手机二维码在中草药标本管理与教学中的应用

丁小琴，邱黛玉，陈桂平，李 欠

（甘肃农业大学 农学院，甘肃 兰州 730070）

实验室是高校开展实践教学和科研创新的主要场所，也是高校教育教学质量的重要支撑平台［1］。高校实验室承担着人才培养、科学研究、社会服务、文化传承创新和国际交流合作的重要使命，在提高学生的实验技能、培养学生的基本科学素养和科研创新能力、促进学生全面发展等方面发挥着重要的作用［1-2］。因此，高水平实验室的建设，将为高校发挥基本职能、实现人才培养目标提供有力支撑。

二维码是用特定的几何图形按规律在平面分布成黑白相间的图像来记录信息的条码，其图像被识读后，利用特定图形与二进制的对应规则实现数据符号的自动识别处理［3］。手机二维码是指手机上应用的二维码，即以手机作为载体，在手机终端上为用户提供二维码识读与读取功能［4］。利用手机摄像头扫描二维码，可实现上网、连接电脑、识别产品、识别存储名片、地图定位、手机阅读等多种功能［5］。因手机二维码独有的优势，已被广泛应用于各个行业领域中，渗透到人们生活、学习和工作的方方面面。近年来，手机二维码技术在高校管理和教学中的应用亦日益广泛［3-4，6-13］。笔者基于对甘肃农业大学植物生产类实验教学中心中草药现存标本的整理、统计和归类，结合“百度百科”制作了中草药标本相应的二维码标签，建立了中草药标本的电子档案，实现了中草药标本的无纸化管理和相关课程实验线下教学与线上教学的有机融合，从而改进和优化了实验室管理，也为相关专业课程的信息化教学提供了支撑，既方便了学生的自主学习，也激发了学生的学习兴趣。

1 实验教学中心中草药标本管理与教学中存在的问题

1.1 标本重复较多

统计结果显示，甘肃农业大学植物生产类实验教学中心中草药标本室现有药用植物标本446盒，中药材标本1 338瓶，其中，药用植物标本346种，重复标本100盒；中药材标本650种，重复标本688瓶。因此，虽然标本存量大，但重复标本数量较多。

1.2 标本室面积不足，布局不够合理

中草药现有标本室面积63 m2，对比现有标本存量，实验室面积严重不足，且标本室整体布局不合理，标本摆放混乱无序，堆积严重，无法有效展示特色。

1.3 实验室管理信息化滞后

教学管理信息化是学校管理现代化的核心。只有实现教学管理的信息化，才能真正做到教学管理的科学化和现代化。近年来，甘肃农业大学教学管理信息化建设成效显著，但学校实验室信息化建设方面明显滞后。如该校农学院中草药实验室，不仅承担相关专业课程的实验教学任务，还承担中草药栽培与鉴定相关的科研任务，涉及工作面广，参与人员多，协调管理难度大。此外，实验室数据的汇总、统计、分析及相关数据信息的保存和查询亦存在较大难度。因此，依托学校信息系统，提升实验室管理的信息化水平，将有效简化实验室管理工作，提高实验室工作效率，营造良好的育人环境。

1.4 实验教学方式单一，教学资源利用率低

信息网络技术的发展，推动教育教学模式及方式的变革。近年来，高等教育的教学模式逐步由“教师为中心”向“教师为主导、学生为主体”转变，教学方式由现场教学向线下、线上结合和线上教学拓展。甘肃农业大学中草药栽培与鉴定专业旨在培养具有中医药思维，掌握中草药栽培与鉴定基础理论、基本知识、基本技能，具备较强的实践能力，能够从事中药材生产、中药质量控制、中药资源开发利用与保护、中药制药等方面的教学、科研、技术服务和管理工作的现代化高素质应用型人才。因此，药用植物标本和中药材标本是该专业的重要教学资源。但由于实验室信息化教学平台尚未建立，实验教学仍依靠教师讲授和查阅标本的传统标签，学生基本限于观赏和初步识别，难以挖掘深层知识信息以有效拓展知识，限制了教学资源的充分利用，直接影响教学效果。因此，实验室管理及实验教学的信息化刻不容缓。

2 二维码技术在中草药标本管理与教学中的应用前景

传统标签因受大小、布局等限制，仅能达到对标本的初步了解。与之相较，二维码标签具有信息容量大、编码范围广、容错能力强、译码可靠性高、可加密、成本低等诸多优点。中草药标本的二维码标签，突破了传统标签信息量少、信息单一的局限性，通过“扫码”不仅可获得更丰富的文字资料，还能获取音频、图片、视频等形象生动的信息。基于此，构建“以教师为主导，以学生为中心，以手机为媒介，以实物为示例”的教学模式，让学生在观察标本时，应用手机扫描二维码标签即时获取相关知识，有效提高教学质量。此外，中草药标本二维码的创建，也为实验室管理的信息化建设奠定了基础，亦为实验教学中心信息化平台的建设提供了思路。

3 中草药标本二维码的创建

3.1 现有标本的整理和统计

甘肃省中药材种类多、分布区域广，是我国中药材资源大省和主产地之一。因此，该校农学院利用中草药栽培与鉴定专业大三学生每年7、8月份实习的机会，采挖药用植物并制作了大量的标本。但由于缺乏规范的管理和维护，标本存在大量冗余及霉变和虫蛀严重等问题。实验室组织人员对现有标本进行了整理，选择保存完整的346种药用植物标本和650种中药材标本进行二维码标签制作。

3.2 相关标本百度百科信息的搜集、整理

借助百度百科，逐一搜集现有标本的信息网址并整理保存。

3.3 标本相应二维码标签的编写、制作

利用草料二维码生成器，选择“网址”，逐一复制粘贴整理好的标本信息网址，系统自动生成二维码，然后对生成的每一个二维码进行美化，在二维码中心嵌入相应标本名称，保存图片，创建每一个标本的二维码专属标签（图1）。

图1 生成的几种中草药标本的二维码Fig.1 The QR code labels created for several Chinese herbal medicine specimens

3.4 标本室的布局和标本的摆放

中草药种类繁多，必须按照一定的系统分门别类才便于管理、研究和学习。现行中草药教科书所采用的分类方法主要有药物功能、药用部分、有效成分、自然属性和亲缘关系分类等4种方法。

基于中草药栽培与鉴定专业的教学需求，依据中药材药用部分的不同可分为9个片区：根及根茎类；藤、木、树脂类；花叶类；皮类；果实种子类；全草类；藻类、真菌类及其他植物类；动物类；矿物类。这样分类易于学习和比较各类药材的外部形态和内部构造，有利于药材的鉴定。

通过对保存完好的346种药用植物标本（甘肃各地采挖收集制作）和对应中药材标本（标本制作公司购进）的整合，形成“植物+药材”的甘肃特色中草药标本室，从而有利于学生系统地学习和巩固专业知识。

每个片区的标本按照名称首字母A～Z排序摆放，将制作好的二维码标签粘贴到相应标本的右上角，便给中草药标本贴上了电子标签。

4 二维码标签的优势

4.1 二维码标签信息量大，形式广泛

传统标本标签的信息容量和形式有限，使用二维码标签除获得全面的文字介绍之外，还可获得图片、音频、视频等多种信息，有效扩展了信息储存量和丰富了信息展示方式，使学习便捷化、多样化。

4.2 二维码信息获取操作简单，不受时间和空间限制

基于二维码技术的中草药标本标签，通过移动智能终端扫描标本上的二维码，随时获取所需知识信息，方便快捷，简单易行，不受时间和空间限制，有利于学生自主学习。

4.3 二维码标签制作成本低

科学技术的飞速发展，有效降低了科技产品的成本。目前，多数制作二维码的编辑器可免费使用，且制作技术较为简单。此外，二维码标签所需面积小，各种材质均可制作，低碳环保，方便存储。

4.4 二维码标签容错能力强

二维码标签在面积损坏不超50%时，仍可读取完整信息，保证了标签的安全性、使用性和持久性。

4.5 信息来源全面可靠、更新及时

中草药标本二维码标签的创建基于百度百科信息，信息来源全面准确，信息更新同步，可实时获取最新动态。

4.6 二维码标签助推实验室管理的信息化及中医药现代化

实验室信息化管理是高校信息化建设的重要组成部分，中草药标本二维码标签的创建有效提升了实验室管理的信息化水平，提高了实验室的利用率，同时，也促进了信息技术与教育教学的融合，为甘肃智慧教育云平台的优化提供了支持，进而满足了学生自主学习和中医药现代化发展的需求。

5 小结与展望

信息网络技术的飞速发展，把人类社会带入了一个全新时代，对人们的生活、工作和学习产生了深刻影响。高等教育作为引领社会发展方向的要素和人才培养的主阵地，作为科技第一生产力、人才第一资源和创新第一动力的重要结合点，其教育方式和学习形式均相应发生了重大变革。高校实验室建设和管理，是高校教学的重要组织部分。因此，高校实验室资源的优化整合配置和规范管理，是提高教学质量、培养高素质人才目标的必要条件［14］。

作者通过初步创建中草药标本二维码标签，有效提升了中草药栽培与鉴定专业相关课程的实验教学效果，体现了以学生需求为导向的教育理念，且为实验室的信息化管理奠定了基础。基于此，将对不同类型标本（药用植物标本、腊叶标本、中药材标本、农作物标本等）进行信息整理、编辑、优选，逐步建立甘肃省药用植物标本二维码信息数据库、中药材标本二维码信息数据库、农作物标本二维码信息数据库，充分利用甘肃中草药及农作物特色优势，在高等教育教学与管理中与时俱进，发挥专业优势，促进教育教学与管理信息化水平的进一步提升。