Методика обучения студентов медицинских вузов математическим основам медико-биологических знаний

Ланина, Лариса Викторовна

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 вузов математическим основам медико-биологических знаний

Автореферат

Автор научной работы: Ланина, Лариса Викторовна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Орел
Год защиты: 2013
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Методика обучения студентов медицинских вузов математическим основам медико-биологических знаний"

На правах рукописи \

ЛАНИНА Лариса Виюоровна

Методика обучения студентов медицинских вузов математическим основам медико-биологических знаний

13.00.02 - Теория и методика обучения и воспитания (математика)

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата педагогических наук

17 ОКТ 2013

Орёл - 2013

005535123

Работа выполнена на кафедре математики и методики её преподавания ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет»

Научный руководитель

доктор педагогических наук, профессор Аммосова Надежда Васильевна

Официальные оппоненты:

Савчин Владимир Михайлович

доктор физико-математических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы народов», профессор кафедры математического анализа и теории функций

Ведущая организация

Тарасова Оксана Внкторовна

доктор педагогических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Орловский государственный университет», заведующая кафедрой геометрии и методики преподавания математики

ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского»

Защита диссертации состоится 31 октября 2013 года в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.183.04 на базе ФГБОУ ВПО «Орловский государственный университет», адрес: 302026, г. Орел, ул. Комсомольская, 95.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Орловский государственный университет».

Автореферат разослан 30 сентября 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Селютин Владимир Дмитриевич

Общая характеристика исследования

Актуальность исследования. Современная медицинская наука характеризуется высоким уровнем математизации всех её направлений, начиная с обработки данных наблюдений и экспериментов и заканчивая построением математических моделей различных состояний человеческого организма. Обучение будущих врачей математическим основам медико-биологических знаний должно отвечать запросу общества, которому нужны высококомпетентные специалисты, способные применять полученные ими математические знания для решения проблем медицины и здравоохранения. Более того, они должны быть творческими и активными личностями, которые стремятся к саморазвитию, самообразованию и самосовершенствованию. Поэтому в процессе обучения студенты-медики должны не только запастись определенным багажом математических знаний, но и научиться его использовать для учебных, научных, информационных, диагностических и лечебных целей, а также овладеть навыками работы с математической информацией, компьютерными программами, вычислительной техникой.

Как показывает практика, в медицинские вузы в основном поступают студенты с гуманитарной направленностью мышления, незаинтересованные в качественном изучении основных разделов высшей математики. Студенты слабо мотивированы на изучение предмета, так как не видят необходимости в изучении данной дисциплины, да и преподаватели специальных дисциплин вуза не используют математические знания на своих занятиях, т. е. математические знания при изучении спецдисциплин оказываются невостребованными.

В настоящее время в медицинских вузах изучается интегрированная дисциплина «Физика, математика», которая согласно ФГОС ВПО третьего поколения включена в базовую часть математического, естественнонаучного и медико-биологического цикла. Данной дисциплине министерством здравоохранения придается большое значение, так как она необходима для изучения химических и профильных дисциплин, преподаваемых параллельно с данным предметом или на последующих курсах. Это и означает, что обучение студентов-медиков математическим основам медико-биологических знаний является фундаментом для освоения врачебной деятельности. Математика и физика остаются в настоящее время довольно далекими как по содержанию, так и по методам обучения, хотя объективно имеют много общего. Так, изучение теории вероятностей и математической статистики, в частности, вероятностно-статистических закономерностей окружающей действительности, выступает связующим звеном при изучении тем физики и математики (В.Д. Селютин). Таким образом, одним из главных связующих звеньев математики и физики выступает наука о случайном - стохастика. Между тем, в системе высшего медицинского образования не до конца реализуется потенциал стохастики в установлении междисциплинарного взаимодействия. Вынужденная вследствие этого изоляция в преподавании математики и физики снижает уровень фундаментального образования выпускников медицинских вузов.

На основе анализа состояния математической подготовки студентов в медицинских вузах выявлены основные противоречия:

- в настоящее время сложилась потребность современного общества в подготовке высококвалифицированных специалистов-медиков, умеющих компетентно использовать математические методы (в частности, вероятностные и статистические) и модели в своей профессиональной деятельности (Н. Ф. Абаева, Н.В. Ивлева, Ж. В. Комарова, О. А. Постникова и др.), между тем существующая традиционная система математического образования в медицинских вузах в основном опирается на достижения педагогической науки в подготовке технических и педагогических кадров (А. Н. Колмогоров, Б. В. Гнеденко, Г. Л. Луканкин, А. Г. Мордкович, А. Д. Мышкис - технические вузы, Ф.С. Авдеев, Н. В. Аммосова, В. А. Гусев, Г. И. Саранцев, П. М. Эрдниев — педагогические),

- объективная необходимость обучения студентов медицинских факультетов математическим основам медико-биологических знаний, предусмотренным ФГОС ВПО третьего поколения, лишь аргументирована (П. Г. Пичугина, профессиональная направленность других специалистов: Л. Д. Кудрявцев, Т. А. Гаваза, Н. А. Дергунова, Р. М. Зайкин, А. А. Соловьева и др.), тогда как в силу явной недостаточности соответствующих научно-методических исследований отсутствует научно обоснованная методика обучения студентов-медиков математическим основам медико-биологических знаний;

- возникшая потребность и стремление студентов овладеть математическими методами, средствами и самостоятельным поиском информации реализуются посредством интерактивных методов обучения (А. А. Вербицкий, Л. Н. Вавилова, Т. С. Панина, С. Б. Ступина), в том числе, и математическим основам медико-биологических знаний, хотя практически в медвузах используется традиционный поиск информации, в основном справочного характера, не требующий дополнительных поисковых усилий.

К сожалению, недостаточно работ посвящено математической подготовке студентов медицинских вузов. Отсутствуют исследования, посвященные методике обучения будущих врачей математическим основам медико-биологических знаний. В обнаруженной нами кандидатской диссертации П. Г. Пичугиной «Методика профессионально ориентированного обучения математике студентов медицинских вузов» приведено целесообразное использование профессионально ориентированных задач медицинской тематики как средства реализации принципа профессиональной направленности студентов-медиков по специальности «Лечебное дело». Представленная автором методика весьма неполна, так как предусматривает лишь применение математических задач профессионального содержания и только для студентов-лечебников; автором не рассматривается проблема комплексно, в то время как проблема достаточно широка и значима. Работа посвящена некоторым разделам математического анализа, таким, как «Интегрирование и дифференцирование», «Дифференциальные уравнения», «Частные производные», но в то же время отсутствуют конкретные методические пути осуществления математической подготовки будущих врачей на базе изучения других разделов математики, в частности, весьма важной и

нужной медикам (и не только студентам-лечебникам, но и педиатрам, стоматологам, фармацевтам и др.) теории вероятностей и элементов математической статистики.

Существует необходимость выделения профессионально значимых для медицинских специальностей разделов математики, разработки методики обучения студентов медицинских специальностей вузов математическим основам медико-биологических знаний, поиска адекватных методических средств обучения.

Необходимость разрешения перечисленных выше противоречий и потребность общества в профессионально компетентных специалистах медицинских направлений определяют актуальность нашего исследования.

Проблема исследования состоит в выделении, обосновании и разработке научно-обоснованного подхода к реализации обучения математическим основам медико-биологических знаний студентов медицинских специальностей в вузе.

Цель исследования: разработать и теоретически обосновать методику обучения математическим основам медико-биологических знаний студентов медицинских специальностей в вузе.

Объектом исследования является процесс обучения математике студентов медицинских вузов.

Предметом исследования является содержание и методика обучения математическим основам медико-биологических знаний.

Гипотеза исследования состоит в том, что если обучать студентов медицинских вузов математическим основам медико-биологических знаний согласно разработанной методике, включающей:

1) трактовку содержания понятия «комплексный подход к обучению математическим основам медико-биологических знаний студентов» и обоснование целесообразности его использования в математической подготовке студентов в медицинском вузе;

2) выделение в содержании дисциплины «Физика, математика» профессионально значимых математических разделов, определяемых содержанием медицинской подготовки будущих врачей; ознакомление студентов с использованием математики в будущей врачебной деятельности, установление соответствия между математическими знаниями и их применением в специальных медицинских дисциплинах;

3) создание модели обучения студентов медицинских специальностей математическим основам медико-биологических знаний;

4) использование для студентов-медиков системы заданий, включающих: задачи медико-биологического содержания, в том числе, творческие и исследовательского характера;

5) применение, наряду с традиционными, новых форм и средств обучения: деловые игры, мини-исследования, компьютерные программы, интерактивную доску, опорные схемы и т. д.;

6) организацию самостоятельной работы студентов-медиков с использованием профессионально ориентированных дидактических материалов

(задачника, рабочей тетради, учебно-методического материала к лабораторно-практическим работам и др.),

то это будет способствовать эффективному обучению студентов-медиков умению применять математические знания в своей будущей профессиональной (медицинской) деятельности.

В соответствии с намеченной целью и выдвинутой гипотезой определены следующие задачи исследования:

1. Выявить возможности системы обучения математическим основам медико-биологических знаний в подготовке студентов медицинских вузов к изучению теоретических, специальных и клинических дисциплин;

2. Раскрыть сущность понятия «комплексный подход к обучению математическим основам медико-биологических знаний» студентов медицинских специальностей вузов и выделить профессионально значимые разделы математики;

3. Теоретически обосновать и разработать модель обучения математическим основам медико-биологических знаний студентов медицинских вузов с учетом выделенных профессионально значимых разделов;

4. Разработать методику обучения студентов-медиков математическим основам медико-биологических знаний, направленную на формирование умений математически моделировать процессы и явления из медицинской практики;

5. Предложить механизмы управления самостоятельной работой студентов по освоению математических основ медико-биологических знаний;

6. Экспериментально проверить разработанную методику обучения студентов-медиков и оценить ее эффективность.

Теоретико-методологическую основу исследования составляют теория деятельностного подхода и поэтапного формирования умственных действий (П. Я. Гальперин, Л. М. Фридман); концепция проблемного обучения (М. И. Махмутов и др.); основные положения и принципы теории и методики обучения математике (В. П. Беспалько и др.); исследования профессиональной направленности обучения математике в высших учебных заведениях: педагогических (В. А. Гусев, Н. В. Аммосова), технических (А. Я. Кудрявцев); для студентов-юристов (Р. М. Зайкин), для студентов-химиков (В. Д. Львова), для студентов-социологов (Н. А. Дергунова) и др.; работы, посвященные педагогическим (Н. Ф. Абаева, О. Н. Зайцева, Н. В. Ивлева, Ж. В. Комарова и др.) и методическим (П. Г. Пичугина) проблемам преподавания математики в медицинских вузах; труды, отражающие использование математических методов в области медицины (Б. Л. Быховский, А. А. Вишневский и др.).

Для решения поставленных задач исследования использовались следующие методы: анализ психолого-педагогической, методико-математической, медицинской, научной и учебной литературы по теме исследования, государственных образовательных стандартов, учебных программ по математическим и специальным дисциплинам медвузов; моделирование, проектирование, наблюдение, беседы со студентами и

преподавателями; анкетирование, тестирование студентов; педагогический эксперимент и статистическая обработка его результатов.

Организация н основные этапы исследования. Исследование проводилось с 2007 по 2012 гг. на базе ГБОУ ВПО Астраханской государственной медицинской академии. Сбор дополнительного исследовательского материала осуществлялся в ГБОУ ВПО Воронежской государственной медицинской академии имени Н. Н. Бурденко.

На первом этапе (2007-2008 гг.) осуществлялся анализ психолого-педагогической, методико-математической, медицинской, научной и учебной литературы по теме исследования с целью выявления теоретических основ методики обучения математике будущих врачей; изучалось состояния проблемы в науке и практике; формулировались цели и задачи исследования, проводился констатирующий эксперимент.

На втором этапе (2008-2011 гг.) разрабатывалась модель обучения математическим основам медико-биологических знаний (на примере теории вероятностей и математической статистики) будущих врачей и учебно-методические материалы (совокупности задач, лабораторные работы и др.). Проводились поисковый и формирующий эксперименты, проанализированы полученные результаты.

На третьем этапе (2011-2012) выполнялась обработка, обобщение и систематизация результатов исследования, их экспериментальная проверка, а также оформлялись результаты исследования в виде кандидатской диссертации.

Научная новизна исследования состоит в следующем:

- выдвинута и разработана идея комплексного подхода к обучению математическим основам медико-биологических знаний студентов медицинских вузов, раскрыто содержание введенного понятия;

- выделены профессионально важные темы по математике для студентов медицинских специальностей и особенности математической подготовки будущих врачей с учетом современных требований к их профессиональной компетентности;

- создана модель реализации комплексного подхода к обучению математическим основам медико-биологических знаний студентов медицинских вузов, содержащая следующие компоненты: целевой, содержательный, методический, контрольно-оценочный;

- теоретически обоснована предлагаемая методика обучения студентов медицинских вузов математическим основам медико-биологических знаний и определены пути, способствующие, в том числе, организации самостоятельной деятельности студентов.

Теоретическая значимость проведенного исследования состоит в дальнейшей разработке теории профессионально-ориентированного обучения применительно к студентам медицинских специальностей вузов: - обосновании комплексного подхода к обучению математическим основам медико-биологических знаний, - выделении разделов и тем математики, наиболее часто применяемых в специальных дисциплинах в медицинском вузе, - построении модели обучения математическим основам медико-биологических знаний

студентов медицинских вузов, - определении методических путей, форм, средств обучения математическим основам медико-биологических знаний будущих врачей, позволяющих реализовать профессионально ориентированное изучение математики будущими врачами, - разработке требований к системам задач по каждому из перечисленных методических путей.

Практическая значимость исследования заключается в разработке совокупностей заданий, включающих задачи медико-биологического содержания по математике, задания на закрепление теоретических знаний, тестовые, творческие и исследовательские, а также дидактического материала, состоящего из лабораторно-практических работ, созданных рабочей тетради и задачника, предназначенных для самостоятельной работы студентов-медиков.

Достоверность результатов исследования и обоснованность сформулированных на их основе выводов обеспечивается: методологической обоснованностью теоретических положений с опорой на труды в области психологии, педагогики, теории и методики преподавания математики, анализом вузовского обучения студентов-медиков математическим основам медико-биологических знаний, положительной оценкой разработанных методических материалов преподавателями математики, физики и специальных дисциплин («Гигиена с основами экологии человека, гигиена детей и подростков», «Общественное здоровье и здравоохранение», «Экономика, экономика здравоохранения», «Неврология, медицинская генетика», «Нормальная физиология», «Эпидемиология», «Пропедевтика внутренних болезней, лучевая диагностика»), данными экспериментальной проверки предлагаемой методики.

На защиту выносятся следующие положения:

1) обучение студентов медицинских специальностей математическим основам медико-биологических знаний представляет собой взаимосвязанное посредством стохастики обучение дисциплине «Физика, математика» и спецдисциплинам, способствующее повышению уровня математической подготовки студентов-медиков и формированию умений будущих специалистов применять математические знания в своей профессиональной деятельности.

2) содержание понятия комплексного подхода к обучению математическим основам состоит в совместном изучении объединяемых стохастическим ядром математических (в рамках курса «Физика, математика») и медико-биологических дисциплин (в рамках спецдисциплин), а также использовании не только традиционных, но и интегративных методов обучения в медицинском вузе, рассматриваемых в комплексе;

3) обучение студентов медицинских вузов математическим основам медико-биологических знаний целесообразно осуществлять на основе модели, которая состоит из взаимосвязанных и дополняющих друг друга компонентов: целевого, направленного на организацию математической подготовки студентов медицинских специальностей с учетом особенностей их будущей врачебной деятельности; содержательного, включающего овладение математическими информацией и методами, позволяющими решать профессиональные задачи; методического, ориентирующего на выбор и применение адекватных методических средств математической подготовки студентов медицинских

специальностей; контрольно-оценочного, включающего анализ полученного результата математической подготовки студентов медицинских специальностей и его коррекцию;

4) разработанная методика комплексного подхода к обучению математическим основам медико-биологических знаний студентов медицинских вузов имеет целью обучение студентов применению математики в будущей врачебной деятельности и включает:

- установление соответствия между математическими знаниями и их применением в специальных медицинских дисциплинах;

- использование совокупностей заданий по математике, включающих задачи медико-биологического содержания, реализующих профессиональную направленность в обучении студента медицинского вуза математическим основам медико-биологических знаний: - тестовых, на отработку базовых математических знаний, — заданий на закрепление теоретических знаний, — творческих и исследовательского характера;

обучение построению математических моделей профессионально-ориентированных задач, способствующих формированию умений математически моделировать процесс или явление из медицинской практики;

- разрешение проблемных ситуаций посредством деловых игр, обусловленных спецификой медицинского вуза;

- проведение лабораторно-практических работ как средства овладения навыками экспериментальной исследовательской деятельности;

- организация проектной деятельности студентов медицинских вузов, способствующей формированию профессиональной компетентности будущего врача;

- использование рабочей тетради по разделам теории вероятностей и математической статистики, способствующей повышению эффективности учебного процесса на основе его индивидуализации;

- применение, наряду с традиционными, разнообразных форм и средств обучения: деловые игры, мини-исследования, компьютерные программы, интерактивная доска, обучение составлению опорных схем, таблиц, планов решений задач и т. д.

На защиту выносится также методическое обеспечение обучения студентов медицинских вузов математическим основам медико-биологических знаний, представленное в виде сборника задач, рабочей тетради, рекомендаций к лабораторно-практическим работам.

Апробация основных положений и результатов исследования осуществлялась в виде докладов и выступлений: - на заседании научно-методического семинара кафедры математики и методики ее преподавания ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет» и кафедры информатики, физики и математики ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия»; — на Международных научно-практических конференциях: «Математика. Компьютер. Образование» (Дубна, 2008), «Образование, наука, культура в свете решения региональных проблем» (Астрахань, 2008), «Синергетические идеи в науке, образование, культуре»

(Астрахань, 2010), «Интеллектуальный потенциал XXI века: ступени познания» (Новосибирск, 2011), «Педагогические технологии математического творчества» (Арзамас, 2011), «Проблемы совершенствования математической подготовки в школе и в вузе» (Москва, 2012); - на Всероссийских научно-практических конференциях: «Организация исследовательской деятельности в образовательных учреждениях» (Астрахань, 2008), «Исследовательская деятельность в образовательных учреждениях» (Астрахань, 2011); «Математическое образование и информационное общество: проблемы и перспективы» (Москва, 2012), «Синергетические подходы в образовании» (Астрахань, 2013); - на региональных научно-практических конференциях: «Реализация принципа непрерывности в системе учебных дисциплин в образовательных учреждениях» (Астрахань, 2009); - на межвузовской научно-практической конференции «Теоретические и прикладные проблемы преподавания математических и естественно-научных дисциплин слушателям гуманитарных специальностей специализированных вузов» (Саратов, 2010); -на межвузовском методическом семинаре «Профессиональное образование иностранных студентов на русском языке в медицинском вузе» (Астрахань, 2012); — на научно-методической конференции «Многоуровневая подготовка в вузе: современные проблемы, инновационные технологии обучения» (Астрахань, 2011).

Внедрение результатов диссертационного исследования осуществлялось автором в ходе экспериментальной проверки разработанного методического обеспечения на факультетах «Лечебное дело», «Педиатрия», «Медико-профилактическое дело» ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» и ГБОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия им. H.H. Бурденко».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 работ, из них 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и 3 учебно-методических пособия.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка и приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены проблема, объект, предмет, цель, гипотеза, задачи и методы исследования. Раскрыты научная новизна, теоретическая и практическая значимость, сформулированы положения, выносимые на защиту. Приведены сведения об апробации диссертационного исследования.

Первая глава диссертации «Теоретическое обоснование методики обучения студентов медицинских вузов математическим основам медико-биологических знаний» посвящена исследованию проблемы обучения математическим основам медико-биологических знаний студентов медицинских специальностей, трактуемого нами как взаимосвязанное обучение дисциплине «Физика, математика» и спецдисциплинам посредством стохастики; анализу состояния математического образования в медицинских вузах; выделению наиболее значимых для медицинских специальностей

разделов математики и установления их взаимосвязей с содержанием спецдисциплин; разработке методики обучения студентов-медиков математическим основам медико-биологических знаний, способствующих повышению уровня математической подготовки студентов-медиков и формированию умений будущих специалистов применять математические знания в своей профессиональной деятельности.

Раскрыто содержание понятия «комплексный подход к обучению математическим основам медико-биологических знаний студентов» и обоснована целесообразность его использования в математической подготовке студентов в медицинском вузе, суть которого заключается в совместном рассмотрении математических и медико-биологических знаний и использовании наряду с традиционными и новых, востребованных современной действительностью методов обучения как решение и составление задач медико-биологического содержания, разрешение с использованием математики проблемных ситуаций медико-биологического характера посредством деловых игр, проведение лабораторно-практических работ по математике с опорой на медико-биологические знания, организация самостоятельной работы студентов посредством применения специально созданной рабочей тетради, создания опорных схем, таблиц, планов решения, выполнения мини-исследований, контроль и корректировка знаний студентов с помощью тестов, выбираемых из базы объемом 1000 заданий.

На основе анализа научно-методической литературы по проблеме обучения математическим основам медико-биологических знаний в вузе мы пришли к выводу, что существующая математическая подготовка студентов-медиков не соответствует требованиям современного общества, главным из которых является повышение уровня математической подготовки студентов-медиков с целью формирования умений будущих специалистов применять математические знания в своей врачебной деятельности. Рассматриваемая проблема недостаточно разработана, отсутствует её конкретное методическое обеспечение.

Проанализировав ФГОС ВПО третьего поколения по математике и профессиональную деятельность будущего врача, мы выделили: 1) профессионально значимые для врача разделы математики (дифференциальное исчисление, интегральное исчисление, дифференциальные уравнения, теория вероятностей и элементы математической статистики), 2) на основе рабочих программ, учебной литературы и методических пособий по специальным дисциплинам были выделены дисциплины, в которых наиболее полно применяется основной запас математических знаний: «Гигиена с основами экологии человека, гигиена детей и подростков», «Общественное здоровье и здравоохранение», «Экономика, экономика здравоохранения», «Неврология, медицинская генетика», «Нормальная физиология», «Эпидемиология», «Пропедевтика внутренних болезней, лучевая диагностика», 3) установили взаимосвязи пп.1) и 2) (рисунок 1). Заметим, что общие направления методики изучения дифференциального и интегрального исчислений, а также дифференциальных уравнений, используемые при обучении студентов

медицинских специальностей математическим основам медико-биологических знаний, уже описаны. Кроме того, было установлено, что наиболее широко применяемыми разделами математики при решении медико-биологических задач являются теория вероятностей и математическая статистика. Поэтому разработанный нами комплексный подход к обучению математике студентов-медиков проиллюстрирован на примере разделов «Теория вероятностей» и «Элементы математической статистики».

Рисунок 1— Межпредметные связи спецдисциплин с математикой Содержание заявленной дисциплины «Физика, математика» в ФГОС ВПО третьего поколения пока остается спорным и неоднозначным: в учебном процессе она часто реализуется в рамках двух раздельных модулей «Физика» и «Математика», причем математике отводится второстепенная роль как дисциплине, сопутствующей изучению физики. В различных вузах обучение математике студентов медицинских специальностей строится избирательно в зависимости от традиций математических кафедр и квалификации ее преподавателей. В результате пока нет общепринятого и научно обоснованного подхода к обучению будущих врачей математическим основам медико-биологических знаний. Считаем, что обеспечить эффективность обучения студентов-медиков математическим основам медико-биологических знаний возможно за счет не только традиционных, но и интегративных методов обучения в медицинском вузе, значение которых заключается в комплексном подходе к обучению. Создана модель реализации (рисунок 2) обучения будущих врачей математическим основам медико-биологических знаний, содержащая следующие

компоненты: целевой, содержательный, методический, контрольно-оценочный.

Целевой — это компонент модели, включающий цели и задачи обучения студентов медицинских вузов математическим основам медико-биологических знаний. Целью обучения студентов-медиков математике является освоение студентами математических основ медико-биологических знаний и применение

полученных математических знаний для решения задач медицины и здравоохранения.

Рисунок 2 — Модель обучения будущих математическим основам медико-биологических

знаний

Содержательный компонент тесно взаимосвязан с целевым, методическим, мониторинго-корректирующим. Данный компонент включает профессионально значимые для будущего врача разделы математики: дифференцирование, интегрирование, дифференциальные уравнения, теория вероятностей, математическая статистика, которые направлены на овладение математическими информацией и методами, позволяющими решать профессиональные задачи.

Методический компонент включает выбор и применение методов, средств и форм обучения студентов медицинских специальностей вузов математическим

основам медико-биологических знаний: использование совокупностей задач медико-биологического содержания, построение математических моделей медико-биологических задач, разрешение проблемных ситуаций, проведение лабораторно-практических работ, организацию проектной деятельности, создание и применение рабочей тетради, составление опорных схем.

Мониторинго-корректирующий компонент характеризует степень достижения поставленной цели, выявляет недостатки в математической подготовке студентов медицинских специальностей и способствует своевременному их устранению. Описанный компонент включает тестовые задания, проверочные работы, контроль за составлением таблиц, планов решения.

В ходе диссертационного исследования на основе деятельностного и комплексного подходов были выделены пути реализации обучения студентов-медиков математическим основам медико-биологических знаний, которые включают: использование совокупностей задач медико-биологического содержания; построение математических моделей медико-биологических задач; разрешение проблемных ситуаций посредством деловых игр, обусловленных спецификой медицинского вуза; проведение лабораторно-практических работ, например, таких как «Определение доверительного интервала», «Использование статистического метода обработки данных при измерении кровяного давления человека» и др.; организацию проектной деятельности (мини-исследование на тему «Точки соприкосновения медицины и математики», «Зачем врачу математика?» и др.); составление опорных схем; создание и применение рабочей тетради по разделам теории вероятностей и математической статистики.

Во второй главе «Реализация методики обучения математическим основам медико-биологических знаний студентов медицинских вузов» описана методика обучения студентов-медиков математическим основам медико-биологических знаний на примере изучения теории вероятностей и математической статистики. При решении задач на практических занятиях предлагаются задания на построение математических моделей профессионально-направленных задач, на составление задач медико-биологического содержания, на применение обратного алгоритма решения, на составление опорных схем, таблиц, планов решения; самостоятельная работа студента-медика организована с помощью рабочей тетради, сборника задач, учебно-методического материала и выполнения заданий вне аудиторий (например, мини-исследование). Во время подготовки докладов, мини-исследований студенты-медики работают в малых группах. Они учатся работать с литературой, выражать в сжатой форме свою мысль, создавать презентации к докладам и при этом работать в сотрудничестве, что является немаловажным в их будущей врачебной деятельности.

На практических занятиях одним из ведущих элементов обучения становится проблемная ситуация, которая разрешается посредством деловых игр, профессионально-направленных задач, обусловленных спецификой медицинского вуза, при этом в процессе подготовки сообщений, выполнения мини-исследований, в деловых играх используется работа в малых группах.

В задачах, описывающих медицинские ситуации, студенты имеют возможность анализировать исходные данные, сопоставлять конкретные медицинские категории с абстрактными вероятностно-статистическими понятиями, строить медико-биологические модели, осуществлять решение внутри модели. При этом они используют изученный по данной теме теоретический материал, что способствует его закреплению и лучшему усвоению.

В спецдисциплинах, изучаемых на старших курсах, большинство задач базируется на математическом материале, с которым они познакомились на первом курсе. Однако многие студенты, в том числе и хорошо успевающие, затрудняются при решении этих задач, так как в сюжете задачи медико-биологического содержания они не видят знакомую им математическую задачу. Поэтому необходимо актуализировать знания таким образом, чтобы знания по математике и спецдисциплине были увязаны, т. е. при решении задач по спецдисциплине целесообразно предлагать их математические аналоги. Приведем пример взаимосвязи междудисциплиной «Организация здравоохранения» и разделом математики «Теория вероятностей».

Студентам-медикам предлагается рассчитать интенсивные, экстенсивные показатели по следующим данным: численность города Н - 157 ООО человек. В 2007 году зарегистрировано 490 случаев инфекционных заболеваний, в том числе воздушно-капельных инфекций - 230, острых кишечных инфекции -210, прочих — 50. Всего в городе 30 инфекционных коек и 3 врача-инфекциониста. Заболеваемость за предыдущие 3 года была следующей: 2004 г. - 392,5 на 100 тыс. населения, 2005 г. - 361,9 на 100 000 населения, 2006 г. - 340,5 на 100 000 населения. Рассчитать интенсивные, экстенсивные показатели. По полученным данным сделать соответствующие выводы.

Два понятия: интенсивный и экстенсивный показатели встречаются на первых занятиях организации здравоохранения; преподаватель обращает внимание студентов-медиков на то, что при расчете интенсивных и экстенсивных показателей необходимо вспомнить формулу вычисления относительной частоты, которая служит основой для расчета данных показателей, в чем и проявляется связь медицинского раздела с математикой. С точки зрения организации здравоохранения будущие врачи приходят к выводу, что среди зарегистрированных 490 случаев инфекционных заболеваний 1 место занимают воздушно-капельные инфекции - 46,9%; 2 место острые кишечные инфекции - 42,8%; 3 место прочие заболевания - 10,2%, а также, что с 2004 года идет снижение заболеваемости, о чем свидетельствует вычисленное студентами значение интенсивного показателя.

Рассмотрим пример использования метода разрешения проблемной ситуации посредством деловой игры. Остановимся на проведении занятия в виде деловой игры по теме: «Использование формулы Байеса в диагностике», которая включает следующие этапы: 1) определение цели предстоящей игры, актуализацию основных теоретических фактов, касающихся информационно-вероятностной оценки симптомокомплексов и применение формулы Байеса в медико-биологических исследованиях; 2) распределение ролей: врач-терапевт,

медицинская сестра, три группы ординаторов по три студента и больной; 3) описание проблемной ситуации: врач-терапевт, осматривая больного, спрашивает, есть ли какие-либо жалобы, т. е. врач собирает набор симптомов. При этом у больного обнаружен симптомокомплекс: боли грудной клетки (А/), повышение температуры (А2), общая слабость, головокружение (А3). Рассматриваемая ситуация позволяет сформулировать проблему: можно ли количественно оценить результаты испытаний и определить наличие определенного заболевания у данного больного; 4) выяснение того, что количественно оценить результаты испытаний можно с помощью формулы Байеса. Первая группа ординаторов предполагает, что у больного инфаркт (В/) , вторая - перитонит (В2), третья - пневмония (В3). В результате обсуждений ординаторы приходят к тому, что все предположения равновероятны, тем самым вероятность каждого заболевания оценивается как 1/3 = 0,33. Далее с помощью диагностической таблицы, которая является общепринятой в медицинской практике, каждая группа ординаторов находит вероятности симптомов при своих диагнозах, а затем вычисляют вероятность симптомокомплекса при заболевании. Результаты заносят в таблицу. Найдя все необходимые численные значения, ординаторы применяют формулу Байеса для вычисления вероятности заболевания при симптомокомплексе. 5) Формулирование вывода, что при данном симптомокомплексе наибольшую вероятность имеет пневмония (5/), а наименьшую - перитонит (В4). Таким образом, проблемная ситуация полностью разрешена. Решение той или иной проблемной ситуации на занятии способствует формированию мотива деятельности студента, активизации его познавательной деятельности. И если студент столкнется с аналогичной ситуацией в профессиональной деятельности, то он воспользуется приобретенными навыками обсуждения проблемы и поиска решения.

Лабораторпо-практические занятия разработаны таким образом, чтобы при выполнении лабораторной работы студент не только применял математические знания, но и обучался работе с медицинскими приборами, овладевал навыками экспериментальной исследовательской деятельности, умениями правильно обрабатывать полученные результаты и сопоставлять их с теоретическими данными. Особое внимание на таких занятиях уделено вопросам статистической обработки результатов измерений и оценке их погрешности.

Каждая лабораторная работа предваряется решением задачи, подкрепляющей необходимость использования математических сведений при выполнении лабораторной работы и активно актуализирующей эти математические факты. Например, для проведения лабораторной работы «Определение достоверности результатов исследования при измерении частоты сердечных сокращений у человека» после изучения теоретического материала студенты-медики совместно с преподавателем решают задачи медико-биологического содержания, подводящие к выполнению лабораторной работы.

Так, рассматривая систолическое давление как нормально распределенную величину X, обучающиеся на выборке из 30 студентов-медиков устанавливают с а = 0,05, достоверны ли различия в средних значениях до сдачи и после сдачи

экзаменов А", = 128, Хг = 116 при a¡ = а2 = 2.

Решение задачи начинается с анализа условия, в результате чего студенты переводят задачу с медицинского языка на математический и, согласно алгоритму нахождения критерия достоверности, получают численные значения, которые приводят студентов к выводу, что действительно до сдачи экзаменов у студентов-медиков отмечалось некоторое повышение максимального артериального давления и различия в средних значениях достоверны с доверительной вероятностью, равной 0,95. В результате решения задачи студенты вспоминают алгоритм определения критерия достоверности различий в двух распределениях случайной величины и успешно справляются с выполнением предложенной лабораторной работы.

Особенностью обучения студента-медика математическим основам медико-биологических знаний является наличие у него рабочей тетради. Каждое занятие в рабочей тетради включает название темы, постановку цели, вопросы для актуализации знаний, необходимых для успешного выполнения заданий, составление опорной схемы по фрагменту теоретического материала, решение 3-5 задач из разработанного нами сборника задач медико-биологического содержания, индивидуальный тест для контроля за усвоением знаний, домашнее задание, состоящее из 2-3 задач на закрепление и подготовки к следующему занятню (тема и план, отражающий содержание темы). На практическом занятии студент получает три отметки: за домашнее задание, за тест, за участие в аудиторном занятии. Применение рабочей тетради в обучении улучшает качество образования, повышает эффективность учебного процесса на основе его индивидуализации, появляется возможность реализации перспективных методов обучения индивидуально для каждого студента.

Экспериментальная проверка проводилась с 2007 по 2012 гг. на базе ГБОУ ВПО Астраханской государственной медицинской академии, а также ГБОУ ВПО Воронежской государственной медицинской академии им. Н. Н. Бурденко. Педагогический эксперимент состоял из трех этапов: констатирующего (2007-2008), формирующего (2008-2011) и контрольно-констатирующего (2011-2012).

Целью констатирующего этапа (2007-2008 гг.) являлось изучение состояния проблемы обучения будущих врачей математическим основам медико-биологических знаний, в частности, теории вероятностей и математической статистике. При этом особое внимание было уделено вопросу о том, насколько существующая система обучения математике способствует подготовке студентов к изучению теоретических, специальных, клинических дисциплин и к будущей врачебной деятельности.

Для выяснения отношения студентов медицинских специальностей к изучению математики в вузе мы воспользовались анкетным опросом, причем на вопросы анкеты студенты-медики отвечали два раза: до и после изучения курса математики в академии. Опрос показал, что после изучения математики доля студентов экспериментальной группы, считающих, что математическая подготовка необходима будущему врачу, и имеющих представление о том, где математические знания могут ими использоваться в дальнейшей

профессиональной деятельности, значительно превышает долю таких студентов в контрольной группе. Таким образом, большинство студентов экспериментальных групп рассматривают математику как важный компонент их профессионального образования.

В ходе констатирующего эксперимента мы пришли к выводу, что при традиционном изложении курса математики студенты мало знают о применимости математики в будущей профессии и в специальных дисциплинах; наиболее значимым мотивом обучения является желание сдать зачет, а не изучить данный предмет для его использования в своей будущей профессиональной деятельности.

Основываясь на данных констатирующего эксперимента и теоретического анализа проблемы, был проведен формирующий этап (2008-2011 гг.) педагогического эксперимента в соответствии с разработанной моделью. Участниками этого этапа эксперимента явились студенты первого курса лечебного, педиатрического, стоматологического и медико-профилактического факультетов Астраханской государственной медицинской академии и Воронежской государственной медицинской академии им. H.H. Бурденко. В нем участвовали 289 студентов медицинских специальностей. Выбирались две группы: контрольная (144 студентов) и экспериментальная (145 студентов).

На этом же этапе проводилась разработка методики (модели) обучения студентов-медиков математическим основам медико-биологических знаний, учитывающей специфику вуза, уровень знаний и умений, затруднения каждого студента. Разрабатывались учебно-методические пособия: задачник «Элементы теории вероятностей и математической статистики», содержащий в основном задачи медико-биологического характера; «Рабочая тетрадь по элементам теории вероятностей и математической статистики для студентов медицинских специальностей»; «Методические рекомендации для студентов-медиков к лабораторным работам по математической статистике».

Занятия по теории вероятностей и математической статистике в контрольной группе проводились по традиционной методике, а в экспериментальной группе — с использованием методики комплексного подхода к обучению математическим основам медико-биологических знаний студентов медицинских вузов.

Эффективность результатов исследования была проверена в ходе контрольно-констатиующего этапа эксперимента в 2011-2012 гг. Об эффективности разработанной методики мы судили по трем показателям, а именно, по сформированности умений: - решать профессиональные задачи, - по исходным данным составлять задачи медико-биологического содержания, -составлять опорные схемы по содержанию теоретического фрагмента.

Данные были получены в результате проведения проверочных работ в обеих группах студентов-медиков: одной - до эксперимента, второй - после. Обе содержали по две задачи профессиональной направленности, по два задания на составление задачи медико-биологического характера и задания на составление опорной схемы по предложенному теоретическому материалу. Следует отметить, что студенты экспериментальной группы показали лучшие

математические знания, способность к быстрой актуализации необходимых математических положений для выполнения задания и не испытывали серьезных затруднений в применении математических знаний к решению задач медико-биологического содержания.

Результаты сравнительной динамики уровня сформированное™ умений представлены на диаграммах (рисунок 3). Из этих диаграмм видно, что в ходе эксперимента уровень обученности по математике в экспериментальной группе значительно вырос по сравнению с доэкспериментальным. У студентов контрольной группы изменения незначительны.

Контрольная группа

90% -у......................................................

\ео% -!....................................................

70% •}.......................................-............

60% .....................................................

50% ......................................................

40% | ■ ---------

1 , 1 2 3 ; й: до экспер. ® после экспер.

Рисунок 3 — Результаты уровней сформированное™ умений: 1 - решать профессиональные задачи; 2 — составлять задачи медико-биологического содержания;

3 - составлять опорные схемы студентов-медиков до и после эксперимента Статистическая значимость полученных различий проверялась с использованием критериев Стьюдента и Макнамары на уровне 5%. В результате подсчета полученные данные дают основание заключить, что разработанная нами методика обучения способствует повышению уровня математической подготовки студентов-медиков и формированию умений будущих специалистов применять математические знания в своей профессиональной деятельности.

Полученные в ходе экспериментальной работы результаты свидетельствуют о том, что разработанная методика комплексного подхода к обучению математическим основам медико-биологических знаний студентов медицинских вузов является более эффективной, чем традиционная, как в плане математической подготовки студентов, так и в плане применения математических знаний при решении медико-биологических задач.

В заключении обобщены и сформулированы основные результаты и сделаны выводы проведенного исследования:

1. Анализ научной, учебно-методической и психолого-педагогической литературы и практического опыта преподавателей медицинских вузов по проблеме обучения математике показал недостаточность научно-методических исследований, способствующих достижению математической подготовки

Экспериментальная группа

90%

12 3 ш до экспер. ^ после экспер.

студентов медицинских специальностей, ведущей к выпуску квалифицированных специалистов, обладающих необходимым запасом математических знаний и умеющих применять их в медицинской деятельности при решении профессиональных задач, а также назревшую необходимость в разработке соответствующей методики;

2. Предложен комплексный подход к обучению студентов медицинских специальностей вузов математическим основам медико-биологических знаний, раскрыто его содержание, обоснована возможность и целесообразность его использования; выделены профессионально наиболее профессионально значимые разделы математики для медицинских специальностей и установлена их взаимосвязь с содержанием спецдисциплин;

3. Разработана модель обучения студентов медиков математическим основам медико-биологических знаний студентов медицинских вузов, содержащая целевой, содержательный, методический, контрольно-оценочный компоненты;

4. Предложена методика обучения студентов медицинских специальностей математическим основам медико-биологических знаний в рамках дисциплины «Физика, математика» на основе стохастики, включающая: - использование совокупностей задач медико-биологического содержания, тестовых заданий, -разрешение проблемных ситуаций, обусловленных спецификой медицинского вуза, - построение математических моделей медико-биологических задач, -проведение лабораторно-практических работ на медицинские темы, -организация проектной деятельности, направленной на решение проблем медицинской практики, - составление опорных схем, таблиц, планов решения, объединяющих математические и медицинские знания, - выполнение комплексных заданий, в том числе, творческого и исследовательского характера, а также разнообразные формы н средства обучения: работа в парах, в группах, деловые игры, мини-исследования, проектная деятельность; использование компьютерных программ, интерактивной доски, опорных схем, рабочей тетради, задачника, учебно-методического материала к лабораторно-практическим работам;

5. Созданы профессионально-ориентированные дидактические материалы: сборник задач медико-биологического содержания, рабочая тетрадь, тестовые задания, учебно-методический материал к лабораторно-практическим работам, позволяющие оптимально организовать самостоятельную работу студентов и способствующие формированию навыков самообразования;

6. Проведенная экспериментальная работа и анализ ее результатов подтвердили, что внедрение в практику обучения разработанной методики улучшает уровень математического образования и способствует формированию умения будущих врачей применять математические знания в профессиональной деятельности.

Проведенное исследование может служить методологической основой для дальнейшего научного поиска в направлении совершенствования математической подготовки студентов медицинских вузов. Например, можно предложить рассмотреть вопрос о создании спецкурса, разнообразных

технологий и методик его реализации для студентов медицинских специальностей вузов с усилением квазипрофессиональной, исследовательской, прикладной направленности деятельности студентов-медиков.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Ланнна Л. В. Совершенствование учебно-познавательной деятельности студентов медицинских специальностей при обучении математике / Л. В. Ланина // Вестник Поморского государственного университета. Сер.: Педагогические науки. - Архангельск. - 2010. - № 12. — С. 330-334.

2. Ланина Л. В. Ориентация студентов-первокурсников медицинских специальностей на изучение математики в начальный период обучения / Л. В. Ланина // Вестник Череповецкого государственного университета. Сер.: Педагогические науки. - Череповец. — 2012. — № 2. - С. 159-162.

3. Ланина Л. В. Организация и проведение лабораторно-практических работ по математике в медицинских вузах (как средство повышения профессиональной подготовки) / Л. В. Ланина, Н. В. Аммосова // Вестник Красноярского государственного университета им. В.П. Астафьева. Сер.: Педагогические науки. - Красноярск. — 2012. - № 4. - С. 123-128.

Другие публикации

4. Ланина Л. В. Проблемное обучение математике студентов медицинских специальностей / Л. В. Ланина // Математика. Компьютер. Образование: сб. науч. тр. - М.-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика». - 2008. -С. 99-104.

5. Ланина Л. В. Некоторые особенности преподавания математической статистики в медицинском вузе / Л. В.Ланина // «Организация исследовательской деятельности в образовательных учреждениях»: сб. тр. II Всерос. науч.-практ. конф. - Астрахань: ОГОУ ДПО «АИПКП», 2008. - С. 7074.

6. Ланина Л. В. Развитие познавательного интереса к изучению математики у студентов-медиков / Л. В. Ланина // Образование, наука, культура в свете решения региональных проблем: сб. тр. И Междунар. конф. -Астрахань: ОГОУ ДПО «АИПКП», 2008. - С. 103-108.

7. Ланина Л. В. Адаптация вчерашнего школьника к вузовским методам обучения (на примере математики) / Л. В.Ланина // Реализация принципа непрерывности в системе учебных дисциплин в образовательных учреждениях: Сб. тр. II региональной науч.-практ. конф. - Астрахань: ОГОУ ДПО «АИПКП», 2009.-С. 47-53.

8. Ланина Л. В., Аммосова Н. В. Математическое образование в профессиональной подготовке студентов медицинских вузов / Л. В. Ланина, Н. В. Аммосова // Теоретические и прикладные проблемы преподавания математических и естественно-научных дисциплин слушателям гуманитарных

специальностей специализированных вузов: матер. Межвузов, науч.-практ. конф. - Саратов: Саратовский юридический институт МВД России, 2010. -С. 18-26.

9. Панина J1. В. Особенности личности и учебной деятельности студентов I курса медицинской академии / Л. В. Ланина // Синергетические идеи в науке, образовании, культуре: сб. тр. III Междунар. науч.-практ. конф. - Астрахань: ОГОУ ДПО «АИПКП», 2010. - С. 157-161.

10. Ланина Л. В. Взаимодействие преподавателей и студентов младших курсов медицинского вуза / Л. В. Ланина // Исследовательская деятельность в образовательных учреждениях: сб. тр. III Всерос. науч.-практ. конф. -Астрахань: ОГОУ ДПО «АИПКП», 2011. - С. 107-112.

И. Ланина Л. В. Профессиональная направленность математического образования в подготовке будущих врачей / Л. В. Ланина // Многоуровневая подготовка в вузе: сб. тр. III науч.-метод. конф. - Астрахань: Изд-во «АГУ», 2011.-С. 175-177.

12. Ланина Л. В. Применение активных форм обучения в процессе преподавания математики студентам медицинских вузов / Л. В. Ланина // Педагогические технологии математического творчества: сб. науч. тр. Междун. науч.-практ. конф. — Арзамас, 2011. - С. 258-262.

13. Ланина Л.В. Особенности математической подготовки студентов медицинских вузов / Л. В. Ланина // Интеллектуальный потенциал XXI века ступени познания: матер. VII Междун. студен, науч.-практ. конф. -Новосибирск, 2011. - С. 78-82.

14. Ланина Л. В. Элементы теории вероятностей и математической статистики: учебно-методическое пособие (задачник) / Ланина Л. В., Суркова Л. С. - Астрахань: изд-во АГМА, 2011. - 68 с.

15. Ланина Л. В. Рабочая тетрадь по элементам теории вероятностей и математической статистике для студентов медицинских вузов: учебно-методическое пособие/ Ланина Л. В. - Астрахань: изд-во АГМА, 2011. - 70 с.

16. Ланина Л. В. Рекомендации для студентов-медиков к лабораторным работам по математической статистике: учебно-методическое пособие / Ланина Л. В. - Астрахань: изд-во АГМА, 2011.-47 с.

17. Ланина Л. В. Рабочая тетрадь по математике как средство активизации учебного процесса студентов медицинских вузов / Л. В. Ланина // Математическое образование и информационное общество: сб. науч. тр. XLVIII Всерос. с междунар. уч. конф. - М.: РУДН, 2012. - С. 173-176.

18. Ланина Л. В. Использование совокупности задач профессиональной направленности при обучении математике студентов медицинских вузов / Л. В. Ланина // Проблемы совершенствования математической подготовки в школе и вузе: Сб. науч. тр. Междун. науч.-практ. конф. - Москва, 2012. - С. 363366.

19. Ланина Л. В. Специфика математической подготовки студентов-иностранцев в медицинском вузе / Л. В. Ланина // Профессиональное образование иностранных студентов на русском языке: матер, межвузов, метод, семинара. - Астрахань: изд-во ГБОУ ВПО АГМА, 2012. - С. 25-28.

20. Панина Л. В. Обучение студентов медвузов использованию статистических методов при решении математических задач медицинского содержания / Л. В. Ланина // Синергетические подходы в образовании: сб. науч. тр. IV Всерос. науч.-практ. с междунар. уч. конф. - Астрахань: ОГОУ ДПО «АИПКП», 2013. - С. 64-68.

Ланина Л.В.

Методика обучения студентов медицинских вузов математическим основам медико-биологических знаний: автореф. дне. .. .канд. пед. наук. - Орел, 2013. - 23 с.

Подписано в печать 30.09.2013 г. Формат 60x84 1/16 Печатается на ризографе. Бумага офсетная Гарнитура Times. Объем 1,3 пл. Тираж 100 экз. Заказ № 150 Отпечатано с готового оригинал макета на полиграфической базе редакционно-нздательского отдела ФГБОУ ВПО «ОГУ» 302026 г. Орел, ул. Комсомольская, 95 Тел. (486 2) 74-09-30

Текст диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Ланина, Лариса Викторовна, Орел

ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет»

На правах рукописи

Ланина Лариса Викторовна

Методика обучения студентов медицинских вузов математическим основам медико-биологических знаний

13.00.02 - Теория и методика обучения и воспитания

(математика)

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени кандидата педагогических наук

Научный руководитель:

доктор педагогических наук, профессор

Аммосова Надежда Васильевна

Орел-2013

СОДЕРЖАНИЕ

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

Глава I. Теоретическое обоснование обучения студентов медицинских вузов математическим основам медико-биологических знаний.................. 16

1.1. Содержание математической подготовки студентов-медиков............ 16

1.2. Современное состояние обучения студентов медицинских вузов математическим основам медико-биологических знаний..................... 45

1.3. Методические пути обучения студентов медицинских вузов

математическим основам медико-биологических знаний........................... 65

Выводы по первой главе................................................................ 81

Глава 2. Реализация методики обучения теории вероятностей и математической статистики студентов медицинских.............................. 83

2.1. Обучение студентов-медиков построению математических моделей: 83

2.1.1. Использование совокупностей задач медико-биологического содержания, реализующих профессиональную направленность в

обучении.................................................................................... 83

2.1.2. Разрешение проблемной ситуации медицинско-биологического характера.................................................................................... 96

2.1.3. Установление взаимосвязей между математическими разделами

и спецдисциплинами..................................................................... 106

2.2. Применение разнообразных форм и средств обучения будущих врачей

математическим основам медико-биологических знаний:

2.2.1. Проведение лабораторно-практических работ медико* - 112 биологическои тематики.............................................................

2.2.2. Организация проектной деятельности студентов-медиков...... 123

2.2.3. Реализация деловых игр медико-биологического содержания с целью разрешения проблемных ситуаций аналогичного характера.......... 131

2.2.4. Составление опорных схем, таблиц, планов решения задач,

направленных на закрепление теоретических знании.........................

2.2.5. Выполнение студентами комплексов заданий, позволяющих контролировать состояние математической подготовки студентов- ^^ медиков различных специальностей................................................

2.3.Организация и результаты педагогического эксперимента............. 148

Выводы по второй главе................................................................ 166

Заключение............................................................................... 168

Библиография.............................................................................. 170

Приложения.............................................................................. 188

Введение

Современная медицинская наука характеризуется высоким уровнем математизации всех её направлений, начиная с обработки данных наблюдений и экспериментов и заканчивая построением математических моделей различных состояний человеческого организма. Обучение будущих врачей математическим основам медико-биологических знаний должно отвечать запросу общества, которому нужны высококомпетентные специалисты, способные применять полученные ими математические знания для решения проблем медицины и здравоохранения. Более того, они должны быть творческими и активными личностями, которые стремятся к саморазвитию, самообразованию и самосовершенствованию. Поэтому в процессе обучения студенты-медики должны не только запастись определенным багажом математических знаний, но и научиться его использовать для учебных, научных, информационных, диагностических и лечебных целей, а также овладеть навыками работы с математической информацией, компьютерными программами, вычислительной техникой.

изучения химических и профильных дисциплин, преподаваемых параллельно с данным предметом или на последующих курсах. Это и означает, что обучение студентов-медиков математическим основам медико-биологических знаний является фундаментом для освоения врачебной деятельности. Математика и физика остаются в настоящее время довольно далекими как по содержанию, так и по методам обучения, хотя объективно имеют много общего. Так, изучение теории вероятностей и математической статистики, в частности, вероятностно-статистических закономерностей окружающей действительности, выступает связующим звеном при изучении тем физики и математики (В.Д. Селютин). Таким образом, одним из главных связующих звеньев математики и физики выступает наука о случайном - стохастика. Между тем, в системе высшего медицинского образования не до конца реализуется потенциал стохастики в установлении междисциплинарного взаимодействия. Вынужденная вследствие этого изоляция в преподавании математики и физики снижает уровень фундаментального образования выпускников медицинских вузов.

- в настоящее время сложилась потребность современного общества в подготовке высококвалифицированных специалистов-медиков, умеющих компетентно использовать математические методы (в частности, вероятностные и статистические) и модели в своей профессиональной деятельности (Н.Ф. Абаева, Н.В. Ивлева, Ж.В. Комарова, O.A. Постникова и др.), между тем существующая традиционная система математического образования в медицинских вузах в основном опирается на достижения педагогической науки в подготовке технических и педагогических кадров (А.Н. Колмогоров, Б.В. Гнеденко, Г.Л. Луканкин, А.Г. Мордкович, А.Д. Мышкис - технические вузы; Ф.С. Авдеев, Н.В. Аммосова, В.А. Гусев, Г.И. Саранцев, П.М. Эрдниев -педагогические);

- объективная необходимость обучения студентов медицинских

факультетов математическим основам медико-биологических знаний, предусмотренным ФГОС ВПО третьего поколения, лишь аргументирована (П.Г. Пичугина, профессиональная направленность других специалистов: Л.Д. Кудрявцев, Т.А. Гаваза, H.A. Дергунова, P.M. Зайкин, A.A. Соловьева и др.), тогда как в силу явной недостаточности соответствующих научно-методических исследований отсутствует научно обоснованная методика обучения студентов-медиков математическим основам медико-биологических знаний;

- возникшая потребность и стремление студентов овладеть математическими методами, средствами и самостоятельным поиском информации реализуются посредством интерактивных методов обучения (А. А. Вербицкий, JT. Н. Вавилова, Т. С. Панина, С. Б. Ступина), в том числе, и математическим основам медико-биологических знаний, хотя практически в медвузах используется традиционный поиск информации, в основном справочного характера, не требующий дополнительных поисковых усилий.

К сожалению, недостаточно работ посвящено математической подготовке студентов медицинских вузов. Отсутствуют исследования, посвященные методике обучения будущих врачей математическим основам медико-биологических знаний. В кандидатской диссертации П.Г. Пичугиной «Методика профессионально ориентированного обучения математике студентов медицинских вузов» приведено целесообразное использование профессионально ориентированных задач медицинской тематики как средства реализации принципа профессиональной направленности студентов-медиков по специальности «Лечебное дело». Представленная автором методика весьма неполна, так как предусматривает лишь применение математических задач профессионального содержания и только для студентов-лечебников; автором не рассматривается проблема комплексно, в то время как проблема достаточно широка и значима. Работа посвящена некоторым разделам математического анализа, таким как: «Интегрирование и дифференцирование»,

«Дифференциальные уравнения», «Частные производные», но в то же время отсутствуют конкретные методические пути осуществления математической подготовки будущих врачей на базе изучения других разделов математики, в частности, весьма важной и нужной медикам (и не только студентам-лечебникам, но и педиатрам, стоматологам, фармацевтам и др.) теории вероятностей и элементов математической статистики.

Объектом исследования является процесс обучения математике студентов медицинских вузов.

Гипотеза исследования состоит в том, что процесс обучения студентов-медиков математическим основам медико-биологических знаний будет наиболее эффективно способствовать формированию умений применять математические знания в своей будущей профессиональной (медицинской)

деятельности, если обучать студентов согласно разработанной методике, включающей:

2) выделение в содержании дисциплины «Физика, математика» профессионально значимых математических тем из разделов, определяемых содержанием медицинской подготовки будущих врачей; ознакомление студентов с использованием математики в будущей врачебной деятельности, установление соответствия между математическими знаниями и их применением в специальных медицинских дисциплинах;

4) использование для студентов-медиков совокупностей заданий, содержащих задачи медико-биологического характера, в том числе, творческого и исследовательского характера;

5) применение, наряду с традиционными, новых форм, методов и средств обучения: деловые игры, мини-исследования, компьютерные программы, интерактивную доску, опорные схемы и т. д.;

6) организацию самостоятельной работы студентов-медиков с использованием профессионально ориентированных методических материалов (задачника, рабочей тетради, учебно-методического материала к лабораторно-практическим работам и др.).

В соответствии с намеченной целью и выдвинутой гипотезой определены следующие задачи исследования:

1) выявить возможности системы обучения математическим основам медико-биологических знаний в подготовке студентов медицинских вузов к изучению теоретических, специальных и клинических дисциплин;

2) раскрыть сущность понятия «комплексный подход к обучению математическим основам медико-биологических знаний» студентов медицинских специальностей вузов и выделить профессионально значимых разделов математики;

3) теоретически обосновать и разработать модель обучения математическим основам медико-биологических знаний студентов медицинских вузов с учетом выделенных профессионально значимых разделов;

4) разработать методику обучения студентов-медиков математическим основам медико-биологических знаний, направленную на формирование умений математически моделировать процессы и явления из медицинской практики;

5) предложить механизмы управления самостоятельной работой студентов по освоению математических основ медико-биологических знаний.

Теоретико-методологическую основу исследования составляют теория деятельностного подхода и поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин, JI.M. Фридман); концепция проблемного обучения (М.И. Махмутов и др.); основные положения и принципы теории и методики обучения математике (В.П. Беспалько и др.); исследования профессиональной направленности обучения математике в высших учебных заведениях: педагогических (В.А. Гусев, Н.В. Аммосова), технических (А.Я. Кудрявцев); для студентов-юристов (P.M. Зайкин), для студентов-химиков (В.Д. Львова), для студентов-социологов (H.A. Дергунова) и др.; работы, посвященные педагогическим (Н.Ф. Абаева, О.Н. Зайцева, Н.В. Ивлева, Ж.В. Комарова и др.) и методическим (П.Г. Пичугина) проблемам преподавания математики в медицинских вузах; труды, отражающие использование математических методов в области медицины (Б.Л. Быховский, A.A. Вишневский и др.).

исследования, образовательных стандартов, учебных программ по математическим и специальным дисциплинам медицинских вузов; моделирование, проектирование, наблюдение, беседы со студентами и преподавателями; анкетирование, тестирование студентов; педагогический эксперимент и статистическая обработка его результатов.

Организация и основные этапы исследования. Исследование проводилось с 2007 по 2012 гг. на базе ГБОУ ВПО Астраханской государственной медицинской академии. Сбор дополнительного исследовательского материала осуществлялся в ГБОУ ВПО Воронежской государственной медицинской академии имени Н. Н. Бурденко.

На первом этапе (2007-2008 гг.) осуществлялся анализ психолого-педагогической, методико-математической, медицинской, научной и учебной литературы по теме исследования с целью выявления теоретических основ методики обучения математике будущих врачей; изучалось состояние проблемы в науке и практике; формулировались цели и задачи исследования, проводился констатирующий эксперимент.

На третьем этапе (2011-2012 гг.) выполнялась обработка, обобщение и систематизация результатов исследования, их экспериментальная проверка, а также оформлялись результаты исследования в виде кандидатской диссертации. Научная новизна исследования состоит в следующем: - выдвинута и разработана идея комплексного подхода к обучению математическим основам медико-биологических знаний студентов медицинских вузов, раскрыто содержание введенного понятия;

Теоретическая значимость проведенного исследования состои�