Проблемы преподавания информатики у студентов первого курса медицинских вузов

№66-1,

педагогические науки

Статья посвящена вопросам преподавания информатики в медицинском вузе, проблемам, с которыми сталкивается преподаватель, ведущий данную дисциплину на первых курсах. Основное внимание в статье уделяется вопросам применения компьютерного моделирования, как способ совместить вопросы информатики с решением вопросов медико-биологических дисциплин.

Похожие материалы

В современном обществе в век компьютеризации трудно жить и работать, не используя компьютерные технологии, не зная основ информатики. Не составляет исключение и медицина.

Обратимся к терминологии. Прежде чем говорить о проблемах преподавания информатики, необходимо разграничить понятия: информатика, информационные (или компьютерные) технологии. Информатика — это наука, которая занимается исследованием методов сбора, обработки, хранения, передачи и анализа информации с применением различных компьютерных и цифровых технологий, а также изучением возможностей их применения. Информационные технологии — совокупность знаний о способах и средствах автоматизированной переработки информации с использованием электронно-вычислительной техники с целью получения информационного продукта или услуги при автоматизации профессиональной деятельности. [1 с.12]

Ни у кого не возникает сомнения, что будущему медику необходимо обладать основными навыками работы с компьютером и с программными пакетами. Однако до сих пор существует ряд проблем в организации учебного процесса и методиках преподавания информатики в высших учебных заведениях. Их можно условно разделить на две группы.

К первой группе относятся проблемы, связанные с отсутствием необходимого количества вычислительной техники, быстрым моральным старением техники и программного обеспечения.

Хотелось бы отметить, что существует бесчисленное множество программных комплексов, которые позволяют проводить моделирование окружающих нас процессов, Каждая программная среда имеет свои инструменты и позволяет работать с определенными видами информации. Поэтому перед исследователем возникает нелегкий вопрос выбора наиболее удобной и эффективной среды для решения поставленной задачи [1].

Некоторые программные среды используются человеком как эффективное вспомогательное средство для реализации придуманной модели. Например, для построения геометрических моделей, схем используются графические среды для словесных или табличных описаний — среда текстового редактора.

Другие программные среды используются как средство обработки используемой информации, получения и анализа результатов. Так ведется обработка больших объемов информации в среде баз данных или проводятся вычисления в электронных таблицах.

Ко второй группе проблем относятся проблемы обучения. К ним относятся психологические факторы, связанные с непониманием студентов первых курсов многих медицинских проблем. Ведь никто не будет проводить такие врачебные эксперименты на пациентах, которые могут не удовлетворять главному принципу медицины «не навреди». Также нельзя не упомянуть, что экспериментальная медицина основывается на статистической обработке данных, а недостаточный уровень знаний вопросов статистики может вызвать ряд трудностей у студентов.

Именно поэтому на первых курсах медицинских вузов во главу угла выходит моделирование различных медико-биологических процессов, с помощью которого можно создать «виртуального больного» и на нем апробировать все возможные варианты течения заболевания, методы лечения, не боясь о последствиях.

Математические модели используются для расчета клинически значимых показателей при обработке статистических данных, для описания физических параметров заболеваний. Примером математических моделей, известных в медицине, является модель возбуждения нервного волокна А.Ходжкина и А.Хаксли, модель сердечной деятельности Ван дер Пола и Ван дер Марка, модель кровообращения Ф. Гродинза.

Модель — это создаваемое человеком подобие изучаемого объекта (схема, карта, словесное описание, математическое представление и т.п.). Метод моделирования состоит в исследовании объекта или явления, путем построения моделей и их изучения. Но с перечисленными выше моделями очень сложно работать экспериментально, особенно на первой ступени обучения в медицинском вузе.

Компьютерное моделирование — это в определенной степени, то же самое, описанное выше моделирование, но реализуемое с помощью компьютерной техники.

Основные этапы компьютерного моделирования [2]:

  1. Описание модели, на этом этапе происходит выделение существенных параметров объекта и пренебрежение несущественными.
  2. Создание формализованной модели, на этом этапе описательная модель записывается на формальном языке и строится решение задачи с помощью компьютерной программы.
  3. Компьютерный эксперимент, в котором можно изменить абсолютно любой параметр, и пронаблюдать, как изменится другие параметры медико-биологического процесса.

В качестве процесса для создания модели, можно предложить студентам процесс формирования артериального давления. Но при этом необходимо иметь измеренные параметры, описывающие выбранную модель, такие как, например, ударный и минутный объем крови, рост, вес и возраст. Для выяснения вопроса о влиянии независимых параметров на зависимые можно воспользоваться понятием коэффициента корреляции. Для явления, которое в большей степени влияет на рассматриваемый объект (коэффициент корреляции максимальный) построить математические формулы, по которым может изменяться моделируемый процесс. Методами оптимизации (например, методом наименьших квадратов) можно выяснить, какая из представленных формул будет наиболее точно описывать рассматриваемый процесс. Все эти этапы можно реализовать с помощью электронных таблиц Excel.

Воспользовавшись предложенным выше планом, можно получить математическую формулу ДД=А*ln(УОК)-В из которой видно, что наибольшее влияние на диастолическое давление оказывает ударный объем крови и зависимость между этими параметрами носит логарифмический характер.

Компьютерное моделирование позволяет обеспечить высокий интерес не только к информатике, но и показывают основные направления использования полученных знаний в дальнейшей работе практикующего врача.

В заключение можно подчеркнуть, что компьютерное моделирование и вычислительный эксперимент позволяют свести исследование объекта, который не подчиняется математической логике к решению математической задачи. Этим самым открывается возможность использования для его изучения хорошо разработанного математического аппарата в сочетании с мощной вычислительной техникой. На этом основано применение математики и ЭВМ для познания законов реального мира и их использования на практике.

Список литературы

  1. Гершунский Б.С. Компьютеризация в сфере образования//Информатика и образование, №3, 2008.
  2. Машбиц Е.И. Компьютеризация обучения: проблемы и перспективы. М., 2006.
  3. Тыщенко О.Б. Новое средство компьютерного обучения - электронный учебник // Компьютеры в учебном процессе, 2008, № 10, стр. 89-92.
  4. L. Wang, Сomputer-simulated pharmacology experiments for undergraduate pharmacy students: experience from an Australian university, Indian Journal Of Pharmacology, 2001