教學(xué)中動(dòng)物實(shí)驗(yàn)替代方法的研究

摘要：在1959年英國(guó)動(dòng)物學(xué)家與微生物學(xué)家在研究開(kāi)展的過(guò)程中，提出了替代、減少以及優(yōu)化的“3R原則”，其中的替代指的是在開(kāi)展動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，需要首先進(jìn)行考慮的原則。本文主要對(duì)國(guó)際以及我國(guó)現(xiàn)今在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用動(dòng)物替代方法的現(xiàn)狀展開(kāi)的研究，現(xiàn)今可以使用的替代方法有模型、道具以及機(jī)械模擬器等，針對(duì)于怎樣推動(dòng)我國(guó)教學(xué)領(lǐng)域動(dòng)物替代方法的使用展開(kāi)分析，同時(shí)提出了重視儲(chǔ)備技術(shù)發(fā)展等建議。

關(guān)鍵詞：教學(xué);動(dòng)物實(shí)驗(yàn);替代方法

前言：

每年都會(huì)有超過(guò)1億只動(dòng)物用于實(shí)驗(yàn)應(yīng)用，主要涉及到了科學(xué)研究、教學(xué)以及生產(chǎn)等多個(gè)環(huán)節(jié)中，對(duì)于科學(xué)的發(fā)展來(lái)講起到了積極的促進(jìn)作用。并且在國(guó)際發(fā)展中更多的是強(qiáng)調(diào)有倫理正當(dāng)性的遵守“3R原則”。在教學(xué)開(kāi)展的過(guò)程中，因?yàn)閯?dòng)物實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展有著一定的特殊性，使用其他的替代方法有著較高的可行性，并且在一些國(guó)家已經(jīng)得到了證實(shí)。

一、模型、道具和機(jī)械模擬器

在教學(xué)開(kāi)展的過(guò)程中，使用模型、道具以及機(jī)械模擬器等方法，可以展開(kāi)對(duì)真實(shí)事物或整個(gè)過(guò)程加以模擬演示，通常會(huì)應(yīng)用在輔助教學(xué)中，幫助學(xué)生更好的理解器物。在獸醫(yī)仿真教具使用中，其可以劃分為標(biāo)本模型類與操作訓(xùn)練類，其中標(biāo)本模型類使用的仿真教具，包含了仿真動(dòng)物骨骼標(biāo)本與仿真動(dòng)物器官標(biāo)本，經(jīng)常應(yīng)用在獸醫(yī)解剖學(xué)的課程演示環(huán)節(jié)中。使用這一類的教具在我國(guó)動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)課堂中，其包含了專業(yè)的人體骨骼模型、各循環(huán)系統(tǒng)模型、整體模型等，動(dòng)物模型包含了大鼠、小鼠以及青蛙等解剖模型[1]。

我國(guó)現(xiàn)今市場(chǎng)上有的模擬人教具，其中包含了人體肌肉、骨骼、血管等正常數(shù)據(jù)，同時(shí)具有著眨眼、說(shuō)話以及呼吸等多種生命體征，分別由心臟復(fù)蘇模擬人、護(hù)理技能訓(xùn)練模型等，市場(chǎng)上除去此類模型之外，一些教學(xué)機(jī)構(gòu)也會(huì)結(jié)合自身的實(shí)際教學(xué)情況展開(kāi)改進(jìn)，例如醫(yī)院會(huì)在原有的仿真系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，制作出仿真的膀胱、胃以及經(jīng)脈輸液通路等，并且有著比較好的應(yīng)用效果。

二、膠片、視頻教學(xué)

膠片教學(xué)指的是在醫(yī)學(xué)上經(jīng)常使用的計(jì)算機(jī)斷層掃描、人體X線等，膠片是一種比較好的教學(xué)資源，有著較高的共享性能，在使用膠片的過(guò)程中可以激發(fā)出學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)的興趣，更好的了解到專業(yè)課程中的相關(guān)內(nèi)容，提升最終的教學(xué)效果。根據(jù)相關(guān)的研究工作結(jié)果顯示，對(duì)傳統(tǒng)的影像膠片展開(kāi)數(shù)字化的處理，可以有效的提升閱片效果，使用電子影像膠片有著比較高的靈活性，能夠很好的放大一些小的結(jié)構(gòu)，并且將其帶入到各種地點(diǎn)的研究學(xué)習(xí)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展證實(shí)在醫(yī)學(xué)、影像解剖學(xué)等教學(xué)的開(kāi)展中使用電子影響膠片，結(jié)合實(shí)體影像膠片的使用，可以更好的提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。但是該技術(shù)現(xiàn)今在不斷研發(fā)的過(guò)程中，需要進(jìn)一步加以改進(jìn)[2]。

學(xué)生通過(guò)視頻學(xué)習(xí)的方法，促使學(xué)習(xí)過(guò)程變得更加形象生動(dòng)、步驟清晰，能夠更好的接受知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生在觀看技能操作類的視頻時(shí)，主要是觀看的展示、示范性的方法，繼而促使學(xué)習(xí)者掌握更多的技能，并且在觀看過(guò)程中實(shí)現(xiàn)暫停、回放等多種效果，在自由的時(shí)間安排下反復(fù)的開(kāi)展模擬練習(xí)，繼而提升學(xué)習(xí)的靈活度。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)表示，學(xué)生對(duì)于操作視頻的學(xué)習(xí)滿意程度是比較高的，并且學(xué)生的操作技能要優(yōu)于沒(méi)有觀看操作視頻的學(xué)生。

三、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

使用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)與數(shù)碼仿真技術(shù)為核心的一種方式，并且在生物仿真引擎、虛擬環(huán)境界面等多種技術(shù)作為系統(tǒng)的支撐。醫(yī)學(xué)模擬系統(tǒng)的使用主要包含了基礎(chǔ)解剖模型、局部功能訓(xùn)練模型以及計(jì)算機(jī)交互式訓(xùn)練模型等系統(tǒng)。這樣的一種模擬系統(tǒng)在使用過(guò)程中涵蓋的范圍比較廣，最終的練習(xí)結(jié)果評(píng)分客觀可靠。

在使用該系統(tǒng)時(shí)，有著成本低、重復(fù)性操作強(qiáng)以及共享性能好等多種優(yōu)點(diǎn)。學(xué)生在使用該系統(tǒng)時(shí)，可以自由的開(kāi)展各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作，并不會(huì)受到現(xiàn)實(shí)條件的制約，無(wú)需在學(xué)習(xí)開(kāi)展之前加以預(yù)習(xí)，并且在實(shí)際操作的過(guò)程中可以依照相應(yīng)的步驟與方法加以糾正，促使學(xué)生更加深入的了解實(shí)驗(yàn)開(kāi)展的原理與實(shí)際操作步驟。將這一方法應(yīng)用在學(xué)習(xí)中，將學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性與主觀能動(dòng)性全面的調(diào)動(dòng)出來(lái)，同時(shí)也對(duì)今后的學(xué)習(xí)興趣與能力、科學(xué)意識(shí)等起到一定的促進(jìn)作用，在現(xiàn)今的診斷學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)工作開(kāi)展中，使用虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法最終取得的效果要明顯的優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)[3]。

四、3D打印技術(shù)

使用3D打印技術(shù)是基于數(shù)字模型文件基礎(chǔ)之上開(kāi)展的，其主要應(yīng)用的粉末狀金屬、塑料等可粘合的材料，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中減少了磨具制造使用費(fèi)用，同時(shí)減輕了模型自身的重量?，F(xiàn)今該技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域中，骨科、眼耳鼻喉頭頸外科等都已經(jīng)進(jìn)入到了臨床試驗(yàn)階段。使用3D打印技術(shù)制造的解剖樣本與復(fù)制品，能夠較高的還原組織器官真實(shí)的位置與顏色，促進(jìn)醫(yī)學(xué)生更加深入的理解與學(xué)習(xí)。該技術(shù)現(xiàn)今在不斷的發(fā)展中得以完善，在中科院研究所的應(yīng)用中，就制作出了幾種具有代表性的模型，且2019年以色列的科學(xué)家使用該技術(shù)打印出全球首個(gè)完整的心臟，其中包含了心肌細(xì)胞與血管，并且整個(gè)模型的外形較為生動(dòng)形象，有著非常高的還原度。但是現(xiàn)今使用3D打印技術(shù)有著比較高昂的打印費(fèi)用，所以并沒(méi)有廣泛使用，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展以及成本的降低，今后可以更好的應(yīng)用在教學(xué)中。

結(jié)語(yǔ)：

在教學(xué)工作的開(kāi)展中，尤其是一些醫(yī)學(xué)生與獸醫(yī)學(xué)生的培育中需要使用到大量的動(dòng)物，不管是在倫理、動(dòng)物保護(hù)以及環(huán)境可持續(xù)發(fā)展方面，替代方法的使用都是一種優(yōu)勢(shì)。在教學(xué)開(kāi)展的過(guò)程中，替代方法的使用有著多種方法，其中包含了模型、道具以及機(jī)械模擬器的使用等，促使醫(yī)學(xué)生在不斷的練習(xí)或臨床實(shí)地學(xué)習(xí)的開(kāi)展中，使用替代實(shí)驗(yàn)動(dòng)物成為了一種有效的方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋冰，辜吉秀，汪永鋒等. 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物替代技術(shù)研究[J]. 中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)報(bào)，2020，28（05）：680-687.

[2]蔣亞君，榮蓉，劉曉宇等. 教學(xué)中動(dòng)物實(shí)驗(yàn)替代方法應(yīng)用進(jìn)展[J]. 中國(guó)比較醫(yī)學(xué)雜志，2020，30（07）：133-138.

[3]衛(wèi)茂玲. 醫(yī)學(xué)動(dòng)物替代研究發(fā)展現(xiàn)狀研究[J]. 中國(guó)醫(yī)學(xué)倫理學(xué)，2016，29（02）：304-307.

吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院 程碧君