材料力学试卷质量评析

王晓庆 李守华 魏相君 黄洪猛 王铮

摘 要：本文基于经典教育测量学原理和方法，评析了土木工程专业2020级本科生材料力学期末试卷，发现试题中存在的不足。研究结果表明：学生得分分值基本符合正态性分布，平均分63.54；难度0.08～0.89，较难试题主要集中在填空题；区分度0.035～1，大多数试题区分度良好，个别试题将需要进一步修改或淘汰。这样可以提高鉴别力，完善试题，提升试卷考核标准化建设，促进材料力学教学质量。

关键词：经典测量理论；材料力学；考试成绩；试卷评价

中图分类号：G642.47  文献标识码：A

随着经济社会的迅速发展，物质环境的更替已成为社会现代文明的重要标志，人类对物质环境的不断探索，加快了土木工程建设的步伐。随着社会的发展，人类对生产、生活所需空间不仅体现在物质上，也有象征精神方面的要求，显然对土木工程结构的要求也越来越高。复杂的地铁系统、超高层大型建筑、特大型桥梁等不断涌现，在满足人们生活需求的同时，也标志着社会的进步。力学是土木工程建筑结构的根基，是应用于土木工程中的基础理论，它由理论力学、材料力学和结构力学三大基础力学组成。为保证整个工程结构的正常工作，组成结构的每一个构件均应能保证正常工作，材料力学为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法。

材料力学是本科院校土木工程专业的一门主干专业基础课，也是一门与工程实际紧密联系的课程，对培养学生的专业素质起着至关重要的作用［1］。同时，这是一门理论性较强的学科专业基础课，课程内容要求学生掌握受力构件变形及其变形过程中构件内部应力的分析和计算方法；掌握强度、刚度和稳定性分析理论在工程设计、事故分析等方面的应用；结合理论基础和计算方法能设计既安全又经济的构件。教学目的是使学生对构件的强度、刚度和稳定性问题具有明晰的概念；能够从工程实际问题出发，建立力学模型，对构件的强度、刚度、稳定性进行定性定量分析；培养学生的力学素养，定性、定量分析能力，严谨科学的思维方法及一丝不苟的工作作风。学生学习难度普遍较大，且随着授课学时不断被压缩，对教师的授课也提出新的挑战。在国外，美国的ABET工程教育评估对本科生的学业知识和能力也提出了具体的要求，课程体系设置特点有：注重知识、能力、素质协调发展，强调实验教学，强调解决实际工程问题能力，并且从五个方面开展：教学思路、知识传授、教师配置、作业形式、成绩评价［2］。对比国外土木工程专业“材料力学”课程教学内容及教学体系研究，我国“材料力学”的教学考核与评价还比较单一，不够合理和科学，并且在考核题目的适宜度上很少有研究，从而弱化了检验标准。为检验教学质量，考试是评价教与学的重要手段，通过对考试成绩和试卷的分析，了解和优化学生学习状态与教师教学水平的技术，对于规范命题、评价教学、促进教学改革都具有现实指导意义［34］。本文通过评析土木工程专业2020级本科生材料力学期末考试成绩和试卷质量，以便及时发现“教”与“学”过程中存在的问题，从而有效地促进试卷考核标准化建设，提高教学质量。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

以土木工程专业2020级本科生材料力学186份期末试卷为研究对象，本套试卷共有30道题，总分值为100分，考核内容包含各章節主要内容，试题内容占比符合教学大纲要求和授课学时安排。各题型所占分值见表1，考试时间为90分钟。

1.2 评分方法

根据西北民族大学阅卷规则，依照参考答案和评分标准阅卷，由教研室组织阅卷小组，多人流水阅卷，客观题和主观题均采取流水式阅卷，反复核对校验，最终得出总分。

1.3 统计方法

将选定样本（186份试卷）各题型、各试题得分录入电脑，用统计软件Excel进行数据处理和统计学分析。从全部试卷的得分情况、分值分布情况、均值、标准差、难度和区分度进行试卷质量评估。

2 分析

2.1 成绩分析

2020级土木工程专业本科生材料力学期末成绩，186份试卷中最高分96分，最低分31分，平均成绩（63.54±10.66）分，各题型得分情况见表2。其中填空题的平均分占比42.78%，选择题的平均分占比80.90%，概念题的平均分占比51.90%，简答题的平均分占比68.90%，计算题的平均分占比70.77%。成绩在0～59分数段，频数44人，有效百分比23.65%，累计百分比23.65%；60～69分数段，频数82人，有效百分比44.09%，累计百分比67.74%；70～79分数段，频数41人，有效百分比22.04%，累计百分比89.78%；80～89分数段，频数15人，有效百分比8.06%，累计百分比97.84%；90～100分数段，频数4人，有效百分比2.16%，累计百分比100.00%。学生成绩正态分布见图1，得分分值符合正态性分布。

2.2 试卷质量分析

试题难度（P）是衡量试题难易程度的指标，反映试题对全体被试者的适合程度。P值越大，说明题目得分率越高，试题越容易，试题难度在0.35至0.65之间为宜［5］。

区分度是通过试题来分辨受试者能力大小的参量，它反映试题区分不同水平受试者的程度，按层次区分优秀、一般、差。美国测量学家伊贝尔（L.EbeI）于1965年提出了判断测题优劣的项目鉴别度标准：区分度在0.4以上的为“优良”项目，在0.3至0.39之间的为“合格”项目，在0.2至0.29之间的为“尚可、需修改”项目，在0.19以下的为“应淘汰”项目［6］。

2020级土木工程专业本科生材料力学各题型难度和区分度分别是：填空题难度0.37，区分度0.45；选择题难度0.69，区分度0.48；概念题难度0.53，区分度0.66；简答题难度0.61，区分度0.51；计算题难度0.49，区分度0.54。除选择题难度较大，其他各题型难度适中；各题型区分度均在0.4以上，均为优良项目。各试题难度和区分度见表3（其中：P题型题号）。

3 结果

从表3可以得出，30个项目的难度（P）变化范围在008～0.89之间，难度介于0.08～0.34的项目有6个，分值占比为11.5%;难度介于0.35～0.65的项目有14个，分值占比62%；难度大于0.65的项目有8个，分值占比26.5%。说明此次考试试题适中。

30个项目中，填空题有6个项目为优良项目，区分度均在0.43以上；选择题有4个项目为优良项目，区分度均在0.47以上；概念题有3个项目为优良项目，区分度均在0625以上；简答题有3个项目为优良项目，区分度均在043以上；选择题有2个项目为优良项目，区分度均在0.41以上。有4个项目区分度在0.21～0.25之间，是尚可、需修改，填空题第六题和第八题、选择题第六题及概念题第一题，需修改后再进行测试；有4个项目区分度在0.035～017之间，是应淘汰的项目，其中填空题第七题、概念题第二题、简答题第二题及计算题第一题需直接淘汰。总体，18个项目均属优良项目，区分度较好，具有较强的鉴别力。

对我校土木工程专业2020级本科生材料力学期末试卷分析，学生得分分值基本符合正态性分布，多数学生成绩集中在60～69分数段，占总人数的44.09%，而高分学生少，90分以上只有4人。各题型难度介于0.37～0.69，试题难度在0.35～0.65的项目有14个，分值占比62%，多数试题难易程度适中。各题型区分度均大于0.4，试题区分度中18个项目均属优良项目，区分度较好，具有较强的鉴别力，个别试题将需要进一步修改或淘汰。

通过对考核试卷进行质量评估，有助于发现课程“教”与“学”过程中存在的问题。在此次试卷分析中，发现：（1）试题难易程度适中，大多数试题区分度较好，具有较强的鉴别力，能满足对学生知识掌握及能力提升的测试要求。但学生成绩整体不理想，平均分仅为63.54分，成绩总体偏低，高分段人数少，呈现两极分化，差距较大。（2）学生在概念题的得分上没有满分，可见学生对概念基础知识的理解不够透彻，甚至存在轻视现象。（3）填空题主要考查学生对知识点细节的把握和拓展性知识的考查，此次试卷中填空题的平均分占比42.78%，可见多数学生对知识点细节的把握不够准确，对知识的灵活应用欠佳。针对以上问题，为进一步提升教学质量，在今后的教学中应该着力解决以下问题：（1）民族院校区域差异形成的基础差异不平衡现象，对此根据授课对象进行分层教学，根据学生掌握情况循序渐进不断提升。（2）引导和加强学生对材料力学概念的重视和理解，以试题的形式有针对性地进行讲授，强化学生学习的主体地位，激发学生的学习兴趣。（3）以工程案例出发，利用材料力学知识进行分析问题、解决问题，加强理论联系实际，拓展学生的思维，提升学生对知识的应用能力。

通过对我校土木工程专业2020级本科生材料力学期末试卷分析，学生得分分值基本符合正态性分布，试题难易程度适中，大多数试题区分度良好，个别试题将需要进一步修改或淘汰，进一步提高鉴别力，以促进完善试题。同时将符合指标的试题，纳入材料力学试题库，进一步提高试卷考核标准化建设，提高材料力學教学质量。

参考文献：

［1］马崇武，车京兰.对材料力学教学改革的研究［J］.高等理科教育，2004，6：7678.

［2］王世斌，亢一澜，王燕群，等.国内外材料力学课程内容和教学体系的比较研究与思考［C］.中国力学学会学术大会2009论文摘要集，2009.

［3］田贞涵.分析高校考试管理中存在的问题以及改进对策［J］.教育现代化，2018，5（22）：234235.

［4］俞姣.试卷分析技术：沿革、现状与趋势［J］.考试研究，2018（4）：4146.

［5］王孝玲.教育测量（修订版）［M］.上海：华东师范大学出版社，2004：56，139.

［6］黄光杨.教育测量与评价［M］.上海：华东师范大学出版社，2002：79.

基金项目：西北民族大学教育教学改革研究项目（2020YBJG58）

作者简介：王晓庆（1984— ），女，甘肃天水人，讲师，研究方向：风沙物理学研究。