奶牛难产助产虚拟仿真实验简介

奶牛难产助产技术虚拟仿真实验基于多种虚拟仿真技术,应用unreal engine 4作为主要开发引擎,构建高度仿真的虚拟3D实验环境和实验对象,该项目包括:牛正常分娩过程三维虚拟仿真实验项目、牛助产器械及其使用、难产助产手术三维虚拟仿真等内容,实习时间6学时。该系统包括预习系统和教学互动系统,可以满足动物医学专业“兽医产科学”、动物科学“兽医学”、“动物繁殖学”的实践教学,学生可以通过各种助产练习反复操作,处理各种难产,可以不受实验动物、环境等条件的制约、特别适合于学生在预习、复习或者拓展训练时采用,且提高了学生的学习兴趣,比实时实验有更大的潜在优越性。

 

来源:福建农林大学动物生态养殖虚拟仿真实验教学中心

 

家畜解剖学虚拟仿真实验项目简介

家畜解剖学虚拟仿真实验教学系统是是福建农林大学动物医学虚拟仿真实验教学中心的重点建设部分,其具体实验项目内容共包含动物(畜和禽)机体的各个系统的器官组织标本的形态、色泽、位置和功能的观察和3D模拟演示,组成包括:被皮系统:皮肤和皮肤的衍生物(毛、蹄、角、汗腺、皮脂腺、乳腺等);运动系统:(a)骨及股连接:家畜全身的骨骼及其连接,按照躯体划分的部位一一呈现:整体骨骼框架,头部、躯干和四肢及其连接;(b)皮肌:面皮肌、颈部皮肌、肩臂部皮肌及躯干皮肌;(c)肌肉:头部肌肉(面部肌和咀嚼肌)、躯干的主要肌肉(脊柱肌、颈腹侧肌肉、胸壁肌及腹壁肌)、前肢主要肌肉(肩带肌、肩部肌、臂部肌和前臂及前脚部肌)、后肢肌肉(髋部肌、股部肌、小腿部及后脚部);消化系统:口、咽、食管、胃、小肠、大肠和肛门;呼吸系统:鼻、咽、喉、气管、支气管和肺;泌尿系统:肾、输尿管、膀胱、尿道;生殖系统:(a)公畜:睾丸、附睾、输精管、尿生殖道、副性腺、阴茎、阴囊和包皮,(b)母畜:卵巢、输卵管、子宫、阴道、尿生殖前庭和阴门等;循环系统:心血管系统:心脏、血管(体循环和肺循环的动脉、经脉和毛细血管)和血液;淋巴系统:淋巴管道、淋巴组织和淋巴器官(胸腺、脾、淋巴结)及淋巴液的循环流动;神经系统:大脑、间脑、小脑、脊髓、神经节和全身分布的神经(脑脊液的循环);感觉器官:眼及眼球的辅助装置(成像);耳(外耳、中耳和内耳及听觉传导);内分泌系统:独立的腺体(垂体、肾上腺、甲状腺、甲状旁腺和松果腺)和内分泌组织(胰腺的胰岛、卵巢的黄体、睾丸的间质细胞及肾小球旁器)。

宠物美容虚拟实验项目

以贵宾犬为模型,进行宠物美容进行FLASH演示。动物临床虚拟实验项目:牛胃管投药、留置针的操作、骨折内固定3D模拟演示、牛难产的处置、胎衣不下FLASH演示。

兽医预防医学虚拟实验项目

禽流感病毒分离培养、FLASH演示。

分子生物学虚拟实验项目

项目包括分子生物学基本操作演练、总DNA 提取及PCR 操作、总RNA 提取及荧光定量PCR、蛋白质提取及免疫蛋白实验等4 个项目,教学中主要用于实体项目的预习和学生的自学。

药物化学虚拟实验项目

该模块在教学中运用于学生实体实验的预习和复习。实验包括以下内容:HPLC 设备连接试验,滴定操作,HPLC 法测定阿司匹林片含量,GC 法测定维生素E 的含量,UV 法测定VB12 注射液的含量,软件系统将药物分析常用的基础操作实验虚拟化,学生通观看实验演示部分,学习实验流程了解实验中的注意事项后,再到虚拟实验中进行操作,学生自己选择实验条件和实验参数,使用虚拟实验器材后,产生自动计算的实验数据,并相应实现对实验的虚拟操作,系统可对学生的实验情况进行测试,以方便教师掌握学生的学习情况。

虚拟动物实验项目

虚拟动物实验项目包括实验目的、实验原理介绍、实验操作录像、实验仿真交互操作、实验波形变化模拟等几部分内容,可以使学生先学习理论知识,然后进行虚拟仿真操作,确定理论与实践的关系,以巩固学习到的知识,提高实验教学质量。动物医学机能学虚拟实验教学模块包括生理学、药理学、病理生理学等实验4大模块,共计32个实验项目。所有内容全部采用人机对话互动的虚拟仿真操作来完成,同时配录像来介绍手术器械及演示手术操作、结果记录过程。可开展以下主要项目包括家兔的基本操作综合实验、蟾蜍的基本操作综合实验、大鼠的基本操作综合实验等34 个。模块内项目多为综合类实验,一个项目内多包涵多个子实验。模块内有些项目学生可以自主设计实验方案,不同方案产生随机结果或不同数据,学生需要进行相应的统计分析和判断,如:尿生成的影响因素虚拟实验,通过试验,培养了学生的综合能力,选择部分此类实验列入教学计划项目,分配学时,让学生分组进行虚拟试验,并提交实验报告。

 

来源:福建农林大学动物生态养殖虚拟仿真实验教学中心

鱼的形态结构解剖

实验目的

1.掌握鱼类的测量方法和解剖操作过程,了解硬骨鱼类的主要特征,使学生通过实体解剖和网上资源对比,确定鱼类适应水生生活的适应性特征;

2.了解硬骨鱼各器官的组成及特点,使学生通过虚拟资源确定不同器官的空间分布特征,并将在其实体实验中对不同器官实现准确复位。

虚拟仿真实验实现方式

用Unity3D、Maya等软件将鱼的外部形态、内部结构、骨骼系统等整合构建成3D仿真鱼,将鱼的血液循环、气体交换过程、解剖方法及流程等制作成动画,实现了从不同视角对鱼的内外部器官空间相对位置、典型结构的观察及鱼解剖过程的仿真操作。

教学实施流程

通过实体解剖和3D仿真资源的利用,实现学生对鱼类不同器官的整体认识,使学生在虚拟认识、实体解剖、仿真实验、虚实对比、整体认识的过程中完成实验。具体实施流程如下图所示。

实施效果

通过鱼的形态结构解剖虚拟仿真实验资源的建设及应用,解决了部分器官不可见或难以观察的问题,有利于学生掌握各器官的空间分布关系,充分理解鱼适应水生生活的形态结构特征,提高了实验教学效率。

 

来源:扬州大学生物科学与技术虚拟仿真实验教学中心

鸟类学野外实习虚拟仿真实验介绍

本虚拟仿真实验是针对鸟类多样性调查这一野外实习教学内容而设计,内容包括夏季繁殖鸟类和冬季越冬鸟类调查,其中夏季繁殖鸟类调查包括森林和湿地水域两种生境。该实验的目的是训练学生利用检索表对不同鸟种进行识别鉴定能力,掌握鸟类多样性调查方法和数据分析处理方法,开展实地野外实习时可快速进入实习状态,并且学生可以重复进行实验,在一定程度上解决了因实习经费、师资队伍和野外环境条件的限制而影响野外实习效果的问题。虚拟仿真实验中涉及的鸟类以实物照片形式体现,通过实验可得到与野外实际研究相似的实验结果和结论。

 

本虚拟仿真实验中森林鸟类多样性调查采用的方法为样线法,湿地水域鸟类调查采用的方法为样点法。样线法:是指在调查区域设置一定数量的样带,调查人员通过统计样带两侧一定范围内鸟类的种类及数量,用数理统计方法,估计调查区内鸟类相对数量的方法。样点法是在调查区域内布设一定数量的样点,以各个样点作为中心点,计数一定半径的圆形区域内鸟类的种类及数量,用以估计调查区域内鸟类的相对数量。

 

本虚拟实验软件以长白山不同海拔生境为背景,制作夏季森林(50种鸟)和湿地水域及冬季森林(30种鸟)调查样线,样线长度为2.0km,背景和各种鸟均为3D效果,出现的鸟类鸣声为野外录制声音。进行实验前教师可设定出现的鸟种数,不同种鸟在学生进行实验时随机出现,保证每次调查鸟种组成均不相同。实验时,点击场景中3D鸟类模型可出现相对应鸟类的多张实物照片,有些鸟种配以鸣声,学生直接可调用虚拟辅助资源(电子检索表、图谱、图片库、鸣声库)进行鉴定,鉴定结果输入虚拟平台,平台可自动评定鉴定是否准确,判定成绩,并保存鉴定相关信息,学生可输出鸟类鉴定结果,查阅相关文献,并利用多样性指数公式进行分析处理,撰写实习报告,提交到虚拟平台,由教师评判成绩。

 

该虚拟仿真实验目前已有条调查样线可以进行测试运行,分别为:长白山冬季鸟类多样性调查虚拟仿真实验,长白山夏季鸟类多样性调查虚拟仿真实验。

 

来源:东北师范大学生物学虚拟仿真实验教学中心