医学院校实验动物培训平台的设计与构建

2020-12-24温从丛孙发韩安月陈锡文

温州医科大学学报 2020年1期

温从丛，孙发，韩安月，陈锡文

（温州医科大学，浙江温州 325035；1.实验动物中心；2.图书馆；3.校长办公室）

医学院校在培养医学相关人才和开展医学相关研究方面发挥着巨大而不可替代的作用，其中实验动物学科发展水平是衡量医学院校科研水平的重要标志，所以把握医学院校对于实验动物中心的定位，提高实验动物管理水平，健全管理体系，为实验人员提供全方位实验项目服务，对于科技水平的提高具有极大的作用[1-2]。按照国家许可证等相关法规，从事实验动物和动物实验的科技人员、专业管理人员和技术工作者，都须接受有关法律、法规及专业培训，并要求取得实验动物从业人员岗位证书[3]。近年来，60%的生物医学科研课题研究中涉及实验动物，导致实验动物从业工作者急剧增加，达到30万人，据估测，全国经培训并获得岗位证书的实验人员仅占总人数的1/3，而且人员身份（如教师、研究生、医师、实验员）及操作技能水平参差不齐，至少20%的实验人员生物专业知识缺乏，不具备基本的生物安全知识[4-6]，可见我国实验动物行业的团队建设尚且不能适应行业的发展需求。短期集中面授培训、现场纸质考试的传统培训模式存在投资成本大、资源难共享、学员难集中、培训规模时间受限等诸多问题，亟需探求一种更加高效、便捷、灵活的培训方式[7]。

为此，本研究选取了Moodle（Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment）开源学习管理系统作为二次开发平台，针对传统实验动物与动物实验培训存在的缺陷，将Moodle平台技术和培训相关需求进行深度融合，以构建一个集培训学习、研讨交流和考核等功能于一体的实验动物与动物实验在线培训平台。

1 Moodle平台简介

北京、广东等少数地区率先自行组织研发了实验动物与动物实验在线培训平台，克服了传统培训模式诸多弊端[8]，但受项目经费和技术制约，系统在功能性、可靠性、可扩展性、安全性和开放性等方面存在不足[9-10]。同时，在“互联网+”背景下，在线学习管理平台能实现技术与教育培训的深度融合，成为了一种成熟的、新型的和更加有效的培训教育模式，通过其平台定制功能来构建在线行业培训平台成为了一种相对高效的解决方案。

Moodle作为一个开源的在线学习管理软件，已被翻译成120种语言，拥有超过6 500万的用户，被广泛用于远程教育、混合教学、翻转课堂等教学形式中[11]，其平台涵盖网站管理、用户管理、课程管理、活动创建、信息推送和报表分析等诸多功能，任何机构和个人可以根据自身需求，定制教学平台。平台具有开放性、共享性、灵活性、互动性、低成本等优势，被视为新一代网络教学工具，深受教育和培训机构的欢迎[12]，其基本功能见图1。本文在实验动物与动物实验培训进行详细需求调研和平台精心设计的基础上，利用Moodle开源学习管理平台所提供的丰富功能和面向用户的定制功能，快速构建了集培训学习、研讨交流和考核等功能于一体的实验动物与动物实验培训平台。

图1 Moodle开源学习管理平台基本功能

2 Moodle安装与配置

2.1 Moodle安装

2.1.1 选择安装环境:本次部署服务器为2 路4核CPU及16 G内存的虚拟服务器，选择WampServer软件部署Web服务器和数据库等安装环境，支持150 人同时在线学习。主要步骤为:①下载安装WampServ-er3.1.0_x64软件包，打开PhpMyadmin数据库配置页面，新增一个具有所有权限的MySQL数据库及帐户；②将WampServer的PHP运行版本设置为7.0.23，修改Apache平台目录下的“httpd.conf”和“httpd-vhosts.conf”文件中的“Require local”和“${INSTALL_DIR}/www/”字符串改为Require all granted和Moodle安装程序目录路径。

2.1.2 完成Moodle平台安装:①访问官方网站，下载最新版本的Moodle压缩软件安装包；②将压缩包解压到设定的Moodle安装程序目录下后，通过Web服务器浏览器访问“http://localhost”网站，并根据网页安装提示逐步完成Moodle平台安装；③安装完毕后，更改Moodle安装目录下“config.php”文档中的“wwwroot=localhost”字符串更改为网站访问IP或域名。

2.2 Moodle平台配置在完成Moodle平台的搭建后，根据实验动物与动物实验培训平台设计，系统管理员登录Moodle平台，通过网站管理页面下的管理模块页面，进行语言设置、主题设置、电子邮件、用户注册与角色授权等相关模块配置操作。①语言设置:平台默认显示语言为英语，点击“语言”下的“语言包”链接，安装“简体中文”语言包，实现平台显示语言的相互切换；②主题设置:从官网下载主题“皮肤”，并解压至Moodle安装目录“theme”文件夹下，重启Web服务器后，按平台网页提示完成网站主题皮肤的安装和相关定制；③电子邮件:点击“服务器”“电子邮件”下的“发送邮件设置”链接，完成邮件服务器配置，开启平台邮件发送功能；④用户字段和认证配置:点击“插件”“身份认证”下的“管理身份认证”链接，开启“基于Email的自助注册”和“人工账号”两种身份认证方式；锁定“姓名”“身份证”“学号”“机构”等关键字段，以防止关键字段被篡改；点击“用户”“账户”下的“追加管理字段”添加学员身份证等必要字段。其中，“基于Email的自主注册”用于用户在线自主注册，账户经邮箱身份验证生效；“人工注册”则由系统管理员通过管理平台以单个或批量方式完成账户注册，适用于机构组织报名。

3 培训平台设计

从系统管理端、教师端和学员端三个用户角度来设计定制实验动物与动物实验培训平台。其中，系统管理端负责平台初始化构建和后期平台运维管理，教师端负责课程设计和课程考核，学员端负责为学员提供在线培训与在线考核等相关考核活动。业务流程设计见图2。

图2 Moodle开源学习管理平台业务流程设计

3.1 平台配置管理 Moodle平台安装后，由系统管理员完成平台语言、网站主题与外观、邮件服务器和身份认证等平台配置，完成课程创建者、教师等相关账户角色的授权。同时，为了学员能通过智能手机、平板电脑或其他移动设备访问平台，一方面需要通过后台“网站管理”开启“移动设备启用网络服务”，以实现Moodle APP的平台访问；另一方面，下载安装适合移动访问的主题皮肤，并通过后台“外观”的“Mobile”栏启用主题皮肤，以优化移动端平台访问的界面展示。

3.2 课程创建在Moodle中，系统管理员和课程创建者具有创建课程权限，而课程“教师”仅具有授权课程的编辑权限。根据医学实验动物与动物实验培训课程内容性质，课程格式一般采用“主题格式”，即按章节主题结构设计课程结构。待课程基本设置完成后，系统管理员或课程创建者根据培训大纲，通过平台提供的课程资源和课程活动来逐步完成课程的创建。课程资源为学员提供可在线视听、阅读和下载的培训材料；课程活动创建包括程序教学、章节测验、讨论互动、作业等培训任务。同时，在课程活动中，可通过“限制访问”功能设置定义学员培训学习路线和环节达标过关条件。

3.3 课程考核 Moodle平台提供了学习过程考核和理论考试考核两部分。系统管理员或课程创建者根据设计的培训考核体系，在Moodle“成绩”配置模块和课程“成绩”模块中分别定义设置学习环节和考试环节的考核设置，包括试题库构建、试题组卷、课程成绩权重设置以及各环节评分操作。

3.4 学员活动学员通过平台提供的账户注册方式完成认证和缴费操作后，由系统管理员批量完成认证缴费学员的课程报名。学员按照平台课程的学习考核设计路线和课程时间安排，进行课程在线学习和考核任务。

4 在线培训课程创建

4.1 课程资源创建在线学习环境中，学习资源是影响学习结果的重要因素之一。Moodle平台提供了标签、图书、网页、网页地址、文件、文件夹等多种课程资源类型。在设计和开发学习资源时应充分利用不同类型的课程资源，有针对性地添加电子文档、课件、PDF文档、音视频、Flash、图片等培训资源，供学员在线学习或下载离线学习，以满足学员个性化需求。同时，利用Moodle平台内置的编辑器添加相关外部资源链接，共享外部网页信息内容。课程资源类型的具体使用见表1。

表1 培训资源类型的使用

4.2 课程活动创建 Moodle平台支持测验、程序教学、词汇表、反馈、互动评价、聊天、数据库、讨论区、投票、外部工具、问卷调查、作业、SCORM课件和Wiki协助等课程活动。其中，作业、程序教学、聊天、讨论区等课程活动比较适合实验动物与动物实验培训，其目的是为了强化学员对课程资源的学习和知识掌握。模块具体功能:①作业活动:该活动模块允许教师布置课程作业任务，并对学员提交作业进行评分和反馈。学员在规定时间内完成作业，以文件上传或在线作答方式提交作业。教师批改学员作业给予的反馈，能通过邮件或平台消息及时发送给学员，实现教与学的良好互动。②程序教学活动:该活动模块为学员创造自适应性的学习体验，它由一系列的内容页面和题目页面组成，根据实验动物从业人员培训课程知识的内在逻辑将课程知识点分解为一系列的内容和页面，内容页面之间前后衔接，逐渐加深，让学员按照内容页面跳转顺序逐个学习每一项知识，并通过由问题页面及“簇”知识库功能及时给予知识点强化和反馈，使学生最终能够掌握所学的知识，达到预定的培训目的。③讨论区:该活动模块可实现教师与学员、学员之间的交互，教师精心设计学习讨论主题并鼓励学习者发布讨论主题，吸引学员积极参与讨论，激发学员学习积极性。其中，讨论区可支持订阅，新消息能推自动送到学员邮箱。讨论活动支持考核设置，可计入课程平时成绩。

4.3 课程考核培训考核应较全面地体现学员在整个培训过程中的学习情况和学习成果，既包括各项知识点的理解和掌握，也包括学习时间、培训作业及交流互动等多方面的情况。培训考核应本着科学性、全面性、客观性和具体性等原则，根据Moodle平台所提供的课程考核功能，建立考核体系及其考核平台。

为此，将课程考核分为学习过程考核和课程目标考核两部分，并设计课程各项环节的考核分值及权重。其中，学习过程考核通过对课程资源活动的“限制访问”“活动进度”等设置，学员按照课程指定的学习路线和要求完成课程相关培训和考核活动。同时，为激励学员积极参与课程活动，将课程活动考核纳入课程总成绩；课程目标考核则主要通过题库构建和组卷考试两个环节来实施，以章节测试和课程正式考试为考核手段。

4.3.1 题库构建:课程题库是通过“课程管理”下的“题库”模块实现构建，平台提供了选择题、判断题、填空题、简答题等10种题目类型，支持手动和文件批量导入2种方式创建题目。为了方便试题管理，通过创建类别和子类别来分类管理。题目文件导入支持Aiken格式、Gift格式、Blackboard、Moodle XML等多种格式，传统试题需要格式规范后才能被识别导入，常见的Aiken和Gift格式化制作试题过程比较繁琐。为减少工作量，本平台采用了在Word中使用“Quiz authoring template for Microsoft Word”插件（简称moodle_quiz_v21）进行试题批量制作，插件支持常见试题类型[13]。插件功能见图3。试题制作完成后通过“Export to XML”快捷键导出XML文件，并以“Moodle XML格式”的形式导入相应的试题类别，最终完成题库的构建。

图3 Moodle_quiz_v21插件功能

4.3.2 组卷考试:考试配置包括考试描述、时间设置、试题行为、回顾设置、试卷密码、限制访问等选项。对于模拟考试，将相关选项设置为“允许答题多次”“交互式多次尝试”“答题过程中反馈”等值，以方便学员在模拟考试中进行知识复习与巩固；对于正式考试，则将相关选项设置为“随机排列试题选项”“试题排序随机”等值，以防止学员作弊。试题组卷是根据考试设计要求，从类型题库中以手动或系统随机方式抽取一定数量的题目，并组成相应考试试卷，同时设置试卷题目分值。对于模拟考试，通过“添加随机题”方式从模拟考试题库中随机抽取试题组卷，以方便随时开展自我检测和反复练习，及时获得反馈并查缺补漏。

4.3.3 成绩管理:成绩管理包括成绩报表浏览、成绩设定、成绩导入导出等环节操作。为了督促学员认真学习实验动物从业人员培训课程，将培训成绩分为平时成绩和考试成绩，权重由教师设定，具体设置如表2所示。在考试评分环节中，试卷客观题由系统自动评分完成，教师仅对主观题部分进行平台在线评分。

5 结语

实验动物管理的标准化程度直接影响生命科学领域中研究成果的确认、研究水平的高低和研究产品的质量，成为衡量一个国家科学技术水平的重要标志。实验动物从业人员培训考核工作是一项科学化、系统化的工程，应长抓不懈，才能达到预期效果。在“互联网+”教育的大背景下，我们要充分利用互联网资源技术，实现教育技术和实验动物从业人员培训工作的深度融合，形成实验动物从业人员培训考核新模式。本研究通过利用Moodle在线学习平台技术，构建了集培训、交流研讨和考核评价功能于一体的在线实验动物从业在线培训考核平台，实现了一种相对开放、高效、灵活的学习方式，实现了实验动物与动物实验培训考试无纸化，克服了传统培训中时间、地点、培训规模、师资力量等限制因素。同时，平台为教师实施从业培训提供了全面的教育工具支持，也为学员提供了长期的继续教育平台。