CC BY
21
УДК 378.51 ДМИТРИЕВА М.Н.
кандидат педагогических наук, доцент, кафедра математики, физики и медицинской информатики, ФГБОУ ВО РязГМУ Минздрава России E-mail: dmitrm05@mail.ru ШМОНОВА М.А.
старший преподаватель, кафедра математики, физики и медицинской информатики, ФГБОУ ВО РязГМУ Минздрава России
E-mail: shmonova.marina2016@yandex.ru
UDC 378.51 DMITRIEVA M.N.
Candidate of Education, associate professor Department of mathematics, physics and medical informatics Ryazan State
Medical University E-mail: dmitrm05@mail.ru SHMONOVA M.A.
Senior Lecturer Department of mathematics, physics and medical informatics Ryazan State Medical University E-mail: shmonova.marina2016@yandex.ru
МЕТАПРЕДМЕТНОЕ СОДЕРЖАНИЕ КАК ФАКТОР РАЗВИТИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ СТУДЕНТОВ-МЕДИКОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН И ИНФОРМАТИКИ
META-DETAILED CONTENT AS A FACTOR OF THE DEVELOPMENT OF THE RESEARCH COMPETENCE OF MEDICAL STUDENTS IN THE STUDY OF PHYSICAL AND MATHEMATICAL DISCIPLINES AND INFORMATICS
Реализация метапредметного подхода в высшем медицинском образовании способствует подготовке компетентного, квалифицированного врача, способного к продуктивной работе по специальности, готового к непрерывному профессиональному росту, социальной, культурной и профессиональной мобильности. Поэтому при изучении физико-математических дисциплин и информатики приоритетным направлением в обучении студентов-медиков становится реализация метапредметного содержания как фактора развития исследовательской компетентности студентов.
Ключевые слова: метапредметное содержание, исследовательская компетентность, контекстные задачи, студенты-медики.
The implementation of the meta-subject approach in higher medical education contributes to the preparation of a competent, qualified doctor capable ofproductive work in the specialty, ready for continuous professional growth, social, cultural and professional mobility. Therefore, the implementation of metasubject content as a factor in the development of students' research competence in the study of physical and mathematical disciplines and computer science becomes a priority in the training of medical students.
Keywords: metasubject content, research competence, contextual problems, medical students.
Задача формирования исследовательской деятельности студентов медицинских вузов в процессе их обучения является социально значимой и вызвана необходимостью повышения научного потенциала современного российского медицинского образования. Она находит своё отражение в нормах и требованиях к результатам образования, представленным в действующих ФГОС ВО. В них исследовательская деятельность будущего врача определена в качестве одного из основных видов профессиональной деятельности, а научно-исследовательская работа студента вынесена в отдельный блок, который относится к базовой, обязательной для освоения части ООП. Это обуславливает необходимость ее развития при изучении дисциплин «Физика, Математика» и «Медицинская информатика».
Эпизодическое внесение контекстных дополнений в содержание обучения и использование методов и форм, привносящих исследовательскую активность студентов в организацию процесса изучения математики позволяет создать благоприятные условия, способству-
ющие формированию исследовательской компетентности студентов. Несмотря на это, научно-методические исследования, посвящённые особенностям обучения математике, практика работы в медицинском вузе, итоги опросов студентов и преподавателей, результаты контрольных и зачётных мероприятий показывают, что обучающиеся испытывают затруднения в самостоятельном поиске методов решения математических задач с профессиональной фабулой, а также в использовании знаний из различных дисциплин, входящих в один модуль. А потому, вопрос изучения формирования исследовательской компетентности студентов-медиков в контексте интеграции содержания дисциплин математика, физика и информатика становится актуальным.
Современные методологические исследования отмечают положительный эффект применения контекстного обучения для развития исследовательской деятельности студентов (А. А. Вербицкий, В. А. Далингер, В.И. Данильчук, М.С. Горбузова, Е.В. Колбина, Т.Н. Константинова, О.Г. Ларионова, Н.С. Пурышева,
© Дмитриева М.Н., Шмонова М.А. © Dmitrieva M.N., Shmonova M.A.
13.00.02 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ И ВОСПИТАНИЯ (ПО ОБЛАСТЯМ И УРОВНЯМ ОБРАЗОВАНИЯ) (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ), 13.00.08 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ) 13.00.02 - THEORY AND METHODS OF TRAINING AND EDUCATION (BY AREAS AND LEVELS OF EDUCATION) (PEDAGOGICAL SCIENCES), 13.00.08 - THEORY AND METHODOLOGY OF VOCATIONAL EDUCATION (PEDAGOGICAL SCIENCES)
В.В. Сериков, О.В. Янущик и др.), но при этом результаты констатирующего эксперимента и педагогический опыт показывают, что контекстные задачи неполно используются в обучении математике студентов медвузов.
Смысл современного образования состоит в выявлении и реализации внутреннего потенциала человека по отношению к себе и внешнему миру [9]. Вместе с этим, важное значение имеет формирование и развитие у студентов универсальных учебных действий, межпредментных и надпредметных умений и навыков. Реализация современных ФГОС ВО, особенно в сфере здравоохранения, предполагает применение метапредметного подхода при формировании соответствующей компетентности. Указанный подход в настоящее время является ядром образования [1], который позволяет сформировать культуру мышления и целостного мировоззрения; вбирает в себя лучшие дидактико-методические образцы развития предметной формы знания, но при этом открывает новые перспективы развития такой образовательной формы, как учебный предмет и учебное занятие [7].
Метапредметное содержание при изучении студентами физико-математических дисциплин и информатики должно включать в себя не только реальные объекты изучаемой действительности, в том числе фундаментальные образовательные объекты и общекультурные знания об изучаемой действительности, включая фундаментальные проблемы, но и общеучебные (метапредметные) умения, навыки, обобщенные способы деятельности и ключевые (метапредметные) образовательные компетенции [7, 9].
Обучение, основанное на метапредметном подходе, предоставляет возможность реализации общекультурного, личностного и познавательного развития студентов, сформировать умение учиться, важное в современных реалиях, а также обеспечить целостное представление об окружающем мире [3], [6].
Под метапредметным содержанием образования Ю.В. Громыко понимает деятельность, которая не относится к конкретному учебному предмету, но обеспечивает успешную реализацию учебно-воспитательного процесса при изучении любого учебного предмета [1].
По мнению А.В. Хуторского, основу содержания образовательного процесса должен составлять принцип метапредметных основ образовательного процесса, который формирует фундаментальные метапредметные объекты, позволяющие реализовать возможности субъективного, личностного познания их студентами [8].
Реализация метапредметного подхода в образовании способствует подготовке квалифицированного, компетентного работника, способного к продуктивной работе по специальности, готового к непрерывному профессиональному росту, социальной, культурной и профессиональной мобильности. В связи с вышесказанным, приоритетным направлением в обучении студентов медицинских вузов становится реализация метапредметного содержания как фактора развития исследовательской компетентности студентов при изуче-
нии физико-математических дисциплин и информатики.
Применение в процессе обучения в медицинском вузе задач с метапредметным содержанием позволяет формировать и развивать метапредметные компетенции, обладание которыми позволит студентам в дальнейшем решать сложные профессиональные задачи, развивая исследовательскую компетентность и повышая эффективность медицинской деятельности.
Реализация метапредметного содержания позволит сформировать у обучаемых умение учиться, способность к самостоятельной работе, и как следствие, способность к саморазвитию и самосовершенствованию [2, 7]. Таким образом, перед преподавателями медицинских вузов стоит задача выявления и развития способностей каждого студента, освоение им не только предметных, но и метапредметных, и личностных результатов, которые смогут обеспечить ему гибкость и адаптивность по отношению к быстро изменяющемуся миру [4]. Подчеркнём, что универсальные знания, приобретенные студентами в результате освоения метапредметного содержания обучения, помогают им научиться самостоятельно, творчески и критически мыслить, сформировать способность к саморазвитию и самореализации, целостному восприятию окружающего мира, что способствует формированию и развитию исследовательской компетентности студентов как будущих медицинских работников [5].
В профессиональной деятельности медика в настоящее время становятся всё более востребованными ме-тапредметные компетенции, в связи с этим становится актуальным процесс реализации интеграции содержания дисциплин математического и естественнонаучного циклов, особенно математики, физики и медицинской информатики, что можно осуществить на основе использования контекстных задач в процессе обучения. Демонстрация наглядных межпредметных связей медико-биологических и точных дисциплин, позволяет использовать математические знания не только как метод расчёта, но и как способ мышления, как язык и как средство формулирования понятий.
Подготовка будущих медиков на метапредметной основе призвана обеспечить базовый уровень готовности к освоению окружающей среды с исследовательской позиции и проявлению преобразовательной деятельности с использованием новейших достижений науки. Процесс формирования метапредметных компетенций студентов в процессе обучения математике необходимо осуществлять на основе следующих дидактических принципов: междисциплинарности, преемственности, непрерывности, метапредметного содержания дисциплин математического и естественнонаучного цикла, организации рефлексивной деятельности обучающихся.
Подготовка будущих медиков, основанная на использовании метапредметного содержания включает в себя формирование фундаментальных знаний математики, физики и информатики, которые необходимы для формирования гармонично развитой личности, имеющей четко сформированную целостную картину мира.
Применение метапредметного содержания в процессе обучения позволит сформировать такие важные умения и навыки как: умения и навыки искать и анализировать научную информацию; умения и навыки обосновывать и формулировать выводы; умение прогнозировать дальнейшее развитие явлений и процессов; умение увидеть естественнонаучную сущность проблемы; умения и навыки распознавать, анализировать и находить решение профессиональных задач и проблем с помощью физико-математических и других естественнонаучных методов; умения теоретически проработать и построить план решения проблемы [10].
Продемонстрируем сказанное на следующих примерах.
Задача 1. Вследствие выведения лекарственного вещества из организма животного, его концентрация в крови уменьшается с течением времени. Известно, что в начальный момент времени концентрация вещества составляла 0,4 мг/л, а через сутки уменьшилась в четыре раза. Определите концентрацию данного лекарственного вещества через двое суток, полагая, что скорость уменьшения концентрации пропорциональна концентрации вещества в данный момент времени.
Решение.
1) Построение математической модели.
Обозначим концентрацию лекарственного вещества
в момент времени t (в сутках) через С = С^). Скорость изменения концентрации, согласно физическому смыслу производной есть производная концентрации по времени, то есть у=С'=ёС/Л. По условию задачи скорость уменьшения концентрации и сама концентрация вещества пропорциональны, тогда: -с1СШ=кС, где к - коэффициент пропорциональности (к > 0 и не зависит от времени), а знак «-» означает, что концентрация убывает с увеличением времени.
Итак, получили, дифференциальное уравнение моделирующее процесс уменьшения концентрации лекарственного препарата в крови некоторого животного с течением времени.
2) Решение задачи внутри математической модели.
Полученное уравнение является дифференциальным уравнением первого порядка и решается методом разделения переменных. Запишем уравнение в виде: ёС/Л=-кС. Разделим переменные: ёС/С =-кА. Проинтегрировав обе части, получим: 1пС=-^+1пСд или С=С0ек'.
Полученная зависимость определяет в общем виде процесс уменьшения концентрации лекарственного препарата в крови некоторого животного с течением времени. Постоянная С0 обозначает начальную концентрацию вещества при t = 0. По условию С0 = 0,4 мг/л. Зная, что при t = 1 сут., С = 0,1, найдём к: 0,1 = 0,4 е-к, 4 = ек, к = 1п4.
Итак, получаем закон изменения концентрации лекарственного вещества в крови некоторого животного с течением времени: С=0,4е,п4' или С=0,4*(0,25)'. Строим
график зависимости вручную или в MS Excel.
Следовательно, при t = 2 сут., C = 0,4*(0,25)2 = 0,025мг/л.
3) Интерпретация полученного результата: через двое суток концентрация данного лекарственного вещества составит 0,025 мг/л.
Содержание и решение разобранного примера повышает интерес студентов к математике как прикладной науки, способствует формированию и развитию навыков создания математических моделей исследуемых процессов и явлений действительности. Все это позволяет студентам-медикам проводить анализ зависимостей параметров, характеризующих явление, изучить суть и значение различных составляющих построенной модели, соединить воедино знания по нескольким специальным дисциплинам: математика, физика, химия, биология, физиология.
Задача 2. У пациентов некоторой больницы, имеющих диагноз острая очаговая пневмония, фиксировались температура тела и частота пульса (Таблица 1). Определите характер и силу связи между температурой тела и частотой пульса пациентов с диагнозом острая очаговая пневмония. Оцените полученный результат на уровне значимости 0,05, сделайте выводы.
Таблица 1.
Температура тела и частота пульса пациентов с диагнозом острая очаговая пневмония
Температура тела, °С Частота пульса, уд/мин
37,5 81
38,2 85
37,6 82
38,1 84
37,9 83
37,1 76
37,8 82
37,3 78
38,0 81
37,4 80
Решение.
1) Построение корреляционного поля (см. рисунок 1) для наглядной оценки связи между исследуемыми медико-биологическими параметрами.
По виду графика предполагаем, что корреляционная зависимость наблюдается положительная и близка к линейной, т. е. с возрастанием температуры тела возрастают в среднем и значения частоты пульса.
2) Вычисление параметров распределения исследуемых признаков (вручную или в MS Excel): среднее выборочные значения .г =37.69 °С и (tf)/(t2) = = у= 81,2 уд/мин; несмещённые оценки выборочных среднеквадратических отклонений 0,37 °С и 2,7 уд/мин соответственно.
3) Вычисление нормированного выборочного коэффициента корреляции дает значение R = 0,912. На
13.00.02 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ И ВОСПИТАНИЯ (ПО ОБЛАСТЯМ И УРОВНЯМ ОБРАЗОВАНИЯ) (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ), 13.00.08 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ) 13.00.02 - THEORY AND METHODS OF TRAINING AND EDUCATION (BY AREAS AND LEVELS OF EDUCATION) (PEDAGOGICAL SCIENCES), 13.00.08 - THEORY AND METHODOLOGY OF VOCATIONAL EDUCATION (PEDAGOGICAL SCIENCES)
основании полученного результата, делаем вывод о характере и силе связи между исследуемыми признаками в приведённой выборке: между температурой тела и частотой пульса пациентов с диагнозом острая очаговая пневмония очень тесная прямая связь.
4) Оценка значимости корреляционной связи в генеральной совокупности. Используется ^критерий Стьюдента. Основная гипотеза (Н0): случайный характер связи температуры тела и частоты пульса пациентов с диагнозом острая очаговая пневмония в генеральной совокупности, т.е. Альтернативная гипотеза (Н^: значимый характер связи между интересующими признаками, т.е. Я'0.
Расчётное значение критерия t=6,28. По заданному уровню значимости (а=0,05) и числу степеней свободы (п=8) находим критическое значение / =2,31. Так как Г>/ , то гипотеза Н. отклоняется.
кр 0
Вывод: коэффициент корреляции исследуемых признаков в генеральной совокупности значимо отличается от нуля и такие параметры как температура тела и
частота пульса пациентов с диагнозом острая очаговая пневмония являются корреляционно зависимыми.
Решение этих и подобных содержательных задач позволяет на практике показать студентам и значимость математических методов в медицинских исследованиях, и возможность использования современных информационных технологии для реализации расчётов и построения графиков (например, пакет MS Excel). Это позволит усилить интеграцию математики и информатики в медвузе для возможности осуществления студентами и отработки ими навыков анализа и прогнозирования развития различных явлений без проведения реального эксперимента.
Таким образом, использование иерархических комплексов контекстных задач, построенных на основе содержательных конструктов интеграции фундаментальных естественнонаучных дисциплин, способствует повышению уровня исследовательской компетентности студентов медицинских специальностей и развитию их мотивационной сферы учения.
Библиографический список
1. ГромыкоН.В. Мыследеятельностная педагогика. Минск: Технопринт, 2000. 376 с.
2. ЕремееваЕ.В. Развитие системы организации учебно-исследовательской деятельности как средства формирования метапредмет-ных компетенций младших школьников в исторической ретроспективе // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 6.
3. Корнаухова Т.А., Мезинов В.Н. Нравственное воспитание будущего медицинского работника как психолого-педагогическая проблема // Вестник РУДН. 2015. № 2. С. 89-98.
4. Николаева А.Д., Маркова О.И. Метапредметные компетенции как педагогическая категория // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 4.
5. ПрокудинаЮ.А. Формирование метапредметных знаний старшеклассников в условиях профильного обучения: Автореф. дис. ... канд. пед. наук. Н. Новгород, 2013. 26 с.
6. Стеценко Н.В., Коренева В.В. Метапредметный подход в высших учебных заведениях // Науч.-метод. журнал «Физическое воспитание и спортивная тренировка». 2013. № 2 (6). С. 121-123.
7. Тимощук Н.А. Формирование метапредметной компетентности у студентов технического университета // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Психолого-педагогические науки. 2015. № 3 (27). С. 233-241.
8. Хуторской А.В. Методика личностно-ориентированного обучения. Как обучить всех по-разному?: Пособие для учителя. М.: Владос-Пресс, 2005. 383 с.
9. Хуторской А. В. Нынешние стандарты нужно менять, наполнять их метапредметным содержанием образования // Народное образование. 2013. № 4. С. 157-171.
10. Авачёва Т.Г., Дмитриева М.Н., ШмоноваМ.А. и др. Integration of natural scientific disciplines by means of hierarchical complexes of contextual problems as a method of forming the research competence of students of medical universities // 5th International multidisciplinary scientific conference on social sciences & arts SGEM 2018, 26 August - 01 September, 2018 Albena, Bulgaria: conference proceedings - Science and society, Volume V, Albena, Bulgaria, pp. 447-452. DOI: 10.5593/sgemsocial2018/3.5.
References
1. GromykoN.V. Thinking pedagogy. Minsk: Technoprint, 2000. 376 p.
2. Yeremeeva E.V. The development of the system of organization of educational and research activities as a means of forming the metasubject competences of younger schoolchildren in the historical retrospective. // Modern problems of science and education. 2013. № 6.
3. Kornaukhova T.A., Mezinov V.N. Moral education of the future medical worker as a psychological and pedagogical problem // Bulletin of RUDN. 2015. № 2. P. 89-98.
4. Nikolaeva A.D., Markova O.I. Meta-subject competencies as a pedagogical category // Modern problems of science and education. 2015.
№ 4.
5. Prokudin Yu.A. Formation of metadisciplinary knowledge of high school students in the context of specialized education: Author's abstract. dis. ... Cand. ped. sciences. N. Novgorod, 2013. 26 p.
6. Stetsenko N.V., Koreneva V.V. Meta-subject approach in higher education // Scientific-method. magazine "Physical education and sports training." 2013. № 2 (6). Pp. 121-123.
7. Tymoshchuk N.A. Formation of metasubject competence of students of a technical university // Bulletin of Samara State Technical University. Series: Psychological and Pedagogical Sciences. 2015. № 3 (27). Pp. 233-241.
8. KhutorskoyA.V. Methods of student-centered learning. How to teach everyone differently?: A manual for the teacher. - M .: Vlados-Press, 2005. 383 p.
9. Khutorskoy A.V. The current standards need to be changed, filled with their metasubject content of education // Public Education. 2013. No. 4. P. 157-171.
10. Avacheva T.G., Dmitrieva M.N., ShmonovaM.A. et al. Integration of natural scientific disciplines by means of hierarchical complexes of contextual problems as a method of forming the research competence of students of medical universities // 5th International multidisciplinary scientific conference on social sciences & arts SGEM 2018, 26 August - 01 September, 2018 Albena, Bulgaria: conference proceedings - Science and society, Volume V, Albena, Bulgaria, pp. 447-452. DOI: 10.5593/sgemsocial2018/3.5.
