大学生科学研究训练信息化管理平台的构建与运行

龙 燕，谢志雄

（武汉大学 生命科学学院，湖北 武汉 430072）

1 科学研究训练的必要性

1.1 内涵

大学生科研训练计划（student research train program,SRTP）是专门面对在校学生所举办的科研锻炼项目，最早为1969 年美国麻省理工编制的计划。而国内则是清华大学比较领先，它于1996 年开始实施SRTP 计划，随后其他高校相继学习实行SRTP 计划[1-3]。针对临床医学专业，哈尔滨医科大学针对其七年制专业实施了此项计划；浙江大学也公示了本校在医学方面实施此计划所取得的重大成果[4]。相关研究证实，接受了SRTP 计划的学生，能够更好地完成具有创新价值的工作，且实验取得成功的比例明显增长[5-8]。所以，SRTP 计划是目前部分高校认可的教育实践形式，也是高校为了顺应时代的发展，努力培养创新人才而开展的一项颇具创新价值的试验。

武汉大学生物学实验教学中心（以下简称“教学中心”）是我国第一批次国家级实验示范教学中心之一。中心始终坚持以学生为本，以培育学生自学能力、提升其实践创新能力为目的，突出实践育人的理念，进一步推动教学变革，全面彰显实验教学对于学生自主性和创新性培养的重大价值。

1.2 科学研究训练需要完善的教学体系支撑

科学研究训练的目的是培育具备创新能力、可以进行创业的人才。对于学生而言，创新精神是他们完成科研的基本素养。本科生科学研究训练应是一个具有延续性、渐进性的系统过程，为培养创新型科学人才。武汉大学生命科学学院依托教学中心，根据学科特色构建了实验技能系统训练与培养科学研究能力、创新能力相结合的“基础型实验教学—综合型实验教学—研究创新型实验教学”三层次相互衔接、循序渐进的本科实验教学体系。

我院根据学生的年级和知识储备的差异编制实验课程，其主要包含下面几种形式：

（1）在课程系统的架构之内设置单一开放实验项目。对于一年级学生而言，动物、植物乃至普通生物学实验中，按2~4 人/小组自由组合立项，以小组为单位独立选择相关实验项目，为学生开放实验室，在本学期内完成立项实验内容。

（2）整体综合开放实验项目。涉及的课程有微生物学实验和遗传学实验。实验面向全年级学生，以4人小组为单位，在总体框架内自行选择实验内容，安排实验内容，给出最后的检测鉴定报告。如在开学阶段，就让学生完成环境微生物分离鉴定实验：①学生将细菌从环境中分离；②依据各自的课程进展自行完成细菌鉴定；③在学期结束时递交鉴定结果并撰写报告。

（3）以专业为引导的开放实验项目。主要针对那些学习成绩优异且对有关研究比较感兴趣的学生展开，在生物化学、细胞学等内容之外，设定一些相对全面的综合型实验。

（4）科学研究训练。在课堂讲授基础上，按照1~4人/组自由组合，以小组为单位单独申请立项，参与实际科研问题的研究工作，为每小组配备一位教师，指导学生进行科学研究训练。

1.3 科学研究训练教学效果显著

通过科学研究训练课程教学活动，将不同层次的学生和不同属性的科研项目紧密联系，组织学生申报各级大学生创新创业项目，参加湖北省高等学校大学生生物实验技能竞赛、全国大学生生命科学创新实验大赛和国际遗传工程机器竞赛等学科竞赛，将各类大学生科研项目纳入科学研究训练课程统一管理，提高了大学生科研课题的创新性、科学性、研究性。

有效、规范的本科生科研训练一体化培养模式将各类大学生的科研活动、学科竞赛及学位论文等有机联系起来，对大学生科研项目的申请和完成质量、学科竞赛成绩以及毕业学位论文质量都有一定的提升作用。学生科研能力体现在其发表的学术论文、毕业论文的质量及其综合科研素质。

2 科学研究训练管理面临的问题

（1）纸版档案管理落伍。以往科学研究训练教学中各类项目的管理模式是以纸版档案管理为主，历年的项目申请、项目考核、项目结题论文均以大量纸版材料存档，不仅占用物理空间，而且也不便于查询。

（2）管理过程缺乏互动。科学研究训练是学生利用业余时间进行，没有固定时间，不同于理论课和实验课的面对面教学，学生与老师缺乏互动，问题解决滞后，不利于充分调动学生的学习积极性，影响教学效果的提升。

（3）偏重目标，过程管理欠缺。以往的科学研究训练教学管理模式，偏重目标，忽略过程管理。如对学生的实验成果集中体现在论文上，没有进行实时的实验过程管理，成绩评定需进一步细化步骤和建立科学依据。

3 构建大学生科学研究训练信息化管理平台

为了实现科学研究训练教学管理数字信息化，建立师生互动信息平台，实现过程管理和目标管理的协调，细化考核评价体系，2017 年，我们构建了大学生科学研究训练信息化管理平台。

3.1 平台的技术模式

平台基于MS SQLSRVER 数据库，整个体系结构分为：表示层、业务逻辑层和数据访问层三个不同的处理层次。以该结构对外部提供Web 服务，从而满足不同用户的分布式访问，极大地保证了系统的安全性、可扩展性。

平台运用B/S 结构，全部的系统管理及升级均要通过服务器完成，不用在客户端进行单独设置，因此升级过程不会干扰客户对原始资料的调用。平台支持IE、Google Chrome、Fire Fox、Opera、Apple Safari等主流浏览器，方便用户使用。

3.2 平台实现了精细化、信息化的教学档案管理

平台实现了基础型、综合型实验教学开放实验和科学研究训练课程一体化的信息管理模式，将大学生申请的各类科研项目、学科竞赛等活动的信息管理纳入科学研究训练课程的统一信息管理，实现对本科生专业基础课、专业课以及业余科研等各类型科学研究训练过程精细的信息化管理。信息管理内容包括：课题项目信息（课题建立、课题成员、指导老师、开题报告等）、过程跟踪（学生定期上传实验数据和结果，教师进行过程交流和指导）、课题成果（科研训练结束时，学生上传课题论文）、课题成绩查询、课题互动、课题汇总（可按不同需求查询相应的课题）等功能。

通过平台的数据库，可以进行数据计算、图形生成、数据收集和整理等，存储和处理科学研究训练中相关的信息和数据。管理人员可以通过平台管理端很方便地完成相关分类统计工作，实现了教学档案的数字信息化管理。

3.3 平台实现了管理过程的互动和细致的考核评价

平台实现了管理过程中师生的互动，并将科学研究训练的考核评价贯穿于整个的师生互动过程中，建立了细致的考核评价体系。平台设置角色主要分为：学生、教师、管理者。

项目申请阶段，学生通过平台，以小组为单位，填写项目信息的具体内容，包括成员姓名、班级、联系方式、项目起止时间、指导老师姓名、项目类别，并以开题报告形式提交项目主要研究内容、研究方案。教师通过平台进行审阅和批改，提交同意指导的确认。

项目进行阶段，通过平台，学生可以随时提出问题、定期上传实验数据和实验结果，教师通过平台及时回答问题，提出实验指导意见，记录平时实验分数，从而细化了实验过程管理，使实验考核有了更细致的依据。

项目考核阶段，学生通过平台提交课题论文，老师结合平时实验过程，进行考核评分，含实验素质分和论文分数。此外项目考核还有现场答辩环节评分，由管理人员通过管理端输入评分，系统将会依据考核方法中各部分评分的比重，自动计算出最终分数。学生可通过平台查询成绩。

同时大学生科学研究训练信息化管理平台还建有通知发布栏，管理人员通过平台可以上传科学研究训练课程安排、学术讲座信息、学生业余科研项目申请和各类专业竞赛等相关信息，这些信息有助于学生更好地了解如何确定合适的科学研究训练项目。

4 大学生科学研究训练信息化管理平台的运行成效

我院已经在生物学国家级实验教学中心示范网站上建成了“科学研究训练信息化管理平台”，学生的科学研究训练过程都及时记录在平台上。

通过使用该科学研究训练信息化管理平台，学生的科学研究训练能力得到了显著的提升，增强了学生的自信心，激发了学生的科学研究训练的兴趣和潜能。在使用科学研究训练信息化管理平台后，老师对学生科学研究训练的指导更全面，更细致，学生实验效率也显著提高。此外，该科学研究训练信息化管理平台的使用也明显提高了学生科学研究训练论文的质量和学生实验成绩考核的优秀率。同时通过科学研究训练信息化管理平台的通知栏中发布的各类竞赛信息和往年参赛项目信息，可以让学生根据自身兴趣更加针对性制定参赛项目和选择指导老师，对提高学生竞赛成绩起到很好的促进作用。例如，我院本科生自2009年成立iGEM（International Genetically Engineered Machine Competition）团队，2011 年首次参加国际基因工程机器大赛。该赛事是享誉全球的合成生物学竞赛。历年来我院参赛队伍组成成员常有来自其他院系的学生，指导老师也由外院的老师和本院老师共同担任。科训课管理平台为指导老师和参赛学生搭建了在线的指导、讨论交流平台。我院参赛队伍在2017 年获银奖，2018 年、2019 年、2020 年（线上竞赛）连续3次获得金奖。

在科学研究训练信息化管理平台使用过程中，我们注重收集学生对平台的客观评价及建议，学生对平台使用体验反映良好，我们将结合改进计划进一步加强平台管理，维护和更新，完善平台建设，“科学研究训练课程”是生物学国家级示范中心教学体系中研究创新型层次的一门课程，科学研究训练信息化管理平台的建设满足了“科学研究训练课程”的师生互动、细化考核的教学和信息化的管理要求。

5 结语

大学生科学研究训练信息化管理平台的建设是我院实验教学信息化成果的一部分，实现了对本科生专业基础课、专业课以及业余科研等各类型科研训练过程统一规划的信息管理，显著提高了学生实践研究能力、创新精神与能力和可持续发展能力的培养效率。我们将在今后工作中继续完善和推进实验教学信息化建设，以形成适应信息社会要求的新的教学和管理模式。