Методика обучения студентов медицинских специальностей компьютерному моделированию

Никонорова, Маргарита Леонидовна

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Методика обучения студентов медицинских специальностей компьютерному моделированию

Автореферат

Автор научной работы: Никонорова, Маргарита Леонидовна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Санкт-Петербург
Год защиты: 2013
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Методика обучения студентов медицинских специальностей компьютерному моделированию"

На правах рукописи УДК: 378.016:004

Никонорова Маргарита Леонидовна

МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ МЕДИЦИНСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ КОМПЬЮТЕРНОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ

Специальность: 13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (информатика, уровень профессионального образования)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

2 8 НОЯ 2013

Санкт-Петербург 2013

005539743

Работа выполнена на кафедре информатики федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена»

Научный руководитель

доктор физико-математических наук, профессор кафедры геометрии федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена» Пичугин Юрий Александрович

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук, профессор кафедры информационных и коммуникационных технологий федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена» Фокин Роман Романович

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры информатики математико-механического факультета федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет» Ловягин Юрий Никитич

Ведущая организация:

федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации Российской академии наук»

Защита состоится «19» декабря 2013 г. в 11 часов на заседании Совета Д 212.199.03 по защите докторских и кандидатских диссертаций на базе федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет им. А.И.Герцена», по адресу: 191186, Санкт-Петербург, наб. реки Мойки, 48, корпус 1, ауд. 237.

С диссертацией можно ознакомиться в Фундаментальной библиотеке имени императрицы Марии Федоровны Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена, 191186, Санкт-Петербург, наб. реки Мойки, 48, корпус 5.

Автореферат разослан « ^ » ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета^^Т^ f /1/^

доктор педагогических наук, профессор //wy f И.В. Симонова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В соответствии со Стратегией 2020 одной из задач, способствующих повышению качества образования, является обеспечение компетентностного подхода, взаимосвязи академических знаний и практических умений. С введением новых федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (ФГОС ВПО)образовательные учреждения получили дополнительные академические свободы в формировании содержания и организации учебного процесса, акценты смещены с минимума содержания на требования к результату образования. Требования к результатам обучения изменились, появились новые понятия, связанные с компетентностным подходом, такие как общекультурные и профессиональные (личностные) компетенции обучения. Развитие профессиональных компетенций - это управляемый процесс становления мастерства, то есть, в первую очередь, это образование и самообразование, наличие информационно-коммуникационной компетенции (Мыскин М.Н.), включающей в себя компетентность в области информационно-технологического образования или информационно-технологическую компетентность. Под информационно-технологической компетентностью (Баранова Е.В., Симонова И.В.) понимается готовность использовать средства информационных технологий для решения профессиональных задач.

В требованиях ФГОС ВПО к результатам освоения основных образовательных программ подготовки специалиста по направлению (специальности) «Педиатрия», «Лечебное дело», «Медико-профилактическое дело», «Стоматология», «Медицинская биофизика» отмечено, что выпускник должен владеть компьютерной техникой, уметь получать информацию из различных источников, работать с информацией в глобальных компьютерных сетях; применять возможности современных информационных технологий для решения профессиональных задач.

В системе медицинских знаний дисциплина «Анатомия человека» является одной из базовых и наиболее трудных для освоения. Трудность этой дисциплины заключается, во-первых, в необходимости изучения и запоминания огромного количества специальных терминов фактического материала на русском и латинском языках, во-вторых, в необходимости четких зрительных образов анатомических объектов и умении устанавливать

логическую связь между анатомическими объектами и функциональными процессами, в которых эти объекты принимают непосредственное участие. Классические анатомические атласы не могут представить все возможные изображения анатомических структур и их подробное описание в трехмерном пространстве, требуемое в современных диагностических и хирургических методах. Создание, распространение и развитие медицинского научного и обучающего программного обеспечения предоставляет дополнительные возможности формирования умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять аналитическую деятельность, сбор, обработку, передачу и хранение информации. Необходимо отметить, что указанные задачи можно решить с помощью компьютерного моделирования анатомических объектов, посредством разработки имитационных компьютерных моделей на основе построения иерархических графов. Метод моделирования является одним из методов научного познания, совершенствование аппаратного и программного обеспечения компьютеров способствует его развитию. Все это свидетельствует о том, что проблема обучения компьютерному моделированию студентов -будущих врачей является актуальной.

Степень разработанности темы исследования. Анализ научной и методической литературы в объеме диссертационного исследования показал, что методические рекомендации по использованию ИТ в профессиональном обучении студентов - будущих врачей разработаны мало, так как содержание изучаемых тем определяется минимально необходимыми знаниями для решения конкретных медицинских задач. Вопросы применения ИТ в медицине раскрыты в работах Б.А. Кобринского, Т.В. Зарубиной, В.Я. Гельмана, В.И. Чернова, И.Э. Есауленко, М.В. Фролова, Г.А. Хай. Различным аспектам обучения ИТ студентов медицинских специальностей посвящены диссертационные исследования на соискание ученой степени кандидата педагогических наук А.Н. Алексахина, Н.Г. Шилиной, Н.П. Пупырева и О.Ж. Петруничевой.

необходимо упомянуть, что в медицине широко реализуются математические и информационные модели, способствующие изучению сложных физиологических процессов, диагностики патологических состояний, изучению эпидемических процессов в клинической иммунологии и фармококинетике.

В соответствии с этим, можно выделить следующие противоречия:

1) между необходимостью овладения конструированием компьютерных моделей визуализации и отсутствием соответствующих методик, предлагающих средства и обеспечивающих условия достижения этой цели в процессе обучения;

2) между преобладанием традиционных репродуктивных методов обучения дисциплине «Анатомия человека» и необходимостью использовать активные методы обучения, регламентированные ФГОС ВПО;

3) между теоретической разработанностью компетентностного подхода и отсутствием научных исследований, позволяющих передать общность дисциплин «Информатика» и «Анатомия человека» и показать специфику содержания межпредметных знаний.

Для решения указанных противоречий было проведено исследование, которое позволило отобрать содержание дисциплины «Компьютерный практикум» и разработать методику обучения студентов медицинских специальностей компьютерному моделированию.

Объект исследования: процесс развития информационно-технологической компетентности студентов медицинских специальностей при использовании компьютерного моделирования в изучении медицинских дисциплин.

Предмет исследования: процесс обучения компьютерному моделированию как средство развития информационно-технологической компетентности будущих врачей.

Цель исследования: разработка методики обучения студентов медицинских специальностей компьютерному моделированию, обеспечивающей повышение уровня информационно-технологической компетентности в процессе изучения дисциплины «Компьютерный практикум».

Задачи исследования: 1. Проанализировать научные работы и методические подходы к обучению будущих врачей информатике компьютерному моделированию и анатомии человека.

2. Осуществить отбор содержания дисциплины «Компьютерный практикум», учитывая межпредметные связи информатики и анатомии человека, практическую ориентированность в профессиональном обучении будущих врачей.

3. Обосновать выбор методов обучения в соответствии с целями и содержанием дисциплины «Компьютерный практикум», выделить виды учебной деятельности студентов в процессе освоения дисциплины.

4. Разработать учебно-методические материалы, способствующие усвоению знаний и развитию информационно-технологической компетентности студентов.

5. Проверить, в соответствии с методами теории проверки статистических гипотез, влияние компьютерного моделирования на процесс обучения.

Для решения поставленных задач и достижения цели была сформулирована следующая гипотеза исследования: развитие информационно-технологической компетентности студентов медицинских специальностей будет обеспечено втом случае, если в процессе обучения:

- использовать методику, основанную на применении активных методов обучения (методических кейсов и метода моделирования);

- планировать индивидуальный маршрут;

-включать учебно-методические материалы, ориентированные на интегрированный подход сучетом специфики анатомии человека и информатики, в логику изучения учебного материала;

- применять обучающее и научное медицинское программное обеспечение, а также программные средства для компьютерного моделирования.

На защиту выносятся следующие положения:

- разработанная методика, включая программу обучения «Компьютерного практикума», способствует развитию информационно-технологической компетентности студентов медицинских специальностей;

■ разработанная методика обучения компьютерному моделированию, включающая активные методы обучения и интерактивное взаимодействие между преподавателями и студентами, и непосредственно между студентами основана на сочетании методических кейсов и методов компьютерного моделирования.

Содержательный компонент методики ориентирован на формирование умений и навыков конструирования компьютерных моделей визуализации

анатомических структур, знаний расширенных возможностей офисных пакетов и готовности к решению анатомических задач программным способом. Организационный компонент разработанной методики выражается в освоении этапов компьютерного моделирования с увеличением самостоятельности студентов и создании условий для включения студентов в выполнение индивидуальных заданий. ■ средствами осуществления контроля усвоения материала являются методические кейсы, вопросы тестового контроля. На этапе контроля преподаватель анализирует созданные компьютерные модели анатомических объектов, структур и процессов, обсуждает созданные презентации на практических занятиях и семинарах.

Научная новизна исследования: впервые в теории и методике обучения информатике предложена модель обучения, ориентированная на укрепление межпредметных связей информатики и анатомии человека, цель которой -развитие информационно-технологической компетентности студентов медицинских специальностей. Модель обучения предполагает в процессе усвоения содержания дисциплины «Компьютерный практикум» изучение теоретических и практических вопросов применения средств информационных и компьютерных технологий; интеграцию традиционных педагогических методов обучения анатомии человека и методов, активизирующих учебно-познавательную и исследовательскую деятельность студентов; на основе кейсов и заданий по компьютерному моделированию.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что

- исследование обогатило теорию и методику обучения информатике целесообразностью применения активных методов обучения в процессе интеграции межпредметных связей информатики с дисциплинами медицинской направленности, изучаемыми будущими врачами;

- построенную методику обучения компьютерному моделированию студентов медицинских специальностей можно рассматривать как составляющую методической системы их профессиональной подготовки.

Практическая значимость результатов исследования состоит в:

- разработке методики обучения студентов медицинских специальностей компьютерному моделированию, готовой к использованию в педагогической практике.

Содержательный компонент разработанной методики включает конструирование компьютерных моделей для визуализации анатомических структур, обеспечивающих усвоение материала и решение учебных проблем по медицинским дисциплинам на более глубоком уровне. Организационный компонент разработанной методики предполагает последовательное изучение каждого этапа компьютерного моделирования с постепенным увеличением доли самостоятельности студентов, в создании условий для включения студентов в самостоятельное выполнение индивидуальных заданий;

отборе прикладного программного обеспечения для проведения практических занятий . студентов по компьютерному моделированию;

разработке учебно-методических материалов, которые могут быть использованы при обучении студентов медицинских специальностей компьютерному моделированию на практических занятиях, факультативных занятиях, семинарах, при проведении заседаний студенческого научного общества (СНО), в самостоятельной работе, при выборе дисциплины по выбору.

Методологическая база исследования:

B.В. Серикова, Г.А. Бордовского, А.Н. Андреева, М.Б. Лебедевой, О.Н. Шиловой, A.B. Хуторского, О.В. Акуловой, Н.Ф. Родионовой А.П. Тряпицыной.

К методологической базе нашего исследования также можно отнести методы компьютерного моделирования, которые описаны в работах Р. Шеннона, Томас Дж. Шрайбера, Н.П. Бусленко, В. Кельтона и P.A. Лоу, Б.Я. Советова,

C.А. Яковлева, В.М. Глушкова, Ю.И. Рыжикова и других (Титова Ю.Ф., 2002). Развитие идей имитационного моделирования и представление моделей при помощи математической теории графов отражено в работах М. Брейера, Л.В. Кельтона и Р. А. Лоу, Е.А. Бабкина, А. Прицкера, Г.Ф. Хахулина,

С.В. Монахова и других.

Теоретические основы исследования: по современным педагогическим технологиям отражены в работах В.П. Соломина, Г.А. Бордовского, Н.В. Бордовской, В.В. Лаптева, В.В. Давыдова, В.А. Извозчикова, Н.М. Матвеева, A.A. Реан, Г.К. Селевко, Н.Ф. Талызиной, Г.Г. Хамова; по педагогике и психологии высшей школы - в работах Г.В. Абрамяна, P.M. Грановской, С.И. Самыгиной,

А.П. Тряпицыной; по теории контекстного и личностно-деятельностного подхода - в работах A.A. Вербицкого, П.Я. Гальперина, Д.Б. Эльконина и других; в области реализации междисциплинарных связей описаны в работах H.A. Румынцева, А.И. Гурьева, Г.И. Кутузовой, Т.Ю. Ильиной; в области информационно-технологической компетентности - в работах Е.В. Барановой, М.Б. Лебедевой, И.В. Симоновой; в области теории обучения информатике: высшая школа - в работах В. В. Лаптева, М.Б. Швецкого; в работах М.П. Лапчика, Н.В. Макаровой; средняя школа - в работах С.А. Бешенкова, A.A. Кузнецова, И.Г. Семакина, Н.Г. Угринович, H.H. Самылкиной ,Е.К. Хеннера.

На основе анализа научных публикаций вопросы теории моделирования рассмотрены Р. Шенноном, S.E. Elmagnraby, W.T. Morriss, Б.А. Глинским,

A.Б. Горстко, В.А. Штоффом, A.B. Копыльцовым.

В проекте «Концепция развития системы здравоохранения в Российской Федерации до 2020 г.» выделены вопросы, связанные с информационными технологиями. Использование ИТ в медицине отражено в работах В.А. Аверина,

B.И. Левина, Т.Б. Уткина.

Методы исследования: теоретический анализ психолого-педагогической и научно-технической литературы по тематике исследований; анализ научно-педагогического опыта обучения в результате участия в работе конференций; имитационное моделирование (ИМ); наблюдение за ходом учебного процесса, деятельностью студентов; анкетирование, педагогические измерения; анализ результатов тестирования студентов; постановка педагогического эксперимента; статистическая обработка его результатов и их анализ, графическая интерпретация частичных результатов.

Достоверность и обоснованность результатов исследования подтверждаются теоретическим анализом актуальности использования компьютерных технологий в системе медицинского образования, обеспечиваются возможностями использования компьютерных моделей визуализации в учебно-методическом комплексе по дисциплине «Анатомия человека», выбором методов исследования, обработкой полученных результатов эксперимента методами теории проверки статистических гипотез, практической реализацией элементов построенной методики обучения.

Апробация результатов исследования осуществлялись в 2005-2013 годах в процессе проведения занятий по компьютерному моделированию со студентами педиатрического, лечебного, стоматологического факультетов и

интернами Санкт-Петербургского государственного педиатрического медицинского университета. Материалы теоретических положений педагогического исследования обсуждались через участие и публикации на конференциях: международной научно-практической конференции «Новые информационные технологии в образовании» (Российский государственный профессионально-педагогический университет, г. Екатеринбург, 2008, 2009, 2010, 2011 гг.), научно-практической конференции «Совершенствование подготовки педиатрических кадров в вузах Санкт-Петербурга» (Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия, 2009 г.), на X Конгрессе Международной Ассоциации Морфологов (г. Ярославль, 2010 г.), на научной конференции с международным участием, посвященной 70-летию со дня рождения доктора медицинских наук, профессора, академика МАИА Александра Кирилловича Косоурова (Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. академика И.П. Павлова, 2011 г.), на Девятой Всероссийской научно-практической конференции «Метаметодика как перспективное направление развития предметных методик обучения» (Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, НИИ общего образования РГПУ им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург, 2011 г.), на XXXI Всероссийском научном семинаре преподавателей математики университетов и педагогических вузов, посвященному 25-летию семинара «Проблемы преподавания математики в школе и вузе в условиях реализации новых образовательных стандартов» (Тобольская государственная социально-педагогическая академия им. Д.И. Менделеева, г. Тобольск, 2012 г.), на Юбилейной XIII Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная информатика (РИ-2012), на VI международной научной конференции «Математика. Образование. Культура» (г. Тольятти, 2013 г.), на 17-ой Выставке научных достижений РГПУ им. А.И. Герцена (2013 г.).

Внедрение результатов исследования осуществлено в период с 2009 по 2013 годы. Все методические материалы размещены в компьютерном классе кафедры анатомии человека Санкт-Петербургского государственного педиатрического медицинского университета. В поддержку методики обучения компьютерному моделированию выпущено учебное пособие для студентов «ИТ и компьютерные средства обучения в преподавании анатомии человека».

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка и приложений. Работа иллюстрирована 43 рисунками и 22 таблицами. Основной текст диссертации представлен на 156 стр.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Во введении дается краткая характеристика работы в целом.

Глава 1. Теоретические основы обучения информатике студентов медицинских специальностей в современной информационной среде.

Теоретическими основами обучения информатике в современной информационной среде являются компетентностный подход, междисциплинарность и индивидуально-ориентированный подход к обучению.

Компетентностный подход усиливает практическую направленность образования, акцентирует внимание на необходимости приобретения опыта деятельности, умения на практике реализовывать знания. Результатом обучения является готовность применять сформированные умения и навыки для решения профессиональных задач. Целью обучения выступает совокупность профессиональных компетенций обучающегося, а средством ее достижения -модульное построение структуры и содержания профессионального образования (Л.А. Громова). В своей работе на соискание ученой степени доктора педагогических наук P.P. Фокин проанализировал методы современной информатики (теория открытых систем, объектно-ориентированный подход, системная интеграция) и их роль в обеспечении развития информатики и методики обучения. С этой точки зрения, при обучении информатике целесообразно преобразовать существующие методы, формы и средства обучения в открытые системы обучения, которые характеризуются расширяемостью, мобильностью, открытым интерфейсом и дружественностью. Применение многоуровневой иерархии на основе теории открытых систем при условии адаптации ее к педагогике позволит развивать методики обучения информатики, на основе которых возможно построение различных моделей обучения. Надо принять во внимание, что обучение и работа в таких системах будет способствовать становлению мастерства и развитию профессиональный компетентности. Основными разделами современной образовательной области

«Информатика» по Колину К.К. являются, в том числе, информационные и коммуникационные технологии. В России, как отдельное научное направление в теоретической информатике, выделено компьютерное моделирование.

В главе рассмотрена актуальность использования компьютерных технологий в медицинском образовании, проанализированы различные аспекты обучения в системе медицинского высшего профессионального образования. Как было установлено, внедрение компьютерных технологий обучения в учебный процесс для решения проблем фундаментальной до дипломной подготовки будущих врачей в настоящее время является необходимостью. Анализ требований ФГОС ВПО по направлению подготовки (специальности) «Педиатрия», «Лечебное дело», «Медико-профилактическое дело», «Стоматология», «Медицинская биофизика», образовательных программ подготовки и учебно-методических материалов позволил сформулировать основные требования к основным результатам обучения студентов: владеть технологиями работы на компьютере со специализированным медицинским программным обеспечением и основными пакетами прикладных программ; осуществлять аналитическую деятельность с информационными источниками; использовать широкий спектр информационных и компьютерных инструментов в профессиональной деятельности.

Эффективность образовательного процесса определяется выбором и профессиональной реализацией конкретных образовательных технологий. Технологии обучения метод кейсов и метод моделирования позволяют использовать интегрированный подход при проведении практических занятий. Обучаемый, как творческая личность, должен иметь определенную степень свободы в выборе особенностей своего образования, отсюда необходимость вариативности и создания индивидуального образовательного маршрута, позволяющего осваивать компетенции в индивидуальном темпе. Реализация модульного обучения способствует дифференциации обучения, позволяет организовывать помощь, контроль, учет темпа усвоения учебного материала. Необходимым компонентом правильно построенного процесса обучения являются средства обучения. Многие ученые (И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, Т.С. Назарова, Е.С. Полат, С.Г. Шаповаленко) подчеркивают, что средства обучения обогащают используемые методы, содействуют эффективности обучения и развитию студентов.

В главе решена первая задача исследования: проанализированы научные работы и методические подходы в обучении информатике, анатомии человека и компьютерному моделированию.

Глава 2. Методика обучения компьютерному моделированию студентов медицинских специальностей. Во второй главе автором разработана методика обучения компьютерному моделированию студентов - будущих врачей, ориентированная на развитие информационно-технологической компетентности. Н.В. Макаровой приводится следующее определение «...компьютерная модель - модель, реализованная средствами программной среды». Программная среда компьютерного моделирования может быть универсальной (например, текстовые, табличные, графические процессоры и редакторы схем) и специализированной. Компьютерные модели медицинской визуализации внутренних структур человека строятся на основе данных компьютерно-томографических исследований. Математические методы позволяют реконструировать трехмерную структуру органов по множеству параллельных сечений и получить его воксельное представление. Воксельные модели используются для анализа медицинской и научной информации. Трехмерные анатомические атласы растровой (воксельной) и векторной графики позволили заменить реальный учебный анатомический материал его визуальной математической моделью.

Проведенный анализ научной и педагогической литературы позволил отобрать содержание, методы и средства обучения студентов медицинских специальностей в рамках дисциплины «Компьютерный практикум». Содержательные линии «Компьютерного практикума» дополняют дисциплины «Информатика. Медицинская информатика», «Информатика, медицинская информатика и статистика», «Медицинская информатика» в системе подготовки студентов медицинских специальностей: графические пакеты растровой и векторной графики, типы файлов, воксельные модели визуализации; обучающее и научное прикладное программное обеспечение VOXEL-MAN 3D Navigator; анатомический портал Primal Pictures; теория графов, изображения графов на плоскости; расширенные возможности прикладных пакетов Microsoft Word, Microsoft Power Point; графический редактор Microsoft Visio; компьютерное моделирование, поисковые информационные системы. В главе приведен тематический план дисциплины «Компьютерный практикум». Общее количество академических часов по дисциплине -76, занятия проводятся 1 раз в неделю по 2

академических часа. В состав «Компьютерного практикума» входит два модуля: «Компьютерные модели медицинской информации» и «Визуализация медицинских данных». Цель дисциплины «Компьютерный практикум» - развитие информационно-технологической компетентности. «Компьютерный практикум» ориентирован на овладение технологиями компьютерного моделирования анатомических объектов и структур, необходимости анализа соответствия модели и моделируемого процесса; работы с базами знаний медицинской информации; расширенных возможностей прикладных офисных пакетов Microsoft; освоения обучающего и научного специализированного медицинского программного обеспечения.

Модуль «Компьютерные модели медицинской информации» позволяет формировать готовность к решению задач с помощью программных средств. Методы обучения: метод моделирования и метод кейсов при индивидуальном и дифференцированном подходе к обучению; метод работы студентов -самостоятельная работа: по образцу, реконструктивная (П.И. Пидкасистый). Форма контроля: наблюдение за учебной работой студентов. Результат: на практических занятиях студенты осваивают обучающее прикладное программное обеспечение, создают компьютерные модели, позволяющие описать свойства сложных морфологических структур и анатомических объектов. Анализ компьютерных моделей проходит на семинарах по анатомии человека.

Модуль «Визуализация медицинских данных» формирует готовность решать задачи, используя расширенные возможности офисных пакетов Microsoft Office Word, PowerPoint, графический пакет Microsoft Visio, обучающее и научное программное обеспечение VOXEL-MAN 3D-Navigator и анатомический атлас Primal Pictures. Методы обучения: объяснительно-иллюстративный метод; репродуктивный метод, метод моделирования и методических кейсов при индивидуальном и дифференцированном подходе к обучению. В процессе обучения студенты выполняют упражнения (графические, учебно-трудовые, П.И. Пидкасистый) и самостоятельные работы (по образцу, реконструктивные). Форма контроля: наблюдение за учебной работой студентов, обсуждение, компьютерный контроль. Результат: студенты повышают уровень пользовательских навыков работы в офисных прикладных пакетах и уровень информационных технологий применения анатомических атласов медицинской визуализации на практических занятиях по анатомии человека.

В учебном процессе используют реальные (материальные), идеальные (абстрактные) и виртуальные средства обучения (Пидкасистый П.И.). К материальным средствам обучения относятся изданное автором учебное пособие «ИТ и компьютерные средства обучения в преподавании анатомии человека», дидактические и наглядные материалы (раздаточные таблицы, плакаты). Абстрактными средствами обучения являются компетенции, сформированные у студентов на базовом уровне среднего (полного) общего образования. Виртуальными средствами обучения является обучающее и научное специализированное программное обеспечение (VOXEL-MAN 3D-Navigator, Primal Pictures), прикладные офисные программы (Microsoft Office).

По дисциплине «Компьютерный практикум» разработаны технологические карты модулей дисциплины; учебно-тематические планы занятий по модулям; перечень технологий, которые осваивают студенты в ходе обучения; календарно-тематические планы проведения занятий; контрольно-измерительные материалы. Оцениваются достижения студентов на основе таксономии Б.С. Блума (знания, понимание, применение, анализ, синтез, оценка).

Пример практического занятия:

Компьютерный практикум

Назва- Формы Этапы изучения

ние работы ресурсы практическое занятие результат/

темы активность

ее Ч: га ■ VOXEL-MAN: • Пользовательский интерфейс доклад,

1_ о CQ с S >. 3D-Navigator: программы презентация.

о <и с[ р. X Inner Organs/ • Технология поиска реферат (участие

¡3 О The skeleton; информации по базе знаний в конференциях

■ Анатом. терминологических семинарах.

портал анатомических терминов заседаниях СНО)

Primal Pictures: • Технология поиска /

Systemic Anatomy информации по базам оформление

/ Skeletal System / интерактивных и визуальных плакатов, таблиц,

Anatomical изображений в формате 30. рисунков,

Language ♦ Моделирование анатомических структур ■^Компьютерная модель ♦Словесные модели ♦Структурные модели ♦Алгоритмические модели схем, графов

Пример методического кейса: Задача. Больной К. 53 лет обратился к врачу с жалобами на попадание пищи в носоглотку. Поражение какого нерва приводит к такому явлению: а) п. vagus; б) п. accessorius; в) п. trigeminus; г) п. opticus.

Решение. Студент выступает в роли врача. Задание case-study решается с помощью программных средств. Из условия задачи следует, что необходимо отобрать материал по теме «Анатомия головы и шеи», нервная система.

Источники информации: сайт анатомии человека www.spma-anatomy.spb.ru; анатомический портал www.anatomy.tv; библиотека ClinicalKey (Elsevier) раздел анатомических атласов и книг Human Anatomy /Textbooks & Atlases.

Информационная модель: проводим поиск информации по индексу или по содержанию латинского наименования нерва, строим информационную таблицу в текстовом редакторе. Компьютерная модель: выбираем среду текстового редактора или программу подготовки презентаций, используя технологические приемы(строим таблицу графических моделей и их словесное описание.

Анализ результатов. Анализ компьютерной модели показывает, что правильный ответ в задаче - п. trigeminus (тройничный нерв).

Общий план решения задач с использованием кейс-метода:

1) Студент выступает в роли врача.

2) Формирование критериев отбора информации.

3) Отбор материалов по критериям: поиск в Интернете, в электронных анатомических атласах, в медицинских учебниках по анатомии человека.

4) Выработка решения: какие материалы были выбраны и почему.

5) Составление информационной модели.

6) Обработка, представление и анализ отобранной информации.

7) Защита кейса.

В главе описаны методические рекомендации по дисциплине «Компьютерный практикум». Методической поддержкой студентов является сайт кафедры анатомии человека, созданный с использованием технологии Google. Экспериментальное обучение проводилось в течение 7 лет. В главе решены вторая, третья и четвертая задачи исследования: осуществлен отбор содержания дисциплины «Компьютерный практикум» в соответствии с ведущими принципами (Беспалько В.П., Гурьев А.И., Калинин С.И., Подласый И.П.) междисциплинарности, научности, практико-ориентированности, систематичности и последовательности изложения. Обоснован выбор методов обучения и разработаны учебно-методические материалы к дисциплине.

Глава 3. Организация и проведение педагогического эксперимента. В

третьей главе описываются этапы педагогического эксперимента, анкетирование студентов в 2009, 2011 и 2013 годах, постановка эксперимента, методика оценки эффективности использования компьютерного имитационного моделирования в учебном процессе, выбор критериев оценки статистической достоверности полученных результатов и статистическая значимость, то есть результаты применения имитационного моделирования в педагогическом эксперименте.

На поисковом этапе (2005-2008 гг.) были выделены две составляющие программы педагогического эксперимента: компьютерное тестирование по темам практических занятий и компьютерное моделирование; проводился анализ прикладного программного обеспечения медицинской информации. На констатирующем этапе (2009-2010 гг.) определены этапы разработки методики обучения компьютерному моделированию студентов медицинских специальностей. На формирующем этапе (2011-2013 гг.) была проведена практическая реализация модулей построенной методики обучения студентов. При введении образовательных технологий на кафедре анатомии человека экспериментально проверялся процесс обучения, осуществлялась математическая обработка, анализ, структуризация и систематизация экспериментальных данных.

В педагогическом исследовании на заключительном этапе в 2011 году принимали участие 180 студентов 2 курса педиатрического факультета СПбГПМА (всего 20 учебных групп). Целью педагогического эксперимента было сравнение усвоения материала в 2-х объединенных группах: экспериментальной и контрольной. В обеих группах занятия проводились по одним и тем же темам; количество часов, отводимых на освоение материала, было одинаковым. Обучение в экспериментальной группе, в соответствии с модулем «Компьютерные модели медицинской информации», проводилось автором. Приведем алгоритм занятия в экспериментальной группе-. 1) вступление, вводная часть: тема и цель занятия, открытие программного продукта; 2) основная часть: пользовательский интерфейс программы; технология поиска информации по базам знаний терминологических анатомических терминов; визуальных изображений в формате 3D; моделирование анатомических объектов и структур топографической анатомии; 3) выводы: анализ результатов моделирования; сохранение результатов работы для дальнейшей обработки

результатов. Во 2-ой группе - контрольной - студенты имели доступ к установленному программному обеспечению в компьютерном классе, но формы контроля и наблюдений за учебной работой не было. Для оценки статистической значимости проведенных занятий использовалась непараметрическая статистика Пирсона, которая строится на основе анализа таблиц сопряженности. Теоретическим обоснованием методики оценки эффективности являются работы Н.М. Матвеева, P.P. Фокина, М.А. Абиссовой, Ю.А. Пичугина и автора, в которых показано преимущество и корректность использования в анализе результатов педагогического эксперимента критерия Пирсона. Важно отметить, что практически во всех случаях оценки с использованием критерия Пирсона подтвердили статистическую значимость влияния компьютерного моделирования на процесс обучения. Уровень значимости (максимальная вероятность ошибки) не превосходит 2-3% с уровнем доверия 90% и более. В 2012 году в педагогическом эксперименте участвовали студенты 1 курса педиатрического факультета. Использование критерия Пирсона для анализа результатов показало, что экспериментальные и контрольные группы отличаются друг от друга и разница в показателях совершенно не является случайной. Это означает, что педагогический эксперимент, безусловно, оказал статистически значимое положительное влияние на процесс обучения. В главе решены пятая задача исследования, а результаты, безусловно, подтверждают гипотезу исследования.

Заключение. В заключении диссертации подведены итоги исследования, изложены основные результаты, а также обозначены перспективы дальнейших исследований проблемы. Проведенное педагогическое исследование позволило разработать методику обучения студентов медицинских специальностей компьютерному моделированию, обосновать отбор содержания дисциплины «Компьютерный практикум», внедрить активные творческие методы обучения, создать учебно-методические материалы и тестовые контрольные вопросы, сформировать готовность работы со специализированным программным обеспечением, активизировать межпредметные связи информатики с дисциплинами медицинский направленности, изучаемыми студентами будущими врачами. Результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс кафедры анатомии человека СПбГПМУ, что подтверждается соответствующими актами.

В результате проведенного исследования были получены следующие выводы:

1) В данном исследовании предложено и обосновано разрешение выделенных противоречий посредством создания обоснованной методики обучения компьютерному моделированию. В настоящее время не разработаны методики, предлагающие средства и обеспечивающие условия такого обучения.

2) Эффективность разработанной методики обусловлена объективностью методологических установок и построением методики, ориентированной на развитие информационно-технологической компетентности в соответствии с теоретическими положениями.

3) Теоретический анализ психолого-педагогической и научно-технической литературы по тематике диссертационного исследования показал, что технологии методических кейсов и метода моделирования позволяют использовать интегрированный подход при проведении практических занятий.

4) Выбранные статистические методы на основе математически корректного применения к данным эксперимента обосновывают надежность статистического подтверждения гипотезы.

5) Разработанная методика обучения компьютерному моделированию представляет собой открытую систему, доступную для изменения и корректирования с учетом развития современной компьютерной техники и появлением новых компьютерных моделей визуализации медицинской информации. Реализация ее в учебном процессе требует определенных предварительных знаний и времени. Поэтому возможно проведение спецкурсов, внедрение элементов методики в дисциплины медицинского направления.

В рамках поставленных задач выполненное диссертационное исследование можно считать законченным.

Перспективные направления исследования:

- внедрение разработанной методики обучения в образовательный процесс вузов, осуществляющих: подготовку студентов медицинских специальностей, интернов, ординаторов, повышение квалификации врачей и преподавателей;

- обновление и разработка средств методической поддержки аудиторной и самостоятельной работы по изучению компьютерного моделирования будущими врачами.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Никонорова М.Л. Инновационные технологии обучения и оценка статистической надежности полученных результатов [Текст] / М.Л. Никонорова, Ю.А. Пичугин, Н.Р. Карелина, C.B. Круглое // Морфология, том 142, № 4. - СПб, 2012. - С. 92-95. -0,11 п.л. - ISSN: 0004-1947.

2. Никонорова М.Л. Новые образовательные технологии и оценка статистической надежности обучения студентов [Текст] / М.Л. Никонорова, Ю.А. Пичугин, Н.Р. Карелина // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена, № 154,2013. (февраль, 2013). - С. 138-145. - 0,2 п.л. - ISSN: 1992-6464.

3. Никонорова М.Л. Компьютерные модели визуализации медицинской информации в практике изучения дисциплины «Анатомия человека» [Текст] // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, серия Гуманитарные и общественные науки. - СПб, 2013. (июнь, 2013). - ISSN 1994-2354 (сериальный) ISSN 2304-9758.

4. Никонорова М.Л. Компьютерные технологии в преподавании анатомии человека [Текст] : [материалы научной конференции] / М.Л. Никонорова, Н.Р. Карелина, Е.Н.Комиссарова // «Инновационные технологии в морфологии». Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, Вып. 2. - СПб, 2007. - С. 19-22. - 0,09 п.л.

5. Никонорова М.Л. Повышение познавательной деятельности студентов в преподавании анатомии человека средствами информационных технологий [Текст] : [материалы международной научно-практической конференции, 26-28 февраля 2008 г.] / М.Л. Никонорова, Н.Р. Карелина, E.H. Комиссарова // «Новые информационные технологии в образовании». Сб. науч. тр. 4. 1. Российский государственный профессионально-педагогический университет. - Екатеринбург, 2008 г. - С.112-114. -0,08 п.л.

6. Никонорова М.Л. Информационные технологии и компьютерные средства обучения в преподавании анатомии [Текст] : [материалы международной научно-практической конференции, 24-27 февраля 2009 г.] / М.Л. Никонорова, Н.Р. Карелина, E.H. Комиссарова // «Новые информационные технологии в образовании». Сб. науч. тр. Ч. 1. Российский государственный профессионально-педагогический университет. Екатеринбург, 2009 г. - С.100-101. - 0,06 п.л.

7. Никонорова М.Л. Современный подход в преподавании анатомии человека на педиатрическом факультете [Текст] : [материалы научно-практической конференции, 1920 ноября 2009 г.] / Никонорова М.Л., Карелина Н.Р., Комиссарова E.H., Пугач П.В., Круглое C.B. // «Совершенствование подготовки педиатрических кадров в вузах Санкт-Петербурга». Сб. науч. тр. Часть I. Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия. - СПб, 2009. - С.30-33. - 0,08 п.л.

8. Никонорова М.Л. Информационные технологии и компьютерные средства обучения в преподавании анатомии человека на педиатрическом факультете [Текст] : [материалы научно-практической конференции, 19-20 ноября 2009 г.] / М.Л. Никонорова, Н.Р. Карелина, E.H. Комиссарова, П.В. Пугач, C.B. Круглое // «Совершенствование подготовки педиатрических кадров в вузах Санкт-Петербурга». Сб. науч. тр. Часть I. Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия. - СПб, 2009. -С.79-82.-0,08 п.л.

9. Никонорова М.Л. Компьютерное тестирование и компьютерные технологии на кафедре анатомии человека [Текст] : [материалы международной научно-практической конференции, 12-14 июля 2010 г.] / М.Л. Никонорова, Н.Р. Карелина, П.В. Пугач //

«Новые информационные технологии в образовании. НИТО-Байкал 2010». - Улан-Удэ, 2010. - С.172-173. - 0,06 п.л.

10. Никонорова М.Л. Традиционные и инновационные методы в преподавании анатомии человека [Текст]: [материалы X Конгресса Международной Ассоциации Морфологов, 2930 сентября 2010 года, г. Ярославль] / М.Л. Никонорова, Н.Р. Карелина, С.В. Круглое // Морфология, № 4. - СПб, 2010. - С. 88. - 0,02 п.л. - ISSN: 0004-1947.

11. Никонорова М.Л. Компьютерное тестирование и интерактивные методы обучения на кафедре анатомии человека [Текст]: [материалы международной научно-практической конференции, 1-4 марта 2011 г. / М.Л. Никонорова, Н.Р. Карелина // «Новые информационные технологии в образовании. НИЮ-2011». - Екатеринбург, 2011 г. - С. 81-85.-0,4 п.л.

12. Никонорова М.Л. ИТ и компьютерные средства обучения в преподавании анатомии человека [Текст] / М.Л. Никонорова, Н.Р. Карелина. LAP, LAMBER Academic Publishing GmbH&Co. KG. -Saarbruocken, 2011. - С. 82. - 3,00 п.л. - ISBN: 978-3-8454-7752-7.

13. Никонорова МЛ. Использование дистанционного обучения при изучении функциональной анатомии опорно-двигательного аппарата [Текст]: [материалы научной конференция с международным участием, посвященной 70-летию со дня рождения доктора медицинских наук, профессора, академика МАИА Александра Кирилловича Косоурова. 20-21 мая 2011 года] / М.Л. Никонорова, Н.Р. Карелина // Ученые записки Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И.П. Павлова. Том XVIII, № 2, изд-во СПбГМУ. - СПб, 2011. - С. 100-101. - 0,08 п.л.

14. Никонорова М.Л. Компьютерные модели в учебном процессе [Текст] : [материалы Юбилейной XIII Санкт-Петербургская международной конференции «Региональная информатика (РИ—2012)». г. Санкт-Петербург. 24-26 октября 2012 г.] / М.Л. Никонорова, Ю.А. Пичугин, Н.Р. Карелина // Региональная информатика (РИ-2012). СПОИСУ. - СПб, 2012. -С. 252-253. - 0,06 п.л. - ISBN: 978-5-906078-07-0.

15. Никонорова М.Л. Актуальность использования компьютерно-математических моделей при профессиональной подготовке будущих врачей [Текст] : [материалы девятой Всероссийской научно-практической конференции, посвящ. 215-летию РГПУ им. А.И. Герцена. 8-9 декабря 2011 г.] / М.Л. Никонорова, Ю.А. Пичугин, Н.Р. Карелина // Метаметодика как перспективное направление развития предметных методик обучения. РГПУ им. А.И. Герцена, НИИ общ. образования РГПУ им. А.И. Герцена. -СПб, 2012. - С. 189-193. - 0,11 п.л. - ISBN: 978-5-903220-21-2.

16. Никонорова М.Л. Компьютерные модели в учебном процессе [Текст]: [Труды международной конференции «Региональная информатика (РИ-2012)». г. Санкт-Петербург. 24-26 октября 2012 г.] / М.Л. Никонорова, Ю.А. Пичугин, Н.Р. Карелина // Санкт-Петербургское Общество информатики, вычислительной техники, систем связи и управления (СПОИСУ). - СПб, 2013. (октябрь, 2013). - С. 282-287. - 0,2 п.л. - ISBN 978-5906078-97-1.

Лицензия N 020383 от 14 апреля 1998 г.

Подписано в печать 24.10.2013 г. Формат 60x841/16. Бумага офсетная. Гарнитура Калибри. Объем 1,0 печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 59

Отпечатано в ЦМТ СПбГПМУ. 194100, Санкт-Петербург, Литовская ул., д. 2.

Текст диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Никонорова, Маргарита Леонидовна, Санкт-Петербург

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет

им. А.И. Герцена»

На правах рукописи УДК: 378.016:004

0420145561

Никонорова Маргарита Леонидовна

«Методика обучения студентов медицинских специальностей компьютерному моделированию»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Научный руководитель доктор физико-математических наук,

профессор Ю.А. Пичугин

Санкт-Петербург 2013

Оглавление

Введение.......................................................................................................................4

Глава 1. Теоретические основы обучения информатике студентов медицинских специальностей в современной информационной среде...................................................14

1.1. Модульно-компетентностный подход в образовательных стандартах (ФГОСВПО).................................................................................................................15

1.2. Общекультурная и профессиональная компетенция.......................................22

1.3. Актуальность использования компьютерных технологий в системе медицинского образования......................................................................................25

1.4. Анализ различных аспектов обучения компьютерным технологиям в системе медицинского высшего профессионального образования.......................28

1.5. Методы обучения...............................................................................................32

1.6. Методы и средства обучения информатике.....................................................40

ВЫВОДЫ по Главе 1:...........................................................................................49

Глава 2. Методика обучения компьютерному моделированию

студентов медицинских специальностей........................................................................51

2.1. Информатика и математика в визуализации данных.......................................52

2.2. Компьютерные модели медицинской визуализации.................................£...54

•у

2.3. Обоснование и отбор содержания, методов и средств обучения £

студентов в рамках дисциплины «Компьютерный практикум»..........................л..63

2.4. Структура дисциплины «Компьютерный практикум»....................................1..70

2.5. Учебно-тематический план занятий по дисциплине |<

.«Компьютерный практикум»............................................................................... :Г..75

, *)

2.6. Методические рекомендации к обучению дисциплине..............................80

Примеры разработанных занятий.................................................................84

ВЫВОДЫ по Главе 2:.....................................................................................96

№

ГЛАВА 3. Организация и проведение педагогического эксперимента....................¡¡-^

-33.1. Этапы педагогического эксперимента...................................................................................99

3.2. Результаты проведенного педагогического эксперимента.....................................115

3.3. Обоснование выбора критерия оценки статистической достоверности полученных результатов.....................................................................................................................116

3.4. Методика и результаты проверки статистической значимости влияния имитационного моделирования по критерию Пирсона....................................................121

3.5. Результаты оценки эффективности имитационного моделирования ..............126

ВЫВОДЫ по Главе 3:.......................................................................................132

Заключение...............................................................................................................135

Список сокращений..................................................................................................135

Библиография...........................................................................................................139

-4-Введение

Актуальность темы исследования. В соответствии со Стратегией 2020 одной из задач, способствующих повышению качества образования, является обеспечение компетентностного подхода, взаимосвязи академических знаний и практических умений. С введением новых федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) образовательные учреждения получили дополнительные академические свободы в формировании содержания и организации учебного процесса, акценты смещены с минимума содержания на требования к результату образования. Требования к результатам обучения изменились, появились новые понятия, связанные с компетентностным подходом, такие как общекультурные и профессиональные (личностные) компетенции обучения. Развитие профессиональных компетенций -это управляемый процесс становления мастерства, то есть, в первую очередь, это образование и самообразование, наличие информационно-коммуникационной компетенции (Мыскин М.Н.), включающей в себя компетентность в области информационно-технологического образования или информационно-технологическую компетентность. Под информационно-технологической компетентностью (Баранова Е.В., Симонова И.В.) понимается готовность использовать средства информационных технологий для решения профессиональных задач.

сетях; применять возможности современных информационных технологий для решения профессиональных задач.

В системе медицинских знаний дисциплина «Анатомия человека» является

, < , I

• 1 I >

одной из базовых и наиболее трудных для освоения. Трудность этой дисциплины заключается, во-первых, в необходимости изучения и запоминания огромного количества специальных терминов фактического материала на русском и латинском языках, во-вторых, в необходимости четких зрительных образов анатомических объектов и умении устанавливать логическую связь между анатомическими объектами и функциональными процессами, в которых эти объекты принимают непосредственное участие. Классические анатомические атласы не могут представить все возможные изображения анатомических структур и их подробное описание в трехмерном пространстве, требуемое в современных диагностических и хирургических методах. Создание, распространение и развитие медицинского научного и обучающего программного обеспечения предоставляет дополнительные возможности формирования умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять аналитическую деятельность, сбор, обработку, передачу и хранение информации. Необходимо отметить, что указанные задачи можно решить с помощью компьютерного моделирования анатомических объектов, посредством разработки имитационных компьютерных моделей на основе построения иерархических графов. Метод моделирования является одним из методов научного познания, совершенствование аппаратного и программного обеспечения компьютеров способствует его развитию. Все это свидетельствует о том, что проблема обучения компьютерному моделированию студентов -будущих врачей является актуальной.

студентов - будущих врачей разработаны мало, так как содержание изучаемых тем определяется минимально необходимыми знаниями для решения конкретных медицинских задач. Вопросы применения ИТ в медицине раскрыты в работах Б.А. Кобринского, Т.В. Зарубиной, В.Я. Гельмана, В.И. Чернова, И.Э. Есауленко, М.В. Фролова, Г.А. Хай. Различным аспектам обучения ИТ студентов медицинских специальностей посвящены диссертационные исследования на соискание ученой степени кандидата педагогических наук А.Н. Алексахина, Н.Г. Шилиной, Н.П. Пупырева и О.Ж. Петруничевой.

Анализ учебных планов по информатике, медицинской информатике и анализ педагогических исследований, проведенных в этой области, показывают, что в обучении студентов - будущих врачей компьютерные технологии, в основном, используют для ведения медицинской документации и организации документооборота. Практически не разработана методика обучения студентов медицинских специальностей применению компьютера в исследовательской деятельности и дистанционной медицине. В то же время, необходимо упомянуть, что в медицине широко реализуются математические и информационные модели, способствующие изучению сложных физиологических процессов, диагностики патологических состояний, изучению эпидемических процессов в клинической иммунологии и фармококинетике.

В соответствии с этим, можно выделить следующие противоречия:

3) между теоретической разработанностью компетентностного подхода и отсутствием научных исследований, позволяющих передать общность дисциплин

«Информатика» и «Анатомия человека» и показать специфику содержания

межпредметных знаний.

Для решения указанных противоречий было проведено исследование,

1 . .ч ' которое позволило отобрать содержание дисциплины «Компьютерный

практикум» и разработать методику обучения студентов медицинских

специальностей компьютерному моделированию.

Объект исследования: процесс развития информационно-технологической

компетентности студентов медицинских специальностей при использовании

компьютерного моделирования в изучении медицинских дисциплин.

Предмет исследования: процесс обучения компьютерному

моделированию как средство развития информационно-технологической

компетентности будущих врачей.

Цель исследования: разработка методики обучения студентов медицинских

специальностей компьютерному моделированию, обеспечивающей повышение

уровня информационно-технологической компетентности в процессе изучения

дисциплины «Компьютерный практикум».

Задачи исследования:

1. Проанализировать научные работы и методические подходы к обучению будущих врачей информатике компьютерному моделированию и анатомии человека.

-85. Проверить, в соответствии с методами теории проверки статистических гипотез, влияние компьютерного моделирования на процесс обучения.

Для решения поставленных задач и достижения цели была сформулирована

и . 1 '

' I

следующая гипотеза исследования: развитие информационно-технологической компетентности студентов медицинских специальностей будет обеспечено в том случае, если в процессе обучения:

- планировать индивидуальный маршрут;

-включать учебно-методические материалы, ориентированные на интегрированный подход с учетом специфики анатомии человека и информатики, в логику изучения учебного материала;

На защиту выносятся следующие положения:

■ разработанная методика, включая программу обучения «Компьютерного практикума», способствует развитию информационно-технологической компетентности студентов медицинских специальностей;

Содержательный компонент методики ориентирован на формирование умений и навыков конструирования компьютерных моделей визуализации анатомических структур, знаний расширенных возможностей офисных пакетов и готовности к решению анатомических задач программным способом. Организационный компонент разработанной методики выражается в

освоении этапов компьютерного моделирования с увеличением самостоятельности студентов и создании условий для включения студентов в выполнение индивидуальных заданий. ■ средствами осуществления контроля усвоения материала являются методические кейсы, вопросы тестового контроля. На этапе контроля преподаватель анализирует созданные компьютерные модели анатомических объектов, структур и процессов, обсуждает созданные презентации на практических занятиях и семинарах.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что

Практическая значимость результатов исследования состоит в:

■ разработке методики обучения студентов медицинских специальностей компьютерному моделированию, готовой к использованию в педагогической практике.

' ■ * 1 Содержательный компонент разработанной методики включает

конструирование компьютерных моделей для визуализации анатомических

структур, обеспечивающих усвоение материала и решение учебных проблем по

медицинским дисциплинам на более глубоком уровне. Организационный

компонент разработанной методики предполагает последовательное изучение

каждого этапа компьютерного моделирования с постепенным увеличением доли

самостоятельности студентов, в создании условий для включения студентов в

самостоятельное выполнение индивидуальных заданий;

■ отборе прикладного программного обеспечения для проведения практических занятий студентов по компьютерному моделированию;

■ разработке учебно-методических материалов, которые могут быть использованы при обучении студентов медицинских специальностей компьютерному моделированию на практических занятиях, факультативных занятиях, семинарах, при проведении заседаний студенческого научного общества (СНО), в самостоятельной работе, при выборе дисциплины по выбору.

Методологическая база исследования:

Методологической основой теории педагогических систем и педагогических технологий, несомненно, можно считать работы В.П. Беспалько и М.В. Кларина, изданные в 1970-1997 гг. Сущность компетентностного подхода в образовании отражена в исследованиях В.А. Болотова, В.В. Серикова, Г.А. Бордовского, А.Н. Андреева, М.Б. Лебедевой, О.Н. Шиловой, A.B. Хуторского, О.В. Акуловой, Н.Ф. Родионовой А.П. Тряпицыной.

И методологической базе нашего исследования также можно отнести методы компьютерного моделирования, которые описаны в работах Р. Шеннона, Томас Дж. Шрайбера, Н.П. Бусленко, В. Кельтона и P.A. Лоу, Б.Я. Советова, С.А. Яковлева, В.М.

Глушкова, Ю.И. Рыжикова и других (Титова Ю.Ф., 2002). Развитие идей имитационного моделирования и представление моделей при помощи

математической теории графов отражено в работах М. Брейера, Л. В. Кельтона и

Р. А. Лоу, Е.А. Бабкина, А. Прицкера, Г.Ф. Хахулина, С.В. Монахова и других.

Теоретические основы исследования: по современным педагогическим технологиям отражен