Review of interactive methods of teaching physics at medical University

Full Text

Введение. Одной из основных тенденций со- временного образования является его информати- зация, связанная главным образом с внедрением в учебно-образовательный процесс различного рода информационных средств и методов, призванных структурировать и оптимизировать его. Выстроенное информационное пространство высшего учебного заведения в общем и медицинского университета в частности призвано обеспечивать условия эффек- тивного взаимодействия всех его структур для повы- шения качества образовательного процесса. Однако, внедряя только мультимедийные средства обучения, невозможно повысить усвоение материала, мотива- цию обучаемых, активизировать их самостоятельную деятельность и сформировать должным образом раз- носторонние компетенции будущего врача. В связи с этим возникает необходимость вы- явления оптимальных форм, методов и приемов обучения на основе индивидуального и диффе- ренцированного подхода к обучаемым. Одним из инновационных методов обучения является инте- рактивное обучение. Парадигма личностно-ориентированного, раз- вивающего обучения, активное внедрение интерак- тивных методов и форм его организации позволяют формировать у обучаемого продуктивную мыслитель- ную деятельность и учебно-познавательный интерес. Цель исследования. Обосновать целесообраз- ность использования интерактивных методов обуче- ния физике в медицинском вузе. Материалы и методы. Анализируются матери- алы приказов и постановлений Министерства обра- зования, учебные пособия, собственные выкладки и результаты. Результаты и их обсуждения. По мнению А.А. Вербицкого [1], традиционные формы организации учебного процесса имеют ограниченные возможности в активизации позиции студента, так как он всегда находится в состоянии обучаемого и обучающегося. Нетрадиционные же формы обучения в одном случае ставят его в позицию режиссера, в другом - в пози- цию учителя, в третьем - в позицию консультанта, в ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ 3 (63) - 2018 219 Обзоры четвертом - актера, в пятом - ученого, в шестом - за- конодателя и т. д. И чем разнообразнее выполняемые студентом роли и занимаемая им в деятельности позиция, тем разнообразнее развивается личность будущего специалиста, его мыслительная деятель- ность приобретает системный характер, формируется творческий, заинтересованный подход к учебно-по- знавательной деятельности, вырабатывается гибкость мышления и действий. Значение использования в образовательном процессе интерактивных методов обучения заключается прежде всего в повышении качества подготовки специалистов. Смысл данных приемов состоит в следующем: - в повышении учебно-познавательной активности студентов, интереса к учебным занятиям; - инициировании самостоятельной мыслительной деятельности; - развитии творческого потенциала личности студента; - предупреждении утомления, создании ком- фортной среды для обучения и воспитания личности будущего специалиста; - создании условий для формирования професси- онально-значимых личностных качеств и др. Интерактивные методы обучения позволяют фор- мировать знания, умения и навыки путем вовлечения студентов в активную учебно-познавательную дея- тельность. Г.М. Газизова [2] показывает, что обучение с использованием данных методов, в частности меди- цинским дисциплинам, имеет высокую результатив- ность: обеспечивает вовлеченность обучающихся (участие в процессе обучения активное, а не пассив- ное); основано на опыте; отвечает первоочередным потребностям и опирается на личные побудительные мотивы; осуществляет обратную связь; демонстриру- ет уважение к обучающимся; создает дружелюбную атмосферу и др. Интерактивные методы обучения имеют в своём арсенале достаточно широкую палитру приемов и форм проведения различного рода занятий. К наиболее часто встречающимся методам препо- давания физики относятся: 1. Проблемная лекция. Преподаватель в начале и по ходу изложения учебного материала создает про- блемные ситуации и вовлекает студентов в их анализ. Разрешая противоречия, заложенные в проблемных ситуациях, обучаемые самостоятельно могут прийти к тем выводам, которые преподаватель должен со- общить в качестве новых знаний. Проблемные лекции обеспечивают творческое усвоение будущими спе- циалистами принципов и закономерностей физики, активизируют учебно-познавательную деятельность студентов, их самостоятельную аудиторную и внеау- диторную работу, усвоение знаний и применение их на практике. При обучении на кафедре биологической и медицинской физики Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова курсантам и студентам читаются про- блемные лекции по темам «Транспорт веществ через биологические мембраны», «Термодинамика», «Механизмы биоэлектрогенеза», «Свойства ионизирующих излучений. Основы дозиметрии». 2. Лекция с запланированными ошибками (лек- ция-провокация). После объявления темы лекции преподаватель сообщает, что в ней будет сделано определенное количество ошибок различного типа: содержательные, методические, поведенческие и т.д. Студенты в конце лекции должны назвать ошиб- ки. Эта форма проведения лекции была разработана для развития у студентов умений оперативно анали- зировать профессиональные ситуации, выступать в роли экспертов, оппонентов, рецензентов, вычле- нять неверную или неточную информацию. Лекция с запланированными ошибками выполняет не только стимулирующую функцию, но и контрольную. Пре- подаватель может оценить уровень подготовки сту- дентов по предмету, а тот в свою очередь проверить степень своей ориентации в материале. С помощью системы ошибок преподаватель может определить недочеты, анализируя которые в ходе обсуждения со студентами получает представление о структуре учебного материала и трудностях овладения им. 3. Лекция-визуализация. Данный вид лекции яв- ляется результатом нового использования принципа наглядности. Подготовка лекции преподавателем состоит в том, чтобы изменить, переконструировать учебную информацию по теме лекционного занятия в визуальную форму для представления студентам через технические средства обучения, на кафедре к этой работе также могут привлекаться и студенты, у которых в связи с этим будут формироваться соот- ветствующие умения, развиваться высокий уровень активности, воспитываться личностное отношение к содержанию обучения. Чтение лекции сводится к связному, развернутому комментированию препо- давателем подготовленных наглядных материалов, полностью раскрывающему тему данной лекции. Представленная таким образом информация должна обеспечить систематизацию имеющихся у студентов знаний, создание проблемных ситуаций и возможно- сти их разрешения; демонстрировать разные способы наглядности, что является важным в познавательной и профессиональной деятельности. 4. Лекция-диалог, или лекция-беседа, является наиболее распространенной и сравнительно простой формой активного вовлечения студентов в учебный процесс. Эта лекция предполагает непосредственный контакт преподавателя с аудиторией. Преимущество лекции-диалога состоит в том, что она позволяет привлекать внимание студентов к наиболее важным вопросам темы, определять содержание и темп из- ложения учебного материала с учетом особенностей студентов. Участие слушателей в лекции-беседе мож- но обеспечить различными приемами, вопросы могут быть информационного и проблемного характера, для выяснения степени готовности студентов к вос- приятию материала. Так, например, в ходе лекции по теме «Механизмы биоэлектрогенеза» преподаватель ставит перед аудиторией следующие вопросы: 220 3 (63) - 2018 ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ Обзоры - Что является непосредственной причиной об- разования трансмембранной разности потенциалов на наружной мембране в условиях покоя? - Какова роль анионов в этом процессе? - Почему потенциал покоя можно называть кали- евым равновесным потенциалом? Вопросы задаются всей аудитории, студенты и курсанты могут отвечать с мест, если активны только несколько обучаемых, преподаватель задаёт вопросы адресно. Для экономии времени вопросы рекомен- дуется формулировать так, чтобы на них можно было давать однозначные ответы. С учетом разногласий или единодушия в ответах преподаватель строит свои дальнейшие рассуждения, имея при этом возмож- ность наиболее доказательно изложить очередное понятие лекционного материала с использованием следующих приемов [4]: - cамостоятельная работа с литературой; - коллективная мыслительная деятельность; - анализ конкретных ситуаций. - эвристическая беседа; - мозговая атака; - метод круглого стола; - метод деловой игры; - кейс-метод; - конкурсы практических работ с их обсуждением. Для реализации плодотворной самостоятельной работы обучаемых с литературой при подготовке к практическим занятиям преподавателями кафедры биологической и медицинской физики ВМА к каждой теме занятий разработан перечень конкретных вопро- сов с указанием ссылок на печатные и электронные источники. В основе метода «круглого стола» лежит принцип коллективного обсуждения проблем, изучаемых в куре физики. Главная цель таких занятий состоит в том, чтобы обеспечить обучаемым возможность практического использования теоретических зна- ний в условиях, моделирующих формы професси- ональной деятельности. Такие занятия позволяют формировать профессиональную компетенцию будущего специалиста - ПК-21 (способность к участию в проведении научных исследований). Профессиональное использование знаний - это свободное владение языком науки, научная точ- ность оперирования формулировками, понятиями, определениями. Студенты должны научиться вы- ступать в роли докладчиков и оппонентов, владеть умениями и навыками постановки и решения ин- теллектуальных проблем и задач, доказательства и опровержения, отстаивать свою точку зрения, демонстрировать достигнутый уровень теорети- ческой подготовки. На сегодняшний день широкое распространение получают семинары исследовательского типа с не- зависимой от лекционного курса тематикой, целью которых является углубленное изучение отдельных научно-практических проблем, с которыми столкнется будущий специалист. Также необходимо уделить внимание кейс-методу, который является наиболее эффективным и распро- страненным методом организации активной позна- вательной деятельности студентов. Как показывает И.К. Масалков [6], кейс-метод - это метод обучения, при котором студенты и преподаватели участвуют в непосредственном обсуждении проблем и задач. Он появился в начале XX в. и использовался в области права и медицины. Для дисциплины «физика» техно- логию кейс-метода можно рассматривать как обуче- ние студентов на примерах прикладных приложений теоретических концепций. Метод анализа конкретных ситуаций развивает способность к анализу жизненных и производственных задач. Сталкиваясь с конкретной ситуацией, обучаемый должен определить: есть ли в ней проблема, в чем она состоит, определить свое отношение к ситуации [6]. К кейс-технологиям относятся: - метод ситуационного анализа; - ситуационные задачи и упражнения; - анализ конкретных ситуаций (кейс-стади); - метод инцидента; - метод разбора деловой корреспонденции; - игровое проектирование; - метод ситуационно-ролевых игр. На кафедре биологической и медицинской физики апробируются различные кейс-технологии, в частно- сти решение ситуационных задач в малых группах (по 3-4 человека). В качестве примера таких ситуацион- ных задач можно привести следующую: Потенциал концевой пластинки (ПКП) на субси- наптической мембране мышечного волокна моллюска составляет 40 мВ. Расстояние от точки возникнове- ния ПКП до возбудимого участка постсинаптической мембраны - 3,25 мм. Мембрана мышечного волокна пребывает в состоянии катэлектротона, благодаря чему величина порогового сдвига мембранного по- тенциала снижена до 15 мВ. Следует определить минимально необходимое для возникновения потен- циала действия на электрогенном участке мембраны число импульсов, приходящих к пресинаптической мембране вследствие стимуляции нерва импульсным электрическим током частотой 200 Гц. Постоянная длины равна 2,5 мм, а постоянная времени 10,3 мс. Обучение и получаемые при этом знания носят интерактивный и динамичный характер. Обсуждение вопросов, сопутствующих решению задач, позволяет самостоятельно конструировать гипотезы, оценивать их вероятность и в конце концов находить верное решение. В отличие от традиционных методик, когда обучение достигается через повторение и обучаю- щийся руководствуется учебником, в кейс-методе развиваются как личностные, так и коммуникативные способности: умение работать в группе, выслушивать и анализировать мнение других, высказывать и ар- гументировать свое мнение, убеждать оппонентов. Использование кейс-метода при изучении курса физики повышает познавательную активность сту- дентов, их мотивацию к более глубокому пониманию ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ 3 (63) - 2018 221 Обзоры изучаемого физического явления, стимулирует поиск дополнительной информации по теме, превращая обучение в самостоятельный творческий процесс [4]. В период подготовки в высшей медицинской школе у обучающихся формируются компетенции как базис дальнейшей профессиональной дея- тельности. В соответствии с образовательными стандартами [7] выпускник, освоивший программу специалитета, должен, обладать профессиональными компетенциями, соответствующими, в частности, такому виду профессиональной деятельности, на который ориентирована программа специалитета, как научно-исследовательская деятельность: - готовностью к анализу и публичному представлению медицинской информации на основе доказа- тельной медицины (ПК-20); - способностью к участию в проведении научных исследований (ПК-21); - готовностью к участию во внедрении новых ме- тодов и методик, направленных на охрану здоровья граждан (ПК-22). Активная практическая деятельность обучающихся в процессе изучения различных дисциплин является необходимым условием, определяющим эффектив- ность формирования обучающимися данных компе- тенций. Актуализация практической деятельности обучающихся - сложная задача для учебных структур образовательных учреждений. Для ее решения н е о б х од им а м а т е р и а л ь н о - т е х н и ч е с ка я б а з а с достаточным количеством комплектов технических средств для индивидуальной работы обучающихся. Кроме того, аудиторный фонд учебных структур образовательных учреждений должен позволять организацию практической учебной деятельности обучающихся в малых группах [8]. Для решения задач высшего медицинского обра- зования, определенных федеральным государствен- ным стандартом (ФГОС), необходимы новые концеп- туальные подходы к его организации. Концептуальный подход, позволяющий использовать потенциал на- учно-исследовательской методологии фундамен- тальных наук, предлагается как основа организации практической учебной деятельности обучающихся, в частности, при изучении разделов физики. Суть данного подхода заключается в том, что под- готовка обучающихся по разделам физики органи- зуется как завершенные научно-исследовательские проекты, соответствующие содержанию регламен- тированных для изучения тем. При этом положения физики трансформируются в теоретическую основу, без освоения которой невозможно успешно провести исследование по данной теме. В частности, изучение ряда тем такого раздела физики, как «Механика», может проходить в форме лабораторного исследования по теме «Исследование и количественная оценка функционального состояния скелетных мышц методом динамометрии». Проведе- ние самостоятельных исследований на занятии как реализация практической деятельности является мотивацией для изучения обучающимися таких во- просов теории физики и биофизики, как - физический смысл понятия «сила»; - единицы измерения физической величины силы; - законы механики Ньютона; - закон Гука; - строение скелетной мышечной ткани; типы мы- шечных волокон; режимы мышечных сокращений; - физическая модель и количественная оценка ха- рактеристик двигательной функции скелетных мышц - силы, которую мышца развивает, и работы, которую мышца выполняет в процессе сокращения. Тема исследования и вопросы для подготовки к его проведению преподаватель публикует в открытом электронном ресурсе, в частности в соответствующем разделе на сайте образовательного учреждения. На занятии перед началом исследования пре- подаватель предлагает обучающимся не ответить на вопросы теории, но использовать освоенные теоретические положения физики для описания и характеристики функционального состояния структур организма человека и дать оценку целесообразности и практической ценности физического подхода к из- учению состояний живой природы. В период, предшествующий исследованию, пре- подаватель приглашает из каждой группы 2-3 обуча- ющихся на занятие кружка по дисциплине для подго- товки в качестве тренеров. Задача тренеров состоит в освоении принципов эксплуатации оборудования, методики и протокола исследования с указанием не- обходимых мер техники безопасных исследований. Далее на занятии подготовленные тренеры прово- дят обучение студентов из группы приемам работы с оборудованием. При необходимости преподаватель корректирует ход практической подготовки группы к исследованию. Исследования обучающиеся проводят самосто- ятельно в группах по 2-3 человека, меняясь ролями «исследователь» - «испытуемый». Тренеры при под- держке преподавателя контролируют соблюдение обучающимися протокола исследований. Таким спо- собом реализуется научно-исследовательское пар- тнерство как более эффективная форма контактного взаимодействия преподавателя с обучающимися. Практическая часть исследования завершается математической обработкой результатов проведен- ных измерений и вычислением дополнительных пред- усмотренных характеристик объекта исследования или его состояния. Совокупность данных обработки является основанием для дискуссии обучающихся по вопросу формулировки доказательного заклю- чения о состоянии объекта. Открытое проявление индивидуальной активности обучающихся является основанием для объективности оценки их подготовки по теме занятия. Для проведения исследований по следующей теме преподаватель приглашает других обучающихся для подготовки их в качестве тренеров. За период 222 3 (63) - 2018 ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ Обзоры изучения разделов такой дисциплины, как физика, все обучающиеся имеют возможность апробировать лидерские качества, приобрести начальный опыт ру- ководства членами коллектива. Исследовательская деятельность в локальных группах позволяет обучаю- щимся осознать личную ответственность за результат командной работы. Портфолио (рис. 1) иллюстрирует алгоритм пред- ставленного подхода к организации контактной фор- мы подготовки в формате научно-исследовательского партнерства «обучающиеся - преподаватель». Апробация предложенной концепции осуществле- на на кафедре Крымского федерального университета им. В.И. Вернадского (КФУ) и кафедре биологической и медицинской физики ВМА. На кафедре медицин- ской физики и информатики Физико-технического института проходят подготовку обучающиеся Меди- цинской академии (структурное подразделение) КФУ. Обучающиеся используют методические указания и выполняют исследование в соответствии с материа- лами, подготовленными преподавателем кафедры и рекомендованными для публикации учебно-методическим советом КФУ [9]. В качестве подтверждения позитивного восприятия обучающимися данного подхода следует отметить инициативу обучающихся по совместной с препо- давателем подготовке наглядного учебного пособия по теории и методике проведения динамометрии. Пособие опубликовано в виде постера и размещено в лаборатории проведения исследования. Перспективность и потенциал представленного концептуального подхода проявились в том, что исследовательское партнерство «обучающиеся - преподаватель» успешно трансформировалось в последующую индивидуальную научную работу обучающихся. Так, результаты исследований обуча- ющихся, полученные на занятии по теме «Исследо- вание и количественная оценка влияния физических и психоэмоциональных нагрузок на функциональное состояние системы кровообращения организма чело- века способом измерения артериального давления», стали основой для продолжения обучающимися ис- следований и подготовки научного доклада, пред- ставленного на научно-практической конференции молодых ученых и студентов КФУ [5]. Успешная практическая реализация и развитие нового концептуального подхода стали возможными после создания и оснащения на кафедре лабораторий научно-образовательного центра (НОЦ). Лаборатории НОЦ обеспечивают обучающимся условия проведения полноценных научных исследований в контексте из- учаемых научных теорий дисциплины. На кафедре биологической и медицинской физики ВМА данная методика апробируется в рамках Военно- научного общества курсантов и студентов. Заключение. Рассмотренные интерактивные методы обучения позволяют прежде всего реализо- вывать практико-ориентированную концепцию об- учения, формировать компетенции, установленные Рис.1. Схема реализации научно-исследовательского партнерства «обучающиеся - преподаватель» как концептуального подхода к организации контактной учебной деятельности обучающихся ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ 3 (63) - 2018 223 Обзоры программой специалитета ФГОС ВПО. При включении интерактивных форм и методов обучения в образова- тельный процесс повышается мотивация обучения, реализуется модель личностно-ориентированного обучения. Интерактивное обучение развивает комму- никативные умения, активизирует работу в команде, что является необходимой составляющей в форми- ровании профессиональных компетенций будущего врача. Применение интерактивных методов обуче- ния, интерактивный формат позволяет объединить контактную и самостоятельную учебные активности обучающихся в ряд исследовательских проектов, про- лонгированных на период подготовки обучающихся по предусмотренным дисциплинам.

About the authors

N G Novikova

Email: vmeda-nio@mil.ru

N V Pronina

N V Klishkova

Email: vmeda-nio@mil.ru

References

Supplementary files