前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇大学物理静电场总结范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
关键字:类比法 大学物理 教学
一、引言
类比法是一种比较的思维过程,通过与已知事物对比,同中求异,异中求同,最后达到较快教好认识事物本质的目的[1]。如幼儿园小朋友在学习数字时老师并不是直接把每个基本数字写在黑板上让他们抄写直到记住为止,而是通过童谣为载体让每个数字与生活中常见的事物相联系起来,如1像铅笔,2像小鸭等等,小孩脑中立刻很直观的印象。类比思维在物理上应用也取得很大的成就[2]。如惠更斯将光与声波类比,确信光也和声波一样是以波的形势传播;在光具有波粒二象性的说法提出以后,德布罗意将实物粒子与光学粒子类比,提出了实物粒子的波粒二象性假说;大量事实表明,类比法的应用在科学探索,理论研究以及生产实践中有着举足轻重的作用。同样在教学方法中也可以大量采用类比思维,下面就以大学物理教学为例。
作为理工专业学生的基础课大学物理由于内容乏味难懂;与当前科学发展脱节等等都造成了学生对学学物理的兴趣大幅下降,期末不及格率大幅上升。主要可以总结为两个方面。第一方面来自学科本身,大学物理涉及了整个经典物理以及近代物理的部分内容,可谓知识点多,覆盖范围广。另外大学物理作为一理科学科,必须要以深厚的数学知识作为基础。而这些对于非物理专业的学生来说是比较困难的。第二方面来自学生以及老师,学生认为大学物理并非专业课所以对待它的态度并不积极,加上内容繁多,公式繁琐更是加重其厌学情绪。另外,部分老师在讲授时不注意方式方法,照本宣科严重打击了学生的学习兴趣。作为一名高校教师,如何利用物理本身的特点、适当的方法将学生最不感兴趣的概念、定律等变成生动、活泼、易理解。最后达到激发学生求学积极性的目的,显得格外重要。从学生反映以及教师间相互听课总结;在讲解新的物理概念或者规律时加入类别思维,将旧知识和新知识结合到一起可以使学生温故而知新,举一反三,丰富教学形式的同时有助于学生的理解和应用,学生利用好类比思维可以增强学习积极性,课堂参与性,活跃了课堂气氛,从而大大提高教学效率。以下主要以力学中质点与刚体力学,电磁学中静电场与稳恒磁场为例。
二、质点与刚体力学规律
以《普通物理学》程守洙版[3]为例,第二章运动的守恒量和守恒定律,由于有高中物理基础,而此章内容只是在此基础之上稍作深化并涉及高数微积分,新的概念物理量也不多,学生普遍反映学习基本没有问题。但进入到第三章刚体运动,由于前面两章涉及都是直线运动及运动规律,学生很难从已有的知识结构中跳出来,因此感觉学习很吃力。教师抓住学生对直线运动规律熟悉、刚体转动过程与直线运动中有很多相似之处,应用类比思维把每一个转动规律中的物理量都对应找一个在直线运动中充当相同角色地位的物理量,详见表1[4]。
三、静电场与稳恒磁场
静电学部分与恒定电流的磁场部分在知识结构的安排上都具有一定的规律性。因此在教学中可以多花点时间讲解静电学部分,只要学生掌握了其基本性质及其规律,到讲解静磁学部分时可以参考静电学的学习方法与思路,利用类别方法将其对号入座。学生学习起来也会感觉思路清晰。自然能达到事半功倍的效果。以如何引入安培环路定理为例:⑴引导学生一块儿复习静电学中两个基本定理高斯定理和环路定理,同时强调对两个定理的理解。⑵引导学生复习磁学部分高斯定理,强调磁力线的特点。⑶提问参考静电学部分,静磁部分也应该有环路定理⑷引导学生回顾利用库仑定律以及场叠加原理计算带电体产生的电场中某一点的电场强度的思路以及当电场分布具有对称性时利用高斯定理可以大大简化计算步骤,引导学生回顾上节课利用毕奥萨伐尔定律计算磁场中某点磁感应强度的思路以及引导他们类比静电学部分的解题思路考虑当磁场分布具有某种对称性时是不是也可以利用某定理使得计算大大简略。通过这种类比思维引导可以使学生对安培环路定理形式、应用有初步的了解。还有很多其它地方都可以利用类比思维,如表2所示
表2 静电场与静磁场规律类比表
四、结语
通过类比的思维可以有效地帮助学生较快掌握大学物理基本知识点,提高学学物理的兴趣,是一种科学的教学手段和方法。
表1 质点与刚体力学规律对照表
参考文献:
[1]张清,类比法在大学物理中的应用[J]安徽工业大学学报 19(2) 2002
[2]郭奕玲,沈慧君;物理学史[M]. 北京;清华大学出版社,2005
关键词:电磁学;电动力学;体系;矢量
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)19-0102-02
电与磁不仅是我们生活中常见的现象,也是物理学科中的一个重要组成部分。从初中开始我们就已经接触有关电与磁的基本概念,高中的时候我们研究一些电流、磁现象的基本规律以及一些基本的场问题,在大学物理的学习中,电与磁仍然是我们要深入研究的对象,电磁学和电动力学这两门课就是研究电磁场理论及其应用的。但相对于电动力学来说,电磁学所研究的对象和所需要的数学知识工具都比较简单,通过对电动力学和电磁学的教学研究以及对关联知识之间的思考,笔者认为以下几点对同学们学好电磁学和电动力学有很大帮助。
一、树立学科体系思想,注重知识间的横向和纵向联系
电动力学和电磁学两门课程所涉及的都是电与磁的理论基础。电磁学以处理稳态情况为主要内容,主要讲述电磁现象的主要概念和规律,可以说是对高中电磁知识的丰富和延伸;电动力学则是从麦克斯韦方程出发,讨论电磁场和电磁波的性质及其在各种条件(真空,介质)中的应用。两门课程既有独立性又相互渗透,内容上有深刻的联系,这为两门课程的关联学习创造了自然条件[1]。我们在学习的时候要注意知识间的横向和纵向联系,以便形成一个有条理的、层次分明的学习体系。
例如,在电磁学中学习静电场时有:高斯定理:静电场中任一闭合曲面的磁通量等于该曲面内电荷的代数和除以?着。[2]即■■・d■=■;环路定理:静电场沿任意一闭合曲线的环流为零,即■■・d■=0。在电动力学学习中,我们只要注重知识间的横向和纵向联系,就可以从静电场的高斯定理得到静电场的散度?荦・■=■;联系静电场的环路定理就可以得到静电场的旋度?荦×■=0。
在电磁学中学习恒定电流激发的磁场时有,磁场的高斯定理:■对任意闭合曲线的通量都为零,即■■・d■=0;安培环路定理:恒定磁■场对任意曲线L的环流满足■■・d■=?滋0I。而在电动力学学习中,我们又会利用磁场高斯定理来研究磁场的散度?荦・■=0;利用安培环路定理研究磁场的旋度?荦×■=?滋0■。
从这些基本规律之间的联系我们不难看出这两门课程之间的紧密关系,因此,在学习的时候要有目的地将电磁学和电动力学课程进行关联学习,要注意前后知识之间的联系,利用知识点之间的联系将两门课程形成一个有机整体,这样更容易将繁杂的电磁知识归类,有助于促进两门课程学习的相辅相成,在已有的基础上学习将更容易掌握有难度的知识点。
二、注重“从个别到一般”、“从特殊到普遍”的学习方法
在学习电磁学内容和电动力学中的麦克斯韦方程组后,很多同学都认为麦克斯韦方程组就是综合库仑定律、安培定律、毕奥-萨伐尔定律和法拉第电磁感应定律并补充了位移电流的效应后的结果,其实这种认识是不够确切的。如果你分别用库仑定律和麦克斯韦方程组去求解等速运动带电粒子的电磁场,就会发现所得两个结果是不一样的。这是因为库仑定律作为静电场的规律,其中既包含了电磁现象的普遍规律又有其自身的特殊性。所以在学习的过程中要注意各个规律的适用性。
在我们学习的过程中,我们通常都是从特殊情况开始学习的。因为特殊条件都是比较简单的情况,而一般现象就会比较复杂,就会涉及更多的变量。怎样才能从个别的、特殊的现象得到一般的、普遍的规律,这就需要我们对那些特殊的规律进行一分为二的透彻分析,既要明白定律的特殊之处在哪里,又要深刻理解其中蕴含的普遍意义。因为普遍性的东西就包含在一些特殊的情形中,而特殊规律虽然有其特殊地适用范围,但其中必然包含着一些普遍规律。通过认真分析,我们就要分辨出那些特殊定律中有哪些是特有的,哪些部分又具有普遍的意义。
下面我们就以电磁学中的基本方程――麦克斯韦方程为例进行分析。
?荦・■=■是适合静电场的库仑定律以及高斯定理导出的,反映的是电荷对电场作用的局域性质,空间某点领域上,场的散度只和该点上的电荷密度有关而和其他点的电荷分布无关,电荷只激发其邻近的场。由此可知,虽然库仑定律描述的场不适合普遍情况,但高斯定理所反映的电荷与电场线的定量关系却是普遍适用的,在一般的运动电荷情况下,局域关系?荦・■=■仍然成立[2]。
?荦×■=0是库仑定律下的电场对任意一条闭合回路求环量得来的,它证明了电场的无旋性,但在实践当中,我们可以发现无旋性只是适合静电场的情形,而在一般情况下的电场是有旋的。根据普遍的电磁感应定律可以得到有关一般电场的旋度关系?荦×■=-■。
?荦・■=0是在磁场稳定的情况下得出的,■来源于与之适合的恒定电流产生情况下的毕奥―萨伐尔定律,说明静磁场的散度为零。但实践证明,一般的磁场也有?荦・■=0,它是一个不仅适合特殊情形也适合普遍情况的公式。
?荦×■=?滋0■是在恒定情况下成立的,一般情况下是否适合呢?答案是否定的。将公式两边取散度,有?荦・(?荦×■)=?荦・?滋0■,因为?荦・(?荦×■)=0,所以?荦・■=0时,上述公式是成立的。然而对恒定电流来说有?荦・■=0,电流不是恒定的时候,根据电荷守恒定律得到的是?荦・■=-■,这说明公式的适用范围是有限的[3]。为将?荦・■=0推广,麦克斯韦引入了一个假设的物理量――位移电流■D。使在一般情况下也有?荦・(■+■D)=0,最终我们可以得到一般的表达式?荦×■=?滋0■+?滋0ε0■。
从以上这些例子不难看出,物理学中许多一般性的定理的产生,都是在不断总结特殊情况下的规律并加以修正而得出的。因此,我们在学习电磁知识的时候一定要注意把握“从个别到一般”、“从特殊到普遍”的学习规律,这样才能更好地学习和理解物理世界的奥秘。
三、利用数学知识把握电磁学和电动力学的学习
矢量和标量是数学知识中很重要的概念,矢量代表的是有大小、有方向的量,标量代表的是数值的大小。标量和矢量可以构成标量场和矢量场。而电场和磁场也是通过场来对处于其中的物体进行作用的,且电场和磁场强度都是有大小有方向的量,所以电场和磁场就构成了矢量场。在学习电磁学和电动力学的时候我们都会用到矢量,如果我们能认真把握好矢量运算在两门课程之中的运用,对我们学习好电磁知识将会有很大的帮助。
例1:边长为a的立方体各个顶角上均放有一电量为q的点电荷,求各点电荷所激发的电场在立方体中心的总电势和总场强。
电势是标量,若以无穷远为零电势点,则每个点电荷在立方体中心的电势为U0=q/4πε×■a,由标量的性质可知,总电势为8U0;由矢量场的性质可知,每个点电荷在立方体中心O激发的电场都是矢量,O点的总场强就是将各点电荷在O点所激发的场强的矢量叠加起来,根据对称性,各矢量叠加后总场强为零。矢量分析作为解决电场和磁场问题的一个有效手段,在电磁学中用到的是比较基础的矢量加减、点乘、叉乘,在学习电动力学的时候,随着我们对电磁场问题研究的深入,我们需要了解更多的有关矢量场的特点。矢量场最重要的特点就是散度和旋度,将散度和旋度的概念引入电磁场就会得到许多新的且十分重要的电磁场的性质,对我们认识和学习电磁场有很大帮助。
例2:静电场的散度为?荦・■=■,根据散度的意义,我们可以从这个式子里边知道静电场是有源的,若是?荦・■=0,则可以说明该处没有电场线发出。静电场的旋度?荦×■=0,则说明在静电场的情况下电场没有涡旋状的结构。而任意由电流激发的磁场的散度都是?荦・■=0,则告诉我们电流激发的磁场都是无源的,任意一条磁感应线都是闭合曲线。
从许多的例子都不难看出,矢量分析对我们学习电磁知识有很大的帮助,好好利用矢量这一数学工具将使我们在学习电磁学和电动力学这两门课程的时候能更好地形成一条主线,更好地由浅入深地掌握电磁场的各种性质和运算。
参考文献:
[1]崔燕岭,等.电磁学与电动力学的关联教学[J].物理通报,2010,(10).
[2]蔡圣善.电动力学[M].第3版.北京:高等教育出版社出版,2006:22-25.
[3]曹昌祺.电动力学[M].第4版.北京:科学出版社出版,2008:310-316.
[4]郭硕鸿.电动力学[M].第3版.北京:高等教育出版社出版,2008:5-12.
关键词 电动力学课程 教学改革 思考 实践
电动力学是四大力学之一,综合了经典电磁学的最高成就,相对电磁学而言,其可以揭示物理现象的本质和规律,具有概念、公式、符号抽象,内容繁多,教学效率较低的显著特征,是电子通信相关专业的重要基础课程。随着科学技术的迅猛发展,电动力学在通信、电工、超导和微电子等诸多领域都得到了广泛应用。电动力学课程中的物理概念和思想较为抽象,不易理解,学生只有具备扎实的数理基础和丰富的想象力,才能理解和掌握电动力学课程中的物理概念和数学方法。由于电动力学是物理学相关专业的重要基础课程,也是推动现代科学技术不断发展的基础理论,因此,深入研究和思考电动力学理论课程教学存在的问题,总结出提升电动力学教学效果的建议,对促进高校电动力学的教学改革和推动现代科学技术的发展具有重要意义。
1电动力学教学中存在的问题
1.1教学内容多,课时少
电动力学主要涵盖电磁现象的普遍规律、静电场、静磁场、电磁波的辐射和传播以及狭义相对论等五大部分的教学内容。仅有电磁波的相关内容广泛应用于生产生活、军事和物理学研究前沿等领域。在电动力学实际的教学工作中,电动力学教师通常会依照教学大纲进行讲解,注重静电场、静磁场等相关内容的理论知识、基本方法以及电磁波在实际生产生活中的应用,电磁波在物理前沿以及军事方面的应用长期得不到电动力学教师的重视,导致这种现象的缘由是电动力学课程本身有着物理概念抽象、符号和公式难以理解以及教学难度大等显著特征,教学内容多和课时少的矛盾突出,这势必会导致电动力学教师为了提升考试通过率而减少教学内容,这就大幅度降低了电动力学的教学效果和学生的学习成绩。
1.2教学方法有待改善
受我国传统接受式教学模式的影响,电动力学的教学活动主要以教师为中心,教师在实际的教学活动中处于主体地位,主要采取讲解、板书以及多媒体等教学模式向学生传授知识,学生在学习过程中处于被动地位,这样的教学模式有利于学生及时理解电动力学的概念,但是却制约着学生独立思考能力的发展,不利于增强学生主动参与教学活动的积极性。另外,随着多媒体技术在教学活动中的普及和应用,大多数教师逐步从传统“粉笔+板书”的教学模式向以多媒体为主、板书为辅的教学模式过渡,这就会导致教师讲课的语速不自觉的加快,学生在课堂上几乎没有独立思考的时间,也不可能准确理解和掌握课本上的基本概念和有关公式的论证过程,大大降低了电动力学课程的教学效果。
1.3考核方式不完善
目前,绝大部分高校的电动力学考核方式有两部分构成,即平时成绩占30%,期末考试成绩占70%。平时成绩主要取决于学生的课堂表现和作业完成情况,而期末测试注重对课本基础理论知识的记忆和模仿,几乎没有综合能力的测试。所以学生只重视期末考试,平时学习电动力学的积极性不高,通过考前临时性的记忆完成电动力学课程的考核已经成为一种常态,这样的考核方式不利于学生探索性思维的发展,也不利于学生全面掌握电动力学的相关知识。
2电动力学课程教学改革的思考和实践
2.1调整教学内容
在实际的教学工作中,大多数学生在面对电动力学复杂的运算推导时通常会表现出畏难情绪,对公式的推导束手无策,从而失去了学习电动力学的积极性。因此,电动力学教育工作者要积极主动地调整教学内容,在正式讲解电动力学课程之前增添数学基础知识的讲解,协助学生解决学习电动力学的数学障碍,从而树立起学好电动力学课程的信心,从而提升该课程的教学效果和学生的学习成绩。
2.2创新教学模式
电动力学教师要根据教学要求和学生的实际情况,灵活地运用教学方法。教师要主动并善于分析电动力学课程不同章节之间的联系,总结出处理问题的共同点和不同点,不断创新教学模式,从而达到事半功倍的教学效果。例如在讲解静电场和静磁场这部分内容时,电动力学教师利用静电场和静磁场研究方法相似的特征,深入讲解静电场这部分内容,让学生准确掌握静电场的各种分析方法,之后再采取类比法讲解静电场的相关内容,这样有利于培养学生灵活运用知识的能力。与此同时,电动力学教师要善于利用多媒体技术教学,将复杂和难以理解的物理学现象通过多媒体技术形象生动地呈现在学生面前,为学生理解疑难问题创造良好的条件,从而提升电动力学的教学质量。
2.3健全课程的考核方式
电动力学教学工作者要不断健全课程的考核方式,增强学生学习电动力学的积极性。各大高校可以适当地提升平时成绩占总成绩的比例,积极贯彻学习为目的、考核为手段的教学理念,让学生清醒地认识到学习过程的重要性作用,丰富考核的内容和方式,从多方面考察学生的知识和能力。例如在每单元结束时进行单元测试,将单元测试的成绩纳入平时成绩;定期开展探究性的学习活动,培养学生获取知识、分析和解决问题问题的能力,并将探究性学习的成果纳入平时成绩;在期末考试试题中增大综合题目的比重,从而让学生更加重视电动力学的学习。
3结论
电动力学是物理学相关专业的核心基础课程,对培养和提升学生的抽象思维能力具有重要作用。在电动力学的实际教学中依旧存在着教学内容多和课时少矛盾、教学方法有待改善和考核方式不完善等诸多不良问题,电动力学教师要注重课程教学的改革工作,积极调整教学内容、不断创新教学模式和健全课程的考核方式,从而有效提升电动力学的教学质量,为我国现代科学技术的发展培养出更多的高素质人才。
参考文献
关键词:独立学院;物理实验;人才培养;教学改革
高等教育高度发达的今天,独立学院如雨后春笋般异军突起,旨在培养本科应用型人才,办大众教育而非精英教育。培养社会广泛需要的、有专长的、较高层次的应用型人才则成为独立学院的首要任务。大学物理实验是高等学校教育体系的重要组成部分,对提高学生的实验动手能力,培养学生独立思考,发现问题解决问题能力,创新能力和实践能力有着其他课程的不可替代性。对于以培养应用型人才为主要目标的独立学院的大学生来说,大学物理实验课对工科学生无疑是一门重要的、必修的基础实验课。然而由于各工科专业方向不同,大学物理实验项目繁多,涉及面广,基础实验课的学时有限,全面的学学物理实验课程实验内容就比较困难。
1.针对不同专业知识点的需要选择不同的实验项目,使大学物理实验课和后续的专业技术基础课、专业课的实践教学环节有机的结合
我院是一所以应用型人才培养为主的独立学院,工科专业按大的方向可分为:计算机与生物工程两大类。具体专业有计算机应用、电子信息工程、信息与计算机科学、计算机科学与技术、电子科学与技术、生物工程、化学工程与工艺、食品科学与工程、食品质量与安全、食品营养与检测、食品加工技术、食品生物技术和生物技术与应用。目前,我院的大学物理实验只考虑实验课轮次循环方便,教学内容和模式是:工科各专业学生学完误差理论后,统一从力学、热学、电磁学、光学实验各选几个实验项目,然后按实验项目的难易分成基本物理量的测量与仪器使用性实验、综合性物理量测量、简单设计性实验三个模块,分三级梯度授课。在实验课的过程中我们发现不同专业的学生对不同的实验项目反应不同,电子信息工程专业、电子科学与技术专业的学生对电磁学实验兴趣很浓,实验也很认真,而对力、热学的一些实验项目如:拉伸法测金属丝杨氏弹性模量、刚体转动惯量的测定等则不太感兴趣,实验也常常敷衍了事。反之,生物工程、食品科学与工程专业的学生则对电磁学的一些实验项目如:静电场描绘、磁场强度的测定等表示不可理解。并且经常有学生问这个实验和他们学的专业有什么联系。
面对这种情况,笔者认为我们应对各专业的知识结构,包括专业技术基础课、专业课设置情况以及实践教学环节的内容进行研究,在学院物理实验室现有的实验装备条件下,同时能够保持物理课程的特点的基础上筛选尽可能与专业方向靠拢的必修实验项目,对物理实验教学内容进行改革。具体做法是针对不同专业知识点的需要,选择不同的实验项目。生物工程类专业后续课程需要的力、热学、光学的知识较多,从基本物理量的测量与仪器使用性实验开始就尽可能的选择力、热学、光学的实验项目如:杨氏弹性模量测定、物体密度测定、等厚干涉、分光计的调整与三棱镜折射率测量、偏振光的观察与应用等。而计算机类专业实验项目的选择则紧紧围绕电磁学、近代物理实验项目展开,如:电桥测电阻、示波器的使用、静电场描绘、普朗克常数测定等,然后再把所选实验项目分成基本物理量的测量与基本仪器使用性实验、基本实验技能训练性实验、综合和设计性实验,实施三级物理实验教学模式。
2.同一实验项目不同专业选择不同的实验方法,使大学物理实验课既结合专业应用又满足物理学的基本需要
大学物理实验课作为工科学校大学生进校的第一门科学实验课程不仅肩负着让学生受到严格的、系统的实验技能训练,掌握科学实验的基本知识、方法和技巧,培养学生严谨的科学思维能力和创新精神、培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力的使命,同时也是使学生通过大学物理实验对物理概念理解的深化,了解物理概念和规律产生的科学技术背景及其历史性的贡献的必要手段。因此仅仅从后续的专业技术基础课、专业课及其实践教学环节应用角度去设置大学物理实验的教学内容和实验项目显然是不够的,为了使学生既能够比较全面的掌握大学物理实验所涉及的物理学概念和教学内容,达到系统的实验技能训练,掌握科学实验的基本知识、方法和技巧的要求,又能够和学生自己所学专业有机结合,我们应采取同一实验项目对不同专业选择不同的实验方法。例如:金属扬氏弹性模量测定对于生物工程类专业的学生直接选用传统的光杠杆尺读望远镜法进行测量,而对于需要熟练掌握示波器、函数信号发生器计算机类专业的学生采用金属动态扬氏模量实验仪进行实验。
3.引入高新技术,赋予大学物理实验课以现代气息
高新技术的发展,科技信息的激增和知识更新的加快促使高等教育向更加重视素质教育的方向发展,独立学院的目标是培养高级应用型人才,要培养高级应用型人才,就必须使工程技术人才培养的第一个环节――大学物理实验课和现代科学技术接轨。大学物理实验只有和现代科学技术接轨才能激发学生的学习积极性和热情,也才能使现代科技进步的成果渗透到传统的经典课程内容之中,例如计算机技术、光学信息处理技术、传感器技术、仿真技术、光谱技术等在大学物理实验课程内容中都已经涉及,把这些先进的技术引入到大学物理实验课教学中,不仅能激发学生的学习积极性和热情,同时,从物理实验的设计思想、物理实验方法、仪器的设计原理、结构及其应用等方面拓宽了学生的知识面,培养了他们的综合实验能力。这就要求我们必须改变和调整传统的教学方法和手段,同时有先进的仪器设备和较为充足的经费保障。
4.建立开放实验室,营造多元化教学环境,实行以综合能力判定学生成绩的考核方法
【关键词】普通物理 试卷评析 难度 区分度
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)30-0067-01
普通物理是大学理工科的必修课程,不仅对后续专业课的学习,而且对培养学生的综合素质都有着重要的基础性作用。然而普通物理课程特有的复杂性和抽象性常常令学生难以理解和掌握。科学系统的试卷分析有助于了解教学中存在的问题,为今后普通物理教学改进提供指导。为此,我们对普通物理试卷进行举例评估。
一 对象与方法
1.对象
对象为2013~2014学年春季学期数学学院应用数学专业2011级四年制1、2班普通物理课程期末考试试卷。在教务处统一组织安排下进行考试,考试时间为100分钟,试题由任课教师出两套,随机抽取。充足的试卷份数,保证了试卷分析的科学性、有效性。
2.方法
依据提前制定的标准答案,采用流水方式进行阅卷。数据处理:将每份试卷的总成绩和每小题的得分情况分别输入计算机,进行数据运算,得出结论。
二 调查结果分析
1.试卷内容基本情况
本次考试试卷题数共30道。题型包括客观题(判断题、选择题、填空题)和主观题(简答题、计算题)。其中客观题25道,分值为40分,主观题5道,分值为60分。试卷总分100分。
2.考试成绩分析
试卷成绩分析涉及学生总数、参加考试人数、缺考人数。最高分、最低分、平均分与全距。优秀、良好、及格与不及格的人数分布及百分比。
3.试卷质量分析
试卷质量分析指标有:试题难度、区分度等。
第一,试题难度。试题难度是说明试题难易程度的,以P表示。难度的最大值为1,最小值为0。试题难度越大表示试题越容易,难度值越小则试题越难。本次考试试卷难度值为0.81。
第二,试题区分度。区分度是指测题对于被试反应的区分程度和鉴别能力,用符号D表示。其数值范围为[-1.00,+1.00]。试题区分度统计及评价见附表。
三 讨论
1.考试整体成绩分布
100份试卷,平均成绩78分,最高分92分,最低分23分,全距69分。及格人数91人,及格率91%,优秀率14.89%。
学生成绩呈近似正态分布。成绩正态分布性也反映了试题的知识点全面,难易程度适中。优秀率较高,表明学生对普通物理课程在知识结构和能力发展等方面已基本达到教学目标。但有的试卷卷面成绩不及格,主要原因可能是由于大班授课,部分学生学习效果较差。
2.试题难度
试卷难度为0.81,试卷总体偏易。没有复杂的计算、灵活性较大的难题。其中与中学物理联系比较紧密的知识点(第2题)偏易,可适当增大难度。而涉及刚体转动惯量(第15题),麦克斯韦方程组(第22题),气体粘性力(第4题)的题偏难,应稍降低难度。其中有12道题属于难度适中题。如能量及能量转移(第11题)、静电场(第30题)、毕奥萨伏尔定律(第24题)等。可以看出,学生对力和运动部分的基本概念,基础知识掌握得很理想。但在刚体上应给予适当地加强和引导。
四 总结
试卷基本上覆盖了教材中的主要知识点,题型分布合理。本次考试的平均分是78分,成绩基本上符合正态分布。试卷的难度系数是0.81,相对偏易。区分度适中,基本能区别学生的水平。
参考文献
[1]王孝玲.教育测量[M].上海:华东师范大学出版社,2005