家畜寄生蟲電子標本庫建設(shè)與應(yīng)用

徐守振　張燦　鄒玲

[摘 要]為建立我校家畜寄生蟲電子標本庫并評價其使用效果，將我校現(xiàn)有的家畜寄生蟲浸制標本和玻片標本等實物標本通過掃描、數(shù)碼照相、顯微照相和錄像等技術(shù)手段制作成影像，建立了一個基本覆蓋教學用代表蟲種的庫容為1650張電子圖片的電子標本庫，在此基礎(chǔ)上，建立了對電子標本快速查閱的檢索系統(tǒng)。將電子標本庫和檢索系統(tǒng)應(yīng)用到家畜寄生蟲學的理論和實驗教學中，取得了良好的教學效果，提高了教學質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]寄生蟲;電子標本庫;檢索系統(tǒng)

[中圖分類號] G642? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] A [文章編號] 1008-2549（2022） 06-0037-03

“家畜寄生蟲學”是我國高等農(nóng)業(yè)院校動物醫(yī)學、動物檢疫等專業(yè)的專業(yè)必修課和骨干課程之一，對于動物醫(yī)學類專業(yè)人才的培養(yǎng)具有舉足輕重的作用。家畜寄生蟲標本是寄生蟲體和宿主動物器官組織資源的保存檔案，是學生學習掌握病原蟲體種類和動物寄生蟲病不可替代的試驗教材，在寄生蟲學的教學科研、寄生蟲的診斷和防治工作中發(fā)揮著十分重要的作用。豐富的寄生蟲標本是家畜寄生蟲病學課程實驗開設(shè)的前提，學生通過標本的觀察，增加了感性認識，有利于全面掌握實驗內(nèi)容，對提高教學質(zhì)量起到了重要作用。鑒于寄生蟲標本在寄生蟲教學中的重要作用，國內(nèi)農(nóng)業(yè)院所十分重視寄生蟲標本庫的建設(shè)與管理，但與國外相比，我國家畜寄生蟲資源保存和管理尚有很大差距。[1]

一、家畜寄生蟲標本現(xiàn)狀

當前，我國許多農(nóng)業(yè)類高校家畜寄生蟲學實驗教學使用的標本都是20世紀六七十年代寄生蟲領(lǐng)域前輩制備并保留下的，實驗室實體標本庫存量嚴重下降，稀有蟲體標本甚至絕跡。近年來，盡管我國寄生蟲資源共享平臺及數(shù)據(jù)庫建設(shè)逐步受到重視，但我國家畜寄生蟲資源信息仍不系統(tǒng)，仍舊處于對既往蟲種、數(shù)據(jù)源進行整理、篩選、整合的初級階段。[2]家畜寄生蟲標本數(shù)量大、種類多，造成標本嚴重短缺的主要原因有：（1）標本消耗率高，有些標本材料來源困難。近些年，隨著人們公共衛(wèi)生意識的提高，家畜的衛(wèi)生狀況和飲食情況也不斷改善，一些以往臨床上癥狀典型的寄生蟲病病例現(xiàn)如今已經(jīng)十分罕見。而且大多數(shù)處于帶蟲狀態(tài)的家畜極少去動物醫(yī)院或者獸醫(yī)站就診。加之大多數(shù)動物醫(yī)院并沒有設(shè)立專業(yè)的寄生蟲病門診，相當數(shù)量的典型寄生蟲病例被錯誤診斷和忽略，所以從動物醫(yī)院內(nèi)獲取寄生蟲學標本材料已相對困難。（2）標本需求量越來越大，高校擴招學生人數(shù)不斷增加，大多數(shù)農(nóng)業(yè)類高等院校家畜寄生蟲標本無處可購，尤其是一些非人畜共患寄生蟲標本。盡管近些年來教學與科研經(jīng)費不斷增加，但實際情況是，經(jīng)費增加的幅度并不能真正滿足農(nóng)業(yè)類高等院校對學生人數(shù)擴招的實際需要，有的時候即便學?；蛘邔W院愿意投入不菲的資金去購置寄生蟲的標本也沒有辦法買到標本，存在“有錢無市”的窘迫境況。而且有時候買的標本并不是十分標準，教學質(zhì)量受這些問題影響，不能達到預(yù)期的教學目標，實際上不能滿足學生學習和老師教學與科研的需要。（3）標本制作技術(shù)要求高，目前大部分高校和研究所缺少專門用于標本制作的專業(yè)技術(shù)人員。高校從事家畜寄生蟲學教研的人員平時要擔負繁重的教學和科研任務(wù)，大多數(shù)從事寄生蟲學理論及實驗教學人員長期遠離臨床，缺少實踐的機會，極大減少了現(xiàn)場調(diào)查經(jīng)驗，既不利于家畜寄生蟲標本的制作，也不利于人盡其才。（4）標本制作工作量大，消耗許多時間與精力，如沒有相應(yīng)的經(jīng)濟補償和激勵政策，或多或少地會打擊相關(guān)制作人員的積極性，使得對于寄生蟲標本的制作“敬而遠之”。

青島農(nóng)業(yè)大學（原萊陽農(nóng)學院）家畜寄生蟲教研室經(jīng)過幾代人的艱辛努力，現(xiàn)收集并保存了大量的主要家畜寄生蟲的常見標本，其中浸制標本262瓶，制片標本569張，紙質(zhì)（布制）標本42幅。我校家畜寄生蟲學標本的數(shù)量和質(zhì)量與我國同類院校相差甚遠。近年來，我校由于標本添置不足、逐年損耗、管理不善、遷校丟失等諸多原因，寄生蟲標本日趨匱乏，人均標本數(shù)量大大減少，幾個同學甚至十幾個同學共用一張玻片標本的情形時有發(fā)生，遠遠不能滿足學生的學習需求，嚴重影響家畜寄生蟲學教學和科研活動的順利展開。教學標本嚴重不足和短缺已成為影響我校家畜寄生蟲學課程教學質(zhì)量提高的“瓶頸”，影響到我校家畜寄生蟲學教學、科研和培養(yǎng)應(yīng)用型人才工作的順利開展。

二、電子標本庫建設(shè)必要性

近年來通信領(lǐng)域、數(shù)字領(lǐng)域、互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸相繼被突破，使得數(shù)據(jù)傳輸與儲存、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)水平不斷提高，大多數(shù)地區(qū)的廣大師生已經(jīng)普遍適應(yīng)并認同多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)教學，無論是在理論教學方面還是實驗教學中都越來越多地可見多媒體和網(wǎng)絡(luò)的影子。多媒體網(wǎng)絡(luò)教學已經(jīng)成為教學方式改革的極為關(guān)鍵的標志，數(shù)字多媒體教學已成為教改的主要方向和潮流。在當前高校教育教學環(huán)境下，以家畜寄生蟲數(shù)字圖像和數(shù)字視頻為著眼點的電子標本和電子標本庫不斷出現(xiàn)，在家畜寄生蟲學的理論教學課堂和實驗教學課堂中有著越來越深遠的影響。隨著我國動物寄生蟲病防治水平提高，許多寄生蟲病得到了有效控制甚至消滅，使得收集動物寄生蟲標本越來越困難。[3]加之，實物標本的逐年損耗和保存不當，損毀的標本難以得到及時補充，為使標本能長時間而又有效地用于實驗教學，必須建立規(guī)范化的標本保存和管理制度。[3]電子標本是一種特別形式的虛擬標本，具有圖像高清、復制簡便、節(jié)省實體空間、管理方便等許多優(yōu)點，在教學中大有用武之地，可使教學更加生動有趣，并易于吸引學生的注意力，標本學習不受時空限制。[4]無論是在家畜寄生蟲的認識觀察，還是在家畜寄生蟲的鑒定，電子標本與傳統(tǒng)實物標本都具有幾乎相同的作用。動物寄生蟲電子標本庫即采用一定分類標準（如形態(tài)學）將采集的寄生蟲電子標本分類、收集，后將相關(guān)信息錄入電腦，形成一個系統(tǒng)化、可按條件檢索的信息數(shù)據(jù)庫。因此，為改善我校家畜寄生蟲學教學實物標本匱乏的現(xiàn)狀，多途徑多元化豐富現(xiàn)有的寄生蟲實物標本，妥善保存現(xiàn)有標本，改進教學方法，提高教學質(zhì)量，亟須建設(shè)庫存豐富、方便實用的家畜寄生蟲電子標本庫。

三、實物標本制備與管理

在現(xiàn)有實物標本的基礎(chǔ)上，我們通過以下措施進一步豐富現(xiàn)有庫存實物標本：（1）加強和各相關(guān)企業(yè)及動物醫(yī)院的聯(lián)系，不斷豐富標本材料來源。學院的教學動物醫(yī)院設(shè)有寄生蟲檢驗科室，不斷收集寄生蟲病例，用于標本制作素材。（2）加強兄弟農(nóng)業(yè)院校間的標本交換或從標本公司購買，或登錄有關(guān)網(wǎng)站下載素材，不斷補充完善。（3）采取3D打印技術(shù)制造一部分寄生蟲標本模型。（4）建立有關(guān)獎勵機制，鼓勵專業(yè)教師和實驗員老師等相關(guān)人員制作標本，鼓勵學生參與標本收集。截至目前，所收集或制作基本覆蓋理論課和實驗課教學所涉及的寄生蟲代表蟲種，其中原蟲、蠕蟲（吸蟲、絳蟲、線蟲、棘頭蟲）和節(jié)肢動物寄生蟲浸制標本317瓶、制片標本860張。

從制度上規(guī)范實驗室管理，制定了《青島農(nóng)業(yè)大學家畜寄生蟲實物標本庫管理制度》，明確標本庫人員職責，對寄生蟲標本建檔登記、日常保養(yǎng)、損耗登記、新標本的登記管理等進行系統(tǒng)化規(guī)范，高效、有序管理實物標本。（1）定期對瓶裝、缸裝化的浸制標本更換固定液，以防固定液揮發(fā)導致標本干裂、損壞。標本瓶裝化、缸裝化后既能有效地保存標本，又不影響教學觀察， 同時還能減少甲醛、酒精等對環(huán)境的污染。（2）制片標本保存管理，尤其是一些血液原蟲、吸蟲以及難收集的寄生蟲蟲卵玻片標本，專人專管，定期清點。及時對時間長褪色看不清形態(tài)的玻片標本采用舊片新作的方法進行處理。（3）加強對示教標本進行有效管理，制定合理的標本領(lǐng)取、借用和賠償制度。（4）對每屆上實驗課的學生，首先從思想上教育他們重視實驗課，愛護珍惜來之不易的標本。（5）對易損耗的玻片標本，實驗教學過程中將實驗小班分成了幾個小組，然后每個小組定量發(fā)放，待實驗完成后須清點無誤后學生方可離開。

四、電子標本庫建設(shè)

將已有的家畜寄生蟲浸制標本和制片標本等實物標本，通過數(shù)碼相機、攝像機、掃描儀和數(shù)碼顯微鏡拍攝系統(tǒng)等儀器設(shè)備，全自動掃描、拍照、存儲，制作成圖片素材資料。同時，從互聯(lián)網(wǎng)、兄弟高校研究所等不同途徑收集匯總各類寄生蟲電子圖片。使用ACDsee等對圖像文件進行格式轉(zhuǎn)換，用 Adobe Photoshop7.0 等圖像編輯處理軟件對圖像進行加工處理。參照教材講授內(nèi)容，將標本分門別類整理，分為蠕蟲、蜘蛛昆蟲和原蟲3大類，每一大類又細分為不同的小類。此外，為方便同學進行鑒別和記憶，我們還嘗試按寄生蟲的不同階段分類，如分為成蟲、蟲卵、幼蟲等大類。最終，建立了一個庫容為1650張電子圖片的小型家畜寄生蟲電子標本庫。

為實現(xiàn)對電子標本庫里圖片的快速檢索，我們運用Ajax、Flask框架、Java script、Layui框架、CSS、Html等技術(shù)建立了一個寄生蟲檢索系統(tǒng)。檢索系統(tǒng)的建立基石是flask框架，HTML、js文件、css文件渲染到網(wǎng)頁，代碼轉(zhuǎn)化成對應(yīng)功能實現(xiàn)在網(wǎng)頁上，實現(xiàn)網(wǎng)頁與本地代碼和文件的交互功能。Python正則表達式檢索js文件，然后生成一個數(shù)據(jù)字典，它可以將圖片和人為規(guī)定的編碼id綁定，方便后續(xù)檢索，然后用jinja2模板將數(shù)據(jù)字典返回至網(wǎng)頁。網(wǎng)頁前端用Layui框架美化網(wǎng)頁，搭建網(wǎng)頁布局。通過ajax技術(shù)進行網(wǎng)頁與后臺數(shù)據(jù)的交互，將用戶輸入的圖片信息返回后臺，由后臺進行表單檢索，返回圖片id，然后再通過網(wǎng)頁上的html代碼打開本地文件夾中對應(yīng)id的圖片。本電子標本檢索系統(tǒng)界面友好、操作簡便，既可以實現(xiàn)對電子標本的名稱輸入快速檢索，也可以根據(jù)電子標本的名稱在檢索表下的綱目屬種查找。

五、電子標本庫的應(yīng)用

電子標本庫及其檢索系統(tǒng)操作界面直觀，目錄索引準確，易學易用，適于全體師生，適于線上線下不同的教學情境，成為家畜寄生蟲教學的實用工具。學生通過實物標本和電子標本結(jié)合學習，能更牢固地掌握所學寄生蟲的形態(tài)結(jié)構(gòu)，提高了學習興趣和學習效率。為檢驗電子標本庫在理論和實驗教學中的應(yīng)用效果，將使用電子標本庫的2020-2021學年第1學期的考試成績與未使用電子標本庫的2019-2020學年第1學期的考試成績進行了對比，結(jié)果顯示：教學中使用電子標本庫后，學生學習積極性進一步提高，學習成績提高明顯，其中優(yōu)秀率由10.62%提高至19.49%，有效提高了教學質(zhì)量。電子標本庫充分發(fā)揮了教師的主導作用和學生學習的主體作用，具有高度的靈活性和可重組性，提高了觀察速度和效率，減少了教師勞動強度，收到了事半功倍的效果。

六、結(jié)論與建議

家畜寄生蟲電子標本庫的建立與應(yīng)用進一步豐富和完善了家畜寄生蟲學的理論和實驗教學手段，培養(yǎng)了學生的學習興趣，優(yōu)化了教學資源配置，提高了教學質(zhì)量，也為家畜寄生蟲學的網(wǎng)絡(luò)教學平臺建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。家畜寄生蟲電子標本庫在一定程度上可以代替線下的部分實驗課程，而且電子標本庫區(qū)別于有限制的寄生蟲實驗室，一直開放，幾乎可以隨心所欲地使用，不受時空限制，靈活實用。實物標本庫建設(shè)方法亦不可忽視，電子標本庫的建設(shè)是以實物標本庫為基礎(chǔ)，它并不能完全替代傳統(tǒng)的實物標本。實物標本和電子相輔相成，相得益彰，合理使用才更能發(fā)揮其最大的作用。[5-6]我們建立的家畜寄生蟲電子標本庫與國內(nèi)其他兄弟院校建立的電子標本庫相比，標本數(shù)量和種類相對較少，[7]需要進一步豐富和完善。同時，部分學生在使用過程中還反映出存在的以下問題和建議：①對電子標本配以解說配音，聲情并茂，更易于理解掌握。②將靜態(tài)電子標本制作成動畫，使原有二維圖像變成立體三維圖像，更生動地展現(xiàn)。③豐富視頻素材，使表現(xiàn)力更豐富多彩。④完善檢索系統(tǒng)、使檢索運行更加流暢。⑤將電子標本制成考試資料，利用計算機進行實驗考試，更利于考核公平性。我們將繼續(xù)對存在的問題進行修改完善，使其更好地服務(wù)于教學和科研。

當今新冠疫情流行，線上網(wǎng)絡(luò)授課成為不可或缺的授課手段和替代方式，愈發(fā)凸顯信息時代網(wǎng)絡(luò)對于教學的補充和促進作用。在這一背景下，電子標本庫也越來越多地凸顯了不可替代的重要教學作用。隨著當今科技的迅速發(fā)展，家畜寄生蟲電子標本庫的建設(shè)與推廣勢在必行，電子標本庫的建設(shè)將更加多元化和豐富化，可為未來家畜寄生蟲學網(wǎng)絡(luò)遠程教學奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻：

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*基金項目：青島農(nóng)業(yè)大學校級教學研究課題：“家畜寄生蟲學電子標本庫建設(shè)與應(yīng)用”（XJG2017067）。

? ?作者簡介：徐守振（1977—），男，博士，副教授，研究方向：動物疫病防治;張燦（1976—），女，博士，副教授，研究方向：動物疫病防治;鄒玲（1971—），女，本科，高級實驗師，研究方向：家畜寄生蟲學實驗教學。