互聯(lián)網(wǎng)思維創(chuàng)新教學(xué)型實(shí)驗(yàn)管理平臺(tái)的探索

吳慶州, 徐春燕, 王 濤

(南京理工大學(xué) 紫金學(xué)院, 江蘇 南京 210023)

高校實(shí)驗(yàn)室按照建設(shè)功能大致分為教學(xué)型、科研型和教學(xué)科研型實(shí)驗(yàn)室這三種類型[1-2]。教學(xué)型實(shí)驗(yàn)室主要服務(wù)于學(xué)生基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí),是學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)、了解實(shí)驗(yàn)、學(xué)會(huì)做實(shí)驗(yàn)的重要基地。教學(xué)型實(shí)驗(yàn)室使用頻次高且相對(duì)固定[3],這兩個(gè)特性給實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來兩個(gè)顯著特點(diǎn),一是教學(xué)任務(wù)重、參與學(xué)生多; 二是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、儀器、場地使用給管理帶來諸多挑戰(zhàn),增加了實(shí)驗(yàn)室的管理難度[4]。隨著各種互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的使用,如何科學(xué)規(guī)范地管理教學(xué)型實(shí)驗(yàn)室、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率[5]、實(shí)時(shí)了解儀器使用及維護(hù)情況、持續(xù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全教育、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的開放與共享,一直是實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理人員面臨的重要課題[6-7]。

1 當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理軟件的利弊

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)的開發(fā)上,多數(shù)學(xué)校采用實(shí)驗(yàn)管理人員提出需求,外包給相應(yīng)公司來完成系統(tǒng)開發(fā)的模式。外包設(shè)計(jì)的系統(tǒng)多是基于各類構(gòu)架開發(fā)的各類模塊,在外包完成后再去增加新模塊和新功能,工作繁瑣,同時(shí)還造成了其功能固化的先天不足。

一些高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理人員為提高實(shí)驗(yàn)室的利用率,已經(jīng)做了很多嘗試。北京理工大學(xué)范哲意等實(shí)現(xiàn)了基于B/S結(jié)構(gòu)的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng),探索行之有效的開放實(shí)驗(yàn)室的預(yù)約管理方式,為開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理提供有力支持[8]; 大連工業(yè)大學(xué)尹青海等通過建設(shè)實(shí)驗(yàn)室OA系統(tǒng)把相關(guān)實(shí)驗(yàn)室具體上課時(shí)間、開放時(shí)間、各實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備狀況等公布到辦公平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)化[9]。類似這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)在教學(xué)與管理中取得了一定的成效,在一定程度上提高了實(shí)驗(yàn)室管理效率,但由于其考慮教學(xué)與科研的各方面因素,大而全且功能繁多,使用起來相對(duì)復(fù)雜。

還有些實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)是服務(wù)于設(shè)備資產(chǎn)的管理[10]和大型儀器管理共享平臺(tái)[11],或基于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目服務(wù)于開放型實(shí)驗(yàn)[12]以及實(shí)驗(yàn)預(yù)約功能的實(shí)現(xiàn)[13]。這些系統(tǒng)功能相對(duì)單一,很難同時(shí)服務(wù)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理。另有一些早期開發(fā)的系統(tǒng)是基于電腦端實(shí)現(xiàn)的,部分預(yù)約管理功能只能通過校園網(wǎng)來實(shí)現(xiàn),造成了一定的封閉性。

隨著大屏智能手機(jī)的普及以及互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展,這些早期的實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)受到了制約與挑戰(zhàn)。這些系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果不夠全面直觀,與手機(jī)交互性較差,已不能完全滿足現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。為此,我校以物理實(shí)驗(yàn)中心為試點(diǎn),借鑒創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念,探索利用互聯(lián)網(wǎng)思維搭建開放性與共享性實(shí)驗(yàn)管理平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)中心基于問卷星搭設(shè)了幾個(gè)實(shí)驗(yàn)管理平臺(tái),在實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理中起到了積極的作用,既提高了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的自主性，又提高了儀器設(shè)備的完好率,大大提高了學(xué)生參與度和儀器的使用效率。

2 問卷星助力實(shí)驗(yàn)開放、共享

問卷星是近年來被廣泛使用的一種在線問卷調(diào)查系統(tǒng)[14],提供了強(qiáng)大的免費(fèi)應(yīng)用功能,有著良好的開放、共享的互聯(lián)網(wǎng)基因。在實(shí)驗(yàn)管理中利用問卷星可以輕松實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)信息的收集,帶來高效的信息化管理; 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中利用問卷星可以輕松實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)檢測、課堂練習(xí)、實(shí)驗(yàn)考試等,提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化水平,助力實(shí)驗(yàn)教學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)現(xiàn)。

2.1 高效便捷的設(shè)計(jì)功能

問卷星提供了多種問卷的創(chuàng)建模式,可以選擇現(xiàn)有模板進(jìn)行修改,也可以快速導(dǎo)入文檔,還可以將自己創(chuàng)建的模板快速共享給別人。其強(qiáng)大的邏輯功能和矩陣功能,可以快速實(shí)現(xiàn)各類信息的收集。問卷的發(fā)布通過QQ群、微信、網(wǎng)頁等多種渠道分享發(fā)布,實(shí)時(shí)快捷,學(xué)生只要通過手機(jī)就可以完成內(nèi)容填寫與提交,具有良好的交互性。

2.2 強(qiáng)大的后臺(tái)管理功能

問卷星的后臺(tái)管理提供了豐富的管理功能,可以隨時(shí)查看收集到的信息,并將數(shù)據(jù)自動(dòng)生成各類圖表,需要時(shí)可隨時(shí)下載信息完整的圖表,便于實(shí)驗(yàn)室的各類統(tǒng)計(jì)工作。

3 實(shí)驗(yàn)室管理功能的構(gòu)建

在實(shí)驗(yàn)室管理中,每一類的信息采集均可作為一個(gè)獨(dú)立的模塊進(jìn)行設(shè)計(jì),體現(xiàn)在問卷星里即是一個(gè)問卷的設(shè)計(jì)。下文中為了敘述方便,將實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室管理功能的各類問卷模塊稱為各類平臺(tái)。

3.1 無紙化簽到簽退平臺(tái)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理環(huán)節(jié)中,簽到簽退是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的實(shí)驗(yàn)觀和規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作意識(shí)的第一步,為專業(yè)實(shí)驗(yàn)、科研實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)良好的習(xí)慣。

一般學(xué)校實(shí)驗(yàn)室內(nèi)都配有儀器使用簽到本,用來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的簽到簽退[15]。在實(shí)施過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)代簽、排隊(duì)等情況。而且由于教學(xué)型實(shí)驗(yàn)參與的學(xué)生人數(shù)多,在查詢、核對(duì)時(shí)還會(huì)占用很多實(shí)驗(yàn)時(shí)間。通過問卷星設(shè)計(jì)的簽到簽退平臺(tái)可以快捷地完成簽到簽退功能,既綠色環(huán)保又大大提高簽到效率,實(shí)現(xiàn)良好的交互性。

在使用問卷星進(jìn)行簽到簽退系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),問卷星提供了填空、單選、多選、矩陣邏輯等工具。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的一些要求可以靈活地設(shè)置相關(guān)信息,即使在運(yùn)行后也可以根據(jù)運(yùn)行情況隨時(shí)添加或減少相關(guān)問題,這是目前其他實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)所不具備的交互性。

根據(jù)我校實(shí)驗(yàn)室相關(guān)規(guī)定,我們設(shè)計(jì)的簽到簽退平臺(tái)操作界面見圖1,平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)了以下功能:

(1) 防作弊代簽功能。微信賬號(hào)一鍵登錄有效防代簽,同時(shí)便于記錄儀器使用人的姓名班級(jí)學(xué)號(hào)等基礎(chǔ)信息。實(shí)驗(yàn)大課的時(shí)候教師課堂上公布簽到碼—一個(gè)隨機(jī)數(shù)字組合,要求學(xué)生短時(shí)間內(nèi)填入,完成簽到或簽退功能,有效防止代簽。

(2) 不同實(shí)驗(yàn)課堂的獨(dú)立簽到功能。當(dāng)點(diǎn)選實(shí)驗(yàn)課簽到的時(shí)候要求學(xué)生點(diǎn)選實(shí)驗(yàn)房間號(hào)及座位號(hào),從而固定學(xué)生儀器座位。簡單的安全提醒,提示學(xué)生檢查儀器情況,完成后即可點(diǎn)提交,整個(gè)過程幾十秒即可完成,非常便捷。

(3) 不同實(shí)驗(yàn)課堂的獨(dú)立簽退功能。當(dāng)點(diǎn)選實(shí)驗(yàn)課簽退時(shí),要求學(xué)生對(duì)儀器使用過程遇到的情況進(jìn)行匯報(bào)。對(duì)于影響實(shí)驗(yàn)測量的儀器提醒學(xué)生報(bào)修,同時(shí)再次確認(rèn)儀器號(hào),如因儀器設(shè)備出現(xiàn)問題更換儀器座位了，則需填入新的座位號(hào)。

(4) 實(shí)驗(yàn)安全教育功能。每次實(shí)驗(yàn)簽退時(shí),提醒學(xué)生草表簽字時(shí)整理儀器桌凳,關(guān)水關(guān)電關(guān)門窗,養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。將安全教育貫穿于每一次的實(shí)驗(yàn)中,對(duì)提升實(shí)驗(yàn)室安全也有一定的幫助。

(5) 滿足多類型的簽到簽退功能。如:開放型實(shí)驗(yàn)、補(bǔ)測重測、漏簽補(bǔ)簽等。

本平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)為鼓勵(lì)學(xué)生按時(shí)按要求簽到簽退,設(shè)置了加分減分文字提醒,極大地提高了學(xué)生簽到簽退的積極性。

借助問卷星后臺(tái)的管理統(tǒng)計(jì)功能,可以及時(shí)下載查看簽到簽退數(shù)據(jù),也可以綁定微信號(hào)實(shí)時(shí)提醒簽到簽退情況。根據(jù)學(xué)生的簽到簽退數(shù)據(jù)生成的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖2所示,從中可以直觀地看出每個(gè)班、每個(gè)實(shí)驗(yàn)的簽到情況。

圖2 實(shí)驗(yàn)班級(jí)、項(xiàng)目的簽到簽退統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.2 預(yù)習(xí)、重測、補(bǔ)測預(yù)約平臺(tái)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中不可避免地會(huì)有一些學(xué)生因各種原因要單獨(dú)去實(shí)驗(yàn)室看儀器、做實(shí)驗(yàn)等。傳統(tǒng)的做法是實(shí)驗(yàn)教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)課表和學(xué)生空余時(shí)間進(jìn)行人工安排,費(fèi)時(shí)費(fèi)力。利用問卷星可以搭建一個(gè)智能化開放式的實(shí)驗(yàn)預(yù)約平臺(tái),學(xué)生通過手機(jī)端輕松實(shí)現(xiàn)自主選擇,并將預(yù)約結(jié)果第一時(shí)間微信推送給實(shí)驗(yàn)教師。

預(yù)約類型可根據(jù)各自高校的實(shí)驗(yàn)情況自主自由設(shè)定。結(jié)合我校物理實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)際情況,我們設(shè)計(jì)了預(yù)習(xí)看儀器、重新測量、補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)三個(gè)預(yù)約選項(xiàng)。

預(yù)習(xí)看儀器主要是改變傳統(tǒng)的學(xué)生看書看資料的預(yù)習(xí)方法,讓學(xué)生對(duì)儀器有一個(gè)直觀全面的了解,使預(yù)習(xí)更加生動(dòng)真實(shí),大大提高預(yù)習(xí)成效。預(yù)習(xí)看儀器的時(shí)間可以設(shè)置得寬泛一些,借助實(shí)驗(yàn)室門禁和監(jiān)控系統(tǒng),學(xué)生只要有空便可以到實(shí)驗(yàn)室查看儀器。

可預(yù)約實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)采用多級(jí)下拉方式來實(shí)現(xiàn)。學(xué)生通過選擇不同實(shí)驗(yàn)中心然后選擇不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,便可以快速找到預(yù)約實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,目前該系統(tǒng)僅在物理實(shí)驗(yàn)中心試用。

在預(yù)約實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目命名時(shí),將實(shí)驗(yàn)場地放在實(shí)驗(yàn)簡稱前,便于學(xué)生知曉實(shí)驗(yàn)室具體位置。平臺(tái)管理人員通過微信提醒,可以第一時(shí)間收到學(xué)生預(yù)約信息,并可通過微信查看預(yù)約詳情,對(duì)于不合理的預(yù)約及時(shí)給予刪除,便于學(xué)生查看或再次預(yù)約。

學(xué)生通過查詢端查詢預(yù)約結(jié)果時(shí),未預(yù)約成功的將不顯示。學(xué)生只要在預(yù)約查詢?nèi)肟谳斎胄彰W(xué)號(hào)便可查看自己的預(yù)約結(jié)果。預(yù)約時(shí)間的設(shè)置采用關(guān)聯(lián)邏輯,關(guān)聯(lián)預(yù)約類型,不同類型的預(yù)約有相對(duì)獨(dú)立的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。如選擇補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)時(shí),會(huì)顯示該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目具體開設(shè)時(shí)間,便于實(shí)驗(yàn)室和學(xué)生的時(shí)間安排。

3.3 實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)時(shí)報(bào)修平臺(tái)

在實(shí)驗(yàn)過程中儀器的損毀不可避免。物理實(shí)驗(yàn)中心過去的做法是口頭轉(zhuǎn)述,即課堂上學(xué)生匯報(bào)給任課教師,任課教師給學(xué)生安排備用儀器然后反饋給實(shí)驗(yàn)管理人員。有時(shí)備用儀器不夠就不得不讓學(xué)生兩人一套儀器,很容易造成一人做一人看的現(xiàn)象,達(dá)不到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。如遇任課教師忘記及時(shí)反饋,下次課的時(shí)候該儀器仍然無法使用,則學(xué)生及其他任課教師都會(huì)抱怨,給實(shí)驗(yàn)儀器維護(hù)管理造成被動(dòng)。

針對(duì)這樣的問題我們借助問卷星設(shè)計(jì)了儀器實(shí)時(shí)報(bào)修平臺(tái),為鼓勵(lì)學(xué)生快速準(zhǔn)確地報(bào)修,同時(shí)因儀器故障等原因造成學(xué)生測量較慢或者測量結(jié)果不準(zhǔn)確,我們會(huì)對(duì)學(xué)生的每一次報(bào)修給予當(dāng)次實(shí)驗(yàn)成績的適當(dāng)加分。學(xué)生在儀器報(bào)修平臺(tái)上,只需要選填相應(yīng)的儀器號(hào),并簡述故障現(xiàn)象,即可完成實(shí)驗(yàn)報(bào)修,非常簡潔方便。

經(jīng)過一年多的試用,我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生報(bào)修的儀器故障很多都是小問題,且多數(shù)都是可以當(dāng)場快速維修解決的,基本不會(huì)耽誤學(xué)生的正常實(shí)驗(yàn),將故障隱患及時(shí)消除也提高了儀器使用效率和儀器的完好率。

4 結(jié)語

在問卷星設(shè)計(jì)問卷選擇模板時(shí)輸入本設(shè)計(jì)系統(tǒng)代碼,就可以將我們設(shè)計(jì)的平臺(tái)復(fù)制到自己的賬戶下,稍作修改即可使用。我們設(shè)計(jì)的三個(gè)平臺(tái)代碼分別是:ID:25803207; ID:26757178; ID: 26922351。

基于免費(fèi)的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),利用其開放共享的特點(diǎn)構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)具有模塊化、便捷性等優(yōu)勢,節(jié)約了教師和學(xué)生的寶貴時(shí)間,提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理的效率。根據(jù)各實(shí)驗(yàn)室不同特點(diǎn),利用該平臺(tái)還可以輕松搭建不同的新平臺(tái),輕松實(shí)現(xiàn)模塊化的管理,更好地服務(wù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。