宋愛(ài)林 方彥

摘要結(jié)合校園植物標(biāo)牌及教學(xué)需求，闡述了一套兼具二維碼標(biāo)牌管理和特色數(shù)字資源庫(kù)功能的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方法，該系統(tǒng)通過(guò)手機(jī)和PC 2個(gè)版本為師生提供服務(wù)，達(dá)到輔助教學(xué)和增加圖書館數(shù)字館藏的目的。

關(guān)鍵詞二維碼；教學(xué)植物；標(biāo)牌；信息庫(kù)

中圖分類號(hào)S126；G40-057文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）09-0214-04

The Creation and Application of Teaching Plants Information Database Based on the Medium of TwoDimension Code Sign

SONG Ailin ， FANG Yan*

（Nanjing Forest Police College， Nanjing， Jiangsu 210023）

AbstractCombining with the specific campus teaching requirements， design thought and implementation method of a set of possessing characteristics of QR code sign management and the function of digital repository system were expounded. The system provided two versions service for teachers and students， one of that running on the mobile terminal and the other of that running on the PC terminal， and achieved the purpose of auxiliary teaching and increasing the library digital collection.

Key wordsQR code；Teaching plants；Sign；Information database

目前，創(chuàng)建環(huán)境優(yōu)美的新校園是各高校日益關(guān)注和重視的校園環(huán)境建設(shè)問(wèn)題[1]。以“立足林業(yè)、面向公安、服務(wù)社會(huì)”為辦學(xué)宗旨的南京森林警察學(xué)院在校園建設(shè)過(guò)程中，從校園綠化和輔助教學(xué)2個(gè)方面出發(fā)，不但考慮綠化、美化，而且考慮植物種類的多樣性。如以二維碼標(biāo)牌為媒介創(chuàng)建一套教學(xué)植物信息庫(kù)（簡(jiǎn)稱信息庫(kù)）來(lái)促進(jìn)校園植物信息普及，則能充分發(fā)揮校園植物的教學(xué)作用，體現(xiàn)校園文化的特色，凸顯校園植物的知識(shí)性和趣味性特點(diǎn)。筆者結(jié)合校園植物標(biāo)牌和教學(xué)需求，介紹了一套兼具二維碼標(biāo)牌管理和特色數(shù)字資源庫(kù)功能的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方法，達(dá)到輔助教學(xué)和增加圖書館數(shù)字館藏的目的。

1教學(xué)植物信息庫(kù)建設(shè)的必要性和可行性

1.1系統(tǒng)建設(shè)必要性

學(xué)校的辦學(xué)特色是“林警交融”，為森林公安培養(yǎng)森林衛(wèi)士，學(xué)校各專業(yè)開設(shè)的特色基礎(chǔ)課程“森林植物識(shí)別與鑒定”，主要內(nèi)容是森林植物的形態(tài)、價(jià)值、保護(hù)級(jí)別等基本知識(shí)，通過(guò)學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握常見(jiàn)森林植物、國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物和《瀕危野生動(dòng)植物國(guó)際貿(mào)易公約（CITES）》監(jiān)管植物的識(shí)別及鑒定技術(shù)，為今后從事森林公安工作、打擊破壞森林資源犯罪、保護(hù)森林及野生動(dòng)植物資源奠定基礎(chǔ)[2]。該課程的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)是重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，目前在現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)方面存在的主要問(wèn)題：一是現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)老師的一次講解，很難讓每個(gè)學(xué)生能夠快速識(shí)別植物，必須反復(fù)練習(xí)；二是天氣、季節(jié)、物候等條件影響現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的效果，不可能一次課同時(shí)看見(jiàn)枝葉花果，對(duì)教學(xué)效果影響很大；三是課時(shí)少，老師現(xiàn)場(chǎng)教授內(nèi)容精煉，答疑少。因此，改革該現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)勢(shì)在必行，植物信息標(biāo)牌化和信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)化則是有效的解決途徑。

1.2系統(tǒng)技術(shù)可行性

第一，植物信息庫(kù)理念起源于20世紀(jì)60年代美國(guó)種質(zhì)資源庫(kù)[3]，我國(guó)從90年代開始起步，各層次的組織相繼建立了“中國(guó)珍稀瀕危植物DNA條形碼鑒定平臺(tái)”“中國(guó)數(shù)字植物標(biāo)本館”“中國(guó)珍稀瀕危植物信息系統(tǒng)”以及農(nóng)作物、果樹、煙草等資源數(shù)據(jù)庫(kù)，技術(shù)手段和工作流程相當(dāng)成熟。第二，二維碼可以在水平和垂直2個(gè)方向的二維空間中存儲(chǔ)信息[4]，具備信息量大、可靠性高、讀取速度快、讀取角度全的特點(diǎn)，近年來(lái)在動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督抽檢[5]、農(nóng)產(chǎn)品溯源[6]、高校設(shè)備管理[7]、檔案信息管理[8]、圖書館虛擬導(dǎo)向[9]、倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化管理[10]等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。第三，目前國(guó)內(nèi)的智能手機(jī)掃碼軟件大部分支持QRCode二維碼編碼，在線生成器資源豐富，而國(guó)內(nèi)高達(dá)8.99億的在網(wǎng)活躍移動(dòng)智能設(shè)備數(shù)量[11]直接反映出大學(xué)生幾乎人手一部智能手機(jī)的現(xiàn)實(shí)，系統(tǒng)終端基礎(chǔ)雄厚。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)原則

①多用途原則。一方面，既要支持手機(jī)掃碼訪問(wèn)，又要提供PC瀏覽器的常規(guī)訪問(wèn)；另一方面，以此為平臺(tái)創(chuàng)建更多的特色信息庫(kù)作為圖書館的數(shù)字館藏進(jìn)行積累。

②易管理原則。內(nèi)容可編輯，記錄屬性可增減，這有利于后期根據(jù)教學(xué)改革和學(xué)校發(fā)展需要，在保證標(biāo)牌二維碼不變的情況下更新植物信息。

③高可用原則。首先應(yīng)保證PC和手機(jī)2個(gè)使用端的數(shù)據(jù)同步，其次提供標(biāo)牌視圖在線生成功能以實(shí)現(xiàn)標(biāo)牌可視化管理，最后采用恰當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)印制標(biāo)牌，以達(dá)到耐用持久的目的。

④可靠性原則。系統(tǒng)要有一定的健壯性，能經(jīng)受高載荷的訪問(wèn)，防止一定程度黑客攻擊，網(wǎng)絡(luò)地址要具備固定不變的特點(diǎn)。

⑤經(jīng)濟(jì)性原則。實(shí)現(xiàn)手段要相對(duì)簡(jiǎn)單，開發(fā)工作量相對(duì)較小，經(jīng)濟(jì)代價(jià)不能太高。

2.2技術(shù)方案

2.2.1建庫(kù)系統(tǒng)選擇。

建庫(kù)系統(tǒng)選擇Art2008CMS[12]8.3正式版，通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研與調(diào)試測(cè)驗(yàn)，技術(shù)方案：

①軟件核心思想是前端開發(fā)與后臺(tái)管理內(nèi)核相分離，記錄模型的自定義意味著可以針對(duì)植物、標(biāo)本等不同主體創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的內(nèi)容管理和前端界面，而新版本能夠基于一套數(shù)據(jù)提供PC和手機(jī)2種前端輸出，同時(shí)滿足多用途和高可用原則。

②系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置豐富，名稱、上傳、縮圖等應(yīng)有盡有，字段自定義和在線修改功能能夠確保在二維碼不變的情況下實(shí)時(shí)更新植物信息，給后期的維護(hù)管理提供了充分保障。

③對(duì)前端的輸出支持較為全面，系統(tǒng)標(biāo)簽和自定義標(biāo)簽相結(jié)合，使得數(shù)據(jù)輸出靈活多變，而開發(fā)過(guò)程又相對(duì)簡(jiǎn)單；標(biāo)簽和JS的結(jié)合輸出增強(qiáng)了瀏覽器和開發(fā)者的適應(yīng)性；前端編輯具有開放性，自定義CSS、內(nèi)嵌腳本等能與數(shù)據(jù)輸出自由結(jié)合。

④可靠性保障較為全面，根目錄與域名、IP或虛擬目錄的綁定能夠確保服務(wù)地址的穩(wěn)定不變，大數(shù)量的抗壓測(cè)試和持續(xù)的功能改進(jìn)與漏洞修補(bǔ)從代碼層面加強(qiáng)了安全性。

⑤軟件采用的是開源和注冊(cè)服務(wù)相結(jié)合方式，經(jīng)濟(jì)成本低廉，注冊(cè)用戶的技術(shù)指導(dǎo)能夠降低二次開發(fā)的難度，提高建庫(kù)工作的效率。

2.2.2二維碼生成。

用戶要通過(guò)植物標(biāo)牌上的二維碼掃描來(lái)訪問(wèn)信息庫(kù)中具體內(nèi)容，即二維碼成為用戶和信息庫(kù)之間的一個(gè)媒介。盡管國(guó)內(nèi)外二維碼的編碼標(biāo)準(zhǔn)不一，但互聯(lián)網(wǎng)上眾多的二維碼在線生成器使二維碼的編制難度大大降低，如草料二維碼生成器、微微在線、二維碼大師等。經(jīng)過(guò)廣泛測(cè)試，霹靂網(wǎng)的在線生成器具有尺寸定制、內(nèi)容智能、類型清晰的優(yōu)點(diǎn)，可通過(guò)JS腳本直接內(nèi)嵌在CMS的前端頁(yè)面中進(jìn)行調(diào)用，自動(dòng)為每一個(gè)系統(tǒng)頁(yè)面生成以URL為內(nèi)容的二維碼，其采用QR Code編碼能被常用的智能手機(jī)掃碼軟件識(shí)別，滿足高可用、可靠性和經(jīng)濟(jì)性原則。

2.3功能方案

（1）模型設(shè)置。文章模型為“常見(jiàn)問(wèn)題”而設(shè)置，包含文字標(biāo)題、歸屬欄目、文章作者、文章內(nèi)容、模板選擇等字段；植物模型為“教學(xué)植物”而設(shè)置，包含中文名稱、拉丁學(xué)名、科屬分類等字段；以此類推，可以為涉案物品、動(dòng)物標(biāo)本等潛在的管理對(duì)象創(chuàng)建模型從而豐富信息庫(kù)的內(nèi)容（圖1）。

（2）模板管理。PC模板是指為電腦瀏覽器設(shè)計(jì)的前端顯示模板，自定義CSS樣式，調(diào)用的是PC版的輸出標(biāo)簽或JS腳本；WAP模板是指為手機(jī)瀏覽器設(shè)計(jì)的前端顯示模板，遵循XHTML Mobile Profile規(guī)范（圖1）。

（3）內(nèi)容管理。為系統(tǒng)前端顯示創(chuàng)建“常見(jiàn)問(wèn)題”和“教學(xué)植物”2個(gè)欄目，分別選用“文章模型”和“植物模型”；文章管理指的是發(fā)布、編輯、刪除、選擇前端要調(diào)用的用戶模板等常見(jiàn)操作，植物管理則是針對(duì)教學(xué)植物的記錄進(jìn)行操作（圖1）。

（4）前端頁(yè)面。統(tǒng)一入口指的是電腦和手機(jī)瀏覽器輸入域名時(shí)處理用戶請(qǐng)求的首頁(yè)面，可以設(shè)置為人工或自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)版本前端路徑；PC前端提供分類瀏覽和關(guān)鍵字查詢功能；手機(jī)前端除類似功能外，內(nèi)嵌一個(gè)含有二維碼生成器的標(biāo)牌樣板隱藏于顯示模塊，供標(biāo)牌制作時(shí)直接獲取印制用的標(biāo)牌樣式或圖片（圖1）。

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，從底層支持到用戶服務(wù)共分為4層架構(gòu)，分工實(shí)現(xiàn)（圖2）。

（1）基礎(chǔ)環(huán)境。信息庫(kù)的創(chuàng)建并未單獨(dú)購(gòu)買硬件服務(wù)器，而是利用Windows2012 Server R2版自帶的Hyper-V創(chuàng)建Windows2003Server虛擬機(jī)；Art2008CMS是基于ASP編寫的，因此需要在虛擬機(jī)上配置ASP運(yùn)行的IIS環(huán)境；還需要AspJpeg等組件的支持。

（2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。信息庫(kù)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)使用微軟的Access2007，采用ASP程序常用的OLEDB鏈接數(shù)據(jù)庫(kù)；整個(gè)庫(kù)以.mdb文件的形式存在，可隨系統(tǒng)程序整體拷貝粘貼，符合小型應(yīng)用系統(tǒng)的需求，方便開發(fā)與調(diào)試。

（3）系統(tǒng)服務(wù)。各種管理模塊構(gòu)成了信息庫(kù)后臺(tái)，管理員遵循功能方案在后臺(tái)中實(shí)施管理操作；當(dāng)有效信息保存后供UI程序調(diào)用以滿足用戶的需求；在手機(jī)前端頁(yè)面中，系統(tǒng)生成含植物信息頁(yè)URL二維碼的標(biāo)牌樣板圖片，轉(zhuǎn)而采用絲網(wǎng)印技術(shù)噴印在亞克力板上，耐腐蝕、耐高溫、不易褪色。

（4）系統(tǒng)用戶。一是基于PC平臺(tái)的普通用戶；二是使用各種操作系統(tǒng)的手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端用戶；三是基于PC端訪問(wèn)的管理員，主要負(fù)責(zé)后臺(tái)管理工作。

3.2二次開發(fā)工作

在信息庫(kù)系統(tǒng)的創(chuàng)建過(guò)程中，除Art2008CMS提供的內(nèi)容管理內(nèi)核外，還依據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則針對(duì)性地進(jìn)行二次開發(fā)和內(nèi)容加工，以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2017年

3.2.1瀏覽器智能判斷。

信息庫(kù)具備二級(jí)域名，以期達(dá)到自動(dòng)識(shí)別用戶瀏覽器類型調(diào)用不同前端的目的。盡管網(wǎng)絡(luò)上的方法很多，但多數(shù)具有不完整、復(fù)雜化和不能完全執(zhí)行的缺點(diǎn)。為此，在系統(tǒng)服務(wù)器IIS默認(rèn)網(wǎng)站的文檔面板中添加default.asp綁定域名，創(chuàng)建文件并在標(biāo)簽之間添加以下代碼：

3.2.2二維碼標(biāo)牌生成。

傳統(tǒng)情況下，標(biāo)牌制作的過(guò)程無(wú)非是創(chuàng)建電腦表格等級(jí)標(biāo)牌內(nèi)容或者為每個(gè)標(biāo)牌創(chuàng)建word等制作文件，然后交由文印公司印制。該信息庫(kù)則打破傳統(tǒng)，在植物信息瀏覽頁(yè)直接集成標(biāo)牌樣板，在數(shù)據(jù)庫(kù)中定義標(biāo)牌所需字段，一方面管理者可以直接編輯并查看標(biāo)牌排版效果，另一方面印制人員僅需要明確需要制作的標(biāo)牌名稱即可以通過(guò)頁(yè)面獲取圖片等信息，簡(jiǎn)單加工后即可以印刷成品。主要的實(shí)現(xiàn)代碼：

3.3數(shù)據(jù)加工

對(duì)中山植物園、南京林業(yè)大學(xué)等單位的植物標(biāo)牌進(jìn)行掃碼訪問(wèn)發(fā)現(xiàn)，通常都是連接到中國(guó)植物物種信息庫(kù)或百度百科等網(wǎng)址。盡管對(duì)于內(nèi)容服務(wù)而言，這是最權(quán)威也是最簡(jiǎn)便的方式，但對(duì)于教學(xué)而言這并不是一個(gè)好的方案，因?yàn)楣俜秸军c(diǎn)的植物信息內(nèi)容非常冗長(zhǎng)，知識(shí)點(diǎn)過(guò)于全面，而協(xié)同創(chuàng)作形式的百度百科又會(huì)出現(xiàn)重復(fù)或錯(cuò)漏，這些均不利于學(xué)生迅速掌握要點(diǎn)。因此，該系統(tǒng)在林學(xué)教授、博士等專家的審核下，篩選出中文名稱、拉丁學(xué)名、科屬分類、形態(tài)特征、地理分布、校園分布、植物導(dǎo)讀、植物圖片共8個(gè)方面進(jìn)行描述，每個(gè)字段不超過(guò)100個(gè)中文字符，圖片分為近景、全景、校園景3個(gè)方面，種類及內(nèi)容緊貼課程教學(xué)大綱要求，力求簡(jiǎn)單明了、科學(xué)規(guī)范。

4系統(tǒng)應(yīng)用

4.1系統(tǒng)使用流程

由圖3可以明確地看出系統(tǒng)的適用人群。管理員通常在電腦上使用瀏覽器登錄系統(tǒng)進(jìn)行管理操作，保存數(shù)據(jù)后預(yù)覽PC版效果，并通過(guò)手機(jī)模擬器瀏覽手機(jī)版的效果。圖書館用戶、校外用戶和校內(nèi)師生用戶通過(guò)域名直接在電腦或手機(jī)等移動(dòng)終端的瀏覽器上輸入域名訪問(wèn)信息庫(kù)，信息庫(kù)根據(jù)瀏覽器類型自動(dòng)裝載不同版本前端服務(wù)頁(yè)面。教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)用戶包括具體課程的學(xué)生和計(jì)劃了解現(xiàn)場(chǎng)植物信息的其他師生，使用手機(jī)中的掃碼軟件（如UC、360等瀏覽器掃碼工具）掃描標(biāo)牌上的二維碼，解析為具體植物信息的手機(jī)版網(wǎng)址，用戶還可以通過(guò)超級(jí)鏈接瀏覽其他植物信息或進(jìn)行關(guān)鍵字查詢。

4.2效果分析

截至2016年11月，信息庫(kù)總計(jì)收錄校園教學(xué)植物158種，制作二維碼植物標(biāo)牌180個(gè)。該課程有關(guān)老師通過(guò)近1年的教學(xué)實(shí)踐，結(jié)合二維碼植物標(biāo)牌進(jìn)行課程教學(xué)改革嘗試，主要做法：一是在教學(xué)方式上，每次課堂教學(xué)要求學(xué)生通過(guò)校園現(xiàn)場(chǎng)掃碼進(jìn)行直觀學(xué)習(xí)，包括預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。二是增加了教學(xué)內(nèi)容，相同課時(shí)，由于學(xué)生可以自習(xí)，教師現(xiàn)場(chǎng)講解內(nèi)容側(cè)重重點(diǎn)和難點(diǎn)的陳述，如花、果等，提高了教學(xué)效果。三是在考試考核方面，增加了看圖識(shí)別的內(nèi)容，突出了應(yīng)用性。

制作二維碼植物標(biāo)牌及信息庫(kù)不僅為學(xué)生服務(wù)，也為全體教職員工和來(lái)訪人員提供了解校園植物的途徑和方法。圖書館將信息庫(kù)作為自建特色數(shù)字資源掛載在圖書館門戶網(wǎng)站中，供校內(nèi)外用戶訪問(wèn)查詢，上線不足20 d瀏覽量已經(jīng)突破500人次。另外，為了收集師生反饋情況，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還聘請(qǐng)志愿者隨機(jī)走訪學(xué)校師生，其反饋的情況：贊成創(chuàng)建此信息庫(kù)的占95.60%，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)持肯定態(tài)度的接近10000%，希望所有植物都掛牌服務(wù)的占7300%，對(duì)圖書館主持創(chuàng)建工作表示意想不到的占91.50%?？梢?jiàn)，建庫(kù)并提供植物掛牌服務(wù)是長(zhǎng)久以來(lái)師生的期望。

圖書館創(chuàng)建教學(xué)植物信息庫(kù)既是因?yàn)榻逃吭凇镀胀ǜ叩葘W(xué)校圖書館規(guī)程（修訂）》[13]賦予高校圖書館的職責(zé)，也源自圖書館在建庫(kù)的技術(shù)手段、運(yùn)行所需的軟硬件環(huán)境、資料整理的規(guī)范性等方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

5結(jié)語(yǔ)

以二維碼標(biāo)牌為媒介配合校園教學(xué)植物信息庫(kù)的網(wǎng)上服務(wù)開展植物識(shí)別課程教學(xué)改革是一次積極務(wù)實(shí)、與時(shí)俱進(jìn)的嘗試，而從另外一個(gè)角度而言，信息庫(kù)的創(chuàng)建也是對(duì)圖書館工作的重要補(bǔ)充，不僅是數(shù)字資源種類和數(shù)量上的補(bǔ)充，還是對(duì)圖書館工作范圍、工作方法和工作對(duì)象的補(bǔ)充。校園教學(xué)植物信息庫(kù)創(chuàng)建的工作經(jīng)驗(yàn)可以逐步應(yīng)用于更多的校園教學(xué)樣本中，如農(nóng)林院校的各種標(biāo)本、田間地頭的試驗(yàn)作物，警察院校的警械裝備、法庭證據(jù)、涉案物品，以及儀器設(shè)備、生物標(biāo)本等，不僅促進(jìn)教學(xué)效果的提升，還增加了數(shù)字館藏，更能夠營(yíng)造具有森林警察院校特色的文化氛圍和育人環(huán)境。

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