教學中動物實驗替代方法的研究

摘要：在1959年英國動物學家與微生物學家在研究開展的過程中，提出了替代、減少以及優化的“3R原則”，其中的替代指的是在開展動物實驗的過程中，需要首先進行考慮的原則。本文主要對國際以及我國現今在教學實驗中使用動物替代方法的現狀展開的研究，現今可以使用的替代方法有模型、道具以及機械模擬器等，針對于怎樣推動我國教學領域動物替代方法的使用展開分析，同時提出了重視儲備技術發展等建議。

關鍵詞：教學;動物實驗;替代方法

前言：

每年都會有超過1億只動物用于實驗應用，主要涉及到了科學研究、教學以及生產等多個環節中，對于科學的發展來講起到了積極的促進作用。并且在國際發展中更多的是強調有倫理正當性的遵守“3R原則”。在教學開展的過程中，因為動物實驗的開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，并且在一些國家已經得到了證實。

一、模型、道具和機械模擬器

在教學開展的過程中，使用模型、道具以及機械模擬器等方法，可以展開對真實事物或整個過程加以模擬演示，通常會應用在輔助教學中，幫助學生更好的理解器物。在獸醫仿真教具使用中，其可以劃分為標本模型類與操作訓練類，其中標本模型類使用的仿真教具，包含了仿真動物骨骼標本與仿真動物器官標本，經常應用在獸醫解剖學的課程演示環節中。使用這一類的教具在我國動物醫學專業課堂中，其包含了專業的人體骨骼模型、各循環系統模型、整體模型等，動物模型包含了大鼠、小鼠以及青蛙等解剖模型[1]。

我國現今市場上有的模擬人教具，其中包含了人體肌肉、骨骼、血管等正常數據，同時具有著眨眼、說話以及呼吸等多種生命體征，分別由心臟復蘇模擬人、護理技能訓練模型等，市場上除去此類模型之外，一些教學機構也會結合自身的實際教學情況展開改進，例如醫院會在原有的仿真系統基礎之上，制作出仿真的膀胱、胃以及經脈輸液通路等，并且有著比較好的應用效果。

二、膠片、視頻教學

膠片教學指的是在醫學上經常使用的計算機斷層掃描、人體X線等，膠片是一種比較好的教學資源，有著較高的共享性能，在使用膠片的過程中可以激發出學生對于學習的興趣，更好的了解到專業課程中的相關內容，提升最終的教學效果。根據相關的研究工作結果顯示，對傳統的影像膠片展開數字化的處理，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構，并且將其帶入到各種地點的研究學習中，根據實驗的開展證實在醫學、影像解剖學等教學的開展中使用電子影響膠片，結合實體影像膠片的使用，可以更好的提升學生的學習效率。但是該技術現今在不斷研發的過程中，需要進一步加以改進[2]。

學生通過視頻學習的方法，促使學習過程變得更加形象生動、步驟清晰，能夠更好的接受知識點。學生在觀看技能操作類的視頻時，主要是觀看的展示、示范性的方法，繼而促使學習者掌握更多的技能，并且在觀看過程中實現暫停、回放等多種效果，在自由的時間安排下反復的開展模擬練習，繼而提升學習的靈活度。經過實驗表示，學生對于操作視頻的學習滿意程度是比較高的，并且學生的操作技能要優于沒有觀看操作視頻的學生。

三、虛擬仿真實驗系統

使用虛擬仿真實驗系統是在計算機虛擬現實與數碼仿真技術為核心的一種方式，并且在生物仿真引擎、虛擬環境界面等多種技術作為系統的支撐。醫學模擬系統的使用主要包含了基礎解剖模型、局部功能訓練模型以及計算機交互式訓練模型等系統。這樣的一種模擬系統在使用過程中涵蓋的范圍比較廣，最終的練習結果評分客觀可靠。

在使用該系統時，有著成本低、重復性操作強以及共享性能好等多種優點。學生在使用該系統時，可以自由的開展各項實驗操作，并不會受到現實條件的制約，無需在學習開展之前加以預習，并且在實際操作的過程中可以依照相應的步驟與方法加以糾正，促使學生更加深入的了解實驗開展的原理與實際操作步驟。將這一方法應用在學習中，將學生參與學習的積極性與主觀能動性全面的調動出來，同時也對今后的學習興趣與能力、科學意識等起到一定的促進作用，在現今的診斷學、臨床醫學實驗工作開展中，使用虛擬實驗教學的方法最終取得的效果要明顯的優于傳統教學[3]。

四、3D打印技術

使用3D打印技術是基于數字模型文件基礎之上開展的，其主要應用的粉末狀金屬、塑料等可粘合的材料，在實際應用的過程中減少了磨具制造使用費用，同時減輕了模型自身的重量。現今該技術已經廣泛地應用在多個領域中，骨科、眼耳鼻喉頭頸外科等都已經進入到了臨床試驗階段。使用3D打印技術制造的解剖樣本與復制品，能夠較高的還原組織器官真實的位置與顏色，促進醫學生更加深入的理解與學習。該技術現今在不斷的發展中得以完善，在中科院研究所的應用中，就制作出了幾種具有代表性的模型，且2019年以色列的科學家使用該技術打印出全球首個完整的心臟，其中包含了心肌細胞與血管，并且整個模型的外形較為生動形象，有著非常高的還原度。但是現今使用3D打印技術有著比較高昂的打印費用，所以并沒有廣泛使用，隨著技術的不斷發展以及成本的降低，今后可以更好的應用在教學中。

結語：

在教學工作的開展中，尤其是一些醫學生與獸醫學生的培育中需要使用到大量的動物，不管是在倫理、動物保護以及環境可持續發展方面，替代方法的使用都是一種優勢。在教學開展的過程中，替代方法的使用有著多種方法，其中包含了模型、道具以及機械模擬器的使用等，促使醫學生在不斷的練習或臨床實地學習的開展中，使用替代實驗動物成為了一種有效的方法。

參考文獻：

[1]宋冰，辜吉秀，汪永鋒等. 實驗動物替代技術研究[J]. 中國實驗動物學報，2020，28（05）：680-687.

[2]蔣亞君，榮蓉，劉曉宇等. 教學中動物實驗替代方法應用進展[J]. 中國比較醫學雜志，2020，30（07）：133-138.

[3]衛茂玲. 醫學動物替代研究發展現狀研究[J]. 中國醫學倫理學，2016，29（02）：304-307.

吉林農業科技學院 程碧君