虚拟仿真实验教学

体育院校 SPF 实验动物中心实训虚拟仿真

来源:系统管理员   发稿时间:Nov 16, 2019 4:17:00 PM

SPF( Specific Pathogen Free,SPF) 动物,即无特定病原体动物,是指 除清洁动物应排除的病原外,不携带主要潜在感染或条件致病和对科学实验干 扰大的病原的实验动物。为避免动物感染特定病原体,SPF 实验动物中心设置 了特殊的屏障环境,若未经系统的培训,人不得进出屏障系统。上海市动管办 曾要求所有进出实验动物中心人员需先取得上海市实验动物从业资格证才能 进出 SPF 实验动物中心,即便如此严苛,因各种原因导致 SPF 动物感染仍时有 发生,导致实验中心所有动物被全员捕杀,单次损失往往以数百万元计,时间 成本更是无法衡量,严重影响了教学和科研正常开展。

我校建成了目前国内体育院校唯一的 SPF 实验动物中心,运动科学学院有 约一半的教师正从事实验动物相关的教学与科研工作,并取得了累累硕果。SPF 实验动物中心为我校“双一流”和“地方高水平大学”的入选和后续建设提供 了重要支撑。我校 SPF 实验动物中心建立了严格的管理制度,即便如此,2018 年该中心仍发生了一起动物感染事件,最终所有动物均被捕杀,直接经济损失 约 300 万元。为此,我校动物中心进行了全面升级改造,停摆了近 8 个月,严 重影响了我校教学和科研的正常开展,该事故“损失极为惨重,教训极为深刻”。

究其原因,因 SPF 实验动物中心屏障系统具有特殊性,学生在完成严格的 培训前,禁止进入现场进行实验操作。学生进入中心前虽然会有系统的培训, 但相关操作流程极为繁琐,仅“人进入屏障系统”就需近十个流程(图 44), 光靠教师的讲解学生很难理解,造成了“学生难学”和“教师难教”的困难局 面。因此,虚拟仿真课程的建设任务极为紧迫。 本课程教学团队本着“虚实结合、相互补充”的原则,采用“线上虚拟交 互与线下实训相结合”的方式,将虚拟仿真技术融入到实验动物学的实验教学 中。

本实验项目通过视听觉融合技术,创造了实验动物中心 3D 虚拟场景,再 现了 SPF 实验动物中心实训过程,强化了学生对实验动物学“理论”和“实践” 的学习体验。 因此,本虚拟仿真项目的目的是:① 提高学生的理论与实践操作水平, 避免动物感染等灾难性事故的发生,确保 SPF 实验动物中心的正常运行,为教 学和科研提供保障;② 减少教学和科研实践中实验动物使用量,提高动物福 利水平;③ 节省运营成本,提升我校 SPF 实验动物中心管理水平,将其建设 为行业内的标杆。

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