唐文強
(桂林理工大學 理學院,廣西 桂林 541004)
大學物理實驗是理工科院校學生必修的一門重要基礎課,其特點是內容覆蓋面廣,蘊含豐富的科學實驗思想、方法和手段,是大學生進入大學后的第一個實踐性教學環節,對培養學生實踐能力、分析能力和創新能力起重要作用,是其它實踐類學科不能替代的。目前國內各高校關于物理實驗課的考核方式不一,許多高校都在依據自身實際情況對物理實驗考核方法進行積極地研究、改革和探索,尚未建立起完整、統一、科學和高效的物理實驗考核方法[1]。為了激發學生學習的積極性和主動性,全面、公正、客觀地評價學生學習的真實情況和科學實驗能力,必須采用多元化、深層次的考核方式。實踐表明,這種方式使學生對實驗課的重視程度和教學質量得到明顯提高。
物理實驗課考核與理論課考核有著本質的區別。物理實驗過程包括課前預習、課堂實驗、分析和處理數據、撰寫實驗報告等。從課前預習到最后期末考試,成績的給定必須全面、客觀、公平地評定學生的實驗成績,實事求是地評價學生的實驗能力。以對學生“三基”(即基楚知識、基本方法和基本技能)的考查作為考核的起點和基點,重點對學生的綜合能力和素質進行全面考察,最終給出一個較為合理的考核成績。成績的評定主要分為了三部分:平時實驗成績、期末實驗考試成績和科技活動考查成績,這也體現了考核的多元化,而考核的深層次則具體體現在對每一部分的考查內容中[2]。三部分成績比例是:(1)平時考核占50%,包括四項:課前預習10%、課堂實驗操作60%、撰寫實驗報告20%、綜合素質10%;(2)期末考核占50%,有期末筆試和操作考試;(3)科技活動(加分項,直至優秀)。考核評定結果分為:優秀、良好、中、及格和不及格五檔。
(1)課前預習主要考查學生對實驗的預習情況,通過復習理論知識、查閱實驗相關資料,弄懂實驗原理和實驗公式,擬定實驗步驟和設計好實驗數據記錄表格,觀看教學課件、虛擬仿真實驗或者到開放實驗室了解實驗儀器的使用方法等,通過抽查預習報告、課堂提問的方式,合理給定預習成績[3],按10分來考核評定。盡管有學生在寫預習報告時大幅抄書,通過課堂提問環節,促使學生重視預習,真正把實驗的目的要求、實驗原理、實驗儀器的使用方法搞懂,設計較合理的數據表格。一次實驗課時是有限的,每次實驗課只能抽查部分學生提問,要保證在一個學期的實驗教學環節每個學生都被提問,不排除有的學生被多次提問。
(2)課堂實驗操作成績比重較大,主要是考查學生整個實驗過程,包括實驗規范操作、處理故障能力、測量控制和數據采集,實驗完畢整理儀器和實驗室。這個過程要求指導教師全程考查、及時記錄,最后按照學生完成實驗情況、記錄的數據及完成實驗的先后排序,老師簽字并初步評定這次實驗的操作成績。操作部分成績按60分來考核評定。每個實驗都有一張評判學生實驗操作成績的單子。例如,“用直流單臂電橋測電阻”實驗,要求學生了解電橋的電路結構,掌握電橋平衡法測電阻的原理,自己搭建電橋實驗和用箱式電橋實驗。考查點有:①儀器擺放整齊有序,便于操作觀測(10分),②正確連接線路(10分),③調節電橋平衡的速度(20分),④數據表格及記錄數據,記錄儀器編號、型號、精度(10分),⑤整理儀器和實驗室(10分)。課堂實驗操作考查雖然工作量大、難度大,可以督促學生認真完成實驗,杜絕抄襲數據、篡改數據現象,能夠公平公正地評定學生的實際操作能力,培養學生科學實驗、實事求是的作風。
(3)實驗報告作為一種書面語言,可以培養學生語言表達能力和科技寫作能力,同時還訓練了學生處理數據的能力,提出問題、分析問題、解決問題的能力,這也是物理實驗不可或缺的部分。實驗報告主要考查學生通過對實驗的理解,用精練的語言寫出實驗原理、實驗儀器用具、實驗內容、數據記錄及處理和測量結果的正確表示,以及對問題的討論等等,通過問題討論、提出自己的獨特見解,能夠考查學生對實驗的掌握程度和深入。實驗報告內容要全面、完整,詳略得當,排版合理,版面整潔。實驗原理包括必要的文字、公式及圖形等;數據記錄及處理作為實驗報告的核心內容是考核的重點,數據的來源及結果前后要呼應,原始數據和實驗報告一起提交,以防止學生抄襲及編造數據。每做一個實驗寫一份實驗報告,按百分制打分。
(4)綜合素質主要考查學生課堂實驗紀律、愛護公共財物、維護儀器及出勤情況。實驗室規定對無故缺兩次實驗(實驗全過程)者,期末總評成績為不及格;遲到兩次,平時成績降一個等級,直至不及格;對請假的要及時補做實驗。指導教師做好學生出勤情況及儀器維護、實驗室整理情況的記錄并給予成績。
我校物理實驗課程按照專業類別分三個層次:全年36學時、48學時、66學時,對應于12、16、22個實驗,分兩個學期開課,每個實驗的平時考核成績由以上幾項總和,平均后就是這學期的平時考核成績。
工科院校的物理實驗課一般安排在大一下學期(第一學期)和大二上學期(第二學期)。第一學期主要開展三基教學(即基楚知識、基本方法和基本技能),學習 “測量誤差及數據處理”基本理論、基礎實驗和一般儀器的使用方法等;第二學期主要開設一些綜合性、設計性實驗,培養學生綜合實驗和設計實驗的能力。期末考核分筆試和操作兩種方式進行,每學期進行一種考核,筆試安排在第一學期末,操作考試安排在第二學期末。
1.2.1 期末筆試
物理實驗課第一學期期末考試采用筆試方式,全面考查學生對“誤差理論知識、實驗原理、儀器操作使用方法、數據處理的方法、測量結果正確表示等,題型有填空題、選擇題、作圖題、計算題等,按百分制打分。
1.2.2 操作考試
操作考試安排在第二學期末,操作考試不是簡單地實驗重復,教師根據本學期所開設的實驗項目選擇設計好操作考試內容,原則上選取難度適中、穩定性較好和有一定操作技巧的實驗作為考查實驗,比如光學實驗中的“分光計的調節和使用”、”邁克爾遜干涉儀的調節和使用”等,教師跟蹤學生做實驗的整個過程,觀察、收集記錄實驗實施的信息,如儀器的安裝和調節的操作細節,以及現象出現的情況,采集數據的情況,根據學生完成實驗的情況和速度來評定成績。如果學生在實驗過程中遇到困難,經老師指導才能進行下一步實驗,則適當扣分。操作考試成績分為優、良、中、及格、不及格五個等級,在規定時間內不能完成實驗者操作考試為不及格。
為了充分調動學生的學習主動性、積極性和自覺性,我們利用課外時間組織部分學生參加各級各類科技活動,在物理實驗課程成績評定時給予適當加分,以提高對物理實驗的興趣。例如,學生對實驗項目有創新并完成實驗;參加大學生挑戰杯、電子設計大賽并獲獎;在正規期刊上發表研究論文等都給予加分直至成績優秀。學生通過參加課外科技活動,動手能力和創新能力得到很大提高。
物理實驗課采用多元化、深層次考核方式,能夠全面、公正、客觀地評價學生學習的真實情況和科學實驗能力。既能考核學生對基礎物理實驗理論知識掌握情況,又能考核學生實驗技能技巧及動手能力;既注重了實驗課程的過程教學,又能體現實驗課程的最后結果,教學質量顯著提高。但是,在實驗教學過程、操作考試中,監測工作量太大,加重了教師負擔。
[1]邵建新.大學物理實驗考核方式的改革與探索[J].物理通報,2010,2:46-48.
[2]張麗,等.大學物理實驗考核方法的研究[J].技術物理教學,2012,3:112-115.
[3]張軍.大學物理實驗學生預習的四個層次[J].科技創新導報,2011,181.