標本數字化在林學實踐教學中的應用

梁小紅

摘? ?要：標本在林學實踐教學中的起著不可替代的作用，林學實驗教學中心現有標本包括病害標本、昆蟲標本、地學類標本、林草種子標本、草地植物標本，用以滿足實踐教學。標本數字化使標本井然有序，便于管理、查找和利用。數字化標本融入教學信息資源，在豐富教學手段的同時，提高了學生的學習興趣。利用標本數字化創新實踐教學模式，可以解決實踐教學形式和內容受時空限制等問題，推動形成“課堂用、經常用、普遍用”的信息化教學新常態。標本資源的數字化不僅有利于對標本進行分類統計、科學管理和數據共享，而且有利于挖掘標本的潛在價值。

關鍵詞：林學? 標本? 數字化? 實踐教學

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）10（c）-0179-02

Abstract：Specimen play an irreplaceable role on practice teaching for forestry science. The specimens in Forestry laboratory center are used in the practice teaching， including plant diseases specimen， insect specimen， geological specimen， forest and grass seeds specimen， rangeland plant specimen. Digital specimen can make the specimen in good order and is easier to supervise， inquire and utilize. Integrating digital specimen into teaching sources not only strengthen the teaching methods， but also enhance the students learning interesting. The utilization of digital specimen in practice teaching is able to solve the problems of practice teaching，such as the limited time and space for practice teaching form and contents， and promote the specimen application in the e-teaching. Therefore， the specimen can be utilized in class frequently and widely. Specimen datamation is not only help to count by category， administrate properly， and share data， but also contribute to tap the potential value of specimen.

Key Words： Forestry Science;Specimen; Datamation;Practice Teaching

《教育信息化“十三五”規劃》中明確指出，十二五以來，學校網絡教學環境大幅改善，優質數字教育資源日益豐富，教育資源服務體系已見雛形，教育信息化對教育改革發展的支撐引領作用日益凸顯。隨著信息技術的迅猛發展，現代教學手段發生了重大變革， 以計算機技術、網絡技術和現代教育技術為支撐的數字化教學已成為我國高等院校教育教學建設的重要內容[1]。

數字化教學資源建設是高校教育教學信息化的基礎。林學作為一門實踐性很強的學科，研究如何認識森林、培育森林、經營森林、保護森林和合理利用森林，它是在其他自然學科發展的基礎上，形成和發展起來的綜合性的應用學科。林學的實踐教學中運用了大量的礦物巖石及動植物標本。標本的制作需要經過采集、壓制、干燥、固定等多個步驟，在制作和后期使用過程中，難免造成標本缺失、毀損等問題，降低標本的利用價值。標本數字化是利用數碼相機、掃描儀等數碼設備對礦物巖石、動植物器官、個體和群體進行拍攝，然后利用電腦軟件進行編輯，從而形成與普通植物標本具有同等功效的影像資料[2]。在當今大數據時代背景下，標本資源信息數字化是促進資源開放共享，使資源利用效益最大化的最有效手段。

1? 林學院使用標本的實驗課程

1.1 病害標本

林學實驗教學中心現有病害標本包括切片、浸制標本、蠟葉標本、盒裝標本約300種，主要應用于《植物病理學》、《草坪病害及其防治》、《城市森林醫學》、《動植物檢疫A》、《觀賞植物病蟲害防治》、《森林病理學》、《森林有害生物控制實驗C》、《食用菌栽培》、《有害生物控制技術》、《植物保護學》、《微生物資源保護與利用》等專業基礎課和專業課，學習植物類病害診斷、鑒定、監測及防治等。

1.2 昆蟲標本

林學實驗教學中心現有昆蟲切片、干制、浸制和生活史標本超過3000種，主要應用于《城市森林醫學》、《昆蟲生理生化實驗》、《動植物檢疫A》、《昆蟲學實驗》、《森林昆蟲學》、《觀賞植物病蟲害防治》、《森林有害生物控制實驗C》、《有害生物控制技術》、《植物保護學》等專業基礎課和專業課，學習蟲害的診斷、鑒定、防治等。

1.3 地學類標本

林學實驗教學中心現有地學類標本以礦物、巖石為主要類型，約50種，主要應用于《土壤理化分析》、《土壤生物學》、《土壤學A》、《土壤學與土地資源學》、《土壤與土壤地理學》等基礎課及專業基礎課。

1.4 林草種子標本

林學實驗教學中心現有喬木、灌木、草本植物種子標本約100種，滿足《城市種苗學》、《林木種苗學》、《森林培育學B》、《森林培育與管理》、《草坪學（雙語）》、《草地植物種子學》等專業課實驗教學需要。

1.5 草地植物標本

林學實驗教學中心現有草地植物標本主要是學生綜合實習時采集、干燥、制作而得，共200余種，主要應用于《草地植物栽培學》實驗教學。

2? 標本數字化的意義

2.1 方便管理

實驗員通常要面對數量大、種類多、類型不一且內容常需經常增補的標本， 要使這些標本井然有序，便于查找和利用， 需要做大量細致而繁瑣的工作。傳統的利用標簽、表格登記等管理標本的方法已遠遠不能滿足現代教學、科研及合作交流的需要。隨著信息學的發展，法國、美國、澳大利亞等國家都在積極推進標本數字化，建設有跨國的標本數據平臺，如美國的Fossilworks、歐洲的Geocase等[2]。我國國家標本資源共享平臺（NSII）也于2016年正式上線，以動植物標本為主，涵蓋巖石、礦物、化石等[3]。標本數字化后按類別分類管理歸檔建庫，以病害為例，使用者可以通過電腦查詢到標本分類、存放位置、病原、癥狀（文字及圖片）、發病規律、防治方法等相關知識， 操作快捷， 得到的信息完整。

2.2 提高學生學習興趣

標本數字化平臺可以整合包含音像和圖片在內的許多生動具體的教學信息資源，數字化標本通過添加聲音、圖片和動畫鏈接等資源，配以文字注解，將抽象概念具體化，具體事物形象化，通過視覺與聽覺共同刺激，把枯燥的教學實踐內容以形象的方式展現在學生面前，給學生豐富的視覺、聲覺效果，激發學生的學習積極性，提高了學生的學習興趣[4-5]。

2.3 豐富實驗教學手段

標本在林學教學中起著不可替代的作用，它能讓學生對書本上的文字描述加深理解，但有限的實驗授課學時與實驗室開放的時空限制等問題，導致學生接觸標本的機會有限。標本數字化可提供生動多樣的開放性教學方法，也可作為教師網絡微課推廣的重要輔助工具，學生可以隨時隨地學習，通過實驗課教學可更加牢固地掌握理論知識。肖勝軍等將數字化平臺融入實驗教學，打破實驗室開放的時空性，學生在實驗課前可提前進入網站預習，帶著問題去參加實驗課教學，也可以通過網站進行課后復習，結果表明學生在進行病理標本和切片的實物考核成績明顯優于接受傳統教學模式的學生[6]。信息化帶來教學方式改變的同時，強化了實驗內容的嚴謹性和科學性，顯著提高了實驗效果[5]。

2.4 服務科研創新

標本資源的數字化不僅有利于對標本進行分類統計、科學管理和數據共享，而且有利于通過開發功能強大的數據統計分析工具軟件，更準確地分析挖掘數據的潛在價值，發現數據的內在聯系，為獲取更有價值的信息和知識提供支持[2]。在標本數字化的基礎上，逐漸補充標本物種的實地生長狀況，為動植物分類、資源開發及合理利用和生物多樣性保護等提供重要的科學依據。

3? 數字化標本的建設方向

3.1 標本的規范化整理

在進行數字化管理的過程中，針對不同標本制定不同的規范。以昆蟲為例，對昆蟲標本信息進行屬性分類，比如各種采集昆蟲標本的種類、名稱、學名、科名、種名、雌雄性、各個季節昆蟲腹、翅面圖片，以及各標本的習性、分布、形態特征、簡介、檢索關鍵詞等。

3.2 建設數字化實驗教學系統

信息化網絡技術的發展為教學改革提供了機遇，建設數字化實驗教學系統，為教師備課和學生學習等活動提供平臺。開發PC版及手機版軟件，學生可快速登錄、學習，不受場地、時間等限制，方便學生自學。積極組織多種形式的信息化教學活動，鼓勵教師利用信息技術創新實踐教學模式，推動形成“課堂用、經常用、普遍用”的信息化教學新常態。

3.3 數據資源的有效開發利用

在完成實踐教學演示、標本基本展示功能的基礎上，不斷提升標本的使用價值，發掘標本的潛在利用價值。將數字化標本與標本物種的實地生長狀況相結合，可以彌補標本制作及存放過程中導致的形態和顏色變化;將相關的分類學文獻等工具書數字化，可以方便教學和科研工作者的查閱。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.教育部關于印發《教育信息化“十三五”規劃》的通知[EB/OL].http：//www.moe.edu.cn/srcsite/A16/s3342/201606/t20160622_269367.html.

[2] 楊眉，何明躍，施爽，等.地學類標本資源的規范數字化及質量控制[J].中國科技資源導刊，2017，9（5）：45-51.

[3] 肖翠，雒海瑞，陳鐵梅，等.國家標本資源共享平臺數字化進展與現狀分析[J].科研信息化技術與應用，2017，8（4）：6-12.

[4] 劉紅燕，邵林，劉謙，等.基于能力培養為核心的中藥材數字化標本館構建應用研究[J].中南藥學，2018，16（6）：873-875.

[5] 趙春青，孔令廣，王慶佶，等.實驗資源信息化在植物保護實驗教學中的應用[J].實驗室科學，2017，20（5）：179-181.

[6] 肖勝軍，張小玲，陳秋月，等.數字化標本和切片的病理學教學平臺構建及應用[J].華夏醫學，2014，27（1）：157-158.