互动式大学物理试题库建设要点

　　1、研究背景

　　大学物理是理工科大学生的一门十分重要的基础课程，它不但可以培养学生分析问题、解决问题的能力，还有助于培养学生探索精神和创新意识，帮助学生养成科学的世界观．因此，大学物理教学质量成为大学素质教育的重要组成部分，同时还直接影响学生相关专业课的学习．近年来，随着高校不断扩招，学生在物理基础方面的差异不断增大．针对这一情况，很多高校逐渐改变大学物理课程的单一教学模式，采用选修与必修相结合、根据专业特点设置不同学时等分层次教学方法．同时，由于学生学习能力和教师教学水平参差不齐，教师教学风格各异，兼之高校重科研轻视教学等各种因素的影响，大学物理教学质量的监控与客观评价成了一个难题．迫于学生就业压力，教师给全班学生加分的现象屡见不鲜．不少教师对学生的学习态度不满，教学情绪受到科研等各方压力而低落，优秀学生对老师也开始怀疑，落后学生则盲目乐观，用人单位不甚满意的现象频发．“教考合一”的测评方式已经不能体现真正的教学水平．为此各类资格水平考试和升学考试中普遍采用的“教考分离”成了大学物理的教学改革的方向之一．教考分离不仅能保证考试公平公正，客观评价学生的大学物理水平和能力，为学生后继课程学习和专业选择提供依据．还能提高学生上课的出勤率，提高教学知识点的覆盖率．但是每学期组织专家进行教考分离命题是一项较大的投入．上世纪90年代以来，随着计算机辅助教学(CAI)的发展，人们开始寻求利用计算机制作试题库，并设计了很多种生成试卷的软件．目前很多教材都配套了自己的电子题库．随着网络技术的提升，云数据库等先进技术的出现，如何利用好已有题库，提高大学物理教学质量成为大家关注的问题．尤其在大学物理实施分层次教学以后，使综合题库适应不同层次教考分离试题命题也是需要解决的问题．本文将在总结传统题库的不足的基础上，针对大学物理多层次教学现状，充分运用高校网络信息系统，设计一种互动式大学物理教考分离题库．
　　
　　2、现有试题库有待改进的方面
　　
　　传统的大学物理教考分离题库的不足主要表现在下面几个方面:

　　2．1大部分教考分离题库的设计目的是教学质量评价，试卷的产生只有非任课教师与教务人员一起操作，学生只是被动接受测试．学生学习过程中并不能利用到数据库资源．随着教务系统网络和云数据库技术的发展，学生在学习过程中充分利用试题库，对物理知识点的掌握情况进行自我测试和评价已经成为可能．
　　
　　2．2部分学校的大学物理试题库由少数教师在教务处等教学质量监督机构的要求下建立起来．广大一线教学的教师，尤其是年青教师，并未有效参与其中．因此，教师、学生和考评者之间关系分立．这不利于教师依据考试结果进行教改工作，反而容易催生大学物理也是应试教育的观念，导致教学过程中学生的物理素养和应用能力被忽视．
　　
　　2．3随着大学生物理基础和学习要求的层次化，大学物理分层次教学已经成为一种新的趋势．到目前为止，分层教学的理念还未能融合到大学物理教考分离数据库中，不能为不同基础和专业的学生产生分级试题．
　　
　　2．4传统试题库的功能比较单一．在充分解决上述前两个不足的同时，互动式试题库本身不仅可以在大学物理教育质量评价中发挥作用，还能成为教学研究和教学改革的综合性工具．
　　
　　3、互动式大学物理试题库建设要点

　　3．1知识点词条数据库建设．分层次教学大纲是各专业学生大学物理教学和教考分离题库建设的纲领．建设互动题库首先要对教学大纲中的知识点进行整理归类，建立知识点词条数据库．例如，南京信息工程大学按照各专业对物理学要求程度的不同，将大学物理教学大纲分为三个层次:

　　A气象类，128课时;B电子信息类，92课时;C环境类，64课时．虽然各类学生学习的章节内容均涉及力、热、光、电、近代物理等部分，但对具体知识点有不同的要求．分为了解(X)、理解(Y)和运用(Z)．例如:在刚体转动部分，转动惯量的概念是三个层次学生都要掌握的．转动惯量词条的教学目标属性就是:ZZZ．对运用三维积分计算刚体转动惯量的知识点，只对气象和电子类学生要求会应用，其词条教学目标属性就是ZZY．另外每个知识点还有章节属性，考试比值，本学年学生训练错误率、历年错误率平均值等教学效果属性．
　　
　　3．2试题词条数据库建设．在健全大纲信息库的基础上，对题库中的每道试题，也要建立相应的信息数据表．具体题目的属性包括:题型，即单项选择题、填空题和计算题;题目包含的知识点，知识点难度和综合程度．根据分层次教学的要求，具体试题还包含专业特色属性．例如:关于流体动量和能量变化的计算题，其属性为:计算题－［动量定理+能量守恒］－综合题－气象类特色题．在具体的数据库中属性用:C－DLDL+NLSH－ZH－QX表示．为满足数据库的动态分配和在线习题产生的多样性，每个知识点对应同一题型的题目不低于20道．
　　
　　3．3教务系统与题库的互动融合．为实现题库在教学过程中的互动学习功能，必须将现有的教务系统和题库相贯通．学生在教务系统登录后，可以选择进入大学物理练习数据库．首先根据章节和知识点选择随机生成在线测试题．题目会自动保持到个人账号内．在学生提交测试解答后，成绩和试题答案会显示在学生当前测试页面，并保存在历史记录中．这样学生的互动性学习过程及效果信息就产生了．学生练习完还可将错题作为下次练习的优先选项．这些信息会共享到任课老师教学管理账号中．教师通过登录系统，可以浏览学生完成学业的情况，了解讲课的真实效果．在线练习记录也是学生学习态度和平时成绩得分的依据．
　　
　　3．4题库互动式更新机制．题库的互动式动态更新是新型大学物理试题库必须具备的另一个功能．题库作为大学物理教学的重要组成部分，必须不断更新发展，适应各相关专业的最新要求．在内容上，试题要求每年有10%的更新率．在更新方式和手段上，应当充分调动学生和任课老师的积极性，根据实际使用情况进行理性调整．在新系统中，学生可将学习过程中遇到的，需要物理知识解决的各类问题提交给系统，由老师改编成具有专业特色的物理试题．老师可根据学生练习的反馈情况，将知识点进行优化组合，设计出各类新题目．这些新的题目，在学期末经过大学物理教研室讨论后，择优更新到数据库中．为激发大家的参与热情，参与题库互动更新的学生可以获得平时分数奖励，老师则能获得相应工作量补偿．对于使用情况不理想的过时、重复的题目，则会被及时淘汰出数据库，或者降低其使用等级．
　　
　　3．5题库建设涉及的具体技术．在实现互动式大学物理教考分离题库过程中运用到的具体技术问题，如数据库语言的选择，用户终端界面设计，在线习题公式网页显示语言设计，考题的审核和考试组织方式，不同操作系统或者智能终端的设计，云数据技术的运用等，将由专文给出．
　　
　　4、小结

　　本文提出建立一种适应当前高校大学物理教学和考核要求的智能化题库系统．理论上可以将高校现有教务系统和大学物理动态试题数据库联合起来，通过优化数据库共享方式，设计师生参与和教务管理终端，建设一个互动性大学物理教学数据库．其不仅给学生提供自学和同侪教育的平台，也能为高校教务人员和教师对教学、考试过程进行科学管理提供帮助．在具体的实践过程中，我们还将对系统理念和技术进一步优化，最大程度挖掘系统的教学和教研潜力，有效增进大学物理教与学的整体活力，提高大学物理教学水平与效果．
　　
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