集成電路實驗中的動態過程性評價模式

藺智挺

(安徽大學 電子信息工程學院，安徽 合肥　230601)

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集成電路實驗中的動態過程性評價模式

藺智挺

(安徽大學 電子信息工程學院，安徽 合肥230601)

介紹了電路實驗教學的現狀，綜合分析比較了一些實驗評價體系的改革探索。并以模擬集成電路實驗教學為例，提出動態過程性實驗評價機制。模擬集成電路實驗課與理論課采用了四個階段的配合與交叉促進。實驗目的與實驗特點在教學過程中是動態調整的。因此，隨著實驗內容改變而修改考核指標，有助于客觀準確評價學生實驗效果，激發學生的學習熱情，提高實驗操作的積極性。同時，將評價重點調整為過程評價，有助于學生樹立正確的科研態度，掌握科學的實驗方法。

電路實驗；評價模式；實驗教學改革

實驗教學是高等學校教學工作的重要組成部分，是培養學生自主學習能力和實踐能力的重要手段。高質量的實驗教學配合理論教學可以形成教學環路的正反饋。反之，忽視實驗教學的重要性，將影響理論教學效果。集成電路實驗教學是培養學生基本實踐能力的重要環節，它涉及到多個自動化設計工具的使用，是培養學生分析能力、工程實踐能力和和解決實際問題能力的重要平臺。實驗考核是檢查學生學習效果的手段，也是督促學生自主學習的動力[1]。然而我們不得不承認，當前電路實驗教學處于較為嚴重的困境當中。

1　當前實驗教學困境

不少學校重視對理論教學的扶持，投入相對較多的經費傾斜于理論課程的改革與發展。而由于經費，設備和場地的限制，實驗課的人均設備，教師資源相對缺乏。學生抱團實驗的現象泛濫。只有若干學生在認真操作實驗，其余學生圍在一邊觀看，甚至抄襲實驗數據[2]。學生遞交的實驗報告千篇一律，不能很好地支持實驗過程評價。目前考核方式中考試所占比重過高。而考試一般安排在期末，很多學生養成突擊短時記憶，實驗考試不僅不能檢驗學生的掌握程度，相反還會助長學生的僥幸心理[3]。平時實驗態度端正，愿意思考嘗試的同學可能由于思維盲點影響了考試成績。相反有些平時懶散的學生，由于題目簡單，或者利用不恰當的手段獲得實驗數據。這種結果的出現不利于提高學生的學習積極性，無法真正檢驗學生對內容的掌握程度[4]。

2　評價機制改革的誤區

不少學者已經發現目前的實驗教學評價機制存在弊端[1～5]，并不能全方面地反映學生的真實水平和實際的教學效果。因此，學者們提出了一些有益的探索。文獻[6]提出實驗教學可以細分為：計劃內實驗教學和課外實踐教學兩大部分。前者主要包括基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗[7]；后者指在給定的實驗要求和實驗條件下，讓學生自行設計實驗方案并加以實現，包括學生的科技競賽、創新項目等。作者認為根據不同層次的實驗教學具有特點，應該設計并采用不同類型的學生評價體系。而文獻[8]認為把自主實驗模式和開放實驗模式相結合的實驗模式將更加有利于培養學生獨立思考，解決問題的能力。但必須采取周密的教學方案來提高對學生學習質量的監控力度。文獻[3，9]提出教師對學生綜合能力的評定，將直接影響學生的主動性。因此，必須建立合理的學生實驗成績考核標準。詹偉達等撰文提出電工電子技術實驗教學框架共分六大板塊，包括，1)計劃和準備；2)實驗教學環境；3)實驗教學；4)學生實驗學習；5)教師職責；6)學生職責。每一個板塊分別設計了7個組成部分，共42個組成部分[5]。而張學文[1]提出從三個不同角度定制考核標準，制定相應的評價量表，具體包括：平時成績評價量表，實驗報告評價量表，操作考核評價量表。而文獻[6]提出考核由個人評價、小組評價與指導老師評價三部分構成。下表1，綜合比較了一些現有的實驗教學評價機制。

表1　實驗教學評價機制比較

從表1的綜合比較，我們可以發現針對實驗教學評價機制存在弊端，學者做了一些有益的探索，他們試圖引入多維的評價機制，從實驗態度、能力、結果幾個方面綜合評估學生的能力。雖然不同學者提出不同的評價要素，對評分形式也存在不同的見解，但這些評價要素中存在一些共性的要素。例如：預習，操作，對數據的分析，以及實驗報告。進一步分析表中的數據，可以發現這些新的評價機制仍存在一些有待商榷的地方。首先，某些評價要素難以衡量，例如合作性。對合作的各方做出客觀評價并不容易。評價指標需有可操作性，否則制定的評價標準很難在實際教學中應用。其次，固定權值的評價標準并不能很好反映不同性質的實驗效果。以創新性為例，對基礎性，驗證型的實驗來說，基本無創新性可言，20%的權值是否過多。對課外實踐性，設計性實驗來說，權值是否過少？最后，評分標準過于精細，12%，18%之類的評分權值是否合理？ 一個復雜的評分體系是否被教師接受？評分標準過于精細，被教師摒棄，不能發揮應有的功效，反而不能準確反映學生實驗情況。

3　動態的過程性評價機制

基于納托爾和克利夫特在霍華德·加德納基礎上提出的“發展性評價”的思想，不少學者在設計評價機制的時候尊重個體差異，堅持以人為本和多元化取向，設計多樣化評價方法[11，12]。然而基于上述的分析，我們在設計評價機制的時候同時當注意評價機制的可操作性與動態性。

根據維果斯基的“最近發展區”理論，當實驗內容難度與學生已掌握知識不匹配，那么學生按現有的知識背景很難執行相應的實驗操作，從而達不到實驗教學的效果。因此，在教師設計實驗內容上，要遵循由簡入繁的過程[13]。實驗根據漸進性原則,如圖1所示，可分為平臺適應性實驗、驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗。每個類型的實驗的目的，實驗要求都有所不同。同時，在實驗課程不同階段，學生知識掌握程度也有所不同。以“集成電路原理實驗”為例，平臺適應性實驗是為了使學生在較短的時間內掌握EDA工具的基本使用方法；驗證性實驗主要是鞏固和加深學生對集成電路理論知識的理解；設計性和綜合性實驗主要是鍛煉學生全面運用知識、綜合處理問題的能力。

圖1　集成電路原理實驗的動態過程性評價機制

在時間段Ⅰ內，由于理論課與實驗課程的不同步，學生進行平臺適應性實驗時，可能尚缺乏相關的理論知識。因此，評價機制當強化預習、操作，而弱化實驗報告，使學生在一個相對輕松的環境下主動探索。一份預習報告的內容通常包括：實驗目的、實驗原理、所用儀器、實驗內容與問題討論。前面四點可以弱化甚至省略，這是因為大部分學生只是簡單抄寫一遍，并不能起到調動學生積極性的作用。預習報告當強調最后一項，即問題討論。但這里需強調的是問題討論，不單是回答預設的問題，而且應當要求學生提出自己的疑問。通過學生所提出的問題，教師可以了解學生的知識盲點，以便課上有重點的解釋，把設計過程和操作過程講解清楚。

在時間段Ⅱ內，主要是培養學生的基礎實驗技能，加深對基礎知識的理解。在設計實驗項目時，應強化典型模塊的設計，訓練學生熟練使用集成電路設計軟件來仿真、調試電路模塊。同時如圖1所示，強化操作過程和實驗報告評價，即將操作，實驗報告所占成績的比重增大。換句話說，此階段的評價權值與第一階段不同，權值隨著實驗性質的改變而動態改變。要指出的是，無論是對操作過程，還是實驗報告的評價，都當弱化結果，強調過程。指導教師在巡視課堂的時候，應當對學生的實驗態度有所把握。將評價重點從以往的重結果調整為重過程，并將學習過程的評價作為學習評價的重點[14]。培養學生嚴謹的科學實驗態度。實驗報告同樣強調討論部分，鼓勵學生提出疑問。這樣不僅可以真正調動學生積極性，而且減少投機取巧，抄襲實驗數據，拷貝實驗報告的現象。

在時間段Ⅲ內，培養學生綜合運用所學知識完成集成電路設計的能力。這一階段宜采用分級教學、因材施教的模式。因為用同一標準要求不同能力和水平的學生，將制約學生的發展。筆者將實驗內容分為必做模塊和選做模塊。評價重點仍是過程，在這一階段，實驗結果的不確定性增加，某些很認真的學生，投入大量的時間，可能結果并不理想。教師注重實驗過程的介入，及時發現學生的方向性的錯誤。在評價方面，增大操作、創新性的權值，以適應實驗目的與內容的變化。

在時間段Ⅳ，實驗教學模式是從單一的實驗室內實驗變為課上課下、實驗室內外多元化的實驗形式，實驗內容則與學科競賽、教師科研項目緊密聯系，重點培養學生的創新能力和從事科研工作的能力。這個階段的評價機制與前期完全不同，重點強調創新性與分析總結能力。因此，增大創新性權值與分析總結權值。各個階段具體的評價指標如表2所示：

從表2可知，在不同階段存在共性考核指標，即實驗臺的整理，這是為了培養學生的良好科研習慣。同時每個階段每個方面的考核等級少于3級，便于教師實際當中的把握。過于細分的等級，并不易落實。更為重要的是，不同階段存在權值的動態變化。前三階段，考勤紀律所占比例較大，這是由于實驗課程與理論課程性質不同所導致的。而在最后階段，創新性占了主導，考勤反而可以忽略。

表2　動態的過程性評價機制

4　結束語

實驗教學評價是學生在實驗過程中實踐能力，操作技能和解決現場問題能力以及實驗后分析和處理實驗結果水平的客觀反映，科學合理的實驗教學評價應以促進學生全面發展和創新素質的培養為目標[4]。將評價重點調整為過程評價，有助于學生樹立正確的科研態度，掌握科學實驗的方法。由于實驗目的在教學過程中并非一成不變，隨著實驗性質改變而動態調整考核指標，有助于準確客觀評價學生實驗效果，激發學生的學習熱情，提高實驗操作的積極性。

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Evaluation of integrated circuits experiment focusing on process with dynamic strategy

LIN Zhi-ting

(School of Electronics and Information Engineering, AnHui University, Hefei230601, China)

This paper introduces the current situation of the evaluation of circuits experiment. At the same time, we analyze and compare some existing reformation in this area. Take the integrated circuits experiment for example, we introduce an evaluation method which focuses on process evaluation with dynamic strategy. The experimental and theoretical course cooperate and mutually improve in four different sub stages. Since the goal and the character of the experiments vary from time to time, it is better to change the emphasis according to the content of experiments. It can accurately and objectively evaluate the students, stimulate students' enthusiasm for learning, and improve motivation. At the same time, Evaluation will focus on the process assessment, which can help students establish a correct scientific attitude, and master methods of scientific experiments.

circuit experiments; evaluation method; reform of experiment teaching

2016—03—20

國家科技重大專項課題(2011ZX01034-001-002-003)；安徽省高等學校省級質量工程教學研究項目(2014jyxm049)；安徽大學“交叉式電路實驗教學模式研究”教學改革與建設項目(xjjyxm14006)

藺智挺(1981—)，男，遼寧新賓人，博士，副教授，主要研究方向為模擬集成電路設計.

TN702

A

1009-2714(2016)02- 0080- 05

10.3969/j.issn.1009-2714.2016.02.018