高師物理學生實驗能力培養模式及評價的研究與實踐

新時期的教學改革，目標是培養具有適應新形勢發展變化的教學人才。對高師物理系學生而言，不但要有扎實的專業基礎知識，過硬的語言教學能力，廣博的知識，還要有較高的素質，較強的物理教學能力和實驗能力。同時，物理學是一門實驗科學，不論學習、教學和研究也都應以實驗為基礎。所以，必須培養和提高學生的實驗能力，才能適應新時期物理教學改革與發展的需要。怎樣培養學生的實驗能力？怎樣評價學生的學習結果？這就需要我們對新的教學模式和評價方式進行研究。

培養學生實驗能力，主要包括：基本儀器的認識和使用能力、設計實驗計劃能力、觀察能力、實驗操作能力、數據處理和分析總結能力、研究實驗創新能力、與人合作交流能力和基本實驗素養。實驗教學能力包括實驗的講解、運用、組織和探索教學規律等方面的能力。

在實踐的基礎上，我們提出了一種新的培養學生實驗與教學能力的模式，并進行了新的評價探索。這種教學模式的操作程序與評價方式是：摸底診斷(調查了解階段， 診斷性評價)→提出要求→實驗研究→討論講解→設問答疑→教學檢查(實驗教學技能訓練階段， 形成性評價)→結果驗收(考核評價階段， 終結性評價)。

一、教學模式的操作程序

（一）摸底診斷。在本課程開設之前，制定一套學生基本情況調查問卷。目的是了解學生在實驗技能訓練前的基本實驗情況、基本實驗理論和能力，以便在教學中針對學生實際，制定具體操作策略以及教學中的側重。

我們對2001級物理系128名學生進行了問卷調查，主要針對對學生技能培養影響較大的實驗類型，以及學生遇到實驗問題所采取的態度，還有中學開展課外活動情況等。還調查了學生對科學方法、素養和實驗基本理論掌握情況。在對調查結果進行了分析之后，確立了開展實驗教學應注意的事項，制定出相應的教學策略。

（二）提出要求。在本課程開設之初，教師集中講授中學物理實驗教學概論，讓學生認識到開設本課程的意義、作用，明確本課程的教學目的、實驗教學類型、教學對教師的要求和教師必須具備的基本能力和基本素質，明確培養提高實驗教學的內涵、本課程所采用教與學的模式、評定成績的方法等。針對學生存在的問題，有側重地提出要求。讓學生清楚自己應進行職能角色的轉變，以一個教師的身份來研究和開展教學實驗活動，是與已往做過的實驗不同的過程。

（三）實驗研究。實驗研究是實驗教學技能訓練階段的一項重要內容。把學生分成實驗小組，輪換參加各課題實驗和教學訓練。學生根據操作前提出的要求，在預習或備課的基礎上進行。預習應在讀懂教材的基礎上，著重記錄沒有看懂或有疑問而需要研究的問題，以及測量項目、設計表格和注意事項。實驗中按自己預先設計好的計劃進行實施，注意解決預習時注意的問題，嚴格按操作規程進行操作。儀器故障要盡可能自己排除。發現問題，積極思考，尋求答案，理論聯系實際。實驗結合模擬教學，培養學生分析、解決、探索問題的能力。

（四）討論講解。一方面是指在實際過程中學生自己不能解決的問題，提出來小組共同研究討論，提出設想，通過實驗尋找答案。另一方面進行互動教學演練，既當學生又當老師，互相交流實驗教學體會，講清實驗教學過程或問題。

（五）設問答疑。實驗教學中要有意識的把一些問題留給學生自己去解決。如果在實驗過程中學生遇到了解決不了的問題，教師要給予引導，組織討論。對于沒有引起學生注意的問題，教師要設問，讓學生回答。積極促使學生細致思考，認真研究問題和解決問題，并提高學生的語言表達能力。

(六)教學檢查。實驗結束前，每個學生要準備5~10分鐘實驗教學內容的一個小課題，分別面對教師和學生組成的“學生”隊伍，進行有針對性的實驗模擬教學。這其中教師、學生都可以提出問題，回答問題。運用此種方法來檢查學生掌握實驗和教學內容情況，提高學生觀察、實驗操作、設計與實驗教學、語言表達及處理問題的能力。教學實驗的過程中，教師按一定評分標準記載學生成績。

（七）結果驗收。針對每次課題研究和學期所做的實驗進行綜合成績評定，以此確定每位學生的總成績。

二、實驗教學模式評價

實驗教學模式評價分三個階段：（1）調查了解階段——診斷性評價；（2）實驗教學訓練階段——形成性評價；（3）結果考核評價階段——終結性評價。

（一）診斷性評價：通過對學生實驗基礎狀況調查結果分析可以看出，學生已具備了一定的實驗能力，但由于學生來源不同，實驗能力相差較大，因此更應加強基本技能、操作規范性訓練，讓學生養成良好的操作習慣，是此課要達到的教學目的之一。其二，學生長期以來都是以學生身份進行驗證性實驗多，要讓他們轉變觀念，參加實驗與教學訓練，提高學生實際教學能力和語言表達能力。其三，加強學生深入思考、討論問題的活動，讓學生在理論指導下開展課題研究與儀器制作活動。其四，加強實驗儀器設計理論、方法教育，研究儀器的設計方法，掌握實驗關鍵，提高實驗教學理論水平。其五，提高實驗素養，養成用科學理論和方法去實驗、思考的良好習慣。此階段只對學生整體作定性評價，不給學生具體成績。

（二）形成性評價：對于實驗教學技能訓練過程的評價，我們設計了如下考核項目及評分標準：預習，5分；操作，10分；討論，10分；表達，10分；實驗素養，5分；報告，10分；制作儀器，10分。

以上評價除制作儀器外，各項均為n次課題研究和實驗技能訓練平均分。每次課每項按A、B、C三等記分。滿分為10分，按A（10~9）分；B（8~6）分；C（5分以下）記錄。滿分5分項則按A 5分、B 4分、C 3分以下記錄。這個階段學生成績滿分60分。

（三）終結性評價。終結性評價是在整個實驗教學技能訓練課結束后，對學生進行實驗操作+口試考核和筆試考核兩項內容。

1.實驗操作+口試考核。此項考核采用抽簽方法進行，占總成績10%。考試實驗題目控制在50道左右，事先做出評分標準。學生抽到題后，進入實驗室按著考題要求選擇實驗儀器，進行實驗操作，邊操作邊按教學要求進行講解。每人考試時間控制在10分鐘內。這種考核方式可以起到促進學生全面復習的目的，能較真實反映出學生教學語言表達能力。

2.實驗筆試考核。實驗筆試考核是根據學生實驗中的具體情況有側重地出考試題目，其考察內容面廣。考核主要內容有：基本儀器的使用與設計方法、注意事項；實驗方案與儀器的選取；各類教學實驗特點、作用、功能與教學要求；取得實驗成功的關鍵因素和實驗間的必然聯系等。此項占學生總成績的30%。

三、學生實驗考核成績統計分布（以2001級學生期末成績統計為例）：

實驗參加人數128人，成績優秀1人，占0.78%；良好92人，占71.88%；中等30人，占23.44%；及格5人，占3.9%。從學生成績分數統計看，最高分與最低分差距29分，平均分81.43分。成績分布比較集中在分數高的一側，呈負偏態分布。分數差異較小，分數分布較集中。說明大多數學生已達到預期制定的教學目標，達標程度較高。結果證明，學生對實驗教學技能訓練重視程度高，新的教學措施和方法是有效的。

四、學生自我評價與互評結果統計

學期末制定學生自評量表與互評量表，發給學生作答，目的是檢查學生對學習結果的認可程度，也為教師掌握學生水平狀態作參考。

對自評量表與互評量表調查結果統計分析如下：（126人）

1．從自評量表（見附表1）前2項看，通過本課學習，99%以上的人認為有收獲和收獲很大，特別是教學技能和實驗教學技能提高。對自己的滿意程度占86.5%，有13.5%的人對自己不滿意。第六項“你認為自己今后應進一步加強的有”主要集中在：①語言表達能力上46人，占36.5%，②實驗操作能力養成良好操作習慣、提高技巧43人，占34.1%。③實驗教學技能24人，占19%。其次提到需進一步加強的有“創新設計實驗能力”“講課設計能力”“提出問題、討論問題”“提高心理素質”“觀察、分析、概括、總結應變能力”等各占3%以下。第七項“你認為對自己提高最有效的實驗”主要集中在：①選靜電實驗80人，占63.5%，②選牛頓第二定律實驗26人，占20.6%，③選光學實驗25人，占19.8%。這說明學生喜歡在驗證性實驗基礎上去探究、擴展自己的知識面。

2. 互評量表（見附表2）主要是同一小組人給某個人的評價。從填表情況看，大多數學生都能較準確客觀給予評價，其結果與學生最終成績基本一致。但學生互評成績普遍較高，個別學生評價出入較大。這項內容只作為學生成績的參考，不計入學生最終成績。

采用新的教學模式與教材體系對高師物理學生進行能力培養，重點抓基本實驗技能與教學技能的訓練，重視物理實驗研究與教學能力培養，與各種考核方式相結合評定學生成績，使學生的綜合實驗能力和素質得到很大的提高，學生普遍反映收獲很大。從自評量表、調查結果和學生最終取得的成績上來看，這種培養學生實驗教學技能模式與評價方式是可行的，有效的，也便于掌握與應用，希望與廣大同仁交流。