陈瑶璐
包头稀土高新区第四中学 ，内蒙古 包头 014060
建设物理实验操作考试模拟操作测评系统，充分利用信息技术创新教育教学的方式和方法，以培训学生会思考、会创造、有智慧为人才培养目标，遵循以学生为中心，构建让学生主动、轻松愉快、高质高效的个性化学习环境为教学模式，培训学生在系统掌握学科知识体系并形成综合解决问题的实践能力的同时,提升动手操作能力和创新性思维能力;将优秀教师教学智慧物化，并大规模复制进行传播，实现实验操作安全，精细分解实验操作流程，变人为主观考核为客观实验考核，减少实验操作考试监考教师打分的人为因素，提升实验操作考试的客观性。为保证模拟操作的可行性，分为以flash为主插入考核系统使用电脑鼠标模拟操作系统和AR虚拟体感操作系统两部分。通过教师培训和实际应用推广，应用在日常实验教学和中考实验操作考试客观评分中。
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总体以实验操作测评系统的设计为导向，根据软件的种类分为学生实验操作考核系统一（电脑鼠标点击模拟操作）和学生实验操作考核系统二（AR虚拟体感多功能互动模式）两种模式。
1.平面动画模拟操作：以分Flash为依托分解实验操作步骤，每一步操作都插入自动测评系统，当学生模拟操作中出现错误步骤是出现警告和提示，比常见的仿真实验室多了测评功能，使学生明确学业水平测试中评分规则、给分点和规范操作的重要性，经过电脑模拟操作后，再进行实物操作，可以减少实验器材损耗，和意外损坏。模拟操作在学校计算机房可以实现几十人同时操作，可以实现学生错误情况自动统计，多学校使用后可以得到大数据统计学生动手能力情况分析，有利于对学生试验能力培养的计划和改善策略研究。
2.以Flash为依托分解实验操作步骤，每一步操作都插入自动测评系统，可以链接或插入到教师常用的课件中，可以有助于提高教师实验教学能力的培养，可以避免出现意想不到的失误及突发情况，同时可以节省搬运、准备、组装仪器和试做调试实验的时间，还可以在电子屏幕放大更好观察细节和现象，效果清楚明显。对于有危险性的实验可以插入部分发生危险后的警示内容，既可避免实验演示可能出现的危险，又可以让学生了解危险操作的危害，还可以让了解学生日常生活和实验操作的规范行的重要性。如小灯泡超额定电压过多会烧毁、电流表不经过用电器直接连接在电源正负两极时会烧毁等等。
3.AR虚拟体感多功能互动模式操作.利用体感设备感知学生的每一步操作情况，根据评分规则给出合理分数。应用在中考实验操作考试中。有利于提高学生实验操作的规范性，提高实验操作考试的客观性，公平性，减少人为因素影响。
物理实验操作考试模拟操作测评系统的建设的核心是利用智能技术手段辅助和考核实验操作。利用硬件设备，软件系统，和优质教学资源支撑探究性、测量型、推理验证型三种实验类型，解决演示实验操作的可视性，安全性，评分说明，考核的客观性等问题。 主要思路如下：
1.在演示实验操作可视性方面
课堂演示实验是中学物理教学的重要组成部分，不仅是建立物理量概念及之间规律，理解掌握知识不可缺少的坏节；也是培养尝生观察能力、探索精神与学习方成，提高学生物理科学素养的重要手段。
实践证明，学生思维进入预定情境之中被设计的实验情景所感染，可以激发学生丰富联想和观察的兴趣，进而思考对现象进行分析，从而得出结论或规律。视觉形象与特定意义相结合创设实验情景，取得较好实验教学效果，从而有效引起学生视觉追求，激活思维，强化记忆。
要充分发挥演示实验在教学中的作用，就要确保可视性。实物实验较难做到全班同学将能看清楚实验时发生的现象。一是实物仪器太小，受到限制，不能放大。二是仪器间会相互遮挡，教师演示时身体也会挡住仪器，都会影响，造成实验现象不明显。
课前还需要准备充分，检查仪器进行试做。即便如此也不能保证课堂演示时达到完全预期效果，现象完全符合所需要求。总会有临场问题或仪器故障，手忙脚乱，花费过多时间，搅乱课堂节奏。学生也索然无味，对实验应观察什么并不清楚，更不会深入分析，达不到教学目的。
对演示实验做多角度反思，完善提高其有效性是非常必要的。
模拟实验操作系统可以避免出现意想不到的失误及突发情况，同时可以节省搬运、准备、组装仪器和试做调试实验的时间，还可以在电子屏幕放大更好观察细节和现象，效果清楚明显。并且可进行一些非常规，有危险的实验演示，如小灯泡超额定电压过多会烧毁、电流表不经过用电器直接连接在电源正负两极时会烧毁等等。
2.在操作安全和评分说明方面
模拟实验操作系统和测评系统结合成一体，学生先在模拟系统上操作，系统对每一步操作给与评分和错误提示，然后再上实验台进行实际操作，能有效的精准的控制学生实验操作过程中的错误，明确步骤赋分情况，解决在实际操作时一个教师对几十名学生操作过程中关注不到每一位学生的每一步操作是否准确的困难，提高学生实验操作时的有效性，提高教师实验教学的有效性，减少实验器材损耗，和意外损坏。有效降低由于错误操作引起的安全事故的发生几率。
3.考核的客观性方面
目前中考实验操作考试采取的是两名监考教师观察4名考生实验操作情况及实验实体的填写，教师根据实验评分细则公平公正的给4名考生分别打分，每名考生的成绩都是取两名教师所打分数的平均分。在实验考核过程中存在教师主观因素的影响。如果能利用智能技术（AR虚拟体感多功能互动模式）智能感知学生操作过程中的每一步是否标准，操作顺序是否正确，每一步的操作都有精准的评分，能有效减少人为因素的影响，大幅度提升实验考核的客观性和公平性。利用AR虚拟体感多功能互动模式辅助操作考试将是未来的发展趋势。