关键词:大学物理实验;
实验报告;
高校 “大学物理实验”课程是高等院校人才培养中一门必不 可缺的重要基础课程,而大学物理实验报告又是评价实验过 程各个环节的一个主要依据。已有很多“大学物理实验”的 教师针对本学校的实验教学进行了非常深刻的研究探索,剖 析了传统的实验报告存在的不足与弊端[1],深刻地分析了 产生的原因,提出了非常好的改革建议和意见,并在实验中 得到很好的应用[2-3]。然而,辽宁工业大学“大学物理实 验”教学评价仍然沿用实验报告这种唯一的写作模式,简单、 粗略地评定学生完成的大学物理实验项目的成绩,比较严重 地挫伤了学生学习“大学物理实验”的积极性,不利于提高 “大学物理实验”教学效果。因而,有必要进行大学物理实 验报告写作格式的改革及科学地评价实验教学效果,引导学 生在实验过程中时间和精力的投入,提高学生的实践能力, 培养学生的科学实验素养等。一、大学物理实验报告现状 大学物理实验报告是考核大学物理实验过程的最后一 个重要环节。现有的实验报告主要包含实验题目,实验者的 信息,实验目的与要求,实验原理,实验仪器,实验内容与 步骤,环境的温度、湿度以及数据测量与记录,数据处理与 结果讨论等方面内容。对基础性实验项目、综合性实验项目 以及设计性与创新性实验项目的考核采用这种固定格式的 实验报告存在很多不足或弊端,严重影响学生的实验积极性 和实验教学效果。这些不足主要体现如下。
(一)实验报告区分度不够 不论哪种类型的实验,都采用多年不变的实验报告格式, 导致格式呆板且鲜有变化;
学生只管照抄照搬实验教材中详 细的实验目的、实验内容与步骤,不需要思考;
实验原理、 实验仪器等千篇一律,不分专业、不分班级,学生的实验报 告都极其相似,找不到明显的差别,造成了学生间互相抄袭 报告的现象普遍且习以为常,实验报告出现大量雷同。
(二)实验过程评价区分度不够 教师没有考核学生的实验预习,不考核实验仪器调节过 程、严重忽略了实验过程中学生所表现出来的独立思考能力、 动手能力、交流能力与实验态度等,因而不能评价每个学生 实验过程的表现,学生的基本能力和素质得不到提高。
(三)实验报告评分区分度不够 在信息如此发达的现在,学生通过微信、QQ等传递实验测量数据,在未做实验之前,就已将他人完成的测量数据存 放在手机之中,在实验过程中根本不用实际的仪器调节与操 作,甚至学生在实验课上根本不需要系统地完成实验项目中 的各个内容,就可以获得实验测量数据;
有的学生稍稍更改 就将其作为实验测量的基本数据,完成实验报告,这导致实 验报告的评分没有明显差别。
(四)实验成绩区分度不大实验成绩区分度不大是教师 缺少对实验过程的评价与考核,导致只凭借实验报告中的数 据测量与结果的评分不尽合理,认真完成和不认真完成实验 的学生成绩差别不大,甚至由于抄袭,不认真完成的学生的 成绩还会略高,教师很难给予公平的合理的成绩评定,造成 学生间的心理不平衡,使学生越来越不重视“大学物理实验 上述的大学物理实验报告存在的一个突出问题就是教师只 重视实验报告等,忽略了实验过程中考核学生的实验动手能 力、探索与发现的科学精神、学生与教师的交流与沟通能力、 学生的实验态度等,导致学生仅重视实验结果,根本不关注 实验过程的各个环节。这样的实验教学习惯的养成不利于学 生在实验过程中获得深刻的感悟、独立的思考和团队的协作 精神以及科学探索的训练等[4]。
二、大学物理实验报告改革的策略 国内的高校针对大学物理实验报告存在的不足或弊端, 也提出了积极改进大学物理实验报告格式等建议,并将其应 用于“大学物理实验”教学中,取得了预期的实验教学效果。结合辽宁工业大学的大学物理实验项目的具体安排和实验 报告要求,针对基础性实验、综合性实验、设计性与创新性 实验三种类型,建议基础性实验仍然采用实验报告的形式, 综合性实验选择性采用实验报告和篇幅较少的科技小论文 形式,设计性与创新性实验采用科技论文的形式,改进建议 和具体措施如下。基础性实验:实验报告要求学生完成实验 后的一周内上交,要求教师必须结合实验过程来评价实验报 告。实验报告评分分为实验预习与考核(10分)、实验过程 与数据测量(40分)和实验结果与分析(50分)。实验预习 与考核主要了解学生掌握实验原理的程度,了解直接测量的 测量和仪器调节的基本步骤以及注意事项;
实验过程与数据 测量重点考核学生调节仪器的能力,观察、归纳总结实验现 象的能力,判断实验数据的可靠性,利用准则判断实验数据 中是否存在坏数据,如果存在坏数据,是否进行补测数据 等;
实验结果与分析主要考核学生利用有效数字修约规则正 确计算被测物理量的平均值和不确定度,以及是否可以使用 相关系数验证两个未知量间的线性关系,是否能够拟合函数 关系等。考核学生使用绘图软件Origin或计算软件MATLAB绘 图等能力;
考核学生正确评价自己实验结果的能力,总结实 验测量过程和结果值得肯定或不足之处,提出自己的见解。
综合性实验采取实验报告形式或科技小论文形式,学生可以 自己选择实验报告或小论文的形式,要求学生在实验后的一 周内完成。如果采用实验报告的格式,评分分为实验预习与考核(15分)、实验过程与数据测量(45分)和实验结果与 分析(40分);
实验报告考核实验过程中学生规范操作实验 仪器,调节实验仪器的能力,观察实验现象与独立思考的能 力,判断实验数据获得的可靠性,考核学生提出问题的能力、 交流与沟通的能力;
实验结果与分析重点考核学生对实验结 果的评价,对实验方法的意见,对实验项目与内容的建议, 对实验改进的建议,如测量的技术手段、测量的方法与原理 等。设计性实验和创新性实验要求采用模拟科技论文的基本 格式,完成对实验项目的成果的总结,结合具体的实验内容 和题目设计论文的写作要点:(1)能否选取合适的题目;
(2)比较准确的摘要和关键词;
(3)引言中综述其他实验 方法和成果以及自己的研究目的与主要内容;
(4)实验原 理与方法简介;
(5)获得的实验结果与分析;
(6)结论;
(7)参考文献等。从学生的科技论文分析学生阅读文献的 程度,设计原理的科学性,选择实验仪器的合理性,主要工 作的亮点,结果的可靠性与结论的科学性等。实验报告的格 式改进能够引导教师了解学生掌握实验原理、规范使用仪器、 正确观察实验现象、判断实验数据的可靠性、学生独立思考、 与教师的交流与研讨等实验过程;
教师积极鼓励学生充分利 用实验室等资源,引进新的实验技术手段,新的实验方法, 完成自己感兴趣的实验研究,进一步改进实验教学,提高实 验教学的质量。近两年,利用基于实验过程的实验报告和科 技论文写作评价实验教学,充分调动学生学习实验的积极性,在教师的精心组织下,更新了原有的较为落后的密度测量项 目,开发了智能温度测量仪、可视化手动发电机、智能化密 度测量仪、基于霍尔原理的微小位移测量仪、智能便捷的复 摆加速度测量仪、利用迈克尔逊干涉仪改进的金属线胀系数 测量仪等仪器,这些开发的实验仪器一方面应用实验教学, 改进实验教学;
另一方面又可以以研究性的论文发表和作品 形式展示成果。
三、结论 针对只用大学物理实验报告评价实验教学存在实验报 告的区分度低、实验成绩分度低等实际情况,结合基础性实 验、综合性实验和设计性与创新性实验,提出了加强实验过 程考核的实验报告和拓展实验报告功能的科技论文评价实 验教学的建议。该建议重点考核实验预习、实验过程与测量 和实验结果与分析等方面,旨在激发学生学习“大学物理实 验”的兴趣,积极引导学生参加创新实验竞赛,提高学生的 实践能力、创新能力和应用写作能力。实践结果表明,结合 实验过程考核实验报告、科技论文能有效地激发学生兴趣, 提高学生的综合实验能力和创新能力。
参考文献:
[1]凌向虎,杨长铭,江西等.大学物理实验报告的缺弊 及改革探讨[J].物理与工程,2000,(6). [2]张培峰,崔燕岭.大学物理实验报告的探索与改革 [J].实验室科学,2013,(4).[3]赵建君,陈红叶,张丽.基于校园网的大学物理实验 报告网络交互评判系统[J].中国教育技术装备,2015,(2). [4]贺艺华.大学物理实验教学中多元化评价模式的研 究与实践[J].科技信息,2010,(2).
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