尹海波，趙彥輝，張建逵，王 冰，許 亮，馬云華

（1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，遼寧 大連 116600；2.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)圖書館，遼寧 大連 116600）

藥用植物學(xué)是中藥學(xué)、藥學(xué)及相關(guān)專業(yè)的主干課程，內(nèi)容涉及藥用植物的顯微構(gòu)造、形態(tài)及分類等，具有實(shí)踐性、直觀性較強(qiáng)的特點(diǎn)。該課程設(shè)置理論與實(shí)踐教學(xué)并重，其中顯微實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分，是后續(xù)相關(guān)專業(yè)課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。因此，要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)效果，加強(qiáng)顯微實(shí)驗(yàn)教學(xué)的直觀性與生動性勢在必行[1]。

CAI是信息技術(shù)飛速發(fā)展中產(chǎn)生的一種多媒體輔助教學(xué)手段。當(dāng)前這種多媒體技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各類學(xué)科教學(xué)，成為重要的輔助教學(xué)手段。它具有豐富的表現(xiàn)力，交互性強(qiáng)，共享性好，有利于知識的同化，非常適合直觀性強(qiáng)的學(xué)科使用[2]。同時實(shí)驗(yàn)中心引進(jìn)Motic多媒體數(shù)碼互動教學(xué)系統(tǒng)，集文字、圖形、影像、音頻、視頻以及靈活的互動系統(tǒng)為一體，為該平臺的構(gòu)建提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

本課題運(yùn)用Adobe photoshop CS和Adob Image Reday CS等軟件對顯微圖片進(jìn)行編輯和處理，運(yùn)用Quick screen Record軟件對視頻、音頻素材進(jìn)行處理，整理媒體素材（植物圖片、視頻、音頻及Flash動畫等），建立媒體素材庫。運(yùn)用Java EE構(gòu)建網(wǎng)站管理系統(tǒng)及采用Iebook軟件對媒體素材進(jìn)行制作、編輯和整理，形成網(wǎng)絡(luò)試題庫及復(fù)習(xí)資料電子畫冊，構(gòu)建顯微實(shí)驗(yàn)自主學(xué)習(xí)平臺，為學(xué)生自主復(fù)習(xí)顯微實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及規(guī)范實(shí)驗(yàn)考試形式提供幫助。

1 儀器、材料與應(yīng)用軟件

（1）實(shí)驗(yàn)儀器：顯微鏡。

（2）實(shí)驗(yàn)試劑：水合氯醛、稀甘油、蒸餾水。

（3）實(shí)驗(yàn)材料：實(shí)驗(yàn)所需半夏、大黃等藥材粉末，薄荷葉、生姜、馬鈴薯等新鮮材料，南瓜莖縱切片、松木莖質(zhì)橫切片、蒲公英縱切片、小茴香果實(shí)橫切片、毛茛橫切片、直立百部根橫切片、防風(fēng)根橫切片、向日葵幼莖橫切片、椴木多年生莖橫切片、薄荷莖橫切片、玉米莖橫切片等典型的實(shí)驗(yàn)考試切片。

（4）實(shí)驗(yàn)軟件：Motic Digiclass/Digilab，Quick screen Record，Motic Images Advanced 3.2，Adobe Photoshop CS，Iebook，My Eclipse Java Enterprise，Spring，Struts 2.0，Hibernate.

2 實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果

2.1 獲取原材料圖片

2.1.1 制片 粉末裝片采用蒸餾水及透化制片方式制作，新鮮材料采用徒手切片方式制作，永久切片直接觀察。

2.1.2 觀察、照相 將制作好的裝片置于顯微鏡載物臺，將顯微特征圖片調(diào)清晰，將呈現(xiàn)在Motic Digiclass/Digilab軟件上的圖像進(jìn)行捕捉，再將呈現(xiàn)在Motic Images Advanced 3.2軟件上的圖片進(jìn)行白平衡，最后以JPEG格式保存，作為基礎(chǔ)素材。

2.2 基本圖片處理

2.2.1 圖片修改 將要修改的圖片拖到Adobe Photoshop CS軟件界面上，使用圖章功能將所需顯微特征圖片周圍的雜物進(jìn)行掩蓋，最后以JPEG格式進(jìn)行保存。修改后的示例圖片如圖1、圖2所示。

圖1 半夏針晶束

圖2 金銀花腺毛

2.2.2 圖片拼接 對較大的顯微構(gòu)造切片圖片進(jìn)行必要的剪裁與拼接，將要拼接在一起的圖片拖到Adobe Photoshop CS軟件界面，再在界面上建立一個空白圖層，對要拼接的圖片進(jìn)行剪切，然后轉(zhuǎn)移到空白圖層上，用編輯中的變換功能對圖片進(jìn)行變換，然后按Enter鍵確定，最后以JPEG格式保存。拼接后的示例圖片如圖3、圖4所示。

圖3 拼接前圖片

圖4 拼接后圖片

2.3 制作電子畫冊復(fù)習(xí)資料

2.3.1 模板選擇（1）目錄模板選擇：根據(jù)需要制作的顯微粉末圖片張數(shù)選擇相應(yīng)模板。（2）正文模板選擇：根據(jù)每個類型的顯微粉末圖片個數(shù)不同，選擇不同模板種類。

2.3.2 電子畫冊制作 （1）封面制作：選擇合適的封面背景圖片，插入；插入文本，編輯；插入裝飾圖片。如圖5所示。

（2）封底制作：選擇合適的封底背景，插入；插入文本，編輯。如圖6所示。

圖5 電子畫冊封面

圖6 電子畫冊封底

（3）目錄制作：將所選模版上的文字替換成所需文字，將圖片換成與藥用植物學(xué)相關(guān)的圖片。如圖7所示。

（4）正文制作：根據(jù)要插入的顯微粉末圖片選擇背景圖片，插入；插入所選模板；將模板上的圖片替換，修改；根據(jù)替換后的圖片對相應(yīng)文字進(jìn)行編輯（或插入文本進(jìn)行編輯）；插入裝飾圖片。插入每一項(xiàng)時可設(shè)置“屬性”中的“延時秒數(shù)”，設(shè)置完成后點(diǎn)擊應(yīng)用。如圖8所示。

圖7 電子畫冊目錄

圖8 電子畫冊正文

（5）插入音樂：進(jìn)入“標(biāo)準(zhǔn)組件”欄，找到屬性中“全局音樂”，添加所需要音樂文件，點(diǎn)擊應(yīng)用。

以上都完成確定后，點(diǎn)擊“生成”按鈕中“生產(chǎn)EXE雜志”，形成電子畫冊，供學(xué)生考試前復(fù)習(xí)使用。

2.4 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)試題庫

2.4.1 需求分析與設(shè)計（1）修改圖片圖布大小，將拼接好的切片圖片拖入Adobe Photoshop CS軟件屏幕，選擇“圖像”功能中“圖布大小”進(jìn)行編輯。

（2）對圖片進(jìn)行畫線處理：將圖布修改完畢后的圖片拖入“畫圖”工具屏幕，利用直線功能對圖片中的特征部位進(jìn)行標(biāo)注前畫線處理；利用多邊形功能對圖片中的特征部位整體進(jìn)行圈注。

（3）對在圖片上畫的線進(jìn)行對齊處理：將畫線處理后的圖片拖入Adobe Photoshop CS軟件屏幕，讓Adobe Photoshop CS軟件的網(wǎng)格功能進(jìn)行顯示，用添加圖層的方式對多出的線進(jìn)行覆蓋，使每張圖片所畫的線橫坐標(biāo)一致。

（4）對圖片進(jìn)行數(shù)字標(biāo)記處理：將線對齊后的圖片拖入Adobe Photoshop CS軟件屏幕，用文字功能及移動功能對圖片進(jìn)行添加數(shù)字標(biāo)記處理。

（5）圖片縱坐標(biāo)歸一化：將數(shù)字標(biāo)記處理后的圖片拖入Adobe Photoshop CS軟件屏幕，選擇“圖像”功能中“圖像大小”對縱坐標(biāo)進(jìn)行編輯，均改為1600像素，使原圖片進(jìn)行等比例縮放。

（6）圖片橫坐標(biāo)歸一化：將數(shù)字標(biāo)記處理后的圖片拖入Adobe Photoshop CS軟件屏幕，選擇“圖像”功能中“圖像大小”對橫坐標(biāo)進(jìn)行編輯，均改為800像素，使原圖片進(jìn)行等比例縮放。目的是為了考試管理中前臺版面更規(guī)范，圖片可以更快顯示。

（7）業(yè)務(wù)流程分析：進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)試題庫時，參加考試學(xué)生需輸入用戶名、密碼，系統(tǒng)讀取學(xué)生數(shù)據(jù)，判斷其是否有資格參加本次考試。隨機(jī)抽取試題，并在卷面上顯示考生姓名、學(xué)號、班級、專業(yè)、當(dāng)前時間、已用時間、試卷號、所抽試題圖（每張圖片給出5～10個知識點(diǎn)）、填空題文本輸入框（共10個，只需填寫與所抽試題圖相應(yīng)的即可）、單選題選項(xiàng)（共4個備選答案）、單選題答案按鈕（只需選擇一個即可，選擇本圖片的植物構(gòu)造名稱）等信息。試題圖在卷面左邊顯示，填空題文本輸入框及單選題選項(xiàng)、單選題答案按鈕在卷面右邊顯示。

學(xué)生開始答題，在填空題文本輸入框中輸入圖片橫線所指的相關(guān)內(nèi)容，并選擇圖片右方單選題答案按鈕。試卷回答完畢后點(diǎn)擊提交按鈕，系統(tǒng)結(jié)束，出現(xiàn)系統(tǒng)記錄的本次考試用時，點(diǎn)擊“請返回試題系統(tǒng)”，系統(tǒng)頁面返至輸入用戶名、密碼頁面。

系統(tǒng)后臺分為3個管理模塊，即學(xué)生信息管理、試卷管理、考試管理，3個管理模塊都包含增刪改查功能。

（8）系統(tǒng)性能設(shè)計：本網(wǎng)絡(luò)題庫系統(tǒng)可同時供15名學(xué)生參加考試，即系統(tǒng)訪問性能要求大于或等于15個并發(fā)訪問。每訪問反應(yīng)時間小于1秒。

2.4.2 數(shù)據(jù)模型的建立 學(xué)生對象的屬性包括學(xué)生ID、序號、專業(yè)、班級、學(xué)號、姓名、性別、出生日期、身份證號、民族、備注。學(xué)生對象方法包括增刪改查操作。試卷對象的屬性包括試卷ID、圖片地址、試卷號、填空（1～10，共 10個）、單選選項(xiàng)（A、B、C、D）、單選答案以及備注。試卷對象的方法包括圖片上傳、試卷增刪改查?？荚噷ο蟀荚嘔D、學(xué)生學(xué)號、學(xué)生姓名、試卷ID、試卷序號、開考時間、已用時間、考生填空題答案1～10、考生單選題答案以及考生成績。考試對象方法包括增刪改查。

2.4.3 代碼實(shí)現(xiàn) 使用My Eclipse 8.0軟件開發(fā)平臺構(gòu)建Web站點(diǎn)。利用Spring，Struts 2.0，Hibernate框架工具加快軟件的開發(fā)和部署，分別對學(xué)生信息管理、試卷管理、考試管理進(jìn)行模塊設(shè)計和代碼實(shí)現(xiàn)。利用Jsp作為前臺顯示頁面，頁面流轉(zhuǎn)使用Struts的Action進(jìn)行控制。前臺頁面與Action數(shù)據(jù)交換采用與數(shù)據(jù)模型對應(yīng)的Form進(jìn)行。Action需要的數(shù)據(jù)通過Service接口和Dao接口與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互。學(xué)生信息管理在功能上實(shí)現(xiàn)了添加、刪除、導(dǎo)入、導(dǎo)出、修改、查詢、翻閱上下頁及首頁和尾頁功能；試卷管理實(shí)現(xiàn)了添加、刪除、導(dǎo)入、導(dǎo)出、修改、查詢、翻閱上下頁及首頁和尾頁功能；考試管理后臺實(shí)現(xiàn)了批改試卷、刪除、查詢功能，前臺實(shí)現(xiàn)了考生登錄（信息輸入完畢點(diǎn)擊“開始考試”）、自動抽題、考生答題、提交試卷及提交后顯示“請返回試題系統(tǒng)”提示頁面等功能，考生答題頁面可顯示考生姓名、學(xué)號、專業(yè)、班級、當(dāng)前時間、已用時間、總時長及試卷號。

（1）學(xué)生信息管理：具有管理權(quán)限的教師可以添加、導(dǎo)入所需學(xué)生信息，可以刪除、修改不需要的學(xué)生信息；可以按學(xué)生姓名、學(xué)號查詢所需學(xué)生信息。在學(xué)生信息全圖頁面有“翻閱上下頁”及“首頁”和“尾頁”按鈕，方便管理者管理、查看。

（2）試卷管理：管理者可以添加、導(dǎo)入所需試卷信息，可以修改題圖對應(yīng)的試卷信息，可以刪除不需要的試卷信息，可以根據(jù)單選題答案查詢所需試卷信息；在試卷管理全圖頁面有“翻閱上下頁”及“首頁”和“尾頁”按鈕，方便管理者管理、查看。

（3）考試管理：后臺系統(tǒng)中可自動批改試卷并顯示對錯，提供教師添加分?jǐn)?shù)的文本框；管理者可以刪除不需要的信息，可以根據(jù)考生姓名或?qū)W號查找所需考生試卷信息；在其全圖頁面有“翻閱上下頁”及“首頁”和“尾頁”按鈕，方便管理者管理、查看。前臺中參加考試的學(xué)生需在首頁填寫正確的姓名、學(xué)號信息，點(diǎn)擊“開始考試（K）”按鈕方可進(jìn)入答題頁面。試題是系統(tǒng)隨機(jī)抽取的，可支持15名學(xué)生同時訪問。在答題完畢前30秒時有提示窗口；回答完畢，點(diǎn)擊“提交試卷”按鈕后顯示提示頁面（如超過總時長，則系統(tǒng)自動提交），告知之后事項(xiàng)。

目前以上功能全部實(shí)現(xiàn)，并已導(dǎo)入學(xué)生信息147條，試卷信息33條，模擬考試信息10條。經(jīng)驗(yàn)證，系統(tǒng)性能達(dá)到設(shè)計要求。

2.5 構(gòu)建藥用植物學(xué)顯微實(shí)驗(yàn)自主學(xué)習(xí)平臺

將前期制作的電子畫冊和構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)試題庫結(jié)合，構(gòu)成顯微實(shí)驗(yàn)自主學(xué)習(xí)平臺的兩部分內(nèi)容。

2.5.1 藥用植物學(xué)顯微實(shí)驗(yàn)自主學(xué)習(xí)平臺首頁及電子畫冊下載鏈接 電子畫冊下載鏈接放在藥用植物學(xué)顯微實(shí)驗(yàn)自主學(xué)習(xí)平臺首頁左下角，供學(xué)生下載；進(jìn)入后臺管理及開始考試的文本框放在首頁中央，方便考試的學(xué)生及后臺管理者進(jìn)入所需程序；為了美觀，插入背景圖片。

2.5.2 后臺管理 電子畫冊、學(xué)生信息管理、試卷管理以及考試管理，均有后臺管理系統(tǒng)。

2.5.3 插入音樂在藥用植物學(xué)顯微實(shí)驗(yàn)自主學(xué)習(xí)平臺首頁及后臺管理頁面插入音樂，使用戶可以更愉快地工作。

基于上述功能，利用CAI技術(shù)初步構(gòu)建了藥用植物學(xué)顯微實(shí)驗(yàn)自主學(xué)習(xí)平臺。

3 討論

3.1 實(shí)驗(yàn)材料選擇

針對顯微實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，為了避免考試中由于實(shí)驗(yàn)材料不規(guī)范造成主觀判斷失誤的情況，要求選擇特征鮮明的基礎(chǔ)材料。

3.2 電子畫冊制作條件選擇

電子畫冊中的圖片是各藥材粉末及新鮮藥材顯微特征圖，應(yīng)根據(jù)各顯微特征圖類型的顏色選擇相應(yīng)背景圖、裝飾及模板等，使其清晰展示顯微特征。

3.3 網(wǎng)絡(luò)試題庫設(shè)計

建立網(wǎng)絡(luò)試題庫時應(yīng)充分考慮各種情況。試題庫的構(gòu)建可保證管理者輕松管理各類信息；參加考試的學(xué)生可輕松進(jìn)入考試頁面，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)選題及答題；同時可以實(shí)現(xiàn)自動閱卷，教師輕松給出考生所答試卷相應(yīng)成績。總之，該題庫具有直觀化、形象化及規(guī)范化特點(diǎn)，不但可應(yīng)用于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)考核，而且也可借助圖書館資源實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上隨機(jī)復(fù)習(xí)。

3.4 藥用植物學(xué)顯微實(shí)驗(yàn)自主學(xué)習(xí)平臺特點(diǎn)

該平臺包括學(xué)生復(fù)習(xí)和考試兩部分內(nèi)容，具有直觀性、可視性強(qiáng)的特點(diǎn)，易于學(xué)生操作，運(yùn)行該平臺將大幅度提高學(xué)生學(xué)習(xí)顯微實(shí)驗(yàn)的興趣及效率。

[1]楊春澍.藥用植物學(xué)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1999.

[2]尹海波，王冰，許亮，等.藥用植物學(xué)CAI教學(xué)中多媒體課件的制作和體會[J].遼寧中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2011，13（4）：153-154.■