教学中动物实验替代方法的研究

摘要：在1959年英国动物学家与微生物学家在研究开展的过程中，提出了替代、减少以及优化的“3R原则”，其中的替代指的是在开展动物实验的过程中，需要首先进行考虑的原则。本文主要对国际以及我国现今在教学实验中使用动物替代方法的现状展开的研究，现今可以使用的替代方法有模型、道具以及机械模拟器等，针对于怎样推动我国教学领域动物替代方法的使用展开分析，同时提出了重视储备技术发展等建议。

关键词：教学;动物实验;替代方法

前言：

每年都会有超过1亿只动物用于实验应用，主要涉及到了科学研究、教学以及生产等多个环节中，对于科学的发展来讲起到了积极的促进作用。并且在国际发展中更多的是强调有伦理正当性的遵守“3R原则”。在教学开展的过程中，因为动物实验的开展有着一定的特殊性，使用其他的替代方法有著较高的可行性，并且在一些国家已经得到了证实。

一、模型、道具和机械模拟器

在教学开展的过程中，使用模型、道具以及机械模拟器等方法，可以展开对真实事物或整个过程加以模拟演示，通常会应用在辅助教学中，帮助学生更好的理解器物。在兽医仿真教具使用中，其可以划分为标本模型类与操作训练类，其中标本模型类使用的仿真教具，包含了仿真动物骨骼标本与仿真动物器官标本，经常应用在兽医解剖学的课程演示环节中。使用这一类的教具在我国动物医学专业课堂中，其包含了专业的人体骨骼模型、各循环系统模型、整体模型等，动物模型包含了大鼠、小鼠以及青蛙等解剖模型[1]。

我国现今市场上有的模拟人教具，其中包含了人体肌肉、骨骼、血管等正常数据，同时具有着眨眼、说话以及呼吸等多种生命体征，分别由心脏复苏模拟人、护理技能训练模型等，市场上除去此类模型之外，一些教学机构也会结合自身的实际教学情况展开改进，例如医院会在原有的仿真系统基础之上，制作出仿真的膀胱、胃以及经脉输液通路等，并且有着比较好的应用效果。

二、胶片、视频教学

胶片教学指的是在医学上经常使用的计算机断层扫描、人体X线等，胶片是一种比较好的教学资源，有着较高的共享性能，在使用胶片的过程中可以激发出学生对于学习的兴趣，更好的了解到专业课程中的相关内容，提升最终的教学效果。根据相关的研究工作结果显示，对传统的影像胶片展开数字化的处理，可以有效的提升阅片效果，使用电子影像胶片有着比较高的灵活性，能够很好的放大一些小的结构，并且将其带入到各种地点的研究学习中，根据实验的开展证实在医学、影像解剖学等教学的开展中使用电子影响胶片，结合实体影像胶片的使用，可以更好的提升学生的学习效率。但是该技术现今在不断研发的过程中，需要进一步加以改进[2]。

学生通过视频学习的方法，促使学习过程变得更加形象生动、步骤清晰，能够更好的接受知识点。学生在观看技能操作类的视频时，主要是观看的展示、示范性的方法，继而促使学习者掌握更多的技能，并且在观看过程中实现暂停、回放等多种效果，在自由的时间安排下反复的开展模拟练习，继而提升学习的灵活度。经过实验表示，学生对于操作视频的学习满意程度是比较高的，并且学生的操作技能要优于没有观看操作视频的学生。

三、虚拟仿真实验系统

使用虚拟仿真实验系统是在计算机虚拟现实与数码仿真技术为核心的一种方式，并且在生物仿真引擎、虚拟环境界面等多种技术作为系统的支撑。医学模拟系统的使用主要包含了基础解剖模型、局部功能训练模型以及计算机交互式训练模型等系统。这样的一种模拟系统在使用过程中涵盖的范围比较广，最终的练习结果评分客观可靠。

在使用该系统时，有着成本低、重复性操作强以及共享性能好等多种优点。学生在使用该系统时，可以自由的开展各项实验操作，并不会受到现实条件的制约，无需在学习开展之前加以预习，并且在实际操作的过程中可以依照相应的步骤与方法加以纠正，促使学生更加深入的了解实验开展的原理与实际操作步骤。将这一方法应用在学习中，将学生参与学习的积极性与主观能动性全面的调动出来，同时也对今后的学习兴趣与能力、科学意识等起到一定的促进作用，在现今的诊断学、临床医学实验工作开展中，使用虚拟实验教学的方法最终取得的效果要明显的优于传统教学[3]。

四、3D打印技术

使用3D打印技术是基于数字模型文件基础之上开展的，其主要应用的粉末状金属、塑料等可粘合的材料，在实际应用的过程中减少了磨具制造使用费用，同时减轻了模型自身的重量。现今该技术已经广泛地应用在多个领域中，骨科、眼耳鼻喉头颈外科等都已经进入到了临床试验阶段。使用3D打印技术制造的解剖样本与复制品，能够较高的还原组织器官真实的位置与颜色，促进医学生更加深入的理解与学习。该技术现今在不断的发展中得以完善，在中科院研究所的应用中，就制作出了几种具有代表性的模型，且2019年以色列的科学家使用该技术打印出全球首个完整的心脏，其中包含了心肌细胞与血管，并且整个模型的外形较为生动形象，有着非常高的还原度。但是现今使用3D打印技术有着比较高昂的打印费用，所以并没有广泛使用，随着技术的不断发展以及成本的降低，今后可以更好的应用在教学中。

结语：

在教学工作的开展中，尤其是一些医学生与兽医学生的培育中需要使用到大量的动物，不管是在伦理、动物保护以及环境可持续发展方面，替代方法的使用都是一种优势。在教学开展的过程中，替代方法的使用有着多种方法，其中包含了模型、道具以及机械模拟器的使用等，促使医学生在不断的练习或临床实地学习的开展中，使用替代实验动物成为了一种有效的方法。

参考文献：

[1]宋冰，辜吉秀，汪永锋等. 实验动物替代技术研究[J]. 中国实验动物学报，2020，28（05）：680-687.

[2]蒋亚君，荣蓉，刘晓宇等. 教学中动物实验替代方法应用进展[J]. 中国比较医学杂志，2020，30（07）：133-138.

[3]卫茂玲. 医学动物替代研究发展现状研究[J]. 中国医学伦理学，2016，29（02）：304-307.

吉林农业科技学院 程碧君