（课程与教学论专业论文）大学物理实验课程考试的研究.pdf

大学物理实验课程考试的研究 摘要 大学物理实验是对理工科大学生进行科学实验基础训练的重要基础课程。 做好大学物理实验课程的考试工作对于大学物理实验课程教学质量的提高和人 才的培养都具有重要的意义。本文在安徽省教育研究基金的支持下，针对“大 学物理实验”课程考试中存在的问题开展了一些有意义的研究工作： 在大量阅读文献和调查研究的基础上，综合论述了国内外考试的历史和发 展现状，计算机辅助教学和计算机辅助考试的发展现状。对大学物理实验课程 的考试问题进行了系统地分析与研究，指出了目前大学物理实验课程考试中存 在的问题，并针对这些问题提出了具体的改进方法，这些研究成果对大学物理 实验课程的考试改革具有重要的参考价值，对于提高大学物理实验课程的教学 质量具有积极意义。 根据教育测量与统计的原理，结合大学物理实验课程考试的实际特点，提 出用大学生学习大学物理实验课程的“理论成绩”作为参照系来分析评价和考 查学生的学习效果和教师的教学效果的方法。使学习效果和教学效果的评价更 加客观与公正，从而可以有效地调动师生的积极性，提高大学物理实验课程的 教学质量。与此同时，该项研究成果对教育测量与统计学的理论发展也具有一 定的积极意义。 根据计算机辅助教学的原则，结合大学物理实验课程的教学要求和考试要 求，采用计算机多媒体技术，研制开发了“迈克耳逊干涉仪测量钠光灯波长” 实验考试软件，该软件具有较高的仿真性、实用性和用户界面，为开展计算机 辅助大学物理实验操作考试奠定了基础。这是计算机辅助大学物理实验课程考 试改革的一次有益的尝试。 根据计算机网络考试的发展现状和未来发展的趋势，结合计算机网络技术 和大学物理实验教学的要求，研制出的大学物理实验计算机网络考试系统一大学 物理实验试题库系统。并对大学物理实验试题库系统的功能与特点，运行的软 件和硬件环境，编制大学物理实验试题库的基本流程，各个模块的功能和使用 方法等作了介绍。 关键词：大学物理实验；考试；改革；计算机辅助考试：网络试题库 a s t u d yo nt h ec o u r s ee x a m i n a t i o nf o r c o l l e g ep h y s i c se x p e r i m e n t a b s t r a c t t h ee x p e r i m e n to f c o l l e g ep h r r s i t si sab a s i cc o u r s ef o rs t u d e n t so fs c i e n c ea n d t e c h n o l o g yi nt r a i n i n gt h e i ra b i l i t yo fe x p e r i m e n t s a c h i e v e m e n ti ne x a m i n a t i o no f c o l l e g ep h y s i c se x p e r i m e n ti so fs i g n i f i c a n ti m p o r t a n c ei ni m p r o v e m e n to fe d u c a t i o n q u a l i t yo fc o l l e g ep h y s i c se x p e r i m e n ta n di nt r a i n i n gs t u d e n t s t h i se s s a yp r o v i d e d s o m ea c t i v er e s e a r c ho nt h e p r o b l e m 、) r i t l le x a m i n a t i o no f“c o l l e g ep h y s i c s e x p e r i m e n t ”，w h i c hw a sf u n d e db ye d u c a t i o nr e s e a r c hr e s e r v eo f a n h u ip r o v i n c e o nt h eb a s i so fl a r g er e a d i n ga n ds u r v e y ，t h ee s s a yg e n e r a l l yg i v eav i e wo f h i s t o r yo fe x a m i n a t i o na sw e l la ss t a n d i n go fb o t hc o m p u t e ra i d e de d u c a t i o na n d c o m p u t e ra i d e de x a m i n a t i o n t h ea r t i c l es y s t e m a t i c a l l ya n a l y z e da n dr e s e a r c h e dt h e p r o b l e mw i me x a m i n a t i o no fc o l l e g ep h y s i c s , t h e nh i g h l i g h t e dt h e i s s u e so n e x a m i n a t i o no fc o l l e g ep h y s i c se x p e r i m e n ta n dp r o v i d e dt h em e a s u r et oi m p r o v et h e p r o b l e m s t h em e a s r r eh a sag r e a tr e f e r e n c ev a l u ef o rr e f o r m i n go fe x a m i n a t i o no f c o l l e g ep h y s i t se x p e r i m e n tw i t hs i g n i f i c a n ti m p o r t a n c ei ni m p r o v e m e n to fi t s e d u c a t i o nq u a l i t y a c c o r d i n gt ot h et h e o r yo fm e a s u r e m e n ta n ds t a t i s t i c s ，c o m b i n e dw i t ht h e a c t u a lf e a t u r eo ft h ee x p e r i m e n to fc o l l e g ep h y s i c s ，w ep r o p o s a law a yt oe v a l u a t e a n di n v e s t i g a t et h et e a c h i n ga n dl e a r n i n ge f f e c tu s i n gt h ee x a m i n a t i o np e r f o r m a n c e o ft h ee x p e r i m e n to fc o l l e g ep h y s i c sa sar e f e r e n c es t a n d a r d w ec a l la t t r a c t t e a c h e r s a n ds t u d e n t s e n t h u s i a s ma n di m p r o v et h et e a c h i n gq u a l i t yo ft h e e x p e r i m e n to fc o l l e g ep h y s i c sb ym a k i n gt h ec o m m e n t a r yo fl e a r n i n ga n dt e a c h i n g q u a l i t ym o r eo b je c t i v ea n dm o r ef a i r f o rt h em o r e ，t h er e s u l to f t h i sr e s e a r c hw i l lb e g o o df o rt h ei m p r o v e m e n to f t h et h e o r i e so fm e a s u r e m e n ta n ds t a t i s t i c s a c c o r d i n gt ot h ep r i n c i p l eo fc a i ，c o m b i n e dw i t ht h er e q u i r e m e n to ft h e t e a c h i n ga n de x a m i n a t i o no ft h ee x p e r i m e n to fc o l l e g ep h y s i c s ，w ed e v e l o p e dt h e e x a ms o f t w a r eo f m i c h e l s o ni n t e r f e r o m e t e rm e a s u r et h es o d i u ml a m p s w a v e l e n g t h ，t h es o f t w a r eh a sh i g l lq u a l i t yo fe m u l a t i o n , p r a c t i c a l i t ya n dm u l t iu s e r i n t e r f a c e ，e s t a b l i s h e db a s e m e n tf o rt h eo p e r a t i o no ft h ep h y s i c se x p e r i m e n tu s i n g c a i t h i ss h o u l db eab r a v eo fv a l i dt e s tf o rt h er e f o r mo ft h ep h y s i c se x p e r i m e n t u s i n g c a a c c o r d i n g t ot h et e n d e n c yo f d e v e l o p m e n t o f c o m p u t e r n e t w o r k e x a m i n a t i o n ，c o m b i n i n gb o t ht e c h n o l o g yo fc o m p u t e rn e t w o r ka n dr e q u i r e m e n t so f e d u c a t i o no f c o l l e g ep h y s i c se x a m i n a t i o n ，t h ec o l l e g ep h y s i c se x p e r i m e n t e x a m i n a t i o ns y s t e mo nt h eb a s eo fc o m p u t e rn e t w o r kw h i c hw a sc a l l e dt h ed a t ao f e x a m i n a t i o nr e s o u r c eo fc o l l e g ep h y s i c se x p e r i m e n tc a m eo u t t h ea r t i c l ea l s o p r o v i d e di n f o r m a t i o no nt h ef u n c t i o na n df e a t u r eo fs u c hs y s t e m ，o p e r a t i o n e n v i r o n m e n ta n dh a r d w a r er e q u i r e m e n t ，t h ef l o w c h a r to fc o m p i l i n gs u c hs y s t e ma s w e l la so p e r a t i o ni n s t r u c t i o na n df u n c t i o no fe v e r ym o d u l ee t c k e yw o r d s ：c o l l e g ep h y s i c se x p e r i m e n t ，e x a m i n a t i o n ，r e f o r m a t i o n ，c o m p u t e ra i d e d t e s t ，w e be x a m i n a t i o nd a t a b a s e 插图清单 图4 1 迈克耳逊干涉仪实验光路原理2 9 图4 2 等倾干涉原理图3 0 图4 3 等厚干涉原理图3 l 图4 4 迈克耳逊干涉仪实验考试软件主界面3 3 图4 5 在仿真迈克耳逊干涉仪上调出等倾干涉图象3 3 图4 6 迈克耳逊干涉仪考试系统图标3 4 图4 7 迈克耳逊干涉仪考试系统3 4 图4 8 实验操作考试题目3 5 图5 1 安装系统的i i s 3 9 图5 2 配置系统的i i s 4 0 图5 3 配置i i s 的站点地址和端口号4 0 图5 4 配置i i s 的主目录4 1 图5 5 总体架构设计4 1 图5 6 管理员表4 2 图5 7 用户表4 2 图5 8 试卷表。4 2 图5 9 管理员登录图4 3 图5 1 0 题库设置界面4 3 图5 1 1 选择题管理4 4 图5 1 2 填空题管理4 4 图5 1 3 简答题管理4 5 图5 1 4 系统登录界面4 5 图5 15 用户注册界面4 6 图5 1 6 用户登录界面4 6 图5 1 7 试卷随机生成的流程图4 7 图5 1 8 试卷生成图4 8 图5 1 9 成绩查看图4 8 表格清单 表3 1 相关程度表2 3 表3 2 教学效果评价方法表2 4 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写 过的研究成果，也不包含为获得 金壁王些盔堂或其他教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示谢意j 学位论文作者签名牙必旷 签字日期：莎扩气和，庐 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金目曼工些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权金 胆王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位敝作者签名孑磁陟 签字b 强；口狰；其t 昏 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 签字日期： 电话： 邮编： 月 致谢 在即将毕业之际，首先向我的导师罗乐副教授表示深深的感谢! 衷心感谢 导师近三年的时间在学习方面给予我精心的指导，在生活方面给予我无微不至 的关心和帮助。同时，导师渊博的知识、严谨治学的科学态度、豁达的处世之 道皆是我学习的典范。在今后的工作、学习和生活中，我将努力工作、勤奋学 习、诚实做人，决不辜负导师的殷切期望。 感谢何晓雄教授在我学习和生活上的无私帮助和支持，他宽厚的胸怀和广 博的学识令我终生难忘，在此谨向何老师表示衷心的感谢。 感谢邓小玖教授、马力平副教授、梅忠义副教授、高峰副教授等在学习和 生活上对我的关心和教育。 感谢陈兴老师、张霆老师在我论文撰写过程中给与的帮助和关心。 感谢我的同学朱辉、万宝礼、徐迪、赵永礼、王超群、王东、王勇、李姗 姗、王钰、张云丽、袁润、王星烁、李怀龙等同学在硕士期间给我的关心和帮 助! 向所有关心和帮助过我的亲人、领导、老师、同学、朋友表示感谢。 最后感谢我的家人，他们是我的精神支柱和动力源泉，感谢他们多年来对 我的学习和生活方面的大力支持! 作者：符晓四 2 0 0 8 年5 月 第一章绪论 1 1 考试的历史与发展现状 从教育测量的原理看：教育测量是根据教育目标的要求，按照一定的规则 用数字对教育效果加以描述和确定的过程，也就是将教育效果数量化的过程。 考试( 成绩测验) 是教育测量的主要方法；也是测量学生所学知识和技能的系 统方法。 中国是最早采取考试制度的国家，据礼记学记记载，中国古代西周 时“国学 中的大学，就设有定期的学业考查制度。学生入学，每隔一年必须 考试一次。第一年，考查他们能否分析经义、辨别志愿而决定学习趋向。第三 年，考查他们能否专心学习、与同学相互切磋研究。第五年，考查他们能否研 讨学业之得失、识别他人的贤否，是否能选择善者为友。如能达到标准，叫做 “小成 。第七年，考查他们能否推理论事，触类旁通，有无坚定不移的志愿， 是否不再有违反师长教诲的地方，如能达到标准，则叫“大成 。考查的具体方 法，学记中没有记载。但从考查内容来看，那时的考查，已具有一些今日考 试的雏型了。 汉朝的太学，设有严格的考试制度。汉武帝初设太学时，就规定“一年辄 课”制( 即一年考一次) ；到东汉桓帝后，又改为“二岁一试 制。太学生没有 肄业年限的规定，只要通过考试就可以毕业，并按考试成绩的高低授予不同的 官职。考试的方法有“口试 、“笔试、“射试 三种。其中的“射试 ，就 是先出好多道题目并分别抄录下来，由学生随机抽取作答。由此可见，当时的 考试方法已经有了很大的改进。 中国又是最早采用考试取士的国家，隋朝炀帝大业二年( 公元6 0 6 年) ，即 设进士科，这是中国科举考试制度的发端。到清光绪三十一年( 公元1 9 0 5 年) 皇帝下诏停止科举，科举制度在中国整整延续了1 3 0 0 多年，是考试史上的空前 壮举w 。科举制度就是通过考试逐级选拔人才。唐朝的科举考试分州县试和礼 部试两级，宋代又增设殿试一级。明清时考试增为四级：科试，合格者为秀才； 乡试，合格者为举人；会试，合格者为贡士；殿试，合格者为进士，前三名分 别称作状元、榜眼、探花。明清的各级考试，每隔三年举行一次，进士及第后 授给一定的官职。科举考试的项目和内容，不同的科目有不同的侧重。进士科 重在考杂文诗赋和策论，明清时特重经义。明经科，以五经为主。明法科，以 律令为主。明书科，以书法为主。在考试方法和考试组织方面，科举考试可谓 集古代考试之大成，其中的经验教训至今仍有借鉴意义。 科举的考试方法，主要有口试，帖经，墨义，策论和诗赋。帖经，就是主 考官任择经书中一页，遮盖全文，仅留一行，再裁纸为帖，盖上三、五字，令 考生念出或写出这三、五字。帖经是唐代科举的主要考法之一，各科考试，均 须帖经。墨义。就是从经书中编出若干个问题，要求考生用经书原文回答、策 论，就是按策问临场撰文回答问题。这是科举考试中最重要的考法。最后一种 考试方法诗赋，即令考生i 临场按文题和规定的格律创作诗赋。唐自开耀元年后， 规定进士科必须试杂文二篇( 一诗一赋) ，然后试策。科举考试中的帖经、墨义、 诗赋，是考试方法的重大发展，也是现在的填空、简答、论述、作文等考法的 源流。 相比之下，西方在纪元前约5 0 0 年时候，才有雅典人和斯巴达人“举行各 种定期考试，以测验青年的技能和能量卜伽。同时，国外的考试深受中国科举考 试的影响。国外的考试和中国科举考试存在着很多的联系。中国的科举考试对 东亚和西方国家产生过深远的影响。对东亚国家的影响表现在历史上，如：日 本曾一度仿行过科举。韩国、朝鲜、越南也曾长期实行过科举制度。对西方的 影响则表现在英、法、德、美等国曾借鉴科举制度建立的文官考试制度。英国 剑桥大学三一学院从1 7 0 2 年开始实行书面考试，1 8 0 2 年才有学士学位考试。而 正式的文官考试，法国是从1 7 9 1 年开始实行的，大革命后渐趋松弛。1 8 4 0 年后 又重新考虑建立文官制度，至1 8 7 5 年法国文官系统基本形成。德国在1 8 0 0 年左 右实行文官考试。1 8 0 6 年，英国成立东印度学院，1 8 2 9 年为东印度公司选用文 职人员实行公开考试，1 8 5 5 年，英国政府开始推行文官考试，并在1 8 7 0 年使 其制度化和正规化。1 8 8 3 年，美国也建立了文官考试制度，并于1 8 9 3 年使其 进一步完备。正如孙中山先生所说：“现在欧美各国的考试制度，差不多都是学 英国的。穷流溯源，英国的考试制度原来还是从中国学过去的例1 4 j 刚。” 随着社会的进步与发展，考试的种类也日渐丰富。现在，国内的主要考试 有：招生考试、学业考试、高等自学考试、国家公务员录用考试、资格考试与 水平考试等等。考试是各级各类学校教学过程中的重要环节，对于提高教学质 量、保证公平竞争、促进教育、科技、经济、政治、社会的进步与发展具有积 极意义【6 】。 ， 1 2 计算机辅助教学和考试的现状 计算机多媒体技术和计算机网络技术的快速发展为各级各类学校教育的改 革和发展带来了许多新的契机。为教学方法教学手段现代化的改革提供了强有 力的技术支持。同时，也为考试方法和考试手段的现代化改革提供了强有力的 支持。目前，计算机辅助教学( c o m p u t e ra s s i s t e di n s t r u c t i o n ，c a i ) 已经 发展成为一门新兴的学科，正在逐步地改变着各级各类学校的教育过程。 计算机试题库系统是计算机辅助教育考试的一种最普遍的形式，它是利用 计算机信息存储量巨大、并且便于管理的特点建立起来的一种用于考试的数据 库管理系统。在国外，最早的试题库是1 9 6 8 年i b m 公司和美国洛杉矶学区共同 开发的c t s s ( c l a s s r o o mt e a c h e rs u p p o r t i n gs y s t e m ) 系统。c t s s 系统最初管 理一个美国历史题库，其中贮存有8 0 0 道题目，能为中学教师生成测验试题、 2 家庭作业、课堂讨论题以及课外辅导材料等。在1 9 9 3 年，美国又开展了o c p c 计划，利用计算机解决学生作业的问题。随后又开展了课程上网的计划。如： 美国m i t 的a t h e n a 系统就是一个多媒体、分布式、网络综合教学系统。而 s t a n f o r d 大学的v 系统和加州b e r k e l e y 分校的s p r i t e 系统都己运行多年，并 在不断完善和扩充之中。在考试发展的过程中，随着计算机技术的进步，一些 有影响力的考试已经逐渐地实现了无纸化。如：大家熟悉的t o r f f g r e g m a t 。 近年来，在国外( 主要是在美国) 出现了一些支持网络考试的系统，如：由 i n f o r m a t i o ns y s t e m sa n di n s e c ts t u d i e s ( i s i s ) a tv i r g i n i at e c h 开发的 一个网上考试系统w h i z q u i z 。还有几个己经投入使用的考试系统分别是 m k l e s s o n ，e v a l ，t u t o r i a lg a t e w a y 和t h eo p e nl e a r n i n ga g e n c yo f a u s t r a li a s ( o l 从) s y s t e m 虽然我国在这方面的起步较晚，但是也在积极开展各项工作，并且取得了 很大的进展。在1 9 8 7 年成立了中国c a i 学会，在全国范围内开展计算机辅助教 学的研究与应用。目前清华大学、北京大学、西安交通大学等高校都成立了c a i 中心。早在1 9 9 5 年，天津大学等多所院校就提出了”工科基础课程化工类c a i 系列课件的研究开发”的立项申请书，并经过教育部高教司组织的专家评审。其 中就有工科物理实验c a i 课件的研究、开发与应用。在我国，许多大学都己尝 试在一些重点课程中引入c a i ，有的大学已有小的c a i 系统，如：中山大学的 c a i 系统、华东师大的m c b b i 系统、复旦大学的外语试题库等等。 随着c a i 的发展，试题库管理系统也有较快发展。许多考试都已经采用试 题库管理系统进行出题。在我国，试题库的发展也取得长足进步。先后建立了 高考试题库、大学英语等级考试试题库和计算机等级考试试题库等。现在，许 多大型考试基本上都有各自的由计算机管理的试题库系统，有的还带有自动阅 卷系统。随着时代的发展，单机版的试题库系统逐渐暴露出了它的局限性。为 了适应远程教育日益发展的需要，开发网络试题库系统势在必行。2 0 0 0 年1 1 月，高等教育出版社对网络试题库系统进行招标，华南理工大学凭借着其在通 用试题库系统研制上的突出表现，以及在试题库研究方面的深厚基础和技术力 量，成功中标承担了“大学数学系列网络试题库系统”的设计与开发任务，并 且与2 0 0 2 年3 月圆满完成并通过验收。 1 3 大学物理实验考试的发展现状 大学物理实验课程是大学生系统接受实验方法和实验技能训练的开始，也 是后继实验课程的基础。大学物理实验课程覆盖面广，具有丰富的实验思想、 实验方法和实验手段，同时又能提供综合性很强的基本实验技能的训练，是培 养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础课程。并且在培养学生严谨的 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 方面发挥着重要作用pj 。因此，做好大学物理实验课程的教学工作对学生综合 素质的培养具有重要意义。然而，在我国从中学到大学实验教学始终都是一个 薄弱环节。近年来，虽然国家对高等教育的投入不断地加大，高等学校的实验 条件也在不断地改善，但是和迅速扩大的招生规模相比，实验条件还难以满足 实验教学的需要，更难以满足实验考试的需要。导致实验教学过程中存在许多 问题，其中如何开展大学物理实验课的考试就是一个值得深入研究的课题。 目前，国内各个高等院校大学物理课程的考试方法基本上都是统一命题， 统一考试，统一评分。但是大学物理实验课程的考试方法却并不一致，有些三 本学校和一般本科学校还没有按照教育部高等学校物理基础课程教学指导委员 会的要求对大学物理实验进行单独设课，而是把大学物理实验作为大学物理课 程的一部分内容开展教学的。有些学校虽然单独开设大学物理实验课程，但是 却不进行期中或期末考试，只是以平时的实验报告成绩作为最终的学业成绩。 国内较多的重点大学经过多年的发展和改进，已经总结和制定出比较完善的大 学物理实验课程的考试方法。归纳总结起来主要包括以下三个部分刚： ( 一) 平时成绩的考核 平时成绩主要包括以下几个方面： 1 ) 实验报告成绩：主要是实验报告的撰写，包括实验目的、实验原理、实 验仪器、实验过程、数据记录与处理、误差分析等。 2 ) 实验预习成绩：主要检查学生的预习情况，了解有关知识的掌握程度。 3 ) 实验操作情况：学生的操作能力、观察能力及解决问题的能力。 通过对平时成绩的考查，了解和掌握学生在大学物理实验课程的教学过程 中的学习情况、存在的问题，便于教师及时地发现问题；改进教学方法；提高 教学质量。在对学生的平时学习效果给出科学合理的量化的同时，也可以对学 生的学习起到督促和指导作用。 ( 二) 理论考试( 笔试) 理论考试一般在大学物理实验课程结束后进行，考试的方法和大学物理课 程相同：采取统一命题、统一考试、统一评分的方法。试题主要包括大学物理 实验的基本理论和基本知识，如：实验误差理论、有效数字的处理、常用的实 验监测方法、常用的实验仪器的使用方法和注意事项。试题还包括每一个实验 单元的基本原理、实验现象、实验方案、误差分析等内容。有时还有新的实验 方案的设计等内容。 ( 三) 实验操作考试 实验操作考试是大学物理实验教学过程中的一个很重要的教学环节，它可 以有效地、客观真实地考察学生的实践能力，发现问题、分析问题、解决问题的 能力。虽然操作考试在对学生学习大学物理实验课程的学习效果进行量化的过 程中具有重要的作用，但是由于实验室条件的限制，在实际进行的过程中还存 在许多问题：首先，在许多学校实验操作考试往往只能对部分专业和班级进行， 4 很难在全校范围内开展。其次，在考试的实施过程中很难保证所有的仪器设备 都具有一样的工作性能，因此很难保证实验操作考试成绩的客观性与公正性。 同时，还存在其他影响客观与公正的因素。如何消除这些不利因素，进行客观 公正有效的大学物理实验操作考试是教育工作者共同关注的问题。 在平时考查、理论考试和实验操作考试的基础上，最终按以下方法计算出 学生最后的总成绩： 最后的总评成绩= 平时成绩木权重+ 理论考试成绩水权重+ 操作考试水权重 其中，关于每个部分的权重不同学校的选取往往是不同的，各个学校往往 根据自己的具体情况来给出三个部分的权重。 1 4 论文研究的主要内容与意义 论文的选题来自于导师主持的安徽省教学研究项目“大学物理实验网络教 学系统的研究”。 论文首先对考试的概念和发展、计算机辅助考试的发展、大学物理实验课 程考试的发展进行了综合论述。并对目前大学物理实验课程考试的方法进行了 总结和研究，指出了目前考试方法中存在的问题与不足。针对这些问题与不足 开展了大学物理实验课程考试的改革与研究工作： 1 ) 根据教育测量与统计的原理，结合大学物理实验课程考试的实际特点， 提出用大学生学习大学物理实验课程的“理论成绩”作为参照系来分析评价和 考查学生的学习效果和教师的教学效果的方法。 2 ) 系统分析研究了大学物理实验课程考试中存在的问题，针对这些问题提 出了一些切实可行的改革方法。 3 ) 根据计算机辅助教学的原则，开展了计算机辅助大学物理实验考试的研 究工作。在此基础上，研制开发出“迈克耳逊干涉仪测量钠光灯波长 的计算 机多媒体考试软件，该软件具有很高的仿真性、可靠性和实用性，为开展计算 机辅助大学物理实验操作考试奠定了基础。 4 ) 根据计算机试题库研制开发的原则，研制开发了基于网络的大学物理实 验课程试题库系统。该试题库系统功能很强、操作使用方便、可以实时评分、 可以对考试结果实时分析等，因此对于开展网络考试具有积极意义。 上述这些研究工作所取得的研究成果具有很强的实用性，可以应用于大学 物理实验课程的考试，对于大学物理实验课程考试的改革具有重要的参考价值， 对于提高大学物理实验课程的教学质量具有积极意义。对于开展计算机辅助教 学也具有重要的参考价值，值得其他课程借鉴。 1 5 本章总结 简要介绍了国内外考试的历史和发展现状，对计算机辅助教学和计算机辅 助考试的发展现状进行了归纳总结。在调查研究的基础上，论述了大学物理实 验考试的现状和存在的一些问题。 6 第二章大学物理实验考试的基本理论 2 1 大学物理实验考试 准确界定大学物理实验考试的内涵，正确认识大学物理实验考试的属性， 是科学开展大学物理实验考试工作的前提条件。关于考试的定义：在中国大百 科全书中将“考试 解释为：“学校检查学生学业成绩和教学效果的一种方法 。 教育辞典认为考试是“对学生的学业成绩进行检查并作出评定所用的方法。西 方教育辞典亦认为考试是“对学生学习情况的正式评定，特别指一门课程结束 时对他们学习的评定 。辞海也将“考试”定义为：“学校评价学生学业成绩的 制度之一。检查学生学习情况和教学效果的重要方法。”刚再如：“考试是一种 严格而又庄严的科学鉴别方法”：“考试是测定人的能力、知识、技能、性格等 有无和程度的方法”等等。 从教育测量的原理看：教育测量是根据教育目标的要求，按照一定的规则 用数字对教育效果加以描述和确定的过程。也就是将教育效果数量化的过程。 考试( 成绩测验) 是教育测量的主要方法；也是测量学生所学知识和技能的系 统方法”。科学合理的考试结果有利于调动师生的积极性，提高教学质量。反 之，则会对教学产生消极的负面影响。 大学物理实验考试是物理实验教学效果数量化的过程，具体包括：物理实 验课程教育目标的认识、实验试卷的设计与编制、试题与试卷的分析评价、考 试的实施、评分记分以及分数的合成与解释等。开展物理实验课程考试的研究， 及时检查和科学评定物理实验课程的教学效果是提高物理实验课程教学质量的 关键问题之一，在实验教学、行政管理和教学研究中都发挥着重要的作用。 2 2 大学物理实验考试的性质与功能 考试的属性即考试的性质和特点。研究考试的属性，有助于认识和把握考 试规律，为考试的实践活动提供可靠的理论依据。考试是考试的认识活动、考 试的实践活动和考试的评价活动的有机整合，它伴随人类社会育人、用人和管 人活动的全过程，存在于人类社会的各行各业，是促进人的发展和社会的发展 的重要机制之一。 2 2 1 大学物理实验考试具有六方面的基本属性副i i 习 ( 一) 普遍性 从空间的角度考察，考试都具有普遍性。科学的考试不仅是督促师生去检 验教学效果、实现教学目标的有效措施。更是识别人才、发现人才、甄选人才 和评价人才的基本方法。它的使用范围和作用至为宽广，遍及人类社会的各个 领域。因此，凡是有人群共同从事社会活动的地方，就必然有考试的存在。大 学物理实验教学作为高等教育活动的一个组成部分，必然有众多的师生参与其 7 中，当然离不开考试，因此大学物理实验课程的考试同样具有普遍性。 ( - - ) 组织性 考试是施考主体与应考主体间的一种交互活动，一定的组织形式既是考试 活动运行和存在的方式，也是考试活动其他属性存在的内在依据。在考试活动 的运行过程中，相应的考试组织机构，是维持活动有序运行的主体，而组织本 身又是考试活动中的管理对象。也就是说，任何一种考试活动都是一种有组织 的活动，而不是孤立的个人行为，无一定组织形式的考试活动是不存在的。所 以，考试活动是一种有组织性的社会活动。大学物理实验考试作为一门理工科 专业的公共基础课的考试应当是有组织、有计划的统一考试，因此也必然具有 组织性。 ( 三) 目的性 考试是人们为实现某种预期的目的而进行的。源于人及社会发展需求的考 试目的，既是考试活动的出发点，也是考试活动的结果。其活动的一切内容、 规程、方法和手段，都必须服从考试目的的需要。或者说，考试目的是形成和 完成考试活动的首要前提，它反映出外部客观需求，决定考试的类别i 程序、 内容、标准、方式、手段及组织形式，导引考试活动运行的方向。因此，考试 活动的目的性集中体现了人的活动的能动性，而且也是考试活动的社会价值之 所在。大学物理实验考试也有其目的性，开展大学物理实验课程考试的目的就 是要及时检查和科学评定大学物理实验课程的教学效果，发现教学过程中存在 的问题，进行教学研究与改进，不断提高大学物理实验课程的教学质量，与此 同时对学生学习的成绩给出客观公正的定量的评价。 ( 四) 选择性 考试是测量、甄别、评价人的身心素质个别差异的社会活动。它对考试活 动中主、客体交互结果的判定，含有事实判断和价值判断的双重性质，不仅要 判明考试结果“是什么”，更要关注考试结果“应当怎样 ，即是否达到预期目 的的需求。基于考试与人及社会发展的利害得失关系，以及每一具体考试直接 目的的需要，考试的设计、实施及结果的应用，都必须对相关资源和环境进行 慎重的选择，尽力实现预期考试目的之程序、内容、方法、手段、环境等的优 化。另一方面，考试对人的身心素质的测评只是一种抽样测评，而不是人的身 心素质内容的全部。因此，每一具体考试的测评要素及内容，只能根据考试目 的的需要进行选择，亦即遵循部分能够反映总体的原理，对测评要素进行抽样。 然后，再根据需要测评的要素，精心选择并确定能够测出要素的具体测评内容。 考试的高选择性，正是考试具有特殊文化功能的重要原因之一。大学物理实验 考试的选择性则体现在根据对大学物理实验课程教育目标的认识，设计与编制 实验试卷、分析评价试题与试卷以及评分记分和分数的合成与解释等。 8 2 2 2 考试的功能 关于考试的功能，自古至今人们做了大量的研究：三国时期魏人王昶和西 晋的傅玄，分别从治国行政和人才选拔的角度，指出考试的功能犹如“准绳” 和“衡石 。在近代，随着考试使用范围的不断扩大，以及考试功能的日益拓展， 中外学者对考试功能的探讨便逐步打破了历史上的泛论格局，代之以专题性研 究。尤其是2 0 世纪3 0 年代以后，考试功能便成为中外考试研究中的热点问题 之一，各种考试功能观大量见诸予中外相关的论著和报刊。 前苏联学者苏金娜曾指出考试的功能有四种：1 ) “学习功能 ，即帮助教师 明确教学目标，为教师提供反馈，促进学生自我了解，激发学习动机，形成“超 学习”，促进学习的保留和迁移。2 ) “控制功能”，即调整教学进度，控制教学 质量，维护文凭标准。3 ) “组织功能”，即协助教师或教育行政人员对学生进行 分流、编班，检验、评价、推广新课程、新教材或新教法。4 ) “发展功能”，即 导引教学发展方向，强化目标意识，激励学生奋发进去。 日本学者棍田睿一在现代教育评价论中亦有同样论述：“无论是考试还 是考查，都是为了把教育本身放在科学合理的基础上，从而就全局说，运用更 合适的形式促进儿童、学生的成长与发展，并进一步指出，以考试为中心的评 价形式，“无论是把它看作反馈的机能也好，还是看作整速器的机能也好，都是 教学者为了以稳健的步伐、有组织地进行学习所必不可少的措施”。 香港学者肖炳基认为：考试是了解学生的程度，发现学生的优缺点，以审 查或预估学生的发展。 我国学者游正论在教学论中指出：考试“对学生来说，鼓舞学习，督 促复习；对教师来说，检查教学，了解效果，改进教学，总结经验；对学校及 上级教育机关来说，了解教师教学情况、教学工作问题，改进领导；对国家来 说，是选拔人才，择优录取的手段 。 虽然不同国家、不同时期的研究者对考试功能的具体表述相互有别，但是 对考试功能的认识则是异曲同工的。 2 2 3 大学物理实验考试的功能 大学物理实验课程考试的功能是及时检查和科学评定物理实验课程的教学 效果，发现教学过程中存在的问题，及时地研究与解决问题，促进教学质量的 提高，并对学生学习大学物理实验的学业成绩给出客观公正的定量的评价。具 体表现为以下六个方面： 1 ) 及时检查和科学评定物理实验课程的教学效果可以使师生获得实验教学 过程中的许多重要信息，及时了解存在的问题并采取措施、提高教学质量。 2 ) 教师通过编拟试题；学生通过回答试题都可以加深对物理实验课程教学 目标的理解，从而有助于进一步提高教学质量。 9 3 ) 考试前的复习、考试中的做答、考试后的总结都是非常有效的学习过程， 具有明显地保留与迁移的作用，对于提高教学质量具有积极意义。 4 ) 从学习心理学来看：公平公正、科学合理的考试可以有效地激发学生的 学习动机。 5 ) 公平公正的考试可以科学合理地评价教学效果，为教师的考核与职称评 定提供科学依据，从而可以进一步调动教师工作的积极性与主动性，使教学质 量得到进一步提高。 6 ) 科学合理的检查与评定可以为教学研究与教学改革提供科学数据，是教 学研究的一种重要手段。 2 3 大学物理实验考试的一般原则1 1 4 j 1 1 5 j 考试原则是从事考试活动、处理各种考试问题、规范考试行为所必须遵循 的基本准则。考试原则有一般与特殊之分。考试的特殊原则，因考试的类型、 性质、方式、对象及目的的不同而互有区别。比如笔试、面试、个体考试、团 体考试、合格考试、选拔考试、青少年考试、成人考试等等，都有与其性质、 对象、目的等相适应的特殊原则。但是，凡是人类的考试，无论考试的具体目 的是什么，也不管考试的具体对象是何人，采取的是何种考试方式，其本质都 是相同的，都是一种测量、甄别、评价人的身心素质个别差异的社会活动。同 时，在考试的总体对象和目的上，亦无实质区别。均以现实的、活动着的人为 施考对象，客观鉴别应试者被测方面的素质水平，是考试共同的目的。因此， 在各种考试的特殊原则中，“又无不含有一切考试活动都必须遵循的一般原则”， 或者说是具有普遍意义的基本原则。既然是考试的基本原则，当然也是大学物 理实验课程考试所必需遵循的原则。在此根据考试的基本原理，提出大学物理 实验考试应当遵循的几条基本原则： j ( 一) 科学性原则 科学性原则是大学物理实验考试的首要原则。它要求一切考试活动的开展 都必须遵循考试的客观规律。凡考试的决策与实践，都应当以科学的考试理论 为指导，并坚持用科学的眼光、科学的方法去看待、分析和处理各种考试问题。 应当在科学的考试观念支配下，不断提高考试的科学化水平。与此同时，大学 物理实验课程属于自然科学，其考试内容的选择，试卷的编排都必须符合科学 性。 ( 二) 导向性原则 导向性是考试的基本特性，也是考试导向功能的集中体现。考试的导向性 原则，旨在强调考试必须与国家的意志保持一致，应及时准确地反映社会的价 值观和人才观，并给后继人才的成长，以