CC BY
22
УДК 612.014.3
DOI10.37963/SMA.2020.4.68
□ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИМУЛЯЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ КАФЕДРЫ НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ
Правдивцев В.А., Евсеев А.В., Шалаева О.Е., Путенкова Л.Ю., Сосин Д.В.
ФГБОУ ВО «Смоленский государственный медицинский университет» Министерства
здравоохранения Российской Федерации, Россия, 214019, Смоленск, ул. Крупской, 28.
Правдивцев Виталий Андреевич - pqrstvap@mail. ru
Евсеев Андрей Викторович - hypoxia@ya.ru
Шалаева Ольга Евгеньевна - smol.olga28@mail.ru
Путенкова Лариса Юрьевна - putenkoval@mail. ru
Сосин Денис Владимирович - pediatrsgma@mail. ru
Резюме: С учётом современных возможностей компьютеризации процесса обучения в вузах на кафедрах медико-биологического профиля, представлена оценка перспектив использования симуляционных компьютерных технологий в процессе освоения учебного материала по дисциплине «Нормальная физиология» студентами различных факультетов СГМУ. Исследование базировалось на результатах анализа данных, представленных в литературных источниках последних лет и собственном опыте кафедры нормальной физиологии Смоленского государственного медицинского университета, приобретённом в период с 2016 по 2020 г. В настоящее время многие университеты отходят от практики эксперимента на животных и внедряют в учебный процесс гуманные альтернативы, причем симуляционные программы рассматриваются в качестве наиболее простого и наглядного способа замены подопытных животных демонстрацией опытов на экране компьютера. Симуляционные виртуальные лабораторные работы помогают студентам не только понять суть фундаментальных физиологических явлений и законов, но также предоставляют возможность изучить основные приёмы проведения естественнонаучного эксперимента с последующей самостоятельной интерпретацией полученных результатов.
Ключевые слова: симуляционные компьютерные технологии, компьютеризация обучения, учебный процесс, образовательная среда, гуманизация медицинского образования.
□ USE OF COMPUTER SIMULATION TECHNOLOGIES IN THE EDUCATIONAL PROCESS OF THE DEPARTMENT OF NORMAL PHYSIOLOGY
Pravdivtsev V.A., Evseev A. V, Shalaeva O.E., Putenkova L. Yu., Sosin D. V. Smolensk State Medical University of the Ministry of health of the Russian Federation, Russia, 214019, Smolensk, Krupskaya St., 28
Summary: Considering the modern possibilities of computerization of teaching process in universities in the departments of medico-biological profile, the estimation of prospects of the use of simulation and computer technologies in the process development of educational material on the subject "Normal physiology" for students of different faculties of the SSMU. The study was based on the results of data analysis presented in the literature of recent years and the own experience of the Department of normal physiology of Smolensk state medical University, acquired in the period from 2016 to 2020. Currently, many universities are moving away from the practice of animal experiments and introducing humane alternatives to the educational process, and simulation programs are considered as the easiest and visual way to replace experimental animals with a demonstration of experiments on a computer screen. Virtual laboratory simulations help students not only understand the essence of fundamental physiological phenomena and laws, but also provide an opportunity to learn the basic techniques of conducting a natural science experiment with subsequent independent interpretation of the results.
Key words: simulation computer technologies, computerization of training, educational process, educational environment, humanization of medical education.
Введение.
В настоящее время медицинское образование невозможно представить без применения информационно-компьютерных и симуляционных технологий, которые позволяют существенно повысить эффективность процесса обучения, создают принципиально новые возможности для
усвоения учебного материала, активизируют работу студентов, способствуют развитию творческого мышления и формированию информационной культуры [1, 2].
С учётом современных возможностей компьютеризации процесса обучения в вузах, на кафедрах медико-биологического профиля становится актуальным перевод классического физиологического эксперимента на электронный тип представления, для чего сформировался целый ряд предпосылок: возродилась экспериментальная составляющая практикума в результате одномоментного введения в него более сорока симуляционных работ, произошли значительные качественные изменения - на занятиях появились принципиально новые работы по физиологии выделения, дыхания, желез внутренней секреции, чего раньше не было даже при наличии лабораторных животных; виртуальные опыты, смоделированные на экране компьютера, позволяют показать студентам крайне сложные в исполнении эксперименты, что становится хорошей методической поддержкой при организации учебного процесса; повышается наглядность и научно-теоретический уровень изложения учебного материала [3, 4].
Целью исследования явилась попытка оценить перспективы использования симуляционных компьютерных технологий в процессе освоения учебного материала по дисциплине «нормальная физиология» студентами различных факультетов СГМУ.
Методика. Исследование базировалось на результатах анализа данных, представленных в литературных источниках последних лет и собственном опыте кафедры нормальной физиологии Смоленского государственного медицинского университета, приобретённом в период с 2016 по 2020 г.
Результаты исследования и их обсуждение. Новые педагогические технологии являются одним из наиболее перспективных путей подготовки студентов в медицинских вузах, предоставляющим возможность создания безопасной и надежной образовательной среды для обучения будущих врачей [2, 5].
Не секрет, что за последнее десятилетие произошла значительная модернизация медицинского образования, сформировались новые подходы для мотивации студентов-медиков к освоению новых знаний, разработаны специализированные учебные программы, в том числе и по нормальной физиологии, с акцентом на привлечение компьютерных технологий и симуляционных методик [4].
В современных условиях, преподавание физиологии человека, а также родственных дисциплин, формирующих в значительной мере функциональную базу в отношении многих клинических предметов, является первым шагом в направлении организации на старших курсах обучения в вузе интеграции кафедр, существующих в рамках междисциплинарной системы, призванной улучшить подготовку выпускников и их общую профессиональную компетентность, столь необходимую для практического здравоохранения.
В то же время, следует отметить, что устоявшаяся в течении десятилетий схема освоения предмета «нормальная физиология», в частности, его практическая составляющая, в условиях последних лет оказалась разбалансированной, чему способствовало не только перманентное реформирование высшей школы, внедрение в педагогический процесс необоснованных «обновлений», но и банальное отсутствие нового учебного оборудования, реактивов, необходимых для демонстрации процессов в ходе аудиторных экспериментов, и, особенно, лабораторных животных.
Причем, в отношении использования животных на занятиях ситуация осложнилась тем, что в настоящее время, как за рубежом, так и в России, получило большую общественную поддержку движение за гуманизацию медицинского образования. Сейчас многие университеты постепенно отходят от практики эксперимента на животных и внедряют в учебный процесс гуманные альтернативы [3, 5]. В публикации К.А. Арутюнян и ЭЛ. Чупак (2017) симуляционные программы рассматриваются в качестве наиболее простого и наглядного способа замены подопытных животных демонстрацией опытов на экране компьютера. Китайская пословица гласит: «Расскажи мне, и я забуду. Покажи мне, и я запомню. Дай мне попробовать, и я научусь». В этих мудрых древних словах авторы видят возможности модернизации современных средств обучения.
По данным литературных источников, большинство симуляционных технологий вполне способны обеспечить формирование практических навыков, равноценных таковым, полученным в рамках реального эксперимента [2, 3, 5]. При этом альтернативные методы имеют ряд преимуществ: они интересны и легко запоминаются; позволяют выбрать индивидуальный темп обучения; при использовании симуляционной компьютерной программы, студент может повторить опыт несколько раз, меняя по своему усмотрению условия эксперимента; и, что
немаловажно, альтернативные методы экономичны. Многие из них стоят недорого, в то время как ежегодные затраты вуза на покупку и содержание подопытных животных могут быть весьма значительными [2].
Общеизвестно, что выполнение практической работы является неотъемлемой частью изучения биологических и физиологических дисциплин. В течении четырёх последних лет в ходе практических занятий на кафедре нормальной физиологии СГМУ используются компьютерные симуляционные работы из программы PhysioEx 9.0 Laboratory Simulations in Physiology (Pearson, США). Программа представляет собой лицензионный комплект, включающий 12 разделов и 63 лабораторные работы, предназначенные для освоения полного курса экспериментальной физиологии в университетах медицинского профиля [3].
Что представляют собой компьютерные симуляционные практические работы? Если популярно - это подобие компьютерной игры, для которой всё, что необходимо, в частности, для физиологического эксперимента, представляется на экране монитора компьютера: оборудование, реактивы, инструментарий, подопытное животное. Интересно, что если симуляционный эксперимент проводится на человеке, то для участия в эксперименте программа предлагает на выбор виртуальных «волонтеров» с различными функциональными характеристиками.
Например, тема «Физиология сердца, свойства сердечной мышцы», включает следующие практические работы: рефрактерный период сердечной мышцы, влияние парасимпатических и симпатических нервов на работу сердца, влияние температуры на частоту сердечных сокращений, влияние на работу сердца ацетилхолина, атропина, адреналина, электролитов (кальция и калия). Всё, как в «больших» классических практикумах, только на экране. Разумеется, при выполнении симуляционных опытов экспериментатор для получения результата должен воспроизвести всю последовательность действий, точно также, как и в ходе натурального эксперимента.
Проведение такого рода практических действий позволяет студенту наблюдать физиологические процессы и их изменение при воздействии различных факторов внешней и внутренней среды, выявлять определённые физиологические закономерности, осваивать методы функциональной диагностики. На начальном этапе внедрения симуляционного практикума коллективом кафедры было разработано учебно-методическое пособие по реализации симуляционных компьютерных экспериментов с использованием интерактивных технических средств в виде тестовых заданий. По сути, процесс включал не только эксперимент, но также подразумевал дополнительный контроль знаний по теории эксперимента [3].
Заключение. Моделирование физиологических процессов средствами компьютерной графики становится всё более простым и доступным для широкого потребителя инструментом, позволяющим осуществлять демонстрации разнообразных механизмов жизнедеятельности целостного организма. Симуляционные виртуальные лабораторные работы помогают студентам не только понять суть фундаментальных физиологических явлений и законов, но также предоставляют возможность изучить основные приёмы проведения естественнонаучного эксперимента с интерпретацией полученных результатов.
Литература
1. Арутюнян, К. А. Современные информационные технологии при обучении на кафедре детских болезней / Э. Л. Чупак // Материалы учебно-методической конференции «Дистанционные и симуляционные технологии в подготовке врача. - Благовещенск., 2017. - С. 9-11.
2. Бакирова, Р. Е. Инновационные технологии в обучении студентов-медиков / Р. Е. Бакирова, С. Д. Нурсултанова, Л. Е. Муравлёва, К. Т. Тусупбекова, Ж. Ж. Турханова, Б. Д. Аширбекова // Современные проблемы науки и образования. - 2018. - № 3. - С. 69.
3. Виртуальный практикум по нормальной физиологии: методические рекомендации по проведению виртуального физиологического эксперимента в среде PhysioEx 6.0: Laboratory Experiments in Physiology, пер. с англ. и адаптация длястудентовСибГМУ / В. Б. Студницкий, Т. Г. Легоминова, А. В. Кольцов. - Томск: СибГМУ, 2016. - 160 с.
4. Косаговская, И. И. Современные проблемы симуляционного обучения в медицине / И. И. Косаговская, Е. В. Волчакова, С. Г. Пак // Эпидемиология и инфекц. болезни. - 2014. - № 1. - С. 49-61.
5. Симуляционное обучение в медицине / под ред. проф. А. А. Свистунова; сост. М. Д. Горшков. - М.: Изд-во Первого МГМУ им. И. М. Сеченова, 2013. - 288 с.
