丁小琴，邱黛玉，陳桂平，李 欠

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

實驗室是高校開展實踐教學(xué)和科研創(chuàng)新的主要場所，也是高校教育教學(xué)質(zhì)量的重要支撐平臺［1］。高校實驗室承擔(dān)著人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會服務(wù)、文化傳承創(chuàng)新和國際交流合作的重要使命，在提高學(xué)生的實驗技能、培養(yǎng)學(xué)生的基本科學(xué)素養(yǎng)和科研創(chuàng)新能力、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展等方面發(fā)揮著重要的作用［1-2］。因此，高水平實驗室的建設(shè)，將為高校發(fā)揮基本職能、實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)提供有力支撐。

二維碼是用特定的幾何圖形按規(guī)律在平面分布成黑白相間的圖像來記錄信息的條碼，其圖像被識讀后，利用特定圖形與二進(jìn)制的對應(yīng)規(guī)則實現(xiàn)數(shù)據(jù)符號的自動識別處理［3］。手機二維碼是指手機上應(yīng)用的二維碼，即以手機作為載體，在手機終端上為用戶提供二維碼識讀與讀取功能［4］。利用手機攝像頭掃描二維碼，可實現(xiàn)上網(wǎng)、連接電腦、識別產(chǎn)品、識別存儲名片、地圖定位、手機閱讀等多種功能［5］。因手機二維碼獨有的優(yōu)勢，已被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)領(lǐng)域中，滲透到人們生活、學(xué)習(xí)和工作的方方面面。近年來，手機二維碼技術(shù)在高校管理和教學(xué)中的應(yīng)用亦日益廣泛［3-4，6-13］。筆者基于對甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生產(chǎn)類實驗教學(xué)中心中草藥現(xiàn)存標(biāo)本的整理、統(tǒng)計和歸類，結(jié)合“百度百科”制作了中草藥標(biāo)本相應(yīng)的二維碼標(biāo)簽，建立了中草藥標(biāo)本的電子檔案，實現(xiàn)了中草藥標(biāo)本的無紙化管理和相關(guān)課程實驗線下教學(xué)與線上教學(xué)的有機融合，從而改進(jìn)和優(yōu)化了實驗室管理，也為相關(guān)專業(yè)課程的信息化教學(xué)提供了支撐，既方便了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1 實驗教學(xué)中心中草藥標(biāo)本管理與教學(xué)中存在的問題

1.1 標(biāo)本重復(fù)較多

統(tǒng)計結(jié)果顯示，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生產(chǎn)類實驗教學(xué)中心中草藥標(biāo)本室現(xiàn)有藥用植物標(biāo)本446盒，中藥材標(biāo)本1 338瓶，其中，藥用植物標(biāo)本346種，重復(fù)標(biāo)本100盒；中藥材標(biāo)本650種，重復(fù)標(biāo)本688瓶。因此，雖然標(biāo)本存量大，但重復(fù)標(biāo)本數(shù)量較多。

1.2 標(biāo)本室面積不足，布局不夠合理

中草藥現(xiàn)有標(biāo)本室面積63 m2，對比現(xiàn)有標(biāo)本存量，實驗室面積嚴(yán)重不足，且標(biāo)本室整體布局不合理，標(biāo)本擺放混亂無序，堆積嚴(yán)重，無法有效展示特色。

1.3 實驗室管理信息化滯后

教學(xué)管理信息化是學(xué)校管理現(xiàn)代化的核心。只有實現(xiàn)教學(xué)管理的信息化，才能真正做到教學(xué)管理的科學(xué)化和現(xiàn)代化。近年來，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)管理信息化建設(shè)成效顯著，但學(xué)校實驗室信息化建設(shè)方面明顯滯后。如該校農(nóng)學(xué)院中草藥實驗室，不僅承擔(dān)相關(guān)專業(yè)課程的實驗教學(xué)任務(wù)，還承擔(dān)中草藥栽培與鑒定相關(guān)的科研任務(wù)，涉及工作面廣，參與人員多，協(xié)調(diào)管理難度大。此外，實驗室數(shù)據(jù)的匯總、統(tǒng)計、分析及相關(guān)數(shù)據(jù)信息的保存和查詢亦存在較大難度。因此，依托學(xué)校信息系統(tǒng)，提升實驗室管理的信息化水平，將有效簡化實驗室管理工作，提高實驗室工作效率，營造良好的育人環(huán)境。

1.4 實驗教學(xué)方式單一，教學(xué)資源利用率低

信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，推動教育教學(xué)模式及方式的變革。近年來，高等教育的教學(xué)模式逐步由“教師為中心”向“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”轉(zhuǎn)變，教學(xué)方式由現(xiàn)場教學(xué)向線下、線上結(jié)合和線上教學(xué)拓展。甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)中草藥栽培與鑒定專業(yè)旨在培養(yǎng)具有中醫(yī)藥思維，掌握中草藥栽培與鑒定基礎(chǔ)理論、基本知識、基本技能，具備較強的實踐能力，能夠從事中藥材生產(chǎn)、中藥質(zhì)量控制、中藥資源開發(fā)利用與保護(hù)、中藥制藥等方面的教學(xué)、科研、技術(shù)服務(wù)和管理工作的現(xiàn)代化高素質(zhì)應(yīng)用型人才。因此，藥用植物標(biāo)本和中藥材標(biāo)本是該專業(yè)的重要教學(xué)資源。但由于實驗室信息化教學(xué)平臺尚未建立，實驗教學(xué)仍依靠教師講授和查閱標(biāo)本的傳統(tǒng)標(biāo)簽，學(xué)生基本限于觀賞和初步識別，難以挖掘深層知識信息以有效拓展知識，限制了教學(xué)資源的充分利用，直接影響教學(xué)效果。因此，實驗室管理及實驗教學(xué)的信息化刻不容緩。

2 二維碼技術(shù)在中草藥標(biāo)本管理與教學(xué)中的應(yīng)用前景

傳統(tǒng)標(biāo)簽因受大小、布局等限制，僅能達(dá)到對標(biāo)本的初步了解。與之相較，二維碼標(biāo)簽具有信息容量大、編碼范圍廣、容錯能力強、譯碼可靠性高、可加密、成本低等諸多優(yōu)點。中草藥標(biāo)本的二維碼標(biāo)簽，突破了傳統(tǒng)標(biāo)簽信息量少、信息單一的局限性，通過“掃碼”不僅可獲得更豐富的文字資料，還能獲取音頻、圖片、視頻等形象生動的信息。基于此，構(gòu)建“以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為中心，以手機為媒介，以實物為示例”的教學(xué)模式，讓學(xué)生在觀察標(biāo)本時，應(yīng)用手機掃描二維碼標(biāo)簽即時獲取相關(guān)知識，有效提高教學(xué)質(zhì)量。此外，中草藥標(biāo)本二維碼的創(chuàng)建，也為實驗室管理的信息化建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，亦為實驗教學(xué)中心信息化平臺的建設(shè)提供了思路。

3 中草藥標(biāo)本二維碼的創(chuàng)建

3.1 現(xiàn)有標(biāo)本的整理和統(tǒng)計

甘肅省中藥材種類多、分布區(qū)域廣，是我國中藥材資源大省和主產(chǎn)地之一。因此，該校農(nóng)學(xué)院利用中草藥栽培與鑒定專業(yè)大三學(xué)生每年7、8月份實習(xí)的機會，采挖藥用植物并制作了大量的標(biāo)本。但由于缺乏規(guī)范的管理和維護(hù)，標(biāo)本存在大量冗余及霉變和蟲蛀嚴(yán)重等問題。實驗室組織人員對現(xiàn)有標(biāo)本進(jìn)行了整理，選擇保存完整的346種藥用植物標(biāo)本和650種中藥材標(biāo)本進(jìn)行二維碼標(biāo)簽制作。

3.2 相關(guān)標(biāo)本百度百科信息的搜集、整理

借助百度百科，逐一搜集現(xiàn)有標(biāo)本的信息網(wǎng)址并整理保存。

3.3 標(biāo)本相應(yīng)二維碼標(biāo)簽的編寫、制作

利用草料二維碼生成器，選擇“網(wǎng)址”，逐一復(fù)制粘貼整理好的標(biāo)本信息網(wǎng)址，系統(tǒng)自動生成二維碼，然后對生成的每一個二維碼進(jìn)行美化，在二維碼中心嵌入相應(yīng)標(biāo)本名稱，保存圖片，創(chuàng)建每一個標(biāo)本的二維碼專屬標(biāo)簽（圖1）。

圖1 生成的幾種中草藥標(biāo)本的二維碼Fig.1 The QR code labels created for several Chinese herbal medicine specimens

3.4 標(biāo)本室的布局和標(biāo)本的擺放

中草藥種類繁多，必須按照一定的系統(tǒng)分門別類才便于管理、研究和學(xué)習(xí)?，F(xiàn)行中草藥教科書所采用的分類方法主要有藥物功能、藥用部分、有效成分、自然屬性和親緣關(guān)系分類等4種方法。

基于中草藥栽培與鑒定專業(yè)的教學(xué)需求，依據(jù)中藥材藥用部分的不同可分為9個片區(qū)：根及根莖類；藤、木、樹脂類；花葉類；皮類；果實種子類；全草類；藻類、真菌類及其他植物類；動物類；礦物類。這樣分類易于學(xué)習(xí)和比較各類藥材的外部形態(tài)和內(nèi)部構(gòu)造，有利于藥材的鑒定。

通過對保存完好的346種藥用植物標(biāo)本（甘肅各地采挖收集制作）和對應(yīng)中藥材標(biāo)本（標(biāo)本制作公司購進(jìn)）的整合，形成“植物+藥材”的甘肅特色中草藥標(biāo)本室，從而有利于學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和鞏固專業(yè)知識。

每個片區(qū)的標(biāo)本按照名稱首字母A～Z排序擺放，將制作好的二維碼標(biāo)簽粘貼到相應(yīng)標(biāo)本的右上角，便給中草藥標(biāo)本貼上了電子標(biāo)簽。

4 二維碼標(biāo)簽的優(yōu)勢

4.1 二維碼標(biāo)簽信息量大，形式廣泛

傳統(tǒng)標(biāo)本標(biāo)簽的信息容量和形式有限，使用二維碼標(biāo)簽除獲得全面的文字介紹之外，還可獲得圖片、音頻、視頻等多種信息，有效擴(kuò)展了信息儲存量和豐富了信息展示方式，使學(xué)習(xí)便捷化、多樣化。

4.2 二維碼信息獲取操作簡單，不受時間和空間限制

基于二維碼技術(shù)的中草藥標(biāo)本標(biāo)簽，通過移動智能終端掃描標(biāo)本上的二維碼，隨時獲取所需知識信息，方便快捷，簡單易行，不受時間和空間限制，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

4.3 二維碼標(biāo)簽制作成本低

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，有效降低了科技產(chǎn)品的成本。目前，多數(shù)制作二維碼的編輯器可免費使用，且制作技術(shù)較為簡單。此外，二維碼標(biāo)簽所需面積小，各種材質(zhì)均可制作，低碳環(huán)保，方便存儲。

4.4 二維碼標(biāo)簽容錯能力強

二維碼標(biāo)簽在面積損壞不超50%時，仍可讀取完整信息，保證了標(biāo)簽的安全性、使用性和持久性。

4.5 信息來源全面可靠、更新及時

中草藥標(biāo)本二維碼標(biāo)簽的創(chuàng)建基于百度百科信息，信息來源全面準(zhǔn)確，信息更新同步，可實時獲取最新動態(tài)。

4.6 二維碼標(biāo)簽助推實驗室管理的信息化及中醫(yī)藥現(xiàn)代化

實驗室信息化管理是高校信息化建設(shè)的重要組成部分，中草藥標(biāo)本二維碼標(biāo)簽的創(chuàng)建有效提升了實驗室管理的信息化水平，提高了實驗室的利用率，同時，也促進(jìn)了信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合，為甘肅智慧教育云平臺的優(yōu)化提供了支持，進(jìn)而滿足了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和中醫(yī)藥現(xiàn)代化發(fā)展的需求。

5 小結(jié)與展望

信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，把人類社會帶入了一個全新時代，對人們的生活、工作和學(xué)習(xí)產(chǎn)生了深刻影響。高等教育作為引領(lǐng)社會發(fā)展方向的要素和人才培養(yǎng)的主陣地，作為科技第一生產(chǎn)力、人才第一資源和創(chuàng)新第一動力的重要結(jié)合點，其教育方式和學(xué)習(xí)形式均相應(yīng)發(fā)生了重大變革。高校實驗室建設(shè)和管理，是高校教學(xué)的重要組織部分。因此，高校實驗室資源的優(yōu)化整合配置和規(guī)范管理，是提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)高素質(zhì)人才目標(biāo)的必要條件［14］。

作者通過初步創(chuàng)建中草藥標(biāo)本二維碼標(biāo)簽，有效提升了中草藥栽培與鑒定專業(yè)相關(guān)課程的實驗教學(xué)效果，體現(xiàn)了以學(xué)生需求為導(dǎo)向的教育理念，且為實驗室的信息化管理奠定了基礎(chǔ)。基于此，將對不同類型標(biāo)本（藥用植物標(biāo)本、臘葉標(biāo)本、中藥材標(biāo)本、農(nóng)作物標(biāo)本等）進(jìn)行信息整理、編輯、優(yōu)選，逐步建立甘肅省藥用植物標(biāo)本二維碼信息數(shù)據(jù)庫、中藥材標(biāo)本二維碼信息數(shù)據(jù)庫、農(nóng)作物標(biāo)本二維碼信息數(shù)據(jù)庫，充分利用甘肅中草藥及農(nóng)作物特色優(yōu)勢，在高等教育教學(xué)與管理中與時俱進(jìn)，發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢，促進(jìn)教育教學(xué)與管理信息化水平的進(jìn)一步提升。