大學物理實驗課程多元化成績評價探索論文
摘要：大學物理實驗課程對學生實驗技能、科學思維形成及創(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生學習大學物理實驗的動機和教學效果。文章以培養(yǎng)學生的研究性學習能力為目的，從學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、自主性學習評價等方面對大學物理實驗課程成績評價方式進行了有益探索。
關(guān)鍵詞：大學物理實驗；教學改革；多元化成績評價；研究性學習能力
大學物理實驗課程成績評價對提高實驗教學質(zhì)量，激發(fā)學生學習興趣具有重要意義。本文依托合肥工業(yè)大學大學物理實驗中心，擬從學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、自主性學習評價等方面對大學物理實驗課程成績評價方式進行探索，以培養(yǎng)學生學習的主動性、自主性，探索性及解決實際問題的能力。
一、基于實驗過程教學的大學物理實驗成績評價
目前大學物理實驗學習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，并不能準確反映學生的真實水平，忽略了對學生實驗學習過程的考核和評價會逐漸降低學生學習大學物理實驗的熱情。目前合肥工業(yè)大學實行“能力導向一體化教學體系”，加大教學改革，提高教學質(zhì)量，尤其是加強教學過程的管理和監(jiān)控。據(jù)此，結(jié)合本人多年的實驗教學經(jīng)驗，對實驗過程的考核改進將從實驗預習、實驗操作過程及實驗報告三個模塊開展。實驗預習模塊主要側(cè)重于考核學生在實驗前期的實驗準備情況，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目的等，最終呈現(xiàn)一份預習報告。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、測量方法準確、實驗數(shù)據(jù)準確性、實驗儀器規(guī)整及實驗出勤等方面開展。主要測試學生實際操作實驗的能力和將具體理論應用于實際實驗處理問題的能力�？紤]到“大學物理實驗”不僅可以培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際和實事求是的科學作風、認真嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，積極主動的探索精神，而且還可以對學生遵守紀律、團結(jié)協(xié)作、愛護公共財產(chǎn)的優(yōu)良品德進行培養(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，實驗報告就是學生成果的展示，顯示實驗教學的成果。這一模塊主要考核學生的物理理論知識、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，這一訓練可為今后學生科學素養(yǎng)的錘煉和畢業(yè)論文的完成奠定基礎(chǔ)［５］。
二、大學物理實驗成績評價模式的多元化
鑒于合肥工業(yè)大學工科辦學的特色，對大學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％。加大對學生學習過程的監(jiān)控和評價，效果明顯，學生主動性得到積極改善，教學效果也凸顯出來。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。由于大學物理實驗中心每學期都有５５００名左右學生開課，因此想采用嚴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生必須認真把握平時的每一次實驗教學課，并能夠處理好實驗中遇到的各種問題。除此之外，在大學物理實驗的學習過程中對學生可采用多方位評估，成績可以從學生課堂設(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，全方位對學生做出評價。同時我們也鼓勵學生組隊參加學科競賽和設(shè)計大賽。比如我們電子科學與應用物理學院組織學生參加安徽省大學生大學物理實驗競賽和瑞薩車模大賽及申報校級、省級和國家級大學生創(chuàng)新課題等，這些使學生實驗技能、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習的能力［６－７］。
三、逐步加強綜合性、研究性實驗在評價體系中的比重
在實驗教學中逐漸采用模塊化分層次教學，將大學物理實驗教學分為基礎(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、電磁學、光學、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，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)新性實驗在學生成績評價中的比重，也是今后大學物理實驗改革的一個方向。比如分光計的調(diào)節(jié)和使用是大學物理實驗中的一個難點，以分光計為實驗平臺大學物理實驗中心開設(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。同時在教學方法上也作出相應調(diào)整，１７世紀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中采用“啟發(fā)式”教學，將科學研究方法滲透到實驗教學過程中，達到培養(yǎng)學生的創(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，增強學生的學習興趣，調(diào)動學生的學習積極性。對于學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。學生根據(jù)自己興趣點選擇課題后，自行組建研究團隊，一般三到四個同學。然后進入準備階段，自己可以通過查資料，補充相應背景知識，也可以與指導老師討論，設(shè)計合理的實驗方案，搭建實驗操作路線圖。然后在大學物理實驗中心開放實驗室預約實驗操作，選擇儀器自行搭建。最后對自行搭建的實驗裝置進行測試、對實驗數(shù)據(jù)進行分析，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，由指導老師做出綜合評定，作為最終學生實驗課程成績評定的一部分。這樣可以有效訓練學生學習大學物理實驗的自主性、積極性，培養(yǎng)他們研究性、創(chuàng)新性，同時也培養(yǎng)了學生獨立工作和團隊協(xié)作的精神。同時學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)大學每年都有５０００名以上的學生參加大學物理實驗理論考試，給老師的評閱帶來大量繁重的工作，下一步準備把計算機輔助教學（ＣＡＩ）和計算機多媒體技術(shù)引入到大學物理實驗課程中來。充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺和考試題庫的優(yōu)勢，將大學物理實驗所有項目加以練習，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院網(wǎng)上，對全校學生開放。學生在實驗課學習結(jié)束后可自行進行網(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性工作。同時通過對學生在線測驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，可以做出學生成績的分布表和分布直方圖或分數(shù)的趨勢圖，從而可以根據(jù)分數(shù)的分布狀態(tài)對試題質(zhì)量和學生每一個階段實驗學習的進展做出直觀而初步的估計，了解學生成績是正態(tài)分布、正／負偏態(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，提高教學效果，加強教師和學生的溝通交流。這將會大大提高學生學習的自主性，教學效果也會同步提高。
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