实验教学改革下大学物理论文

2022-04-27

摘要:简述了郑州轻工业学院物理实验教学改革的新进展,详细论述了物理实验教学在大学教学中的定位、作用以及课程体系和教学方法的改革,并将实验教学与应用实践相结合,开拓了学生创新素质培养物理实验教学新的教学模式。今天小编为大家推荐《实验教学改革下大学物理论文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

实验教学改革下大学物理论文 篇1:

转型背景下大学物理实验课程的教学改革

【摘要】目前,很多大学都已进入向应用型大学转型的过度期,大学物理实验课程作为理工科学生进入大学后接触到的第一门重要的基础实验课程,对于培养学生的实验、实训能力有着极其重要的作用,但现阶段的大学物理实验教学的现状有些不尽如人意,针对这些问题提出一些应对方法。

【关键词】应用型大学 大学物理实验 创新设计 模块化

全国很多大学已经开始向应用型本科大学转型,而对于应用型本科大学而言,培养学生的动手能力是非常重要的。大学物理实验课程是学生进入大学以后接触到的第一个实验类课程,也是培养学生动手操作能力以及创新能力的基础,因此,大学物理实验课在学生的发展过程中起着极其重要的作用。

一、大学物理实验教学的现状

大学物理实验课是所有工科专业的公共必修课之一,但是就现在大学物理实验课程的开课情况来看,存在以下几个问题。

1.学生动手能力弱

物理实验课程要求学生在上课之前要进行预习,写好预习报告,但是以目前的情况来看,学生课前虽然写好了预习报告,但是并没有真正达到预习的效果,学生只是机械的将书中的内容抄写下来,而没有认真的思考这个实验应该怎样完成。以至于上课的过程成为了学生预习的过程,所以在操作的过程中,学生只能机械性的按照老师的要求进行操作,而没有自己的意识,这是造成学生实验操作能力差的一个重要因素。

另外,由于条件的限制,有些同学在上大学之前可能没有接触过任何的实验仪器和设备,因此在进行实验的过程中,一些基本测量都不会,以至于教师在课堂上需要花费大量的时间教一部分同学一些基础测量设备的操作方法,而无法坚固实验中重要操作的指导工作。

2.课程设置不具有针对性

从大学物理实验共设置了力学、热学、电磁学和光学这四大板块,几乎涵盖了大学物理课程的所有内容。在开设的所有实验中,以验证性实验为主,综合性实验为辅,而有利于培养学生创新能力的设计性实验几乎没有开设。并且所有专业所开设的实验均相同,没有专业的针对性。

3.仪器设备的限制

现在的大学物理实验设备,多数为了美观,都采用了箱式的设备,将原件放在了箱子中,这样学生在上课过程中只要插线就可以进行实验了,虽然教师在上课的过程中会讲解这些实验仪器,但是由于学生并没有亲眼看到这些仪器而产生感性认识,所以,多数的学生对这些原件还是不太了解,也形成不了认识,这也是学生做不好实验的一个原因。

二、大学物理实验课程的改革

大学物理实验课程对于培养学生的动手和创新能力有着其他课程不能替代的作用,而针对现阶段该课程所存在的问题,可以从以下方面进行改革。

1.加强预习

为了让学生在上课的过程中能够更好的进行实验,必须要加强课前的预习环节。但是由于学生的课前预习,实验课的任课教师无法在课前了解,只能利用上课时间进行检查,而有些物理实验的课上时间非常紧张,根本无法预留时间。针对这种情况,可以为每个实验室配备几台电脑的方法。在上课前,将老师上课要提问学生的预习情况的题目输入电脑中,利用已经编辑好的程序,学生来上课之前必须在电脑前完成预习检测,针对学生回答预习题目的情况老师给出预习的分数,这样,就可以督促学生在上课之前先做好课前预习,而不能仅仅是抄写预习报告了。

另外,还可以让一些有兴趣的同学可以课前到实验室进行预习,这样就避免了学生在预习的过程中对于实验原理和操作只能想象而看不到实物的弊端,能够加深学生对实验的理解,使学生的课前预习达到预期的效果。

2.增加基础测量实验

在高中的学习过程中有部分学生对于基本的测量工具都不会使用,教师需要利用大量时间教学生基础测量仪器的用法及读数,耽误了学生的实验时间,而一部分同学又没有真正的掌握。在应用型本科院校,开设基础测量实验,让学生认识了解一些基础的测量仪器的使用方法和注意事项,遇到问题由教师指导学生自行解决,这样既有利于培养学生的动手操作能力增加基本技能,又可以培养学生在操作过程中的自信心,还为以后的物理实验以及专业实验和实习打下了牢固的基础。例如游标卡尺和螺旋测微器的使用。

3.利用基础实验设备

基础实验设备主要是指各种电表、电阻、电感、电容等基础原件。现在的很多电学仪器都是将这些器件放置于实验箱内学生看不到仪器设备,只是机械式的插导线,不能对实验产生实质性的理解。如果在实验的过程中可以利用这些较为“原始”的设备,学生就可以清晰的看到自己将哪些器件连接在一起,利用哪种电表测量了哪些物理量,这些物理量的测量方法又有哪些,更加有利于学生对实验的理解,也为以后学生进行其他的专业实验奠定了坚实的基础。

4.模块化教学

物理实验自身就具有多个模块,力学、热学、光学、电学等实验。针对应用技术型大学,不能像以前所有的专业所上的实验课程均相同,而应该针对各个专业自身的特点进行模块化教学。

首先要制定出相应的模块,主要包括专业模块和创新设计模块。其中专业模块有三个子模块即电子模块、化工模块和机械模块。所有的专业都可以从这三个模块中选择适合本专业的模块进行学习。除此之外,感兴趣的同学还可以通过开放实验室进行其他实验的学习。创新设计模块主要针对各个專业开设创新设计型实验。

电子模块主要包含电磁学实验,如惠思登电桥测电阻、双臂电桥测低电阻、光敏电阻的光电特性研究、示波器的使用、磁阻效应及磁阻传感器特性研究、数字信号光纤通信等。

化工模块主要包含热学、力学和光学实验,如热电偶温度计的定标、牛顿环测曲率半径、迈克尔逊干涉仪的组装、调节和使用、用拉脱法测量液体表面张力系数等。

机械模块主要包含力学和电磁学实验,如刚体转动惯量的测量、拉伸法测量杨氏弹性模量、数字信号光纤通信、双臂电桥测低电阻、示波器的使用、交流电桥的原理和应用等。

5.增加创新设计型实验

应用型本科院校意在培养动手能力强,并且具有创新能力的人才。因此大学物理实验课程也应该顺应学校发展的要求增加创新型实验,例如“迈克尔逊干涉仪的组装、调节和使用”实验,也可以在进行基础实验的过程中增加创新内容,例如在进行“用三线摆法测刚体的转动惯量”的实验过程中,当学生测完圆盘的转动惯量之后就可以让学生设计如何测量不规则物体的转动惯量等。

6.开放实验室

作者:谢彬 闵月月

实验教学改革下大学物理论文 篇2:

工科大学物理实验课程教学改革尝试和研究

摘要:简述了郑州轻工业学院物理实验教学改革的新进展,详细论述了物理实验教学在大学教学中的定位、作用以及课程体系和教学方法的改革,并将实验教学与应用实践相结合,开拓了学生创新素质培养物理实验教学新的教学模式。

关键词:物理实验;教学改革;创新能力

物理实验课教学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。在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。[1,2]郑州轻工业学院十分重视大学物理实验课程的教学和建设,物理实验中心为河南省实验教学示范中心。为提高物理实验教学质量,对课程的教学内容、教学体系进行调整和改革,将基础物理实验分为基础实验、提高性实验、综合性实验和课题型应用性研究实验,建立了新的教学模式,提高了学生的动手能力和实验素质。

一、实验教学定位与规划

大学物理实验是全校理工科院系各专业学生的一门重要的必修基础课。物理实验课程不仅为提高学生的实验基本技能打下了良好的基础,而且可以培养学生的思维方法、研究能力和创新精神。[3,4]更新教学观念,是深化教学改革的前提和保证;转变人才培养模式,是全面推进素质教育和深化教学改革的核心问题。根据高等学校人才培养目标要求,实验中心确立了实验教学理念和实验教学定位。

1.理念定位

将实验教学与理论教学相结合,通过物理实验更深入地了解和掌握物理学基本规律与原理;能力培养与素质提高相结合,强调严谨的科学态度,实验操作和实验报告都要一丝不苟。课程实验与工程训练、创新设计、科学研究有机结合,建立创新素质培养课题型物理实验。以学生为本,知识、能力、素质协调发展,培养具有实验创新能力的应用型人才。

2.地位定位

把实验教学作为提高教学质量、培养创新型应用人才的基础性工作,把实验室作为校内理工科专业学生基本实践能力和创新能力培养的主要基地。

3.目标定位

以省级实验教学示范中心为契机,面向应用、注重实践、强化能力、培育创新型应用人才;建设一支观念新、素质高、能力强的教师队伍;深化课程体系、教学模式、教学内容、教学方法改革。

二、实验教学改革

传统的物理实验教学,教学内容陈旧,教学方法和手段较落后,已不能适应新时期人才培养的要求。近年来,郑州轻工业学院物理实验课程教学改革一直在不间断进行,结合学院实际情况制定了适合自身特点的物理实验教学方案,并分步实施。

1.课程体系改革

郑州轻工业学院是以工科为主的学校,绝大部分专业为工科,涉及电气、自动化、机电工程、化工、计算机、食品工程、电子科技、材料等方向;学生的基础实验能力培养十分重要,对物理实验教学要求较高。物理实验课程结构必须以基础为核心,确保基础实验教学任务的落实和完成。在此基础上开出一定数量的综合应用性、设计性实验和研究探索性实验,以拓宽学生的知识面,激发学生的学习兴趣,启迪学生的创新思维,为基础和专业实验架起桥梁。主干课程结构的设置分为四个台阶:[5]第一台阶——基础实验部分。主要包括基础实验理论(实验误差和数据处理,占课程比例的10%左右)和基础实验(占课程比例的30%左右)。基础实验主要包括基本测量方法及基本仪器操作,多数实验项目以技能性实验内容为主,例如转动惯量的测量实验、分光计的调整使用实验等。第二台阶——提高性实验部分。占课程比例的20%左右。实验项目无论是内容还是涉及的仪器操作都高于基础实验,内容更为丰富,仪器种类增加,复杂程度有所提高,例如声速测量综合实验、霍尔效应实验等。第三台阶——综合应用性实验部分。占课程比例的20%左右。该部分实验为系列实验,内容以物理原理为基础,向近现代科学技术领域延伸。实验内容由浅入深,逐步渐进,涵盖了3~4个实验内容,进行系统训练,学时为10~12个,例如电光声光磁光效应实验、多用电表设计改装实验等。第四台阶——设计性实验部分。占课程比例的20%左右。在完成上述三个台阶层次的实验教学基础上,根据学生的知识水平和操作能力,选出4~6项设计性实验内容,学生可以根据自身专业特点和兴趣选取一项学习,从实验方案、资料收集、仪器选择、线路设计与制作到测试与数据处理全过程独立完成,每项实验学时为10~12个左右,例如热力学综合实验、电学综合实验、光学综合实验。在实验教学实施过程中,基础实验、提高性实验必做,综合性、设计性实验选做,形成基本实验分层次、综合设计性实验分专业、分系列的项目体系和教学模式。

除主干课程外,另设置有辅助性教学手段,主要包括:一是引入网络环境支持的计算机仿真物理实验远程教学系统。该系统有丰富的实验项目资源和良好的操作界面,是一种新型实验环境和教学手段。学生在任何时间和任一地点均可上线学习,全面开放,任意选择,是主干实验课程的有效扩展和补充,它可以帮助学生预习实验课程,深化教学内容。二是全面开放“物理演示与探索实验室”。学生可以随时进入实验室观察丰富多彩的实验现象,操作演示实验仪器,研究实验原理,提出演示实验仪器设计新思路、新方案等。三是开出部分近代与综合应用物理实验供学生自选。

2.教学方法与手段改革

转变传统实验教学观念:改变以教师为主体、系统讲解、全程指导、学生被动接受的教学模式,形成以学生为主体、全面开放实验室和实验项目、由学生自主选择、教师讲解、指导结合课堂讨论、发表见解等多形式的引导启发式教学模式。实施多元化实验教学方案:实验教学全面推行多媒体课件授课,增加信息量,丰富实验项目内涵。引入网络化仿真实验,提高实验预习效果及观察探索研究性实验,多方位、多角度提高学生的实验能力。全面推行网络选课:改变传统实验教学由教师统一分组、统一安排实验内容和时间的做法,在完成教学大纲规定学时的前提下,凡选做实验将全部实验由学生根据个人专业特点、兴趣自主选择,充分调动学生的学习兴趣和实验操作积极性。在实验教学中,充分利用各种工具软件进行自主实验设计,如MATLAB、Pspice、Labview等,这些工具软件是工程应用中的常用工具,使学生更好地理解设计参数对实验结果及设计结果的影响,加强学生对实验的理解,培养学生的工程设计能力。推行实验教学多元化考试方法:根据新的课程体系要求,制定科学合理的实验考试细则、每个阶段采取不同的考核方式和要求。第一、二台阶实验教学:实施实验基本理论和操作测试;第三台阶研究性物理实验教学:要求学生在完成系列实验后提交专题实验论文;第四台阶:要求学生提交设计性实验报告书(统一模板)及相关设计成果。

三、实验教学与应用实践相结合,提高学生创新能力

实验中心始终重视实验教学、科研和工程实践的紧密结合。积极组织优秀高年级学生和广大青年教师联合申报校内各种创新素质培养项目,并免费开放实验室各种仪器设备,激励学生和教师参与自主性实验的开发,充分调动学生学习的积极性,提高青年教师的业务水平。为了培养学生的工程应用能力和创新意识,让学生贴近工程实践,实验中心成立了“电子工坊”科技小组。由指导教师提出课题,例如“飞思卡尔”智能车制作、太阳能充电装置的研究等,让学生运用在实验教学中获得的基础理论和各项技能提出设计思路并亲自动手实现,激发了学生强烈的实践求知欲和主动思考、勇于创新的能力。

四、结束语

物理实验教学改革体现了以学生为中心,以专业为指引,因材施教,使学生的求知欲望得到了满足;利用基础实验提高了学生的基本实验理论和技术水平,利用高阶实验夯实了学生的专业实验基础,学生学有兴趣、术有专攻,最大限度地调动了学生的学习积极性和主动性,大幅度提高了物理实验的教学质量和学生的创新能力。这些有益尝试在省级实验示范中心申请过程中得到专家一致好评,并顺利获得立项。

参考文献:

[1]任洪梅.在物理实验教学中培养学生的创新思维能力[J].中国电力教育,2008,(2):97-98.

[2]吕斯骅,段家忯.全面改革物理实验教学体系与内容 培养有坚实基础的创新人才[J].大学物理,2003,22(1):34-36.

[3]徐志君.面向21世纪物理课程改革和发展的思考[J].实验室研究与探索,1997,(5):1-3.

[4]凌银海.自主物理实验的运行和作用[J].实验室研究与探索,2002,21(5):26-28.

[5]吕斯骅.基础物理实验选题问题[J].大学物理,2006,25(5):1-3.

(责任编辑:孙晴)

作者:王征 朱祥

实验教学改革下大学物理论文 篇3:

土力学实验教学与考核模式改革探析

摘要:以广东工业大学土力学实验教学改革与实践为例,对比分析了3种考核模式的特点和教学效果。研究表明,传统的教学与考核模式(考核模式Ⅰ“平时成绩+实验报告”),容易形成千篇一律的实验报告,难以达到预期的教学效果。考核模式Ⅱ(平时成绩+实验报告+考试),加入了实验考试后,实验成绩分布和教学效果明显改善。实验考核可调动学生对实践的兴趣,提高动手能力。“引导-设计-实验-报告”四环节实验教学过程和全程考试模式(考核模式Ⅲ),符合“以学生为中心,以成果为导向”的工程教育理念,教学与考核双管齐下,能获得理想的实验教学效果。

关键词:土力学实验;考核模式;教学改革;教学效果

土力学为土木工程、道路桥梁与渡河工程等专业的专业基础必修课。土力学以多相介质——土为研究对象。我国现行的《土工试验方法标准》包括了土的含水量、密度、固结、渗透、直接剪切、三轴实验等30多个实验项目,测试土体在不同种试验条件下的特性指标[1-2]。土力学实验是土力学理论研究的基石,为工程设计和施工提供岩土技术参数,是土力学理论与工程建设之间的“桥梁”[3-4]。

作为一名合格的土木工程师必须具备坚实的土力学基础和过硬的实践能力。土力学实验是培养学生实践能力和创新能力的重要环节。实验考核是检验“教”与“学”效果的有效手段,可为教师提供第一手教学信息,了解学生的学习情况,及早发现问题,及时调整和完善教学内容和方法,激发学生的主动性和创造性[5-6]。工程教育认证把实验教学列为重点考察内容之一,强调建设完整的实践教学体系和合理的考核模式。通过实验不仅要求学生加深对土力学原理的理解,更重要的是培养学生的创新意识和工程素养,提高实践能力和创新能力,为合格的土木工程师奠定坚实的土力学基礎。如何提高实验课的教学质量,让学生真正投入到实验中,规范操作仪器,独立完成实验报告(总结),实现预期的实验教学目标,笔者结合长期土力学实验教学经历,分析实验教学中存在的问题,从实验教学大纲、实验项目、教学与考核模式等方面着手进行了系列改革,对比分析了3种考核模式的特点和教学效果,旨在完善课程考核体系,提高实验教学质量。

一、实验教学与考核存在的问题

(一)实验操作时间短,动手能力不强

各院校本科土力学实验大多为6~10学时,实验项目包括土的界限含水量、土的颗粒分析、固结、直剪、渗透试验,个别院校开设了击实试验和三轴试验。通常一个实验为2个学时,在实验课堂90分钟内,教师首先对试验原理、操作要点和注意事项进行讲解,然后示范,再留时间给学生做实验。因此,实验过程不能严格按规程进行,如黏土的固结试验,按《土工试验标准》每级荷载作用时间为24小时,而实验教学加载时间仅为5~8分钟,因时间大大缩短容易造成实验结果严重失真。此外,由于实验设备限制,一般3~5人一组,实际动手操作时间短,动手能力不强,实验教学效果大打折扣[7-8]。

(二)综合性实验少,创新能力薄弱

受土力学实验课时限制,主要进行两类试验:第一类是土的含水量、土的密度、液限塑限、渗透系数等物理性质指标测定;第二类是土体抗剪强度和压缩系数等力学指标测定[9-10]。实验计划、内容、要求和操作步骤格式化、标准化,千篇一律的实验报告成常态。实验项目设置以基础性实验为主,综合性创新性实验少。土的物理力学指标不是独立的,参数间有着内在关联,仅凭分散的几次实验,学生很难建立起对土的参数指标间的内在联系,难以全面掌握土的工程性质,分析岩土问题,表现为创新能力薄弱。

(三)教学与考核模式单一,教学效果欠佳

传统的实验教学模式: 教师先集中讲授实验原理、内容、方法、要点,再操作示范。学生分组完成实验操作、数据记录,实验报告。教师站着讲,学生坐着听;教师演示,学生围观,在“听与看”模式中,教师处于主导地位,学生处于被动状态,实验过程比较沉闷。学生容易形成错觉:不预习也能实验,不做实验也能完成实验报告;实验课只是“依样画葫芦”地完成实验,实验数据雷同,实验报告千篇一律。甚至还形成了不动手做实验,抄实验数据也有可能得高分等错误认识。综上所述,不合理的评分方式一定程度挫伤了认真完成实验的学生的积极性;单一的教学与考核模式无法激发学生动手实验与分析问题的能动性,不能达到预期的教学目标和效果。

为解决上述问题,各高校采取了多种改革措施,如湖南科技大学强调过程考核设置的多样性,以加强学生创新能力考核;中国矿业大学通过对实验材料、实验过程和时间进行标准化考核,建立了规范化的土力学实验考核模式;北京科技大学根据工程教育认证标准制定了细则,将定量考核(80%)与定性考核(20%)相结合;唐山学院等高校采取将预习成绩、实验报告成绩和期末考试成绩三部分综合的考核模式,以此提高实验教学效果[7-10]。

二、土力学实验教学与考核模式改革

广东工业大学土力学实验为一门独立开设的实验课程,0.5学分。近年来,尝试了3种土力学实验教学与考核模式。

(一)考核模式Ⅰ(平时成绩+实验报告)

考核模式Ⅰ:平时成绩占50%,实验报告占50%。平时成绩包括实验预习(10%)、实验操作(40%)和实验态度(10%)。实验预习包括阅读实验指导书和报告书,了解实验目的、原理、方法、操作要点,以及仪器和实验报告要求。实验操作主要考查学生的动手能力,实验思路是否清晰,实验操作是否正确规范,能否发现问题并及时纠正,实验数据采集是否完整。实验态度主要考查考勤情况、实验过程的认真态度,以及对仪器和环境的爱护情况。实验报告主要考查数据、文字、图表的准确性,以及格式的规范性。实验预习、实验操作、实验态度和实验报告各项均分为A、B、C、D、E五个等级,将各指标得分乘以相应权重后的总和,即为实验总成绩。

(二)考核模式Ⅱ(平时成绩+实验报告+考试)

考核模式Ⅱ:平时成绩占30%,实验报告占40%,实验考试占30%。平时成绩和实验报告与模式Ⅰ要求相同。考试分操作考试和笔试,实际操作考试涵盖本学期做过的基础

实验和综合性实验,内容为某个实验项目中的一个或几个指标的测试;要求学生拟定实验方案,独立操作与处理数据,得到实验结果。简要介绍实验背景,汇报实验结果,若实验结果不理想需要分析实验误差或实验失败的原因。笔试以填空和简答题为主,考查实验现象描述、实验步骤、实验原理和注意事项等基本知识;计算题主要考查学生对实验资料的分析处理能力;实验设计题则侧重考查学生的创新思维和创新能力。

(三)考核模式Ⅲ(“四环节”教学方式 +“全程”考核模式)

考核模式Ⅲ是一种以学生为中心,以能力考核为导向的教学与考核模式,即“引导-设计-实验-报告”四环节实验教学和全程考试模式。“引导+考核”环节占比10%,教师课前在线布置预习任务,实验前让学生讲述实验原理、方法、步骤及问题。教师将学生讲错的或解释不全的部分加以引导纠正,主要考查学生的预习和实验准备情况。“设计+考核”环节占比10%,学生自行设计实验方案、方法和步骤,避免不假思索地展开实验,主要考查实验方案的合理性。“实验+考核”环节占比20%,重点考查学生实验操作的规范性、数据记录的完整性和任务完成情况。“报告+考核”环节占比30%,实验结束后,学生处理数据、撰写实验报告,绘制成果图和表。基于工程案例的设计型综合型实验分为黏性土试验和无黏性土试验两个方向,最终以实验报告(或小论文)的形式呈现实验成果,内容包括工程背景、试验内容、方法、步骤、结果、误差分析、体会和建议,主要考查学生撰写实验报告、小论文,以及分析问题的能力。“引导-设计-实验-报告”教学模式,教学与考核双管齐下,层层推进,可综合考查学生的实验设计能力、实验操作能力、观察与分析问题能力、数据处理与图表制作能力、文字表达能力、创新意识、创新能力,以及团队协作能力,以期实现预期的实验教学目标。

三、不同考核模式下的教学效果分析

广东工业大学在土木工程、道路桥梁与渡河工程、城市地下空间工程专业开设土力学实验课。在开学第一堂土力学课上,教师详细说明实验考核要求,让学生了解教学目标、考核方式及要求,同时收集学生对考核的意见与建议,以便及时调整和改进。近年来,学校对土力学实验课程的考核模式进行了改革,近4年土木工程专业考核模式和教学效果对比如表1所示,不同考核模式下的成绩分布、实验操作参与度和满意度调查分析,可反映出不同考核模式的调控作用和教学效果。

(一)实验成绩分布

图1为土木工程2014—2017级4个年级土力学实验考核成绩分布图。图1(a) 为2014级6个班采用考核模式Ⅰ的成绩分布,平时成绩和实验报告各占总成绩的50%。从2014级的土力学实验成绩分布图可看出,实验总成绩主要集中在70~89之间,占比超过90%,大于90小于69的人数很少。该考核模式

存在实验报告雷同现象,平时成绩区分不明显,因此,总评成绩的区分度较小。

图1(b)为2015级分别按考核模式Ⅰ和模式Ⅱ得到的土力学实验成绩分布图,考核模式Ⅰ以平时成绩和实验报告为主要依据,全体学生成绩均大于70分,成绩分布趋同;考核模式Ⅱ高分段和低分段学生均不少,出现两极分化,加入实验考试后,实验成绩呈良性正态分布。此外,笔试成绩明显优于操作考试成绩,反映出学生答题能力高于实践动手能力,实验考试给想偷懒的个别学生敲响了警钟,有一定督促作用。

图1(c)为2016级、2017级采用考核模式Ⅲ的成绩分布图,成绩的优良率提高,实验成绩能客观反映实验完成质量。这是由于土力学省级精品资源共享课程建设,促进了实验教学改革,增加了实验项目的综合性和创新性。在实验前布置实验预备任务,了解工程背景和各参数的重要性,学生带着工程问题和考核要求进行实验,其实验细心程度和报告质量整体提高,实验教学效果良好,学生的获得感增强。

(二)實验操作参与度分析

土力学实验教学表明,凡需要进行实验考试的学期,学生的学习态度和投入时间明显不一样,特别是要进行操作考核时,学生在实验过程中表现出了较强的主观能动性,敷衍了事和抄袭现象大大减少,实验操作参与度极大提高。“引导-设计-实验-报告”四环节实验教学过程和全程考试模式,有助于形成良好的实践学习氛围。经过一学期的实验实操训练,学生的动手能力、创新能力和钻研精神极大提高。根据考试情况分析,笔试成绩普遍较理想,仅少数不及格;部分学生对实验操作考试有畏难情绪,动手能力相对较弱,需要特别加强实验过程中的实操训练。由于考试具有良好的调控作用,操作考试很有必要,对于督促学生练好土力学基本功有积极作用。

(三) 教学效果问卷分析

为了积累实验教学经验,进一步完善教学与考核模式,为深化改革提供依据,对3种实验考核模式的教学效果展开问卷调查。从教学内容、完成情况、兴趣、成绩分布、实验掌握情况和满意度6个方面设计指标,将每个指标划分为3个等级,3种模式各指标A等级统计结果如表2所示。模式Ⅰ实验准时完成达98%~100%,分别测试土的物理力学指标(土的界限含水量、渗透系数、压缩系数、内摩擦角和黏聚力),实验教学内容单一,教师示范实验步骤, 学生 “依样画葫芦”地完成实验,存在实验报告雷同现象。模式Ⅱ和模式Ⅲ,实验难度加大,所需实验时间相应延长。问卷分析表明,采用模式Ⅰ开展实验教学,部分学生未体会到实验对于激发兴趣,培养动手操作和分析问题能力的促进作用,在实验过程中有偷懒倾向。调查问卷显示,实验成绩和教学效果满意度模式Ⅲ最佳,模式Ⅱ次之,模式Ⅰ相对较差,一定程度上反映了3种考核模式的教学效果差异。

四、结语

文章对比分析了不同考核模式的特点和教学效果。研究表明,传统的实验教学与考核模式Ⅰ存在部分学生

机械完成实验与数据处理、实验报告千篇一律等偷懒现象。加入实验考试后,模式Ⅱ的教学效果明显优于模式Ⅰ,实验考核起到了杠杆调节作用,激发了学生的实践热情。操作考试影响最显著,操作考试与笔试可优势互补,在实验课教学效果调控方面均发挥了积极作用。“引导-设计-实验-报告”四环节实验教学过程和全程考试模式(模式Ⅲ),教学与考核双管齐下,层层递进,有助于提升学生参与实验的主动性和创造性,培养大学生的实践能力和创新能力。考核模式Ⅲ与工程结合较紧密,符合“以学生为中心,以能力培养为目标,以学习成果为导向”的当代工程教育理念要求,可收到良好的实验教学效果。参考文献:

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Reform of soil mechanics experiment teaching and assessment mode

LIU Yongjian, DENG Hubiao, LIANG Wentian, LIANG Shihua, LONG Yueling

(School of Civil and Transportation Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, P. R. China)

Taking the reform of soil mechanics experiment teaching in Guangdong University of Technology as an example, the characteristics and teaching effects of the three experimental assessment modes are compared and analyzed. The traditional teaching and assessment mode (the assessment mode I is based on the normal performance + experimental report), and the formation of the stereotyped experimental report cannot achieve the expected teaching effect. The assessment mode II includes normal performance, experimental report experimental, examinations, and the distribution of experimental results and teaching effects have been significantly improved. The results show that the test of experiment can adjust the students’ interest in practice, cultivate hands-on ability, and the impact of the operation test is particularly significant. The guide-design-experiment-report four-part experimental teaching process and the whole-test mode (the assessment mode III) are in line with the student-centered, results-oriented engineering education concept, which can achieve the desired experimental teaching effect.

Key words:

soil mechanics experiment; assessment mode; teaching reform; teaching effect

(責任编辑 梁远华)

作者:刘勇健 邓浒标 梁文添 梁仕华 龙跃凌

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