孫東波 ， 郭東華 ， 武 瑞 ， 張 旭 ， 郭景茹 ， 王建發(fā)

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院 ， 黑龍江大慶163319)

?

仿真教具在國外獸醫(yī)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀介紹

孫東波 ， 郭東華 ， 武 瑞 ， 張 旭 ， 郭景茹 ， 王建發(fā)

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院 ， 黑龍江大慶163319)

實(shí)踐教學(xué)對于鞏固動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識，提高動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生的操作技能，以及培養(yǎng)學(xué)生的臨床思維能力和良好的綜合素質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。在執(zhí)業(yè)獸醫(yī)制度實(shí)施以后，特別是教育部高等教育司提出“卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)計(jì)劃”后，實(shí)踐教學(xué)在動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)中的作用更加突出[1]。在動(dòng)物解剖學(xué)、病理解剖學(xué)等形態(tài)學(xué)課程，動(dòng)物生理學(xué)、獸醫(yī)藥理學(xué)等機(jī)能學(xué)課程，以及獸醫(yī)臨床診療學(xué)、獸醫(yī)外科學(xué)等專業(yè)技能課程實(shí)踐教學(xué)過程中，需要大量應(yīng)用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物開展實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。然而，在教學(xué)過程中由于違背動(dòng)物保護(hù)倫理、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理失范、實(shí)踐教學(xué)經(jīng)費(fèi)緊張、不能進(jìn)行重復(fù)操作練習(xí)、保定不便、學(xué)生有恐懼或拒絕心理等因素影響了采用活體動(dòng)物開展實(shí)踐操作學(xué)習(xí)的效果[2-5]。2011年9月中國農(nóng)業(yè)大學(xué)素食協(xié)會(huì)孫霄等[5]對該校動(dòng)物實(shí)驗(yàn)教學(xué)及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用情況進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)查顯示60.3%的同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物承受了過多不必要的傷害，部分同學(xué)對實(shí)驗(yàn)中血腥、殘忍成分存在拒絕心理。因此，在動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中引入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物替代方法勢在必行。

獸醫(yī)仿真教具是一種可以部分替代動(dòng)物實(shí)驗(yàn)開展實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)工具。理想的獸醫(yī)仿真教具應(yīng)具有以下特點(diǎn)：(1)學(xué)生可利用其進(jìn)行重復(fù)操作練習(xí)；(2)能提高學(xué)生臨床綜合操作技能(3)可適用于多種學(xué)習(xí)策略；(4)可高度模擬臨床操作；(5)可根據(jù)臨床病例差異調(diào)整教具關(guān)鍵部件；(6)適合進(jìn)行個(gè)體化學(xué)習(xí)；(7)易于開展學(xué)習(xí)效果評價(jià)[6]。依據(jù)上述原則，美國加州大學(xué)戴維斯分校、英國格拉斯哥大學(xué)、布里斯托大學(xué)、加拿大卡爾加里大學(xué)等高校開發(fā)了多種可操作性強(qiáng)的獸醫(yī)仿真教具，通過模擬技術(shù)創(chuàng)設(shè)仿真動(dòng)物和臨床情景進(jìn)行獸醫(yī)實(shí)踐教學(xué)，取得了令人滿意的教學(xué)效果[7-12]。本文對獸醫(yī)仿真教具在國外獸醫(yī)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹，期望國內(nèi)同行借鑒國外獸醫(yī)仿真教具的開發(fā)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步提高我國動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量和水平。

1 國外獸醫(yī)仿真教具的類型

國外常用獸醫(yī)仿真教具按照類型可分為標(biāo)本模型類仿真教具和操作訓(xùn)練類仿真教具兩大類。標(biāo)本模型類仿真教具包括仿真動(dòng)物骨骼標(biāo)本和仿真動(dòng)物器官標(biāo)本，主要應(yīng)用于獸醫(yī)解剖學(xué)課程教學(xué)演示環(huán)節(jié)，這類教具在國內(nèi)動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)課堂教學(xué)過程當(dāng)中也有應(yīng)用。30年前，美國一商業(yè)公司開發(fā)了基于黏土重構(gòu)策略的解剖學(xué)習(xí)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過將特質(zhì)黏土在人體或動(dòng)物骨骼模型架上重構(gòu)肌肉、組織器官、血管、神經(jīng)纖維的方式，讓學(xué)習(xí)者認(rèn)知和重構(gòu)人體或動(dòng)物三維解剖結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)了一種解剖學(xué)學(xué)習(xí)新模式。近年，該公司推出了犬類和馬類黏土解剖學(xué)習(xí)系統(tǒng)，在美國獸醫(yī)解剖學(xué)教學(xué)過程中的應(yīng)用效果較理想，具有激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)解剖學(xué)自信心、學(xué)習(xí)熱情、增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果、培養(yǎng)批判思維等優(yōu)點(diǎn)[13]。國外應(yīng)用較廣泛的獸醫(yī)操作訓(xùn)練類仿真教具包括：犬靜脈注射技能訓(xùn)練仿真教具、母牛直腸檢查技能訓(xùn)練仿真教具、母牛助產(chǎn)技能訓(xùn)練仿真教具等[6-12]。這些獸醫(yī)操作訓(xùn)練類仿真教具能較好的模擬真實(shí)的獸醫(yī)臨床操作情境，并可進(jìn)行重復(fù)操作練習(xí)，在國外獸醫(yī)實(shí)踐教學(xué)過程中發(fā)揮了重要作用。

2 國外獸醫(yī)仿真教具的應(yīng)用實(shí)例

2.1 基于黏土重構(gòu)策略的解剖學(xué)學(xué)習(xí)系統(tǒng) 該學(xué)習(xí)系統(tǒng)由Zahourek公司在30年前設(shè)計(jì)開發(fā)，最初用于人體解剖學(xué)的學(xué)習(xí)。公司于近年開發(fā)了可用于犬類和馬類解剖學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是學(xué)生按教學(xué)光盤提供的基礎(chǔ)教程，利用輥軸、刻刀、刻鏟、擠壓器等特制的塑形工具，將不同色彩黏土制作成其所表征的具有一定形態(tài)的組織并使其附著于動(dòng)物骨骼模型，重構(gòu)機(jī)體各部分組織器官三維形態(tài)，并按照學(xué)習(xí)系統(tǒng)內(nèi)部制定的組織器官命名規(guī)則對重構(gòu)模型不同部位進(jìn)行注解(圖1)；教師通過對重構(gòu)模型的準(zhǔn)確度、相似度進(jìn)行評估，以此了解學(xué)生對所學(xué)解剖學(xué)知識的掌握程度。這種學(xué)習(xí)方法不僅能增強(qiáng)學(xué)生對不同組織器官形態(tài)、結(jié)構(gòu)、位置及關(guān)聯(lián)性的認(rèn)知和理解，還可避免解剖活體動(dòng)物所產(chǎn)生的抵觸心理，激發(fā)其學(xué)習(xí)解剖學(xué)的自信心和學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果[12]。

圖1 基于黏土重構(gòu)策略的解剖學(xué)學(xué)習(xí)系統(tǒng)學(xué)習(xí)情境

2.2 犬靜脈注射技能訓(xùn)練仿真 教具犬靜脈注射是寵物臨床獸醫(yī)必須掌握的一項(xiàng)基本技能，主要在獸醫(yī)治療學(xué)或獸醫(yī)外科學(xué)實(shí)踐課程中進(jìn)行學(xué)習(xí)。利用活犬進(jìn)行靜脈注射練習(xí)具有不可重復(fù)操作、犬承受過多傷害等缺點(diǎn)。此外，學(xué)生在寵物臨床教學(xué)醫(yī)院利用患犬進(jìn)行練習(xí)，稍有操作不當(dāng)犬主人便會(huì)產(chǎn)生較大的抵觸心理。由于每只犬僅能供2～3人進(jìn)行練習(xí)，因此如果購買健康犬開展靜脈注射技能訓(xùn)練，則會(huì)導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)成本過高。美國加州大學(xué)戴維斯分校、英國布里斯托大學(xué)獸醫(yī)學(xué)校相繼開發(fā)了犬靜脈注射操作高仿真模型(圖2A)。這類模型以犬左前肢或右前肢為素材，以多種元件創(chuàng)設(shè)具有高仿真特點(diǎn)的犬靜脈注射練習(xí)情境，其仿真血管、仿真皮膚及內(nèi)置仿真血液均能方便更換，具有可反復(fù)進(jìn)行操作練習(xí)的優(yōu)點(diǎn)，極大的降低了練習(xí)成本。教師可通過學(xué)生操作流程準(zhǔn)確性、規(guī)范性以及進(jìn)針后是否有液體流出對練習(xí)效果進(jìn)行精確判定。除可進(jìn)行靜脈注射操作練習(xí)外，該模型還可用于靜脈留置針操作練習(xí)(圖2B)。基于以上優(yōu)勢，發(fā)達(dá)國家多數(shù)獸醫(yī)相關(guān)高等學(xué)校已采用這一仿真教具開展實(shí)踐教學(xué)，提高了獸醫(yī)專業(yè)學(xué)生的臨床基本操作技能[12]。

圖2 犬靜脈注射技能訓(xùn)練仿真教具

A：教具元件；B：靜脈留置針操作練習(xí)情境

2.3 母牛直腸檢查技能訓(xùn)練仿真教具 直檢是將手臂伸入大家畜直腸內(nèi)，隔著腸管對腹腔和骨盆腔臟器進(jìn)行觸診檢查的一種診斷方法。卵巢的直檢對判定母牛繁殖周期、確定繁殖障礙性疾病病因具有特殊的診斷意義。然而，母牛正常卵巢的直徑常低于2.5 cm，初學(xué)者由于不能準(zhǔn)確掌握其所處位置、大小、質(zhì)地等特征，開展活體動(dòng)物直檢時(shí)大多很難觸診到牛的卵巢[7]。同時(shí)，由于直檢的特殊性決定了教師很難通過精準(zhǔn)的語言描述，進(jìn)而對學(xué)生觸診牛卵巢的過程進(jìn)行有效指導(dǎo)，這無疑降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[7]。為克服這一問題，有關(guān)人員開發(fā)了一套模擬直檢母牛生殖器官的仿真教具[7-8]。該教具應(yīng)用力學(xué)、計(jì)算生物學(xué)等虛擬仿真技術(shù)，設(shè)置計(jì)機(jī)顯示界面、傳感臂、空間位置信息采集套筒、母牛后軀仿真裝置四個(gè)主要元件。操作時(shí)學(xué)生可將中指伸入空間位置信息采集套筒內(nèi)，教師依據(jù)計(jì)算機(jī)操作界面反饋的空間位置信息對學(xué)生操作過程進(jìn)行指導(dǎo)，如計(jì)算機(jī)界面反饋學(xué)生中指恰好位于目標(biāo)觸診區(qū)(子宮頸、子宮角、卵巢)，教師指示其用拇指和食指感知目標(biāo)觸診區(qū)的空間位置、形態(tài)、大小等特征。通過多次反復(fù)練習(xí)，可使學(xué)生熟悉母牛不同生殖器官的位置、形態(tài)、大小等結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)而提高活體動(dòng)物直檢時(shí)準(zhǔn)確觸診到卵巢的概率，提高學(xué)生直檢技能。

2.4 母牛助產(chǎn)技能訓(xùn)練仿真教具 母牛助產(chǎn)術(shù)及初生犢牛護(hù)理是獸醫(yī)產(chǎn)科學(xué)必須掌握的兩種重要獸醫(yī)臨床技能，然而由于不能進(jìn)行重復(fù)操作訓(xùn)練、動(dòng)物成本高昂等因素極大的限制了學(xué)生對這兩種臨床技能的操作練習(xí)。因此，國內(nèi)獸醫(yī)產(chǎn)科學(xué)往往并不開設(shè)這兩項(xiàng)臨床技能的實(shí)踐課程，導(dǎo)致學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量難以滿足社會(huì)需求。加拿大卡爾加里大學(xué)針對這一問題開發(fā)了一類母牛助產(chǎn)技能訓(xùn)練仿真教具，學(xué)生可以利用教具反復(fù)練習(xí)各類復(fù)雜胎位情境下的母牛助產(chǎn)技能，并能開展初生犢牛護(hù)理、母牛擠奶、母牛形態(tài)結(jié)構(gòu)認(rèn)知、體尺指標(biāo)測定等其他操作技能練習(xí)，對提高學(xué)生相關(guān)操作技能起到了明顯的促進(jìn)作用[11]。該教具主要由兩大元件組成，即仿真母牛和仿真犢牛。仿真母牛背部有一長約1 m的開口用于放置仿真犢牛，犢牛放置方式不同表征其在母牛體內(nèi)的胎位不同。學(xué)生開展練習(xí)時(shí)將開口覆蓋使學(xué)生不能直接觀察到犢牛胎位。仿真骨盆腔大小與正常成年母牛骨盆腔大小相似。如學(xué)生助產(chǎn)時(shí)對不同異常胎位矯正不當(dāng)，助產(chǎn)時(shí)犢牛則難以通過仿真骨盆腔，教師可依此判定學(xué)生的母牛助產(chǎn)操作水平。由于該裝置具有可以反復(fù)練習(xí)各類復(fù)雜胎位情境下母牛助產(chǎn)技能的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已在較多獸醫(yī)高等教育學(xué)校應(yīng)用，對提高產(chǎn)科獸醫(yī)培養(yǎng)質(zhì)量起到了重要作用。2.5 其他仿真教具 除以上述已得到廣泛應(yīng)用的獸醫(yī)仿真教具外，國外同行還在積極開發(fā)更多新型實(shí)用的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)替代品，如仿真動(dòng)物皮膚、母馬產(chǎn)科檢查仿真教具、犬卵巢摘除術(shù)訓(xùn)練仿真教具、犬頭部針灸仿真教具、馬腹痛檢查仿真教具等正逐步應(yīng)用于獸醫(yī)實(shí)踐教學(xué)課程中。這些仿真教具有些尚不完全具備理想獸醫(yī)仿真教具的特點(diǎn)，但其廣泛應(yīng)用能大量替代實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，并具有可進(jìn)行反復(fù)練習(xí)、能提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣等優(yōu)點(diǎn)，在未來獸醫(yī)實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用前景也較樂觀。

3 對我國動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的啟示

國外獸醫(yī)仿真教具的發(fā)展和應(yīng)用啟示我們，在動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中合理應(yīng)用獸醫(yī)仿真教具，既可減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的用量、降低實(shí)踐教學(xué)成本和生物風(fēng)險(xiǎn)，又能保障并提升實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，符合社會(huì)發(fā)展和行業(yè)發(fā)展的要求、規(guī)律和趨勢。然而與國外同行相比，獸醫(yī)仿真教具在我國動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用程度偏低，多數(shù)高校僅在課堂教學(xué)過程中少量使用仿真動(dòng)物骨骼標(biāo)本和仿真動(dòng)物器官標(biāo)本。因此，我們建議教育部高等教育動(dòng)物醫(yī)學(xué)類專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)以及相關(guān)高校業(yè)界同仁對這一問題進(jìn)行深入關(guān)注，通過組織有關(guān)人員開展調(diào)研、論證、引進(jìn)、試點(diǎn)等措施，最終使符合我國國情的獸醫(yī)仿真教具在動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中得到盡快且廣泛的應(yīng)用。

[1] 高利，肖建華，張建濤，等.強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)執(zhí)業(yè)獸醫(yī)制度下合格獸醫(yī)人才[J].大學(xué)教育，2014，5：73-74.

[2] 周彥珍，蔡黎明.畜牧獸醫(yī)虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的研制[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，27(4)：1768-1771.

[3] 上官蘭雪.實(shí)驗(yàn)室里的潛在危險(xiǎn)-東北農(nóng)業(yè)大學(xué)布病感染事件[OL]..

[4] Colonius T，Swoboda J. Student perspectives on animal-welfare education in American veterinary medical curricula[J].Journal of Veterinary Medical Education，2010，37：56-60.

[5] 孫宵.反思實(shí)驗(yàn)動(dòng)物報(bào)告(農(nóng)大實(shí)驗(yàn)動(dòng)物問題)[EB/OL]..

[6] Scalese R J，Issenberg S B. Effective use of simulators for the teaching acquisition of veterinary and professional clinical studies[J].Journal of Veterinary Medical Education，2005，32：461-467.[7] Baillie S，Mellor D J，Brewster S A，etal.Integrating a bovine rectal palpation simulator into an undergraduate veterinary curriculum[J].Journal of Veterinary Medical Education，2005，32(1)：79-85.[8] Baillie S，Crossan A，Reid S，etal.Preliminary development and evaluation of a bovine rectal palpation simulator for training veterinary students[J].Cattle Practice，2003，11(2)：101-106.

[9] CSL：Intravenous(I.V.)injection in a dog limb simulator[OL]..2013.

[10] Vascular access training models[OL]. .

[11] Making the best simulators in the world[OL]. .

[12] Valliyate1M，Robinson N G，Goodman J R.Current concepts in simulation and other alternatives for veterinary education：a review[J].Veterinarni Medicina，2012，57(7)：325-337.

[13] Waters J R，Van Meter P，Perrotti W，etal.Human clay models versus cat dissection：How the similarity between the classroom and the exam affects student performance[J].Advances in Physiology Education，2011，35：227-236

2015-06-16

黑龍江省高等學(xué)校教改工程項(xiàng)目(JG2014010924)；黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)教研項(xiàng)目(NDJY15Z06)

王建發(fā)，E-mail:wjflw@sina.com