《动物机能学》课程实验教学中实验动物的合理利用

王菊花，阮祥春，丁建平，周 杰

（安徽农业大学动物科技学院，安徽 合肥 230036）

《动物机能学》课程实验教学中实验动物的合理利用

王菊花，阮祥春，丁建平，周 杰

（安徽农业大学动物科技学院，安徽 合肥 230036）

实验动物在《动物机能学》实验课教学中有着重要作用。为了在实验教学中合理利用实验动物，首先需要整合和优化其各门课程的教学内容，设计综合性实验项目，减少实验动物使用量；其次通过改进实验教学手段与方法，利用计算机辅助实验手段代替活体的使用，同时将计算机辅助实验手段与传统实验方法相结合，使学生熟悉实验过程，减少不必要的实验动物耗损；推广动物福利的3R动物实验替代方法，在学生中宣传实验动物福利和伦理学的相关知识，引导学生珍惜实验机会，严格控制实验成本。

《动物机能学》课程；实验教学；实验动物；利用

《动物机能学》课程是动物医学专业类的核心基础课，在人才培养中起着重要的桥梁作用。在《动物机能学》各门课程教学中，实验课教学是其重要的组成部分。尤其近年来，我国高等教育主要以培养高素质的复合型人才为目标，《动物机能学》实验课教学注重学生理论联系实际和动手能力的培养，因此，学习本课程是实现该目标的有效途径。在动物机能学实验教学中常需要很多实验动物，且随着招生规模的扩大，实验动物材料的需求量更进一步增加［1］。如何在机能学实验教学中合理利用实验动物，严格控制实验成本，同时又要保证实验教学质量和学生实践能力的培养，是机能学实验教学中亟待解决的一个重要课题。

1 动物机能学实验教学内容调整

1.1 传统动物机能学实验教学内容 动物机能学实验内容包括：生理学实验、药理学实验和病理生理学实验，在动物医学专业人才培养中起着十分重要的作用。对于以上课程来说，传统的实验教学内容各自独立，只针对本学科实验课的系统性和完整性，在教学内容上只强调与本学科理论相关内容相一致，而忽略学科间实验教学课程内涵的衔接与联系［2］。动物生理学理论课侧重正常动物的生命活动及其规律的教学和研究；病理生理学侧重于动物病理状态下动物的生命活动过程；而药理学侧重研究药物作用下的动物生命活动过程。动物生理学实验教学内容不仅偏重于学生掌握该课程常用仪器设备的基本操作，熟悉基本实验设计原理与方法，培养学生观察、记录实验结果及收集、整理实验数据的能力，还有部分综合性实验。如生理学中常用仪器设备的基本操作中，学生掌握几种常用实验动物的抓取、麻醉和动物保定等基本操作方法，同时要熟悉手术器械的使用及手术基本操作技术。一些验证性实验可加强学生对动物生理学理论课的理解和巩固，如蛙心起搏点和蛙心肌收缩的生理特性。此外，生理学的部分综合性实验常与药理学实验和病理生理学实验内容重复，往往导致实验动物使用量增加。

1.2 整合优化机能学实验内容，合理利用实验动物 生理学、药理学和病理生理学实验具有相关性，在实验过程中通过合理安排3门课程部分内容的开设时间，将相关实验内容尝试进行整合，优化教学内容，重组课程体系，形成一个包括生理学特性、病理生理学改变和药物治疗整体化的综合性实验，通过实验整合为实验项目较多的、难度较大的综合性实验，以培养学生创新能力、综合运用知识能力［3］，同时也可达到一物多用，观察多种实验现象。由于整合的机能学实验课程涉及内容多，常安排在前期3门课程基本的验证性实验的基础上，然后把部分内容进行整合。目前，笔者尝试对动物医学专业的学生单独开设了动物机能学课程实习，如：生理学实验“影响心血管活动的因素”、药理学实验“传出神经类药物对血压的影响”、病理生理学实验“兔失血性休克”等实验内容均与血压有密切的联系，实验过程中将兔动脉血压的测定和药理实验中的各种药物对心血管活动的调节整合，同时在实验结束后，剖解动物，进而进行病理学观察。在该试验中，每班设6组实验，按照每组1只实验兔，原来为3门独立课时，实验过程每班需要18只家兔，而现在整合为一个实验后，每班只需要6只家兔，合理利用了实验动物，降低了经费开支。也将3门课程前期手术操作过程整合在一起，首先观察兔动脉血压的变化，继而熟悉了各种药物对心血管活动调节，最后通过兔失血性休克，观察家兔病理变化，提高了学生实验的综合能力。

2 改革教学手段，合理利用实验动物

2.1 利用计算机辅助实验手段 在多数高等农业科技院校的教学中，计算机辅助教学已广泛应用。逐步开发和使用模拟动物实验课件。《动物机能学》实验教学中已引入了生物信号采集处理系统进行实验的记录、演示和模拟。通过仿真和数字建模等多媒体技术，在计算机上创建一个可视化的三维环境，虚拟的各种实验动物、仪器、器材和药品，系统地按照实验指导要求完成实验［4-5］。首先学生可以模拟动物的称重、麻醉、保定、手术操作和给药等步骤，分析不同实验处理结果；之后再结合实验操作演示录像回顾整个实验过程［5-6］，做到心中有数；最后再进行实验动物操作，这样会减少实验的盲目性，缩短实验时间，在有限的时间内进行多个实验项目，使实验的成功率大大提高。此外，学生即使在课上没有完全掌握实验内容，亦可结合自身实际情况，利用课余时间，登录机能虚拟试验系统进行课后巩固训练，以达到最佳学习效果。这样通过演示录像熟悉实验各个过程，降低了操作过程中的失误或实验失败的几率，减少不必要的实验动物耗损［6］。

2.2 计算机辅助实验手段与传统实验方法相结合在机能学实验教学中，尽管计算机辅助实验手段有诸多传统实验无可比拟的优势，但仍不能完全替代传统实验教学［5］。笔者在机能学实验教学中，将计算机辅助实验手段与传统实验方法相结合。学生在预习实验指导的基础上，利用实验录像演示实验内容，代替了传统的实物演示的方法，避免在每个班级实验前均浪费相同的实验动物，有时甚至一次演示不成功还需要更多的实验动物［7-8］。教师配合演示实验讲解并提示注意事项，使学生从文字描述和直观教学两方面熟悉实验的操作，在实验过程中采用生物信号采集处理系统和传统实验方法相结合的实验手段，既保证实验的成功率，减少实验动物的使用量，又达到了培养学生动手能力的目的。

3 推进动物福利保护措施，合理利用实验动物

目前，我国动物福利和伦理研究工作还处于一个起步的阶段，对实验动物的保护多数仍停留在讨论中，还未在行动上真正去落实［9］。机能学实验课主要为动物实验，在符合科学原则的条件下，强调动物保护问题，采用替代法，或使用计算机虚拟实验等手段。在不影响实验结果的前提下，尽量减少动物的痛苦和推广动物福利的3R动物实验替代方法［10］。在实验过程中，优化实验教学方案，尽可能减少动物的使用数量；同时以非动物模型来替代动物模型的使用，开展动物替代研究（如计算机辅助模拟实验），可减少使用大量不必要的实验动物［10］；对学生加强进行实验动物福利和伦理学相关知识的讲解和培训，进而使学生关注动物福利，培养学生的仁爱之心，从而在后期使用实验动物过程中，珍惜每次实验机会，去努力掌握每一次实验动物牺牲所换取的宝贵知识；同时在实验过程中，也会激发学生认真进行课前预习和准备，熟悉实验操作步骤，认真负责地对待每一个实验环节和步骤，合理节约利用每一只实验动物，以达到物尽所用的目的。

4 小结

《动物机能学》课程实验融合了生理学、病理生理学和药理学的理论知识和实验方法，是理论教学的重要环节。实验动物的使用贯穿于整个机能学实验过程，通过对机能学各科实验内容的整合和课程优化，构建一个理想的课程体系，做到教学相长，提高教学质量和水平；并利用计算机辅助实验手段及采取动物福利和伦理保护措施，合理利用实验动物，用最少实验动物获得最多的实验数据和结果，从而使实验动物的福利和动物的利用达到和谐统一。

［1］周杰，祁克宗，曾明华，等.农业院校基础兽医学实验教学体系改革［J］.安徽农学通报，2011，17（23）：181-183.

［2］赵磊，张忠双，马克涛.医学机能实验学教学改革与学科建设中存在的问题与对策［J］.农垦医学，2014，36（6）：557-558.

［3］马剑峰，马絮飞，王立祥，等.医学机能实验教学的综合改革［J］.实验室研究与探索，2007，26（4）：118-121.

［4］王宏宝，刘慧萍，喻荣，等.医学机能学实验教学中虚拟实验应用［J］.中国中医药现代远程教育，2014，12（7）：84-85.

［5］单芳，刘雨娟，李宏民.虚拟实验在机能学实验教学中的应用体会［J］.基层医学论坛，2015，19（3）：357-358.

［6］杜鹃，沈兵.减少生理学实验课动物的使用数量［J］.高教高职研究，2013（104）：160.

［7］孙红兆.动物生理学实验教学改革的探索［J］.齐鲁师范学院学报，2013，28（3）：137-139.

［8］王菊花，蒋书东，王勇，等.动物医学形态学与机能学实验教学改革初探［J］.畜牧与饲料科学，2015，36（11）：72-73.

［9］蒋功成，张凤莹，周雪瑞.基于3R理论的动物实验教学改革［J］.实验室研究与探索，2006，25（3）：343-346.

［10］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（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文章顺序编号：1672-5190（2016）09-0072-02

2016－07－29

项目来源：安徽农业大学学科骨干建设项目 （2014XKPY-21）；“安徽省地方特色高水平大学建设”项目。

王菊花（1975—），女，副教授，博士，硕士生导师，主要从事动物生理学的教学和研究工作。

周杰（1966—），男，教授，博士，硕士生导师，主要从事动物生理学的教学和研究工作。

（责任编辑：贾淑萍）