大学物理实验考核方式的创新研究_赵彩敏.pdf

-151-创新方法创新创业理论研究与实践 2023 年 3 月第 6 期大学物理实验考核方式的创新研究赵彩敏，闫润瑛，赵正印，董新平（许昌学院 数理学院，河南许昌 461000）摘要：为了提高高校人才培养质量，实验课程考核方式的改革非常重要。该文探讨了基于“三位一体”模式的大学物理实验考核方式，分析了大学物理实验现有考核方式的弊端，针对大学物理实验的特点，将综合性设计性实验、居家物理实验、数据处理软件的应用等内容体现在考核中，在实验教学过程中进行知识体系、能力塑造和价值素养三方面的多元化过程性考核。关键词：“三位一体”；大学物理实验；考核方式；知识体系；能力塑造；价值素养中图分类号:G663.7 文献标识码:A 文章编号：2096-5206（2023）03（b）-0151-04The Innovation Research of College Physics Experiment Assessment MethodZHAO Caimin,YAN Runying,ZHAO Zhengyin,DONG Xinping(School of Science,Xuchang University,Xuchang Henan,461000,China)Abstract:In order to improve the quality of talents training in colleges and universities,the reform of examination mode is very important.This paper discusses the innovation research of the examination way of university physics experiment based on the trinity mode,analyzes the disadvantages of the existing examination way of university physics experiment,according to the characteristics of university physics experiment,comprehensive design experiments,physical experiments at home,the application of data processing software and other contents are reflected in the assessment.In the experimental teaching process,knowledge system,ability building and value literacy are assessed in a diversified process.Key words:“Trinity”;College physics experiment;Evaluation method;Knowledge system;Ability building;Value literacy基金项目：2022 年度许昌学院教育教学改革研究与实践项目（编号：XCU2022-YB-18）。作者简介：赵彩敏(1987-),女,河南商丘人,硕士,助教,研究方向：物理实验教学。1大学物理实验考核方式现状目前，大学物理实验课程教学过程主要为实验预习、实验操作及实验报告撰写。考核方式一般以平时成绩（占 30%）和期末成绩（占 70%）作为最终成绩，平时成绩依据课堂实验操作及实验报告，期末成绩依据理论知识考核与抽签实验操作。考核方式虽体现了学生实验操作及实验数据处理等方面的能力，但这种考核方式单一，平时实验成绩中过程性和多元化考核所占比重过少，无法体现阶段性和多样性，不能全面考查学生的学习情况。另外，实验课教学内容传统，绝大多数实验属于基础实验，大学物理实验考核方式只有基础实验知识考核，轻视实践创新能力考核，素质考核更是少见。期末考试时，学生临时突击复习，对实验基础知识、实验技能等死记硬背，难以真正理解实验知识的内涵，对相关实验知识的应用能力差，难以激发学生对课程学习的主动性与创新性，这种考核方式违背了“三位一体”教育理念。课程考核的直接目的是便于教师了解学生对知识的掌握情况，课程考核的间接目的是锻炼学生的应变“三位一体”人才教育模式是指在教学过程中贯彻“价值塑造、能力培养与知识传授且以学生为主体”的教育理念1-3。为了实现“三位一体”的人才教育，各大高校都加大了教学改革的力度，特别是实验教学改革力度。大学物理实验有助于培养学生实验习惯、实验态度、实验技能、学习能力和创新思维能力等；以为为以后的学习和科研做好铺垫。近年来，对大学物理实验教学改革的研究较多4-6，但对课程考核改革的研究相对较少。公平合理的课程考核引导教学工作的改进，促进教师和学生共同进步。因此，进行大学物理实验课程考核方式改革的研究十分必要，按照“三位一体”的教育理念，课程考核既要注重知识框架的把握，又要注重实践、创新等能力的评价，更要引导学生树立正确的价值观，激发其爱国情怀与社会责任感。-152-创新方法创新创业理论研究与实践 2023 年 3 月第 6 期能力，课程考核的最终目的是让学生在知识、能力和价值塑造方面得到全面提高。研究提倡在大学物理实验课程教学过程中，落实“三位一体”教育理念，从价值塑造、能力培养与知识传授等方面进行过程性和多元化考核，不仅能够有效提高考核结果的准确性与公平性，还能推动人才培养模式的改革创新，全面提高学校学生的培养质量。2 过程性考核方式大学物理实验成绩仅包括平时成绩和期末成绩显然是片面的，考核应该贯穿教学过程的始末，在教学环节的整个过程中重视对学生的实验技能、问题分析与处理能力、创新能力等的考核，科学全面地引导监督学生，增强学生对实验的信心，促进学生知识、能力与价值素养的提高7-9。2.1 实验预习环节实验预习环节的考核，激发学生做实验的积极性，提高学生的自学能力。实验前，教师在网络平台发布实验学习任务和要求，并提供实验教学资料。学生根据学习任务，独立或者协作开展自主学习，熟悉实验背景、实验原理、实验操作步骤、实验仪器、实验安全及注意事项。教师对本次实验的预习知识进行答题测试，这样不仅可以了解学生的预习情况，而且可以将测试结果作为实验预习环节的成绩。另外，学生通过提前预习，充分了解实验基础知识，在实验操作过程中可以运用知识发现问题并及时解决问题。实践结果表明，学生提前做好实验预习，实验操作井然有序，可有耐心地完成实验；没有做好实验预习的学生，做实验易无从下手，甚至会损坏实验仪器，实验效果差，且无法按时完成。为了发挥学生的主动性，实验预习环节考核成绩占总成绩的 10%，保证了实验教学的质量，培养了学生正确的学习态度。2.2 实验操作环节实验操作环节作为实验教学的重要环节，对其进行考核有助于促进学生实验技能、思考能力、讨论能力、实验态度与情感价值等实验素质的提高。实验课堂上，教师对实验的重点和难点等进行讲解与提问，并对容易出错的实验操作进行规范示范。根据实验目的，小组人员配合进行实验操作。教师观察学生实验操作情况，包括是否正确操作实验仪器、是否做出正确的实验现象及获得实验数据等。教师将学生实验态度、实验操作技能、实验问题的解决等方面作为实验考核的依据，其中实验数据记录作为一个重要的方面，教师检查数据是否抄袭、是否测量完整、测量数据的有效数字和单位是否正确等。实验操作环节占总成绩的 40%。实验操作考核的意义在于学生按照实验标准要求进行操作，对培育学生养成严谨科学的实验情怀和实事求是的科学态度有很大作用。2.3 实验报告环节实验报告环节的考核，促进学生提升实验数据处理能力、论文撰写能力及综合应用能力等。实验报告撰写内容包括实验原理、实验仪器、实验注意事项、实验数据及处理等。实验报告撰写要求：语言表达准确，抓住重点，条理清楚；原始数据记录测量数据及其单位正确，有效数字正确；实验数据处理计算正确及有效数字保留合理，作图规范等；实验效果分析、思考题，根据实验分析全面透彻，结论有自己的见解和看法。实验报告环节考核占总成绩的 25%。实验报告的撰写有助于提升学生综合实验技能，是撰写论文的基础训练。例如，思考题的设计既能检查学生对实验的掌握情况，又可以引导学生查阅资料，提高自主学习、分析与解决问题的能力、思维创新能力等。2.4 期末考试环节实验课程期末考试包括理论知识考核和实验操作考核。理论知识考核是笔试考试，主要考查实验原理、实验方法、实验应用及数据处理等；实验操作是随机抽签选择实验项目，在规定时间内完成实验操作及实验数据的记录。期末考试占总成绩的 25%。期末考试环节是对学生综合实验素质的考核，是对教学效果的检测。过程性考核方式贯穿教学活动的始终，从知识、能力及价值素养全方面考核学生的学习情况。教师根据考核结果反映的信息，及时调整教学方法，更好地完成教学目标，提高教学水平。具体过程性考核方式见表1。3 多元化的考核方式大学物理实验成绩仅来源于对基础实验和验证性实验基本知识的考核，考核内容单一，学生综合素质难以有效提高。多元化的考核主要是增加综合性和设计性实验、计算机数据处理技能的考核，其在激发学生实验兴趣、提高综合实验能力等方面起到关键作用。3.1 综合性和设计性实验在考核中的体现在大学物理实验的初级阶段，首先安排基础实验和验证性实验，其实验考核目标注重培养学生基本技能和数据处理能力。经过一系列实验操作训练，学生夯实了实验基本技能，掌握了物理实验基本测量方法，为综合性和设计性实验提供了前提条件。综合性实验是指在一个实验中涉及力、热、光、电等方面的知识，利用各种实验技能和测量方法，而且必须高于基础实验和验证性实验。例如，综合性实验“拉脱法测液体的表面张力系数”，实验考核要求掌握非电量的电测方法测微小力的基本原理，掌握硅压阻力敏传感器的定标方法和熟练使用 Excel 软件计算传感器的灵敏度等，实验包含了力学、电学和热学等知识点，-153-创新方法创新创业理论研究与实践 2023 年 3 月第 6 期具有一定的难度和复杂性。综合性实验的过程性考核有目的地锻炼了学生分析问题、解决问题和知识应用等能力。设计性实验是指没有实验方案和实验步骤，学生依据实验要求，查阅相关资料，设计可行的实验方案，并完成实验，得出数据，完成实验报告。例如，设计性实验“万用表的设计及组装”，学生翻阅资料，自主探究学习，确定实验方案等，培养了学生团队合作意识、思维能力、实践操作能力和创新能力等。具体考核内容见图 1。设计性实验从实验方案的设计、实验操作的实施和实验报告的撰写等方面开展过程性考核，培养了学生团队合作能力、文献检索能力、科研写作能力等。3.2 居家物理实验在考核中的体现疫情期间，很多高校采用线上虚拟仿真软件进行仿真教学，虚拟教学缺乏师生互动，难以有效训练学生基本实验技能，而且按照设定的程序步骤去操作，学生缺少积极性和主动性。大学物理实验课需要进行实验仪器的使用，相比在实验室里做实验，学生居家做实验需要自己寻找器材并完成实验，撰写电子版实验报告，难度增加了。例如，在“三线摆测刚体转动惯量”实验中，学生首先解决实验器材问题，利用蒸格、卷尺、细线、硬纸板（木板或泡沫）、秒表、电子秤（杆秤）、水杯等，自制三线摆实验仪，自己设计表格，测量数据，计算蒸格和水杯（或形状规则的物体）等的转动惯量。实验要求电子版实验报告和实验照片。如果学生对实验器材及实验仪器的自制有更好的想法，可以尝试。居家物理实验的考核，促使学生自主学习、发散思维，发挥想象力和创造力，锻炼了实验技能、动手能力和思考解决问题的能力等。但是居家制作的实验仪器简陋，误差较大。3.3 数据处理软件在考核中的应用大学物理实验数据处理是学生必须掌握的一项技能，传统的数据处理方法落后烦琐，计算复杂，人为误差大，且无法统一标准答案，批改工作量大。Excel 数据处理