物理化学实验量化评价体系的构建

陈素艳, 林郑忠, 欧光南

(集美大学 食品与生物工程学院，福建 厦门 361021)

0 引 言

重视以学为主的学习过程研究和学生创新能力的培养，是高等教育为社会输出高质量人才的基本保证[1]。量变是质变的基础，想要培养具有创新能力的人才，就离不开平时各种训练的不断积累。实验教学是培养学生分析问题、解决问题的能力、创新能力与综合素质的重要训练途径。实验教学中的一个重要环节是考核评价，评价结果直接反馈了实验教学质量和学生综合实验能力等信息，同时也反映出学生对实验课的重视程度和实验效果。能否做到实时、准确、客观、全面实验考核评价直接影响到学生学习的积极性，还会影响他们在未来工作中的评价理念和评价行为[2-6]。因此，如何正确地评价学生的实验成绩，构建自主性学习为主的学习体系，真正发挥学生在实验学习中的主体地位和作用，使其进行有效学习，成为传统教学领域中的一个崭新课题[7-8]。

1 物理化学实验考核评价的现状分析

物理化学实验是借助物理和数学的方法完成化学测试表征任务、探讨和验证化学反应基本规律，是一门多学科交叉且理论性实践性都很强的课程[9-10]。传统的物理化学实验考核评价注重结果、忽视过程、方式模糊、尺度不统一，造成了成绩评定的片面性[11]。以往曾以“实验报告(60%)和期末实验考核(40%)”两部分来评定实验成绩，主要侧重于实验报告来评定，而教师对报告的评价没有标准准则，评定存在一定的偏差。后来改成以“设计实验考试(40%)+平时实验操作(30%)+实验报告(30%)”作为物理化学实验成绩评定的方法[12]。虽然让学生重视了实验设计，增强了学习主动性，而对学生的实验技能掌握情况也只能片面地考察，缺乏全面性。原有的这些考核评价方式，导致学生在实验过程中重视实验结果，轻视了实验过程，不利于对学生严谨科学态度、独立思考、创新能力的培养。因此，建立一种新的物理化学实验评价体系，对学生的实践进行多元化的考核和评价[13]。规范学生实验操作，激发学生学习物理化学实验的主动性，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新能力。

2 过程性评价的理念与方法

过程性评价是20世纪80年代来逐步形成的一种评价方式，包含两个重要特征：①关注学习过程。过程性评价关注学生学习过程中的学习方式，通过对学习方式的评价，将学生的学习方式引导到深层次方向。②重视非预期结果。过程性评价支持对学习成果进行必要的“量化”测量，同时倡导和重视“质性”的方法，主张将评价嵌入到教学的过程中，贯穿于教学过程始终。将评价的视野投向学生的整个学习经验领域，认为凡是有价值的学习结果都应当得到评价的肯定，而不管这些学习结果是否在预定的目标范围内。其结果，学生的学习积极性大大提高，增强了学习经验。这正是现代教学所期待的最终目标[14-15]。

3 物理化学实验量化评价体系方法与措施

著名的心理学家加德纳认为每个人至少拥有自我认知、逻辑数理、语言、空间、音乐、身体运动、人际交往等7种主要智能。加德纳的多元智能理论为实验课程考核的多元化评价提供了理论依据，需要同时关注一系列分别衡量各种能力的评价结果，设计出有益于经常性、系统性的评价方式[1,16]。实验教学评价要注重教学结果，更要注重过程，不能以实验报告作为评价的唯一标准，应该把评价放在实验过程的各个环节中。实验过程不只是要求学生将实验做成功，更主要的是培养学生的动手能力，让学生在操作过程中严格遵守实验操作规程、仔细观察、认真思考，养成良好的科学习惯。因此根据物理化学实验的特点，对实验操作评分标准进行了具体规定，由主讲老师和实验技术人员组成评定小组，分工协作，在实验过程中不停地巡视，观察每个学生的具体操作和表现。在指导的过程中也给予评价。并以相应的成绩形式记录，使每个学生在各个实验环节得到较为客观、公平、及时的评价。当学期实验课程结束后，学生成绩手册上就有每个学生的完整实验技能评价数据。

3.1 评价的内容与过程评价表格的设计

实验是一个综合的过程，包含实验目的、原理、操作、讨论等几个内容。因此，把学生的实验预习、实验操作、实验综合素质、实验报告、实验小论文等项目作为评价的内容。侧重考查学生的动手能力，分析解决问题、创新和书写能力，以过程评价表为依托，对学生的学习成果进行必要的“量化”测量，从而建立物理化学实验课程量化评价体系。把平时实验考核和综合设计实验设计成系列表格进行量化评价，教师提前通过课程网站或QQ群或电子邮件等途径将每个实验的评价项目表发到学生手中，使学生了解实验评价的内容和指标，有目的地进行预习。

3.1.1 平时实验量化评价

评价内容即为本课程的每个实验项目，包括实验预习、实验综合素质、实验操作技能和实验报告。平时成绩评价表设计见表1。

(1) 实验预习。要求学生实验前必须按实验的评价项目内容充分预习。预习内容包括了解实验的目的和原理，透彻理解实验设计的要领及意图，仪器的构造和使用方法等。能找出决定实验成败的关键操作，周密设计原始数据记录表。鼓励学生在实验预习过程中多提出问题，开拓学生的创新思维，独立思考的能力。有目的的实验预习可以训练学生的科学素养，有利于提高学生的思维能力和动手能力。

(2) 实验综合素质。重视实验综合素质是培养学生严谨科学态度和探索精神的一个重要环节。要求学生在实验过程中遵守实验室规则，不喧哗，不打闹。在限定的时间内安排好实验的内容，有计划地完成实验任务。对于实验异常情况或出现实验失败，不能一过了之，要及时反馈，与老师和同学探讨交流，鼓励学生思考，积极探索出现问题的原因。学生必须尊重客观事实，不可编造或篡改实验数据。

(3) 实验操作技能。实验操作及技能可以根据每个实验的内容和仪器操作特点着手进行考察。例如气液平衡实验，主要考查两大部分的内容。一是沸点仪的操作，可考查的内容有①沸点仪的装置安装，气密性检查，通水，加热的情况。②取样前是否关闭加热仪器开关。③是否冷却后才取液相组成和气相组成。④是否保持无水操作。二是阿贝折射仪的使用，可考查的内容有①阿贝折射仪安放的位置是否有利于观察。②加样前是否清洁棱镜表面，加样后是否迅速合上辅助棱镜，旋紧闭合。③仪器调节时目镜中十字线是否清晰明亮，调节读数螺旋，明暗的界面是否恰好同十字线交叉处重合。④读折光率数据是否读到小数点后的第4位。⑤试样重复测量的次数是否达到要求。由于每个实验的特点不同，可以根据实际情况设计表格和设定评价的内涵和观测点及评价的分值。

(4) 实验报告。实验报告是学生对所做实验的分析与总结，是学生利用所学的理论知识对实验数据及现象所做出的处理，是分析问题、解决问题能力的体现。可从学生的书写、知识整合能力和表达能力、对记录的实验数据是否正确完整、图表设计的规范性，对实验结果有没有科学分析和讨论、有没有提出相应的的改进意见和自己独特的想法等方面进行评价。

3.1.2 综合设计实验量化评价

综合设计实验主要引导学生由过去“学习、考试”型向“学习、思考、研究、创新”型转变。其量化评价方式主要考察学生实验的各种能力，包括学生的思维能力、动手能力、创新能力和表达能力。具体实施方法,学生先通过抽签确定实验项目，再根据实验项目查阅相关的文献并熟悉实验过程中所用仪器和设备，自己设计实验方案，然后自行完成实验，在整个实验过程中，学生均独立操作，老师只针对各个操作环节进行评价。实验操作量化评价项目及表格设计参考表1。

一般情况下，平时实验任务完成后，学生要完成一份规定格式的实验报告，报告包含实验目的、实验原理、实验步骤、数据处理，讨论分析等内容。对于实验报告的前4项内容，学生基本上都来自实验指导书，数据处理和分析讨论也大都是相互借鉴完成，难以达到提高训练学生的科学思维能力和分析总结能力。综合设计实验报告，要求以小论文的方式书写。论文内容要求有中英文摘要、关键词、引言、材料和方法、结果与讨论等。用小论文代替实验报告，要求学生按科技论文的格式写实验报告，可以全面训练学生的科学思维、查阅资料能力和文字表达能力，为大学四年级的毕业设计或毕业论文做好准备工作[12]。老师通过小论文可更好地量化评价学生的能力。小论文的成绩评价表设计见表2。

3.2 物理化学实验课程的量化评价

量化评价包括平时实验量化评价(包括实验预习实验综合素养、实验操作与技能)、综合设计量化评价(实验设计方案和实验小论文)两部分。

例如n为物理化学实验课程的实验个数，Si为第i个实验的成绩。Si由实验预习成绩yi、实验综合素养成绩zi、实验操作及技能成绩ci、实验报告成绩bi4个部分组成，每项成绩的权重系数qj(j=1,2,3,4)，可分别设为20%、10%、40%、30%。平时量化评价成绩P的计算式为:

表2 小论文成绩评价表

式中:mi为每个实验的权重系数，根据实验的难易程度来调整,

综合设计实验量化评价成绩Z由实验设计方案及操作技能F和实验小论文L两部分组成。权重系数设为u1=u2=50%，则综合设计实验量化评价成绩为：

Z=u1F+u2L

实验量化评价的总成绩C平时量化成绩P和综合设计实验量化成绩Z两部分组成。则实验课程总成绩为:

C=v1P+v2Z

式中:v1和v2分别是平时实验量化评价和综合设计实验量化评价的权重系数，一般可设v1=70%和v2=30%。

物理化学实验量化评价的所有数据可用Microsoft Office Excel进行处理。平时实验量化评价为每次实验的累计，未出勤则该次实验成绩记为零分。综合设计实验量化评价分为课内外两部分，学生通过抽签确定实验项目后，查阅相关的文献并熟悉实验过程中所需的仪器和设备、设计实验方案和后续的小论文可在课外完成，实验操作在课堂内完成。教师根据实际情况评价计分。量化评价总成绩不到60分为不及格。

4 实验量化评价体系的实施效果与思考

物理化学实验量化评价体系实施后，学生反映良好。他们觉得物理化学实验的确不同于以往的无机分析实验和有机化学实验，只要按照书上的步骤和方法操作即可，而要查阅相关的资料，设计实验和实验方法，熟悉仪器，并使用软件处理数据和分析结果，每次实验前后要花不少时间预习和书写报告，主动去学习，从而体会到学习的乐趣。老师也觉得这种量化评价方式比以往的考核方式能较为客观、公正、全面地评价学生的实验成绩。有利于师生教与学的互动，有利于学生自主学习。学生的思维能力、动手能力得到了锻炼，有意识地把知识技能转化为科研技能，激发了学生学习的热情。

在量化评价体系的实施的过程中仍然存在一些问题。一般而言，一个实验班约有30名学生，2个学生合作做同一个实验。每次物理化学实验课配有2名老师(实验技术人员和实验教师)，这样每个老师基本上要评价7～8组学生。由于评价体系所涉及的项目比较多，且实验过程中，大部分学生会在同一时间进行某一个具体的操作。这样会出现实验教师和实验技术人员不能及时对每个学生的每个操作过程作出准确的评价。而课程时间的设置和实验室的使用安排情况无法再对学生拆班实验，为了使评价做到及时，公平和公正，每堂实验课最好增加1～2名老师，来提高师生比例。在学院的研究生或本科生中挑选部分优秀的学生培养成为实验助理，参与实验教学的辅导与实验量化评价，既增强了这部分学生的组织和管理能力，也缓解教师工作量加大的压力。

5 结 语

虽然这套物理化学实验量化评价方式相比传统的考核方式能更加客观、全面地评价学生的学习成果，给出更加合理真实的成绩，而且可以激发学生自主学习的兴趣，有助于学生对实验技能的掌握，培养学生分析问题和解决问题的能力。但是这套评价体系的构建与实践还处于初级阶段，在实施中仍然存在许多问题需要探讨，如教师的工作量比原来的评价方式明显增大；在不同实验中，指导教师量化评价尺度上仍存在一定的差异。如何在评价过程中做到有章可循且游刃有余，如何构建和完善更加普遍、客观、系统的评价体系，这些问题有待我们在后续工作中进一步思考和努力以提出解决方法。