醫學院校實驗動物培訓平臺的設計與構建

溫從叢，孫發，韓安月，陳錫文

（溫州醫科大學，浙江 溫州 325035；1.實驗動物中心；2.圖書館；3.校長辦公室）

醫學院校在培養醫學相關人才和開展醫學相關研究方面發揮著巨大而不可替代的作用，其中實驗動物學科發展水平是衡量醫學院校科研水平的重要標志，所以把握醫學院校對于實驗動物中心的定位，提高實驗動物管理水平，健全管理體系，為實驗人員提供全方位實驗項目服務，對于科技水平的提高具有極大的作用[1-2]。按照國家許可證等相關法規，從事實驗動物和動物實驗的科技人員、專業管理人員和技術工作者，都須接受有關法律、法規及專業培訓，并要求取得實驗動物從業人員崗位證書[3]。近年來，60%的生物醫學科研課題研究中涉及實驗動物，導致實驗動物從業工作者急劇增加，達到30萬人，據估測，全國經培訓并獲得崗位證書的實驗人員僅占總人數的1/3，而且人員身份（如教師、研究生、醫師、實驗員）及操作技能水平參差不齊，至少20%的實驗人員生物專業知識缺乏，不具備基本的生物安全知識[4-6]，可見我國實驗動物行業的團隊建設尚且不能適應行業的發展需求。短期集中面授培訓、現場紙質考試的傳統培訓模式存在投資成本大、資源難共享、學員難集中、培訓規模時間受限等諸多問題，亟需探求一種更加高效、便捷、靈活的培訓方式[7]。

為此，本研究選取了Moodle（Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment）開源學習管理系統作為二次開發平臺，針對傳統實驗動物與動物實驗培訓存在的缺陷，將Moodle平臺技術和培訓相關需求進行深度融合，以構建一個集培訓學習、研討交流和考核等功能于一體的實驗動物與動物實驗在線培訓平臺。

1 Moodle平臺簡介

北京、廣東等少數地區率先自行組織研發了實驗動物與動物實驗在線培訓平臺，克服了傳統培訓模式諸多弊端[8]，但受項目經費和技術制約，系統在功能性、可靠性、可擴展性、安全性和開放性等方面存在不足[9-10]。同時，在“互聯網+”背景下，在線學習管理平臺能實現技術與教育培訓的深度融合，成為了一種成熟的、新型的和更加有效的培訓教育模式，通過其平臺定制功能來構建在線行業培訓平臺成為了一種相對高效的解決方案。

Moodle作為一個開源的在線學習管理軟件，已被翻譯成120種語言，擁有超過6 500萬的用戶，被廣泛用于遠程教育、混合教學、翻轉課堂等教學形式中[11]，其平臺涵蓋網站管理、用戶管理、課程管理、活動創建、信息推送和報表分析等諸多功能，任何機構和個人可以根據自身需求，定制教學平臺。平臺具有開放性、共享性、靈活性、互動性、低成本等優勢，被視為新一代網絡教學工具，深受教育和培訓機構的歡迎[12]，其基本功能見圖1。本文在實驗動物與動物實驗培訓進行詳細需求調研和平臺精心設計的基礎上，利用Moodle開源學習管理平臺所提供的豐富功能和面向用戶的定制功能，快速構建了集培訓學習、研討交流和考核等功能于一體的實驗動物與動物實驗培訓平臺。

圖1 Moodle開源學習管理平臺基本功能

2 Moodle安裝與配置

2.1 Moodle安裝

2.1.1 選擇安裝環境:本次部署服務器為2 路4核CPU及16 G內存的虛擬服務器，選擇WampServer軟件部署Web服務器和數據庫等安裝環境，支持150 人同時在線學習。主要步驟為:①下載安裝WampServ-er3.1.0_x64軟件包，打開PhpMyadmin數據庫配置頁面，新增一個具有所有權限的MySQL數據庫及帳戶；②將WampServer的PHP運行版本設置為7.0.23，修改Apache平臺目錄下的“httpd.conf”和“httpd-vhosts.conf”文件中的“Require local”和“${INSTALL_DIR}/www/”字符串改為Require all granted和Moodle安裝程序目錄路徑。

2.1.2 完成Moodle平臺安裝:①訪問官方網站，下載最新版本的Moodle壓縮軟件安裝包；②將壓縮包解壓到設定的Moodle安裝程序目錄下后，通過Web服務器瀏覽器訪問“http://localhost”網站，并根據網頁安裝提示逐步完成Moodle平臺安裝；③安裝完畢后，更改Moodle安裝目錄下“config.php”文檔中的“wwwroot=localhost”字符串更改為網站訪問IP或域名。

2.2 Moodle平臺配置 在完成Moodle平臺的搭建后，根據實驗動物與動物實驗培訓平臺設計，系統管理員登錄Moodle平臺，通過網站管理頁面下的管理模塊頁面，進行語言設置、主題設置、電子郵件、用戶注冊與角色授權等相關模塊配置操作。①語言設置:平臺默認顯示語言為英語，點擊“語言”下的“語言包”鏈接，安裝“簡體中文”語言包，實現平臺顯示語言的相互切換；②主題設置:從官網下載主題“皮膚”，并解壓至Moodle安裝目錄“theme”文件夾下，重啟Web服務器后，按平臺網頁提示完成網站主題皮膚的安裝和相關定制；③電子郵件:點擊“服務器”“電子郵件”下的“發送郵件設置”鏈接，完成郵件服務器配置，開啟平臺郵件發送功能；④用戶字段和認證配置:點擊“插件”“身份認證”下的“管理身份認證”鏈接，開啟“基于Email的自助注冊”和“人工賬號”兩種身份認證方式；鎖定“姓名”“身份證”“學號”“機構”等關鍵字段，以防止關鍵字段被篡改；點擊“用戶”“賬戶”下的“追加管理字段”添加學員身份證等必要字段。其中，“基于Email的自主注冊”用于用戶在線自主注冊，賬戶經郵箱身份驗證生效；“人工注冊”則由系統管理員通過管理平臺以單個或批量方式完成賬戶注冊，適用于機構組織報名。

3 培訓平臺設計

從系統管理端、教師端和學員端三個用戶角度來設計定制實驗動物與動物實驗培訓平臺。其中，系統管理端負責平臺初始化構建和后期平臺運維管理，教師端負責課程設計和課程考核，學員端負責為學員提供在線培訓與在線考核等相關考核活動。業務流程設計見圖2。

圖2 Moodle開源學習管理平臺業務流程設計

3.1 平臺配置管理 Moodle平臺安裝后，由系統管理員完成平臺語言、網站主題與外觀、郵件服務器和身份認證等平臺配置，完成課程創建者、教師等相關賬戶角色的授權。同時，為了學員能通過智能手機、平板電腦或其他移動設備訪問平臺，一方面需要通過后臺“網站管理”開啟“移動設備啟用網絡服務”，以實現Moodle APP的平臺訪問；另一方面，下載安裝適合移動訪問的主題皮膚，并通過后臺“外觀”的“Mobile”欄啟用主題皮膚，以優化移動端平臺訪問的界面展示。

3.2 課程創建 在Moodle中，系統管理員和課程創建者具有創建課程權限，而課程“教師”僅具有授權課程的編輯權限。根據醫學實驗動物與動物實驗培訓課程內容性質，課程格式一般采用“主題格式”，即按章節主題結構設計課程結構。待課程基本設置完成后，系統管理員或課程創建者根據培訓大綱，通過平臺提供的課程資源和課程活動來逐步完成課程的創建。課程資源為學員提供可在線視聽、閱讀和下載的培訓材料；課程活動創建包括程序教學、章節測驗、討論互動、作業等培訓任務。同時，在課程活動中，可通過“限制訪問”功能設置定義學員培訓學習路線和環節達標過關條件。

3.3 課程考核 Moodle平臺提供了學習過程考核和理論考試考核兩部分。系統管理員或課程創建者根據設計的培訓考核體系，在Moodle“成績”配置模塊和課程“成績”模塊中分別定義設置學習環節和考試環節的考核設置，包括試題庫構建、試題組卷、課程成績權重設置以及各環節評分操作。

3.4 學員活動 學員通過平臺提供的賬戶注冊方式完成認證和繳費操作后，由系統管理員批量完成認證繳費學員的課程報名。學員按照平臺課程的學習考核設計路線和課程時間安排，進行課程在線學習和考核任務。

4 在線培訓課程創建

4.1 課程資源創建 在線學習環境中，學習資源是影響學習結果的重要因素之一。Moodle平臺提供了標簽、圖書、網頁、網頁地址、文件、文件夾等多種課程資源類型。在設計和開發學習資源時應充分利用不同類型的課程資源，有針對性地添加電子文檔、課件、PDF文檔、音視頻、Flash、圖片等培訓資源，供學員在線學習或下載離線學習，以滿足學員個性化需求。同時，利用Moodle平臺內置的編輯器添加相關外部資源鏈接，共享外部網頁信息內容。課程資源類型的具體使用見表1。

表1 培訓資源類型的使用

4.2 課程活動創建 Moodle平臺支持測驗、程序教學、詞匯表、反饋、互動評價、聊天、數據庫、討論區、投票、外部工具、問卷調查、作業、SCORM課件和Wiki協助等課程活動。其中，作業、程序教學、聊天、討論區等課程活動比較適合實驗動物與動物實驗培訓，其目的是為了強化學員對課程資源的學習和知識掌握。模塊具體功能:①作業活動:該活動模塊允許教師布置課程作業任務，并對學員提交作業進行評分和反饋。學員在規定時間內完成作業，以文件上傳或在線作答方式提交作業。教師批改學員作業給予的反饋，能通過郵件或平臺消息及時發送給學員，實現教與學的良好互動。②程序教學活動:該活動模塊為學員創造自適應性的學習體驗，它由一系列的內容頁面和題目頁面組成，根據實驗動物從業人員培訓課程知識的內在邏輯將課程知識點分解為一系列的內容和頁面，內容頁面之間前后銜接，逐漸加深，讓學員按照內容頁面跳轉順序逐個學習每一項知識，并通過由問題頁面及“簇”知識庫功能及時給予知識點強化和反饋，使學生最終能夠掌握所學的知識，達到預定的培訓目的。③討論區:該活動模塊可實現教師與學員、學員之間的交互，教師精心設計學習討論主題并鼓勵學習者發布討論主題，吸引學員積極參與討論，激發學員學習積極性。其中，討論區可支持訂閱，新消息能推自動送到學員郵箱。討論活動支持考核設置，可計入課程平時成績。

4.3 課程考核 培訓考核應較全面地體現學員在整個培訓過程中的學習情況和學習成果，既包括各項知識點的理解和掌握，也包括學習時間、培訓作業及交流互動等多方面的情況。培訓考核應本著科學性、全面性、客觀性和具體性等原則，根據Moodle平臺所提供的課程考核功能，建立考核體系及其考核平臺。

為此，將課程考核分為學習過程考核和課程目標考核兩部分，并設計課程各項環節的考核分值及權重。其中，學習過程考核通過對課程資源活動的“限制訪問”“活動進度”等設置，學員按照課程指定的學習路線和要求完成課程相關培訓和考核活動。同時，為激勵學員積極參與課程活動，將課程活動考核納入課程總成績；課程目標考核則主要通過題庫構建和組卷考試兩個環節來實施，以章節測試和課程正式考試為考核手段。

4.3.1 題庫構建:課程題庫是通過“課程管理”下的“題庫”模塊實現構建，平臺提供了選擇題、判斷題、填空題、簡答題等10種題目類型，支持手動和文件批量導入2種方式創建題目。為了方便試題管理，通過創建類別和子類別來分類管理。題目文件導入支持Aiken格式、Gift格式、Blackboard、Moodle XML等多種格式，傳統試題需要格式規范后才能被識別導入，常見的Aiken和Gift格式化制作試題過程比較繁瑣。為減少工作量，本平臺采用了在Word中使用“Quiz authoring template for Microsoft Word”插件（簡稱moodle_quiz_v21）進行試題批量制作，插件支持常見試題類型[13]。插件功能見圖3。試題制作完成后通過“Export to XML”快捷鍵導出XML文件，并以“Moodle XML格式”的形式導入相應的試題類別，最終完成題庫的構建。

圖3 Moodle_quiz_v21插件功能

4.3.2 組卷考試:考試配置包括考試描述、時間設置、試題行為、回顧設置、試卷密碼、限制訪問等選項。對于模擬考試，將相關選項設置為“允許答題多次”“交互式多次嘗試”“答題過程中反饋”等值，以方便學員在模擬考試中進行知識復習與鞏固；對于正式考試，則將相關選項設置為“隨機排列試題選項”“試題排序隨機”等值，以防止學員作弊。試題組卷是根據考試設計要求，從類型題庫中以手動或系統隨機方式抽取一定數量的題目，并組成相應考試試卷，同時設置試卷題目分值。對于模擬考試，通過“添加隨機題”方式從模擬考試題庫中隨機抽取試題組卷，以方便隨時開展自我檢測和反復練習，及時獲得反饋并查缺補漏。

4.3.3 成績管理:成績管理包括成績報表瀏覽、成績設定、成績導入導出等環節操作。為了督促學員認真學習實驗動物從業人員培訓課程，將培訓成績分為平時成績和考試成績，權重由教師設定，具體設置如表2所示。在考試評分環節中，試卷客觀題由系統自動評分完成，教師僅對主觀題部分進行平臺在線評分。

5 結語

實驗動物管理的標準化程度直接影響生命科學領域中研究成果的確認、研究水平的高低和研究產品的質量，成為衡量一個國家科學技術水平的重要標志。實驗動物從業人員培訓考核工作是一項科學化、系統化的工程，應長抓不懈，才能達到預期效果。在“互聯網+”教育的大背景下，我們要充分利用互聯網資源技術，實現教育技術和實驗動物從業人員培訓工作的深度融合，形成實驗動物從業人員培訓考核新模式。本研究通過利用Moodle在線學習平臺技術，構建了集培訓、交流研討和考核評價功能于一體的在線實驗動物從業在線培訓考核平臺，實現了一種相對開放、高效、靈活的學習方式，實現了實驗動物與動物實驗培訓考試無紙化，克服了傳統培訓中時間、地點、培訓規模、師資力量等限制因素。同時，平臺為教師實施從業培訓提供了全面的教育工具支持，也為學員提供了長期的繼續教育平臺。

表2 課程考核設置

在下一步的建設中，將啟用平臺自身提供的調查問卷、投票等模塊功能，廣泛收集學員對平臺功能、培訓內容、課程設計式和培訓效果等多方面的評價和反饋，以不斷優化平臺。