王菊花，阮祥春，丁建平，周 杰

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，安徽 合肥 230036）

《動物機(jī)能學(xué)》課程實驗教學(xué)中實驗動物的合理利用

王菊花，阮祥春，丁建平，周 杰

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，安徽 合肥 230036）

實驗動物在《動物機(jī)能學(xué)》實驗課教學(xué)中有著重要作用。為了在實驗教學(xué)中合理利用實驗動物，首先需要整合和優(yōu)化其各門課程的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計綜合性實驗項目，減少實驗動物使用量；其次通過改進(jìn)實驗教學(xué)手段與方法，利用計算機(jī)輔助實驗手段代替活體的使用，同時將計算機(jī)輔助實驗手段與傳統(tǒng)實驗方法相結(jié)合，使學(xué)生熟悉實驗過程，減少不必要的實驗動物耗損；推廣動物福利的3R動物實驗替代方法，在學(xué)生中宣傳實驗動物福利和倫理學(xué)的相關(guān)知識，引導(dǎo)學(xué)生珍惜實驗機(jī)會，嚴(yán)格控制實驗成本。

《動物機(jī)能學(xué)》課程；實驗教學(xué)；實驗動物；利用

《動物機(jī)能學(xué)》課程是動物醫(yī)學(xué)專業(yè)類的核心基礎(chǔ)課，在人才培養(yǎng)中起著重要的橋梁作用。在《動物機(jī)能學(xué)》各門課程教學(xué)中，實驗課教學(xué)是其重要的組成部分。尤其近年來，我國高等教育主要以培養(yǎng)高素質(zhì)的復(fù)合型人才為目標(biāo)，《動物機(jī)能學(xué)》實驗課教學(xué)注重學(xué)生理論聯(lián)系實際和動手能力的培養(yǎng)，因此，學(xué)習(xí)本課程是實現(xiàn)該目標(biāo)的有效途徑。在動物機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)中常需要很多實驗動物，且隨著招生規(guī)模的擴(kuò)大，實驗動物材料的需求量更進(jìn)一步增加［1］。如何在機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)中合理利用實驗動物，嚴(yán)格控制實驗成本，同時又要保證實驗教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，是機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)中亟待解決的一個重要課題。

1 動物機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容調(diào)整

1.1 傳統(tǒng)動物機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容 動物機(jī)能學(xué)實驗內(nèi)容包括：生理學(xué)實驗、藥理學(xué)實驗和病理生理學(xué)實驗，在動物醫(yī)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)中起著十分重要的作用。對于以上課程來說，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)內(nèi)容各自獨立，只針對本學(xué)科實驗課的系統(tǒng)性和完整性，在教學(xué)內(nèi)容上只強調(diào)與本學(xué)科理論相關(guān)內(nèi)容相一致，而忽略學(xué)科間實驗教學(xué)課程內(nèi)涵的銜接與聯(lián)系［2］。動物生理學(xué)理論課側(cè)重正常動物的生命活動及其規(guī)律的教學(xué)和研究；病理生理學(xué)側(cè)重于動物病理狀態(tài)下動物的生命活動過程；而藥理學(xué)側(cè)重研究藥物作用下的動物生命活動過程。動物生理學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容不僅偏重于學(xué)生掌握該課程常用儀器設(shè)備的基本操作，熟悉基本實驗設(shè)計原理與方法，培養(yǎng)學(xué)生觀察、記錄實驗結(jié)果及收集、整理實驗數(shù)據(jù)的能力，還有部分綜合性實驗。如生理學(xué)中常用儀器設(shè)備的基本操作中，學(xué)生掌握幾種常用實驗動物的抓取、麻醉和動物保定等基本操作方法，同時要熟悉手術(shù)器械的使用及手術(shù)基本操作技術(shù)。一些驗證性實驗可加強學(xué)生對動物生理學(xué)理論課的理解和鞏固，如蛙心起搏點和蛙心肌收縮的生理特性。此外，生理學(xué)的部分綜合性實驗常與藥理學(xué)實驗和病理生理學(xué)實驗內(nèi)容重復(fù)，往往導(dǎo)致實驗動物使用量增加。

1.2 整合優(yōu)化機(jī)能學(xué)實驗內(nèi)容，合理利用實驗動物 生理學(xué)、藥理學(xué)和病理生理學(xué)實驗具有相關(guān)性，在實驗過程中通過合理安排3門課程部分內(nèi)容的開設(shè)時間，將相關(guān)實驗內(nèi)容嘗試進(jìn)行整合，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，重組課程體系，形成一個包括生理學(xué)特性、病理生理學(xué)改變和藥物治療整體化的綜合性實驗，通過實驗整合為實驗項目較多的、難度較大的綜合性實驗，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、綜合運用知識能力［3］，同時也可達(dá)到一物多用，觀察多種實驗現(xiàn)象。由于整合的機(jī)能學(xué)實驗課程涉及內(nèi)容多，常安排在前期3門課程基本的驗證性實驗的基礎(chǔ)上，然后把部分內(nèi)容進(jìn)行整合。目前，筆者嘗試對動物醫(yī)學(xué)專業(yè)的學(xué)生單獨開設(shè)了動物機(jī)能學(xué)課程實習(xí)，如：生理學(xué)實驗“影響心血管活動的因素”、藥理學(xué)實驗“傳出神經(jīng)類藥物對血壓的影響”、病理生理學(xué)實驗“兔失血性休克”等實驗內(nèi)容均與血壓有密切的聯(lián)系，實驗過程中將兔動脈血壓的測定和藥理實驗中的各種藥物對心血管活動的調(diào)節(jié)整合，同時在實驗結(jié)束后，剖解動物，進(jìn)而進(jìn)行病理學(xué)觀察。在該試驗中，每班設(shè)6組實驗，按照每組1只實驗兔，原來為3門獨立課時，實驗過程每班需要18只家兔，而現(xiàn)在整合為一個實驗后，每班只需要6只家兔，合理利用了實驗動物，降低了經(jīng)費開支。也將3門課程前期手術(shù)操作過程整合在一起，首先觀察兔動脈血壓的變化，繼而熟悉了各種藥物對心血管活動調(diào)節(jié)，最后通過兔失血性休克，觀察家兔病理變化，提高了學(xué)生實驗的綜合能力。

2 改革教學(xué)手段，合理利用實驗動物

2.1 利用計算機(jī)輔助實驗手段 在多數(shù)高等農(nóng)業(yè)科技院校的教學(xué)中，計算機(jī)輔助教學(xué)已廣泛應(yīng)用。逐步開發(fā)和使用模擬動物實驗課件。《動物機(jī)能學(xué)》實驗教學(xué)中已引入了生物信號采集處理系統(tǒng)進(jìn)行實驗的記錄、演示和模擬。通過仿真和數(shù)字建模等多媒體技術(shù)，在計算機(jī)上創(chuàng)建一個可視化的三維環(huán)境，虛擬的各種實驗動物、儀器、器材和藥品，系統(tǒng)地按照實驗指導(dǎo)要求完成實驗［4-5］。首先學(xué)生可以模擬動物的稱重、麻醉、保定、手術(shù)操作和給藥等步驟，分析不同實驗處理結(jié)果；之后再結(jié)合實驗操作演示錄像回顧整個實驗過程［5-6］，做到心中有數(shù)；最后再進(jìn)行實驗動物操作，這樣會減少實驗的盲目性，縮短實驗時間，在有限的時間內(nèi)進(jìn)行多個實驗項目，使實驗的成功率大大提高。此外，學(xué)生即使在課上沒有完全掌握實驗內(nèi)容，亦可結(jié)合自身實際情況，利用課余時間，登錄機(jī)能虛擬試驗系統(tǒng)進(jìn)行課后鞏固訓(xùn)練，以達(dá)到最佳學(xué)習(xí)效果。這樣通過演示錄像熟悉實驗各個過程，降低了操作過程中的失誤或?qū)嶒炇〉膸茁?，減少不必要的實驗動物耗損［6］。

2.2 計算機(jī)輔助實驗手段與傳統(tǒng)實驗方法相結(jié)合在機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)中，盡管計算機(jī)輔助實驗手段有諸多傳統(tǒng)實驗無可比擬的優(yōu)勢，但仍不能完全替代傳統(tǒng)實驗教學(xué)［5］。筆者在機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)中，將計算機(jī)輔助實驗手段與傳統(tǒng)實驗方法相結(jié)合。學(xué)生在預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)的基礎(chǔ)上，利用實驗錄像演示實驗內(nèi)容，代替了傳統(tǒng)的實物演示的方法，避免在每個班級實驗前均浪費相同的實驗動物，有時甚至一次演示不成功還需要更多的實驗動物［7-8］。教師配合演示實驗講解并提示注意事項，使學(xué)生從文字描述和直觀教學(xué)兩方面熟悉實驗的操作，在實驗過程中采用生物信號采集處理系統(tǒng)和傳統(tǒng)實驗方法相結(jié)合的實驗手段，既保證實驗的成功率，減少實驗動物的使用量，又達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生動手能力的目的。

3 推進(jìn)動物福利保護(hù)措施，合理利用實驗動物

目前，我國動物福利和倫理研究工作還處于一個起步的階段，對實驗動物的保護(hù)多數(shù)仍停留在討論中，還未在行動上真正去落實［9］。機(jī)能學(xué)實驗課主要為動物實驗，在符合科學(xué)原則的條件下，強調(diào)動物保護(hù)問題，采用替代法，或使用計算機(jī)虛擬實驗等手段。在不影響實驗結(jié)果的前提下，盡量減少動物的痛苦和推廣動物福利的3R動物實驗替代方法［10］。在實驗過程中，優(yōu)化實驗教學(xué)方案，盡可能減少動物的使用數(shù)量；同時以非動物模型來替代動物模型的使用，開展動物替代研究（如計算機(jī)輔助模擬實驗），可減少使用大量不必要的實驗動物［10］；對學(xué)生加強進(jìn)行實驗動物福利和倫理學(xué)相關(guān)知識的講解和培訓(xùn)，進(jìn)而使學(xué)生關(guān)注動物福利，培養(yǎng)學(xué)生的仁愛之心，從而在后期使用實驗動物過程中，珍惜每次實驗機(jī)會，去努力掌握每一次實驗動物犧牲所換取的寶貴知識；同時在實驗過程中，也會激發(fā)學(xué)生認(rèn)真進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備，熟悉實驗操作步驟，認(rèn)真負(fù)責(zé)地對待每一個實驗環(huán)節(jié)和步驟，合理節(jié)約利用每一只實驗動物，以達(dá)到物盡所用的目的。

4 小結(jié)

《動物機(jī)能學(xué)》課程實驗融合了生理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)的理論知識和實驗方法，是理論教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。實驗動物的使用貫穿于整個機(jī)能學(xué)實驗過程，通過對機(jī)能學(xué)各科實驗內(nèi)容的整合和課程優(yōu)化，構(gòu)建一個理想的課程體系，做到教學(xué)相長，提高教學(xué)質(zhì)量和水平；并利用計算機(jī)輔助實驗手段及采取動物福利和倫理保護(hù)措施，合理利用實驗動物，用最少實驗動物獲得最多的實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，從而使實驗動物的福利和動物的利用達(dá)到和諧統(tǒng)一。

［1］周杰，祁克宗，曾明華，等.農(nóng)業(yè)院?；A(chǔ)獸醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)體系改革［J］.安徽農(nóng)學(xué)通報，2011，17（23）：181-183.

［2］趙磊，張忠雙，馬克濤.醫(yī)學(xué)機(jī)能實驗學(xué)教學(xué)改革與學(xué)科建設(shè)中存在的問題與對策［J］.農(nóng)墾醫(yī)學(xué)，2014，36（6）：557-558.

［3］馬劍峰，馬絮飛，王立祥，等.醫(yī)學(xué)機(jī)能實驗教學(xué)的綜合改革［J］.實驗室研究與探索，2007，26（4）：118-121.

［4］王宏寶，劉慧萍，喻榮，等.醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)中虛擬實驗應(yīng)用［J］.中國中醫(yī)藥現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育，2014，12（7）：84-85.

［5］單芳，劉雨娟，李宏民.虛擬實驗在機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用體會［J］.基層醫(yī)學(xué)論壇，2015，19（3）：357-358.

［6］杜鵑，沈兵.減少生理學(xué)實驗課動物的使用數(shù)量［J］.高教高職研究，2013（104）：160.

［7］孫紅兆.動物生理學(xué)實驗教學(xué)改革的探索［J］.齊魯師范學(xué)院學(xué)報，2013，28（3）：137-139.

［8］王菊花，蔣書東，王勇，等.動物醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)與機(jī)能學(xué)實驗教學(xué)改革初探［J］.畜牧與飼料科學(xué)，2015，36（11）：72-73.

［9］蔣功成，張鳳瑩，周雪瑞.基于3R理論的動物實驗教學(xué)改革［J］.實驗室研究與探索，2006，25（3）：343-346.

［10］衛(wèi)茂玲.醫(yī)學(xué)動物替代研究發(fā)展現(xiàn)狀研究［J］.中國醫(yī)學(xué)倫理學(xué)，2016，29（2）：304-307.

Preliminary Discuss on the Rational Use of Experimental Animals in Experimental Teaching of Animal Function

WANG Ju-hua，RUAN Xiang-chun，DING Jian-ping，ZHOU Jie
（College of Animal Science and Technology，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China）

Experimental animals play important roles in the experimental teaching of Animal Function.In order to implement the rational utilization of experimental animals in experiment teaching,firstly,the teaching content in different courses is needed to be integrated and optimized and the comprehensive experiment projects are needed to be designed to reduce experimental animal usage;secondly,the teaching means and methods in experimental teaching are expected to be improved by replacing the using of experimental animals with computer aided experiment method,meanwhile,it was necessary to make the undergraduates familiar to the process of the experiments by combining computer aided experiment method with traditional experimental methods,so as to reduce the unnecessary loss of experimental animals;thirdly,3R animal welfare alternatives should be promoted,the related knowledge on experimental animal welfare and ethics are supposed to be propagated for the undergraduates,so as to guide them to cherish the opportunity to participate experimental courses and to strictly control the experimental cost.

Animal Function course；experimental teaching；experimental animals；use

G642.0

A文章順序編號：1672-5190（2016）09-0072-02

2016－07－29

項目來源：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)科骨干建設(shè)項目 （2014XKPY-21）；“安徽省地方特色高水平大學(xué)建設(shè)”項目。

王菊花（1975—），女，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事動物生理學(xué)的教學(xué)和研究工作。

周杰（1966—），男，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事動物生理學(xué)的教學(xué)和研究工作。

（責(zé)任編輯：賈淑萍）