基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的大學(xué)物理實驗考核模式的研究*

古 迪 朱偉玲

(廣東石油化工學(xué)院理學(xué)院 廣東 茂名 525000)

1 前言

大學(xué)物理實驗具有獨立、獨特的教學(xué)目的與任務(wù)，其覆蓋面廣，并具有豐富的實驗思想和實驗方法，同時又能提供綜合性很強的基本實驗技能的訓(xùn)練，是提高學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰εc科學(xué)素質(zhì)的重要基礎(chǔ)課程之一[1～3].但是，目前大部分高校對大學(xué)物理實驗的考評采用傳統(tǒng)方式，即以學(xué)生每次實驗后上交的實驗報告為依據(jù)，匯總后得到最終成績[4～6].導(dǎo)致很多學(xué)生將更多的精力放在實驗報告上，甚至有些學(xué)生實驗過程中不認(rèn)真做實驗，課后抄襲他人實驗結(jié)論等.這種考評方式不能真正體現(xiàn)學(xué)生的實驗水平，也無法準(zhǔn)確地反映出學(xué)生的創(chuàng)新能力，難以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和做實驗的積極性.

隨著信息通信技術(shù)的飛速發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”為各個行業(yè)的改革、創(chuàng)新、發(fā)展提供了廣闊的網(wǎng)絡(luò)平臺.在教育領(lǐng)域，在線課堂、微課、慕課等各種各樣的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”學(xué)習(xí)資源模式給傳統(tǒng)高等教育帶來了巨大的沖擊，也提供了發(fā)展機遇[7～8].“互聯(lián)網(wǎng)+教育”將會讓傳統(tǒng)教育煥發(fā)出新的活力.此外，移動客戶端功能強大的智能手機在大學(xué)生中的普及，以及國內(nèi)運營商提高網(wǎng)速、降低資費的改革，為實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”的大學(xué)物理實驗改革提供了非常有利的條件.

2 “互聯(lián)網(wǎng)+”的大學(xué)物理實驗考核模式

本文借鑒“互聯(lián)網(wǎng)+”的創(chuàng)新理念和創(chuàng)新模式，提出構(gòu)建基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的大學(xué)物理實驗考核方案，包括預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)考核、實驗操作環(huán)節(jié)考核、數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)考核、討論與交流環(huán)節(jié)考核、綜合評定考核等方面，改革后的大學(xué)物理實驗考核將貫穿于課前、課中和課后的各個環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮了“互聯(lián)網(wǎng)+”在大學(xué)物理實驗考核中的作用和優(yōu)勢.

2.1 課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)考核

實驗預(yù)習(xí)的目的是為了使學(xué)生在實驗前對實驗的基本理論、基本原理、實驗儀器、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理有較好的理解,從而在實驗時能從容應(yīng)對,達(dá)到良好的實驗?zāi)康?但傳統(tǒng)的預(yù)習(xí)模式就是學(xué)生閱讀大學(xué)物理實驗教材，寫出預(yù)習(xí)報告.這種預(yù)習(xí)模式有很多弊端:一是預(yù)習(xí)抄書本、抄同學(xué)實驗報告現(xiàn)象嚴(yán)重，對原理理解不深，就會對做實驗感到困惑；二是缺乏有效測評監(jiān)控手段，因?qū)嶒炚n時有限，教師在實驗前無法量化考評所有學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，讓學(xué)生存在僥幸心理，導(dǎo)致學(xué)生失去了預(yù)習(xí)的主動性和積極性.本文構(gòu)建了“預(yù)習(xí)自測”“課前小測”和“教師考核”3個考核環(huán)節(jié)，由于“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的引入，該模式一方面有效引導(dǎo)了學(xué)生自覺地預(yù)習(xí)，另一方面也將提高檢測學(xué)生預(yù)習(xí)效果的效率，做到預(yù)習(xí)檢查和考核覆蓋到每一位學(xué)生，該模式將有利于提高學(xué)生自主預(yù)習(xí)的質(zhì)量.

預(yù)習(xí)自測環(huán)節(jié)，學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中，可隨時使用手機或電腦等設(shè)備登錄大學(xué)物理實驗預(yù)習(xí)自測題庫進行自測.自測題庫包含單選、多選、判斷等題型，題目內(nèi)容包括實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗?nèi)容以及注意事項等各方面.自測完畢，系統(tǒng)自動閱卷，將錯題進行統(tǒng)計和分類，并將結(jié)果反饋給學(xué)生.學(xué)生便可立即了解到哪部分預(yù)習(xí)效果較好，哪部分預(yù)習(xí)效果不足，這樣便能針對性查漏補缺.學(xué)生再次預(yù)習(xí)后，可再次進行自測，直至獲得預(yù)習(xí)通過資格，這有效提高了學(xué)生自主預(yù)習(xí)的積極性，有效實現(xiàn)了對學(xué)生預(yù)習(xí)質(zhì)量和預(yù)習(xí)效果的測評監(jiān)控.

課前小測環(huán)節(jié)是預(yù)習(xí)效果考核的核心環(huán)節(jié).學(xué)生在教師的監(jiān)督下輸入學(xué)號登錄大學(xué)物理實驗課前小測題庫進行測試.課前小測既是檢驗學(xué)生預(yù)習(xí)效果的監(jiān)控環(huán)節(jié)，也是防止學(xué)生在的自測環(huán)節(jié)串通答題，替代答題等，課程小測題量較少，時間約5min，測試卷進行隨機組卷，呈現(xiàn)給學(xué)生的都是隨機出現(xiàn)的測試題.學(xué)生進行小測期間，教師可同時檢查學(xué)生預(yù)習(xí)報告的完成情況.課前小測完畢，系統(tǒng)自動閱卷，并將結(jié)果反饋給學(xué)生及教師，通過的可進行實驗，未通過的需繼續(xù)進入教師考核環(huán)節(jié)；此外，由反饋結(jié)果，教師可有效地掌握學(xué)生預(yù)習(xí)的效果，對那些預(yù)習(xí)不足的部分，可進行針對性講授和分析.

教師考核環(huán)節(jié)是對未通過課前小測的學(xué)生進行重點檢查.首先檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)報告是否寫得完整、規(guī)范，然后通過簡短而有針對性的提問，檢查他們對實驗?zāi)康?、原理、?nèi)容、步驟、注意事項等了解的情況.若達(dá)到實驗預(yù)習(xí)要求，則允許進行實驗；若未達(dá)到實驗預(yù)習(xí)要求，則取消本次實驗資格，要求重新進行預(yù)習(xí).該環(huán)節(jié)是作為檢查預(yù)習(xí)效果的一個重要補充，有效監(jiān)督學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，促進學(xué)生自覺按要求進行預(yù)習(xí).

預(yù)習(xí)階段的“預(yù)習(xí)自測”“課前小測”和“教師考核”3個考核環(huán)節(jié)，將有效地改變傳統(tǒng)實驗中無序、低效預(yù)習(xí)的狀態(tài)，積極引導(dǎo)學(xué)生進行自覺預(yù)習(xí)，并實現(xiàn)有效的考核和反饋，真正做到有效的實驗預(yù)習(xí)，為實驗課程的順利開展提供重要的保障.

2.2 課中實驗操作環(huán)節(jié)考核

傳統(tǒng)的大學(xué)物理實驗中，一般是教師事先講解實驗操作的具體步驟，學(xué)生做實驗時，就按照教師所講授的實驗步驟一步步進行實驗操作.這種“廣播體操式”實驗?zāi)Ｊ剑环矫娌焕趯W(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，思考問題及解決問題，不利于培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力，另一方面不利于提高學(xué)生對物理實驗的學(xué)習(xí)興趣.因此，傳統(tǒng)的大學(xué)物理實驗教學(xué)中，未能有效地實現(xiàn)提高學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰εc科學(xué)素質(zhì)的教學(xué)目標(biāo).此外，在傳統(tǒng)的大學(xué)物理實驗操作環(huán)節(jié)考核中，主要依靠實驗指導(dǎo)教師觀察學(xué)生的實驗操作情況，考察學(xué)生的儀器實驗規(guī)范性、熟練性及操作步驟是否正確，并按照評分標(biāo)準(zhǔn)給出相應(yīng)實驗操作環(huán)節(jié)的考核分?jǐn)?shù).但由于學(xué)生人數(shù)多，實驗指導(dǎo)教師難以同時觀察和記錄所有學(xué)生實驗操作的情況；此外，實驗時間較長，僅靠實驗指導(dǎo)教師也難以記錄所有學(xué)生完整的實驗情況.因此，傳統(tǒng)實驗操作環(huán)節(jié)的考核便被簡單化，甚至流于形式或缺失.這樣低效的實驗操作環(huán)節(jié)考核一方面沒有形成有效的反饋和監(jiān)督，從而會導(dǎo)致個別的學(xué)生心存僥幸，投機取巧，抄襲或篡改實驗的數(shù)據(jù)；另外一方面，也不利于實驗指導(dǎo)教師及時發(fā)現(xiàn)，記錄和統(tǒng)計學(xué)生操作實驗時各個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題.

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大學(xué)物理實驗考核模式中，由于經(jīng)過預(yù)習(xí)階段的嚴(yán)格而全面的檢查和考核，通過的學(xué)生能掌握大部分的實驗原理和實驗步驟等，因此，我們提倡采用啟發(fā)式的講授法去講解實驗的重點，難點及注意事項，無須去講授和示范或演示實驗中的每一個步驟，將更多的實驗課時間交給學(xué)生自己進行實驗的操作，讓學(xué)生在實驗操作過程中根據(jù)預(yù)習(xí)所得到的知識去思考問題，發(fā)現(xiàn)問題和解決問題.這樣一方面提高學(xué)生自主動手解決問題的能力，另一方面也讓學(xué)生明白實驗前預(yù)習(xí)的重要性，讓學(xué)生明白預(yù)習(xí)得充分才能在實驗中更好地解決問題，有利于促進學(xué)生預(yù)習(xí)的自覺性.此外，隨著數(shù)字視頻采集、處理和點播技術(shù)的快速發(fā)展，各種各樣的視頻直播如雨后春筍般冒出.而這種基于“錄播-點播-交互”的視頻錄播模式可有效地引入到“互聯(lián)網(wǎng)+”的實驗操作環(huán)節(jié)考核當(dāng)中.每個實驗桌上，有相應(yīng)的攝像頭和錄音設(shè)備，學(xué)生進行實驗時，開啟攝像和錄音功能，自動記錄學(xué)生實驗操作時的每一個細(xì)節(jié).實驗指導(dǎo)教師除了可以在實驗室巡視考察學(xué)生實驗操作情況外，還可以在主控機上觀察所有學(xué)生實驗操作時的視頻，而且視頻播放過程中可方便運用播放、停止、暫停、快進、快退等功能，可有效了解和記錄學(xué)生每一步的實驗操作情況，考察學(xué)生的儀器使用規(guī)范性、熟練性及操作步驟是否正確等，并給出對應(yīng)的教師評價.而學(xué)生也可以播放和觀察自己實驗時的視頻并給出自我評價分?jǐn)?shù)，這樣一方面有利于學(xué)生認(rèn)識和發(fā)現(xiàn)自己實驗環(huán)節(jié)中存在的問題，以便及時進行改進；另一方面，實驗視頻的錄播也形成一種有效監(jiān)督，督促學(xué)生認(rèn)真積極進行實驗，畢竟學(xué)生也不愿意他們不恰當(dāng)?shù)男袨楸慌臄z和播放.這種“互聯(lián)網(wǎng)+”的實驗操作環(huán)節(jié)考核模式，將教師評價和學(xué)生自評進行有機結(jié)合，給出了更為真實和有效的實驗操作環(huán)節(jié)考核評價，形成有效的反饋，有利于促進學(xué)生實驗的積極性.

2.3 課后數(shù)據(jù)處理及討論與交流環(huán)節(jié)考核

實驗數(shù)據(jù)處理是鍛煉學(xué)生分析能力、數(shù)據(jù)處理能力和書寫表達(dá)能力的重要環(huán)節(jié)，要求學(xué)生運用所學(xué)知識對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行初步的整理和計算,得出較為合理的計算結(jié)果，此外還要對實驗相關(guān)內(nèi)容或思考題進行討論.但在傳統(tǒng)的實驗中，實驗數(shù)據(jù)的處理方法，處理要求及思考題等較為固定，從而導(dǎo)致學(xué)生得不到多樣化的鍛煉；學(xué)生的實驗報告中還存在相互雷同，相互抄襲的現(xiàn)象；此外，學(xué)生也僅在實驗報告中對實驗相關(guān)內(nèi)容或思考題進行討論，不利于師生以及生生之間的交流.

本文擬借助“互聯(lián)網(wǎng)+”的優(yōu)勢，鼓勵學(xué)生課后在QQ群，微信群等對實驗原理、實驗現(xiàn)象、實驗心得體會、實驗數(shù)據(jù)處理方法以及思考題進行討論與交流，以合作和激勵為相互支持；鼓勵學(xué)生采用多樣化的方法對實驗數(shù)據(jù)進行處理，例如,利用Excel，Matlab,Origin等軟件，根據(jù)實驗的內(nèi)容編寫合理的程序進行數(shù)據(jù)處理等；指導(dǎo)學(xué)有余力的學(xué)生設(shè)計實驗開展進一步的實驗探索；學(xué)生優(yōu)秀的作品還可以共享在微信公眾號等網(wǎng)絡(luò)平臺上，這樣可促進學(xué)生進行相互的學(xué)習(xí)等.該模式將不僅僅根據(jù)學(xué)生的實驗報告進行考核，還根據(jù)學(xué)生在該環(huán)節(jié)的積極性，學(xué)習(xí)態(tài)度以及回答的內(nèi)容進行評定.“互聯(lián)網(wǎng)+”的考核模式在數(shù)據(jù)處理、討論與交流環(huán)節(jié)考核中，有利于加強師生以及生生之間的交流和討論，有利于將實驗由課堂延展到課外，有利于鞏固物理實驗課程的教學(xué)效果.

2.4 綜合評定考核

根據(jù)學(xué)生的課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，課中實驗操作環(huán)節(jié)，課后數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)和討論與交流環(huán)節(jié)進行綜合評定，此外，對運用相關(guān)實驗內(nèi)容進行創(chuàng)新發(fā)明的學(xué)生進行適當(dāng)加分，以示鼓勵.基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的大學(xué)物理實驗考核流程如圖1所示.

圖1 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的大學(xué)物理實驗考核流程圖

3 小結(jié)

本文分析當(dāng)前大學(xué)物理實驗考核評價中存在的問題，構(gòu)建了基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的大學(xué)物理實驗考核模式.該模式中，在預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)引入了基于網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)庫的預(yù)習(xí)自測、課前小測和教師考核等考核評價，引導(dǎo)學(xué)生自覺地進行實驗的預(yù)習(xí)，提高預(yù)習(xí)的質(zhì)量；在實驗操作環(huán)節(jié)中，引入“錄播-點播-交互”的視頻錄播模式進行輔助考核，將教師評價和學(xué)生自評進行有機結(jié)合，給出更為真實和有效的實驗操作環(huán)節(jié)考核評價.在課后的實驗數(shù)據(jù)處理及討論中，鼓勵學(xué)生在QQ群、微信群等對實驗現(xiàn)象、實驗心得體會以及思考題進行討論與交流，引導(dǎo)學(xué)生將實驗由課堂延展到課外.改革后的大學(xué)物理實驗考核模式，充分發(fā)揮了“互聯(lián)網(wǎng)+”的作用以及優(yōu)勢，整個考核過程將貫穿于課前、課中和課后各個環(huán)節(jié)，將有效提高大學(xué)物理實驗課程考核評價的質(zhì)量.