家畜寄生虫电子标本库建设与应用*

徐守振 张灿 邹玲 （青岛农业大学动物医学院）

“家畜寄生虫学”是我国高等农业院校动物医学、动物检疫等专业的专业必修课和骨干课程之一，对于动物医学类专业人才的培养具有举足轻重的作用。家畜寄生虫标本是寄生虫体和宿主动物器官组织资源的保存档案，是学生学习掌握病原虫体种类和动物寄生虫病不可替代的试验教材，在寄生虫学的教学科研、寄生虫的诊断和防治工作中发挥着十分重要的作用。丰富的寄生虫标本是家畜寄生虫病学课程实验开设的前提，学生通过标本的观察，增加了感性认识，有利于全面掌握实验内容，对提高教学质量起到了重要作用。鉴于寄生虫标本在寄生虫教学中的重要作用，国内农业院所十分重视寄生虫标本库的建设与管理，但与国外相比，我国家畜寄生虫资源保存和管理尚有很大差距。[1]

一、家畜寄生虫标本现状

当前，我国许多农业类高校家畜寄生虫学实验教学使用的标本都是20 世纪六七十年代寄生虫领域前辈制备并保留下的，实验室实体标本库存量严重下降，稀有虫体标本甚至绝迹。近年来，尽管我国寄生虫资源共享平台及数据库建设逐步受到重视，但我国家畜寄生虫资源信息仍不系统，仍旧处于对既往虫种、数据源进行整理、筛选、整合的初级阶段。[2]家畜寄生虫标本数量大、种类多，造成标本严重短缺的主要原因有：（1）标本消耗率高，有些标本材料来源困难。近些年，随着人们公共卫生意识的提高，家畜的卫生状况和饮食情况也不断改善，一些以往临床上症状典型的寄生虫病病例现如今已经十分罕见。而且大多数处于带虫状态的家畜极少去动物医院或者兽医站就诊。加之大多数动物医院并没有设立专业的寄生虫病门诊，相当数量的典型寄生虫病例被错误诊断和忽略，所以从动物医院内获取寄生虫学标本材料已相对困难。（2）标本需求量越来越大，高校扩招学生人数不断增加，大多数农业类高等院校家畜寄生虫标本无处可购，尤其是一些非人畜共患寄生虫标本。尽管近些年来教学与科研经费不断增加，但实际情况是，经费增加的幅度并不能真正满足农业类高等院校对学生人数扩招的实际需要，有的时候即便学校或者学院愿意投入不菲的资金去购置寄生虫的标本也没有办法买到标本，存在“有钱无市”的窘迫境况。而且有时候买的标本并不是十分标准，教学质量受这些问题影响，不能达到预期的教学目标，实际上不能满足学生学习和老师教学与科研的需要。（3）标本制作技术要求高，目前大部分高校和研究所缺少专门用于标本制作的专业技术人员。高校从事家畜寄生虫学教研的人员平时要担负繁重的教学和科研任务，大多数从事寄生虫学理论及实验教学人员长期远离临床，缺少实践的机会，极大减少了现场调查经验，既不利于家畜寄生虫标本的制作，也不利于人尽其才。（4）标本制作工作量大，消耗许多时间与精力，如没有相应的经济补偿和激励政策，或多或少地会打击相关制作人员的积极性，使得对于寄生虫标本的制作“敬而远之”。

青岛农业大学（原莱阳农学院）家畜寄生虫教研室经过几代人的艰辛努力，现收集并保存了大量的主要家畜寄生虫的常见标本，其中浸制标本262 瓶，制片标本569 张，纸质（布制）标本42 幅。我校家畜寄生虫学标本的数量和质量与我国同类院校相差甚远。近年来，我校由于标本添置不足、逐年损耗、管理不善、迁校丢失等诸多原因，寄生虫标本日趋匮乏，人均标本数量大大减少，几个同学甚至十几个同学共用一张玻片标本的情形时有发生，远远不能满足学生的学习需求，严重影响家畜寄生虫学教学和科研活动的顺利展开。教学标本严重不足和短缺已成为影响我校家畜寄生虫学课程教学质量提高的“瓶颈”，影响到我校家畜寄生虫学教学、科研和培养应用型人才工作的顺利开展。

二、电子标本库建设必要性

近年来通信领域、数字领域、互联网领域的技术瓶颈相继被突破，使得数据传输与储存、网络通信等技术水平不断提高，大多数地区的广大师生已经普遍适应并认同多媒体技术和网络教学，无论是在理论教学方面还是实验教学中都越来越多地可见多媒体和网络的影子。多媒体网络教学已经成为教学方式改革的极为关键的标志，数字多媒体教学已成为教改的主要方向和潮流。在当前高校教育教学环境下，以家畜寄生虫数字图像和数字视频为着眼点的电子标本和电子标本库不断出现，在家畜寄生虫学的理论教学课堂和实验教学课堂中有着越来越深远的影响。随着我国动物寄生虫病防治水平提高，许多寄生虫病得到了有效控制甚至消灭，使得收集动物寄生虫标本越来越困难。[3]加之，实物标本的逐年损耗和保存不当，损毁的标本难以得到及时补充，为使标本能长时间而又有效地用于实验教学，必须建立规范化的标本保存和管理制度。[3]电子标本是一种特别形式的虚拟标本，具有图像高清、复制简便、节省实体空间、管理方便等许多优点，在教学中大有用武之地，可使教学更加生动有趣，并易于吸引学生的注意力，标本学习不受时空限制。[4]无论是在家畜寄生虫的认识观察，还是在家畜寄生虫的鉴定，电子标本与传统实物标本都具有几乎相同的作用。动物寄生虫电子标本库即采用一定分类标准（如形态学）将采集的寄生虫电子标本分类、收集，后将相关信息录入电脑，形成一个系统化、可按条件检索的信息数据库。因此，为改善我校家畜寄生虫学教学实物标本匮乏的现状，多途径多元化丰富现有的寄生虫实物标本，妥善保存现有标本，改进教学方法，提高教学质量，亟须建设库存丰富、方便实用的家畜寄生虫电子标本库。

三、实物标本制备与管理

在现有实物标本的基础上，我们通过以下措施进一步丰富现有库存实物标本：（1）加强和各相关企业及动物医院的联系，不断丰富标本材料来源。学院的教学动物医院设有寄生虫检验科室，不断收集寄生虫病例，用于标本制作素材。（2）加强兄弟农业院校间的标本交换或从标本公司购买，或登录有关网站下载素材，不断补充完善。（3）采取3D 打印技术制造一部分寄生虫标本模型。（4）建立有关奖励机制，鼓励专业教师和实验员老师等相关人员制作标本，鼓励学生参与标本收集。截至目前，所收集或制作基本覆盖理论课和实验课教学所涉及的寄生虫代表虫种，其中原虫、蠕虫（吸虫、绦虫、线虫、棘头虫）和节肢动物寄生虫浸制标本317 瓶、制片标本860 张。

从制度上规范实验室管理，制定了《青岛农业大学家畜寄生虫实物标本库管理制度》，明确标本库人员职责，对寄生虫标本建档登记、日常保养、损耗登记、新标本的登记管理等进行系统化规范，高效、有序管理实物标本。（1）定期对瓶装、缸装化的浸制标本更换固定液，以防固定液挥发导致标本干裂、损坏。标本瓶装化、缸装化后既能有效地保存标本，又不影响教学观察, 同时还能减少甲醛、酒精等对环境的污染。（2）制片标本保存管理，尤其是一些血液原虫、吸虫以及难收集的寄生虫虫卵玻片标本，专人专管，定期清点。及时对时间长褪色看不清形态的玻片标本采用旧片新作的方法进行处理。（3）加强对示教标本进行有效管理，制定合理的标本领取、借用和赔偿制度。（4）对每届上实验课的学生，首先从思想上教育他们重视实验课，爱护珍惜来之不易的标本。（5）对易损耗的玻片标本，实验教学过程中将实验小班分成了几个小组，然后每个小组定量发放，待实验完成后须清点无误后学生方可离开。

四、电子标本库建设

将已有的家畜寄生虫浸制标本和制片标本等实物标本，通过数码相机、摄像机、扫描仪和数码显微镜拍摄系统等仪器设备，全自动扫描、拍照、存储，制作成图片素材资料。同时，从互联网、兄弟高校研究所等不同途径收集汇总各类寄生虫电子图片。使用ACDsee 等对图像文件进行格式转换，用 Adobe Photoshop7.0 等图像编辑处理软件对图像进行加工处理。参照教材讲授内容，将标本分门别类整理，分为蠕虫、蜘蛛昆虫和原虫3 大类，每一大类又细分为不同的小类。此外，为方便同学进行鉴别和记忆，我们还尝试按寄生虫的不同阶段分类，如分为成虫、虫卵、幼虫等大类。最终，建立了一个库容为1650 张电子图片的小型家畜寄生虫电子标本库。

为实现对电子标本库里图片的快速检索，我们运用Ajax、Flask 框 架、Java script、Layui 框 架、CSS、Html 等技术建立了一个寄生虫检索系统。检索系统的建立基石是flask 框架，HTML、js 文件、css 文件渲染到网页，代码转化成对应功能实现在网页上，实现网页与本地代码和文件的交互功能。Python 正则表达式检索js 文件，然后生成一个数据字典，它可以将图片和人为规定的编码id 绑定，方便后续检索，然后用jinja2 模板将数据字典返回至网页。网页前端用Layui框架美化网页，搭建网页布局。通过ajax 技术进行网页与后台数据的交互，将用户输入的图片信息返回后台，由后台进行表单检索，返回图片id，然后再通过网页上的html 代码打开本地文件夹中对应id 的图片。本电子标本检索系统界面友好、操作简便，既可以实现对电子标本的名称输入快速检索，也可以根据电子标本的名称在检索表下的纲目属种查找。

五、电子标本库的应用

电子标本库及其检索系统操作界面直观，目录索引准确，易学易用，适于全体师生，适于线上线下不同的教学情境，成为家畜寄生虫教学的实用工具。学生通过实物标本和电子标本结合学习，能更牢固地掌握所学寄生虫的形态结构，提高了学习兴趣和学习效率。为检验电子标本库在理论和实验教学中的应用效果，将使用电子标本库的2020-2021 学年第1 学期的考试成绩与未使用电子标本库的2019-2020 学年第1学期的考试成绩进行了对比，结果显示：教学中使用电子标本库后，学生学习积极性进一步提高，学习成绩提高明显，其中优秀率由10.62%提高至19.49%，有效提高了教学质量。电子标本库充分发挥了教师的主导作用和学生学习的主体作用，具有高度的灵活性和可重组性，提高了观察速度和效率，减少了教师劳动强度，收到了事半功倍的效果。

六、结论与建议

家畜寄生虫电子标本库的建立与应用进一步丰富和完善了家畜寄生虫学的理论和实验教学手段，培养了学生的学习兴趣，优化了教学资源配置，提高了教学质量，也为家畜寄生虫学的网络教学平台建设奠定了坚实的基础。家畜寄生虫电子标本库在一定程度上可以代替线下的部分实验课程，而且电子标本库区别于有限制的寄生虫实验室，一直开放，几乎可以随心所欲地使用，不受时空限制，灵活实用。实物标本库建设方法亦不可忽视，电子标本库的建设是以实物标本库为基础，它并不能完全替代传统的实物标本。实物标本和电子相辅相成，相得益彰，合理使用才更能发挥其最大的作用。[5-6]我们建立的家畜寄生虫电子标本库与国内其他兄弟院校建立的电子标本库相比，标本数量和种类相对较少，[7]需要进一步丰富和完善。同时，部分学生在使用过程中还反映出存在的以下问题和建议：①对电子标本配以解说配音，声情并茂，更易于理解掌握。②将静态电子标本制作成动画，使原有二维图像变成立体三维图像，更生动地展现。③丰富视频素材，使表现力更丰富多彩。④完善检索系统、使检索运行更加流畅。⑤将电子标本制成考试资料，利用计算机进行实验考试，更利于考核公平性。我们将继续对存在的问题进行修改完善，使其更好地服务于教学和科研。

当今新冠疫情流行，线上网络授课成为不可或缺的授课手段和替代方式，愈发凸显信息时代网络对于教学的补充和促进作用。在这一背景下，电子标本库也越来越多地凸显了不可替代的重要教学作用。随着当今科技的迅速发展，家畜寄生虫电子标本库的建设与推广势在必行，电子标本库的建设将更加多元化和丰富化，可为未来家畜寄生虫学网络远程教学奠定坚实基础。