1. 引言
《材料科学基础实验》是材料科学与工程专业入门的专业基础实验课，它是针对《材料科学基础》这门专业基础理论课程概念多、理论性强、知识面广而抽象、与实践联系紧密而开设的实验课程[1]。它引导材料科学专业学生进入有趣的材料科学领域，训练学生具备基本的实验技能，巩固专业基础知识，为后续专业知识的学习打下坚实的基础。
实验课程作为高校教学的重要组成，它对提升学生的实践动手能力、创新能力[2]、理论联系实际分析问题、解决问题的能力以及良好综合素养的形成非常有益。实验课程成绩的考核方式和实验教学内容的制定、实验教学的设计在实验课程建设中同等重要[3]，它对提高实验课程教学质量、调动学生学习的主动性、积极性以及创新能力培养至关重要[4]。
传统实验课程成绩考核方式单一，主要考核平时到课情况和实验报告撰写情况，实验报告成绩在最终成绩中占比一般在80%及以上。这种单一的考核方式对学生成绩的评价具有片面性，无法全面公正地评价学生在实验课程中的动手能力以及应用理论知识解决实际问题的能力，容易造成学生重报告、轻实验的现象。此外，固定的实验报告模板阻碍学生创新能力的培养，降低学生对实验课程的学习动力和兴趣。
布卢姆把学生学习活动认知分为识记、理解、应用、分析、评价、创新这6种能力，课程培养目标设置为低阶目标和高阶目标，通过构建多元化分阶考核评价指标体系，能够更好地完成课程目标[5]。工程教育认证是高校提升教育质量、增强学生竞争力、推动教育改革的重要途径，它要求课程必须能够支撑和体现学生能力的培养，课程考核结果能体现课程目标的达成度，并且能用于教学的持续改进。因此，合理地课程考核方式对提升实验教学质量以及学生综合能力的提高至关重要。福州大学《化工原理实验》这门课程通过对实验预习环节、实验操作环节、实验报告和期末笔试进行考核内容进行重新设计，使得课程目标达成度达到70%以上[6]。东北大学对《分析化学实验》课程考核方式进行完善，将课前预习、课中笔试和实操以及课后总结完成报告这几个环节考核内容进行优化，充分调动了学生学习的积极性和主动性，同时将课程思政元素很好地融合进入了实验课程中[7]。吉林化工学院通过对《有机化学实验》课程建设教学资源库、考核试题库，并对过程性考核和评价方案进行设计和实践，使得学生解决复杂问题的能力得到大大提升[8]。天津大学对《工业控制网络》课程开展过程性多元化考核，通过改革考试方法，更加注重学习过程考查和学生能力评价，促进了学生更加自主地学习，提升了教学效果[9]。
鉴于《材料科学基础实验》在引导材料科学专业学生进入材料科学领域所起的关键作用，课程组初步探索实践了一种多元化的实验课程考核方式，该考核方式能较全面公正地评价学生在实验课程中的学习过程，有效地引导学生积极参与到实验过程中，激发他们对理论知识学习的兴趣，有效地培养他们的创新能力。
2. 原始课程考核方法
实验课程考核方式是实验课程建设中的关键环节，公平、公正且合理的考核方式决定了实验课程的教学效果。然而在实施过程中，实验成绩的评定方式较为单一，不能完全反映学生的学习效果。目前实验课程考核方式有以下三种。
2.1. “考勤 + 实验报告”考核
该种成绩考核方式容易引导学生只专注于实验报告的撰写，而忽略实验过程本身。由实验目的、实验材料、实验原理、实验方法等构成的固定式报告模板极大地降低了学生的学习兴趣，学生机械式地填写实验内容，阻碍了学生创新思维的形成以及创造能力的培养。
由于实验设备、实验场地、实验课时以及实验内容的多样性等原因，部分实验采取分小组同时进行的方式开展。然而小组内的实验数据、实验结果以及分析却十分相似甚至完全雷同，这样仅通过实验报告中所填写的实验数据无法准确地判断学生实验过程中的真实表现，比如会出现“一组错，组组皆错”的现象。模板的出现间接导致了数据的共享，数据的共享导致了思维的共享，失去了独立的、创造性的思维，阻碍了学生理论与实践的联系和分析，从而丧失了实验课程本来的目的和意义。这样根据固定式模板的实验报告来评定成绩就具有片面性。
模板式实验报告也严重影响到教师客观公正的评定成绩。对于千篇一律的实验报告，教师难以分辨每个学生对于实验内容的掌握程度。部分学生在实验过程中动手能力极强，但可能由于撰写报告能力较差，若只以报告内容进行评判，容易打击学生的学习积极性。故以最终实验报告作为考核标准易造成部分学生只关注于报告的填写而少参与或不参与实验操作。
2.2. 实验设备操作考核
由于《材料科学基础实验》涉及到金相显微镜、箱式电阻炉、硬度计、磨抛机等很多设备的使用，而设备的正确使用对于获得正确的实验数据、正确地制备实验样品以及锻炼学生的实践动手能力很关键。通过让每一个学生在设备操作教学完成之后自行练习，给予充分的练习时间，之后对每个同学考核每个设备的操作。如果所有学生对每一种设备的操作都能做到非常熟练并且正确无误，那该名学生在实验数据的获取中出现错误的概率就会大大降低，也侧面反映了该生实验课程中的参与程度。
然而该考核方式需要占用大量的实验课时，如果教师对每个同学一一考核则需要花很长时间。在学时有限的情况下，设备操作考核时间过长，容易把实验课程重心偏向于学习设备的使用而开展完整实验的时长就被压缩。另一方面，如果学生是第一次接触该设备，难以在短时间内做到完全掌握该设备操作的每一个环节。并且学生对新知识接受能力有差异，在考核时，即使操作有小失误或者对设备操作注意事项有疏忽也不能完全说明该学生并没有用心学习。所以这种考核方式也无法做到客观地反映学生实验课程学习效果。
2.3. 小组组内互评考核
出于实验设备、场地、人数、课程时间以及教学管理、教学效果等考虑，大部分实验项目都以班级小组分工协作的形式开展，这样既可以培养团结协作的能力，又能有效地利用有限的时间高效地完成实验。每个小组有5~6人，小组成员内部合理分工协作。相对于授课教师，小组成员基本了解小组成员在整个实验中完成的实验内容以及实验参与度、实验贡献程度等。因此，貌似小组组内互评能一定程度上反映组员的实验参与情况。
但是在实施过程中，小组成员相互之间无法做到完全公平公正地按照实际参与度、贡献度来评分。小组互评成绩都是优秀，对于成绩评定无实际作用。而且这种考核机制容易让平时自制力差的学生实验中浑水摸鱼，在实验课程结束后可能一无所获。
从上述实践的几种实验课程考核机制可以看出，单一的考核方式存在弊端，无法全面综合考核学生的整体实验能力和水平，影响实验课程的教学效果和学生的学习效果，无法引导学生重视实验过程，更谈不上激发学生的创新能力。
3. 多元化考核方式的探索
通过对上述各种单一考核方式进行深入总结分析，在实验课程的考核中应降低实验报告成绩所占比重，提高对学生实验过程考核的比重，同时需要引入信息化的教学手段，利用教学辅助软件和在线教学资源辅助教学评价。针对个体化差异的学生，应采取灵活的考核方式，并加大实验过程中师生互动交流。通过增加交流引导学生积极参与实验，在实验过程中针对不同学生进行不同辅导，因材施教。本课程组研究制定了实验课程考核由学生到课、课前预习、课后复习、随堂在线测试、随机测试、教学视频学习、实验过程参与程度、设备操作、实验报告撰写、信息检索能力等多方面构成。
3.1. “考勤 + 实验报告”考核方式的优化
由于模板化的实验报告限制了学生创新能力的发挥，故对报告提交形式及内容进行优化。纸质形式的实验报告多为文字加少部分图片，无法展示视频等信息，限制了实验报告内容的丰富性。新实验报告采取雨课堂等教学辅助软件下发任务，并采取线上提交的方式，这将有利于课程资料归档和实验报告内容多样性拓展，同时提升提交报告的差异性。
鉴于模板化的实验报告对学生创造性思维发挥的局限性，新版实验报告只规定必须要写的关键内容，例如实验数据实验结果及分析等，并要求不能机械式抄写实验目的、实验材料、实验设备、实验原理等，对于这些项目，要求学生用自己的理解简明扼要地写出。同时为了考查学生对实验原理和实验过程的理解程度，增加了线上客观题答题测试内容，通过智慧树、雨课堂等发布测试题，并实现了答案立即显示并对答案进行解析，这对于学生学习效果反馈的及时性有很大提升。
与此同时，实验报告内容增加了对实验过程中遇到的问题以及相应的解决办法的撰写要求，通过该内容方便考查该同学在实验过程中参与了哪些实验项目，遇到了哪些问题，是如何分析和解决问题的。对于理论知识的考查，除了上述线上测试客观题外，还增加一定量的思考题，该思考题要求学生具有较扎实的理论知识，能够对动手能力强而理论知识相对薄弱的同学起到促进理论知识学习的作用，同时对学生查阅资料、信息检索的能力进行了考查。
为了让学生在实验过程中很好地平衡理论知识的获取和实验动手能力的培养，思考题要求学生总结出该实验应用了《材料科学基础实验》理论课程的哪些理论知识，通过实验对该理论知识有哪些更深入的理解。对于更高年级的同学，实验报告撰写拟实行以实验论文的形式提交实验报告，这样可以避免以往实验报告严重的抄袭现象，而且给予学生报告撰写自由发挥的空间。
为了鼓励具有课前预习、课后复习良好习惯的学生，并且让更多学生养成这种学习习惯，实验课程考核对预习、复习过程给予一定比例的分数支持。同时为了更好地利用网上优质教育资源，学生预习、复习的教学资源从实验指导书拓展为实验设备操作视频、实验理论微课、爱课程、慕课、智慧树等平台的优质在线课程资源，其中视频和微课等资源通过雨课堂或智慧树平台在线发布，这为学生随时随地学习实验设备的操作以及学习实验涉及的理论知识提供了便利。
课程组将实验设备操作视频通过雨课堂提前发送给学生，学生们根据视频学习后，将设备操作注意事项记录在实验指导书当中作为学习笔记。教师根据雨课堂提供的数据统计功能，方便快捷地对实验指导书中实验项目以及实验设备操作视频的预习、复习情况进行统计并给予这部分学生一定的分值鼓励。这种方式可以提高同学们学习设备操作视频和学习实验指导书的积极性、主动性，提升学习效率，提高教学效果。
雨课堂、智慧树、慕课等线上教学工具和教学资源对于学生的学习情况有一个大致的学情分析，通过学习时长、是否学习、答题正确率以及最终答题得分等高效即时的数据分析结果可以快速地了解到每一个学生的学习情况。
3.2. 设备操作考核方式的优化
以往教学要求学生短时间内完全正确掌握设备操作，并只针对设备操作进行考核，由于时间太短，仅有少部分学生能达到该要求。现在不把设备操作和实验开展分开实施，让学生通过具体实验的开展来巩固练习设备操作、即使有错误但纠错后能够正确、熟练地掌握设备操作也能获得较好成绩。教师通过观察并结合线上出题测试的方式来考查学生在实验中对设备使用的掌握情况，线上测试题主要是涉及到操作步骤以及操作过程中的易错环节。这很好地弥补了线下一一观察学生操作步骤时时间上的局限性，解决了教学中没法及时关注到每一位同学学习效果的难题。
根据易出现的问题，教师可以通过腾讯会议等在线方式随时随地及时地给全班同学指导、纠正，以达到使学生正确使用设备的目的。经过实践，实验初期，设备操作失误还是存在，但是经过多次指导之后，学生已非常熟练设备的使用，很少有很大的操作问题，这很好地提高了学生学习热情，降低了设备的损坏率、准确地掌握了学生的设备学习情况、提高了实验数据的准确性。
3.3. 教师对学生考核的优化
小组互评鉴于学生之间的友情，难免会出现部分评分未根据客观事实给定。教师通过在实验过程中加强和学生之间进行交流沟通，掌握每个小组每个成员参与此次实验课程的实际情况，以便对学生实验参与度以及分析、解决问题能力进行评分，以弥补小组互评中数据的不准确性。
通过教师的平时观察，既能把握住每个小组中积极参与实验的同学，也能够及时地和积极性不高的同学进行交流沟通，提升他们的实验参与度。但是由于班级学生人数较多，教师可能没法关注到每一个同学，此时，在课程考核环节通过雨课堂的随机点名方式对教学班学生学习情况进行随机抽查，可以及时地了解到学生上课学习效果，同时加强了学习过程的考核，提升了学生学习地主动性。
除了实验报告、实验操作、随堂测试等，还可以通过主观思考题的考查来促进学生对科技文献以及信息的检索能力，通过雨课堂给学生出一些开放性的试题，让学生利用网络资源进行信息检索，并形成一篇报告，该报告将能更加综合地反映学生的学习效果。此外，通过适当地加分来鼓励同学们和教师交流沟通，对于提高师生互动率，进而提升课堂效率也有一定效果。
4. 成效
通过《材料科学基础实验》考核方式的改革，使教师对学生实验成绩的评定更加全面综合、公平公正，学生实验参与积极性、自主实验、创新实验的能力也得到了提升，《材料科学基础实验》教学效果大大提高，本课程组拟将该方法在材料科学与工程专业其它实验课程中推广实施。
5. 结束语
实验课程考核方式多元化很好地实现了全面综合、公平公正评价学生实验动手能力、分析问题、解决问题以及创新能力，引导学生更大程度地参与到实验课程中。提高了实验课程教学质量和成效，提升了师生互动，利于学生全面发展。
基金项目
成都工业学院校级科研项目：多主元CuFeAl合金的制备及性能研究(2022ZR026)；四川省大学生创新创业训练计划：TiC增强铝基复合材料的制备及性能研究(S202311116063)；成都工业学院实验室开放基金：时效处理对7075铝合金的性能影响研究；成都工业学院实验室开放基金：固溶后微变形对7075铝合金组织和性能的影响(2023CHCX06)。
NOTES
*通讯作者。