К вопросу о совершенствовании преподавания фундаментальных дисциплин в медицинском вузе

№51-2,

Педагогические науки

В статье рассматриваются направления совершенствования образовательного процесса за счет использования виртуальных лабораторных комплексов при обучении студентов медицинских вузов дисциплинам фундаментального цикла на примере физики и математики. Обоснованы преимущества виртуализации лабораторных работ.

Похожие материалы

Информационные технологии сегодня являются значимой частью любой отрасли экономики, и здравоохранение здесь не является исключением. Однако накопленный отечественный опыт внедрения и использования информационных технологий (средств автоматизации, анализа данных, высокотехнологичного оборудования) в сфере медицинской деятельности пока не может считаться не только передовым, но и соответствующим современным условиям [1, 2].

Одной из причин такому положению дел следует считать недостаточную подготовленность работников системы здравоохранения к использованию современных информационных технологий. Поэтому, по-нашему мнению, наиболее перспективными с точки зрения подготовки будущих специалистов – врачей, являются используемые в различных областях знаний виртуальные лабораторные комплексы. При обучении студентов дисциплинам фундаментального цикла, например, физике и математике, виртуальный лабораторный комплекс представляет собой программно-аппаратное средство, моделирующее протекающие в реальности физические явления и процессы [3]. А значит, при использовании такого комплекса студенты имеют возможность знакомиться на практике с наиболее значимыми закономерностями, проводя научный эксперимент. Основой виртуального лабораторного комплекса является компьютерная программа или связанный комплекс программ, осуществляющих компьютерное моделирование некоторых процессов (в СЗГМУ им. И.И. Мечникова – это LabView).

Традиционно учебный процесс представлен тремя видами занятий: лекциями, практическими и лабораторными занятиями (рис. 1). В этой связи развитие компетенций зависит от обеспеченности кафедр современным оборудованием (учебным, научным). При этом интерактивность обучения снижается, так как собрать все существующее оборудование, как и обеспечить возможность каждому студенту научиться работать с этим оборудованием сложно.

Базовые элементы учебного процесса при изучении дисциплин фундаментального цикла
Рисунок 1. Базовые элементы учебного процесса при изучении дисциплин фундаментального цикла

Если говорить о возможностях виртуализации учебного процесса, то программное обеспечение LabView, позволяет преподавателю продемонстрировать происходящие в физической лаборатории процессы за счет специальных функций:

  • интеграции с измерительным оборудованием и автоматизированного анализа данных;
  • обработки и анализа сигналов, получаемых от интегрированного оборудования или задаваемых пользователем;
  • быстрой разработки виртуального прибора при использовании заданных (стандартных) шаблонов;
  • программирования в LabVIEW.

Наиболее существенные преимущества использования LabView представлены на рис. 2

Преимущества использования виртуальных лабораторных работ в программной среде LabView
Рисунок 2. Преимущества использования виртуальных лабораторных работ в программной среде LabView

Однако при обучении студентов медицинских ВУЗов в LabView можно выделить и другие преимущества (рис. 3).

Возможности использования LabView для медико-биологических измерений
Рисунок 3. Возможности использования LabView для медико-биологических измерений

Пояснение к рисунку: ЭМИ – электромагнитное излучение.

В совершенствовании образовательного процесса в медицинском ВУЗе при обучении студентов дисциплинам фундаментального цикла использование виртуальных лабораторных комплексов обеспечит [3]:

  • гибкость перестройки и вызова разнообразных работ, с привлечением теоретического материала в режиме on-line;
  • оперативность процесса проведения лабораторных работ;
  • наглядное представление получаемых закономерностей и воспроизводимость результатов;
  • возможность автономной и удаленной самостоятельной работы студентов и их общения с преподавателями;
  • практически возможна реализация автоматического контроля результатов проведения лабораторных работ и получения знаний студентами;
  • возможность быстрого внедрения и дальнейшего развития новых разновидностей лабораторных работ;
  • эффективное использование компьютерного времени и занимаемых площадей под оборудование кафедр.

Таким образом, использование виртуальных лабораторных приборов следует рассматривать в настоящее время как эффективный способ повышения интерактивности учебного процесса при обучении студентов дисциплинам фундаментального цикла (например, физике и математике). Однако незначительная распространенность данного программного обеспечения в медицинских ВУЗах не позволяет использовать готовые шаблоны, что формирует требования по самостоятельной разработке виртуальных лабораторных комплексов.

Как показали проведенные исследования [4-7], по сравнению с традиционными лабораторными работами виртуальные лабораторные комплексы имеют ряд преимуществ.

  • с помощью виртуального лабораторного комплекса, созданного в среде LabView, можно изучать свойства поверхностного слоя жидкости, капиллярные явления, физические основы кровообращения, пассивные электрические свойства живых тканей, осуществлять опытную проверку физических законов и др.;
  • возникает возможность моделирования процессов, протекание которых недоступно студентам, например, проведение экспериментов с использованием высокотехнологичного оборудования, биологических тканей.

Кроме этого, при обучении студентов и аспирантов физике и математике в медицинских ВУЗах возникают потребности в следующих исследованиях:

  1. Измерения и исследования физических факторов:
    • измерение шума и вибрации от автотранспорта, авиатранспорта, метро;
    • измерение электромагнитного излучения, шума и вибрации от систем вентиляции и кондиционирования, инженерного оборудования (лифтовое оборудование, ИТП, ЦТП, системы отопления, электрощитовые, трансформаторные подстанции и др.);
    • измерение электромагнитного излучения, освещенности на рабочем месте с ПЭВМ;
    • измерение электромагнитного излучения от базовых станций сотовой связи;
    • измерение электромагнитного излучения от медицинской техники (УВЧ аппараты, МРТ и др.)
  2. Моделирование радиологических и токсикологических исследований:
    • моделирование эксплуатационных параметров рентгенодиагностических и терапевтических медицинских аппаратов на их соответствие санитарным правилам и нормативам; измерению радиационного выхода;
    • моделирование эффективных доз облучения пациентов при рентгенодиагностических исследованиях;
    • моделирование мощности излучения на рабочих местах, на внешних поверхностях стационарных и передвижных средств индивидуальной и коллективной защиты и ограждающих конструкций.
  3. Санитарно-гигиенические исследования:
    • исследование рабочих мест (с целью определения специальных условий труда и аттестации);
    • измерения уровня шума и вибрации на рабочих местах;
    • измерения излучений и выбросов вредных веществ.

Разрабатываемые виртуальные лабораторные комплексы для проведения медико-биологических измерений позволят реализовать интерактивное обучение с помощью виртуальных лабораторных работ, мотивировать студентов к изучению фундаментальных дисциплин. С помощью виртуальных лабораторных работ студентам становится доступным высокотехнологичное оборудование, а сами работы могут быть «специализированы» под требования профильных кафедр и использоваться на всех уровнях обучения.

Список литературы

  1. Путков К.А., Шматко А.Д. Анализ использования информационных технологий в высокотехнологичных отраслях экономики (на примере здравоохранения) // NovaInfo.Ru (Электронный журнал.) – 2015 г. – № 38; URL: http://novainfo.ru/archive/38/analiz-ispolzovaniya-informatsionnykh-tekhnologiy
  2. Растов М.А., Шматко А.Д. Инновационная деятельность организации: дилеммы и выбор // Економiчний часопис-XXI. 2014. Т. 1. № 3-4. С. 39-42.
  3. Марков А.В., Шматко А.Д. Функциональное моделирование процессов в организационно-технических системах. Учебное пособие для вузов / Балтийский государственный технический университет "Военмех". Санкт-Петербург, 2005.
  4. Решетникова Н.В., Шматко А.Д. Анализ передового опыта регулирования и поддержки инновационной деятельности // Региональные агросистемы: экономика и социология. 2015. № 1 (1). С. 10.
  5. Путков К.А., Шматко А.Д. Анализ развития дисциплины «Информатика» как области знаний с учетом экономических условий // NovaInfo.Ru (Электронный журнал.) – 2015 г. – № 38; URL: http://novainfo.ru/archive/38/analiz-razvitiya-distsipliny-informatika
  6. Абдулаева З.И., Шматко А.Д. Анализ опыта использования системы Moodle для улучшения учебного процесса в ВУЗе // Конференциум АСОУ: сборник научных трудов и материалов научно-практических конференций. 2015. № 1. С. 1548-1554
  7. Путков К.А., Шматко А.Д. Роль информатизации и информационных технологий в экономике знаний // NovaInfo.Ru (Электронный журнал.) – 2015 г. – № 38; URL: http://novainfo.ru/archive/38/rol-informatizatsii-i-informatsionnykh-tekhnologiy