物理化學實驗量化評價體系的構建

陳素艷, 林鄭忠, 歐光南

(集美大學 食品與生物工程學院，福建 廈門 361021)

0 引 言

重視以學為主的學習過程研究和學生創新能力的培養，是高等教育為社會輸出高質量人才的基本保證[1]。量變是質變的基礎，想要培養具有創新能力的人才，就離不開平時各種訓練的不斷積累。實驗教學是培養學生分析問題、解決問題的能力、創新能力與綜合素質的重要訓練途徑。實驗教學中的一個重要環節是考核評價，評價結果直接反饋了實驗教學質量和學生綜合實驗能力等信息，同時也反映出學生對實驗課的重視程度和實驗效果。能否做到實時、準確、客觀、全面實驗考核評價直接影響到學生學習的積極性，還會影響他們在未來工作中的評價理念和評價行為[2-6]。因此，如何正確地評價學生的實驗成績，構建自主性學習為主的學習體系，真正發揮學生在實驗學習中的主體地位和作用，使其進行有效學習，成為傳統教學領域中的一個嶄新課題[7-8]。

1 物理化學實驗考核評價的現狀分析

物理化學實驗是借助物理和數學的方法完成化學測試表征任務、探討和驗證化學反應基本規律，是一門多學科交叉且理論性實踐性都很強的課程[9-10]。傳統的物理化學實驗考核評價注重結果、忽視過程、方式模糊、尺度不統一，造成了成績評定的片面性[11]。以往曾以“實驗報告(60%)和期末實驗考核(40%)”兩部分來評定實驗成績，主要側重于實驗報告來評定，而教師對報告的評價沒有標準準則，評定存在一定的偏差。后來改成以“設計實驗考試(40%)+平時實驗操作(30%)+實驗報告(30%)”作為物理化學實驗成績評定的方法[12]。雖然讓學生重視了實驗設計，增強了學習主動性，而對學生的實驗技能掌握情況也只能片面地考察，缺乏全面性。原有的這些考核評價方式，導致學生在實驗過程中重視實驗結果，輕視了實驗過程，不利于對學生嚴謹科學態度、獨立思考、創新能力的培養。因此，建立一種新的物理化學實驗評價體系，對學生的實踐進行多元化的考核和評價[13]。規范學生實驗操作，激發學生學習物理化學實驗的主動性，提高學生分析問題和解決問題的能力，培養學生的創新能力。

2 過程性評價的理念與方法

過程性評價是20世紀80年代來逐步形成的一種評價方式，包含兩個重要特征：①關注學習過程。過程性評價關注學生學習過程中的學習方式，通過對學習方式的評價，將學生的學習方式引導到深層次方向。②重視非預期結果。過程性評價支持對學習成果進行必要的“量化”測量，同時倡導和重視“質性”的方法，主張將評價嵌入到教學的過程中，貫穿于教學過程始終。將評價的視野投向學生的整個學習經驗領域，認為凡是有價值的學習結果都應當得到評價的肯定，而不管這些學習結果是否在預定的目標范圍內。其結果，學生的學習積極性大大提高，增強了學習經驗。這正是現代教學所期待的最終目標[14-15]。

3 物理化學實驗量化評價體系方法與措施

著名的心理學家加德納認為每個人至少擁有自我認知、邏輯數理、語言、空間、音樂、身體運動、人際交往等7種主要智能。加德納的多元智能理論為實驗課程考核的多元化評價提供了理論依據，需要同時關注一系列分別衡量各種能力的評價結果，設計出有益于經常性、系統性的評價方式[1,16]。實驗教學評價要注重教學結果，更要注重過程，不能以實驗報告作為評價的唯一標準，應該把評價放在實驗過程的各個環節中。實驗過程不只是要求學生將實驗做成功，更主要的是培養學生的動手能力，讓學生在操作過程中嚴格遵守實驗操作規程、仔細觀察、認真思考，養成良好的科學習慣。因此根據物理化學實驗的特點，對實驗操作評分標準進行了具體規定，由主講老師和實驗技術人員組成評定小組，分工協作，在實驗過程中不停地巡視，觀察每個學生的具體操作和表現。在指導的過程中也給予評價。并以相應的成績形式記錄，使每個學生在各個實驗環節得到較為客觀、公平、及時的評價。當學期實驗課程結束后，學生成績手冊上就有每個學生的完整實驗技能評價數據。

3.1 評價的內容與過程評價表格的設計

實驗是一個綜合的過程，包含實驗目的、原理、操作、討論等幾個內容。因此，把學生的實驗預習、實驗操作、實驗綜合素質、實驗報告、實驗小論文等項目作為評價的內容。側重考查學生的動手能力，分析解決問題、創新和書寫能力，以過程評價表為依托，對學生的學習成果進行必要的“量化”測量，從而建立物理化學實驗課程量化評價體系。把平時實驗考核和綜合設計實驗設計成系列表格進行量化評價，教師提前通過課程網站或QQ群或電子郵件等途徑將每個實驗的評價項目表發到學生手中，使學生了解實驗評價的內容和指標，有目的地進行預習。

3.1.1 平時實驗量化評價

評價內容即為本課程的每個實驗項目，包括實驗預習、實驗綜合素質、實驗操作技能和實驗報告。平時成績評價表設計見表1。

(1) 實驗預習。要求學生實驗前必須按實驗的評價項目內容充分預習。預習內容包括了解實驗的目的和原理，透徹理解實驗設計的要領及意圖，儀器的構造和使用方法等。能找出決定實驗成敗的關鍵操作，周密設計原始數據記錄表。鼓勵學生在實驗預習過程中多提出問題，開拓學生的創新思維，獨立思考的能力。有目的的實驗預習可以訓練學生的科學素養，有利于提高學生的思維能力和動手能力。

(2) 實驗綜合素質。重視實驗綜合素質是培養學生嚴謹科學態度和探索精神的一個重要環節。要求學生在實驗過程中遵守實驗室規則，不喧嘩，不打鬧。在限定的時間內安排好實驗的內容，有計劃地完成實驗任務。對于實驗異常情況或出現實驗失敗，不能一過了之，要及時反饋，與老師和同學探討交流，鼓勵學生思考，積極探索出現問題的原因。學生必須尊重客觀事實，不可編造或篡改實驗數據。

(3) 實驗操作技能。實驗操作及技能可以根據每個實驗的內容和儀器操作特點著手進行考察。例如氣液平衡實驗，主要考查兩大部分的內容。一是沸點儀的操作，可考查的內容有①沸點儀的裝置安裝，氣密性檢查，通水，加熱的情況。②取樣前是否關閉加熱儀器開關。③是否冷卻后才取液相組成和氣相組成。④是否保持無水操作。二是阿貝折射儀的使用，可考查的內容有①阿貝折射儀安放的位置是否有利于觀察。②加樣前是否清潔棱鏡表面，加樣后是否迅速合上輔助棱鏡，旋緊閉合。③儀器調節時目鏡中十字線是否清晰明亮，調節讀數螺旋，明暗的界面是否恰好同十字線交叉處重合。④讀折光率數據是否讀到小數點后的第4位。⑤試樣重復測量的次數是否達到要求。由于每個實驗的特點不同，可以根據實際情況設計表格和設定評價的內涵和觀測點及評價的分值。

(4) 實驗報告。實驗報告是學生對所做實驗的分析與總結，是學生利用所學的理論知識對實驗數據及現象所做出的處理，是分析問題、解決問題能力的體現。可從學生的書寫、知識整合能力和表達能力、對記錄的實驗數據是否正確完整、圖表設計的規范性，對實驗結果有沒有科學分析和討論、有沒有提出相應的的改進意見和自己獨特的想法等方面進行評價。

3.1.2 綜合設計實驗量化評價

綜合設計實驗主要引導學生由過去“學習、考試”型向“學習、思考、研究、創新”型轉變。其量化評價方式主要考察學生實驗的各種能力，包括學生的思維能力、動手能力、創新能力和表達能力。具體實施方法,學生先通過抽簽確定實驗項目，再根據實驗項目查閱相關的文獻并熟悉實驗過程中所用儀器和設備，自己設計實驗方案，然后自行完成實驗，在整個實驗過程中，學生均獨立操作，老師只針對各個操作環節進行評價。實驗操作量化評價項目及表格設計參考表1。

一般情況下，平時實驗任務完成后，學生要完成一份規定格式的實驗報告，報告包含實驗目的、實驗原理、實驗步驟、數據處理，討論分析等內容。對于實驗報告的前4項內容，學生基本上都來自實驗指導書，數據處理和分析討論也大都是相互借鑒完成，難以達到提高訓練學生的科學思維能力和分析總結能力。綜合設計實驗報告，要求以小論文的方式書寫。論文內容要求有中英文摘要、關鍵詞、引言、材料和方法、結果與討論等。用小論文代替實驗報告，要求學生按科技論文的格式寫實驗報告，可以全面訓練學生的科學思維、查閱資料能力和文字表達能力，為大學四年級的畢業設計或畢業論文做好準備工作[12]。老師通過小論文可更好地量化評價學生的能力。小論文的成績評價表設計見表2。

3.2 物理化學實驗課程的量化評價

量化評價包括平時實驗量化評價(包括實驗預習實驗綜合素養、實驗操作與技能)、綜合設計量化評價(實驗設計方案和實驗小論文)兩部分。

例如n為物理化學實驗課程的實驗個數，Si為第i個實驗的成績。Si由實驗預習成績yi、實驗綜合素養成績zi、實驗操作及技能成績ci、實驗報告成績bi4個部分組成，每項成績的權重系數qj(j=1,2,3,4)，可分別設為20%、10%、40%、30%。平時量化評價成績P的計算式為:

表2 小論文成績評價表

式中:mi為每個實驗的權重系數，根據實驗的難易程度來調整,

綜合設計實驗量化評價成績Z由實驗設計方案及操作技能F和實驗小論文L兩部分組成。權重系數設為u1=u2=50%，則綜合設計實驗量化評價成績為：

Z=u1F+u2L

實驗量化評價的總成績C平時量化成績P和綜合設計實驗量化成績Z兩部分組成。則實驗課程總成績為:

C=v1P+v2Z

式中:v1和v2分別是平時實驗量化評價和綜合設計實驗量化評價的權重系數，一般可設v1=70%和v2=30%。

物理化學實驗量化評價的所有數據可用Microsoft Office Excel進行處理。平時實驗量化評價為每次實驗的累計，未出勤則該次實驗成績記為零分。綜合設計實驗量化評價分為課內外兩部分，學生通過抽簽確定實驗項目后，查閱相關的文獻并熟悉實驗過程中所需的儀器和設備、設計實驗方案和后續的小論文可在課外完成，實驗操作在課堂內完成。教師根據實際情況評價計分。量化評價總成績不到60分為不及格。

4 實驗量化評價體系的實施效果與思考

物理化學實驗量化評價體系實施后，學生反映良好。他們覺得物理化學實驗的確不同于以往的無機分析實驗和有機化學實驗，只要按照書上的步驟和方法操作即可，而要查閱相關的資料，設計實驗和實驗方法，熟悉儀器，并使用軟件處理數據和分析結果，每次實驗前后要花不少時間預習和書寫報告，主動去學習，從而體會到學習的樂趣。老師也覺得這種量化評價方式比以往的考核方式能較為客觀、公正、全面地評價學生的實驗成績。有利于師生教與學的互動，有利于學生自主學習。學生的思維能力、動手能力得到了鍛煉，有意識地把知識技能轉化為科研技能，激發了學生學習的熱情。

在量化評價體系的實施的過程中仍然存在一些問題。一般而言，一個實驗班約有30名學生，2個學生合作做同一個實驗。每次物理化學實驗課配有2名老師(實驗技術人員和實驗教師)，這樣每個老師基本上要評價7～8組學生。由于評價體系所涉及的項目比較多，且實驗過程中，大部分學生會在同一時間進行某一個具體的操作。這樣會出現實驗教師和實驗技術人員不能及時對每個學生的每個操作過程作出準確的評價。而課程時間的設置和實驗室的使用安排情況無法再對學生拆班實驗，為了使評價做到及時，公平和公正，每堂實驗課最好增加1～2名老師，來提高師生比例。在學院的研究生或本科生中挑選部分優秀的學生培養成為實驗助理，參與實驗教學的輔導與實驗量化評價，既增強了這部分學生的組織和管理能力，也緩解教師工作量加大的壓力。

5 結 語

雖然這套物理化學實驗量化評價方式相比傳統的考核方式能更加客觀、全面地評價學生的學習成果，給出更加合理真實的成績，而且可以激發學生自主學習的興趣，有助于學生對實驗技能的掌握，培養學生分析問題和解決問題的能力。但是這套評價體系的構建與實踐還處于初級階段，在實施中仍然存在許多問題需要探討，如教師的工作量比原來的評價方式明顯增大；在不同實驗中，指導教師量化評價尺度上仍存在一定的差異。如何在評價過程中做到有章可循且游刃有余，如何構建和完善更加普遍、客觀、系統的評價體系，這些問題有待我們在后續工作中進一步思考和努力以提出解決方法。