集成电路实验中的动态过程性评价模式

蔺智挺

(安徽大学 电子信息工程学院，安徽 合肥　230601)



集成电路实验中的动态过程性评价模式

蔺智挺

(安徽大学 电子信息工程学院，安徽 合肥230601)

介绍了电路实验教学的现状，综合分析比较了一些实验评价体系的改革探索。并以模拟集成电路实验教学为例，提出动态过程性实验评价机制。模拟集成电路实验课与理论课采用了四个阶段的配合与交叉促进。实验目的与实验特点在教学过程中是动态调整的。因此，随着实验内容改变而修改考核指标，有助于客观准确评价学生实验效果，激发学生的学习热情，提高实验操作的积极性。同时，将评价重点调整为过程评价，有助于学生树立正确的科研态度，掌握科学的实验方法。

电路实验；评价模式；实验教学改革

实验教学是高等学校教学工作的重要组成部分，是培养学生自主学习能力和实践能力的重要手段。高质量的实验教学配合理论教学可以形成教学环路的正反馈。反之，忽视实验教学的重要性，将影响理论教学效果。集成电路实验教学是培养学生基本实践能力的重要环节，它涉及到多个自动化设计工具的使用，是培养学生分析能力、工程实践能力和和解决实际问题能力的重要平台。实验考核是检查学生学习效果的手段，也是督促学生自主学习的动力[1]。然而我们不得不承认，当前电路实验教学处于较为严重的困境当中。

1　当前实验教学困境

不少学校重视对理论教学的扶持，投入相对较多的经费倾斜于理论课程的改革与发展。而由于经费，设备和场地的限制，实验课的人均设备，教师资源相对缺乏。学生抱团实验的现象泛滥。只有若干学生在认真操作实验，其余学生围在一边观看，甚至抄袭实验数据[2]。学生递交的实验报告千篇一律，不能很好地支持实验过程评价。目前考核方式中考试所占比重过高。而考试一般安排在期末，很多学生养成突击短时记忆，实验考试不仅不能检验学生的掌握程度，相反还会助长学生的侥幸心理[3]。平时实验态度端正，愿意思考尝试的同学可能由于思维盲点影响了考试成绩。相反有些平时懒散的学生，由于题目简单，或者利用不恰当的手段获得实验数据。这种结果的出现不利于提高学生的学习积极性，无法真正检验学生对内容的掌握程度[4]。

2　评价机制改革的误区

不少学者已经发现目前的实验教学评价机制存在弊端[1～5]，并不能全方面地反映学生的真实水平和实际的教学效果。因此，学者们提出了一些有益的探索。文献[6]提出实验教学可以细分为：计划内实验教学和课外实践教学两大部分。前者主要包括基础性实验、综合性实验和设计性实验[7]；后者指在给定的实验要求和实验条件下，让学生自行设计实验方案并加以实现，包括学生的科技竞赛、创新项目等。作者认为根据不同层次的实验教学具有特点，应该设计并采用不同类型的学生评价体系。而文献[8]认为把自主实验模式和开放实验模式相结合的实验模式将更加有利于培养学生独立思考，解决问题的能力。但必须采取周密的教学方案来提高对学生学习质量的监控力度。文献[3，9]提出教师对学生综合能力的评定，将直接影响学生的主动性。因此，必须建立合理的学生实验成绩考核标准。詹伟达等撰文提出电工电子技术实验教学框架共分六大板块，包括，1)计划和准备；2)实验教学环境；3)实验教学；4)学生实验学习；5)教师职责；6)学生职责。每一个板块分别设计了7个组成部分，共42个组成部分[5]。而张学文[1]提出从三个不同角度定制考核标准，制定相应的评价量表，具体包括：平时成绩评价量表，实验报告评价量表，操作考核评价量表。而文献[6]提出考核由个人评价、小组评价与指导老师评价三部分构成。下表1，综合比较了一些现有的实验教学评价机制。

表1　实验教学评价机制比较

从表1的综合比较，我们可以发现针对实验教学评价机制存在弊端，学者做了一些有益的探索，他们试图引入多维的评价机制，从实验态度、能力、结果几个方面综合评估学生的能力。虽然不同学者提出不同的评价要素，对评分形式也存在不同的见解，但这些评价要素中存在一些共性的要素。例如：预习，操作，对数据的分析，以及实验报告。进一步分析表中的数据，可以发现这些新的评价机制仍存在一些有待商榷的地方。首先，某些评价要素难以衡量，例如合作性。对合作的各方做出客观评价并不容易。评价指标需有可操作性，否则制定的评价标准很难在实际教学中应用。其次，固定权值的评价标准并不能很好反映不同性质的实验效果。以创新性为例，对基础性，验证型的实验来说，基本无创新性可言，20%的权值是否过多。对课外实践性，设计性实验来说，权值是否过少？最后，评分标准过于精细，12%，18%之类的评分权值是否合理？ 一个复杂的评分体系是否被教师接受？评分标准过于精细，被教师摒弃，不能发挥应有的功效，反而不能准确反映学生实验情况。

3　动态的过程性评价机制

基于纳托尔和克利夫特在霍华德·加德纳基础上提出的“发展性评价”的思想，不少学者在设计评价机制的时候尊重个体差异，坚持以人为本和多元化取向，设计多样化评价方法[11，12]。然而基于上述的分析，我们在设计评价机制的时候同时当注意评价机制的可操作性与动态性。

根据维果斯基的“最近发展区”理论，当实验内容难度与学生已掌握知识不匹配，那么学生按现有的知识背景很难执行相应的实验操作，从而达不到实验教学的效果。因此，在教师设计实验内容上，要遵循由简入繁的过程[13]。实验根据渐进性原则,如图1所示，可分为平台适应性实验、验证性实验、设计性实验和综合性实验。每个类型的实验的目的，实验要求都有所不同。同时，在实验课程不同阶段，学生知识掌握程度也有所不同。以“集成电路原理实验”为例，平台适应性实验是为了使学生在较短的时间内掌握EDA工具的基本使用方法；验证性实验主要是巩固和加深学生对集成电路理论知识的理解；设计性和综合性实验主要是锻炼学生全面运用知识、综合处理问题的能力。

图1　集成电路原理实验的动态过程性评价机制

在时间段Ⅰ内，由于理论课与实验课程的不同步，学生进行平台适应性实验时，可能尚缺乏相关的理论知识。因此，评价机制当强化预习、操作，而弱化实验报告，使学生在一个相对轻松的环境下主动探索。一份预习报告的内容通常包括：实验目的、实验原理、所用仪器、实验内容与问题讨论。前面四点可以弱化甚至省略，这是因为大部分学生只是简单抄写一遍，并不能起到调动学生积极性的作用。预习报告当强调最后一项，即问题讨论。但这里需强调的是问题讨论，不单是回答预设的问题，而且应当要求学生提出自己的疑问。通过学生所提出的问题，教师可以了解学生的知识盲点，以便课上有重点的解释，把设计过程和操作过程讲解清楚。

在时间段Ⅱ内，主要是培养学生的基础实验技能，加深对基础知识的理解。在设计实验项目时，应强化典型模块的设计，训练学生熟练使用集成电路设计软件来仿真、调试电路模块。同时如图1所示，强化操作过程和实验报告评价，即将操作，实验报告所占成绩的比重增大。换句话说，此阶段的评价权值与第一阶段不同，权值随着实验性质的改变而动态改变。要指出的是，无论是对操作过程，还是实验报告的评价，都当弱化结果，强调过程。指导教师在巡视课堂的时候，应当对学生的实验态度有所把握。将评价重点从以往的重结果调整为重过程，并将学习过程的评价作为学习评价的重点[14]。培养学生严谨的科学实验态度。实验报告同样强调讨论部分，鼓励学生提出疑问。这样不仅可以真正调动学生积极性，而且减少投机取巧，抄袭实验数据，拷贝实验报告的现象。

在时间段Ⅲ内，培养学生综合运用所学知识完成集成电路设计的能力。这一阶段宜采用分级教学、因材施教的模式。因为用同一标准要求不同能力和水平的学生，将制约学生的发展。笔者将实验内容分为必做模块和选做模块。评价重点仍是过程，在这一阶段，实验结果的不确定性增加，某些很认真的学生，投入大量的时间，可能结果并不理想。教师注重实验过程的介入，及时发现学生的方向性的错误。在评价方面，增大操作、创新性的权值，以适应实验目的与内容的变化。

在时间段Ⅳ，实验教学模式是从单一的实验室内实验变为课上课下、实验室内外多元化的实验形式，实验内容则与学科竞赛、教师科研项目紧密联系，重点培养学生的创新能力和从事科研工作的能力。这个阶段的评价机制与前期完全不同，重点强调创新性与分析总结能力。因此，增大创新性权值与分析总结权值。各个阶段具体的评价指标如表2所示：

从表2可知，在不同阶段存在共性考核指标，即实验台的整理，这是为了培养学生的良好科研习惯。同时每个阶段每个方面的考核等级少于3级，便于教师实际当中的把握。过于细分的等级，并不易落实。更为重要的是，不同阶段存在权值的动态变化。前三阶段，考勤纪律所占比例较大，这是由于实验课程与理论课程性质不同所导致的。而在最后阶段，创新性占了主导，考勤反而可以忽略。

表2　动态的过程性评价机制

4　结束语

实验教学评价是学生在实验过程中实践能力，操作技能和解决现场问题能力以及实验后分析和处理实验结果水平的客观反映，科学合理的实验教学评价应以促进学生全面发展和创新素质的培养为目标[4]。将评价重点调整为过程评价，有助于学生树立正确的科研态度，掌握科学实验的方法。由于实验目的在教学过程中并非一成不变，随着实验性质改变而动态调整考核指标，有助于准确客观评价学生实验效果，激发学生的学习热情，提高实验操作的积极性。

[1]张学文. 电工电子实验学生成绩考核评价体系初探[J]. 湖北师范学院学报(自然科学版), 2011, 30(4):112～115.

[2]王超. 电子类实验课程教学评价体系改革与实施[J]. 电子制作, 2015, (11):292～292.

[3]卢娟, 孙梯全, 许凤慧,等. 基于形成性评价的电子技术实验考核方式探索[J]. 工业和信息化教育, 2015, (03):1～3.

[4]祝秋文. 电路分析实验教学评价模式的探索与实践[C] .教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(上册). 2010.

[5]李坤, 史永宏. 创新型人才培养实验室开放体系探索与实践[J]. 实验室研究与探索, 2015, 34(01):258～261.

[6]詹伟达, 李洪祚, 刘云荣,等. 电工电子技术实验学生评价体系设计[J]. 中国现代教育装备, 2012, (13):47～49.

[7]石光明, 王松林, 周佳社,等. 电工电子实验教学示范中心的建设与实践[J]. 中国大学教学, 2007, (04):95～97.

[8]李淑珍, 孙建设. 《电工基础实验》课程改革的设想与实践[J]. 郑州铁路职业技术学院学报, 2004, 16(04):41～42.

[9]杨定安, 丁伟雄. 多层次、开放性电工电子实践教学中心探索与实践[J]. 中国现代教育装备, 2006, (02):14～15.

[10]陶秋香. 电子技术类实验课程形成性考核评价体系的研究与实践——以《电路》实验课程为例[J]. 无线互联科技, 2013, (4):207～207.

[11]李加定, 肖化. 基于发展性和表现性评价的大学物理实验评价考核方式[J]. 实验技术与管理, 2009, 26(11):140～143.

[12]Gardner H. Frames of Mind: The Theory of Multiple Intelligences[J]. Annals of Dyslexia, 1986, 37(1):19～35.

[13]杜宇上, 彭端, 蒋力立,等. 基于表现性评价的电工电子实验教学[J]. 社会工作与管理, 2009, (06):21～23.

[14]杨录田. 电子实验教学中学生评价体系探讨[J]. 内江科技, 2009, 30(02):182～182.

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

国家科技重大专项课题(2011ZX01034-001-002-003)；安徽省高等学校省级质量工程教学研究项目(2014jyxm049)；安徽大学“交叉式电路实验教学模式研究”教学改革与建设项目(xjjyxm14006)

蔺智挺(1981—)，男，辽宁新宾人，博士，副教授，主要研究方向为模拟集成电路设计.

TN702

A

1009-2714(2016)02- 0080- 05

10.3969/j.issn.1009-2714.2016.02.018