Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. ОБЩЕДИДАКТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ФИЗИЧЕСКОГО КОМПОНЕНТА ВЫСШЕГО СЕСТРИНСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ 8
1. Общие подходы к проблеме изучения курса физики в медицинских институтах
2. Общие дидактические подходы к реализации физического компонента высшего сестринского образования 23
3. Оценка уровня сформированности знаний и мыслительных умений студентов фвсо (констатирующий эксперимент) 41
ГЛАВА 2. КОНКРЕТНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА СОДЕРЖАНИЯ КУРСА МЕДИЦИНСКОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ДЛЯ ФВСО, А ТАКЖЕ ФОРМ И МЕТОДОВ ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТУДЕНТОВ 52
1. Совершенствование структуры курса медицинской и биологической Физики 51
2. Конкретно-методические приемы и способы организации учебно-познавательной деятельности студентов фвсо как средство их подготовки к менеджерской деятельности 83
3. Реализация педагогического компонента будущей профессиональной деятельности студентов ФВСО 95
ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПРЕПОДАВАНИЕ 108
1. Общая характеристика экспериментального исследования 108
2. Контрольный этап экспериментального исследования 112
ВЫВОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 124
БИБЛИОГРАФИЯ 127
- Общие подходы к проблеме изучения курса физики в медицинских институтах
- Совершенствование структуры курса медицинской и биологической Физики
- Общая характеристика экспериментального исследования
Введение к работе
Процесе дифференциации физического образования в высших учебных заведениях происходил давно, однако, как правило, в каждом конкретном случае определение содержания учебного курса физики для того или иного вуза происходило на основании чисто практического опыта и эмпирического анализа учебного процесса.
Все это в полной мере можно отнести и к физическому компоненту высшего медицинского образования. На протяжении последних 50 лет структура и содержание курса физики для медицинских вузов непрерывно менялись, и общеобразовательный курс общей физики постепенно превратился в курс медицинской и биологической физики с элементами высшей математики и информатики, содержащий важнейшие медицинские приложения физических законов и закономерностей и системное изложение основ биофизики. В этом процессе основным направляющим "вектором" являлся принцип профессиональной направленности обучения в высшей школе, обусловливавший такое совершенствование учебного курса, которое все более продвигало его к решению задачи максимального приближения к различным аспектам профессиональной деятельности будущих медиков.
Однако в начале 90-х годов в структуре самого медицинского образования произошла дифференциация, выразившаяся, в частности, в возникновении факультета высшего сестринского образования, предназначенного для подготовки не врачей, а медицинских сестер с высшим образованием, в структуре будущей профессиональной деятельности которых представлены три основных компонента: общемедицинский, менеджерский и педагогический (в основе которого предполагается преподавательская деятельность выпускников в различных средних учебных заведениях).
В этой связи имеющийся и разработанный курс физики для лечебных факультетов может служить лишь содержательной основой аналогичного курса для факультета высшего сестринского образования, но никак не тем, что нужно механически перенести с одного факультета на другой. Поэтому на сегодня
требуются как концептуальные, так и конкретно-дидактические разработки, связанные с определением содержания курса физики для факультета высшего сестринского образования, а также методов и приемов организации их учебной деятельности - исходя из специфических особенностей их будущей медицинской деятельности, не тождественной деятельности врача.
Таким образом, существует противоречие между необходимостью реализации физического компонента как составной части подготовки студентов по специальности "сестринское дело" и концептуальной и конкретно-методической неразработанностью данной проблемы. Это обстоятельство обусловливает актуальность исследования данной проблемы.
В этой связи объектом нашего исследования является процесс обучения физике на факультете высшего сестринского образования как составная часть системы подготовки студентов.
Предметом нашего исследования является содержание курса физики для факультета высшего сестринского образования, а также приемы и способы организации учебно-познавательной деятельности.
Целью нашего исследования явилась разработка содержания курса физики для факультета высшего сестринского образования и методических основ организации учебно-познавательной деятельности студентов исходя из специальных критериев, вытекающих из необходимости реализации в учебном процессе принципа профессиональной направленности обучения.
Предмет, объект и цель исследования определили круг решаемых задач:
1. Определить уровень и степень разработки исследуемой проблемы -
провести историко-дидактический анализ проблемы физического компонента
высшего медицинского образования, степени его соответствия тем критериям
отбора учебного материала, которые вытекают из общедидактических принципов.
2. Проанализировать действующую программу курса физики для
факультета высшего сестринского образования и определить основные
направления ее переработки исходя из необходимости реализации в учебном
процессе комплекса дидактических принципов применительно к процессу
обучения в высшей школе - как в общем, так и в конкретном аспектах.
Разработать - как в общем, так и в конкретно-методическом аспектах -основные подходы к организации учебно-познавательной деятельности студентов факультета высшего сестринского образования в процессе изучения курса физики, исходя из реализации принципа профессиональной направленности, определить комплекс необходимых в этой связи конкретно-методических средств, определить технологии их включения в учебный процесс.
Провести экспериментальную проверку предложенной структуры курса физики и разработанных технологий организации учебно-познавательной деятельности.
В процессе исследования использовались теоретические методы: анализ философской, психологической, дидактической и методической литературы по теме исследования, ретроспективный анализ проблемы, теоретическое моделирование; экспериментальные методы: анкетирование и интервьюирование преподавателей и студентов, констатирующее, поисковое, формирующее и контрольное экспериментальные исследования с использованием методов поэлементного анализа и статистической обработки результатов.
Гипотеза исследования формулируется следующим образом: чтобы обеспечить выполнение требований, предъявляемых Государственным образовательным стандартом к профессионально значимым умениям выпускника факультета высшего сестринского образования необходимо разработать новый курс физики в логическом единстве трех важнейших компонентов будущей профессиональной деятельности студентов - общемедицинского, менеджерского и педагогического. Реализация общемедицинского компонента означает, что в содержании учебного материала следует учитывать необходимые студентам в будущей учебной деятельности знания; менеджерского - то, что при разработке форм и методов организации учебно-познавательной деятельности следует предусмотреть формирование у студентов специальных мыслительных умений, аналоги которых студенты будут использовать в своей будущей работе; демонстрация комплекса самых разнообразных форм и методов организации учебно-познавательной деятельности, методов усвоения учебного материала,
6 различных приемов активизации деятельности является необходимым условием
реализации педагогического компонента.
В процессе реализации данной гипотезы мы опирались на фундаментальные исследования в области психологии, педагогики и методики преподавания физики - на концепцию обучения В.В.Давыдова, на исследования, связанные с общедидактическими принципами Л.Я.Зориной, И.Я.Лернера, Ю.К.Бабанского, на теорию учебного предмета В.В.Краевского, на концепцию дифференциации образования Н.С.Пурышевой, на общедидактические исследования по проблемам высшей школы С.И.Архангельского, а также на концепцию реализации принципа профессиональной направленности обучения в высшей школе А.И.Наумова и работы П.И.Самойленко.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключаются в том, что:
а) разработаны и обоснованы пути реализации принципа профессиональной
направленности обучения физике студентов факультета высшего сестринского
образования в логике единства трех основных компонентов будущей
профессиональной деятельности студентов факультета - общемедицинского,
менеджерского и педагогического;
б) разработана структура курса физики с основами высшей математики для
факультета высшего сестринского образования, а также определены приемы и
способы организации учебно-познавательной деятельности студентов и, в
частности, способы формирования мыслительных умений, аналогичных тем,
которые выпускникам придется осуществлять в будущей профессиональной
деятельности.
Практическая значимость исследования заключается в разработке программы лекционного курса физики с элементами математики для факультета высшего сестринского образования, а также конкретных фрагментов учебных занятий, задач, упражнений и задачных ситуаций, разработанных в логике реализации принципа профессиональной направленности.
На защиту выносятся следующие положения:
Структура курса физики для факультета высшего сестринского образования должна быть ориентирована на реализацию принципа профессиональной направленности обучения в логическом единстве трех основных направлений будущей профессиональной деятельности студентов.
Система задач и упражнений должна способствовать формированию у студентов мыслительных умений, аналогичных тем, которые им необходимо выполнять в процессе будущей профессиональной деятельности, рассматриваемой в логическом триединстве ее основных компонентов.
Апробация результатов исследования проводилась на базе кафедры медицинской и биологической физики ММ А им. И.М.Сеченова, а также кафедры медицинской и биологической физики ИГМУ в 1995-98 г.г.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав и заключения, в котором формулируются основные выводы исследования. Объем основного текста 126 страниц, 8 схем, 28 таблиц; библиография содержит 106 наименований.
Общие подходы к проблеме изучения курса физики в медицинских институтах
Общие задачи высшего образования в значительной степени определяют закономерности эффективного обучения студентов, целью которого является осознанное усвоение ими основ той или иной системы научного знания, а также формирование системы профессионально и личностно значимых мыслительных умений. Эти закономерности отражают многообразные связи между факторами, условиями и результатами обучения.
Анализируя общедидактические основы учебного процесса в высшей школе, С.И.Архангельский [5] выделяет следующие основные его закономерности:
- закон сущности обучения;
- закон единства обучения, воспитания и развития личности;
- закон преемственности уровней и этапов обучения и уровней и этапов научного познания.
В данном виде эти положения сформулированы в обобщенной форме и требуют детализации.
Основываясь на работах академика Ю.К.Бабанского [8], [9], [10], [11] посвященных дидактическим принципам обучения в средней школе, А.И. Наумов [73] адаптирует эти принципы к высшему образованию и приходит к следующей системе основных закономерностей обучения:
- обусловленность процесса обучения потребностями общества в высококвалифицированных специалистах, владеющих как комплексом узкопрофессиональных знаний, умений и навыков, так и технологиями теоретического и практического уровней познания, гармонично развитых и способных адаптироваться к изменяющимся социальным условиям; - единство процессов обучения, воспитания и развития личности;
- зависимость процесса обучения от реальных возможностей обучаемых и внешних условий и факторов, в которых протекает учебный процесс;
- зависимость содержания обучения от его задач, отражающих потребности общества, уровень и логику развития изучаемой предметной отрасли знания и смежных с ней фундаментальных и прикладных отраслей;
- профессиональную направленность всех уровней и этапов процесса обучения в высшей школе;
- зависимость структуры, методов организации, стимулирования и контроля учебной деятельности от задач и содержания обучения;
- преемственность разных уровней и ступеней обучения, организация глубоких межпредметных связей между различными циклами учебных дисциплин и между отдельными дисциплинами каждого конкретного цикла, взаимосвязь между теоретическим обучением, различными формами учебной практики и самостоятельной научно-исследовательской работой студентов;
- обусловленность эффективности учебного процесса логической и структурной взаимосвязью всех компонентов учебного процесса.
Критерии и требования глобального характера, в основу которых положены перечисленные закономерности, возводятся в ранг принципов обучения. В дальнейшем мы будем основываться на системе принципов обучения в высшей школе, сформулированных на основе множества дидактических исследований в работе А.И.Наумова [73]:
- принцип направленности обучения на комплексное решение задач обучения, воспитания и развития личности студента;
- принцип научности обучения;
- принцип системности обучения;
- принцип связи обучения с практической и социальной деятельностью;
- принцип доступности обучения, а также сознательности и активности студентов;
- принцип систематичности и последовательности в обучении;
- принцип единства конкретного и абстрактного в обучении;
- принцип профессиональной направленности.
Совершенствование структуры курса медицинской и биологической Физики
Рассмотрим теперь, как конкретно эти направления можно реализовать в процессе определения содержания курса медицинской и биологической физики на ФВСО.
Прежде всего для этой цели рассмотрим структуру математического введения традиционной программы, в котором предусмотрено повторение важнейшего понятия - функции, примеров основных элементарных функций, изучение и углубление элементов математического анализа (производная, дифференциал, неопределенный и определенный интегралы, дифференциальные уравнения), элементарных основ теории вероятности и математической статистики.
Следует отметить, что на наш взгляд последовательность изучения вопросов заключительной части математического введения неудачна: абсолютная и относительная ошибки изучаются до теории вероятности, хотя при оценке этих величин используется понятие доверительного интервала, а следовательно, и доверительной вероятности. Потому совершенно естественным представляется изучать вопросы, связанные с оценкой абсолютной и относительной погрешности в самом конце математического введения.
Как уже было отмечено,, логика раздела II программы [61] соответствует логике традиционных курсов общей физики для вузов с небольшими исключениями: отсутствует раздел "термодинамика и молекулярная физика" и отдельно представлен комплекс вопросов, связанных с медицинской аппаратурой. Широко представлены при изучении всех тем данного раздела соответствующие медицинские приложения: физические основы лечебного воздействия на организм, диагностики, а также ряда методов исследования вещества, широко используемых в медицине. Такую структуру целесообразно сохранить, так как систематических знаний по курсу физики средней школы у большинства студентов нет и изучение только физических основ применения в медицине различных методов и т.п. без опоры на фундаментальные знания просто бессмысленно.
Однако структура различных тем в рамках каждого из разделов программы требует совершенствования. Так, в разделе II "Физика. Медицинская аппаратура" в блоке вопросов, озаглавленных "Механика. Механически колебания и волны" можно не нарушая логики раздела изъять следующие вопросы: центрифугирование, инфразвук, вибрации, сложение колебаний, направленных по одной прямой - они практически не усваиваются студентами. При изучении сложных колебаний необходимо предусмотреть ознакомление в самой простейшей формой с теоремой Фурье. После изучения автоколебаний для систематизации знаний студентов и осознания ими характерных специфических особенностей различных типов колебаний, их сходства и различия, следует обязательно включить в программу вопрос: сравнение собственных гармонических, вынужденных гармонических и затухающих колебаний. В блоке вопросов "Механические волны" следует предусмотреть и конкретизировать в формулировке программы важную связь между характеристиками волны: длиной волны, частотой и скоростью. При изучении акустики необходимо конкретизировать количественное выражение связи между характеристиками слухового излучения и физическими характеристиками звука, выражаемой законом Вебера-Фехнера. Связывая спектр звукового сигнала с теоремой Фурье и ее приложениями, необходимо в группе вопросов, связанных с акустикой, специально выделить: примеры звуковых сигналов с различными типами спектров (гласный, согласный звук), шум. В группе вопросов по теме "Ультразвук" необходимо конкретизировать связь параметра ультразвуковой волны - ее интенсивности - с медицинским использованием ультразвука, обозначить это следующим образом: физические основы использования ультразвука в диагностике, терапии и хирургии.
В заключительной части блока "Механика. Механические колебания и волны" при рассмотрении механики жидкости необходимо предусмотреть иллюстрацию на прикладном материале уравнения неразрывности струи и закона Пуазейля, включив в рассмотрение вопросы: распределение давлений и скоростей в различных частях сосудистой системы человека (аорта, артерии, артериолы, капилляры, вены). В качестве примера механической волны в человеческом организме следует рассмотреть пульсовую волну - ее графическое изображение, связь скорости ее распространения с различными параметрами крови и сосудов.
Общая характеристика экспериментального исследования
Экспериментальное преподавание длилось с 1993 по 1998 год и включало четыре основных этапа: констатирующий, поисковый, формирующий и контрольный. На поисковом этапе (1993 - 94 уч. годы) разрабатывалась приведенная в главе II данного исследования программа курса медицинской и биологической физики для ФВСО, производились отдельные фрагментарные изменения в действовавшей программе, частично внедрялись формы и способы организации деятельности студентов, подробно изложенные в 2,3 главы II исследования. Проводились предварительные контрольные мероприятия, включавшие задания на проверку степени осознанности усвоения фрагментов учебного материала, излагавшихся в лекционном курсе с учетом предложенных нами изменений и дополнений, а также отдельные задания на выявление уровня сформированное у студентов умений-аналогов по отношению к тем, которые необходимы выпускнику ФВСО для успешной менеджерской деятельности в будущем. К числу таких умений относились анализ роли факторов и условий, оказывающих влияние на характер протекания исследуемого процесса, а также умений моделирования, - всех тех, о которых шла речь в исследовании.
Результаты поискового эксперимента привели нас к выводу о целесообразности комплексного внедрения в учебный процесс всех выдвинутых и теоретически обоснованных в диссертации идей, которое начало осуществляться в рамках формирующего этапа эксперимента (1996/97 - 1997/98 уч. годы).
В 1996/97 учебном году при чтении лекционного курса на вечернем отделении ФВСО было начато систематическое внедрение тех структурных изменений учебного материала курса, которые отражены в разработанной нами программе ( 1 глава II): была изменена структура вопросов, связанных со свойствами жидкостей в той логике как это осуществлено в новом варианте программы, были внесены изменения в блок вопросов, связанных с изложением основ электромагнетизма; частично удалось внедрить новый блок раздела 2 "Элементы физики атома и атомного ядра" и показать то, что спектральные особенности определяются внутренней структурой вещества, структурой энергетических уровней атомов и молекул, т.е. реализовать (хотя и не полностью) основную идею определенную нами при разработке последовательности изложения вопросов данного блока.
В результате лишь частичного внедрения разработанных идей при рассмотрении раздела III "Биофизика. ЭВМ в медицине" пришлось сохранить некоторые вопросы, обозначенные в традиционном варианте программы как "Молекулярная биофизика". Это привело к излишнему дублированию материала и окончательно убедило нас в необходимости комплексной реализации всех изменений в программе.
На лабораторно-практических занятиях широко внедрялись все приемы и способы организации учебно-познавательной деятельности, разработанные в исследовании. Контроль динамики усвоения студентами учебного материала курса и сформированное предполагаемых нами мыслительных умений проводился на основе анализа экзаменационных ответов - как устных, так и в диалоге "студент - ЭВМ", с использованием разработанных и внедренных частично при нашем участии ЭВМ-тестов [6], а также на основе анализа ответов студентов на вопросы четырех традиционных коллоквиумов и непосредственно в ходе лабораторно-практических занятий.
За год экспериментального преподавания мы обнаружили положительную динамику, однако, на уровне ниже проектируемого первоначально.
В 1997/98 учебном году результаты исследования внедрялись в учебный процесс вечернего отделения ФВСО в полном объеме - как в содержании и структуре лекционного материала, так и при организации учебно-познавательной деятельности на всех видах занятий. Результаты этого внедрения проверялись нами в рамках контрольного этапа эксперимента в апреле 1998г. Использовался комплекс специальных проверочных заданий, разработанных нами и подробно описанных в главе I 3 "Констатирующий эксперимент". Всего за годы экспериментального преподавания студентам бьшо предложено 50 заданий по основным разделам курса. Представим теперь общую характеристику эксперимента в виде таблицы.
