《材料科学基础》试题分析及精品课程建设

《材料科学基础》试题分析及精品课程建设
杨平，陈冷
（北京科技大学材料学系，北京，100083）
摘要：精品课程建设要求我们对课程的每一个环节进行研究分析。

考试是对师生双方的一个共同检验。

学生成绩的分布及各题的得分率是一个十分有价值且非常可靠的数据，它为教学研究提供了很好的素材。

本文针对《材料科学基础》这门专业基础课的考试环节进行了分析，包括不同年度考题类型的变化特点、考题类型及学生对各类型题的得分率的分析；并与德国亚琛工业大学同类课进行了比较。

最后对考试未来的发展进行了讨论。

关键词：材料科学基础，考试，精品课程
1、试题分析的作用、意义及必要性
考试是一门课程授课过程的一个重要环节，其作用在于检查学生学习的状况和教师授教的效果，是评估学生学习的扎实程度，灵活性和解决问题的能力的一个重要的尺度；也是学生入学、评三好、奖学金、择业等所参照的一个重要依据。

考题的难易程度需要命题教师仔细研究。

此外，考试方式、考题类型及最终成绩分布是教学研究的一个很好的素材，学生成绩的分布及各题的得分率是一个十分有价值且非常可靠的数据，它对了解学生心理素质非常有帮助，因而也受到广泛的研究[1-4]。

我校的《材料科学基础》课程2003年被评为北京市精品课程，这要求我们任课教师要全方位地优化这门课程，即不但在教材建设，授课技巧，习题集出版，多媒体课件，课程网页，远程教学等方面满足精品课程的要求，也要从考试这个环节加以研究。

不仅要通过考试对学生学习效果作一客观评价，还要对考题类型的变化对学生适应能力的影响，成绩的分布及所体现的问题加以研究，试题库的建立会大大促进这些过程的研究。

目前我们已在教材建设，授课技巧，习题集出版，多媒体课件，课程网页等方面作了不少工作，但在考试环节上还未进行系统的分析。

因而有必要开展这方面的工作。

进入了精品课程就好比是进入了‘世贸’，各方面要按一定规则办事，各类教学资料也要上网受‘监督’。

考题上网后就显示了我校该门课的特色，在一定程度上也显示了我们的基础研究水平。

此外，计算机信息化的发展要求我们逐年对考试各环节进行纪录、积累、分析；数据的不断增多并加以及时的分析，无疑会对整个课程的建设有大的促进作用。

作为专业课教师，都有较为繁重的科研任务，这需要我们辩证地处理好教学与科研的关系，而不是对立看待，否则不但会削弱了教学效果，影响学生的学习积极性和专业兴趣，甚至会出现教学事故。

将最新的科研成果带到课堂，会促进教学和增加趣味性。

同样，将新的研究成果溶入考题也会起到同样的效果。

从我校发展规划的战略定位看：创办研究型大学并非要求我们只搞科研，而是要辩证地将研究与教学结合起来，将科研成果带入课堂促进教学的发展，提高学生的兴趣，体现专业课与时俱进的特色。

教学内容不可能是一成不变的；同样，我们回顾考题类型，考试方式的变化也会促进教学和科研。

可能与基础课考题有一定区别，《材料科学基础》作为专业基础课，其考题有较强的自造性和变化性，教师可能会结合学生学习中常出现的问题而凝炼出新的考题，也可能将自己的科研成果和体会作为考题的基本素材。

基础课考题的分析研究已进入到较为成熟的体系，高考试题的研究已演变为一门学科，而作为专业基础课的《材料科学基础》课程考试环节还很少受到广泛的重视。

虽然大多数高校都开设此门课，但各校之间在该门课的考试环节上几乎没有交流。

以下我们通过对该门课自恢复高考以来的试题类型的分析、对新一届6个班学生两学期考试各题的得分率的分析、与德国亚琛工业大学该课程考题的比较谈谈我们对考试及学生学习状况的认识。

2．《材料科学基础》课程试题分析-----过去及现在
我们从纵、横向两个方面分析考题类型的变化及对学生的影响。

纵向指随年代的变化带来考题类型的变化。

横向指我校的考题和其它高校的对比。

现在大多数高校都有这门课程，且学时数相近。

随网页的建立，也较容易得到相关数据以进行比较。

因种种原因我们收集不到自我校建校以来到恢复高考之前各年的考题，现仅从77级（1981年）到现在的考题进行分析。

早期曾进行过口试；其特点是制作很多考签；每个考签只含三道大题；学生抽一考签先准备~10分钟，然后对主考老师回答各问题并回答教师相关的提问。

该类考试的特点是可同时考察学生的反应能力和口头表达能力。

不善长表达或怯场的学生的成绩可能受到影响。

外向、反应快的学生即使记不住个别条款，但经教师提示仍可很好的答题；也可进行师生交流。

绝大多数考试是沿用至今的闭卷方式。

考题可大致分为三种类型，包括名词解释、正误判断、综合分析三大类。

名词解释涉及的是最基本的概念，也是学生感觉最容易的。

通常学生和教师都认为这是‘给分’的题。

正误判断题看起来似乎很简单，但答对率通常并不高。

这种题要求概念清晰，一旦错了，大部分分会被扣去，学生较难估计这类考试的得分情况。

综合分析题是较全面考察学生对某一章节中某一类概念的理解，它可以是先要计算，然后结合计算结果继续分析或应用；也可是某类工艺制备过程各环节的组织结构变化或控制原则。

这类问题可较全面衡量学生掌握的程度，好的学生可思路很明确地答对，一般的学生总可答对一部分；但从其文字中便知其概念清楚的程度，教师总可找出其答对的部分而相应地赋分。

图1给出1981年以来21次考题中各类型题的比例及随时间的变化。

可见，综合分析型题的比例一直较大，特别是在最近。

是非判断题在消失。

近两次我们的考题都是综合分析类型。

这是考虑到单独考名词解释时，一些学生即使答（背）对了也不知怎样用；而同样的名词出现在综合分析题中，伴随由此引伸的材料制备过程的组织结构变化及工艺控制，可加深学生应用概念能力的培养，考试过程给学生留下的印象会更深。

考试过程也是学生学习的过程，也是师生互动的过程，也是教学研究过程。

考察上世纪90年代初德国亚琛工业大学在该门课5次的考试方式和考题类型可知，试题由三种类型组成：一是选择题（是多选题，都答对才得分），占10%；二是小型计算题，占30%；三是综合分析题，每一道题由4个以上的小问题组成；占60%。

考题的特点是各类题没有明显的难易差异。

他们似乎不考虑学生成绩分布是否是高斯形状。

不通过考试者明年再来考，考题难度一样，授课教
师更注重把好质量关，而不过分耽心高的淘汰率。

而我们始终作不到这点。

当时这门课的考试方式是闭卷笔试加口试，而且是作完学位论文后再考。

也就是说，经过了理论应用于实践的过程，有了一定的专业体会了再来考试。

这样，学生对基础知识体会更深。

图2是2004年材料01级六个班的学生《材料科学基础》课考试时对各类考题平均得分率的统计。

这两次只有综合分析类型的题，我们不能直接看出得分高和得分低与题型的关系，但通过具体分析可知其原因。

第一学期答对率最低的是第二题（图2a ），其内容为分析‘空位’存在的原因及以此原因为基础解释获取高纯金属的难度。

学生复习时只注重推导出的空位浓度的结果，而不注重推导时的前提、思路及应用意义，因而不知如何回答。

第一学期得分率高的第六题是讨论‘扩散’的类型和影响因素。

这是课堂上以直接方式介绍的并在前几届考题中出现过的，因而学生作的比较得心应手；第二学期得分率最低的是第三题和第六题（图2b ）。

第三题是一计算体心立方金属{001}、{111}面键能的计算题。

考前复习时教师一再强调，考试中很少会出现学生因背不下来某一复杂计算公式而无法作题的情况（既条条大路通罗马，总会有其它途径可解决问题的），但许多学生因认准要用某一复杂公式且又记不下该公式而作不出该题。

其实解题方法之一是只要画一体心立方晶胞，数出相应晶面作为表面时每一原子断几根键并除以相应面积既可。

另一些学生学到第二学期了还不知体心立方结构中原子的配位数是多少，当然也无法算对这道题。

第六题是一个以对比方式提出的名词解释，即分别解释‘连续再结晶’与‘不连续再结晶’。

在课上这两个概念是以回复和再结晶两部分的相互对立又相互联系的角度介绍的，但当以另一方式提出时，这一对概念本质上就是特殊条件下的过度/充分的‘回复’和普通的‘再结晶’。

学生不会不是因为相应的现象未介绍过，而是未从回复和再结晶的关系上了解这些现象。

从教师的角度作出的评价是，学生未认识到前一概念的深（因为前者是特殊条件下的过度的回复），也未认识到后一概念的浅（因为它就是普通的再结晶，只不过和连续再结晶对比时，才冠之以‘不连续’的前缀）。

得分率最高的是第七题。

这又是要罗列‘再结晶’过程的影响因素并加以分析。

由于某一过程的影响因素是本门课程的特点并在前期考题中常出现，也是教师要求学生掌握的基本问题，学生不需要过多的思考就可回答好这类问题。

以上分析表明，学生缺乏的仍是我们常说的学会和学活。

得分率 % 题号 (a) 得分率 % 题号
(b)
图2 材料01级学生《材料科学基础》课考试时对各类考题回答情况的统计
3．讨论及展望
袁德宁提到[6]：精品课程是一个载体，是符合它所在学校的办学定位、教育理念、学生水平的一个示范性的载体。

这个定义所要表达的意思是，精品课程没有绝对统一的标准。

我国的高等学校有研究型大学、教学研究型大学、教学主导型大学和高等职业技术院校及专科院校等类型。

我们讨论精品课程，没有一个全国统一的标准，评价时就不应该用一个统一标准，而应用分类的理念来评价。

我校定位为研究型大学，我们对未来考题类型及内容的确定要以培养有扎实基础并能应用分析
问题的高素质型人材。

黄全愈在比较中美考试制度[2]时提到，我们要培养学生而不是培养考生。

其定义的考生是以学会为目的寻求已知世界的现成答案者；而学生是以会学为手段探索未知世界的实践者。

中国学生年年都能够获得奥林匹克知识竞赛奖，但至今没有培养出国产的诺贝尔奖得主。

因为奥赛考的是已知世界的现成答案，但是诺贝尔奖需要的是探索未知世界的能力。

考试的功能是检测而不是淘汰。

在美国，考试是老师了解学生、发现学生，与学生交流的一种手段；但是在中国，考试常是择优汰劣的最终极、最权威的教学行为。

我们的考题有一部分是开放的，如第二学期考题的第一题，算出的扩展位错宽度的差异对应力应变曲线、形变组织、再结晶组织的影响都可充分展开讨论；再如得分率高的第七题，再结晶的影响因素可以有9个，作为基本要求答对6个就算对。

因为这9个因素并未在一起同时向学生介绍的。

只有反复看书，不断总结对比，或与教师讨论才可作到，而大多数学生没有这种积极性，要应付很多其它课程，加上准备外语，考研而难以作到充分准备一门课。

也难怪，材料专业毕业生应聘时，接受单位更看重的是外语、计算机等级水平或平均成绩而不是专业基础课《材料科学基础》。

未来的考题应仍以综合分析型为主，将概念溶于要分析解决的问题之中，同时要在一定程度上反映我校材料类基础研究的特色；要加入案例分析；综合分析型考题的内容是多变的，以名词概念作为起点，溶定量计算，分析对比，组织照片分析，影响因素的讨论，工艺制定及分析等。

将考题的出题，改考题和考试成绩的统计分析作为教学研究过程的一个环节，收集积累数据。

促进优质课程的不断发展。

各校《材料科学基础》的教学要加强交流，这也包括考试方式和考题类型的交流；要与课程发展对应，探索使用计算机解决考题，这不是指考TOFOL和GRE式的打勾画叉，而是数据处理、使用软件，进行虚拟实验等；国家或学校投入一定的费用支持，与科研一样受到重视，以提高教师从事教学研究的积极性。

4．总结与结论
考试是教学过程中学生与教师间的一个重要的互动过程。

试题的命题、阅卷、成绩的统计与分析是精品课程建设的重要环节；学生成绩的分布及各题的得分率是一个十分有价值且非常可靠的数据，它为教学研究提供了很好的素材。

《材料科学基础》课程考试有自己的特点和改进的空间。

考题类型应定位在综合分析上，应反映我校材料领域基础研究的特点；应加强与其它高等院校乃至国外高校同类课考试命题规律的交流和研讨。

致谢：感谢北京科技大学《校优秀课程建设项目》的资助，同时感谢校教学督导员马世才教授提出的宝贵意见。

[参考文献]
[1] 邱林. 专业基础课多元化考试模式的构想与实施. 高等建筑教育. 2000年. V ol.36. No.4. 44-45
[2] 黄全愈. 中美教育比较——关于考试与考试制度.中国教师.16-19
[3] 宋树杰,田序海. 高考理科综合考试试题特点\命题趋势及复习策略. 当代教育科学. 2003年. 32-34
[4] 张选利, 涂娟. 电工学考试改革探讨与实践. 黔东南民族师范高等专科学校学报. 2003. V ol.21.
No.6. 21-22
[5] 张秀芳. 高职<机械工程材料>课程考试改革初探. 2003. V ol.25. No.3. 59,41
[6] 袁德宁. 精品课程建设及课程支撑理念的变化. 中国大学教学. 2004年, No.5. 22-23。