CC BY
24
Подготовка кааров
© КОРЖУЕВ A.B., ШЕВЧЕНКО Е.В., РЯЗАНОВА Е.Л. - 1999 УДК 61:53:378.6
ФОРМИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЗНАЧИМЫХ МЫСЛИТЕЛЬНЫХ ЗНАНИЙ И СПОСОБОВ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ У СТУДЕНТОВ МЕДВУЗОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ КУРСА ФИЗИКИ
AJ3. Коржуев, ЕВ. Шевченко, ЕЛ. Рязанова
(Иркутский государственный медицинский университет, ректор - акад. МТА и АН ВШ A.A. Майбо-рола, кафедра медицинской и биологической физики, зав. - проф. Е.В. Шевченко)
Резюме. Приведена схема мыслительной деятельности врача, предполагающая необходимость формирования у студентов ряда мыслительных умений: анализ факторов и условий, умение сравнения и обобщения, теоретическое предсказание результатов и т.д. Предложены примеры и методики формирования этих умений при изучении курса медицинской и биологической физики.
Вся история науки показывает, что процесс познания в любой отрасли отвечает следующей схеме: наблюдение или эксперимент - гипотеза -экспериментальная проверка - научная теория. Правильная теория дает качественное и количественное объяснение целой области явлений природы с единой точки зрения, вскрывает механизм этих явлений и формулирует их закономерности. Процесс познания не заканчивается таким кругом - от опыта к теории и от теории к опыту. Медицинская наука не является исключением в этой схеме, а потому одним из качеств врача должно быть умение логически мыслить.
Мыслительную деятельность врача можно коротко представить в виде последовательности: наблюдение - диагноз - лечение - анализ результатов. Она предполагает необходимость формировать у студентов следующие мыслительные умения:
анализ факторов и условий, влияющих на протекание исследуемого процесса, выявление из всего комплекса этих факторов и условий наиболее значимых и тех, которыми можно пренебречь;
умение теоретического содеожательного сравнения и обобщения;
- умение выдвижения гипотезы, ее осмысления и соотнесения различных ее следствий с экспериментальными данными;
- теоретическое объяснение и предсказание результатов на основе анализа имеющихся данных.
Рассмотрим методику формирования данных мыслительных умений при изучении курса медицинской и биологической физики. Начнем с фор-
мирования умений анализа роли условий и факторов, влияющих на протекание исследуемого явления, а также умений сравнения. Приведем систему учебных заданий для студентов, способствующих формированию данного мыслительного умения.
1 группа - задания, в которых степень влияния различных факторов на характер протекания исследуемого явления может быть выражена количественно. Примером такого задания служит классический опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения. Радиоактивный препарат помещали на дно узкого канала в куске свинца. Напротив располагали фотопластинку. На выходившее из канала излучение (луч) действовало сильное магнитное поле В, перпендикулярное лучу. Вся установка, была в вакууме.
В отсутствие магнитного поля на фотопластинке после проявления обнаруживалось лишь одно темное пятно - в точке напротив канала. В магнитном же поле поток излучения распадался на три составляющие, отклонявшиеся от первоначального направления движения.
Задание. Установить, какими факторами может быть обусловлено отклонение магнитным полем входивших в пучок частиц, и подтвердить свой вывод количественными оценками.
Первый, наиболее существенный фактор, обусловливающий отклонение частиц в магнитном поле - электрический заряд частиц. Если частица нейтральна, то на нее со стороны магнитного поля не будет действовать сила Лоренца. Можно предположить, что чем больше заряд
Краткая схема рассуждений.
частицы, тем больше будет и величина ее отклонения.
Второй важный фактор - знак заряда частицы. От него зависит направление силы Лоренца, а значит, и направление отклонения частицы.
Третий фактор - масса частицы. Учитывая, что масса - мера инертности тела, можно предположить, что чем больше масса частицы, тем меньшим будет ее отклонение от первоначального направления движения.
Попробуем количественно оценить величину этого отклонения. В качестве параметра, его характеризующего, удобно выбрать угол отклонения, т.е. угол между первоначальным направлением движения и направлением касательной к траектории в некоторый момент времени. Если расстояние от канала до экрана принять равным d, а отклонение частиц — радиусу кривизны траектории R (причем d<R), то угол отклонения будет определяться соотношением: Sin f = d/R.
Отклоняться в магнитном поле будут а- и ß-частицы (у-фотоны в силу отсутствия электрического заряда магнитным полем не отклоняются).
Радиусы кривизны частиц можно определить из второго закона Ньютона:
mv2/R = qvB
Если считать скорости частиц равными, тогда отношения синусов углов отклонения а- и ß-час-тиц получим следующим: sina/sinß = mp/max qa/qp
Качественный анализ этой формулы подтверждает сделанные ранее предположения: а) чем больше заряд частицы, тем ее отклонение больше, б) чем больше масса частицы, тем отклонение меньше.
Далее задание усложняется: какой из факторов (различие масс или зарядов частиц) в большей степени влияет на величину отклонения?
Для ответа оценим отношения масс и зарядов: mp/ma = 1/800; qa/qp = 4. В результате отношение синусов углов будет очень маленькой величиной: 1/2000, из чего следует: отклонение а-частиц ничтожно по сравнению с отклонением электронов, что обусловлено в гораздо большей степени различием масс частиц (и следовательно, их инертных свойств), чем различием их зарядов.
Таким образом, качественный результат приобретает после приведенных рассуждений цифровое подтверждение, что позволяет его более осознанно и осмысленно воспринимать.
Приведем обобщенную схему, отражающую последовательность действий студентов при выполнении заданий данного типа:
К сожалению, в курсе медицинской и биологической физики число подобных задач невелико. Однако можно разработать ряд заданий, в которых отдельные элементы приведенной выше системы действий производятся в свернутом виде. Такого типа задачи, упражнения или фрагменты учебного материала целесообразно использовать регулярно. При этом важно, чтобы к решению проблем активно привлекались студенты.
С мыслительным умением анализа и оценки роли факторов, влияющих на протекание исследуемого явления, тесно связано умение осуществлять сравнения. Это умение также относится к профессионально значимым.
Приведем ряд примеров, способствующих формированию умений сравнения.
1) Провести сравнение собственных, свободных, вынужденных и гармонических автоколебаний по следующим параметрам: а) условия возникновения; б) факторы, определяющие частоту колебаний; в) факторы, определяющие амплитуду колебаний; г) возможность получения незатухающих колебаний.
2) Сравнить дозы различных типов радиоактивных излучений, поглощенных каким-либо фиксированным объектом, и дозы одного типа излучения, поглощенных различными объектами.
3) Сравнить спектры различных процессов с характеристического и тормозного рентгеновского излучения; спектра излучения Солнца и лазерного излучения и т.п.
4) Сравнить длины волн вращательных и колебательно-вращательных полос в спектрах биомолекул.
5) Сравнить механизмы активного и пассивного транспорта, различных видов пассивного транспорта.
6) Провести сравнение термодинамического равновесия и стационарного состояния и др. Аналогичные задания и упражнения могут
быть составлены, исходя из отраженного в программе курса медицинской и биологической физики учебного материала.
И, наконец, проблема формирования у студентов способности осуществлять обобщения. К числу важнейших обобщений относятся следующие, касающиеся непосредственно профессиональной направленности физического компонента высшего медицинского образования.
1. Возможность использования того или иного вида физического воздействия для диагностики связана: а) с изменением параметра этого действия при взаимодействии с тканями организма; б) с изменением этого параметра в зависимости от различного состояния тканей
(норма - патология); в) с возможностью зафиксировать (зарегистрировать) эти изменения.
2. Использование того или иного физического явления, связанного с организмом человека, для диагнос’гики определяется: а) возможностью зафиксировать его проявления различными методами; б) видоизменениями данного явления (параметров, степени проявления, теплового излучения с направленности) при различных патологиях; в) корреляцией конкретных изменений в обсуждаемом явлении в связи с конкретными типами патологий.
3. Возможность использования того или иного лечебного метода определяется: а) влиянием того или иного типа физического воздействия, изменяющего параметры тканей и органов организма в направлении приближения к норме; б) отсутствием вредных воздействий и побочных влияний, приводящих к отклонению параметров тканей и органов от нормы. Естественно, несмотря на важность и значимость приведенных выше обобщений, ими не ограничиваются возможности формирования у студентов мыслительных умений.
Мы считаем, что использование на практике предложенной методики позволит студентам на-
учиться правильно ориентироваться в происходящем вокруг, принимать квалифицированные решения, выполнять всесторонний анализ происходящих явлений и процессов, анализировать весь комплекс факторов, влияющих на их протекание, осмысливать реальные и потенциально возможные результаты собственных действий.
THE FORMING OF CONSIDERABLY PROFESSIONAL AND INTELLECTUAL KNOWLEDGE, STUDENT’S ACTIVITIES DURING PHYSICS TRAINING COURSE AT THE MEDICAL UNIVERSITY
A.V. Korzhuev, E.V. Shevchenko,
E.L. Ryazanova (Irkutsk State Medical University)
It presents the diagram of doctor's intellectual activity assuming the necessary forming in students' abilities i.e. analysis of factors and conditions, ability of comparison and conclusion, theoretic proposal of results and etc. We suggest the methods and examples of these abilities forming during medical and biological physics training course.
