大學(xué)物理實驗課程多元化成績評價探索論文
摘要：大學(xué)物理實驗課程對學(xué)生實驗技能、科學(xué)思維形成及創(chuàng)新能力培養(yǎng)起到重要作用，而實驗成績的有效評價可大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理實驗的動機和教學(xué)效果。文章以培養(yǎng)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力為目的，從學(xué)生實驗項目過程評價、實驗項目報告評價、研究性設(shè)計實驗綜合評價、自主性學(xué)習(xí)評價等方面對大學(xué)物理實驗課程成績評價方式進(jìn)行了有益探索。
關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實驗；教學(xué)改革；多元化成績評價；研究性學(xué)習(xí)能力
大學(xué)物理實驗課程成績評價對提高實驗教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣具有重要意義。本文依托合肥工業(yè)大學(xué)大學(xué)物理實驗中心，擬從學(xué)生實驗項目過程評價、實驗項目報告評價、研究性設(shè)計綜合實驗評價、自主性學(xué)習(xí)評價等方面對大學(xué)物理實驗課程成績評價方式進(jìn)行探索，以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、自主性，探索性及解決實際問題的能力。
一、基于實驗過程教學(xué)的大學(xué)物理實驗成績評價
目前大學(xué)物理實驗學(xué)習(xí)成績主要來自平時實驗報告考核，這種評價方法主要還是重視理論考核，每次實驗報告是課后完成的，并不能準(zhǔn)確反映學(xué)生的真實水平，忽略了對學(xué)生實驗學(xué)習(xí)過程的考核和評價會逐漸降低學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理實驗的熱情。目前合肥工業(yè)大學(xué)實行“能力導(dǎo)向一體化教學(xué)體系”，加大教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，尤其是加強教學(xué)過程的管理和監(jiān)控。據(jù)此，結(jié)合本人多年的實驗教學(xué)經(jīng)驗，對實驗過程的考核改進(jìn)將從實驗預(yù)習(xí)、實驗操作過程及實驗報告三個模塊開展。實驗預(yù)習(xí)模塊主要側(cè)重于考核學(xué)生在實驗前期的實驗準(zhǔn)備情況，包括具體實驗項目儀器裝置的構(gòu)成、基本的實驗原理及實驗?zāi)康牡�，最終呈現(xiàn)一份預(yù)習(xí)報告。這一過程的有效完成將大大提升在后續(xù)實驗操作環(huán)節(jié)中的效率。在實驗操作過程這一模塊中，主要從實驗平臺搭建、實驗操作規(guī)范、測量方法準(zhǔn)確、實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、實驗儀器規(guī)整及實驗出勤等方面開展。主要測試學(xué)生實際操作實驗的能力和將具體理論應(yīng)用于實際實驗處理問題的能力。考慮到“大學(xué)物理實驗”不僅可以培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際和實事求是的科學(xué)作風(fēng)、認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，積極主動的探索精神，而且還可以對學(xué)生遵守紀(jì)律、團(tuán)結(jié)協(xié)作、愛護(hù)公共財產(chǎn)的優(yōu)良品德進(jìn)行培養(yǎng)，因此將實驗完成之后儀器規(guī)整情況和實驗考勤也作為實驗過程進(jìn)行考核。在實驗完成后，將呈現(xiàn)一份完整的實驗報告，包含實驗內(nèi)容與步驟、實驗數(shù)據(jù)表格、數(shù)據(jù)處理方法及結(jié)果與討論四部分。每一個實驗項目都是一個研究課題，實驗報告就是學(xué)生成果的展示，顯示實驗教學(xué)的成果。這一模塊主要考核學(xué)生的物理理論知識、理論與實際結(jié)合的能力、數(shù)據(jù)誤差處理及相應(yīng)數(shù)據(jù)處理軟件使用的能力以及將研究成果用語言文字凝練組織的能力，這一訓(xùn)練可為今后學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的錘煉和畢業(yè)論文的完成奠定基礎(chǔ)［５］。
二、大學(xué)物理實驗成績評價模式的多元化
鑒于合肥工業(yè)大學(xué)工科辦學(xué)的特色，對大學(xué)物理實驗成績評價模式可以從多方面、多角度開展。通過改變原有評分方式，建立平時分和考試成績相結(jié)合的評價方法，適當(dāng)增大平時分的比值。目前我們已經(jīng)實行將平時分的比例提高到７０％。加大對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的監(jiān)控和評價，效果明顯，學(xué)生主動性得到積極改善，教學(xué)效果也凸顯出來。具體實施過程中擬采用實驗過程成績、實驗報告成績、期中操作考試成績及期末理論考試成績相結(jié)合的模式。由于大學(xué)物理實驗中心每學(xué)期都有５５００名左右學(xué)生開課，因此想采用嚴(yán)格意義上的抽簽式的操作考試比較困難，可以采用在期中考試周的兩周時間內(nèi)，某個班輪到某個實驗項目，老師簡單介紹原理及儀器操作要求，提出要解決的問題，讓學(xué)生自己給出實驗步驟，測出實驗數(shù)據(jù)及給出數(shù)據(jù)處理的合適方法。對期中操作成績評定主要包括：操作步驟正確，儀器操作無誤，觀察記錄正確，遵守實驗室規(guī)則，儀器歸整等，最后寫出實驗步驟和數(shù)據(jù)處理結(jié)果。這種期中操作測試考核模式主要是考核學(xué)生實驗技能的把握情況及結(jié)果分析處理情況；既有操作又有數(shù)據(jù)處理，可以識別那種眼高手低的純理論者，也能識別那些只會按老師要求按部就班地擺弄設(shè)備而知其然不知其所以然的學(xué)生。這樣平時過程＋期中的操作考試＋實驗報告的考試模式使學(xué)生必須認(rèn)真把握平時的每一次實驗教學(xué)課，并能夠處理好實驗中遇到的各種問題。除此之外，在大學(xué)物理實驗的學(xué)習(xí)過程中對學(xué)生可采用多方位評估，成績可以從學(xué)生課堂設(shè)計比賽、課堂討論、撰寫專題報告、參加專題報告和畢業(yè)設(shè)計等中獲取，全方位對學(xué)生做出評價。同時我們也鼓勵學(xué)生組隊參加學(xué)科競賽和設(shè)計大賽。比如我們電子科學(xué)與應(yīng)用物理學(xué)院組織學(xué)生參加安徽省大學(xué)生大學(xué)物理實驗競賽和瑞薩車模大賽及申報校級、省級和國家級大學(xué)生創(chuàng)新課題等，這些使學(xué)生實驗技能、電路設(shè)計、硬件編程等許多能力得到了鍛煉和延伸，增強了自身研究性探究學(xué)習(xí)的能力［６－７］。
三、逐步加強綜合性、研究性實驗在評價體系中的比重
在實驗教學(xué)中逐漸采用模塊化分層次教學(xué)，將大學(xué)物理實驗教學(xué)分為基礎(chǔ)實驗、綜合實驗及創(chuàng)新性設(shè)計性研究性實驗三個模塊。今后要逐步建立小型實驗創(chuàng)新課堂，將力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理和現(xiàn)代實驗技術(shù)有機地融合到一起，開展綜合性、研究性實驗或設(shè)計性實驗的教學(xué)，有效培養(yǎng)人才的創(chuàng)新素質(zhì)。因此，逐步加強綜合性、研究性、設(shè)計性及創(chuàng)新性實驗在學(xué)生成績評價中的比重，也是今后大學(xué)物理實驗改革的一個方向。比如分光計的調(diào)節(jié)和使用是大學(xué)物理實驗中的一個難點，以分光計為實驗平臺大學(xué)物理實驗中心開設(shè)了多個綜合性實驗項目，如三棱鏡頂角的測定（自準(zhǔn)直法和分束法）、棱鏡色散現(xiàn)象的分析（最小偏向角法）、棱鏡折射率的測定（掠射法）、用衍射光柵測波長或光柵常數(shù)，用超聲光柵測超聲波在液體中的傳播速度、偏振光實驗測布儒斯特角等等。同時在教學(xué)方法上也作出相應(yīng)調(diào)整，１７世紀(jì)法國著名的思想家笛卡兒曾經(jīng)說過：“最有價值的知識是關(guān)于方法的知識�！痹谘芯啃詫嶒灲虒W(xué)中采用“啟發(fā)式”教學(xué)，將科學(xué)研究方法滲透到實驗教學(xué)過程中，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科研能力的目的'。同時也可以將老師的研究課題和內(nèi)容與創(chuàng)新性實驗有機結(jié)合，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。對于學(xué)生所選的研究性實驗課題，選題一般難度適中，兼?zhèn)鋬?nèi)容新穎，抓住現(xiàn)代前沿。學(xué)生根據(jù)自己興趣點選擇課題后，自行組建研究團(tuán)隊，一般三到四個同學(xué)。然后進(jìn)入準(zhǔn)備階段，自己可以通過查資料，補充相應(yīng)背景知識，也可以與指導(dǎo)老師討論，設(shè)計合理的實驗方案，搭建實驗操作路線圖。然后在大學(xué)物理實驗中心開放實驗室預(yù)約實驗操作，選擇儀器自行搭建。最后對自行搭建的實驗裝置進(jìn)行測試、對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終呈現(xiàn)一份小論文或者撰寫專題報告，也可以開展研究成果報告答辯，由指導(dǎo)老師做出綜合評定，作為最終學(xué)生實驗課程成績評定的一部分。這樣可以有效訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理實驗的自主性、積極性，培養(yǎng)他們研究性、創(chuàng)新性，同時也培養(yǎng)了學(xué)生獨立工作和團(tuán)隊協(xié)作的精神。同時學(xué)生也夯實了基本的工程基礎(chǔ)知識，也了解了本專業(yè)的前沿和發(fā)展趨勢，對于今后的課程設(shè)計及后續(xù)研究性課題的發(fā)展都大有裨益［８－９］。
四、擬開展在線大學(xué)物理實驗試題庫及仿真實驗室建設(shè)
由于合肥工業(yè)大學(xué)每年都有５０００名以上的學(xué)生參加大學(xué)物理實驗理論考試，給老師的評閱帶來大量繁重的工作，下一步準(zhǔn)備把計算機輔助教學(xué)（ＣＡＩ）和計算機多媒體技術(shù)引入到大學(xué)物理實驗課程中來。充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺和考試題庫的優(yōu)勢，將大學(xué)物理實驗所有項目加以練習(xí)，每個實驗項目編寫１５－２０個試題，編寫考題的類型比較多樣化，包括理論問題、實驗中觀察到的現(xiàn)象分析、實驗的操作要點考察、儀器使用中的注意事項、數(shù)據(jù)的誤差分析等等。既有理論選擇題（單選和多選）、又有填空、綜合分析計算和操作動態(tài)模擬（仿真實驗室），屆時將試題庫掛到學(xué)院網(wǎng)上，對全校學(xué)生開放。學(xué)生在實驗課學(xué)習(xí)結(jié)束后可自行進(jìn)行網(wǎng)上測試。這樣既避免了考題的雷同率高，又節(jié)約了大量紙張及監(jiān)考批改試卷等煩瑣的事務(wù)性工作。同時通過對學(xué)生在線測驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，可以做出學(xué)生成績的分布表和分布直方圖或分?jǐn)?shù)的趨勢圖，從而可以根據(jù)分?jǐn)?shù)的分布狀態(tài)對試題質(zhì)量和學(xué)生每一個階段實驗學(xué)習(xí)的進(jìn)展做出直觀而初步的估計，了解學(xué)生成績是正態(tài)分布、正／負(fù)偏態(tài)分布、雙峰型分布還是陡峭型分布等［１０］。從而判斷試卷的難度系數(shù)，難易程度，學(xué)生掌握的實驗基礎(chǔ)理論的情況，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，補缺補差，提高教學(xué)效果，加強教師和學(xué)生的溝通交流。這將會大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，教學(xué)效果也會同步提高。
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