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摘 要： 生理学实验课是生理学的重要教学手段，直观地再现生理学理论知识，是医学生获取知识的重要手段。但目前传统的生理学实验课的课程设置以动物实验为主，实验动物的使用数量巨大。本文通过分析生理学实验课的教学现状和问题，建议以无损伤的人体实验和实验演示代替动物实验以减少实验动物的使用数量。
关键词： 生理学实验 人体实验 动物实验
生理学是医学院校重要的基础课程，由理论课和实验课两个教学部分组成。生理学知识是医学生了解人体功能活动规律的第一步，可为将来临床学科的学习打下良好的理论基础。实验课是生理学教学的重要手段之一，有助于将生理学知识由抽象的理论升华到具体的现象，增强医学生对生理学的学习兴趣。目前传统的生理学实验课设置偏重动物实验、实验动物的使用数量与费用庞大，有些动物实验难度大、成功率较低。笔者结合在国内及香港中文大学工作学习的经历，探讨通过生理学实验课的教学改革，在不影响教学效果的情况下减少实验动物的使用数量。
一、生理学实验教学现状及主要问题
1.偏重动物实验
医学院校培养的学生将来绝大多数从事临床医疗工作，所学的生理学课程主要讲授的是人体生理学，旨在为临床课程和将来的医疗工作奠定理论基础。然而传统生理学实验课的设置多以蟾蜍和家兔等为实验对象，只有极少数以人体作为实验对象的功能实验。
2.动物实验费用高
传统生理学实验主要以动物作为实验对象，所以首先要解决的是实验动物的来源问题。目前家兔的价格大约55～60元/只，蟾蜍的价格大约5～8元/只，以安徽医科大学为例，生理教研室一个学期的动物预算费用大概4万～5万，每年都是一笔不小的支出。
3.动物实验操作难度大、成功率低
生理实验课时间为4个学时，有些动物实验操作步骤复杂，例如家兔血压调节的实验。课堂中，教师首先讲授实验原理、操作方法后，学生要完成对家兔的麻醉、固定、手术、神经血管分离、动静脉血管插管，然后观察相关的实验项目。在这个复杂的操作过程中，操作失败的可能性很大，比如麻醉过量家兔死亡、血管破裂大出血导致家兔血压降低甚至死亡，这些失误都会导致实验无法继续。另外手术中的关键环节，比如血管插管等实验难度比较大，学生常常无法独立完成，大多需要求助代课教师完成。这样一个实验，由于实验难度及担心出现操作失误出现动物死亡等，学生真正动手操作的机会并不多，反而大大增加了教师的工作量。
二、减少实验动物使用数量的必要性
动物和人一样，有大脑思维、有喜怒哀乐、有疼痛感、有恐惧感，大自然给予它们同等的生存权利。在实验动物的使用和研究时，我们需要坚持的是3R原则中的Reduction（减少）。在科学研究中，应使用较少量的动物获取同样多的试验数据或使用—定数量的动物能获得更多实验数据的科学方法[1]。所以，在可以获得同样实验数据的情况下，我们应该尽量减少实验动物的使用数量。
三、生理学实验教学改革的具体做法
1.用无损伤的人体实验代替动物实验
在传统的生理学实验中，仅有少数人体实验内容，包括血压测量、心音听诊、心电图测量等。香港和内地一些医学院校的生理学实验课以无损伤人体实验为主，以学生作为实验对象。例如测量肾小球滤过率，可选择啤酒、水和生理盐水由学生自愿饮用，不同时间测量尿量，计算肾小球滤过率。又如呼吸运动，可以测量每个学生的潮气量、肺活量、增大无效腔等。在这些实验过程中，每个学生均作为实验对象参与其中，所以积极性非常高，无论对于理论知识还是实验过程都记忆深刻。
无损伤的人体实验不仅极大地节约了动物使用数量和实验经费，这种可获得更直接的人体数据，符合3R原则[1]。在我们的实验安排中可以根据不同专业调整实验课的设置，例如临床专业的学生可尽量安排人体实验，因为未来的工作对象是临床病人。这样既可巩固生理学专业知识，又可锻炼临床操作的技能。而对于医学基础专业的学生，将来多以实验室工作为主，可设置一些動物实验，培养动手操作能力。根据不同专业对实验内容进行调整，尽可能用无损伤的人体实验代替动物实验，既可以最大限度地减少实验动物的使用数量、节约资源，同时不会影响实验效果。
2.用实验演示来完成验证性实验
在生理学中一些实验无法用无损伤的人体实验代替，如离体肠段实验，心血管活动调节等观察不用药物及刺激物对实验对象的作用，可采用实验演示的方式。实验过程中由实验技术员演示，代课教师讲解，用录像摄录投影，学生可以在清楚观察实验现象的同时，理解相关的理论知识。一般的生理学实验课的班级人数的设置一般是25人左右，而实验演示课因为不需要学生动手操作，所以可以将两到三个小班合并成一个班。减少实验动物的使用数量，同时可减轻教学工作量，优化教学资源，可以在同样教学工作量为学生提供更多的教学内容，最大限度地增加直观的学习机会，对课堂中讲述的理论知识更好地理解记忆。
四、可行性分析
目前，大多数医学院校机能实验室已配备信号采集系统，只要购买配套的人体生理实验附件即可完成大多数人体生理学实验，实现从动物实验向人体实验的转换。另外实验室都已配备电子教学系统，实验演示也只需要购买摄像机就可实现实验过程的投影。这笔费用完全可以从每年节约的动物购买费用中支付。
综上所述，通过改进生理学实验教学方法与手段，广泛开展无损伤的人体生理学实验，即可提高学生的学习兴趣，与临床形成更紧密的联系。通过实验演示即可直观再现理论知识，也可在同样工作量和较少动物使用数量的情况下，增加实验内容。通过对生理学实验课的教学改革，真正做到教学相长，提升教学的质量和水平，更好地发挥生理学作为基础学科的重要性。
参考文献：
[1]Caloni F，Costa PC，Dal Negro G，De Angelis I，Lazzari G，Metteucci G，Vitale A.Practical aspects in the application of the new legislation：Alternative methods and 3R principle，role of ethical committees and animal suffering.ALTEX.2012；29（4）：437-439.
科研项目：jyxm201166；jyxm201106安徽医科大学教学改革与质量工程项目。
关键词： 生理学实验 人体实验 动物实验
生理学是医学院校重要的基础课程，由理论课和实验课两个教学部分组成。生理学知识是医学生了解人体功能活动规律的第一步，可为将来临床学科的学习打下良好的理论基础。实验课是生理学教学的重要手段之一，有助于将生理学知识由抽象的理论升华到具体的现象，增强医学生对生理学的学习兴趣。目前传统的生理学实验课设置偏重动物实验、实验动物的使用数量与费用庞大，有些动物实验难度大、成功率较低。笔者结合在国内及香港中文大学工作学习的经历，探讨通过生理学实验课的教学改革，在不影响教学效果的情况下减少实验动物的使用数量。
一、生理学实验教学现状及主要问题
1.偏重动物实验
医学院校培养的学生将来绝大多数从事临床医疗工作，所学的生理学课程主要讲授的是人体生理学，旨在为临床课程和将来的医疗工作奠定理论基础。然而传统生理学实验课的设置多以蟾蜍和家兔等为实验对象，只有极少数以人体作为实验对象的功能实验。
2.动物实验费用高
传统生理学实验主要以动物作为实验对象，所以首先要解决的是实验动物的来源问题。目前家兔的价格大约55～60元/只，蟾蜍的价格大约5～8元/只，以安徽医科大学为例，生理教研室一个学期的动物预算费用大概4万～5万，每年都是一笔不小的支出。
3.动物实验操作难度大、成功率低
生理实验课时间为4个学时，有些动物实验操作步骤复杂，例如家兔血压调节的实验。课堂中，教师首先讲授实验原理、操作方法后，学生要完成对家兔的麻醉、固定、手术、神经血管分离、动静脉血管插管，然后观察相关的实验项目。在这个复杂的操作过程中，操作失败的可能性很大，比如麻醉过量家兔死亡、血管破裂大出血导致家兔血压降低甚至死亡，这些失误都会导致实验无法继续。另外手术中的关键环节，比如血管插管等实验难度比较大，学生常常无法独立完成，大多需要求助代课教师完成。这样一个实验，由于实验难度及担心出现操作失误出现动物死亡等，学生真正动手操作的机会并不多，反而大大增加了教师的工作量。
二、减少实验动物使用数量的必要性
动物和人一样，有大脑思维、有喜怒哀乐、有疼痛感、有恐惧感，大自然给予它们同等的生存权利。在实验动物的使用和研究时，我们需要坚持的是3R原则中的Reduction（减少）。在科学研究中，应使用较少量的动物获取同样多的试验数据或使用—定数量的动物能获得更多实验数据的科学方法[1]。所以，在可以获得同样实验数据的情况下，我们应该尽量减少实验动物的使用数量。
三、生理学实验教学改革的具体做法
1.用无损伤的人体实验代替动物实验
在传统的生理学实验中，仅有少数人体实验内容，包括血压测量、心音听诊、心电图测量等。香港和内地一些医学院校的生理学实验课以无损伤人体实验为主，以学生作为实验对象。例如测量肾小球滤过率，可选择啤酒、水和生理盐水由学生自愿饮用，不同时间测量尿量，计算肾小球滤过率。又如呼吸运动，可以测量每个学生的潮气量、肺活量、增大无效腔等。在这些实验过程中，每个学生均作为实验对象参与其中，所以积极性非常高，无论对于理论知识还是实验过程都记忆深刻。
无损伤的人体实验不仅极大地节约了动物使用数量和实验经费，这种可获得更直接的人体数据，符合3R原则[1]。在我们的实验安排中可以根据不同专业调整实验课的设置，例如临床专业的学生可尽量安排人体实验，因为未来的工作对象是临床病人。这样既可巩固生理学专业知识，又可锻炼临床操作的技能。而对于医学基础专业的学生，将来多以实验室工作为主，可设置一些動物实验，培养动手操作能力。根据不同专业对实验内容进行调整，尽可能用无损伤的人体实验代替动物实验，既可以最大限度地减少实验动物的使用数量、节约资源，同时不会影响实验效果。
2.用实验演示来完成验证性实验
在生理学中一些实验无法用无损伤的人体实验代替，如离体肠段实验，心血管活动调节等观察不用药物及刺激物对实验对象的作用，可采用实验演示的方式。实验过程中由实验技术员演示，代课教师讲解，用录像摄录投影，学生可以在清楚观察实验现象的同时，理解相关的理论知识。一般的生理学实验课的班级人数的设置一般是25人左右，而实验演示课因为不需要学生动手操作，所以可以将两到三个小班合并成一个班。减少实验动物的使用数量，同时可减轻教学工作量，优化教学资源，可以在同样教学工作量为学生提供更多的教学内容，最大限度地增加直观的学习机会，对课堂中讲述的理论知识更好地理解记忆。
四、可行性分析
目前，大多数医学院校机能实验室已配备信号采集系统，只要购买配套的人体生理实验附件即可完成大多数人体生理学实验，实现从动物实验向人体实验的转换。另外实验室都已配备电子教学系统，实验演示也只需要购买摄像机就可实现实验过程的投影。这笔费用完全可以从每年节约的动物购买费用中支付。
综上所述，通过改进生理学实验教学方法与手段，广泛开展无损伤的人体生理学实验，即可提高学生的学习兴趣，与临床形成更紧密的联系。通过实验演示即可直观再现理论知识，也可在同样工作量和较少动物使用数量的情况下，增加实验内容。通过对生理学实验课的教学改革，真正做到教学相长，提升教学的质量和水平，更好地发挥生理学作为基础学科的重要性。
参考文献：
[1]Caloni F，Costa PC，Dal Negro G，De Angelis I，Lazzari G，Metteucci G，Vitale A.Practical aspects in the application of the new legislation：Alternative methods and 3R principle，role of ethical committees and animal suffering.ALTEX.2012；29（4）：437-439.
科研项目：jyxm201166；jyxm201106安徽医科大学教学改革与质量工程项目。