高校生物技术综合实验报告管理系统的构建与应用

林方钦 余利红 沈思婷 欧阳永长

[摘           要]  为提高生物技术综合实验的实践教学效果和管理效率，自主设计和构建了实验报告管理系统。该系统包含五大管理模块（基础管理、报告管理、成绩管理、消息管理和归档管理），有效地解决了实验报告提交、批阅、答疑、统计、归档等实验教学管理中的难点和痛点，增强了师生问答互动的效率、缩短了成绩上报归档周期，同时还满足了学生实践能力评估的要求，取得了比较满意的实验教学效果。

[关    键   词]  实验报告;管理系统;实践能力评估;教学效果

[中图分类号]  G647                              [文献标志码]  A                                [文章编号]  2096-0603（2020）44-0089-03

为克服传统高校实验报告管理中存在的纸张浪费、收集周期长、批阅效率低下、成绩统计困难、归档保存不方便等缺点，部分高校教师开始探索设计与其实验特点相结合的管理系统[1-3]，以有效减轻教师实验报告管理工作负担，端正学生完成实验报告态度[4]。

实践能力是生物技术专业的核心竞争力，然而目前各高校缺乏有效的评估机制，阻碍了校企间的顺利衔接[5]。因此，我们对生物技术综合实验进行了改革，除完成教学大纲任务外，还引入了模块化实验和实践能力评估方法[6]。为配合课程改革的需要，我们同时设计并构建了生物技术综合实验报告管理系统。该系统不仅提升了实验课程管理的规范化、智能化水平，还实现了学生实践能力评估以及评估结果证书展示的需求。本文基于该系统的基础管理、报告管理、成绩管理、消息管理和归档管理，从五大管理模块分别进行详细阐述，并结合该系统的实践应用总结经验和教训，期望能够对其他院校实验报告的管理提供参考。

一、生物技术综合实验报告管理系统的设计和构建

为有效评估学生的实践能力，生物技术综合实验按照“项目”形式进行大类划分，并细化为模块化实验，如PCR、分子构建、SDS-PAGE、Western blotting等常规实验教学内容，以及双荧光报告基因互作实验设计、酶标仪检测荧光素发光强度等新的实验内容[6]。为保证报告管理需求能够和课程内容契合，本系统在实践教学管理通用性的基础上，积极引入与课程对应的特色功能（如实践能力评估与证书自动生成），从而既能普遍适用于高校实验教学的管理，又能满足个性化教学的需求。本实验报告管理系统包含五大管理模块，其总体的结构如图1所示。

（一）基础管理

基础管理模块提供了个人设置管理、教师班级关联管理和班级实验关联管理三种功能。基于个人设置管理功能，系统管理员首先要导入任课老师、班级学生的登录账号和密码，而后教师和学生就能修改自己的登录口令、提醒邮箱、个人照片以及个人信息。在教师班级关联管理中，任课教师通过点击“单个添加”菜单并选择所带实验班级，就能完成教师与授课班级的关联，关联成功后系统会显示“已通过”的提示和关联ID号（如图2）。

在班级实验关联管理中，任课教师要先完成各班级实验项目和模块的设置，然后就可以通过“单个添加”菜单，选择“实验分类”（不同课程）、“实验”（不同实验）以及“关联班级”（不同年级和班级），将实验和班级完成连接。之后，在“我带的实验”菜单下教师就能查看自己所带班级和同一班级其他老师所带实验的具体内容，包括实验名称、实验报告提交截止时间、学生提交状态和教师批阅情况。而学生登录后就可以直接查看任课教师、实验项目和实验模块相关内容。通过“作业统计查询”菜单，教师能够了解报告提交的进展，其中未完成报告的学生，教师可以借助“邮件通知”功能进行提醒。

（二）报告管理

报告管理模块主要功能有实验报告格式编辑、实验报告批改评阅、实验报告撰写和实验报告上传与下载。通常系统默认的实验报告模板由实验目的、实验原理、实验材料、实验步骤、实验结果和实验讨论六个实验报告要素组成。教师需调整实验考核内容时，可以在实验报告格式编辑管理中调整实验报告的结构，变更实验报告要素的评分标准。

实验报告提交方式包括在线编辑和Word附件上传两种，供学生自由选择。提交后的报告，系统会为其分配实验报告唯一编号，教师通过点击该编号就可以进入实验报告的评阅界面。实验报告在评阅完后，状态会转变为“已批改”，并自动保存评语和成绩。

（三）成績管理

成绩管理模块支持成绩导出、检索和备份等操作。借助导出功能，教师可以将成绩批量录入教务系统，提升成绩上报的效率。学生从成绩管理模块中能够查阅个人成绩和教师评语，并针对实验报告中的疑问与老师展开讨论。成绩管理模块也为师生提供了教学材料备份的功能，方便将实验报告的评阅结果保存到本地。

在通用实验报告管理系统的基础上，该系统还实现了实践能力评估和证书自动生成的管理功能，用于帮助学生向第三方展示自己的实践能力，方便用人单位了解学生的实验技能。实践能力评估由一系列的模块化实验组成，每个模块化实验代表一个实验技能并有相应的独立报告。实践能力评估标准包括理论分数、实验操作分数、实验结果等综合评分，系统根据评分给出优秀、良好、合格和不合格四种考核等级。在模块化实验中取得优秀或良好的学生，系统会自动为其生成对应的两种等级证书（如图3）。

（四）消息管理

在消息管理模块中，教师和学生都可以查看全部的提问和回答，并发表个人见解。通过设定分类检索的条件，可以缩小检索范围，加快检索速度，提高检索准确性。为了防止重复提问，学生可以在全部问答界面的搜索框中输入关键字，检索自己的问题是否已经在系统里面存在记录，以减少冗余性提问（如图4）。

消息统计功能有助于教师了解自己发表问题和回答问题的情况，改进自身教学方式。此外，教师也可以查看学生问答积极性，以便更好地督促和指导学生。学生通过消息统计功能，能查看自己全部提问和回答的各项指标，有助于正确评价自己在实验课程中的表现。

（五）归档管理

在每一级的学生完成课程期末考核和成绩上报后，系统会对所有文件进行分类打包，并通知管理员检查文件的完整性。待管理员审核确认后，实验报告管理系统会对课程资料完成自动归档，促进了课程档案管理工作的规范化。任课教师如果要查看和导出已归档文件，需要向管理员发起权限申请，并提交归档年份、授课班级和实验章节的具体请求信息。在完成相关内容的查阅后，教师可以将资料导出并保存于本地。

二、实验报告管理系统的应用和反馈

在生物技术综合实验报告管理系统运行的四年期间，共有12人次教师完成了班级实验管理、实验报告评阅、互动问答等操作，125名学生完成了生物技术综合实验报告提交和实验技能评估。师生普遍反映系统使用简单直观，学习周期短，功能模块完善，在课程实践中取得了良好的教学效果。

在生物技术综合实验中，我们采用模块化实验方式对学生实践能力进行评估和考核。模块化实验包括质粒提取、PCR、载体构建、RNA提取、逆转录、定量PCR、SDS-PAGE、Western blotting、细胞培养和转染等，覆盖10个生物技术实验知识点。系统在完成以上实验技能评估后，会依据成绩自动生成优秀或良好两种等级证书。实践结果表明采用证书形式来展示实践能力，较好地提高了学生的学习热情和实验兴趣，加强了学生对实验安全、实验操作规范的关注。

目前，该实验报告管理系统还推广应用到其他生物技术专业课程的实验教学中，如分子生物学、基因工程和蛋白质工程。累计已超过300人次在系统上实现了实验报告的提交，30人次的教师在系统上完成了作业的批改。另外，该系统非常方便实验教学的反思，对实验教学有很好的促进作用。在纵向上，系统提供的统计分析功能，为比较不同年级相同课程的教学效果提供了便利性。在横向上，通过比较生物技术综合实验与其他课程中存在交集的实验模块，进而实现对之前专业课程实验教学效果的检查和反馈。模块实验评估能针对性地帮助实验教学内容的反思和改进，指导实验教学方法的改革和完善。

为进一步改进实验报告管理系统，我们对离校的生物技术系学生，通过手机问卷调查的方式来了解他们对生物技术综合实验改革和实验报告管理系统应用的反馈意见，并最终收回20份有效的问卷调查结果（如下表）。统计结果表明，学生对上线的实验报告管理系统的认可度很高，并认为网上提交实验报告比传统纸质版更好。引入模块化实践技能评估措施是生物技术综合实验教学改革的重点，从学生反馈来看，一半的学生接受并认可这一改革，并且有1/4的学生会利用实践技能考核后的证书展示自己的实践能力。从认定证书的改进建议表明，大部分学生认为证书的网络普及程度和企业推广程度是重点所在，人数占比分别是45%和40%。当前，我们的证书在部分院校、医院和企业中得到了认可，后续我们学院将加强和相关单位的合作，进一步提升证书的认可度。

三、结语

生物技术专业实践教学的改革和提高，不仅需要在课程结构和课程内容上做出大胆创新，还需要在报告评阅和互动答疑中提高教学管理效率。本文介绍的生物技术综合实验报告管理系统能更加便捷、高效地实现实验报告管理和实践能力评估，在实践应用中得到了师生的一致肯定。接下来，我们将继续推广该系统到更多课程中，促进实践教学改革，同时也会继续完善系统的功能，如将报告管理系统由电脑端迁移到移动端，方便教师直接在课堂上对学生的表现进行评分。

参考文献：

[1]张广斌，王长顺，许凌云，等.实验报告管理系统的设计与实现[J].信息技术，2019，43（11）：157-159，163.

[2]张蓉.计算机網络实验管理系统设计[J].微型电脑应用，2019，35（6）：105-106，110.

[3]林宏.高校实验报告管理系统构建与优化[J].贵州师范学院学报，2017，33（9）：19-22.

[4]夏竹青，王竹婷.基于余弦相似度的电子版实验报告管理系统[J].电脑知识与技术，2019，15（7）：100-102.

[5]谢青，杨广笑，肖靓，等.生物科学专业本科创新人才培养与实验教学模式改革[J].实验技术与管理，2012，29（8）：161-162，184.

[6]欧阳永长，张岚，余利红.生物技术综合实验及其考核方式的改革[J].教育现代化，2019，6（98）：46-48，52.

◎编辑 曾彦慧