唐文强
(桂林理工大学 理学院,广西 桂林 541004)
大学物理实验是理工科院校学生必修的一门重要基础课,其特点是内容覆盖面广,蕴含丰富的科学实验思想、方法和手段,是大学生进入大学后的第一个实践性教学环节,对培养学生实践能力、分析能力和创新能力起重要作用,是其它实践类学科不能替代的。目前国内各高校关于物理实验课的考核方式不一,许多高校都在依据自身实际情况对物理实验考核方法进行积极地研究、改革和探索,尚未建立起完整、统一、科学和高效的物理实验考核方法[1]。为了激发学生学习的积极性和主动性,全面、公正、客观地评价学生学习的真实情况和科学实验能力,必须采用多元化、深层次的考核方式。实践表明,这种方式使学生对实验课的重视程度和教学质量得到明显提高。
物理实验课考核与理论课考核有着本质的区别。物理实验过程包括课前预习、课堂实验、分析和处理数据、撰写实验报告等。从课前预习到最后期末考试,成绩的给定必须全面、客观、公平地评定学生的实验成绩,实事求是地评价学生的实验能力。以对学生“三基”(即基楚知识、基本方法和基本技能)的考查作为考核的起点和基点,重点对学生的综合能力和素质进行全面考察,最终给出一个较为合理的考核成绩。成绩的评定主要分为了三部分:平时实验成绩、期末实验考试成绩和科技活动考查成绩,这也体现了考核的多元化,而考核的深层次则具体体现在对每一部分的考查内容中[2]。三部分成绩比例是:(1)平时考核占50%,包括四项:课前预习10%、课堂实验操作60%、撰写实验报告20%、综合素质10%;(2)期末考核占50%,有期末笔试和操作考试;(3)科技活动(加分项,直至优秀)。考核评定结果分为:优秀、良好、中、及格和不及格五档。
(1)课前预习主要考查学生对实验的预习情况,通过复习理论知识、查阅实验相关资料,弄懂实验原理和实验公式,拟定实验步骤和设计好实验数据记录表格,观看教学课件、虚拟仿真实验或者到开放实验室了解实验仪器的使用方法等,通过抽查预习报告、课堂提问的方式,合理给定预习成绩[3],按10分来考核评定。尽管有学生在写预习报告时大幅抄书,通过课堂提问环节,促使学生重视预习,真正把实验的目的要求、实验原理、实验仪器的使用方法搞懂,设计较合理的数据表格。一次实验课时是有限的,每次实验课只能抽查部分学生提问,要保证在一个学期的实验教学环节每个学生都被提问,不排除有的学生被多次提问。
(2)课堂实验操作成绩比重较大,主要是考查学生整个实验过程,包括实验规范操作、处理故障能力、测量控制和数据采集,实验完毕整理仪器和实验室。这个过程要求指导教师全程考查、及时记录,最后按照学生完成实验情况、记录的数据及完成实验的先后排序,老师签字并初步评定这次实验的操作成绩。操作部分成绩按60分来考核评定。每个实验都有一张评判学生实验操作成绩的单子。例如,“用直流单臂电桥测电阻”实验,要求学生了解电桥的电路结构,掌握电桥平衡法测电阻的原理,自己搭建电桥实验和用箱式电桥实验。考查点有:①仪器摆放整齐有序,便于操作观测(10分),②正确连接线路(10分),③调节电桥平衡的速度(20分),④数据表格及记录数据,记录仪器编号、型号、精度(10分),⑤整理仪器和实验室(10分)。课堂实验操作考查虽然工作量大、难度大,可以督促学生认真完成实验,杜绝抄袭数据、篡改数据现象,能够公平公正地评定学生的实际操作能力,培养学生科学实验、实事求是的作风。
(3)实验报告作为一种书面语言,可以培养学生语言表达能力和科技写作能力,同时还训练了学生处理数据的能力,提出问题、分析问题、解决问题的能力,这也是物理实验不可或缺的部分。实验报告主要考查学生通过对实验的理解,用精练的语言写出实验原理、实验仪器用具、实验内容、数据记录及处理和测量结果的正确表示,以及对问题的讨论等等,通过问题讨论、提出自己的独特见解,能够考查学生对实验的掌握程度和深入。实验报告内容要全面、完整,详略得当,排版合理,版面整洁。实验原理包括必要的文字、公式及图形等;数据记录及处理作为实验报告的核心内容是考核的重点,数据的来源及结果前后要呼应,原始数据和实验报告一起提交,以防止学生抄袭及编造数据。每做一个实验写一份实验报告,按百分制打分。
(4)综合素质主要考查学生课堂实验纪律、爱护公共财物、维护仪器及出勤情况。实验室规定对无故缺两次实验(实验全过程)者,期末总评成绩为不及格;迟到两次,平时成绩降一个等级,直至不及格;对请假的要及时补做实验。指导教师做好学生出勤情况及仪器维护、实验室整理情况的记录并给予成绩。
我校物理实验课程按照专业类别分三个层次:全年36学时、48学时、66学时,对应于12、16、22个实验,分两个学期开课,每个实验的平时考核成绩由以上几项总和,平均后就是这学期的平时考核成绩。
工科院校的物理实验课一般安排在大一下学期(第一学期)和大二上学期(第二学期)。第一学期主要开展三基教学(即基楚知识、基本方法和基本技能),学习 “测量误差及数据处理”基本理论、基础实验和一般仪器的使用方法等;第二学期主要开设一些综合性、设计性实验,培养学生综合实验和设计实验的能力。期末考核分笔试和操作两种方式进行,每学期进行一种考核,笔试安排在第一学期末,操作考试安排在第二学期末。
1.2.1 期末笔试
物理实验课第一学期期末考试采用笔试方式,全面考查学生对“误差理论知识、实验原理、仪器操作使用方法、数据处理的方法、测量结果正确表示等,题型有填空题、选择题、作图题、计算题等,按百分制打分。
1.2.2 操作考试
操作考试安排在第二学期末,操作考试不是简单地实验重复,教师根据本学期所开设的实验项目选择设计好操作考试内容,原则上选取难度适中、稳定性较好和有一定操作技巧的实验作为考查实验,比如光学实验中的“分光计的调节和使用”、”迈克尔逊干涉仪的调节和使用”等,教师跟踪学生做实验的整个过程,观察、收集记录实验实施的信息,如仪器的安装和调节的操作细节,以及现象出现的情况,采集数据的情况,根据学生完成实验的情况和速度来评定成绩。如果学生在实验过程中遇到困难,经老师指导才能进行下一步实验,则适当扣分。操作考试成绩分为优、良、中、及格、不及格五个等级,在规定时间内不能完成实验者操作考试为不及格。
为了充分调动学生的学习主动性、积极性和自觉性,我们利用课外时间组织部分学生参加各级各类科技活动,在物理实验课程成绩评定时给予适当加分,以提高对物理实验的兴趣。例如,学生对实验项目有创新并完成实验;参加大学生挑战杯、电子设计大赛并获奖;在正规期刊上发表研究论文等都给予加分直至成绩优秀。学生通过参加课外科技活动,动手能力和创新能力得到很大提高。
物理实验课采用多元化、深层次考核方式,能够全面、公正、客观地评价学生学习的真实情况和科学实验能力。既能考核学生对基础物理实验理论知识掌握情况,又能考核学生实验技能技巧及动手能力;既注重了实验课程的过程教学,又能体现实验课程的最后结果,教学质量显著提高。但是,在实验教学过程、操作考试中,监测工作量太大,加重了教师负担。
[1]邵建新.大学物理实验考核方式的改革与探索[J].物理通报,2010,2:46-48.
[2]张丽,等.大学物理实验考核方法的研究[J].技术物理教学,2012,3:112-115.
[3]张军.大学物理实验学生预习的四个层次[J].科技创新导报,2011,181.