《大学化学》课程在线测试平台的建设和应用前景

张 冶，王孝杰，胡天娇，楚增勇，蒋振华

(中国人民解放军国防科技大学 文理学院 生物与化学系，湖南 长沙 410073)

《大学化学》是我校为非化学专业本科学生开设的公共基础课程，旨在学生能够掌握基本的化学原理，提高分析与解决实际化学问题的能力。在《大学化学》课程教学过程中的一个重要环节是检测学习效果，通常是在讲解教学内容后进行测试，如随堂练习、课后作业和章节测验等。多年来，测试主要是在线下进行，在批阅、成绩统计分析等方面消耗了教师大量的精力，工作效率较低，而且存在时间和空间(测试环境)限制，灵活性较差。

现今，信息时代的迅速发展使得教学方式发生了巨大变革，相应的测试手段也在发展变化，无纸化的线上测试方式逐渐“走进”课堂。对于“MOOC”“学堂在线”等教学平台上的在线课程，能够直接进行线上测试，实时检验学习效果[1]。但除了特殊的疫情时期外，线下教学仍是主要的教学方式。为节省资源和满足时代发展需要，许多高校在积极研发建设相应的线上测试平台。例如，同济大学的施剑凡等提出了高校无纸化考试系统的设计方案，并进行了实践，能够解决传统测试中的很多问题[2]。

在《大学化学》课程教学过程中融入在线测试环节，建设课程在线测试平台丰富教学反馈活动，快速掌握学员的学习情况，对提升教学效果具有重要意义。本文重点讨论《大学化学》课程在线测试平台的建设情况和应用前景。

1 《大学化学》课程在线测试平台的建设

1.1 《大学化学》课程试题库的编制和整理

试题库是建设在线测试平台的基础。《大学化学》课程试题库的编撰从教学内容出发，包括化学反应基本规律和物质结构基础两大部分，共7个章节的题目。化学反应基本规律包括化学反应热力学、化学动力学、化学平衡、氧化还原反应与电化学等四章内容，相关题目主要是关于化学反应中的能量变化、反应的方向、程度等问题。物质结构部分由原子结构、化学键与分子结构、晶体结构等三章组成，这部分的题目主要围绕物质微观世界的客观规律、物质的性质及其变化规律的内在原因。具体到每一个章节，要对题目涉及的知识点内容进行梳理，并对知识点进行编码。知识点编码 = 一级知识单元代码 & 二级知识单元代码 & 知识点代码，一共6位数字。其中，“一级知识单元”对应“章”名，“二级知识单元”对应“节”名，“三级知识单元”最小，对应“知识点”名称。例如，第四章晶体结构第二节晶体的类型中第三个知识点分子晶体的编码为040203。

根据《大学化学》课程历年期末考试题目的情况，基本确定试题库题型为单选题、填空题、判断题、简答题和计算题。分值的设置初步确定为：单选题每题2分，填空题每空1分，判断题每题1分，简答题每题4分，计算题目通常包括2个或者2个以上小问题，分值根据实际情况而定，基本是每小问5分。题目的难易程度划分为3级，“较易-中等-较难”。不同难易程度的题目要按照比例划分，基本是较易占30%，中等占50%，较难20%。题目数量以每张试卷50道题目，能够组卷60套以上计算，题目数量在3000道以上，建立大体量的综合性题库，实现对知识点的全部覆盖。

题目的来源一方面是历年考试题目和课后习题，另一面要在此基础结合科技前沿动态进行挖掘。例如，在物质结构部分，加入石墨化氮化碳和石墨的结构和性质对比题目：“石墨化氮化碳和石墨具有相似的层状结构，每一层中碳原子和氮原子的连接方式如图所示(给出图例)，试对比二者的导电性，并分析原因”。再如，化学反应基本规律部分，设置和催化剂相关的题目：“清华大学的李亚栋院士利用一种通用的主客体策略成功制备各种金属单原子催化剂，用于催化甲酸氧化的通用策略，请简述催化剂在化学反应中发挥的作用及原理”。试题库的题目要根据实际情况不断地更新，适应时代地发展。

1.2 《大学化学》课程在线测试平台的设计

经过前期的充分调研，《大学化学》课程在线测试平台要集考试、课堂练习、课后作业等功能为一体。从平台的设计角度应包含用户管理、测试管理、统计分析等三大模块，从而保证平台的正常运行(如图1所示)。

图1 《大学化学》课程在线测试平台的设计

用户管理是平台有序正常运行的前提，主要是对于使用《大学化学》课程在线测试平台用户身份的设定。平台的用户主要包括三类，学生、老师和管理员。不同身份具有不同的权限：学生可以申请账号登录，参与课堂练习和测试，完成课后作业；教师可以进行题目的推送、添加和主观题目试题的批阅；管理员主要是对平台进行维护，完善平台功能。

测试管理是平台设计的重点，包括考场管理、试卷管理和成绩管理。无论随堂练习、课后作业，还是章节测试，在《大学化学》课程在线测试平台都以“考试”的方式进行，在指定时间发送题目，限定考试时间。在线测试平台应满足有固定试卷、随机组卷和抽题组卷的功能。固定试卷主要用于课后作业和随堂测试；随机组卷主要用于章节测试，通常先确定试卷类型，然后设计试卷结构，再添加试题，要求系统可以根据指定的条件，如考试内容、题目数量、题型等自动组卷；抽题试卷主要用于学员自测，指定知识点随机抽取题目，考察学员对教学内容的掌握情况。无论何种试卷形式，客观题都可以实现自动批阅，系统有自动判分出分的功能，不需要手动去检查对错；主观题由教师根据实际回答给出得分。学员可以随时登录系统查看分数，不仅可以查看自己的成绩，还可以查询测试成绩的总体情况，包括最高分和最低分和不同分数段的成绩分布，帮助学员认识整体学习情况。

统计分析主要对教学过程的测试数据，包括每一次测试和和每个学员的情况，进行收集和整理，为教学和评测提供智能支持。对于每一次测试及时给出分析报告，包括学员的整体作答情况、完成时间、不同分数段的成绩分布等，能够进行可视化分析，及时了解学员对知识的掌握程度。对于学员，要能够给出所有参与的测试的情况，通过分值的变化进行难点分析，便于学生及时发现和弥补学习中的薄弱之处，更有针对性地学习。

2 《大学化学》课程在线测试平台的应用前景

2.1 指导教学设计

《大学化学》课程在线测试平台充分利用当今互联网技术优势，以线上测试代替传统的线下模式。学生参与的所有教学活动都会在平台上留下痕迹，同时能够将课堂参与情况，课后作业完成情况进行分析和总结。智能化的系统支持生成考试报告，教师可以在系统的统计分析模块，查看学生做错的题目有哪些，实时高效获取学员学习数据，掌握整体学习动态，抓出薄弱环节，从而评价教学质量，指导教学设计。

2.2 促进学生自主学习

学习大学化学课程地学员是非化学专业的本科学员，他们来自不同专业、不同的年级，化学基础知识和学习能力各有不同。通过《大学化学》课程在线测试平台：一方面，学员可以针对容易出现错误的知识点，自己选择相关资源进行进一步练习，在充分掌握知识内容后，再进入下一阶段的学习；另一方面，在线测试系统实时反馈学员的学习数据，学员能够了解自己的情况，由整体的排名变化激发学习热情，促进自主学习。

2.3 建立全面客观的形成性考核评价机制

《大学化学》课程的考核构成包括形成性考核和终结性考核两部分，终结性考核是期末考试，课程结束后学校统一组织进行。形成性考核占总成绩的20%，传统的线下教学主要是根据学员的课后作业完成情况和课堂表现给出形成性考核成绩。对于课堂表现，由于受到时间、授课人数等各方面因素的影响，教员常常无法把握每位同学课堂活动的参与情况，为准确客观地给出形成性考核成绩带来了难度。通过《大学化学》课程的在线测试平台，可以很好解决这一问题。对于学员参与的每次测试，无论答案对错，都会留下痕迹，作为衡量学员对教学参与情况的指标，再加上学员的课后作业和章节测试情况，共同作为形成性考核成绩，使得考核评价机制更加客观。

3 结语

《大学化学》课程在线测试平台相较于传统的线下测试方式有很大的变革，从题库的编撰到在线平台的设计，其强大的线上功能增加了学员的参与程度，充分调动学员的学习热情，增强学员的自主学习能力，有利于教师及时准确掌握学员的学习情况，建立了更加完善的形成性考核评价机制。在今后的教学中，《大学化学》课程在线测试平台会紧跟时代发展，坚持以“以学生发展为中心”，进一步完善平台建设并推广使用，为提升教学效果提供有力支持。