автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Методика изучения молекулярной биофизики дезоксирибонуклеиновой кислоты в медицинском вузе с использованием новых информационных технологий.

Автореферат диссертации по теме "Методика изучения молекулярной биофизики дезоксирибонуклеиновой кислоты в медицинском вузе с использованием новых информационных технологий."

2 4 ФЕВ 1997

ШСТИТУТ ПЕДАГОИКИ I ПСИХОЛОГИ ПРОФЕСТЙНО! ОСБГП1 АКАДЕМП ПЕДАГОИЧНИХ НАУК УКРАШИ

На правах рукопису

еГОРЕНКОВ Анатолш 1ванович

МЕТОДИКА ВИВЧЕННЯ МОЛЕКУЛЯРНОМ БЮФ13ИКИ ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕШОВОТ КИСЛОТИ В МЕДИЧНОМУ ВУ31 3 ВИКОРИСТАННЯМ НОВИХ 1НФОРМАЦ1ЙНИХ ТЕХНОЛОГ1Й

13.00.02 - методика навчаннл

(спефальних днсцнплш)

Автореферат дисергацп на здобуття наукового ступени кандидата педагопчних наук

Кшв - 1997

Дисертащею е ругсопис

Робота викоыана в 1нсгитут1 педагог1ки 1 психологи профес1йно! осв1ти АПН Украши

Науковий кер1вник доктор педагог1чних наук, професор, д1йсний член АПН Укра!ни Гончаренко Семен Устимовкч

0$ндйн1 опоненти доктор ф1зико-математичних наук Сисоев Володимир Михайлович; кандидат педагог1чних наук, доцент

Серг1енко Володимир Петрович

Пров 1дна установа Запор], аь кий державний ун1верситет МШстерс-тва осв1ти УкраХни, м. Запор1экжя

Захист в1дбудеться " 5 "_березня_" 1997 р. о _14_ годши на

зас!дашй спевдайзовано! вчено! ради Д 01.61.01. в 1нститут1 педагог1ки 1 психологи професшно! осв1ти АПН Укра!ни за ад-ресою: 254060, м. КИ1В, вул. М. Берлинського,9, зал зас1дань, V поверх.

3 дисертац1ею можна ознайомитись, у б1бл10тец1 1нституту педа-гог1ки 1 психологи профес1йно"1 осв1ти АПН Украши за адресою: -£54660, м. Ки'1в, вул. М.Еерлйнського.У.

Автореферат роз1слано " 3 " ТОТПГП 1997 р.

Вчений секретар спещаизовано! вчено! ради

Г.М. Цибульська

Загальна характеристика роботи

Актуалыисть 1 стугпнь досипдженост! теми. Швидкий розвиток сучасних медичних технологш, вплив р1зноман1тних негативних факторхв науково-техн!чного прогресу на середовище проживания людини, поява хвороб "цивШзацП" висувають особлив1 вимоги до фундаментально! п1дготовки майбутн1х л:.кар1в. Саче фундамен-тальн1 медичн1 знания значною м1рою визначають можливост1 фах1вця щодо оволод1ння окремими медичними методиками, сприяють формуванню його наукового мислення. Вз.д р!вня фундаментально! п1дготовки л1каря залетать ступ1нь його готовност1 до освоения та використання нових медичних технологш (метод1в л1кування, медично! апаратури), зокрема медико-генетичних технологш.

У сучаснй! медичнш генетшц результати еколог1чного впливу на здоров'я людей оц1нюють за ргзницею тривалост1 життя чолов!к1в та ланок, котра е важливим опосередкованим показником швидкост1 деградацП гекшв населения. За даними 1нстктуту Геронтологи АМН Укра'ши, з середши 60-х рок1В в УкраШ цей показник скла-дав 3.7 роки (для пор1вняння: в т1 роки у ВеликобританП вхн складав 6.0-6.1 роки, у ФранцП - 7.0-7.5 роки, в середньому по СРСР - 7.3 роки). Зг1дно з осташпми даними (1994 рл.к), ргзниця тривалост1 життя чолов1к!в та ланок УкраХни вросла до 11 рокхв, в той час, як для розвинених кра'1н Заходу вона зменшилася до 5-6 рок1в. Той мутащйний вантаж, цо накопичуеться у громадян Укра'ши, передаватиметься наступним покол1нням. Радикально змшити ситуащю молена на основ1 сучасних медико-генетичних технолог:ш (генна терап1я та фармакология, пренатальна д1агностика тощо). Користувачами цих технолог1Й е фах1вц1-медики, фундаментальна п1дготовка котрих у галуз! молекулярно! бюлогП, молекулярно!

— S3 -

генетики, бз.оф1гики нукле!нових кислот не в!дпов1дае повною Miрою впровадженню та розвитку цих технологий на сучасному piBHi. Виникае проблема модерн1зацН зм1сту фундаментально! та спещально! осв1ти. Необх!дн1сть и розв'язання i зумовлюе акту-альн1сть створення ].нтегрованих тематичних KypciB з вивчення фундаментальних основ сучасних медико-генетичних технологш, зокрема, "ix бшф1зичних acnercriB, надзвичайно важливих для ро-зум1ння закон1в функщонування геному i розвитку ф1зико-х1м!чних метод1в дослдаення.

Практика фундаментально! подготовки студент1в мэдичних вуз1в Укра!ни та Poci! св1дчить, що використання традищйних дидактич-них 3aco6iB та метод1в не эабезпечуе активного оволод1ння май-бутн1ми лз.карями медико-генетичними знаниями та навичками, 1нтенсивного розвитку caMOCTiirao! п1знавально! д!яльносг1, 1ндив1дуальних зд1бностей студенев. Необхд.дною б розробка ме-тод1в навчання бд.оф1зики на нов1й концептуально-методичн1й основ i з використанням сучасних досягнень дидактики, психологi'i, а також нових 1.нформащйних технологш (HIT). Це дозволяе повдну-вати проблему впровадження в 1снуючий навчальний процес медичних учбових заклад1в сучасного зм1сту осв:1ти та розвитку у студенев професгйного (клШчного) мислення, зокрема системного мислення, що е воображениям методолоМчного принципу вивчення складних б1олог1чних явищ та процесгв. Нами було обрано шлях створення хнтегрованого курсу з комп'ютерною п1дтримкою, який орган1чно ув1йшов би до 1снуючого навчального процесу вищих медичних учбових заклад1в.

ДидактичМ та методичн1 аспекти виршення проблем використання HIT в навчальному npoueci були розглянут! в дисертавдйних дослдаеннях ряду автор1в: Шн!но! 6.6, Мироново! Л.В.,

- з -

CepriEHKa В.П., Маланюка Ü.M., Жука Ю. А., Цонево! В.К., Ден1со-Bo'i А.Л., Лей0овського М.А., Коновалова В.П., Карпенко A.B., Беляк1на A.M., Платонова A.C., Чавганського Ю.Т. та iH. Ре-ал1зац1я системного шдходу в процес1 навчання, 1нтеграц1я р1зних навчальних дисциплин, структурування знань знайшш воображения в роботах Решетово! З.А., Сергеево! Т.А., Полевого Ю.Л., 1льченко В.Р., Сенька Ю.В., Мустафавва С.Т., Прокоп'ева A.B., Малафб!ка I.B., Авдеево! I.M., Верхоли А.П. та гнших. Проте практично в!дсутнх досладаення, пов'язаш. з комп'ютерною гпдтримкою процесу вивчення предмет1в природничо-наукового циклу вищо1 медично! школи. Не знайшла свого вир1шення в дисертацхйних дослз.дженнях i проблема реал1зацП системного я!дходу, що сприяе З.нтеграцп 3MicTy р1зних навчальних дисцшШн (б1оф1зики, SioxiMi'i, медично! генетики, б!ологП), посиленню м!ждис-ципл1нарних зв'язк1в та в.клнцевому пздсумку - формуванню м1цних профес!йно спрямованих знань та навичок майбутн1х л1кар1в.

Об'ект дослдаення - методика вивчення молекулярно! б1оф13ики в медичному вшцому учбовому гакладг.

Предмет досл1даення - методика вивчення бхофазичних основ молекулярно! генетики в навчальному Kypci медично! та б:юлог!чно1 ф1зики з курсом медично! електротки та информатики з викорис-танням HIT.

Etera досл1дкення - п1двищення р!вня фундаментально! профессию спрямовано! шдготовки студентов медичних 1нститут1в на основ! використання HIT в Kypci "Медична та бюлог1чна фХзика".

В основу досл!дження покладено загальну rinoreay про те, що тдвищення ргвня фундаментально! профес1йно спрямовано! подготовки майбутн1х л1кар1в визначавться високим науково-методичним р1внем побудови курсу б1оф1зики на основ! воображения в нав-

чалъному Kypci методолог1чних принцгопв науки, яке вивчаеть-ся.

Часхковими гипотезами даного дослгдження е так! положения: а) забезпечення як1сного р1вня фундаментально! п1дготовки май-бутн1х Л1кар1Е при вивченн: предмет1в природничо-наукового циклу перебувае у прям1й залежностх в1д piBHH та методики проведения занять на ochobI використання HIT; б) формування необхз.дних еле-,мент!в профес1йно ор1ентованого мисленння майбутн1х лз.кар1в за-лекить в1д р!вня науково-методично! реал1зац1! системного походу при вивченн! предмета; в) вивчення б1оф1зичних основ молеку-лярно! генетики на основ! системного п1дходу з використанням навчаючих програм дозволить йдсилити м!жпредметн1 зв'язки та поглибити знания молекулярних основ життед1яльност1 оргашзму людини в норм1 та за умов патологи.

У в1дпов1дност1 до мети досл1дження та висунутих гз.потез нами було поставлено завдання досл!дження: на основ! системного п1дходу обгрунтувати принципи i критерп вз.дбору навчального материалу; розробити лог1чну схему системного вивчення б1оф1зичних основ молекулярно! генетики в медичному навчальному заклад!; пхдготувати комплекс навчально-методичного забезпечення прак-тичних та сем1нарських занять з б!оф1зики дезоксирибонуклешово! кислоти (ДНК); створити пакет комп'ютерних програм (навчальних, контролюючих, дослдаицьких) для проведения занять; експеримен-тально досл1дитй вплив розроблено! методики навчання на пгдви-щення р1вня знань, вмз.нь, системних уявлень з б1оф13ики ДНК у студент1в медичних 1нститут1в; розробити на основ1 результат1в проведених дослхджень конкретн1 методичн1 рекомендацП для впро-вадження в практику навчання в медичному вузь

Методолог iчними основами досл1дження е загальнодидактичн1 та

методолог1чн1 положения, концепщя цхлгсного воображения скла-дових частин науки - знань, методолог!I, вид1в спецаально! д1-яльност! - при вивченн! фундаментальних дисцишпн, використання системного п1дходу як методолог1чного принципу в б!олог1Чних науках.

Теоретнчштмл основами досл1дження е теорхя поетапного форму-вання розумових Д1Й, принципи створення та застосування програм-ного забезпечення навчального процесу.

Методи досупдження: теоретичн1 - системний аналхз, анализ (кллькхсний та як1сний) результат!в педагоггчного експерименту; пор1вняння та узагаяьнення даних з проблеми досл1дження на основ! вивчення психолог1чно1, педагог1чно1 та науково-методично! л!тератури, зм1сту курсу медично! б1оф!зики, б1ох1м!!, генетики, бюлогп для вивдх медичних навчальних заклад!в; емтричн!: спостереження за педагогхчким процесом; анкетне опитування; ди-дактичне тестування; хронометраж; бес1ди з1 студентами, випуск-никами медичних вузгв та л!карями, викладачами теоретичних та клШчних кафедр; експериментальне навчання з використанням роз-роблених дидиктичних засоб1в; експертна оц!нка методики проведения практичних 1 сем!нарських занять з б!оф!зики ДНК; обробка результата експериментального навчання за допомогою метод!в ма-тематично! статистики.

Експериментальна база досзидження: кафедра б1оф!зики Национального медичного ун!верситету !м. акад. Богомольця 0.0., кафедри б1оф!зики Читинського, Алтайського, 1ркутського медичних !нститут!в, кафедра 01ологП Луганського медичного ¿нституту. Експериментом було охоплено близько 1000 студент!в.

Наукова новизна досл1дження полягав в розробц1 методики проведения занять з курсу "Б!оф!зичн1 основи молекулярно! генетики"

- в -

для медичних вищих учбових заклад1в та бюлог!чних факуль-тет1в ун1верситет1в а використанням HIT та забезпеченням про-фес1йно! спрямованост1; в структуруванн! зм1сту цього курсу; в обгрунтувашп плану-конспекту i структурно-логХчних схем лекщй спецкурсу; створенн1 системи автоматизованого тестового контролю знаннь, а такок в створешп комплексу методичного забезпечен-ня курсу.

Теоретичне значения досл!дження полягав у конкретизацП дидак-тичних принцшпв навчання та методолог1чних принцшпв наукових досл1дзкень при вивчешй фундаментальних дисципл1н в медичному 1нститут1, специф1ки застосування цих принцшпв в умовах викори-стання HIT та профес1йно1 спрямованост1 курсу, визначенн1 крите-piiB в1дбору зм1сту навчального матергалу та тематики занять.

Практична значущсть проведеного досл1дження тдтвердзкувться такими результатами:

- створено комплекс методичного забезпечення курсу "Бюф1зичн1 основи молекулярно! генетики", що складавться з таких практич-них po6iT: "Ф1зичн1 аспекти орган1зацП генетичного коду ", "Структура i функвдя ДНК", "Динамд.ка ДНК", "Застосування гель-електрофорезу для визначення нуклеотидно! посл1довност1 ДНК ", "Анал1з нуклеотидно! послд.довност1 за допомогою фрактальних пор-TpeTiB";

- розроблено систему автоматизованого тестового контролю знань студент 1В з курсу б1оф1зики ДНК (вх1дний, вшидний, промшний);

- створено пакет навчальних комп'ютерних програм для проведения практичних занять з курсу бз.оф1зики ДНК;

- розроблено план-конспект лекщй спецкурсу, а також структурно- лог1чну схему реал1зац11 системного п3.дходу до вивчення клю-чових тем курсу медично! та б1олог1чно1 фхзики.

В1роНдн1сть наукових положенъ та висновк1в забезпечуеться коректним використанням результатов теоретичного анал1зу значно-го обсягу науково! та навчально-методично! л!тератури за темою досл1дзкення; використанням комплексу методгв досл!дження, адек-ватних предмету та завданням; репрезентатившстю виборки об'ект1В педатог1чного эксперименту; коректним застосуванням ма-тематичних метод1в обробки емтричних даних; результатами досл1дно-експеримеятально! перев1рки висунутих г!потез.

Впровадаення результатв досл1дження. Результати доойдження знайшли застосування п1д час проведения практичних та сем1нарських занять з курсу медично! б!оф1зики, б1ологП, генетики, пз.д час проведения факультативних занять та п1дготовки студентами рефератав. Результати доопдження впроваджувалися в процес1 еспериментального навчання студентгв першого курсу Нацюнального медичного унгверситету (НМУ) протягом 1990-1996 рок1в, Читинсько! медично! академзл в 1992-96 роках, 1ркутського медичного ун1верситету протягом 1992-96 рок1в, Луганського медичного 1нституту в 1992-96 роках, Алтайського медичного 1нсти-туту в 1992-96 роках, Ктвського ун1верситету 1м. Тараса Шевчен-ка в 1993-96 роках. Кр1м того, результати досл!дження практично використовуються з 1992 р. в 1нститут1 б1ологх1 моря ДСВ АН РосП для навчання асп1рант1в 1 в коледж1 медичного факультету ун1верситету м. Канзас-С1т1 (ОНА).

Апробащя. 0сновн1 результати досл1джень допов1далися на Всесоюзна науков1й конференцП "Застосування комп'ютер!в в удоско-налеша викладання в медицин " (м. Кшв, 1989 р.), на Всесоюзюй науково-методичней конференцП "Сучасн1 проблеми п1дготовки ме-дичних кадр1в" (м. Москва, 1990 р.), 2-1н республ1канськ1й нау-ков1й конференцП "Актуальна психолого-педагог1чн1 проблеми ме-

дично! схшти в УРСР" (м. 1вано-Франк1вськ, 1990 р.), республх-канськ1й науков1й конференЩ! "Використачня комп'ютерно1 техн1ки в учбовому процес! медичних вуз1в" (м. Дн1пропетровськ, 1991 р.), науковш конференцП "Використання комп'ютерно! техн1ки в процесс п!дготовки медичних кадр1в" (м. Вшниця, 1992 р.), науково-мето-дичнш конференцП "Розробка та впровадження в процес п1дготовки медичних кадр1в сучасних технолог^ навчания" (м. Тернопыь, 1992 р.), перш1й, друПй та третЗ.Й М1жнародних конференщях "Комп'ютерн1 програми учбового призначення" ( м. Донецьк, 1993, 1994,1996р.), 4-1Й М1жнародн1й конференц!1 "Методичт, дидак-тичн1 та психолог!чн1 аспекти проблемного навчання ф1зики" (м. Донецьк, 1996 р.), I- ому 3'1зд1 Укра1нського б1оф1зичного товариства ( м. Кшв, 1994 р.), друПй 1 трет1й М1жнародних конференциях "Математика, комп'ютер, осв1та" (м. Москва-Пущно, 1995 р.; м. Дубна, 1996 р.), М1жнародн1й науков1й конференцП "КритерП самоорган!зацп в ф1зичних, х1м1чних та б1олог1чних системах" ( м. Суздаль, 1995 р.), рег1ональшй науково-практична конференцП "едыгсть осв1тньо! та профес1йно! п1дготовки студент!в в систем! багатор1внево1 вшцо! осв1ти" ( м.Чита, 1995 р.), на зас1даннях кафедри медично! б1оф1зики Нац1онального медичного ун1верситету та лабораторгй 1нституту педагог1ки 1 психологи профес1йно! осв1ти АПН Укра1ни.

0сновн1 положения дисертац1йно! роботи викладен1 в 16 пубдхкащях обсягом 5 друкованих аркуппв.

На захист виносяться: 1) Концепц1я реал1зацП системного п!дходу при вивчешй дисциплин природничо-наукового циклу в ме-дичному вшдому учбовому заклад!, що створюе умови для розвитку профес1йно ор!ентованого мислення студент!в-медик1в;

2) КритерП выбору зм1сту навчального матер!алу курсу

"Б1оф1зичн1 основи молекулярно! генетики";

3) Методика проведения лабораторних та семгнарських занять з вивчення <51оф1зичних основ молекулярно! генетики з використанням HIT.

Структура робота: дисертацгя складаеться з вступу, трьох розд1л1в, висновк1в, списку основно! використано! лд.тератури (197 джерел), 4 додатк1в, 14 малюнга.в, 12 таблиць; вона викладе-на на 203 стор1нках машинопису.

Осповний 3MiCT роботи

У встуги обгрунтовуеться виб1р теми досл1дження та i'i акту-альн1сть. Сформульовано об'екг, предмет, мету, загальну та част-KOBi Г1потези, завдання досл!дження; визначен1 методолог1чн1 та теоретичн1 основи, а також методи досладження; в1дображен1 нау-кова новизна, теоретичне i практичне значения роботи, BiporiflHicTb отриманих результатов; викладено 1нформад1ю щодо впровадження та апробацп результат1в педагоПчного досл1дження; сформульовано основн! положения, KOTpi виносяться на захист.

У роздШ "{.!етодолог!чн1 основи досупдяення" анал1зувться стан проблеми вивчення б1оф1зики в систем! профес1йно! п1дготов-ки студенИв медичних вуз1в. Зазначено, що в розвинутих кра!нах св1ту мае м1сце тенденщя до б1льшо! профШзацП фундаментально! медично! осв1ти за допомогою навчання майбутнгх л1кар1в за iнтегрованими курсами, створеними на основ1 п1дсилення м1ждис-цишйнарних зв'язк1в маж фундаментальними та клш1чними дис-цишйнами.

Для виявлення рол! та м1сця предмета бхофхзики у зм1ст! вищо! медично! осв1ти наш було проанайзовано з.снуюч1 визначення нау-ково! дисцишйни б!оф1зики та закладених в н1й методолог 1чних

принщппв ц!е! науки. Встановлено, що визначення бхоф!зики як науки, наведене в 61лыпост1 навчальних пос1бник1в , в недос-татньо широким, таким, що звужуе п1знавальн1 (д профес1йно ор1ентованх ) можливост! дано! науково! дисцштни. Б1лып де-тальний розгляд проблем молекулярно! б1оф1зики нуклехнових кислот (ДНК, РНК) показало, що ц1 проблеми в методолог1чному план1 виходять за ыеж1 традиц1йного розумхння бхоф1зики, та при своему включенн1 у зм1ст фундаментально! медично! осв!ти вимагають хнтегрованого пх.дходу, що в1дповхдае сучасним тенденцхям вищо! медично! осв1ти. У цьому розд!л1 обгрунтовуються також дидак-тичн1 основи вивчення молекулярно! б1оф1зики. Проведений нами анал1з ц!лей та завдань, квал1ф1кац1йних вимог до випускник1в медичних вуз1в показав, що при розробщ методики викладання дис-ципл!н природничо-наукового циклу важливе значения мае принцип системность Дано обгрунтування правильного розум1ння та вико-ристання цього принципу в навчальному процес!:

- при розробщ методики навчання слхд ефективно реагпзувати за-гапьнонауковий принцип системностЗ., тобто знати 1 розумхти осо-бливостх проведения наукових досл1джень в дан!й предметн1й галу-31 на основ1 системного п:хдходу;

- необхздно оволодЛти лог1кою системного розкриття об'ектхв та явищ, орган1зувати д1яльн!сть тих, хто навчаеться з застосуван-ням метод1в системного анайзу.

У роздШ викладено хсторш зародкення методолог1чного принципу системност1 в природознавств1, основн1 поняття 1 виэначення системного анайзу в наущ, необхх.дн1сть застосування системного гидходу до вивчення 1ерарх1чно орган1зованих 6х.олог1чних систем, що вивчаються б1оф1зикою. Вх.дзначаеться необх1днх.сть активхзащх Шзнавально! дхяльностх студент!в, наближення мислительнох

д1яльност1 в навчальному процесц до профес1йноор1ентовано! мис-лительно! д1яльностз.. Як показав анал1з, ряд елемент1в про-фесхйно ор1ентованого (л!карського) мислення мае "системний" характер i тому молсе розвиватися у тих, хто навчавться при системному вивчешп курса б1оф!зики. В розд1л1 розглянуто також дидактична основи використання комп'ютерно! технологи навчалня при вивченн1 курсу бз.оф1зики в медичному вузь Для практично! ре-алгзацП методики системного п!дходу до вивчення б1оф1зики нами використовуеться теорая поетапного формування розумових Д1Й та найбхльш технологi4Hi з точки зору HIT аспекта з.нших теор1й. У зв'язку з цим розглянуто типи навчальних комп'ютерних прог-рам та ti дидактичн1 завдання, hki можуть вир1шуватися за допомогою р1зного типу програм. ЗдЛйснений нами анал!з засто-сування HIT при вивченн! природничо-наукових дисцшШн в ме-дичних вузах Укра!ни та Pocii дозволив зробити висновок про те, що програмн! розробки часто не враховують сучасних дидактичних вимог до педагог1чних програмних засоб!в (ППЗ) i в1дсутнд.й единий методичний п1дх1д у вирхшенн! загадьних завдань фундаментально! медично! осв1ти за допомогою 3aco6iB HIT.

У роздз.л1 "Методика вивчення молекулярно! б10$1зики" обгрун-товуеться зм1ст та логгчна структура навчального спецкурсу "Бюф1зичн1 основи молекулярно! генетики", викладаеться методика проведения практичних занять з б!оф1зики ДНК з використанням р1зного типу комп'ютерних програм навчального призначення. В основу розроблено! нами методики покладено таку орган1зац1ю навчального процесу, яка приводить студента до розумхння системного характеру взаемозв'язкхв елемент1в знань в дан1й предметна гапузь Досл1дження навчального матер1алу охошпоб дв1 взаемопов'язан1 частини: теоретичну (леюцйний курс) та прак-

тичну ( робота з комп'ютерними програмами ). Метою лекщй е: а) вивчення ф!зичних механ1зм1в та молекулярних основ функщону-вання важливих 61олог1чних пол1мер1в (б1лга.в, нуклешових кислот) та прояв!в цих механ1зм1в в генетичних процесах; б) вивчення метод1в системного пз.дходу в б1оф1зищ. В цьому роздШ наводиться загальний план лекщйного спецкурсу, з зазначенням схеми системного взавмозв'язку р!зних проблем фхзики нуклегнових кислот. Для в!дбору конкретного навчального материалу та побудови сценарПв навчально! д1яльност1 п1д час практичних занять з ви-користанням ПГВ нами створено структурно-лог1чну схему системно! взаемодП елемент1в знань з медично! б1оф1зики ДНК (схема 1). Схема включаз в себе три ргвня вивчення (ф1зичний, молекуляр-но-б1олог1чний, медико-генетичний). Елементи кожного р1вня системно пов'язан1 один з одним 1 в умовах традищйного п1дходу вивчаються в кожн1й в1дпов1дн1й дисциплШ незалежно в1д другого р1вня (предмета). Тому системн! зв'язки м1ж р1зними р1внями заз-начено! схеми виявлен1 слабко. Розроблена нами методика передба-чае Оший п1дх1д, а саме:

- вивчення "вертикальних" зв'язк1в м1ж елементами разного р!вня;

- вивчення "горизонтальних" зв'язкхв кожного р1вня, але через загальн1 зв'язки р1зних елемент1в одного р1вня з загальним еле-ментом б1льш високого р1вня, аж до медико-генетичного.

-В-процесх розробки-шгзну-навчзльних занять за диццмш'ош дано-

го пз.дходу одержано уявлення про те, як! елементи-знания 1 з яких дисципл1н е б1льш суттевими для формування узагальнених прийом1в д1яльност1 (за теор1ею Гальпер1на П.Я. та Тализ1но! Н.Ф.), тобто мають б1льше лШй перетину, а як1 е менш суттевими. Це сприяе оптизацП змюту навчання 1 замють вивчення багатьох окремих вар1ант1в системи (часто з дублюванням в р!зних дисципл1нах )

Схема 1.

Структурно-логична схема системного походу при вивченн1 медично! б!оф1зики ДНК

"1 г

-л 1-1 I-1 I-1 :-

.Медико- || |"молеку-| |"репара-| |порушення | |пору- | |методи те-;тичний | | лярн1" | | ц1йн1" | |регуляцП | |шення | |рап1! та эяв та ||= | захворю- |—|захворю-|—| генно! |—11мунно11—|д1агности-¿етоди 1 |вання | | вання | |експресП | |системи| | ки

_I I_1 I_I 1_

1_

-11 И.

1 г

~1 г

I I

;кулярно-11 | || || ||

юг1чн1 1 |Репл1-| |Транск-| |Репара-| |Геномн1 зцеси | = | кац!я Нрипщя Нщя Нперебу-Итин1 II II II I Iдови

т: г

Л 1-

П I

| |Взаемод1я з | |регуляторни-|—|ми б3.лками та | |лггандами

J I_

л

т г

"I г

"i г

~1 г

п г

ЗИЧН1 1 5тив0ст1: ii

Злеми мо-1| /лярно 1 II

[)13ики ii

С 1

т г

Л 11.

|Генетич-| |Вторин-| | Супер- | | б1лок- | | Динам1ка

|ний код || на | |сп1раль-| |нукле!- | | подв1йно1

I та | |конфор-| |н1сть та| |нове | |сп!рал1 ДНК, = |анал1з |—|мащя |—|укладка |—|"втзна-|—|гз.дратац1я,

|текст1в | |ДНК | |в хромо-| | вання" | |1онне ото-

1ДНК.РНК | | | |сомах | | I ¡чення ДНК

1_| |_| I_1 I_I I_

-и

)уюч1" II

5ичн1 ||

стори 11=

I-1 I-

|Випро- | | Мжро-1м1ню- I |хвильов1

п г

Нагр1- | | 1он1зу-| |Невалентн1

вачня, | |юче вип-| |зв'язки з мо-

вання Н ел-магн. |—| "плав- |—|ром1ню -Нлекулами води

(УФ) | |поля | |лення" | |вання | |та л1гандами

I ;

вивчаеться те вагальне/ що базуеться на максимальн1й к1лькост1 зв'язк!в. При цьому важливу роль Biflirpae комп'ютерна п!дтримка навчальних занять. Основою кожного ППЗ е 1нтерактивна робота з вивчення В1дпоб1дних Лнформащйних, енергетичних та структур-но-функц1ональних властивостей (що в!дпов1дае запропонован1й нами класиф1кац11 типов системних зв'язк1в ) молекули ДНК та меди-ко-генетична 1нтерпретац1я цих властивостей. Методи системного анаглзу, закладен1 в практичну частину програм, тако: моделю-вання, виршення системних завдань.

У роздШ "0рган1защя та результата енспериментального нав-чання" викладено етапи проведения педагог1чного эксперименту. Педагог1чний експеримент проводився на кафедрах б1оф!зики р1зних медичних вуз1в (Алтайський медичний институт - 1988-1989 р., НМУ iM. акад. Богомольца 0.0. - 1983-1996 р.), а також за нашими рекомендащями на кафедрах бхофхзики ' та б1ологп Читинського, 1ркутського, Луганського медичних 1нститут1в (1992-96 р.). Екс-периментом на р1зних його этапах було охоплено б1лыде 1000 студентов перших KypciB названих вуз1в. ОсновHi завдання експери-MeHTiB, що проводилися нами, були так1: 1) В1дб1р зм1сту та обг-рунтування структур« навчального матер1алу 1нтегрованого курсу лекц!й та практичних занять з вивчення молекулярно! б1оф1зики в медичному вуз1; 2) Ощнка впливу розроблено! методики постановки л^а-проведення-практичних-занятъ—г—використанням НП за темою курсу на як1сть знань, вм1нь, профес1йно ор1ентованих (системних) уявлень; 3) Експертна ощнка ефективност! пропоновано! методики. Завданнями педагог1чкого експерименту було передбачено виявлення ставлення студентiB до використання в навчанн1 б1оф!зики засоб!в HIT, розум1ння рол1 базових природничо-наукових' знань в майбут-н1й профес1йн1й д1яльност! та навчанн!, розробка рекомендащй

щодо ефективного впровадження методики в навчальний процес 1нших вуз1в. В1дпов1дно до завдань досл1дження проводилися педагог1чн1 спостереження, тестування, анкетування, д1агностичний контроль.

На першому етат педагог1чного експерименту (1988-1991 р.) було встановлено, що:

- зм1ст курсу б1оф1зики недостатньо 1нтегрований 1з змютом 1н-ших KypciB. Це створюе у студент1в уявлення про "непотр1бн!сть" б1оф1зичних знань в подалыюму навчанн1 та профес1йн1й д1яльнос-

Ti;

- у процес! вивчення б1оф1зики недостатньо використовуються так1 ефективн! дидактичн1 засоби, як HIT;

- деяк1 важлив1 питания б1оф!зики не включено до навчальних пла-н1в.

На другому етап1 педагог1чкого експерименту (1991-93 р.) на основ1 виявлених особливостей досв1ду застосування HIT при вив-ченн1 студентами медично! шформатики були розроблен! та апробо-ван1 методики дек1лькох практичних занять з б!оф1зики ДНК, ре-ал1зован1 згодом у вигляд1 ППЗ.

На третьому erani (1993-96 р.) зд1йсновалося впровадження зап-ропонованоТ нами методики в навчальний процес, 36ip та анал1з 1нформацп про результата впровадження, коригування зм1сту та структури комп'ютерних програм, створення навчально-методичних пос1бник1в для студент!в. Перевхрка знань, вм1нь студент1в до та п1сля роботи з ППЗ, проводилося автоматизовано з допомогою роз-роблених контролюючих програм (табл.1). У нашому випадку важли-вим критер1ем ефективност! розроблено'1 методики е формування у студент1в системних уявлень про знания ргзного р1вня (ф1зичного, б1олог1чного, медичного). Перев1рка "р1вня системности.", ~що про-водилася паралельно з попередн1м контролем (табл.2), включала

Табл. 1.

Результата контролю знань (до 1 хпсля вивчення б1оф!зики ДНК) за допомогою навчальних комп'ютерних програм

|(- ||В I Д П 0 В I Д I и | В X I Д Н И й ¡КОНТРОЛЬ и ■ - ~ - —и » В И X I Д Н И Й II ( %)|К 0 Н Т Р 0 Л Ь ( % )|| П 1

I Правильн1 1 50 11 1 II 80 | 1 1

I Неповн1 | 10 1 1 1 0 | 1 1

| Неповн1 з помил-| ками | 20 1 1 1 10 | 1 1 1 1

I Повн1 в1дпов1д1 | з помилкаыи 1 о 1 1 1 1 1 0 1 1 1

| Неправильна II 20 1 1 1 10 1 1 "

Табл. 2.

Результата переварки р!вня "системност1 уявлень" з медично! б!оф1зики ДНК ( до 1 шсля роботи з навчальними комп'ютерними програмами )

1 ........ ......г | Системний р1вень | 1 1 1 Вхл.дний ( % ) | 1 1 Вюадний ( % ) | 1

1 1 I 1-ий р1вень: | |ф1зика-бз.оф1зика | I 1 55 , 1 1 1 85 |

1-1- 11<-> II р1вень: б1о-| |ф1зика-мол.б1олог1я| 1 1 -(_ 1 43 | 1 -1 1 81 | 1

1 1 | 11<->1П р1вн1: | |б1олог1я-медицина | 1 1 38 | 1 1 1 79 | 1

1 1 I середн1й показник | I 1 1 45.3 | | 1 81.7 | 1

визначення студентами зв'язк!в у схем! системного вивчення ме-дично! б1оф1зики ДНК (до та niara роботи з програмами).

Для експертно! оц!нки розроблено! методики нами використову-вався метод "оцЛнки в!.дносно! важливостГ' (дидактично! - I, 1нформац1йно1- II, науково-техн1чно1- III, профес!йно спрямова-hoí- IV) за 100-бальнога шкалою. Експертна оц!нка проводилася експертачи-фаххвцями р1зних вуз1в УкраТни та Pocií на ochobí да-них щодо впровадження методики у вищих навчальних закладах. В результат! отриман1 таю. ощнки: 1-а вимога - 98 (середньоквад-ратичне вдаилення S= 3.6 ), II - 93 (S=7.1), III - 83 (S=8.67), IV - 97 (S=4.43) бали. Коеф1вдвнт конкордацН (W), що е показни-ком ступеня узгодженостз. думок експерПв про в!дносну важливз.сть ycix вимог до методики, складав W = 0.7. Статистична ощнка зна-чущост1 показника узгодженост1 думок експерт1в, проведена методом xi-квадрат, п3.цтвердила в1рог1дн1сть результат1в.

Виконане педагог1чне досл:1дження п1дтвердило висунуту г1поте-зу i дозволило зробити так! висновкк:

1) Застосування системного пхдходу при вивченн! природничс-нау-кового циклу дисцшшн в медичному вуз i сприяе гнтегрованому ви-вченню 3MicTy курсу медично! та б1олог1чно! ф!зики з матер!алом 1нших дисцишпн;

2) 1нтегративне вивчення на ochobí системного п1дходу створюв умови для професз.йно спрямованого вивчення фундаментальних дис-цштн, з ор!ентащею на спец!ал1зован1 медико-бшлог1чн1 дис-циплши (медична генетика, !мунолог1я тощо);

3) Професшно ор!ентоване (клд.н1чне, або л1карське) мислення, що формувться у студент1в медичних BysiB у процес! навчання, включав важлив1 елементи системного мислення, виникнення та розвиток якого може в1дбуватися за умов реап1зацП системного п1дходу при

вивченн! таких дисцишан медико-б1олог!чного циклу, як б1олог:чна (Здзика;

4) Використання 1м1тац1йних моделей, "занурених" в педагогхчну оболонку комп'ютерних програм, дозволяв реалХзувати системний п1дх1д у вивчешп б1оф1зичыих основ молекулярно! генетики та дав змогу наочного вивчення таких процесхв, вивчення яких д.ншими засовами не е можливим;

5) На основ1 узагальнення результат1в анал1зу зм!сту курсу б1о-лог1чно'1 ф1зики, 61ох1м:П, генетики, б1олог:п вищо! медично! ос-вхти виявлено основн1 елементи знань, вм1нь б1оф1зичного р1вня вивчення ф1зико-х1м1чних властивостей нуклегнових кислот ( ДНК, РНК). Встановлено систем^ зв'язки м1ж цими елементами знань 1 вм1нь та виявлено 1х характер в рамках запропоновано! класиф1ка-Ц11 зв'язк!в (енергетичн!, ¿нформащ шп, структурно-функцю-нальн!);

6) Використання в навчальному процес1 розроблених комп'ютерних програм ( навчальних, контролюючих, досл1дницьких ) забезпечуе контроль знань, вм1нь та системних уявлень студент1в, обробку його результапв, моделювання б1оф1зичних явшд;

7) Шдвищення р1вня фундаментальное^ теоретичних дисцишин (ф1зика, х!м1я, б1олог1я) забезпечувться:

- 1нтегрованим п!дходом у вивчешп явшц, об'екпв, що в!дно--еяться до ргёних-навчазшних дисцишин, але—об'еднан! Б ёдйнё" Ц1ле на основ1 виявлення системних зв'язк1в, зазначення !х характеру та виходу на розв'язання проблем охорони здоров'я;

- доойдженням р!зних моделей (граф1чних, математичних, лог!ч-них), ¡до п1ддаються комп'ютернта реайзацН, та е такими, що описують р1зн1 р1вн1 1 аспекта повед1нки об'екта, явица, що вив-чаеться;

8) Створешп структурно-логi4Hi схеми системного вивчення 6io-ф!зичних процес!в сприяють виробленню критерНв для розробки плашв занять у медичному вуз1, знижують вплив фактора суб'екти-вност1 при складанн! навчальних план1в, дозволяють оперативно та орган1чно включати до план1в нов1 розд!ли, що виникають у в1дпо-в1дь на hobi досягнення в наущ та практиш медицини;

9) Результати експертно! ощнки та впровадження розроблено! методики вивчення б1оф1зики ДНК в практику навчання дають п1дста-ви стверджувати, що методика проведения занять на основ! системного Шдходу та з використанням HIT може стати д1йовим засобом п1двищення р1вня фундаментально! профес1йно спрямовано! п!дго-товки майбутих л1кар1в.

В дисертацП розроблено зм1ст та структуру циклу практичних занять для студенив медичних вуз1в з молекулярно! бкх^зики в Kypci медично! та б1олог1чно! ф1зики, методика проведения яких базуеться на використанн1 HIT та системному п1дход1, що iHTerpye вивчення бд.оф1зики з вивченням молекулярно! бнэлогП, медично! генетики, 6ioxiMi'i. Запропонована технолог!я навчання моке бути використана не лише в Kypci медично! та б1олог1чно! ф!зики, але й для 1нших дисцишпн в систем! вищо! медично! ocbith. Виконане дослд.дження не вичерпуе Bcix acneKTiB поставлено! проблеми. Подальшого досл!дження та наукового обгрунтування потребують питания використання системного идходу та можливостей HIT у нав-чанн1 студент1в медичних вузгв дисцишпн природничо-наукового циклу, а також забезпечення професшно! спрямованост1 при вив-ченн1 медично! та б3.олог1чно! ф1зики i !нформатики.

Основний 3MiCT виконаного дослЗдаення воображено в таких публ!кащях:

1. Егоренков А. И., Чалый А. В. Компьютерный эксперимент как средство повышения эффективности обучения основам информатики и биофизики в медицинском вузе // Современные проблемы подготовки медицинских кадров.- М.: Изд-во 1-ого Моск. мед. ин-та, 1990. -ч.З.- С.190-192.

2. егоренков А. I, К1хно I. М. Навчальна програма "Генетичний код" // Р1дна школа.-1992.- N11-12.- С. 64.

3. егоренков А. I., К1хно I. М. Концепщя системного п1дходу у вивченн! медично! б1оф1зики ДНК та П комп'ютерна реал!зац1я // Застосування комп'ютерно! техн!ки в процес1 подготовки медичних кадр1в. - В1нниця, 1992.- С. 35-36.

4. бгоренков А. I., Кахно I. М. Комп'ютерна програма "ДНК" //Р1д-на школа.-1993.- N2.- С. 39.

5. бгоренков А. I., Чепель В. Ф. "1нтелектуальн1" навчажш систе-ми на основ1 моделювання // Р1дна школа.-1993.- N7.- С.1.

6. бгоренков А. I., К1хно I. М. Комп'ютерна програма "Секв1ну-вання" // Р1дна школа.-1993.- N7.- С. 77.

7. Егоренков А. И., Король В. В. Пакет прикладных программ для графического изучения топологии поверхности потенциальной энергии, соответствующей конформационной динамике молекулы ДНК // Биополимеры и клетка.-1993.- Т.9.- N6.- С. 66-72.

8. Егоренков А. И. Пакет компьютерных программ для изучения биофизических основ молекулярной генетики // Биополимеры и клетка.-1993.- Т.9.- N6.- С. 94-96.

9. Егоренков А. И. Изучение основ молекулярной генетики при помощи компьютерных программ // Комп'ютерн1 програми учбового призна-чення.- Донецьк: ДонДу, 1994.- С. 49-50.

10. Егоренков А. И. Метод графического изучения внутримолекулярной динамики ДНК на основе численного моделирования // Журнал фи-

зической химии.- М.- 1995.- Т.69.- N8.- С. 1410-1414.

11. Егоренков А. И. Графический анализ полинуклеотидных последовательностей при помощи компьютерной программы "Фрактальный портрет ДНК" // Критерии самоорганизации в физических, химических и биологических системах. - Москва-Суздаль, 1995.- С. 33.

12. бгоренков А. I. Вивчення ДНК за допомогою комп'ютерних технолога // 1-й 3'1зд Украшського б1оф!зичного товариства: Мате-ргали 3"1зду,- Ки!в, 1995.- С. 97-98.

13. Егоренков А. И. Компьютерные учебные программы по молекулярной генетике // Математика, компьютер, образование.- Пущино, 1995. - С. 75-76.

14. Егоренков А. И., Гончаренко С. У. Принцип системности и его компьютерная реализация в обучающих программах по биофизике нуклеиновых кислот для студентов-медиков // Математика, компьютер, образование.- Дубна, 1996.- С. 84-85.

15. Гончаренко С. У., Егоренков А. И. Использование принципа системности для создания проблемных ситуаций при изучении биофизики в медицинском вузе // Методологические, дидактические и психологические аспекты проблемного обучения физике. - Донецк: ДонГу, 1996.- С. 103.

16. Таранюк Г. П., егоренков А. I. Переборота традищйну схему викладання фундаментальних дисцишпн в медико-б1олог1чному лще! // Р1дна школа.-1996.- N3,- С. 51-52.

Yegorenkov Anatoli I. Method of DNA molecular biophysics study in higher medical schools using new infomation technologies. Dissertation thesis for Candidate of Science degree on speciality 13.00.02 - methods of special disciplines teaching. Institute of Pedagogic and Psychology of Professional Teaching, Academy of

Pedagogical Sciences of Ukraine, Kyiv, 1997.

The main idea of this research is the use of systemic approach and informative possibilities for medical and biological students study. The approach proposed here permits to study biophysics as an integrative part of several branches of biology, biochemistry, and genetics, to develop the deepest professional orientation of future physicians increasing motivation level and quality of teaching. The results presented in the dissertation are important for higher medical school lecturers as well as for researchers interesting in medical education problems.

Егоренков А. И. Методика изучения молекулярной биофизики дезок-сирибонуклеиновой кислоты в медицинском вузе с использованием новых информационных технологий.

Диссертация в виде рукописи на соискание ученой степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.02. - методика обучения (специальных дисциплин). Институт педагогики и психологии профессионального образования АПН Украины, Киев, 1997.

В диссертационном исследовании разработана методика изучения важных разделов молекулярной биофизики на основе системного подхода и с использованием педагогических программных средств. Предлагаемая методика позволяет изучать биофизику интегративно с некоторыми разделами биологии, биохимии и генетики; развивать у обучаемых основы системного мышления, являющегося составной частью профессионального мышления будущих врачей; повышать уровень мотивации и качество обучения. В диссертации разработан программно-методический комплекс для проведения лекционных и практических занятий по биофизическим основам молекулярной генетики. Выводы исследования могут быть использованы в практической

работе преподавателями медицинских учебных заведений различного профиля и уровня, а также специалистами, занимающимися проблемами медицинского образования.

Клмчслп слова: медична та б1олог1чна ф1зики, дезокскрибонук-ле!нова кислота (ДНК), молекулярна генетика, системний П1дх1д, HOBi 1нформаЩйн1 технологП навчання (HIT), профес1йно оргенто-вана фундаментальна медична ocBiTa.