智慧药园体系构建探索

刘崇玉 刘佳琪 杨光莹 施明毅

摘要：通过对成都中医药大学药用植物园使用现状进行分析，得出药园使用效果不佳的主要原因，结合互联网时代下智慧化建设的思考，以中国科学院华南植物园、南京中山植物园的数字化建设为依据，对药用植物园的智慧化建设的体系框架、可行性及其惠民效用进行探讨。认为智慧药园体系构建融入扫码科普、药园地图是合理可行的，且有效提高了药用植物园的信息化进程和使用价值。指出中医药院校的药用植物园存在的利用率不高、师生学习效果不佳等问题，应加强药用植物园的信息化建设，实现智慧化药园，使药用植物园真正达到高效率使用、高品质教学。

关键词：智慧药园;药材名片;扫码科普;药园地图

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）31-0043-03

Abstract： Based on analyzing the present situation and problems of chengdu university of traditional Chinese medicine medicinal botanical garden use， it is concluded that herbal garden use effect is the main reason for the poor， combined with the wisdom of construction thinking under the age of the Internet， in south China botanical garden， Chinese academy of sciences， nanjing zhongshan botanical gardens on the basis of the digitalization construction， the wisdom of the medicinal botanical garden construction of system framework， the feasibility and huimin utility were discussed. It is reasonable and feasible to construct the intelligent medicine garden system and integrate it into the sweep code popular science and the map of medicine garden. It is pointed out that the medical botanical garden in traditional Chinese medicine colleges and universities has some problems， such as low utilization rate and poor learning effect between teachers and students.

Key words： Intelligent medicine garden; Medicine card; Sweep code popular science; Herbal garden map

藥用植物园是中医药院校集教学实践、学术研究、科学普及的重要场所，药用植物是中药、中药饮片、中成药的主要物质基础，是医药相关专业的重要学习对象[1]。中医药院校作为中医药人才培养基地，药用植物园有着举足轻重的作用。随着高校扩招，学生的学习质量参差不齐，在传统教学手段中，药用植物园的使用暴露出一系列问题，经调查发现，存在药植园利用率不高、学生学习效果差等现象。在信息技术发展，数字化植物园的启发下[2]，提出智慧药园建设。通过二维码技术应用、药园地图导航系统融合，使得药用植物园可实现“互联网+”应用模式。构建药用植物园实践教学新体系，有利于人才培养，适应新时期中药现代化建设的需要[3]。本文对智慧药园构建的具体体系进行探讨，并得出智慧药园的构建具有实际的惠民效用，为中医药院校药用植物园的数字化建设提供一定的参考。

1 智慧药园体系构建背景

智慧药园体系建设以改善目前的使用现状，提升药园使用价值为导向，在植物园数字化建设下引发出智慧药园构建思考。

1.1 提升药园使用价值

在药园植物园使用现状探析中，以成都中医药大学药用植物园为例。

药用植物园是一个集中草药科普、教育、文化宣传于一体的多功能实践教学及科研基地，对于医药专业尤其是中医药相关课程的教学与科研有着十分重要的意义[4-5]。成都中医药大学药用植物园始于较早的药圃，2010年5月复于温江校区新建，占地80亩，园内栽培200余科1000多种药用植物。药用植物园占地范围广、药材种类丰富，给学生进行药材实地考察创造了良好的条件，但在实际使用中却达不到理想效果。

对全校师生进行抽样调查发现，师生们对药用植物园的使用步骤大致为：进入药园对植物进行认知->存在疑问而得不到解决->回到住处或者图书馆查阅资料、典籍->与植物实体相互印证学习、研究->回到药用植物园。

师生在查阅典籍与药园之间来回跑动，大大降低了药园的利用率及学习效率。主要原因有以下两点：

（1）不能精确辨识药材、缺乏实践经验。药材的精准辨识需要反复练习，而在理论学习过程中，看到最多的是炮制后的药品或标本，对于新鲜的药材形态大多通过网络学习，无法通过实地观察法来记忆药材特征，药材的精确辨识存在一定难度。

（2）对药园的各类药材分布不清楚。由于药园内药材众多，多数药材形状特征相似，很难快速、精准地找到自己的学习目标，在寻找过程中耗费大量学习时间。

对此现象进行综合分析，学生在药园学习过程中，付出大量时间后却得不到较好的学习效果，从而导致学生兴趣降低，药园利用率下降。为了提升药园实际效用，不仅要学生下功夫，管理人员也要及时采取相应措施，思考如何进行药用植物园管理体系改革。

1.2 植物园数字化建设下的思考

近年来，智慧化建设迅猛发展，中国科学院华南植物园完成了示范区域电子定植图的建设[6];南京中山植物园成功研制了活植物信息和定植图管理系统（LICIS）[7];植物园的数字化建设为集中管理植物园内所有信息、植物保护、科研科普、生产管理提供了极大的便利。

药用植物园作为中医药院校学子的重要学习场所，更应加强体系建设。基于万物互联、数字植物园的发展，将“智慧化”构思引入到药用植物园体系创新改革中。

2 智慧药园体系落地方案

参考植物园的数字化建设重点，结合药用植物园的实际应用特征，以此作为智慧药园体系构建出发点。

2.1 体系架构

智慧药园的“智慧化”体现在打破传统信息查阅与记录的模式，促进数字资源的交流与共享[8]。结合学生的学习现状，克服识药、寻药难题，构建辅助辨识、辅助寻药的小助手。智慧药园的体系基于二维码技术的融入和药园地图的构建，本着打造“药材名片”的原则，从智能定位、扫码科普两方面协助教学（如图1 智慧药园体系构建）。

2.2 关键技术研究

2.2.1 二维码技术融入

二维码是使用黑白矩形图案表示的二进制数据，被设备扫描后可获取其中所包含的信息，它拥有较大的数据存储容量，并且具有一定容错性，有部分损坏后可正常读取，为人们的生活和生产带来了极大便利。随着互联网的发展，“二维码技术”已经融入了生活的各个方面，如扫码支付、身份识别、电子凭证等[9]。

二维码技术在智慧药园中的应用构思如下：

知识科普有各种各样的传播方式。传统的指示牌既要考虑美观程度，又要考虑展示的内容，难免会有知识遗漏，并且在内容更新时，操作复杂。从节约成本、科学宣教的角度出发，二维码技术可将宣传资料、视频集为一体，通过手机扫描即可获取丰富的药材信息。二维码技术应用于药用植物园，具有信息丰富、形式多样、方便快捷、成本低等特点[10]：

（1）信息丰富，形式多样。利用二维码技术，能够有效构建数字化药用植物园，用户只要扫描植物上的二维码，就能了解其分类、入药部位以及主要功能[11]，也可融入各时期药材形态、视频等多种科普形式。

（2）方便快捷，成本低。通过手机扫一扫即可知药材全部信息，节约了学者查阅资料的时间;二维码的容错性和精致性延长了其使用年限，信息更改只用修订后台数据，在一定程度上节约了成本。对加快药用植物园的数字化、信息化进程有促进作用。

2.2.2 药园地图构建

随着网络技术的开放，很多在线地图服务商已提供了免费或收费的地图API程序接口，高德地图也是其中之一[12]。其提供基本地图展现、搜索、定位、路线规划等功能，开发者可利用这些开源的API进行二次开发，根据用户需求来实现第三方地图应用。

对于地域辽阔、药材品种丰富的药植园来说，结合现有技术形成一个有特色的药园地图，实现园内药材分布查询、快速有效地获取药材地理信息。不仅提高药植园应用价值，同时形成智慧药园特色。技术实施构思如下（如图2 药园地图建设技术路线）：

（1）药植园内药材栽种趋于区域化、集中化，地图构建以种类为最小单位，标志某一块区域为哪一种药材，避免信息量过于复杂，建立可视化、区域化地图导航。

（2）借助高德地图API接口[13]，由开发人员根据实际地理状况构建第三方地图，实现药材的智能搜索，智能定位、智能导航功能，可塑性强。

2.3 应用模式

系统应用对象面向所有需要探索药用植物园学者，通过软件研发以及互联网、物联网等信息技术，实现应用模式（如图3 智慧药园应用模式）。通过应用系统搜索药材，即可获得相关药材在药园中的具体位置，开始导航，就可跟随路线到达药材具体位置，扫描相应的药材二维码，就能够学习到该药材的所有信息。以此实现智慧化应用、智慧化药园。

3 智慧药园系统建设难题及应用价值

药用植物园从扫码科普、智能定位两个方面实现智慧化，用科学手段在一定程度上增强了药植园的使用效率和学习趣味，协助学生更好地探索学习。但同时因地而异的药园地图在前期构建和推广使用中仍存在不足。

3.1 系统建设难题及解决办法

据药用植物栽培的要求，我国目前已建立13个国家级专业药用植物园，约有35家综合性植物园中设有药用植物园或草药园，另外，医药企业以及26个高校已建有一批药用植物园或特色草药园[14-15]。药园数量多，地理形态各异，药园地图的构建需要根据各个药园的药材品种数量、分布情况进行定制，所以药园地图实施推广较难。面临这一难题，提出以下解决办法：

（1）相关高校管理部门加强药园体系建设。药用植物园作为产学研一体的重要基地，管理部门要提高重视度，不断探索、创新，充分利用其效用价值。

（2）機构与院校间的强强合作。药园地图的构建可合作完成，医药院校与计算机院校合作，作为学生的科研实践课题，聘请专业老师作为指导，既能提升学生创新实践能力，也能因地而异搭建药园地图。

3.2 系统应用价值

3.2.1 学生使用效率高、社会效益强

智慧药园建立了药材信息数据库、药材定位系统，提供了一个开放的、智能化的学习平台;智能定位、扫码学习有效解决经验不足的学习难题，避免来回查阅文献典籍的现象，有效降低学生的“寻药”时间，以适应不同专业、不同基础学生的学习需求，使药园达到高效率使用、高品质教学的目的。

药植园是传承中药文化的重要桥梁，不仅可以作为中医药院校教学基地，也可作为社会传播中药文化的科普场所;趣味的智能导航和扫码学习拉近普通人与中药材之间的距离，亦达到服务社会的作用，效益显著[16]。

3.2.2 藥园管理规范、体系建设创新

智慧药园的建设既服务广大师生，也将大大减少药用植物园管理方面人力、物力的投资。药园建设以信息化技术实现创新，打破传统的信息传播方式，将传统的纸质资源更改成数字资源，实现文字解说、视频介绍、动画等多种知识传播形式。药材信息的数据化，可随时更新数据库信息，以实现高效、海量的数据管理，由此提升知识传播的质量。

同时，药用植物园作为中医药院校教学实践的重要场所，智慧药园建设以提升教学质量为目的，进行改革创新，促进以药用植物园教学的科学化进程，契合时代发展要求。

4 展望

智慧药园体系构建参考了数字化植物园的搭建构想，根据实际调查得出学生在使用药用植物园过程中存在的难题，以提高药植园使用价值为目的，结合发展成熟的二维码技术以及地图导航技术，提出扫码科普、智能定位两大改革措施。并对两大技术融入药园构建的可行性进行探讨，得出智慧药园体系改革与实际目标相符，能够提升学生学习效率、推动中药文化广泛传播，对药园的智慧化建设提出参考性建议。

智慧药园体系建立，在一定程度上改变了药用植物园的使用和管理，实现其价值的创新，但在实际应用中较为繁杂，虽能通过二维码技术存储信息，提高科普知识的质量，但药园内药材植株过多，若精准到每一棵植株，二维码的放置将会是一项浩大工程。如何同时减轻管理人员的管理压力和学习对象的学习压力，还需广大科研工作者不断探索。

参考文献：

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【通联编辑：王力】