集成電路實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)態(tài)過(guò)程性評(píng)價(jià)模式

藺智挺

(安徽大學(xué) 電子信息工程學(xué)院，安徽 合肥　230601)

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集成電路實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)態(tài)過(guò)程性評(píng)價(jià)模式

藺智挺

(安徽大學(xué) 電子信息工程學(xué)院，安徽 合肥230601)

介紹了電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，綜合分析比較了一些實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系的改革探索。并以模擬集成電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，提出動(dòng)態(tài)過(guò)程性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)機(jī)制。模擬集成電路實(shí)驗(yàn)課與理論課采用了四個(gè)階段的配合與交叉促進(jìn)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)在教學(xué)過(guò)程中是動(dòng)態(tài)調(diào)整的。因此，隨著實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改變而修改考核指標(biāo)，有助于客觀準(zhǔn)確評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高實(shí)驗(yàn)操作的積極性。同時(shí)，將評(píng)價(jià)重點(diǎn)調(diào)整為過(guò)程評(píng)價(jià)，有助于學(xué)生樹立正確的科研態(tài)度，掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法。

電路實(shí)驗(yàn)；評(píng)價(jià)模式；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校教學(xué)工作的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力的重要手段。高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)配合理論教學(xué)可以形成教學(xué)環(huán)路的正反饋。反之，忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，將影響理論教學(xué)效果。集成電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，它涉及到多個(gè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)工具的使用，是培養(yǎng)學(xué)生分析能力、工程實(shí)踐能力和和解決實(shí)際問(wèn)題能力的重要平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)考核是檢查學(xué)生學(xué)習(xí)效果的手段，也是督促學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力[1]。然而我們不得不承認(rèn)，當(dāng)前電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)處于較為嚴(yán)重的困境當(dāng)中。

1　當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)困境

不少學(xué)校重視對(duì)理論教學(xué)的扶持，投入相對(duì)較多的經(jīng)費(fèi)傾斜于理論課程的改革與發(fā)展。而由于經(jīng)費(fèi)，設(shè)備和場(chǎng)地的限制，實(shí)驗(yàn)課的人均設(shè)備，教師資源相對(duì)缺乏。學(xué)生抱團(tuán)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象泛濫。只有若干學(xué)生在認(rèn)真操作實(shí)驗(yàn)，其余學(xué)生圍在一邊觀看，甚至抄襲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[2]。學(xué)生遞交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告千篇一律，不能很好地支持實(shí)驗(yàn)過(guò)程評(píng)價(jià)。目前考核方式中考試所占比重過(guò)高。而考試一般安排在期末，很多學(xué)生養(yǎng)成突擊短時(shí)記憶，實(shí)驗(yàn)考試不僅不能檢驗(yàn)學(xué)生的掌握程度，相反還會(huì)助長(zhǎng)學(xué)生的僥幸心理[3]。平時(shí)實(shí)驗(yàn)態(tài)度端正，愿意思考嘗試的同學(xué)可能由于思維盲點(diǎn)影響了考試成績(jī)。相反有些平時(shí)懶散的學(xué)生，由于題目簡(jiǎn)單，或者利用不恰當(dāng)?shù)氖侄潍@得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這種結(jié)果的出現(xiàn)不利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，無(wú)法真正檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)內(nèi)容的掌握程度[4]。

2　評(píng)價(jià)機(jī)制改革的誤區(qū)

不少學(xué)者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制存在弊端[1～5]，并不能全方面地反映學(xué)生的真實(shí)水平和實(shí)際的教學(xué)效果。因此，學(xué)者們提出了一些有益的探索。文獻(xiàn)[6]提出實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以細(xì)分為：計(jì)劃內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課外實(shí)踐教學(xué)兩大部分。前者主要包括基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)[7]；后者指在給定的實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)條件下，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)現(xiàn)，包括學(xué)生的科技競(jìng)賽、創(chuàng)新項(xiàng)目等。作者認(rèn)為根據(jù)不同層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有特點(diǎn)，應(yīng)該設(shè)計(jì)并采用不同類型的學(xué)生評(píng)價(jià)體系。而文獻(xiàn)[8]認(rèn)為把自主實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶烷_放實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较嘟Y(jié)合的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綄⒏佑欣谂囵B(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考，解決問(wèn)題的能力。但必須采取周密的教學(xué)方案來(lái)提高對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的監(jiān)控力度。文獻(xiàn)[3，9]提出教師對(duì)學(xué)生綜合能力的評(píng)定，將直接影響學(xué)生的主動(dòng)性。因此，必須建立合理的學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核標(biāo)準(zhǔn)。詹偉達(dá)等撰文提出電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)框架共分六大板塊，包括，1)計(jì)劃和準(zhǔn)備；2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境；3)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；4)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)；5)教師職責(zé)；6)學(xué)生職責(zé)。每一個(gè)板塊分別設(shè)計(jì)了7個(gè)組成部分，共42個(gè)組成部分[5]。而張學(xué)文[1]提出從三個(gè)不同角度定制考核標(biāo)準(zhǔn)，制定相應(yīng)的評(píng)價(jià)量表，具體包括：平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)量表，實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)量表，操作考核評(píng)價(jià)量表。而文獻(xiàn)[6]提出考核由個(gè)人評(píng)價(jià)、小組評(píng)價(jià)與指導(dǎo)老師評(píng)價(jià)三部分構(gòu)成。下表1，綜合比較了一些現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制。

表1　實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制比較

從表1的綜合比較，我們可以發(fā)現(xiàn)針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制存在弊端，學(xué)者做了一些有益的探索，他們?cè)噲D引入多維的評(píng)價(jià)機(jī)制，從實(shí)驗(yàn)態(tài)度、能力、結(jié)果幾個(gè)方面綜合評(píng)估學(xué)生的能力。雖然不同學(xué)者提出不同的評(píng)價(jià)要素，對(duì)評(píng)分形式也存在不同的見(jiàn)解，但這些評(píng)價(jià)要素中存在一些共性的要素。例如：預(yù)習(xí)，操作，對(duì)數(shù)據(jù)的分析，以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告。進(jìn)一步分析表中的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)這些新的評(píng)價(jià)機(jī)制仍存在一些有待商榷的地方。首先，某些評(píng)價(jià)要素難以衡量，例如合作性。對(duì)合作的各方做出客觀評(píng)價(jià)并不容易。評(píng)價(jià)指標(biāo)需有可操作性，否則制定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)很難在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)用。其次，固定權(quán)值的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)并不能很好反映不同性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)效果。以創(chuàng)新性為例，對(duì)基礎(chǔ)性，驗(yàn)證型的實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，基本無(wú)創(chuàng)新性可言，20%的權(quán)值是否過(guò)多。對(duì)課外實(shí)踐性，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，權(quán)值是否過(guò)少？最后，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于精細(xì)，12%，18%之類的評(píng)分權(quán)值是否合理？ 一個(gè)復(fù)雜的評(píng)分體系是否被教師接受？評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于精細(xì)，被教師摒棄，不能發(fā)揮應(yīng)有的功效，反而不能準(zhǔn)確反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況。

3　動(dòng)態(tài)的過(guò)程性評(píng)價(jià)機(jī)制

基于納托爾和克利夫特在霍華德·加德納基礎(chǔ)上提出的“發(fā)展性評(píng)價(jià)”的思想，不少學(xué)者在設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)機(jī)制的時(shí)候尊重個(gè)體差異，堅(jiān)持以人為本和多元化取向，設(shè)計(jì)多樣化評(píng)價(jià)方法[11，12]。然而基于上述的分析，我們?cè)谠O(shè)計(jì)評(píng)價(jià)機(jī)制的時(shí)候同時(shí)當(dāng)注意評(píng)價(jià)機(jī)制的可操作性與動(dòng)態(tài)性。

根據(jù)維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”理論，當(dāng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容難度與學(xué)生已掌握知識(shí)不匹配，那么學(xué)生按現(xiàn)有的知識(shí)背景很難執(zhí)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作，從而達(dá)不到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。因此，在教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，要遵循由簡(jiǎn)入繁的過(guò)程[13]。實(shí)驗(yàn)根據(jù)漸進(jìn)性原則,如圖1所示，可分為平臺(tái)適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。每個(gè)類型的實(shí)驗(yàn)的目的，實(shí)驗(yàn)要求都有所不同。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)課程不同階段，學(xué)生知識(shí)掌握程度也有所不同。以“集成電路原理實(shí)驗(yàn)”為例，平臺(tái)適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)是為了使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)掌握EDA工具的基本使用方法；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要是鞏固和加深學(xué)生對(duì)集成電路理論知識(shí)的理解；設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)主要是鍛煉學(xué)生全面運(yùn)用知識(shí)、綜合處理問(wèn)題的能力。

圖1　集成電路原理實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)過(guò)程性評(píng)價(jià)機(jī)制

在時(shí)間段Ⅰ內(nèi)，由于理論課與實(shí)驗(yàn)課程的不同步，學(xué)生進(jìn)行平臺(tái)適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能尚缺乏相關(guān)的理論知識(shí)。因此，評(píng)價(jià)機(jī)制當(dāng)強(qiáng)化預(yù)習(xí)、操作，而弱化實(shí)驗(yàn)報(bào)告，使學(xué)生在一個(gè)相對(duì)輕松的環(huán)境下主動(dòng)探索。一份預(yù)習(xí)報(bào)告的內(nèi)容通常包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、所用儀器、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與問(wèn)題討論。前面四點(diǎn)可以弱化甚至省略，這是因?yàn)榇蟛糠謱W(xué)生只是簡(jiǎn)單抄寫一遍，并不能起到調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性的作用。預(yù)習(xí)報(bào)告當(dāng)強(qiáng)調(diào)最后一項(xiàng)，即問(wèn)題討論。但這里需強(qiáng)調(diào)的是問(wèn)題討論，不單是回答預(yù)設(shè)的問(wèn)題，而且應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生提出自己的疑問(wèn)。通過(guò)學(xué)生所提出的問(wèn)題，教師可以了解學(xué)生的知識(shí)盲點(diǎn)，以便課上有重點(diǎn)的解釋，把設(shè)計(jì)過(guò)程和操作過(guò)程講解清楚。

在時(shí)間段Ⅱ內(nèi)，主要是培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能，加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)強(qiáng)化典型模塊的設(shè)計(jì)，訓(xùn)練學(xué)生熟練使用集成電路設(shè)計(jì)軟件來(lái)仿真、調(diào)試電路模塊。同時(shí)如圖1所示，強(qiáng)化操作過(guò)程和實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)，即將操作，實(shí)驗(yàn)報(bào)告所占成績(jī)的比重增大。換句話說(shuō)，此階段的評(píng)價(jià)權(quán)值與第一階段不同，權(quán)值隨著實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的改變而動(dòng)態(tài)改變。要指出的是，無(wú)論是對(duì)操作過(guò)程，還是實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)價(jià)，都當(dāng)弱化結(jié)果，強(qiáng)調(diào)過(guò)程。指導(dǎo)教師在巡視課堂的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度有所把握。將評(píng)價(jià)重點(diǎn)從以往的重結(jié)果調(diào)整為重過(guò)程，并將學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)作為學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的重點(diǎn)[14]。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度。實(shí)驗(yàn)報(bào)告同樣強(qiáng)調(diào)討論部分，鼓勵(lì)學(xué)生提出疑問(wèn)。這樣不僅可以真正調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，而且減少投機(jī)取巧，抄襲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，拷貝實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象。

在時(shí)間段Ⅲ內(nèi)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)完成集成電路設(shè)計(jì)的能力。這一階段宜采用分級(jí)教學(xué)、因材施教的模式。因?yàn)橛猛粯?biāo)準(zhǔn)要求不同能力和水平的學(xué)生，將制約學(xué)生的發(fā)展。筆者將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為必做模塊和選做模塊。評(píng)價(jià)重點(diǎn)仍是過(guò)程，在這一階段，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定性增加，某些很認(rèn)真的學(xué)生，投入大量的時(shí)間，可能結(jié)果并不理想。教師注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程的介入，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的方向性的錯(cuò)誤。在評(píng)價(jià)方面，增大操作、創(chuàng)新性的權(quán)值，以適應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c內(nèi)容的變化。

在時(shí)間段Ⅳ，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是從單一的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)變?yōu)檎n上課下、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)外多元化的實(shí)驗(yàn)形式，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容則與學(xué)科競(jìng)賽、教師科研項(xiàng)目緊密聯(lián)系，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和從事科研工作的能力。這個(gè)階段的評(píng)價(jià)機(jī)制與前期完全不同，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新性與分析總結(jié)能力。因此，增大創(chuàng)新性權(quán)值與分析總結(jié)權(quán)值。各個(gè)階段具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)如表2所示：

從表2可知，在不同階段存在共性考核指標(biāo)，即實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整理，這是為了培養(yǎng)學(xué)生的良好科研習(xí)慣。同時(shí)每個(gè)階段每個(gè)方面的考核等級(jí)少于3級(jí)，便于教師實(shí)際當(dāng)中的把握。過(guò)于細(xì)分的等級(jí)，并不易落實(shí)。更為重要的是，不同階段存在權(quán)值的動(dòng)態(tài)變化。前三階段，考勤紀(jì)律所占比例較大，這是由于實(shí)驗(yàn)課程與理論課程性質(zhì)不同所導(dǎo)致的。而在最后階段，創(chuàng)新性占了主導(dǎo)，考勤反而可以忽略。

表2　動(dòng)態(tài)的過(guò)程性評(píng)價(jià)機(jī)制

4　結(jié)束語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)踐能力，操作技能和解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題能力以及實(shí)驗(yàn)后分析和處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果水平的客觀反映，科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展和創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)為目標(biāo)[4]。將評(píng)價(jià)重點(diǎn)調(diào)整為過(guò)程評(píng)價(jià)，有助于學(xué)生樹立正確的科研態(tài)度，掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法。由于實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑诮虒W(xué)過(guò)程中并非一成不變，隨著實(shí)驗(yàn)性質(zhì)改變而動(dòng)態(tài)調(diào)整考核指標(biāo)，有助于準(zhǔn)確客觀評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高實(shí)驗(yàn)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(guó)家科技重大專項(xiàng)課題(2011ZX01034-001-002-003)；安徽省高等學(xué)校省級(jí)質(zhì)量工程教學(xué)研究項(xiàng)目(2014jyxm049)；安徽大學(xué)“交叉式電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究”教學(xué)改革與建設(shè)項(xiàng)目(xjjyxm14006)

藺智挺(1981—)，男，遼寧新賓人，博士，副教授，主要研究方向?yàn)槟M集成電路設(shè)計(jì).

TN702

A

1009-2714(2016)02- 0080- 05

10.3969/j.issn.1009-2714.2016.02.018