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高校大部分理工科專業開設了“大學物理”課，“大學物理實驗”是與之對應的公共基礎性實踐課。“大學物理實驗”培養目標是：培養學生的基本技能和獨立思考能力，使他們學會分析問題與解決問題，將知識應用于實踐，提高創新能力 [1]。由于“大學物理實驗”的環節比較多，每個學期都涉及不同專業的眾多學生，具有很大的主觀性，因此難以用統一的標準評定學生的成績。各個學校采取的考核方式不一，常用的考核方式有平時實驗考核、筆試考核、實驗操作考核、多元化考核[2]、平時成績+理論考試+操作考試[3]、平時實驗的考核+期中實驗基本操作考核+期末考核[4]、考核多元化[5]和階段化的考核方式[6]等。不同考核方式存在部分相似性，又不完全相同，各有利弊。筆者鑒借這些考核方式，結合多年的實踐教學經驗和考核經驗，探索提出個人認為適合本校的一種成績評定方式。
1現行考核模式存在的不足
我校一向重視大學物理實驗教學工作，為了保障教學效果，促進教學工作，達到教學目標，盡可能高質量實現人才培養目標，團結一致，努力探索和改進教學模式、教學方法及實驗考核模式。關于實驗考核模式，最初我校通過平時實驗成績和期末考試成績綜合評定學生的《大學物理實驗》成績，但在期末考試中呈現諸多弊端。最終決定注重學生的實驗過程，進行了相應的實驗教學改革，其一，對實驗項目教學任務的承擔老師和指導方式進行調整。原來一個老師基本上承擔一個行政班級的兩個實驗項目，并在兩個相鄰的實驗室交錯同批次指導兩個實驗項目，由于指導老師無法同時出現在兩個不同的實驗室，導致在指導老師不在本實驗室的情況下，出現了很大比例的學生抄襲實驗數據或根據他人的數據偽造實驗數據的現象，但由于老師不在場不能及時發現這些現象，導致部分學生做完了實驗還不知道怎么使用這些基本的實驗儀器的現象，甚至老師覺得實驗數據可疑的情況下，由于沒有證據，導致在學生面前顯得很被動，起不到培養學生動手能力、分析和解決問題的能力的目的，甚至連最起碼的誠信教育也達不到。也不能合理的評價學生的實驗過程。因此，后來調整為一個老師只承擔一個行政班級的一個實驗項目，相應的同一時段一個老師只指導一組學生的實驗，這樣一來，指導老師能有效督促學生的實驗過程，也能及時發現學生實驗過程出現的問題，有效解決了部分問題。其二，實驗成績評定方式由原來的平時成績+期末成績的綜合評價調整為平時成績的綜合評定方式。由于注重學生實驗過程，對于每個實驗的成績又由實驗過程成績（占40%）和實驗報告成績（占60%）兩部分綜合評價給出。
上述這種實驗教學組織方式和成績評定方式，在一定意義上講有利于培養學生的基本技能和獨立。但也存在一定問題，如：有學生反映“誰誰抄了他（或她）的實驗報告，但最終成績比他（或她）高”，也有人反映“誰誰平時不認真做實驗，但得到了比較好的實驗成績”等。究其原因，由于指導老師無法督促實驗報告撰寫過程，出現了部分抄襲的現象，這部分學生往往抄襲成績比較好學生的實驗報告，而實驗報告成績占的比例又比較大，因此出現了學生所反映的這些現象，造成成績評定的不客觀性和不公平性，助長了部分學生的惰性，也打擊了部分學生的學習積極性。
為了進一步落實教學目標和人才培養目標，筆者探索和改革《大學物理實驗》成績評定方式，提出由平時成績（占40%）、期末考試成績（占30%）和自主實踐考核成績（占30%）綜合評價的成績評定方式。下述對該評定方式進行了詳細的介紹。
2平時成績、期末考試成績和自主實踐成績綜合評定的成績評定方式
2.1 平時成績的評定
以我校2015年下學期對某個專業16學時的“大學物理實驗（1）”為例說明平時成績的評定方式。16學時開設5個實驗項目，分別為：示波器的使用、電子元器件的判別與測量、在氣墊導軌上驗證動量守恒定律、光的等厚干涉現象的觀測和楊氏模量的測定（伸長法）。分別由5個不同的老師承擔，對每個實驗基本做到了1學生1小組獨立完成實驗，每大組學生不超過15個學生。對單個實驗，指導老師從學生預習情況（占10%）、基本的動手能力（占30%）、獨立思考及解決問題的能力（占30%）、實驗數據的準確程度（占20%）和完成實驗之后整理儀器及搞實驗室環境衛生的情況（占10%）給出實驗的過程成績，該成績在學生結束實驗時給出；指導老師再綜合學生對實驗原理的理解程度、實驗數據處理的方法及結果的準確程度、分析問題的透徹程度和實驗報告的完整性幾個角度給出實驗報告成績；綜合實驗的過程成績（占60%）和實驗報告成績（占40%），5位指導老師各自給出所承擔實驗項目的成績；根據5個實驗項目的難易程度和數據處理的復雜程度，綜合評定給出實驗的平時成績。本文所舉的上述5個實驗項目中，“光的等厚干涉現象的觀測”和“楊氏模量的測定（伸長法）”無論是儀器的調整還是具體的測量操作都具有一定的難度（特別是“光的等厚干涉現象的觀測”的測量過程中視覺很疲勞），數據處理也比另外3個實驗項目復雜，可以說這兩個實驗項目基本上起到了從全方位培養學生的各種能力，認為可以給這兩個實驗項目設置相對較高的平時成績比例，基于此，設置上述各個實驗項目成績所占平時成績的比例依次為：15%、15%、20%、25%和25%。
2.2期末考試成績的評定
目前，我校每上半年和下半年大概各有1000多學生和400多學生陸續進實驗室做大學物理實驗，一般情況下每個實驗項目只能同時接納15個學生實驗，因此難以在短期內公平公正的進行操作考試；其次，我校很注重實驗過程，在各個實驗過程對每個實驗給出了基本合理的過程成績。因此，實驗的期末考試仍然以理論考試為準，主要考核學生對已做實驗相關理論知識的理解情況和數據處理的能力，在考試中統一給某一個實驗的測量數據，讓學生處理實驗數據，進行數據分析。由于理論考試不能很好地體現實驗課程的教學目標和人才培養目標，所以期末考試成績不應占過高的比例，筆者認為期末考試成績占總成績的30%比較合理。
2.3自主實踐考核
為了能夠更好地實現教學目標和專業培養目標，提出增加自主實踐考核的思想，具體方案是：首先，由每個班的理論課老師給學生介紹實驗室的基本條件和現有的實驗儀器；然后，實驗室統一開放兩周時間，在這兩周內學生通過查詢文獻資料或書籍資料，自行確定實驗項目，自行設計實驗方案，到實驗室獨立完成實驗。自擬的實驗項目可以是再現某一物理現象或測量某一物理量，在現有的實驗條件不能滿足學生設計方案需求的情況下，允許及鼓勵學生做仿真實驗；最后，學生通過撰寫科技報告，論述自己實驗項目的實驗原理及設計方案，并對自己的測量數據進行數據分析和處理，對自己的實驗進行合理評價，給出結果。
該過程的每個環節都由學生獨立完成，要求每學生1個實驗項目，倆倆之間不能有相同的情況，并且不能選本學期開設過的實驗項目。有利于培養學生的獨立思考問題的能力、分析及解決問題的能力、基本動手能力、理論聯系實踐的能力及創新能力等，能全方位考核學生，能有效體現出學生之間的差距，能讓老師更好地了解學生的差異，以便因材施教，有效促進教學效果，可以說是最高層次的考核方式，但由于《大學物理實驗》本身是基礎性實踐課，照顧大多數學生的基本技能和基本的思考問題及解決問題的能力，因此其成績在總成績中所占的比例不應過高，基于此，認為占總成績的30%比較合理。
【關鍵詞】：仿真實驗 物理實驗 創新
物理實驗是物理學和科學實驗的重要部分，在物理學的創立和發展中物理實驗占有十分重要的地位，同時在推動其他科學、工程技術的發展中也起到重要的作用。大學物理實驗是學生進入大學后接收系統實驗方法和實驗技能訓練的開端，是理工類各專業學生進行科學試驗訓練的重要基礎。它的目的是：（1）培養學生的以下幾方面的科學實驗工作能力：即正確使用儀器、進行測量、出來數據、分析結果以及撰寫實驗報告等，使學生初步掌握實驗科學的思想和方法；（2）培養學生的創新意識和科學思維，使學生掌握實驗研究的基本方法，提高學生的創新能力和分析能力；（3）提高學生的科學素養，培養學生嚴格、細致、實事求是、認真嚴肅、一絲不茍的科學態度，培養學生積極主動的探索精神以及團結合作、愛護國家財產的道德品質；（4）培養學生善于動腦、樂于動手、講究科學方法、遵守操作規程、注意安全等科學習慣。總之，是為學生今后的學習和工作奠定一個良好的實驗基礎。
一、物理實驗教學中存在的問題
（一）由于學校擴招及多很實驗設備耗資太大、實驗室不能購買等原因，很多高校實驗室存在儀器設備落后、實驗項目單一等問題。嚴重制約了實驗教學質量的提高及實驗室的建設和發展，不利于培養與時俱進的人才。
（二）每個實驗開始之前，都要求學生進行預習，但是學生在寫預習實驗報告時，往往是照抄照搬教材上的內容，對于實驗原理、設備、操作步驟和操作過程中的注意事項根本沒有用心去閱讀并體會，這樣的應付性勞動，極大的限制了學生的思維。
二、物理仿真實驗在教學中的積極作用
（一）提高教學質量和效率
物理仿真實驗是虛擬環境下進行的實驗，實驗儀器主要是虛擬儀器，只需購置計算機等少量的硬件資源和軟件《大學物理仿真實驗》即可開設實驗。《大學物理仿真實驗》分為三部分，包含了凱特擺測重力加速度、核磁共振、螺線管磁場及其測量、檢流計的特性、單透鏡物理實驗、分光計實驗、空氣比熱容比測定、電子荷質比的測定、楊氏模量、邁克耳遜干涉儀、牛頓環測量曲率半徑、介電常數的測量等豐富的實驗內容，只要將仿真軟件安裝到計算機上，就可以進行軟件里面的任何實驗，這就解決了實驗室儀器設備落后、實驗項目單一的問題，而且由于有豐富的資源，更有利于學生自主開發實驗，故更利于培養學生的創造能力和創新思維。有些實驗儀器比較昂貴，易于損耗，普通高校一般難以開出。而仿真實驗能營造一個虛擬的實驗環境使無法開設的實驗得以開設，學生只要在裝有《大學物理仿真實驗》軟件的電腦上就能進行整個實驗的操作，并且能看到測量結果完成實驗。由于是在虛擬環境下進行的實驗，所以不存在儀器設備的損壞，操作者的心理壓力小，更樂于去動手，在操作過程中遇到問題解決問題。
仿真實驗是一種新的實驗方式，它利用計算機把實驗目的、實驗儀器、實驗內容、教師指導和學生操作有機地融為一體。如果學生在做實驗之前沒接觸過該實驗儀器，很多學生就會拿著書與儀器的部件一一進行對照，甚至在不清楚儀器正確使用方法和操作注意事項的情況下而進行了錯誤的操作，導致實驗中斷、儀器損壞。仿真實驗中實驗儀器的關鍵部位能夠拆卸，增強學生對儀器功能的熟悉和使用方法的訓練。而如果課前學生通過仿真實驗進行預習，對實驗所用儀器的整體結構建立起直觀的認識后，那么上面損壞儀器的情況出現的幾率就會大大降低。比如分光計的調整與使用實驗，每臺儀器近乎萬元，讓學生在對儀器毫不熟悉的情況下直接接觸實驗儀器會增加儀器受損的風險。所以我們首先進行分光計的仿真實驗教學，學生通過仿真實驗的學習，對儀器的結構和調試技術有了整體認識，而通過計算機操作，也掌握了一定的操作技巧，然后我們再讓學生去做相關實物實驗。而對于實驗難度較高的實驗，也是先進行仿真實驗教學，再進行實物實驗，如此就縮短了做實驗的時間。通過仿真實驗的學習后，學生對實驗有一個整體的認識，然后在進行實物實驗時會感到心中有數，操作起來更輕松，這樣就大大提高了實驗教學的效率和質量。
（二）營造多樣化教學環境。我們學院專門拿出一間計算機機房作為物理仿真實驗室，每周周一至周五開放，學生可以隨時去進行實驗操作。如果學生自己擁有計算機，便可在課外繼續實驗亦可以通過網絡進行自學，為學生對實驗的課前預習和課后復習帶來了方便。計算機仿真實驗使實驗教學走出實驗室，克服了實驗教學長期受到場地、課時限制的困擾，使實驗教學內容在時間和空間上得到延伸，學生能夠充分的學習和掌握實驗教學內容，這也利于學生根據自己的興趣選擇實驗，可滿足不同層次學生的需求，極大的調動了學生學習的積極性。
（三）對于實物實驗，實際操作中由于儀器的缺陷、實驗環境以及人為不當操作等因素的影響，致使結果誤差較大，從而影響學生對實驗的興趣。仿真實驗采用虛擬的實驗環境，最大限度地避免了實際中存在的各種不利因素，實驗結果較準確，所以通過仿真實驗可以極大地增強學生科學實驗的信心，有利于培養學生實事求是的科學實驗態度，是對傳統實驗一個有益的必要的補充。
三、仿真實驗在教學中的不足之處
盡管仿真實驗在實驗教學過程中有一定的積極作用，但它仍具有有一定的局限性。一方面，仿真實驗中的儀器相對比較精確，使學生不能通過數據處理、誤差分析等環節訓練來體驗和分析產生誤差的主要原因。另一方面，在使用仿真軟件的過程中，對儀器的操作主要是通過鼠標點擊來實現，缺乏真實感，并且缺少實際動手的機會，從而減少了學生在實驗中遇到實驗故障并排除故障的機會。
一、普通物理實驗分層次教學體系
為了培養高素質的人才，特別是培養學生具有創新精神和實踐能力，我們對不適應培養目標的教學體系、教學內容和方法進行了深層次的改革。將普通物理實驗內容分成二年級的必修課和四年級的選修課來完成。我們提出了物理實驗分層次教學的課程建設整體方案及其教學實驗室建設規劃。必修課按理論性、設計性和綜合性實驗開設，而選修課則主要是開設設計性和綜合性實驗。基于實驗基礎性，注重物理實驗項目的共性和個性特征，同時根據分層次課程內容教學需要，提出了的實驗設備優化原則，提高教學內容和實驗技術可拓展性。教學實踐顯示，通過分層次物理實驗教學平臺，既為“通才”教育提供實驗技能訓練和科學實踐能力培養的教學技術環境，也為物理“專才”培養提供了科技創新的技術空間，滿足不同層次學生的教學需要。
二、普通物理實驗分層次教學課程建設
能力培養型普通物理實驗培養方案，以物理實驗課程內容改革為切入點，實施物理實驗分層次教學平臺建設。“普通物理實驗”課程整體依照由淺入深的認識規律按內容層次分三個教學階段授課。第一層次基礎性實驗，注重基本實驗技能培養，學習基本物理量的觀測技術方法，及其正確的實驗數據記錄、分析處理、實驗結果的準確描述和規范實驗報告。第二層次綜合性實驗，充分體現物理研究實際過程，注重實驗方法的綜合運用，培養學生綜合分析和科技創新能力。第三層次設計性實驗，注重基本物理現象的觀測及研究方法，學習實驗設計方法。應該說，第一層次強調基本技能訓練，第二層次突出實驗綜合能力的培養，其教學過程更專注于實驗的物理內涵和物理現象的探索，第三層次培養學生從事科學實驗的能力。為了達到普通物理實驗課程分層次教學目標，我們對普通物理實驗項目進行了整合，進行了課程內容改革和實驗室建設規劃。使實驗項目安排分別注重實驗原理和實驗技術兩方面，注重物理研究的內在聯系。如開出示波器系列實驗、分光計系列實驗和電位差計系列實驗等。實驗相關項目構成課程的單元，由這些實驗單元組合成普通物理實驗課程整體，使整個實驗課程一體化。進一步根據課程整體教學要求，對實驗相關子集中每一項目的教學重點進行調整，使實驗教學內容體現層次結構。在物理實驗分層次教學實施過程中，第一層次和第二層次實驗項目的教學內容面向所有學習物理實驗的學生，第三層次項目內容則進一步分“通才”要求和“專才”要求來設置。前者定位于滿足所有本科學生教學需要，但在傳統的實驗方法上有所提高，有所創新，也有自己的教學特色；后者體現了綜合創新及使用現代化測量手段，它面向學有余力的優良和優秀學生，滿足“優生優培”的教學需要。
三、物理實驗分層次教學實踐
在物理實驗分層次教學實踐中，我們既要實現物理實驗分層次的教學目標，又要兼顧實驗設備資源的合理配置。傳統實驗教學以實驗項目為獨立單元，根據實驗項目各自的教學目的、內容和技術方法，提出儀器設備建設要求。由于忽視明確的課程整體教學定位以及單個實驗項目在課程整體內部的層次化教學分工，更缺乏項目之間的物理原理或實驗技術關聯，從而導致部分設備資源重復建設。因此，基于單元中每一個項目所需的儀器設備在子集中的教學層次定位，測量儀器和實驗主體設備均存在于個性和共性之中。進一步根據層次化課程內容的教學要求，合理利用和配置實驗設備，提高教學內容和實驗技術可拓展性。譬如，聲速測量、RLC串聯諧振等實驗在具有可擴展性的主平臺上，通過不同的實驗配件組合，展開一系列的實驗教學內容。這一建設思想，不僅節省教學費用，而且充分利用教學資源，更重要的是使學生通過具體的實驗對象理解物理研究的內在聯系，提高科技創新能力。基于物理分層次實驗教學要求，在實驗技術配置上，針對不同學習需要的學生，提供不同層次的實驗技術環境，真正達到“優生優培”的目的。如關于示波器的教學，我們首先介紹模擬示波器，在學生掌握了示波器的若干個實驗以后，再進一步學習數字示波器，由淺入深，循序漸進，學習示波器應用的系列實驗。在實驗方法上，我們也進行了相應的改革。如關于楊氏模量的測量，我們首先介紹拉伸法，然后介紹動態法和霍耳位移傳感器法，新舊實驗方法對比，學生從中可以體會到現代實驗技術的進步。
四、結論
物理實驗分層次教學，既優化教學技術手段又提高了實驗教學設備的使用效率，更重要的是，在相同資金條件下，實現采用與實際應用接軌的精密測量儀器或實驗測量技術多樣化的教學技術安排。根據“厚基礎，強能力，高素質”的培養模式和學校培養學生的目標及各專業的要求，依據所設計的實驗項目決定將要配置的實驗器材，要求這些儀器既有經典的又有現代的；既有自動的又有手動的；既有模擬的又有數字的。概括起來就是傳統的和現代的、基礎的和先進的二者兼顧。開出的實驗項目要傳統與現代內容并存；基本方法、基本技能訓練與獨立設計結合。給不同智力、不同需求的學生以充分選擇的余地。這樣可以改變按傳統的力學、熱學、電磁學和光學開設的拼盤式的舊體制實驗，代之以“理論性（基礎性）”、“設計性”和“綜合性”實驗的新的教學體制，使實驗內容由淺入深、循序漸進，達到提高學生素質和培養能力的目標。
參考文獻：