摘要：围绕研究型大学创新型人才培养目标和教学质量建设，我们研究分析了在理科教学中使用开卷考试的特点、条件和作用，提出了一种阶段模块化开卷考试与期末闭卷通考相结合的教学考核模式，以充分考查和培养学生运用所学知识分析、解决问题的能力和对基本概念的掌握，并在理科光学课程中进行了设计和实践探索，取得了良好的效果。
关键词：开卷考试；大学理科教学；创新人才培养
中图分类号：G642.474 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0170-02
一、引言
当前，创新型人才的培养正在成为越来越多研究型大学的教育发展目标，由此决定了整个教学课程体系及教学方法的设计改进。在大学本科生教育阶段，创新型人才的培养应该涵盖两个方面。一方面，通过知识的传授，使学生在知识结构上做到扎实基础，推陈出新，结合专业特点不仅掌握经典的基础理论，又能充分了解现代的科学知识进展，为今后解决科学问题时广开思路奠定基础。另一方面，通过多种训练，培养学生学会运用各种知识和方法分析解决问题的能力。从哲学意义上讲后者属于方法论的范畴。虽然本科生阶段的教育与研究生培养相比较在能力的培养上可能不一定是教学最重要的方面，但方法论的学习和实践则是创新型人才培养的一个必不可少的重要环节。因此，教学课程体系与教学方式方法的设计应围绕上述两个方面展开。具体到理科的课程教学，通常一门课的学时数非常有限，例如一个学期60学时，因此，如何在有限的学时数内通过课堂教学最大限度地实现创新型人才培养的上述两个方面目标，则需要根据课程内容和专业的特点凝练讲授内容以及设计适合的教学和考试方法，并将几个方面有机地结合起来。传统的课后练习加闭卷考试模式显然已经不能适应教育形势的发展和创新型人才培养的需求。对此已有很多文章加以了论述和分析[1-6]。虽然国内通过多年的教学改革探索和实践，在理论课的教学和考试方面已发展了多种多样的形式，包括闭卷和半开卷考试、课后练习、课堂测验、小组讨论、大作业和小论文以及多种多样的考试题型等，但究竟哪些方式方法的结合以及考试的形式和内容设计可以使教学效果更为有效，一直是一项探索的课题。其中，如何在本科阶段的教学中恰当地设计和运用开卷考试形式，在当前的大学理科课程教学和精品课建设中仍然缺少详细和深度的研究以及实践总结。本文中，我们重点分析讨论了理科课程教学中的开卷考试的特点、适用条件和设计实践，其中包括考试内容及形式的设计、特点，在整个教学环节中的定位和作用。我们利用学校的理科光学教改项目，以物理专业核心课系列的光学理论课为例，针对该授课内容的特点探索了开卷考试的使用，从多角度考察学生对所学知识的掌握、运用水平和解决问题的能力等教学成效，从而作为改革整个课程教学的依据，并对这种考试形式在教学实践中的运用进行了分析总结。
二、开卷考试的特点与适用性
通过对开卷考试的研究，我们发现开卷考试在检验教学成效和辅助教学方面具有一些独特的优点。在一定程度上，它更贴近科学研究中的解决问题方式。一方面，这种考试形式可以通过解题能力的强弱考察学生对所学知识的灵活运用能力和掌握的水平。由于是开放式的考试，学生不需要花费大量的时间对基本概念和公式死记硬背，一切可以用到的基本概念和公式均可以通过各种参考资料获得。当然成功解题的前提是对基本概念有很好的理解，否则即使参考资料在手也未必能够正确解题。同时，设计的考试难度无须很大，重点在于考察学生对课堂所授内容的理解和掌握。我们发现这种设计理念与西方国家的教育思想具有非常类似的地方，即省去死记硬背基本概念和公式的时间以提高学习的效率。解题的关键在于如何正确选取和运用基本概念（包括公式），如此可以考察学生对所学内容特别是基本概念的理解和在解决实际问题中的运用情况。另一方面，开卷考试可以培养和检验学生在解决问题时的思维开阔性和多样性，即解题的方法论，给学生提供取得成功的多种途径。这也是基于一种科学研究的解决问题模式，从而有益于锻炼学生解决问题的思维灵活性，并发现每一个学生的长处和问题，以实现因人而异的差异化人才培养。例如，有些学生虽然能够熟记基本概念，但运用所学知识解决问题的能力欠缺，虽然参考书在手，解题时仍然缺乏思路和办法；而另一些学生虽然基础知识掌握的可能还不够扎实，但却能够独辟蹊径通过某些参考资料获得解决问题的办法，不拘泥于条条框框，体现了解决问题的思维灵活性。每个学生的这些优缺点和需要加强的方面均可以通过开卷考试综合反映出来，而通常的闭卷考试和各种课后练习则难以做到对上述几个方面的全面考察。开卷考试的其他一些优点还包括：①虽然考试中可以使用任何参考资料，但学生必须按照考试要求在监督下当堂独立完成考试，因此避免了难以控制的课后作业不认真和抄袭现象，起到一种强化学生独立完成对所授知识复习的效果。其中，考试题目和难易度应以课后习题为准，从而可以省去一定的课后作业量，甚至免去课后练习，使学生有更多的自主学习和思考问题时间，例如围绕专业的课后科技活动、大作业和小论文等；②由于考试中允许使用任何参考资料和工具作答，在无形中培养了学生遇到问题时查阅参考资料的习惯，还可提高学生解决问题的兴趣，增强其主观能动性，消除学生总是担心考试记不住概念和公式的心理负担，提高学生学习的自信心；③由于开卷考试可以看书和使用各种工具，还特别有效地解决了监考的一大难题，即考试中的舞弊现象，有益于学生建立考试的自信心和改善监考环境；④由于考试题目的难易度与课后习题相当，考试的结果可以反映出学生课后的复习情况和对授课内容的掌握程度，学生也更容易接受和认可；⑤考试中无论学生通过何种方式完成解题，甚至包括使用题解参考书和参考例题，也可视为达到考核的目的。因为这反映出该学生已经为考试做了必要的复习准备，包括课后翻阅或实践各种习题，学会了为解决问题广泛查阅参考资料等解决问题的方法，从一个侧面达到了我们培养提高学生解决问题能力的教学目的。当然，这并不全面，对学生全面的锻炼和考核仍需要其他考核形式的配合，这在我们的设计实践部分会给出进一步讨论；⑥由于开卷考试是一种监督下的独立完成作业的考核形式，在总评成绩中占有相当比重，可以强化那些具有懒惰和投机思想的学生学习，为勤奋但不一定非常聪明的学生提供取得好成绩的更多机会。
三、开卷考试的设计和实践
虽然开卷考试具有上述很多优点，但并不意味着简单的使用就可以达到上述的效果。根据课程特点恰当地设计开卷考试形式和内容以及运用是非常重要的一个环节。为了充分发挥开卷考试的上述优点，我们以物理专业的光学理论课为试点对开卷考试进行了设计和应用。依据光学课的特点，我们可将课程内容按主线分为几何光学、波动光学、傅立叶光学和光的量子理论四个模块。为了使学生能够经过考核充分巩固各模块的学习内容并更好地对整个课程内容（包括所有模块）融会贯通，我们借鉴美国麻省理工学院（MIT）的单元测验与期末通考相结合的考核思路，取消传统的期中+期末闭卷考试模式，建立一种新的开卷模块测验+期末通考的考核模式。其中，各阶段的模块测验采用开卷考试形式，测验内容以分析计算题为主，难度控制在课后习题的水平，目标重点考核和锻炼学生独立分析解决问题的能力。每次测验时间占用一个课时，考后及时当堂点评考题，使学生能够加深对考题的理解和总结经验教训。其中，每次的模块测验成绩在总评中占比10%。期末考试则采用闭卷通考形式，侧重考核对整个课程学习中的重要基本概念的掌握和理解，题型以选择、填空和问答为主，分析计算题占比不超过30%。从而形成与阶段模块开卷考试的相辅相成和互补，目标使学生建立坚实的基本概念。因此，模块化的开卷测验和期末闭卷考试的结合使学生从两个不同侧面对课程内容进行了梳理总结，从而达到充分巩固所学知识点并锻炼分析解决问题能力的双重目的。也使我们能够更加全面的掌握每个学生的学习特点和水平。在实际的开卷考试监考实践中，我们切实感受到一种与闭卷考试不同的良好考场气氛。主要表现在学生做题思维活跃，没有作弊抄袭现象，答题方式百花齐放，充分体现出了学习的主动性和信心的增强。事实上，上述的考核模式减少了学生的考前压力，增强了学生学习的积极性和兴趣。期末总评成绩显示，与以往传统考试方法相比较，学生的综合成绩得到一定提高。应该更加真实地反映出了一个学生的综合学习能力和水平以及发展潜力。其中，成绩达到85分以上的优秀学生比例有所增加，不及格的学生数量下降，学生反响良好。我们认为其主要原因在于上述的考核形式和考题设计深入发掘了每一个学生的学习潜能，尤其是展现了每个学生解决问题的能力。由于将计算分析解题与基本概念的考核分作为两个不同侧面分别通过阶段的开卷方式与期末闭卷进行，使学生可专注于某一方面的准备，从而减轻了学生考试负担，加强了学习效果，达到了我们的考试设计目的。
为了更好地培养创新型人才，我们在理论课的教学中不仅要重视知识的传授，还需要注重学生分析解决问题能力的培养和锻炼。为此我们通过研究提出在理科的课程教学中引入开卷考试作为课程教学综合考核的组成部分。通过合理的设计和运用开卷考试可以充分发挥这种考试形式的优点，强化教学效果。通过在物理专业光学课程教学中的实践表明，恰当的开卷考试设计和运用不仅不会降低对学生的考核标准，而且具有突出的正面效果，并受到老师和学生的普遍欢迎。与期末注重基本概念考核的闭卷考试相结合可形成一套完整的新考核模式，从而实现对学生在分析解决问题能力和基本概念掌握这两个关键方面的充分考查和训练。
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