时间:2022-05-21 05:06:51
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇大学实验报告,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
一、引言
《大学英语课程教学要求》指出,课程设置要“充分体现个性化,考虑不同起点的学生,既要照顾起点较低的学生,又要为基础较好的学生创造发展的空间;既能帮助学生打下扎实的语言基础,又能培养他们较强的实际应用能力尤其是听说能力;既要保证学生在整个大学期间的英语语言水平稳步提高,又要有利于学生个性化地学习,以满足他们各自不同专业的发展需要”。英语是一门强调实践的学科,需要学生在语言输入的前提下不断训练和输出,即输入—内化—输出。
二、大学英语实验报告的理论依据
1.“i+1”理论、“因材施教”原则。
“i+1”理论中的“i”是“input”的首字母,意思是“输入”,具体是指语言习得者的语言输入,“l”则是指习得者的已有语言能力,整体意思就是输入语言习得者已有的语言知识。而“i+2”和“i+0”(语言的输入高于或者低于语言习得者目前已有的水平),导致的结果必然是,学生感到所学的知识或者太难,不好接受;或者太容易,提不起学习的兴趣。《大学英语课程教学要求》中也有明确的规定,要求大学英语教学“应贯彻分类指导、因材施教”的原则,以适应个性化教学,从而满足提高大学生英语综合应用能力的实际需要。
2.建构主义教学。
英语实验报告以建构主义为理论依据,该理论认为,教学就是要努力创造一个适宜的学习环境,使学习者积极主动地建构他们自己的知识。教师的职责是促使学生在“学”的过程中,实现新旧知识的有机结合。学生是认知的主体,是教学的中心,是知识意义的主动建构者。根据建构主义的教学理念,教材不再是教师教授的内容,而成了学生意义建构的对象。在建构主义学习理论基础上建立起来的新的教学模式,基本“摒弃”了传统的以教师为中心的教学模式,完成了教材、教师、学生、媒体等相互关系的转变。建构主义明确了自主学习模式中学生和教师的角色定位。在这种教学模式下,教师在教学中肩负着“组织”、“监控”、“检测”、“敦促”、“参与”和“提供帮助”等职责,教师从以教授知识为主,变为以指导、辅导学生的学习为主,从舞台上的主角变为幕后导演,成为学生建构意义的帮助者、指导者。Holec将“自主”学习能力界定为管理自己学习的能力。
三、什么是“个性化’大学英语教学模式
“个性化”教学模式包括教师的教学与学生的学习两方面。从教的角度来讲,“个性化”教学的实质是“因材施教”;从学的角度来讲,“个性化”学习是自主学习、创造性学习,即每个学生在学习的过程中都表现出与他人不同的学习特色,如在学习目标、学习内容、学习手段、学习策略等方面充分体现个人的特色和特长。“个性化”大学英语教学模式是指大学英语这一学科为适应并促进学生个性的发展,使学生在学习和运用英语的过程中充分展现个性并发展个性而构建的一整套的大学英语教学系统。
四、大学英语实验报告的构建
1.实验内容。
每项实验报告包括三样东西:课程实验报告、课程实验教学大纲、本科教学实验讲义。
课程实验报告包括实验项目名称、实验目的及要求、实验内容、实验步骤、实验环境、实验结果与分析、教师评语。课程实验教学大纲包括课程名称、实验教学目的、学生实验报告撰写要求、学生实验成绩评定规则及方法等。本科教学实验讲义包括实验内容、目标及要求、实验准备、实验测评与考核等。
2.实验基本操作流程。
在课堂上观看有关实验资料,就有关片段向学生提问、归纳、总结、要求:
3.实验目的。
实验教学中创设、模拟真实的、充满张力的生活化的情境,每个学生都进入角色,大胆地展现自己。实验报告能丰富课堂教学和同学们的课余文化生活,提高同学们的英语表达能力,寓教于乐,让同学们在娱乐中学习,在活动中增进友谊、沟通和了解,并活跃课堂及校园英语学习氛围,真切地体现大学生的精神风貌和丰富多彩的校园生活,增强班级凝聚力,激发及提高同学们学习英语的兴趣和热情,锻炼学生的综合语言运用能力。
4.实验测评与考核。
学生实验测评与考核包括两项:学生表演英语实验项目时,组长们作为班上的评委,根据评分标准给演示小组现场打分;教师根据组长的评分评定学生实验报告的成绩。
五、大学英语实验报告的意义
1.建立了和谐的师生关系,培养了学生的参与意识。
传统的大学英语教学在一定程度上存在以教师、课堂、课本为中心的情况,教师“一言堂”现象非常突出,本该充满生机和活力的语言实践课变成抽象枯燥的“纯”语言知识的讲授课。大学英语实验教学,给予学生以尊重、理解和信任,建立民主平等、情感交融、合作交流的师生关系,让学生积极主动地参与课堂教学的全过程,发挥学生的主观能动性,促进学生个性的全面健康发展,培养学生的自学能力,突出学生在学习过程中的主体地位。英语实验报告证明这种教学模式锻炼了学生的自主学习能力,大大提高了学生的英语综合能力,培养了学生的创造性、合作精神等素质。
2.建构了以“学生为中心”的教学模式。
大学英语实验教学强调实验报告从学生的学习兴趣、生活经验和认知水平出发,倡导体验、实践、参与、合作与交流的学习方式和任务型的教学途径,发展学生的综合语言运用能力。为使学生敢于创新与面对挑战,必须为学生营造一个民主、平等、和谐、活跃的教学环境和宽松的心理环境,让学生敢动、想动、能动。大学英语教师应从学生的需要出发,尊重学生的独立性、主体性及首创精神,增进彼此尊重、信任,相互促进,采取民主教学方式,尊重学生的民利,与学生共同制订计划,讨论问题,从而构建以学生为主导、教师为指导的多样化教学模式,形成了以自主式和合作式为主的学习方式。
3.改进了我校“2+2”大学英语教学模式。
大学英语实验教学提供图、文、声像并茂的教学资源;内容既与课本紧密联系又远远超出课本;信息量丰富新颖,操练形式多样有趣;能够及时反馈信息,使学生始终得到指导;能够兼顾学生的个体差异;能够锻炼学生的独立自学能力;能够创造一个轻松愉快的学习环境;能够提供准确、规范、地道的语言输入;能够激发学习者的学习兴趣,提高学习效率。
4.合作性学习方式的介入。
合作性学习方式是指课堂教学中以小组学习为主的组织形式,已经在大学英语实验教学中得以应用。有五个共同的基本要素是不可缺少的(嘎斯基著,王坦译,《合作掌握学习的策略》):一是积极的相互依赖,使小组成员确信他们“同舟共济”;二是面对面的交互作用,确保小组成员能直接交流;三是个体责任;四是合作技能,即与他人在小组中协同学习所需要的组织能力、交流能力、协同能力、相互尊重的态度等;五是集体创作加工,小组成员采取自我检查或反馈方式考查集体学习进行得如何并提出改进措施。
六、结语
大学英语实验教学越来越被高校重视,英语实验报告不仅培养学生个性化自主学习的能力,而且是培养学生实践技能及创新能力的一个重要部分,更是大学英语教学环节中不可缺少的一项,是任何教学手段都无法代替的,在大学英语教学中有着极其重要的意义。“没有个性,就没有鲜活的人的发展,就没有创造人才的呈现”。学生个性化自主学习一是促进潜能开发,最大限度地帮助教育对象开发生命潜能,从而推动个人学习与成功;二是促进终身学习,因为世界唯一不变的就是“变化,社会变化越来越快,信息和知识的更新速度更快,适应社会变化的唯一途径就是不断学习和终身学习;三是学以致用,个性化教育更注重学中做,做中学,自我超越最终实现自我学习、自我教育、独立思考和自我创造,从而真正达到“学习和思维的自由与超越”。
参考文献:
[1]大学英语课程教学要求[M].2007.9.
[2]Krashen,S.D.The Input Hypothesis:Issues and Implications[M].London:Longman.1985.
[3]Jane Piaget,The Origins of Intelligence in Children,1952.
[4]刘爱军.大学英语实验教学体系的构建与实施[J].外语界,2012,4.
[5]余丽华等.倡导个性化,优化大学英语课堂教学[J].江西农业大学学报,2016,4.
关键词: 大学物理; 自动批阅; 实验报告; B/S结构
中图分类号: TN964?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2013)12?0058?03
0 引 言
近年来,随着Internet 的迅猛发展,结合在实际教学工作中的需要,利用信息技术手段辅助教师教学和管理已逐步得以广泛运用。由于大学物理实验需要测量的实验参数多、实验组数多、实验数据量大,且实验报告中经常需要将数据进行统计或绘制成各类图形,教师在批改实验报告时需要花费大量时间进行计算,以检查报告中的计算过程和结果,因此批改物理实验报告是一件十分繁琐的工作。在此情况下,“大学物理实验报告自动批阅系统”(以下简称“自动批阅系统”)应运而生了。自动批阅系统的研发旨在减轻实验教师的教学负担,改变传统实验报告的手工批阅方式,提高大学物理实验报告的批阅效率和准确性,同时,方便学生可以随时随地通过网络提交物理实验数据[1?2]。
1 自动批阅系统的设计
考虑到Microsoft Visual Studio具有丰富命令、函数,同时又可使用大批的外部函数,无论是对图形、图像、动画的处理,还是对音频、视频的处理能力都很强大,因此笔者选择了Microsoft Visual Studio 2005开发平台,并利用Microsoft SQL Server 2005数据库工具来开发本系统[3]。
1.1 系统开发环境
学生和教师模块采用和 Visual 2005语言开发,并融入了Microsoft Office,Flash和图片等相关素材,而后台数据的存储模块则应用SQL Server 2005数据库开发。
1.2 技术架构[4]
为更方便于管理员、学生和教师3种不同身份的用户对系统的使用,本项目采用了B/S结构进行开发。B/S结构最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件,只要有一台能上网的电脑就能使用,客户端零安装、零维护,因此它具有更好的跨平台性,可扩展性,降低系统运行成本,更好的满足不同用户的需求。
由于整个系统开发性特点,系统采用三层B/S结构:用户界面层、应用服务层和数据访问层。用户界面层主要完成用户交互功能。客户端以Web网页方式访问,提供管理员、学生和教师3种不同角色登录,根据用户名、密码和选择的角色来判断用户的权限,登录不同的界面。应用服务层是系统的核心,主要包括:实验录入数据、查看实验分数、提出问题、自动批改与自动打分等弄能。数据访问层通过服务层中的数据访问组件与数据库交互。数据库是整个系统的基础,主要由用户信息库和数据信息库组成。
1.3 系统设计目标
通过系统设计实现,减轻授课教师的教学负担,改变传统实验报告的手工批阅方式,提高实验报告的批阅效率和准确性,同时,学生可以随时随地通过网络提交物理实验数据。
2 系统的功能模块设计
本项目是在Microsoft Visual Studio 2005和SQL Server 2005环境下、使用和Visual 语言开发基于网络的学生网上提交物理实验数据、教师后台处理和管理学生物理实验数据并对成绩进行自动存储、统计、查询等功能的网站[1]。该系统采用了三层B/S体系结构,使用和Visual 进行开发,并以SQL Server 2005作为后台数据库,通过技术来链接和访问数据库,以网站的形式。根据不同角色的功能可以把自动批阅系统分为学生、教师和后台管理3大模块。
2.1 学生模块
按实验进行的时序分为实验前、实验中和实验后3个部分。
(1)实验前:学生是通过浏览网页,了解实验目的、实验原理、实验要求和实验所需器材等。
(2)实验中:做好实验测量和数据采集工作,并把实验数据录入系统;也可向教师提出自己在试验中遇到的问题,寻求教师解答。
(3)实验后:学生可以在系统中查看自己的实验分数和教师对于疑问的解答。
2.2 教师模块
(1)查阅学生提交的实验数据,并利用系统自动计算学生所提交的实验数据,再与精确值对比后,自动打分。
(2)回答学生在实验中所遇到的疑难问题,给出自己的解析。
(3)导出和打印实验分数,便于教师对实验情况做出评估。
2.3 后台管理模块
(1)后台管理员可以对访问系统的学生或者教师用户进行添加、删除、修改等操作。
(2)对每年的实验数据进行清理,减轻服务器压力。
3 系统的特点和创新之处
3.1 系统特点
“自动批阅系统”可以处理目前大学物理实验课程的基本实验数据,覆盖绝大多数物理实验项目。
(1)学生只需要访问实验网站,在网页上选择实验内容和实验题目,便可进入不同实验项目子窗口,并通过网络提交实验数据和实验中所遇到的问题;
(2)教师在登录实验网站后选择教师模块,即可进入物理实验数据处理系统主控窗口,在主控窗口实验内容菜单选择实验项目,进入不同实验项目子窗口,按不同的实验要求和题目对学生提交的实验数据进行自动处理并显示结果和自动评分,教师还可以给学生的实验报告进行点评和解答学生疑问。
3.2 系统创新之处
(1)“自动批阅系统”将高效的计算机与产生大量数据的大学物理实验教学相结合,开创了我校实验教学中实验报告的新模式。
(2)系统将学生的操作测量数据在线提交,教师通过后台管理程序对实验数据进行自动计算,这种实验报告批阅方式,提高了实验报告的批阅效率和准确性,推进了实验教学的信息化管理。
(3)系统使用数据库访问技术,使得自动批阅系统有较高的性能。
4 系统实现的关键技术
4.1 数据库访问[5]
本系统采用SQL Server 2005来存储数据,多数情况下数据访问都是采用直接在SQLConnection中写入调用ConnectionString的属性。但是在项目开发中以类的形式来组织,封装一些常用的方法和事件,不仅可以提高代码的重用率,也大大方便代码的管理。本系统中创建一个公共类EditData,主要用来访问SQL Server 2005数据库,数据库操作主要的功能是连接数据库。
4.2 角色权限管理
本系统共设学生、教师和管理员三个角色的单入口登录界面,在数据库的用户表中也给不同的角色设置了不同的权限,因此在登录界面中输入用户名、密码,和在角色下拉框中选择自己的角色后,在登录过程中,系统会自动对用户名、密码和角色进行判断是否正确,是则进入相应的页面和赋予相应的操作权限,否则给出相关提示。这样即可以限制不同用户对网站的访问权限,也保证了数据库中数据的安全性[4]。
5 结 语
大学物理实验报告自动批阅系统的运用,实现了高效的计算机和大学物理实验教学的结合,开创了大学物理实验教学中实验报告的新模式。利用不厌其烦的计算机来辅助物理实验教学,更好地减轻教师的负担,提高实验报告的批阅效率和准确性,同时也推进了物理实验教学的信息化管理。本系统使用方便,操作简单,使用性强,从运行情况看,系统反馈比较快,错误提示简洁明了,批改结果准确,现已在我校物理实验教学中使用,取得了良好的效果。同时为开发其他程序设计课程的自动批改系统提供了参考模型,具有一定的参考价值[1,6]。
参考文献
[1] 赵龙.大学物理实验报告自动批阅系统设计[J].船海工程,2009,38(2):98?100.
[2] 夏强.Excel VBA应用开发与实例精讲[M].北京:科学出版社,2006.
[3] 赵龙.大学物理实验教学与考核系统的设计[J].教育论坛,2010(3):17?19.
[4] 严良达,朱晓鸣,余凤钢环境下在线考试系统的设计与实现[J].办公自动化杂志,2011(7):53?55.
气温: 21.6 ℃ 大气压: 101.1 kpa
实验七:二组分固枣液相图的测绘
一.目的要求
1)、分析法测绘铅-锡二元金属相图,了解固-液相图的基本特点
2)、学会热电偶的制作、标定和测温技术
3)、掌握自动平衡记录仪的使用方法
二.仪器 试剂
自动平衡记录仪
热电偶
电炉、泥三角 、坩锅钳
纯sn、含sn为20%、40%、60%、和80%的snpb合金以及纯pb(坩锅上的记号分别为1、2、3、4、5、6)
三.实验数据及处理
热电偶工作曲线
pb
sn
h2o
相变温度 ℃
323
232
100
平台高度 格
61.9
47.3
28.1
曲线斜率
6.6118
曲线截距
-84.269
步冷曲线
pb %
20
40
60
80
100
折点高度 格
47.4
43.8
41.2
47.5
56.5
62.3
平台高度 格
40.5
40.5
40.4
40
39.9
39.9
折点温度 ℃
229
205
188
230
289
328
平台温度 ℃
228
184
183
180
180
325
热电偶工作曲线
pb~sn相图
四.提问思考
1.步冷曲线各段的斜率以及水平段的长度与哪些因素有关?
答:对于斜率来说,与平衡记录仪的走纸速度和混合物中各物质的比例有关;对于水平长度来说,与控制冷却速度有关。
2.根据实验结果讨论各步冷曲线的降温速率控制是否得当。
答:在本次实验中,我们并没有采取降温控制,不过各平台明显,所以,由此看来,我们操作得当!
3.如果用差热分析法或差示扫描发来绘制相图,是否可行?
答:由于样品在吸热中相变较多,造成热容变化很大,与参比物相差甚远,造成基线发生漂移,因此,用以上两种方法不可行。
4.试从实验方法比较测绘气—液相图的异同点。
单片机综合实验报告格式(在所做过的实验内容里挑选一个自己最有收获,最有感想的实验内容)综合实验报告标题(可与实验名称不同)一、实验目的和要求。二、实验仪器设备。三、实验设计及调试:(一)实验内容。
生理学实验报告的写作写实验报告是对所做实验的再理解再创造的工作,是检查学生知识掌握和衡量能力的重要尺度之一,是今后撰写科学论文的初始演练。(一)一般要求使用学校统一印制的报告纸。
电路实验报告要求同学您好: 电路实验课已经结束,请按题目要求认真完成实验报告,并要仔细检查一遍,以免退回,具体要求如下: 一、绘制电路图要工整、选取合适比例,元件参数标注要准确、完整。
科技实验报告一、定义与作用实验报告,就是在某项科研活动或专业学习中,实验者把实验的目的、方法。步骤、结果等,用简洁的语言写成书面报告。实验报告必须在科学实验的基础上进行。
计算机上机实验内容及实验报告要求一、《软件技术基础》上机实验内容1.顺序表的建立、插入、删除。2.带头结点的单链表的建立(用尾插法)、插入、删除。二、提交到个人10m硬盘空间的内容及截止时间1.分别建立二个文件夹,取名为顺序表和单链表。
化学实验报告格式例一定量分析实验报告格式 (以草酸中h2c2o4含量的测定为例) 实验题目:草酸中h2c2o4含量的测定 实验目的: 学习naoh标准溶液的配制、标定及有关仪器的使用; 学习碱式滴定管的使用,练习滴定操作。
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探究蜡烛实验报告探究实验名称:对蜡烛及其燃烧的探究探究实验目的:对蜡烛在点燃前、点燃时和熄灭后的三个阶段进行细致的观察,学会完整地观察物质的变化过程及其现象。实验用品:一支新蜡烛、火柴、一支干净烧杯、水、水槽、澄清的石灰水、一把小刀。
初中科学实验报告蜡烛吹不灭思考: 用力吹燃烧的蜡烛,却怎么也吹不灭。你知道怎样做到这一点吗? 材料:1根蜡烛、火柴、1个小漏斗、1个平盘 操作:1. 点燃蜡烛,并固定在平盘上。 2. 使漏斗的宽口正对著蜡烛的火焰,从漏斗的小口对著火焰用力吹气。
关键词:EXCEL电子表格;学生平时成绩;模板
中图分类号:G647 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0259-02
高等学校学生的期末成绩一般由平时成绩和考试成绩两部分组成,平时成绩的计算尤其是实验成绩计算非常麻烦。例如大连交通大学的大学物理实验的总成绩采用的是5分制,分优、良、中、及格、不及格,共5档,它由每个实验的实验报告成绩和期末的考核成绩来决定。每个实验的实验报告成绩分优、优-、良+、良、良-、中+、中、中-、及格+、及格、及格-、不及格、零,共13档,考核成绩分优、良、中、及格、不及格、零,共6档,学生实验总成绩的具体算法是首先将实验报告和考核成绩换算成分数,(具体换算方法——优:100,95;优-:95;良±:85±3;中±:75±3;及格±:65±3;不及格:40),然后将实验报告的成绩取平均值乘以70%加考核成绩乘以30%得到实验分数。最后按照一定的标准(即:实验分数大于90为优;80~89为良;70~79为中;60~69为及格;60以下为不及格)给出学生的实验总成绩。从刚才的计算过程来看,实验成绩的计算非常繁琐,工作量也非常大,而且容易出错。EXCEL是由全球最大的软件开发公司——微软开发的,它主要进行数据处理、统计分析等工作。使用EXCEL进行数据处理时,我们只需将数据输入到表格中,再把计算的公式填入到相应的单元格,EXCEL会自动按照计算公式显示出结果。本文借助EXCEL提供的函数将学生的总成绩自动算出,非常直观、方便,不但提高工作效率,使老师有更多的精力投入到教学和科研中去,而且还能减少手动误差。
一、处理方法
首先以大连交通大学的物理实验成绩的计算为例,说明如何用EXCEL自动计算学生总成绩。在这里可以使用EXCEL2003自带的函数COUNTIF来完成。图1是一份大学物理实验(一)的平时成绩登记表,A列也就是第一列是学生的学号,B列是学生的姓名,C列到M列是学生的实验报告成绩,N列是学生的考核成绩,O列是最终成绩。例如统计图1第8行从C列到M列中“良-”的个数,可以使用COUNTIF(C8:M8,“良-”)来实现,其中C8:M8表示寻找的单元格范围是从第8行的C列到M列,这个范围内是学生3的实验报告成绩。“良-”表示在第8行的C列到M列是“良-”单元格满足条件,返回的结果是4。下面以大学物理实验(一)为例,介绍如何自动计算学生成绩。
为了计算方便和便于检查我们增加了Q到S辅助列,其中S列是C到M列的实验报告成绩总和,R列是考核成绩换成了分数,Q列是R列和S列的加权求和。第一步计算实验报告的成绩。在S6单元格输入COUNTIF(C6:M6,“优-”)*95+COUNTIF(C6:M6,“优”)*100+COUNTIF(C6:M6,“良+”)*88+COUNTIF(C6:M6,“良”)*85+COUNTIF(C6:M6,“良-”)*82+COUNTIF(C6:M6,“中+”)*78+COUNTIF(C6:M6,“中”)*75+COUNTIF(C6:M6,“中-”)*72+COUNTIF(C6:M6,“及+”)*68+COUNTIF(C6:M6,“及”)*65+COUNTIF(C6:M6,“及-”)*62+COUNTIF(C6:M6,“不及”)*40,就得到了实验报告的成绩。在这个公式中C6:M6记录的是学生1实验报告的成绩,COUNTIF(C6:M6,“优-”)统计的在C6:M6范围内“优-”的个数,“优-”对应的分数是95,这样“COUNTIF(C6:M6,”优-“)*95”就得到了实验报告成绩是“优-”的对应总分数,同理可得到其他各档成绩对应的分数和。第二步将考核成绩换算成相应的分数。可以在R6单元格内输入COUNTIF(N6,“良”)*85+COUNTIF(N6,“中”)*75+COUNTIF(N6,“及”)*65+COUNTIF(N6,“优”)*95+COUNTIF(N6,“不及”)*40,N6是学生1的考核成绩,单元格区域就是N6。第三步计算实验成绩的分数。Q6的值是实验报告成绩的平均值乘以70%与考核成绩乘以30%之和,用公式“S6*0.7/11+R6*0.3”表示,公式中前一项是实验报告成绩平均值乘以70%,第二项是考核成绩占30%。第四步根据Q6列给出实验总成绩,具体要求是:大于90:优;80~89:良;70~79:中;60~69:及格;60以下:不及格。使用公式IF(Q6
二、结果讨论
图1表格中,将学生的班级、学期、教师姓名、学生学号、姓名、成绩删掉就可以作为大学物理实验(一)的实验成绩模板,老师将该班的班级等信息填好,再输入实验报告的成绩和考核成绩,O列自动显示该学生的最终实验成绩。这样计算结果既准确又省时。这种方法给物理实验的成绩计算带来了很大的方便。从上面的叙述可以看到,本文对学生的平时成绩的处理是非常成功的,这种方法也可以推广到其他领域,熟练地使用EXCEL电子表格能得到事半功倍的效果。
本文介绍了如何使用EXCEL电子表格来计算学生成绩,可以根据教学大纲的具体要求做成模板,教师只需按照规定输入各项成绩就能自动得到学生总成绩,这样不需要专门的编程,也可以直接得到学生的平时成绩,该方法不但简洁而且大大提高了工作效率,并能保证计算结果的准确性。本文数据处理的方法也可以借鉴到其他领域。
参考文献:
[1]牛英煜.大连交通大学物理实验教学大纲,2010-2011学年[Z].
关键词:工科;专业实验;教学模式;考核方式
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)39-0232-04
实验教学对工科类研究生的培养十分重要,建立科学的实验教学模式及考核方式,对调动学生学习的积极性和主动性,培养学生的实践能力和科学思维、激发学生的创新精神都尤为重要。“叶轮机特性实验”是北京航空航天大学能源与动力工程学院开设的一门针对叶轮机专业研究生的特色实验课程,在实验设备建设、课程教学模式和考核形式等方面都做了一些有益的尝试。通过对该课程教学过程数据的分析,可以反映出目前工科研究生教学体系的一些问题,让今后的教学改革更有针对性。
一、课程教学目标及教学模式
“叶轮机特性实验”是一门专业性很强的实验课程,一般要求选择这门课程的研究生有足够的专业知识或工程经验,并能对相关基础知识灵活地运用,通过本门实验课程,期望学生将获得以下几点收获:
1.在知识层面上,对在理论课上学习的知识有一个真实的认识,达到理论联系实际的目的。
2.在工程训练上,完全由学生动手完成整个大型实验,有助于学生实践能力的培养。
3.在能力提高上,完整地领导或参与一整套工程项目的全过程,包括设计实验方案、可行性分析、项目分工与合作、实验方案实施、数据的整理与分析及最终报告,对学生将来的就业起到训练作用。
4.在创新探索上,本实验中,只要能满足实验目的,并且实验室的条件具备,学生可以自由设计实验方案,有助于学生创新能力的释放。另外,本实验会出现一些课堂上未曾讲授的内容,让学生通过独立思考得出结论,有利于培养科学的思维习惯。
这类实验课程的专业性很强,学生必须在实验前做大量的工作,包括熟悉专业知识,设计实验方案,安排实验分工等。本门实验课的教师由四名教师指导,其中两人是主讲教师,两人是实验辅助教师。课程分为四个阶段进行:第一阶段是理论讲解阶段,由一名主讲教师在课堂上带领学生对相关知识进行回顾,并对本次实验的目的与内容进行讲解;第二阶段是实验指导阶段,经过第一阶段后,要求每组学生自行设计实验方案,找另一名主讲教师讨论,教师尊重学生的想法,只在可行性上给予指导,经过几次反复,得到切实可行的方案;第三阶段是实验实施阶段,学生按照事先设计好的实验方案进行现场实验,由两名实验辅助教师分别在设备与仪器使用上给予技术上的支持;第四阶段是完成实验报告及问题讨论,要求每名学生根据实验数据独立完成。
二、课程的数据分析
本学期选课人数为79人,而实验设备只有一套,且实验课没有固定课时,只能在与学生其他课程不冲突的前提下进行,且时间限定在一个月内。我们将学生分为8组,每组9~10人,每次实验现场操作时间为3个小时左右。我们在学生中发放了问卷,结果显示多数学生认为每组的人数应该控制在4~6人,这与教师的想法是一致的。在学生人数逐年增多的现状下,要解决这个问题,应该增加设备台套数,并给实验课较为固定且充裕的时间安排。
实验小组是由学生自行划分的,因此各组情况并不均衡,有的组集中了较多的博士生,有的组则主要由外专业的专业硕士(工程硕士)构成,如表1所示。可以初步看出的是第三组和第四组的学生基础似乎更好,而第六组学生的基础相对差些。在后面的分析中可以看到,表1并不能完全反映出学生的基础,因为第六组中有些学生来自厂所,这部分人有较多的实践经验,一定程度上弥补了知识上的不足。另外,我们的假定是抄袭效应会让整个组的成绩向最好学生靠拢,一个好学生的存在可以让整个组的成绩都有明显的提高,使各组内部的分数差别较小,因此,后面的分析中我们主要按照每组的平均进行。
为了进行客观的量化评估,从基础、远景动机和主动性三个方面对各组学生进行了打分。这里的基础是综合了学生本科的院校、专业、相关专业课成绩的结果,远景动机是综合了学生研究生阶段的专业和将来的职业规划的结果,主动性则是综合了学生的实验准备情况和现场情况的结果,最终量化的结果如表2所示。这些量化值未必完全合理,但应该基本可以代表各组的情况。
实验报告的分数是根据认真度、正确性和讨论深度三部分评定的,这里面的后两者更易互相借鉴与抄袭,因此报告的认真度有时成为了区分同组学生分数的主要因素。表3给出了最终的实验报告分数,可以看出,各组的平均分有明显的差别,鉴于本次实验各组的实验方案和数据质量没有本质差异,各组的成绩差完全是学生自身认真度和能力的体现。从各组内部的报告相似度可以判断抄袭的严重程度,但不能确定原创与抄袭者。这里用版本数(内容基本相同的被确定为一个版本)来表示,并在表3的最后一列中给出。
下面对各表中的数据进行对比,来分析各影响因素之间的关系。图1和图2分别给出了学生的基础和远景动机对主动性的影响。从图1中可以看出,除第六组外,其余各组的主动性与其基础呈现强正相关的特性,也就是说学生的基础越好,其主动性也越强。从图2中可以看出,除第六组和第四组外,其余各组的主动性与远景动机也呈现强正相关的特性。对第六组进行分析后发现,这组的特点是包含了多名来自相关研究所的成员,有丰富的工程经验,且对叶轮机较为熟悉,虽然原来本科专业相关性不强,但对叶轮机有较高的熟悉度。这其实说明了我们在量化基础和远景动机时,应该把是否在相关厂所工作过作为重要的因素考虑。第四组的特点是基础好,虽然当前的专业和将来的工作预期使其远景动机得分不高,良好的学习习惯保证了这一组的主动性。
图3-图5是各组的实验报告分数与其基础、远景动机以及主动性之间的关系,总体上看来,基础、远景动机以及主动性这三者对实验报告分数都有正的影响。对于图3和图4,如果去除第一组,则可以看出实验报告分数与学生的基础和远景动机呈明显的正相关关系。第一组的特殊性有两点,一个是这一组是第一个进行实验的,没有借鉴对象;另一个更重要的因素是这一组的学生严重依赖一名来自厂所、有实践经验的成员,而该同学的报告完成得并不好。从后面关于抄袭部分的分析也可以看出,该组的报告只有一个版本。图4中另一个偏离较多的是第四组,原因前面已经说过,这一组的分数较高主要由基础决定,远景动机的影响较小。从图5中可以看到,第六组较高的主动性并不能保证这一组有高的实验报告分数,这也是确立考核方式时应该考虑的一个因素。将上述三种影响因素按1:1:1的权重合并,则得到图6的基础、远景动机和主动性的综合影响。可以看出,除第一组外,其余各组基本上符合预测,即基础、远景动机和主动性这三者共同决定了实验报告分数。
严格看来,图6中的第三组和第八组也与一般规律有所偏离,即报告分偏低一些,这其实与这两组的抄袭现象较为严重有关。图7是各组的实验报告版本数与报告分的关系,可以看出报告的版本数与成绩呈现明显的正相关关系,版本数越多分数也越高。第一、三、八组就是因为抄袭现象严重才导致报告分偏低,使其在图6上与一般规律有所偏离的。抄袭现象导致分数低这一情况与我们的预想是不一致的,我们的假定是抄袭效应会让整组的成绩向最好学生靠拢,而实际情况是越是独立完成,则分数越高。这种现象的原因之一可能是真正有自主思考能力的学生抄袭和被抄袭的现象都较少。
三、课程考核方式的探讨
传统的课程一般采用笔试的方式进行考核,在公平性上最为合理,但却不能完全反应学生对知识的掌握和运用能力。有的课程采用课下大作业或小论文等方式,一定程度上更能体现出学生的能力,但却无法解决抄袭问题。实验课程有其固有的特点,不适合采用考试的形式,而采取的实验报告方式则与上述的课下大作业有相同的问题。很多教师在实验课程的考核方式方面进行了有益的探索,原安娟等针对大学物理实验总结了各种考核方式的优缺点,指出有些考核方式虽然效果好,但对师资等条件要求很高,应根据的实际情况选择考核方式[1]。刘葵等强调了预习及理论准备在实验课程中的重要性[2]。闫迎利等则认为应把学生在实验中对仪器故障的处理能力作为考核指标之一[3],然而这些文章都没有分析抄袭现象对考核方式的巨大影响。本文作者在这些工作的基础上对专业实验的几种考核方式的优缺点进行了分析,见表4。
一般而言,结合口试、实验操作以及实验报告来综合评价可以得到较好的效果,但对师资的要求非常高。我们采用的方案是实验方案(口试)20%,实验操作20%,实验报告60%的方式,以期尽量公平地给定成绩。实验方案的评分标准不易确立,且每组成员的实验方案是一样的,因此不能完全体现每一个学生的水平。受每组人数过多的影响,实验操作中总有几人处于观察者状态,因此实验操作的评分也不易执行。因此,实际上最终的分数还是主要由实验报告决定。在实验报告中,除了数据和结果外,我们设置了很多的讨论题,有利于学生的自由发挥。抄袭现象的存在大大影响了评分结果的公正性,成为本课程最棘手也是最需要解决的问题。如果不能解决抄袭问题,不但这类课程评分体系的公正性大受影响,也会极大地影响学生对课程的参与性和积极性。在下一年度的课程中,我们打算在以下几个方面对课程的考核方式进行改革:
1.增大口试环节的分数比重,不但在实验方案评审中进行口试,还要对最终的实验报告要求每个人进行5~10分钟的表述与回答问题。
2.增加实验设备台套数或在同样设备上增加实验项目,让学生可以分更多的组,每组人数更少,且实验内容差别更大。
3.加大学风宣传工作,并严肃处理抄袭事件。
参考文献:
[1]原安娟,丁晓红.“大学物理实验考核方式评价”[J].大学物理实验,2009,22(1).
[2]刘葵,汪建民,孙华.“建立实验成绩综合评价体系的探索与实践”[J].高校实验室工作研究,2010,(2).
关键词:实验过程;大学物理实验;成绩评价
随着社会对应用型人才的需求,省内高校都在不同程度地调整和修改应用型人才培养定位,期望培养的毕业生具有相应的应用能力而为用人单位所认可,以此来提升学校办学的社会影响力。近年来,省内各学校在重视理论教学的同时,越来越重视实验教学,加大了实验设备的投入和师资的引进,改善实验条件、创建良好的实验环境,构建了各专业的知识结构、能力结构、实验教学体系,充分利用实验教学,培养学生的动手能力、应用能力、创新能力,增强学生的就业竞争能力。在实验教学体系中,大学物理实验是首先开设的基础公共实验课,我校的大学物理实验教学多年来一直满足一人一组的基本要求。辽宁工业大学(以下简称学校)对大学物理实验项目更新和实验师资队伍建设给予了大力支持,能开出较多的大学物理实验项目;大学物理实验室设计开发的大学物理实验选课系统,充分考虑不同专业、个人兴趣、时间安排等因素,实现了大学物理实验教学在时间、实验项目和实验内容的开放。
一、实验教学考核中存在的问题
由于大学物理实验的选课,学生分不同的批次完成每个实验,每次选择实验项目的具体学生都不同,教师与学生彼此不熟悉,因而不了解学生的实验学习情况。大学物理实验没有相对统一的评价指标和考核要点,实验成绩考核区分度低,认真和独立完成实验的学生成绩与其它学生的成绩差别不大,不能很好地将学生的实验能力和实验水平区分开,挫伤了优秀学生的积极性。不认真完成实验的学生养成了不良的习惯,不注意实验过程中的实验仪器调节,对实验现象的观察不细致,数据测量不真实。实验过程中,教师不能很好地跟踪学生的实验测量情况,缺少必要的过程记录,给出的成绩区分度不够,不利于形成良好的实验研究氛围,弱化了实验课程在动手能力、应用能力、创新能力培养中的作用。
二、基于实验过程考核的成绩评价原则
学校对应用型人才培养目标的定位,强调突出学生的动手能力、应用能力、创新能力的培养,提高毕业生的就业竞争能力,提高学校的办学水平,扩大学校的社会影响,提升学校的知名度。在学校应用型人才培养目标定位后,为了更好地考核学生的实验过程,教师转变了多年来形成的实验教学理念,在重视结果评价的同时,更重视实验过程的形成性评价[1-3]。实验教师树立了以“学生为中心”的教学理念,围绕学生的实验过程,教师在适当的时间为学生提供必要的指导。大学物理实验要求学生不但具有扎实的理论知识,而且具有灵活运用理论知识的能力,它不仅培养学生娴熟的实验仪器调节能力,也能培养独立思考、归纳总结实验现象的能力,以及针对实验现象提出问题的能力,分析、探讨交流后提出解决方案的能力,以及创新能力,提高学生的大学物理实验素质和技能,有助于教师与学生间形成浓郁的实验学习的氛围。基于学生实验能力、动手能力、创新能力和团队精神的培养,制定了贯穿于实验过程考核的主要指标,对实验过程进行评价[4,5]。为了突出对实验过程的评价,确定实验预习15分,实验过程50分,实验报告35分的分数构成。每个指标分为三个层次,总体评价根据主要指标的等级进行。
(一)实验预习
预习报告格式规范性(7分),主要通过预习报告的格式规范性的书写,培养学生形成实验报告的规范格式和写法,以及科技写作的能力。主要考核实验题目、实验仪器名称、实验原理书写规范性,等级分为规范(7分)、较规范(5分),一般(3分)。预习效果,实验直接测量量(8分),通过考核学生对该实验项目的间接测量的测量以及间接测量量与直接测量量的关系,了解学生对实验项目的具体测量的掌握程度。主要考核实验项目中使用实验仪器或仪表;间接测量量与直接测量量的关系。主要了解学生对实验原理的理解程度,实验过程中的待测量以及实验仪器的使用注意事项等是否清楚。等级分为理解(8分)、较理解(6分)、一般(3分)。
(二)实验过程考核
实验测量的表格设计(5分),主要考核学生对实验项目中直接测量的测量量的个数和测量次数等,通过形象的表格形式体现出来,考核表格设计中表题、行距等规范性性等是否与实验测量的间接量一一对应;了解实验测量任务是否明确。等级分为明确(5分)、较明确(4分)、一般(3分)。实验仪器的调节与操作(6分),主要考察学生对实验仪器调节和规范使用的程度,特别是对一些电学仪器和光学仪器的使用,避免电学仪器的过载和光学仪器的微调节功能。实验仪器使用规范(6分),较规范(4分),一般(2分)等。实验仪器调节与实验现象(12分),主要考核学生能够正确利用仪器精心、细致地调节,通过观察现象和分析进行适当地调节,出现明显的实验现象,便于观察和总结实验现象,理解现象背后深层次的实验规律。实验现象明显(12分),实验现象较明显(7分),实验现象不明显(3分)。实验数据的读取与记录(12分),主要考察学生能够根据实验仪器、仪表的量程和最小分度,正确地读出直接测量量并根据有效数字的规则,进行数据的读取和记录,获得第一手的数据信息。基于实验仪表的测量数据正确、有效数字规范(12分)、数据正确但有效数字不规范(8分)、测量数据不正确(4分)。实验过程中遇到的问题(5分),主要考核学生在实验过程中仪器调节时出现的问题,观察的现象不稳定,实现现象不明确等问题,经过思考将出现的问题,用逻辑语言清晰表述的能力。问题描述清晰(5分)、基本清晰(4分)、不清晰(3分)。思考后的解决对策(7分),主要考核学生对出现的问题的现象描述后,能够分析并诊断问题存在的原因,并进行相应的处理,解决了出现的问题。独立思考且可行的对策(6分)、教师部分提示提出的解决对策(5分)、教师指导下的解决对策(3分)。实验仪器的整理(3分),在考察学生在实验测量后,对数据测量的有效性的鉴定后,整理仪器设备,为下一次实验做好准备。
(三)实验报告
考核实验报告中数据处理和结果分析部分的书写格式规范的程度。测量结果的表示(15分),主要考核学生利用已经测量的实验数据信息,利用间接测量量与直接测量量的关系计算结果的平均值和有效数字的位数。计算结果与不确定度合理(15分)、有一定的偏差(11分)、结果和不确定度有较大的偏差(8分)。测量结果的评价与误差分析(10分),主要考察学生通过实验,根据实验过程仪器的调节和数据读取与记录等环节,能够根据测量结果的平均值和不确定度的大小,对测量结果进行评价,分析原因和找出不足。测量结果的评价与误差分析客观(10分)、不全面(7分)、一般(4分)。对实验项目和内容的建议和意见(10分),主要考察学生亲自参与整个实验过程,并进行测量,对实验内容的设置的难易程度,实验内容的拓展等提出自己的建议和意见,便于实验内容更好地设置和改进。建议有应用价值(10分)、建议有参考价值(8分)、建议价值一般(6分)。对实验过程和实验报告分析到位的实验报告,实验指导教师有权利奖励学生5分,但教师必须在实验报告评价中,有文字说明并签字,严格控制奖励的实验报告。期末结束时实验报告将在实验室留档备存。
三、结论
将基于实验过程的大学物理实验的评价指标应用于大学物理实验教学中,并在大学物理实验过程中按着评价指标认真完成大学物理实验过程的评价。实践结果表明,基于实验过程的成绩评价能引导学生形成良好的实验氛围,培养学生严谨的科学实验态度,调动了学生实验课程的积极性,提高了实验过程中学生与教师主动交流的积极性,锻炼了学生归纳、总结的能力,提升了学生解决实验问题的能力,训练了学生规范完成实验报告的书写能力、科学思维和方法,培养了学生的综合技能,提升了团队精神和应用能力。
参考文献:
[1]罗晓琴.大学物理实验成绩评定方式探索[J].实验科学与技术,2011(5):102-104.
[2]房文静,刘冰.大学物理实验成绩的模糊评价[J].物理实验,2007(10):21-23.
[3]胡峰,颜莉.应用模糊数学分层模型评价大学物理实验成绩[J].物理实验,2008(8):22-23.
[4]陈洪叶,曹学成,陈军,等.大学物理实验成绩的形成性评价模式[J].大学物理实验,2014(4):129-131.
1. 认真完成实验报告,报告要用中国海洋大学实验报告纸,作图要用坐标纸。
2. 报告中的电路图、光路图、表格必须用直尺画,数据使用钢笔、圆珠笔不得使用铅笔。
3. 应在理解的基础上简单扼要的书写实验原理,不提倡大段抄书。
4. 应结合具体的实验现象和问题进行讨论。
实验报告格式
1. 学生姓名、学号、实验组号及组内编号;
2. 实验题目;
3. 目的要求;
4. 仪器用具: 仪器名称及主要规格(包括量程、分度值等)、用具名称;
5. 实验原理:简单但要抓住要点,即要写出原理依据的公式名称、公式表达式、公式中各物理量的名称、公式成立的条件。画出电路图、光路图等;
6. 实验内容:应包括主要实验步骤、测量及调节方法、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等;
7. 数据处理:画出数据表格(写明物理量和单位);按实验要求处理数据。
写出处理过程及误差。
关键词:学分制 大学物理实验 实验基本环节 分析问题 创新的精神
学分制是高等学校的一种教学制度,以学生取得的学分作为其学业完成情况的基本依据。学分制的原则是:学生某一课程成绩合格,即取得该课程的学分。不同课程的学分累加,若达到学校规定的总学分数,就准予毕业。实施以学分制为核心的实验室管理及实验教学模式的创新,是加快我校本科教育教学改革步伐,建设一流的大学教育的重要内容。
大学物理实验在物理学的发展中起了重要的作用,今后在探索和开拓新的科技领域中,大学物理实验仍是强有力的工具。而我校在学分制下该课程设置有48学时和30学时,实验内容覆盖广,而且大学生在大学生涯遇到的第一门实验启蒙课程,就是大学物理实验。要打下坚实的实验基础和具有较强的科学实验能力,我们大学生必须主动地、积极地、创造性地去学习;通过实验去学习探索研究问题的方法,培养与锻炼科学实验的能力。而有些同学在学习过程中不擅长动手操作,把它当作理论课一样对待。实验不同于理论,有其自身的规律和特点,学习方法也应用有所不同。基于在学分制下那么怎样才能学好这门课程呢?我通过一年的大学物理实验的努力学习,总结以下几点来说明大学物理实验课程学习要则。
1.要重视大学物理实验的三个基本环节[1]
在大学物理实验中,要完成每一个实验必须要经过三个基本环节:实验前预习、 实验操作、撰写实验报告。
1.1实验前认真预习
由于课堂实验时间是很有限的,要想在规定的时间内高质量地完成要求的实验任务,做好实验预习是十分重要的。 实验预习就是在实验进行之前,通过认真阅读和理解实验教材,并辅之以阅读一定的参考资料,明确实验目的、原理、步骤、数据处理方法、注意事项等,并写好预习报告的过程。特别值得提出的是,对实验中涉及的仪器设备,尤其是以前未使用过的,要尽量了解其结构原理、性能特点、使用方法等,必要时可到实验室参观实物,做好实验预习,做到胸有全局。这样才能在实验中避免手忙脚乱,实验后对实验结果茫茫然。
1.2认真完成课堂上的实验操作规范
实验的过程是学生自己动手动脑实际操作仪器进行实验测量的过程,它是对学生的实验技能、预习情况的综合检查。为了顺利进行实验,首先要认识仪器,熟悉操作步骤,调试安装实验仪器,实验试做和观察。其次要规范操作实验仪器,仔细观察,认真思考,认真测量,准确读取和记录数据。读取数据要符合读数规则,记录数字应为有效数字,并要注明单位。记录实验数据时要真实,这是一个大学生的基本道德素养。最后要数据检查。要求的数据测量完成后,不要忙于撤除仪器,首先自己检查数据的合理性,然后交教师检查。如果问题较大,应重测。
1.3撰写实验报告要规范
撰写实验报告的目的是为了培养和训练大学生以书面的形式总结实验工作或报告科学成果的能力。实验报告中除了有准确的测量记录和正确的数据处理、结论外,还应该对结果作出合理的分析讨论,从中找到被研究事物的运动规律,并且判断自己的实验或研究工作是否可信或有所发现。
撰写实验报告中最重要的内容是认真地处理实验数据。实验数据是对实验定量分析的依据,是探索、验证物理规律的第一手资料。实验数据的记录以及对数据进行计算并求得最终的结果,验证跟理论值是否相符,误差的大小,最终得出的结论,对实验思考题进的讨论以及讨论的结果和对实验进行的总结。一份认真的,高水平的实验报告才算是为本次实验画上一个圆满的句号。
2.要注意养成善于分析问题的习惯
实验时最好是带着问题去做。实验中要善于捕捉和分析实验现象,理论结合实际,指导实验操作;做完实验后一般要有所回味,这样才能得到提高。实验最后总要获得实验结果,结果是否正确靠什么来判断?实验数据的好坏说明什么问题?这些问题要靠分析实验来解决。在大学物理实验中,千万不可认为实验的目的只是为了做出标准的数据结果。往往有些同学,当实验数据和理论值一致时,就会觉得心满意足,简单地认为已经学好了这次实验,而一旦实验数据和理论值差别较大时,又会感到失望,抱怨仪器装置,甚至拼凑或抄袭别人的数据。这两种表现都是不对的。如果出现实验结果和公认值不一致的情况,实际只要找到不一致的原因所在就可以了,过程比结果更重要。如在实验的过程中遇到问题,不要出现畏难情绪马上求助于教师或抄几个数据草草了事,而应该把它看成是学习的良好机会,要积极思考,尝试独立排除实验故障,做实验并不是为了测量几个数据,关键是锻炼自己分析、研究和解决问题的能力。学会科学的思维和研究问题的方法,决不能在实验室里梦游、游乐。
3.要注意锻炼自己的实验动手操作能力
要学会正确使用各种仪器,并力求自己排除实验中出现的故障。应该说,能否发现实验故障并排除是实验能力强弱的一个重要表现,要想提高实验能力,必须自己多动手。对于如何记录实验数据,如何安排仪器布局,如何正确操作仪器等,只有在每次实验中有意识的加强锻炼,才能养成良好的习惯。
4.要注意培养自己勇于创新的精神
大学物理实验的最后一项内容是设计性实验,设计性物理实验是大学物理实验中一种新的创新型教学模式,对于增强学生的创新意识,提高学生的创新能力,具有重要的意义。所以在设计性实验中,不轻意放过每一个实验现象,不怕挫折和失败,艰苦努力,力求以最小代价取得最好的实验结果。 总之,实验课有它本身的特点和规律,要学好实验课不是一件容易的事,但也绝非太难的事;只要在学习过程中不断总结经验,逐步掌握规律,培养对实验课的兴趣,书山有路勤为径,学海无涯悟作舟。培养自己勇于创新的精神,就能炼好基本功,提高自己的科学实验能力。
总之,大学物理实验课具有其它课程无法替代的重要性,我们当今大学生必须重视大学物理实验,学好大学物理实验。
参考文献:
[1]竺江峰,鲁晓东,夏雪琴.大学物理实验教程[M].北京:中国水利水电出版社,2011年9月.
关键词:大学物理实验;考核方式;改革和实践; 操作考试
物理实验课是高等理工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程,是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端。目前的高考模式导致中学阶段“应试教育”盛行,实验环节以及其他所有实践活动都被忽视。因此大学新生的实验基础薄弱、动手能力差。同时,我国高校现在仍然广泛存在重理论轻实践的现象。大学物理实验是理工科专业的学生进入大学后首先接触的一门实验课,本课程学习的好坏直接影响到后续专业实验课程的学习。因此,做好大学物理实验课程的教学对学生综合素质的培养具有重要意义。
1 改革背景
目前,大学物理实验课程的考核普遍存在一些问题。国内各高校本课程的考核方式多种多样,但总体有淡化趋势。有些学校不举行期末考试,以平时成绩为准;有的学校只进行笔试,不考实验操作;也有的学校将主要精力放在物理相关专业的学生上,对非物理相关专业的学生要求则比较宽松。当然,也有少数实力较强、学生水平较高的高校探索了一些多元化考核方式,取得了一些有价值的成果。
我校在2008年组建了独立的基础实验中心。自成立伊始中心就非常重视考核工作;适逢我校大力推进“三位一体”人才培养模式改革,新的人才培养模式要求“切实改革考试考评方法” 。我校是一所地方性普通本科院校,不能照搬一些重点大学的经验和做法,必须找到适合本校学生特点的合理有效的考核模式。
2 改革的思考和做法
2.1 坚持期末考试。
大学物理实验作为一门独立开课的基础实验课程,必须要用考试来调控;特别是对我校这样的普通本科院校的学生,必须以考试为手段提高学习积极性、增加必要的压力和动力。
我校2009级以前大学物理实验课程的考核方式都为考查,我们向学校建议修改考核方式,学校很快采纳了我们的建议。从2010级开始,开课两个学期的专业第二个学期的考核方式为考试,只开一个学期的专业考核方式为考试。考核方式的改变也推广到其他的实验课程,这也算是我们对“三位一体”人才培养模式改革做出的一点小贡献。
2.2 考试以操作为主、理论知识为辅。
大学物理实验课程考试的重点是检测培养学生初步科学实验能力的效果。因此考试的各个环节都要围绕着科学实验能力培养这一目标,重点考查学生的实际动手能力。只考笔试不考实验操作是一种舍本求末的做法。“实验教学、理论考试”的做法,无形中挫伤了学生上好实验课的积极性和主动性。
对于理论部分和操作部分的比例,我们按理论30%、操作70%划分。
2.3 大力探索和改革操作考试的方式。
粗略查找文献,操作考试的方式有如下几种:①完成一个常规性实验,40个学生同时进行考试[1]。②在所学过的实验中指定考1~2个知识点,每组20~25人[2]。③每个实验班的学生分为2批,每批学生约为十五、六人,一个教师监考,时间为40分钟,当场评定成绩[3]。④纯操作考试,师生比1:6,开卷,30分钟。或者操作为主笔答为辅,师生比1:4,开卷,45分钟[4]。⑤每个实验室安排一个实验项目,15 ~20 名学生,每次 2 学时,2 名监考老师。为了避免考试时间的先后对于学生成绩的影响,主要考查仪器的连接、安装、调整、使用和原始数据的记录等[5]。⑥每个实验组安排10名学生,3个教师监考,45~60分钟[6]。
容易想到,理想的操作考试应不局限于单个实验,单次考试的学生人数尽可能少,多个老师监考,类似于体操比赛中裁判对运动员进行评分;同时考试时间要长些,至少一小时。但是这种理想方式的效率太低、工作量太大,只适用于实验技能竞赛,对于大规模的课程考试是很不现实的。这也可能是很多学校放弃操作考试的一个重要原因。为了提高效率,或者减少考试内容、缩短考试时间,这样做导致考试的信度低;或者增加同时考试的学生人数,考试过程中放弃对学生的操作进行评价,考试过程就是平时实验的重复或“浓缩”,这样做失去了操作考试的意义。
几年来,我们每学期都组织了两次以上专门的教研活动,对考核方式展开了广泛的讨论。现有的考试模式是:考试分组与平时相同,每组少于30人,两个老师监考,时量100分钟。对操作部分我们的做法是把大部分的考试目标体现在学生的作答中,对卷面无法评价的项目,如仪器的调整、电路连接是否正确、关键的操作步骤是否正确规范,有否违反操作规程的现象等,试卷中设置现场评分的项目;控制现场评分环节的比例,以保证操作考试的效率。这种操作考试的方式类似于华南师范大学提出的“基于工作单和观察评价的大学物理实验操作考试” [7],不同的是他们考前设计工作单,学生在工作单上作答。他们的做法是“工作单的设计要涵盖大部分的评价项目,这样就可以在有限的时间内集中精力通过实验观察完成剩下小部分项目的评价。”可以做到“一个 30 人的考室只需2 个监考老师”。操作考试的方式是我们改革的重点,几年来不断探索、调整和优化。我们的具体做法和需要注意的问题总结如下:
⑴备选的考试项目应尽可能多,至少占到相应专业一个学期开出实验项目的百分之五十。选择哪些项目进行操作考试对学生保密,考前十分钟抽签确定各组的考试项目。
⑵考试范围可以是平时实验的一部分或几部分,而不一定要完成整个实验。操作要求应与平时实验课的要求有区别,而不能是平时实验的简单重复。可以适当拓宽考试内容,增加一些上课时没有、难度适中的操作内容。例如,“示波器的使用”这个项目有这样一道题:“在屏幕正中位置观察到一条高度大于4格小于6格的静止的竖直细亮线。”这项操作是平时上课时没有练习过的,这样的试题考查了学生能否灵活运用所学知识。也可以把两个有联系的实验综合为一个。例如,某个学期中“示波器的使用”和“RLC电路稳态特性研究”两个实验都开出了,考试时“示波器的使用”项目有这样一道题:
使用示波器用“位移法”测出如图1所示RC电路中电源电压和电流的相位差(),电路中各元件的参数为:正弦电压、,,。
⑶操作部分不仅要求得出实验数据,还要求进行数据处理并做实验分析,因为数据处理和实验分析的能力也是很重要的实验能力。数据处理的要求也尽量与平时不同。
⑷操作考试以能力评价为导向,必须包括现场评分的环节。现场评分环节可以是对学生操作情况和实验能力的评分,也可以是对学生违反实验程序、错误使用仪器等的扣分。现场评分的环节在一份试卷中可以有一个或多个,但并不规定占多大的比例,而是根据不同的实验项目灵活处理。例如“示波器的使用”这个实验,现场评分的分值可占到操作卷的80%以上。但是一般的实验要尽量减少检查的次数和每次检查所花的时间。例如“电表的改装与校准”实验,可以事先测出每台仪器表头的内阻,这样就可以减少一次现场检查,阅卷时再判断学生是否正确测出了内阻(参考答案应该是一个范围而不是某个值)。又如仪器的连接是否正确可以等学生完成实验后再检查,无需打扰学生实验。操作卷的评分标准相应地有现场评分项目的评分标准,并且尽量细化,便于监考老师掌握,以统一不同老师评分不一致性的问题。
⑸对有较大数据处理量的操作考试项目,试题中可以给出数据,而不是根据学生自己得出的数据进行数据处理。这样做可以防止学生事先准备好材料,也有利于提高批改试卷的效率。
上述种种设计有效地避免了机械重复平时实验、学生事先准备实验数据和处理过程材料(因为是开卷考试)的现象;较好地考核了学生的各种实验能力。即使现场评分项目只是操作考试的一个小环节,也能让学生感受到与自己熟悉的理论考试有很大的不同,从而对平时的学习产生较大的激励作用,大大减少实验时拼凑伪造数据、课后抄袭实验报告等现象。同时,这种方式较好地解决了操作考试费时费力的难题,具有很高的效率,便于大规模实施。
2.4 在理论卷中加强对仪器调节使用和实验操作知识的考查。
实验考试的理论卷要注意理论知识与实验操作知识的有机结合。例如可以要求写出典型实验仪器的调整与使用方法。又如,可以在考试过程中播放某一实验过程的录像,让学生指出其中存在的问题。这样的理论试题,考生只有平时认真完成了实验才能得到高分。
2.5 明确每个实验的能力目标,使考试更具有针对性。
2012年上学期我们对实验教材上每个实验的能力目标进行了仔细的研究,参照国际上较流行的布鲁姆认知目标分类法,设计了适合实验课程的新颖的考试大纲和双向细目表格式,并报教务处备案。
2.6 避免考试时间的先后对于学生成绩的影响。
因场地的限制,全校所有理工科专业的学生不能在同一时间进行考试。为避免考试时间的先后对学生成绩的影响,我们的作法是增加试题的份数。每个实验项目出两到三份不同的操作卷(另外还有补考卷)。对于理论卷,我校大学物理实验课程有多种开课情况,包括大学物理实验(一)、大学物理实验(二),以及只开一个学期的大学物理实验,每种情况还可能有细分,每种情况的理论卷也出两到三份(另外还有补考卷)。理论卷和操作卷是分开的,这样在一间实验室里面就有多种组合情况,例如三种理论卷和两种操作卷的组合就有6种。按座位号交叉发放,考生误以为每个人的试卷都不一样。考试时注意回收余卷以及防止学生带走试卷。几年来的实践表明,这样做有效地避免考试时间先后的影响。
2.7 控制试题之间的难度差异。
需要注意协调不同老师命题、各个实验项目试题之间的难度差异,维护考试的公平性。这需要教研室主任认真审查试题,并同命题老师有效沟通,必要时组织教研活动集体讨论。
2.8 加大实验室开放力度。
为了方便学生复习巩固知识、准备操作考试,每个学期都组织了规范的实验室开放。一般期初补考前开放一周、期末考试前开放两周、毕业补考前开放两天。开放期间所有实验室、所有实验项目全天候对学生开放,并安排老师和实验员值班。实验室开放受到了学生的普遍欢迎,复习实验的情况非常踊跃,各学期开放人时数达到了上课人时数的17%~35%。
2.9 调整平时成绩和考试成绩占总成绩的比例。
对于考试成绩占总成绩的比例,各校的作法有较大的差别,有50%[1] [4]、40%[5] 、30%[8] 和20%[3] 等各种情况。对这个问题我们有过认真的研讨。我校实验课程一般的做法是平时成绩占总成绩的60%,最开始我们沿用了这一做法。随着期末考试的不断规范和完善,调整为平时成绩和考试成绩各占50%,最后又调整为考试成绩占60%。这是考虑到平时考核和期末考试的效能和各自对课程学习的促进作用。实验报告成绩在平时成绩中占有很大比重,但是抄袭实验报告、特别是抄袭他人数据处理过程和实验结果与分析的现象时有发生、不能杜绝。而期末考试的合理有效和公平公正逐渐得到了学生的广泛认可,加大期末考试成绩的比重更能提高学生的学习积极性。
2.10 抓实平时考核。
实验课程相对于理论课程更应该注重对学习过程的考核。降低平时成绩的比重并不意味放弃对学生学习过程的评价,相反我们非常重视。对学习过程的考核主要包括实验预习、考勤、课堂操作和实验报告,分述如下:
⑴我们要求学生上课前必须进行预习并写出预习报告。我校大学物理实验每次课只有两课时,预习显得尤为重要。预习报告也就是在实验报告上完成前四部分内容(实验目的、实验仪器、实验原理、实验内容与步骤),这样做没有加重学生的负担。我们规定没有预习不能做实验,这个规定刚开始可能受到个别学生的抵触,坚持一、两次就好了。
⑵实验课程不同于理论课程,缺做的实验不能自学,实验能力的培养不能在纸上完成。我校教务处规定“缺做实验累计超过该门课程学期教学总时数四分之一的取消其课程考核资格”。几年来,我们做到了全程考勤并详细登记。对于各种原因请假缺课的情况,我们允许学生在其他班级上课时补课,即使上课老师不一样也行。实验室开放时间内还可以补做实验。
我们对考勤的理解不只是每次课都到了,而是每个实验都完成了。学生做完实验后老师会检查数据并在数据记录纸上签字,没有得出合格的数据等同于缺课。我们规定出了实验室门不再签字,也要求下课了实验没完成老师不能赶学生走。
每次期末考试前进行了严格的考试资格审查。教务处规定实验课程补考前需补做全部缺做实验,也规定补考不及格不一定要等到毕业补考,可申请参加后续每个学期的期初补考,这意味着每次补考前需检查学生的实验完成情况。几年来我们对缺做和补做的情况建立了专门的档案,一直跟踪到学生毕业。
⑶课堂操作是提高学生实验能力和素质的主要途径,如果能在平时对学生的操作进行考核,可以弥补期末操作考试评价不够全面的不足。课堂操作考核要求“教师在上课时加强巡视和指导,在检查实验数据时记录每一位同学完成实验所用的时间、有没有重做现象以及实验完成的质量。在时间允许的条件下,教师可以对某一个实验过程进行抽查。” 我们制订了《大学物理实验课程课堂操作评分办法》,但是在执行时发现存在较大的问题。图2是某个学期某位教师所教的143位同学课堂操作成绩分布与考试成绩分布对比。可以看出,课堂操作成绩区分度很低。这是因为我们每次课只有两课时,教师的主要精力用于指导学生操作和答疑,根本来不及对每个学生的操作情况进行记录与打分,没有“底气”做出好的区分。因此我们觉得课堂操作以扣分为宜,只对明显违反操作规程、损坏贵重仪器等情况进行扣分。
⑷实验报告是提高学生数据处理能力和实验分析能力的重要一环,也是学生平时成绩的重要依据。我们坚持对学生的实验报告全批全改。但是实验报告成绩评定的标准不易把握,一个班分成两到三个组由不同的老师上课,不同老师对实验报告评分的松紧程度如果有较大的差别,就会造成考核的不公平。为了规范实验报告的要求和成绩评定标准,2011年上学期大学物理实验教研室专门组织了两次教研活动,对2009年3月制定的《大学物理实验报告评分参考标准》做了大幅的修改,制定了新的《实验报告书写规范及评分标准》,对实验报告各部分的分值做了具体的量化,特别规定抄袭他人的处理过程和结果成绩记零分。并且选出6份有代表性的实验报告,复印后发到每个老师手中,根据新的标准进行评分,最后把汇总结果反馈给每个老师。实践表明,这种方法起到了很好的作用,从那个学期开始,实验报告的评分得到了较好的统一。
2.11 在课程开始时将考核方式明确告知学生。
对本课程的目标学生来说,严格的平时考核和以操作为主的考试方式可能是他们没有接触过的。在理论课中就将考核的方式和细节明确告知学生,以激发学生的学习积极性,提高重视程度;充分利用我们中心的网站,将实验课表、实验报告参考和评分标准、考试说明和安排等在网站上公布,并及时答疑。
3 改革的成效和存在的问题
经过几年的实践,特别是以操作为主的规范的期末考试的举行,打破了以往实验课程只要上了课就能及格的惯例。每个学期都有不及格的学生,但是考核方式的合理有效和公平公正得到了学生的普遍认可。学生对待实验课程的学习态度有了根本性的改变,学习积极性有了很大的提高,在实验室开放时间内定员30人的实验室甚至涌入了四、五十人。本课程考核工作的改革为“三位一体”人才培养模式改革的实施做出了应有的贡献。在2012年6月份我校接受教育部本科教学水平评估中,基础实验中心的教学改革和考试改革得到了专家的好评。
虽然我们的改革取得了一些成效,但还是存在着一些问题和不足,主要有: ①考核方式比较单一。②课程的能力目标构成还不很明确。③因仪器不足,有些实验不能进行操作考试。④不同操作考试项目的难度控制问题还不能完全解决。我们将在以后的工作中不断探索和研究,想办法逐步解决上述问题。例如部分采用设计性考核、利用虚拟仿真软件进行考试等等。
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关键词 医学院校 实验 教学 调查
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.11.090
医学院校毕业生在工作岗位中要求具有较强的实践动手能力。在医学生课程的教学中,实验教学具有重要的地位,可以培养医学生的操作技能,巩固和加深理解理论课知识,并能培养团队合作精神、分析问题和解决问题的能力。为了解当前医学院校实验教学的基本情况和存在问题,本研究以广东医科大学902名在校大学生为对象开展问卷调查,并对结果进行统计分析。总结调查结果反映的实验教学中存在的问题,针对这些问题及时改进教学,有助于教学质量的有效提高。
1 对象和方法
1.1 调查对象
广东医科大学在校大学生。共发放调查问卷950份,回收问卷924份,有效问卷902份,有效率为97.62%。
1.2 调查方法
2015年11月采用自制问卷、学生匿名填写的调查方法,问卷回收后将所得的调查数据录入问卷星调查系统进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 基本情况
被调查的学生中,男生399人,占44.24%,女生503人,占55.76%;大一学生184名(20.40%),大二学生368名(40.80%),大三学生291名(32.26%),大四学生59名(6.54%)。
2.2 学生对实验教学的评价
本次调查结果中认为“实验课很有用,可以帮助巩固知识,提高动手能力”的学生有569名(63.08%),认为“作用一般,比没有好”的学生有307名(34.04%),认为“开不开实验课都无所谓,只上理论课就可以”的学生有22名(2.44%),选“其他”这一选项的有4名(0.44%)。说明大部分医学生能正确认识实验课的重要性,渴望通过实验课上的实践机会提高自身的操作技能。
对于目前学校实验教学中所使用的教学模式,106名(11.75%)学生表示“非常满意”,711名(78.82%)学生表示“比较满意”,78名(8.65%)学生表示“不满意”。这表明大部分学生对现有的实验教学模式比较满意。传统实验教学的“灌输式”和“填鸭式”教学模式已在医学教育中根深蒂固,但其弊端却日趋显著,培养的学生出现了“高分低能”以及“知识”和“能力”的严重脱节。这是部分学生对实验教学模式满意度不高的主要原因。为此,学校需要尽快对目前的实验教学模式进行改革,以便更好地培养学生的动手操作能力和创新能力,提高学生的认可度和满意度。
2.3 学生对一些实验教学改革设想的态度
本次调查针对双向选择分班教学、实验室开发、小班上课、创新实验、实验报告等教学改革问题进行了提问。
调查结果显示,602名(66.74%)学生愿意“在实验课上进行教师学生双向选择的分班实验教学”。这提示学校在安排实验课时应考虑到教师及学生的选择意愿,而不是机械性地按学号或班级排课。教师学生双向选择将给实验课授课教师和学生均带来一定的压力,可以督促教师认真备课、悉心教学,在课堂上营造良好的教学氛围,培养良好的师生关系,最大程度激发教师的授课热情,在课堂上发挥自己的个人魅力,避免授课过程单调、枯燥;学生有机会选择跟着自己喜欢的教师上实验课,有利于激发学生的学习兴趣,其学习积极性也会得到很大的提高,学生必须付出更多的努力以便在教师学生双向选择时获得心仪教师的认可。教师学生双向选择能够提高教学质量,帮助学生更好地掌握实验课上所涉及的理论知识及临床操作技能。
医学生课业繁重,理论课和实验课课时紧凑,而且实验课中的操作时间有限,很多学生不能很好地掌握当天所学的实验内容,又没有实验课以外的机会去练习操作。本次调查结果中有644名(71.40%)学生“愿意参加周一至周五晚上或周末的实验室开放”。可以看出学生们渴望一个可以在空闲时间练习实验操作的平台。因此,学校应根据不同层次的学生和要求确定实验室的开放时间和内容,合理地安排实验室的开放教学,充分发挥实验室资源效益,使不同层次的学生都能很好地掌握教学计划里的相关内容。
在调查实验室存在的问题中,482名(53.44%)的学生觉得“实验课上人数太多,教师无暇对每个学生都进行具体的指导”。所以学校应当适当减少每次课在同一个实验室上课的人数,以便教师能够更加精细地指导学生实验,在实验过程中及时纠正学生的不规范操作,对学生不能解决的问题及时给予帮助等。
调查中有471名(52.22%)学生认为在他们“实验课上所做的实验多为验证性实验,缺乏研究性、创新性与综合性”,这无疑限制了学生创新思维的发展,学校应以此为突破点,减少传统的验证性实验课时,增加研究性、创新性与综合性实验的课程比例,更好地培养学生的创新能力与综合素质。
调查中有523名(57.98%)学生认为“每次书写实验报告时格式都一样,没有起到提高写作技能的作用”;有519名(57.54%)学生“实验报告内容都是抄写《实验指导》或教师PPT上的内容”,完成实验报告的过程缺乏主动思考。这两者都提示实验报告形式不能一成不变,完成实验报告的过程应当使学生不仅能够回忆、复习实验课操作的内容,而且能够通过主动思考发现更多的问题,并查阅资料去解决问题。调查显示,若进行实验报告改革,倾向于“论文式实验报告”、“问答式实验报告”、“PPT汇报”以及“传统式实验报告”的学生分别为203名(22.51%)、333名(36.92%)、151名(16.74%)、208名(23.06%)。魍呈绞笛楸ǜ嬉丫无法满足培养学生总结问题、发散思维的能力,提高学生创新意识以及提升学生综合素质的目的,实验报告改革势在必行。论文式实验报告有助于提高学生的论文写作水平,还能提高学生的毕业论文写作水平;问答式实验报告有助于学生明确实验教学中需要重点掌握的内容,引导学生思考,发散思维;PPT汇报有助于学生梳理实验教学内容,锻炼学生的演讲能力与勇气。
2.4 学生在实验教学中存在的问题
有449名(49.78%)学生认为“实验室实验器材、设备等损坏过多”,这种情况限制了学生实验课的进度,甚至影响实验结果。学校应及时对损坏的实验器材、设备进行修缮,有条件的情况下购买一些新的实验器材及设备,为同学提供更好的实验教学环境。
当实验结果不理想时,有561名(62.20%)学生“为了得到更高的实验分数会偶尔修改实验得到的数据”,而这一现象是实验课学习的大忌,这种习惯一旦养成,非常不利于培养学生对问题的发掘与思考能力,并且会造成日后对待工作不严谨的态度。不可否认,一部分学生修改实验得到的数据是惟结论是重的盲从行为,缺乏刨根究底的思维活动。教师应监督学生主动寻找数据不理想的原因,且不应该只根据实验数据的好坏进行评分,否则会助长学生修改数据的不良之风。
调查发现,当实验要求同学以小组的形式共同完成时,每次都会动手操作的学生仅有284名(31.49%)。学生扎堆做实验无法让每个学生每次都有机会去操作,更有甚者,部分学生干脆不做实验,把实验交给其他实验组员做。如果条件允许,小型实验能够独立完成的应当尽量进行单人单组操作,确实需要合作完成的实验也应当尽量减少每组的学生人数,这是提高学生独立动手能力的好方法。
3 关于实验教学改革的建议
医学实验教学以提高学生的实践能力和创新能力为目的,同时考虑实验平台、科研平台的建设要求,以及开放实验室的要求,进行配置实验室设备、确定实验教学模式、制定实验室建设与管理规划。根据调查结果,本文就学校教师和学生、实验内容、实验室环境等方面提出一些建议。
3.1 对教师和学生的建议
本次的问卷调查中,有多达730名(80.93%)学生“没有做到每次实验都提前预习”。学习是一个需要反复记忆的过程,学生需要加强学习自觉性,实验课课前预习,通过做实验的过程加强对实验原理及方法的掌握,并且学以致用;面对异常的实验结果,应该主动思考其产生的可能原因,回忆每一个实验步骤,查找问题所在,通过查文献、与同学讨论或向教师请教等方式找到问题的答案;实验结束后学生应当独立完成实验报告,杜绝抄袭。
对于教师而言,可以通过互相听课、互相评课、讨论的方式,发现自己在实验教学过程中存在的问题,学习其他教师的优点,改善自己的不足,借鉴其他教师的授课方式,不断提升实验教学的质量。在授课过程中发挥教师本身的人格魅力,激发学生的学习兴趣与探索精神。实验课上以学生为中心,指导学生规范操作,训练学生有条不紊地实验,引导学生思考、探讨实验结果异常的原因、如何才能做得更好等,并注重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
3.2 对实验内容设置的建议
实验教学的内容应在必要的基本内容的基础上,适当添加一些开放性实验、创新实验、综合实验、设计性实验。开放性实验即学生提交实验计划,经教师审核后,由学校实验室提供实验设备、器材及试剂,学生独立完成实验设计及实验过程,非必要情况教师不再参与实验过程。学生在完成实验的过程中,通过查阅大量资料进行自主学习,拓宽知识面与视野。对于创新实验中优秀者,可推荐其参加国家级或省级大学生创新性实验计划或由学校提供一定的资助。开展综合性实验教学,利于促进学生更加系统地掌握实验原理与内容,为日后的知识与技能运用打下良好的基础。添加以上实验教学内容改革,可以激发学生的学习积极性,加强学生的学习主动性,促使学生对要学习的内容进行深度挖掘。而学生分小组进行实验设计的实验教学改革,可以培养学生的创新与实践能力,培养学生自主学习的能力,增强学生之间的团结合作的意识,使学生明白整体大于部分之和的道理,为学生的全面发展创造有利条件。
3.3 对实验设备的建议
调查结果显示如果是小组进行实验能够每次都有动手机会的同学只有284名(31.49%),随着医学院校办学规模的不断扩大,新设的专业不断增多,学生人数大幅度增长,致使实验教学设备相对不足的问题更加明显。一方面部分设备比较陈旧却难以得到及时更新,实验仪器设备落后,比较难满足学生在实验过程中一人或两人一组的要求。另一方面,一些同学们在使用仪器的过程中没有按照实验操作正确进行,使得一些仪器设备毁坏过早,增加仪器设备的消耗。对此学校需要加强对陈旧、毁坏的实验设备的管理,并及时进行修缮、更新,同时实验管理的教师应当适当安排值日同学在实验课后检查同学们使用的仪器是否在合适的非使用状态,定期对设备进行保养,并不断完善实验室管理制度。
4 结语
理论与实践切实结合,学生才能够更好地掌握理论知识。在实验教学中不仅要注重知识与技能的传授,也要注重学生人格培育,学校应致力于培养综合型、应用型的医学人才。需要重视和改进实验教学,充分发挥实验教学环节在培养大学生创新精神和研究能力方面的作用,提高大学生的综合素质,促进学生发现问题、分析问题和解决问题基本能力的形成。
参考文献
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1.1实验教学内容的开放研究
徐州工程学院物理实验教学中心(以下简称为实验中心)作为省级示范建设中心,每年承担着学校所有理工科专业的基础物理实验课。针对不同专业、不同年级设置了不同的实验类型,比如大学物理实验A1、A2、B、C,普通物理实验1、2、3及近代物理实验,实现了一定程度上的“实验内容开放”,但是依然是采用传统的统一排课、教师确定实验项目,漠视了学生之间的差异性,不利于学生个性发展;其次实验内容偏重经典和验证,无法激发学生的兴趣和积极性。因此需要进一步开放实验内容,具体研究方案如下:
将整个大学物理实验分为两个阶段,第一个阶段采用传统教学模式,进行预备性实验和基础性实验,教学过程为:撰写预习报告-课堂讲解-实验操作-数据处理-完成实验报告,按照课表,分小组循环上课,每人一台仪器,独立操作、独立完成,教师给予适当的讲解和演示,这种形式效率高、容易监控和管理。预备性实验包括螺旋测微器、游标卡尺、万用表等一些基本测量工具的使用,以及误差处理、有效数字保留不确定度计算等数据记录、数据处理能力的训练;基础性实验包括示波器的基本使用、测电阻的基本方法、基本电路测量等实验,这个阶段实验内容侧重一些主要仪器的使用、常用物理量的测量方法的训练。
第二个阶段采用开放式教学模式,安排综合性和设计性的实验项目,侧重于学生综合素质和创新能力的培养。教学过程为:确定课题-设计方案-预约时间-完成实验-撰写实验报告/科技小论文。不同专业学生可根据自身能力及兴趣选择不同的综合性实验,尊重了学生的主体地位,体现了因材施教的原则。而设计性实验分为两种类型:一种是教师给出必做的实验课题、实验的目的要求,只给予一定的背景介绍、提示和引导,由学生自己自行思考、分析、讨论和查阅资料,完成预习报告,设计实验方案并加以实现,最后得出实验结果,写出实验报告;另一种是学生根据已做过的实验项目、实验仪器,结合自己的兴趣爱好,采用现代化的技术手段,自拟实验课题,设计实验方案步骤,自制实验教具、仪器设备,最后完成实验报告,这种实验内容能够提高学生独立分析与解决问题的能力、收集信息与分析信息的能力、实验动手能力与创新能力。对于设计性实验,学生也可根据实验项目的难易程度组成实验兴趣小组,共同发现、解决问题,培养团体合作意识。这种教学内容的开放从侧面对实验教师提出了更高的要求,要求教师、技术人员要不断学习掌握更多的新知识、新技术,师生切磋,教学相长,可增强教师的科研水平和责任心。
1.2实验时间、空间的开放研究
有些难度系数较大的设计性实验,可以分多次完成,或者学生对某个实验结果不满意,可另选时间重做。实验室时间开放有两种形式:一种是进入实验室的时间可根据自身情况选择实验时间,需要提前预约时间;另一种是完全开放,实验中心每学期为学生提供一个创新实验室,对学生自由开放,不限制时间,学生可自由进行创新研究,这种自由的氛围可以激发学生的创造热情和灵感,充分施展他们的创新能力。空间开放是指设计性实验的场所不受限制,实验可以在室内,亦可在室外,甚至可以通过网络虚拟实验等。为创新教育提供物质基础,实验中心可以将实验室的部分资源向学生开放,比如实验设备、机房的网络资源、多媒体教学课件、实验视频等均向学生免费开放,为学生的自主创新活动提供条件,提高了实验设备的利用率。
1.3实验考核方式的开放研究
目前实验中心对学生的评价由实验报告成绩*70%+期末考试成绩*30%得到,其中实验报告成绩包含了预习等级、课堂操作等级及数据处理成绩,而学生在撰写预习报告时大多是盲目抄书,并不清楚实验的目的、原理。课堂操作方面由于每组学生人数较多,教师无法准确获得学生实际操作情况。数据处理是在课后完成的,这就导致同学间互相作弊、抄答案的现象,而且由于实验报告成绩占比例较大,导致学生对期末考核并不重视,也就放松了平时课堂的实验操作;期末考试成绩是随机抽选一个实验项目进行考核,查看学生的操作步骤、仪器使用、数据记录及数据处理,而每个小组的考核实验项目是不同的,这就存在很大的不公平性,比如伏安法测电阻,电路简单易记,数据处理简单;比如转动惯量,公式复杂,计算量大;比如电表改装电路难记等。另外还有实验时间的先后,有的实验项目是开学初做的,有的实验项目是在考试前做的,可见这样的考核方式并不能很好地检测学生的实验能力。开放式教学模式应该引入相应的开放式考核模式,具体实施途径如下:
(1)现场操作考核,对于同一组学生(16人,每4人的实验桌排在一起),考核教师设计4个难度相近的操作环节,让学生现场动手操作,记录数据及处理数据,安排两个考核教师,可以较准确地考查学生动手操作能力。这种考核方式适合第一阶段实验的考核,适当减少实验报告成绩的比例。
(2)设计性实验中,学生每次实验都要填写实验记录,记录本次实验的内容、结果,在教学过程中,教师要检查学生的预习报告、设计方案,安排学生科技演讲以便明确学生实验操作具体情况,可以反映到实验成绩中。最后查阅学生的实验报告,内容包括实验操作、实验结果、数据处理及实验分析讨论。这种考核方式比较全面,能够考查实验过程中学生的自主学习能力、分析问题能力、发现解决问题能力、实验操作能力、实验研究态度、数据处理分析能力及撰写报告能力。
二、开放式实验教学模式存在的问题思考
从传统的教学模式到开放式教学模式的转变是一个非常大的教学改革,是势在必行的,然而开放式教学要求的条件比较高,运行的难度也比较大,必然面临一些困难和挑战。比如管理者、实验指导老师及学生都没有充分认识到开放式教学的重要性;硬件环境支持不够,网络管理系统不完善;实验室人力、物力、多媒体课件等缺乏;开放实验工作量的计算方式不合理,导致教师投入不够等。