5进3，兵三进一，炮7进3，相三进五，象3退5，车四平三，红优)，兵三进一，炮7进3，相七进五，车8平2，炮八平七，象3退5，车四平三，马3进2，马六进四，车2平6，马三进二，红方易走。
13 兵七进一 象5进3
黑方如改走卒7进1，红则兵七进一，马3退4，相七进五，卒7进1，马三退五，红优。
14 炮八平七 …………
平炮打马，着法积极。如改走相七进五，卒7进1，炮八平三，炮7进4，相五进三，车8平7，黑方足可满意。
14 ………… 马3进4
进马，先弃后取。如改走炮2进1，红则车四退五，马3退4，车九平八，炮2退2，兵三进一，车8平7，相七进五，象3退5，车四进五，车1平3，炮六平七，车3进5，相五进七，车7进3，相七退五，红优。
15 车四进二 …………
红方另一种变化是走炮六进三，卒7进1，炮六进三，炮7平4，炮七平三，车8平7，双方均势。
15 ………… 炮2退1
16 炮六进三 炮2平6
17 炮六平二 卒7进1
黑方不急于吃回一子，挥卒过河算度深远。如改走(1)马7进8，兵三进一；(2)车1平4，马六进四，两种结果都是红方易走。
18 炮二进一 车1平4
19 马六进七 卒7进1
20 马三退五 …………
红方如改走马三退一，黑则车4进5，相七进五，马7进6，形成红方多子黑方占势各有千秋的局面。
20 ………… 卒7进1
黑方走炮6进7也是不错的下法。
21 车九平八 …………
红方如改走马五进三，则炮7进6，车九进二，红方弃回一子后形成平稳局势。
21 ………… 卒7平6
22 相三进五 卒6进1
23 马五进七 马7进6
24 炮七平三 …………
红方如改走炮二平三，黑则炮7平8，红方右翼受攻。
24 ………… 炮7平8
25 炮二进一 …………
也可以考虑走炮二退三。
25 ………… 炮6进2
26 车八进五 车4进2
27 炮二退二 卒6进1
28 帅五进一 炮6平3
29 车八平七 马6进8
30 炮二平三 象7进5
31 前炮进二 将5平4(下页图2)
如下页图2形势，黑方出将好棋!一举奠定简明优势。
32 前炮平六 象5进3
33 炮三平六 将4平5
34 前炮平三 马8进7
35 帅五平六 士5进6
36 炮六平五 士6进5
37 马七进六 …………
进肋马不好，被黑方出将顺势牵住，应改走马七进八较为准确。
37 ………… 将5平4
38 炮五平三 马7退5
39 帅六平五 马5进3
进马交换老练，也是获得简明优势残局的关键。
40 马六退七 炮3进4
41 前炮进一 …………
进炮作用不大，可以考虑走后炮退三，下着再炮三平一打死边卒。
41 ………… 象3退5
42 前炮平四 卒6平7
43 相五退三 …………
败着!这步棋应改走炮四平三，局面尚可维持。吃卒后红炮被困死，败局已定。以下解说从略。
43 ………… 炮8平7
44 炮三退三 将4平5
45 炮三平一 炮3退4
46 兵九进一 将5平6
47 帅五退一 象5进7
48 相三进五 卒9进1
49 炮一平五 炮3退1
50 炮五进五 炮3平1(黑胜)
第三回 玉砚谢岿跃飞全胜 出线处境困难
“昏招了!”这是上海胡荣华惊险战平李群后说的第一句话。的确，残局马炮双兵单缺相对马炮卒士象全时，胡荣华走出大昏招白送一仕一相，局面顷刻间似乎将瓦解，幸好此后司令硬生生把对手马炮卒的胜利态势扼杀于摇篮中，互吃一马后，红棋死里逃生。李群事后表示“时间紧，自己只想着马炮卒作杀了，没看清楚。”
无独有偶，广东许银川也差一点输了，是役他先手出战湖北李雪松，可是开局不久便落入下风，幸好李雪松面对“棋坛第一人”多少也有些顾忌，以后竟然软手连连，白送一卒，最后劣势下苦守成和。李雪松赛后相当懊恼，对笔者说：“许银川威慑力大，进入中局我提和他不同意，后来我走了很多软手，棋势反倒变差了，幸好最后和棋。”
三轮赛罢，北京靳玉砚、厦门谢岿、北京王跃飞三人全胜领先。本轮战和后，虽然有出线机会，但是处境已经相当艰难，甚至可以说已被逼到华山一条路上去了，因此他能否在以后的比赛中奋力追赶，将是很大的看点。
A组有8场分出胜负，除四川黄仕清先负北京靳玉砚外，石化体协周涛先负陕西李景林，浙江赵鑫鑫先胜上海浦东董旭彬，上海浦东葛维蒲先胜黑龙江陶汉明，河北申鹏先胜贵州李永勤，开滦杨德琪先胜重庆许文学，河南李晓晖先胜云南赵金成，澳门杜光伟先负开滦蒋凤山。
B组有8场分出胜负，除厦门谢岿先胜四川邱东外，浙江陈寒峰先胜浙江黄竹风，河北阎文清先负厦门潘振波，广东黄海林先胜四川李艾东，开滦景学义先胜山西周小平，河北苗利明先胜湖北姜毅之，江苏赵剑先胜杭州蒋家宾，宁波谢丹枫先负四川郑惟桐。
C组有6场分出胜负，除北京王跃飞先胜黑龙江聂铁文外，沈阳苗永鹏先胜澳门李锦欢，北京张强先胜江西刘昱，开滦郝继超先胜湖北李智屏，广东张先胜湖北柳大华，火车头孙博先负上海浦东宇兵。