Back

InterNICHE Co-ordinator
Nick Jukes
42 South Knighton Road 
Leicester LE2 3LP 
England 

Tel/Fax +44 116 2109652

coordinator@interniche.org

Определение альтернатив

Сейчас появилась возможность дать лучшее по сравнению с традиционным определение альтернатив. Развитие новых технологий,  достижения этической мысли и творческие примеры замены использования животных, причиняющего им вред, которые имеют место во всех дисциплинах наук о жизни, облегчают такое улучшение. В частности, в образовании определение альтернатив может быть выражено более строго, оставляя только замещающие альтернативы.  В то же время понятие может быть расширено до включения в него подходов, которые подразумевают работу с индивидуальными животными, нейтральную или полезную для них. Такое определение выходит за  пределы «уменьшения, замены и улучшения» экспериментов на животных,  как это описывают Рассел и Бёрч1. Новое определение более соответствует природе приобретения знаний и навыков в науках о жизни  и отражает сегодняшние  возможности и условия для замены.

Таким образом, альтернативы - это гуманные образовательные средства и подходы в обучении, которые могут заменять использование животных там, где им причиняется вред или дополнять уже существующее гуманное образование. Обычно используемые в комбинации для соответствия существующим целям обучения и для обеспечения таких результатов образования, которые не могут быть достигнуты экспериментированием на животных, альтернативы включают:

·        фильмы и видеозаписи;

·        модели, учебные манекены и имитаторы;

·        мультимедийные компьютерные тренажеры;

·        трупы и ткани животных, полученные из этичных источников;

·        клиническую работу с животными-пациентами и животными-«добровольцами»;

·        экспериментирование студентов на самих себе;

·        лабораторные работы In vitro;

·        исследования в естественных условиях.

В данной главе подробно описываются все типы альтернатив и рассматриваются их педагогическое воздействие и потенциал. Политика организации ИнтерНИШ относительно отдельных альтернатив и гуманного производства новых альтернатив детально описывается в Приложении.

Фильмы и видеозаписи

Исторически сложилось, что фильмы использовались в большей степени в преподавании наук о жизни с целью иллюстрации тем учебного курса, которые выигрывали от визуального представления, нуждались в дальнейшем объяснении или были трудными для показа в лабораториях. С течением времени большинство фильмов были заменены на видеозаписи. В свою очередь некоторые видеоматериалы использовались в клипах как часть мультимедийных компьютерных программ на СД-РОМах и DVD.

Современные высококачественные видеозаписи используются практически во всех институтах и могут играть важную роль визуальных альтернатив, заменяющих использование животных, при котором им причиняется вред. Для институтов с ограниченными финансовыми ресурсами видеозаписи могут служить реалистичной альтернативой анатомированию и экспериментированию, особенно в сочетании с другими не дорогостоящими подходами для достижения целей обучения. Несмотря на пассивный характер, видеозаписи дают хорошие вводные знания о предмете и часто используются в качестве подготовительного и сопроводительного материала перед работой с другими альтернативами, такими как хирургическая практика на тренажерах или клиническая работа с пациентами - людьми и животными.

Видеозаписи профессионально выполненных вскрытий зачастую могут давать гораздо больше информации студентам, чем вскрытия, которые выполняют сами  студенты. Такой материал является достаточной альтернативой для студентов, которые не будут использовать животных в их дальнейшей работе.  Для меньшинства  студентов, которым понадобятся навыки анатомирования в их будущей карьере,  видеозаписи можно использовать для их предварительной подготовки, прежде чем они будут выполнять анатомирование на трупах, полученных из этичных источников. Видеозаписи экспериментов по фармакологии и физиологии,  как и их аналоги в форме компьютерных программ, также могут демонстрировать процедуры, продолжение выполнения которых на живых животных было бы неприемлемым с этической точки зрения или трудным для эффективной иллюстрации. Многие видеозаписи сочетают графику, киносъемку и звук.

Цифровые видеозаписи

Последние цифровые технологии предоставляют новые возможности для творческого развития и увеличения потенциала учебных видео-ресурсов в сочетании с компьютерными программами2. Перевод видеозаписей в цифровой формат является простой и не дорогостоящей процедурой. Редактирование цифровых видеозаписей, включая добавление звуковых комментариев, фотографий и графики, а также их копирование и распространение, может выполняться с помощью среднего компьютера с подходящим программным обеспечением и при наличии базовых компьютерных навыков. Цифровой формат позволяет легко находить и использовать видеоклипы во время лекции или лабораторного  практикума, а также размещать «библиотеки» видеозаписей в интернете. Творческое использование этой технологии может служить в качестве высокоэффективного обучающего средства.

Модели, учебные манекены и имитаторы

К этому типы альтернатив «без животных» относятся синтетические тренировочные объекты, разработанные для имитации органов,  конечностей или целых животных, а также учебные аппараты  для моделирования физиологических функций или клинических навыков и сценариев. Эти описательные термины используются достаточно гибко и иногда взаимозаменяемо. В целом, название «модели» можно отнести к объектам, разработанным для  ознакомления с анатомической структурой. Под термином «манекены», или иногда «учебные фантомы», понимаются очень похожие на реальные объекты воплощения животных или людей, предназначенные для овладения клиническими навыками. И, наконец, «имитаторами» называются инструменты для практической отработки клинических навыков, хирургических процедур и оказания помощи при критических состояниях. К имитаторам относят компьютеризованные модели, устройства для обучения хирургии и тренажеры для наложения швов.

Во всем мире пластиковые модели животных, демонстрирующие их внутреннюю структуру, обычно используются для преподавания морфологии. Трупы реальных животных могут анатомироваться и консервироваться, например, используя технологию пластинации. Пластиковые кости широко используются в человеческой ортопедии и ветеринарной медицине для демонстрации переломов.

Простые и недорогие имитаторы могут использоваться для действенной отработки психомоторных и клинических навыков, например, координации руки и глаза, обращения с инструментами и наложения швов. Имитаторы кожи и полых органов, кишечного анастомоза, микрохирургические тренажеры и др. изготовляются из специально приготовленных пластмасс или латекса, чтобы реалистично имитировать соответствующие ткани и органы. Такие патологии, как кисты различных органов могут быть добавлены в некоторые имитаторы для практики их удаления. Даже внутренние трубки велосипедных шин иногда используются в качестве  легко доступных тренировочных устройств, пригодных для освоения навыков на базовом уровне.

Динамические имитаторы

Один из таких хирургических имитаторов для тренировки минимально-«агрессивных» внутренних хирургических  вмешательств может быть оснащен настоящими органами животных. Эти органы, полученные из этичных источников, заливаются жидкостью, и на них практикуются3.  В другом, находящемся в процессе разработки, имитаторе для обеспечения реалистичной альтернативы хирургии на живом теле используются наполняемые жидкостями труп человека или его части,

полученные из этичных источников4. Вены и артерии динамично наполняются подкрашенной жидкостью с помощью специально сконструированного насоса. Применяется также эффект пульсирующего давления, которое переносится на сосуды и, таким образом, достоверно имитирует сосудистое дерево – всё внутри закрытой системы. Подобный имитатор позволяет выполнять вскрытия, ряд хирургических и микрохирургических имитаций, таких как  сшивание сосудов, анастомоз и восстановление, применение зажимов при аневризме, паренхиматозную  резекцию, устранение кровотечения, эндоскопические процедуры. Следовательно, можно практиковаться в выполнении реалистичных хирургических процедур, и эта техника потенциально применима как на трупах людей, так и животных.

Некоторые имитаторы включают аппаратуру, построенную преподавателями, для иллюстрации динамических процессов, например, физиологии кровообращения. Такие приборы легко сконструировать в лабораторных условиях, используя насосы, трубки, клапаны, подкрашенную жидкость или, при возможности,  имитаторы на электронных схемах для иллюстрации нейрофизиологических процессов.

Практическая отработка навыков

В некоторых странах манекены людей-пациентов часто используются как студентами, так и профессионалами для тренировки клинических навыков и процедур, а также для обучения оказания помощи при критических состояниях. Самые современные манекены имеют искусственную кожу, кости и органы, в отдельных случаях,  бьющееся сердце и искусственные жидкости, имитирующие кровь и желчь. Анатомически верное воссоздание органов достигается инженерами с помощью современных техник сканирования и точным моделированием формы. Некоторые манекены компьютеризированы в целях имитации правдоподобных критических ситуаций и контроля в режиме реального времени степени правильности действий практикующихся при оказании помощи пациенту в критическом состоянии или  при проведении операций.  Таким образом, практикующиеся хирурги и врачи могут обучаться в безопасных для пациентов условиях, а программа мониторинга помогает гарантировать последовательность и единообразие обучения. Подобно всем аналогичным альтернативам, используемым во всем их потенциале, манекены позволяют полностью овладеть навыком, а не просто его ощутить. Пройдя через имитируемые клинические ситуации, студенты приобретут практические, умственные и эмоциональные навыки, необходимые в реальных жизненных ситуациях – навыки, которые впоследствии могут быть усовершенствованы.

Манекены животных, помимо прочего, облегчают обучение умению обращаться с животными,  методике забора крови, интубации, плевроцентеза, техникам сердечно-лёгочной реанимации.  Различные манекены имеют различную степень анатомического и физиологического реализма. Анатомически правильно сконструированные манекены позволяют студентам руководствоваться визуальными и тактильными ощущениями для овладения техниками таких сложных процедур как, например,  катетеризация мочевого канала самки собаки. Таким образом, студенты могут осваивать технически трудные, предполагающие риск и/или стресс у животных процедуры,  без участия живых животных. Ситуации по оказанию помощи при критических состояниях и изученные заранее их возможные исходы способствуют приобретению уверенности и компетентности. Опыт работы с индивидуальными различиями у животных может быть приобретен путем использования ряда манекенов и постепенного перехода на  трупы животных, полученные из этичных источников, а в дальнейшем путем клинической работы с животными-пациентами.

Манекены и имитаторы предлагают экономически целесообразное и этически приемлемое практическое обучение. Они дают больше свободы студентам для практики в их собственном темпе, для обучения методом проб и ошибок, путем повторения процедур, без жертв со стороны животных. Некоторые базисные имитаторы могут использоваться студентами как в домашних условиях, так и в лаборатории, потенциально высвобождая ресурсы профессорско-преподавательского состава.  Время и   средства, которые ранее затрачивались на подготовку лабораторных работ по отработке элементарных навыков, могут быть перераспределены на развитие и использование имитаторов и учебных возможностей, даваемых работой с пациентами в клинических условиях. Последнее подразумевает более сложные хирургические навыки и другое обучение, освоение которых обязательно требовали бы работы с  людьми и животными как пациентами.

Мультимедийное компьютерное моделирование

Компьютерная мышка

Возникновение и применение компьютерных технологий сделало революцию в науке и в обществе в целом. Высокоскоростные процессоры и мощное программное обеспечение изменили способ сбора и обработки данных. Изменился способ моделирования и объяснения биологических процессов, а также передачи знаний. Возможности, связанные с развитием компьютерных технологий, и их влияние на эффективность обучения наукам о жизни возросли экспоненциально за последние десять лет. Интернет, мультимедийные программы на СД-РОМах и DVD, играют важную роль во многих университетах, находя применение в лабораторных работах и лекциях, учебниках и курсовых проектах. Начиная с виртуальных вскрытий и экспериментов в хорошо оснащенных лабораториях, которые студенты могут выполнять на экране компьютера, и заканчивая полными моделями виртуальной реальности клинических техник с тактильными приспособлениями, возможности образования с помощью компьютеров ограничены только техническими границами и пределами нашего воображения.

В то время как поначалу компьютерные моделирующие программы представляли собой не что иное, как учебники, записанные на диски,  сегодняшние интерактивные мультимедийные программы могут объединять виртуальные лаборатории, трехмерные фотографические изображения и графику, видеоклипы, текстовую информацию, которые значительно улучшают качество и глубину обучения. Созданные преподавателями, чтобы лучше отвечать целям специфических курсов, эти профессионально разработанные пакеты программ  улучшают способность студентов визуализировать и понимать структуру и процессы, а также экспериментировать и овладевать стратегиями решения проблем и рядом других навыков.

Расширенное изучение анатомии

При виртуальном вскрытии или в анатомической программе студенты могут выполнять задания поэтапно, при необходимости повторяя их, а также изучая функциональную анатомию в ходе освоения программы. Программы имеют различные возможности. Некоторые программы включают библиотеки цветных фотографических изображений из макро- и микроанатомии с возможностью изменения масштаба  изображений. В других программах простым нажатием мышки можно проводить сравнение биологических видов в сопровождении звуковых комментариев или текста с объяснительной информацией и вопросами. Программы дают возможность выделять  и постепенно «растворять» отдельные органы и системы органов путем изменения цветовой насыщенности на составных изображениях. Представлять физиологические процессы, например, пищеварения или активации мышц позволяет техника «морфинга»; можно вращать органы и скелетные системы вокруг оси, использовать анимацию и «летать» сквозь тело к любой его части. Такие возможности, отсутствующие в настоящей лаборатории, но по запросу воспроизводимые с высокой скоростью в виртуальных моделирующих программах, дают богатый сенсорный опыт, который позволяет студентам получить более полное понимание структуры и структурных связей.

Следует отметить, что в то время как такие новые дисциплины как генетика, молекулярная и клеточная биология, наука о мозге отнимают время обучения у более традиционных предметов, мультимедийные образовательные программы восстанавливают и модернизируют изучение анатомии, а также помогают поддерживать равновесие между дисциплинами в процессе эволюции наук о жизни. Этот процесс уже начался в программах с двухмерным изображением высокой разрешающей способности, например, в цифровом атласе Видимый человек и в самых последних моделирующих программах по анатомии. По мере того, как новые технологии изображений, например, трехмерное ультразвуковое  изображение,  компьютерная томография (КТ) и  магнитно-резонансное изображение (МРИ)  становятся более доступными и широко распространенными, визуализация в анатомии и физиологии, диагностика, обучение хирургии с помощью моделирующих программ и фактическое выполнение хирургических операций – все будет улучшаться и обогащаться. Виртуальная реальность (ВР) уже использует некоторые из этих  прогрессивных технологий.

Виртуальная лаборатория

Программное обеспечение, включающее виртуальную лабораторию, обладает высокой степенью интерактивности и предлагает широкий набор экранного оборудования. Как правило, подобные программы моделируют классические препарирования животных, эксперименты по физиологии, фармакологии и оказание помощи при критических состояниях. Эти научные дисциплины хорошо приспосабливаемы к мультимедийным средствам, поскольку существует необходимость согласовывать множественные и одновременные процессы, а также добиваться понимания сложных взаимосвязанных явлений.

Моделирующие программы предлагают ориентированные на практику задачи, построенные на теоретических знаниях студентов. Перед использованием таких моделей студентами, преподаватели могут представить  аспекты программы для всего класса, используя проектор, чтобы прояснить специфические учебные задачи. Студенты могут приветствовать лекционную подачу материала в поддержку их индивидуального или группового экспериментирования. Для оптимизации процесса обучения весьма важно соблюдать баланс между сложностями новых учебных методов и  существующим уровнем знаний  и умений студентов.

Виртуальные лаборатории подробно представляют  процесс подготовки, использование основного оборудования и метод  выполнения практической работы. Затем студенты самостоятельно и активно выполняют опыты по анализу реакций имитированных тканей на раздражители или фармакологические агенты, как если бы они работали в лаборатории с животными или в клинической ситуации, наблюдая и записывая данные с помощью осциллоскопа на экране компьютера, диаграммного самописца и других аппаратов. Программы могут работать в режиме реального времени и быть адаптированы к требованиям пользователей. Студенты, экспериментирующие по нахождению решений сложных задач только выигрывают от возможности работать быстрее и с меньшими затратами по