МЕТОД
Особенности преподавания физики в медицинских вузах у студентов разных специальностей
Информация об авторах
Федеральное государственное автономное учреждение высшего образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Статья получена: 21.01.2024
Статья принята к печати: 10.03.2024
Опубликовано online: 29.03.2024
|
В настоящее время проблема разработки содержания рабочих программ дисциплин возлагается на профессорско-преподавательский состав кафедр вузов [1]. Кафедра физики и математики РНИМУ им. Н.И. Пирогова имеет опыт преподавания физики и математики на разных факультетах медицинского вуза. С целью увеличения междисциплинарных связей дисциплин, их практикориентированности, повышения учебной мотивации студентов и углубления фундаментальных основ изучения дисциплин в 2022 - 2024 годах кафедра обновила рабочие программы дисциплин «Физика, математика» и «Медицинская и биологическая физика».
При переработке и составлении программ мы обращали внимание на современный уровень развития физико-математических дисциплин, на появление новых технологий, применяемых в современной медицине и медико-биологических науках и на междисциплинарность.
В результате проведенной работы в курсах физики лечебного и педиатрического факультетов появились новые лекции (табл. 1, табл. 2) и лабораторно-практические занятия (табл. 3). Новые темы, введённые в курсы программ, выделены в таблицах жирным шрифтом. При этом многие другие темы были существенно переработаны с учётом современного развития технологий и медицинской науки, а также с учётом бóльшей ориентированности на будущую профессию врача.
Так, в лекционном курсе по дисциплине «Физика, математика» для студентов, обучающихся по направлениям «Лечебное дело» и «Педиатрия» появилась лекция «Биомеханика. Основы статики. Силы. Рычаги» (табл. 1).
Таблица 1.
Список лекций по дисциплине «Физика, математика» для студентов, обучающихся по направлениям «Лечебное дело» и «Педиатрия».
|
№ |
Лекции |
|
1 |
Теория вероятностей. Случайные величины и законы их распределения. |
|
2 |
Биомеханика. Основы статики. Силы. Рычаги. |
|
3 |
Механические свойства биологических тканей. |
|
4 |
Физические вопросы гемодинамики. |
|
5 |
Механические колебания и волны. Эффект Доплера. Звук. Ультразвук. Инфразвук. Применение в медицине. |
|
6 |
Электрический ток. Воздействие токов и ЭМ полей на биологические ткани. Основы электрофизиотерапии. |
|
7 |
Мембраны. Искусственные мембраны. Биологические мембраны. Биопотенциалы. |
|
8 |
Активные электрические свойства тканей. Физические основы электрокардиографии и электроэнцефалографии. |
|
9 |
Электромагнитные волны. Волновые свойства света. Оптическая когерентная томография. |
Лекция, посвященная механическим волнам, была дополнена разделом об инфразвуке. В теме «Мембраны» появился раздел «Искусственные мембраны», в «Активных электрических свойствах тканей» – «Электроэнцефалография», в «Электромагнитных волнах» – Оптическая когерентная томография.
В лекционном курсе по дисциплине «Медицинская и биологическая физика» для студентов, обучающихся по специальностям «Лечебное дело» и «Педиатрия», появилась лекция «Физические основы ядерной медицины» (табл. 2). В лекции, посвященной рентгеновскому излучению, была добавлена рентгенотерапия, в теме «Методы неионизирующей интроскопии в медицине» появился раздел «Физические основы МРТ».
Таблица 2.
Список лекций по дисциплине «Медицинская и биологическая физика» для студентов,
обучающихся по направлениям «Лечебное дело» и «Педиатрия».
|
№ |
Лекция |
|
1 |
Взаимодействие света с веществом: поглощение и рассеяние. Применение в медицине. |
|
2 |
Элементы квантовой физики. Корпускулярные свойства света. Фотоэффект. Тепловое излучение. |
|
3 |
Люминесценция. Люминесцентные методы анализа в биологии и медицине. |
|
4 |
Лазерное излучение: генерация, свойства, применение в медицине. |
|
5 |
Фотобиологические процессы. Фотомедицина. |
|
6 |
Физические основы рентгенодиагностики и рентгенотерапии. |
|
7 |
Физические основы ядерной медицины. |
|
8 |
Методы неионизирующей интроскопии в медицине. Физические основы магнитно-резонансной томографии. |
Планируя темы и содержание практических занятий на кафедре физики и математики также большое внимание уделили междисциплинарности, современным достижениям науки и технологий, а также лабораторному практикуму (табл. 3).
Таблица 3.
Список практических и лабораторно-практических занятий
по дисциплинам «Физика, математика» (слева) и «Медицинская и биологическая физика» (справа) для студентов, обучающихся по направлениям «Лечебное дело» и «Педиатрия».
|
«Физика, математика» |
«Медицинская и биологическая физика» |
||
|
1 |
Элементы математического анализа 1 |
1 |
Медицинская аппаратура. |
|
2 |
Элементы математического анализа 2 |
2 |
Датчики, электроды и усилители в медицине. (лабораторная работа) |
|
3 |
Математическая статистика 1 |
3 |
Волновые свойства света. Интерференция и дифракция света. Применение в медицине. Лабораторная работа. СР Волновые свойства света (конспект). |
|
4 |
Математическая статистика 2 |
4 |
Поляризация света. Поляриметрия. (лабораторная работа) |
|
5 |
Математическая статистика 3 |
5 |
Геометрическая оптика. Рефрактометрия. Волоконная оптика и ее применение в медицине. (лабораторная работа) |
|
6 |
Течение и вязкость жидкостей. Поверхностное натяжение. (лабораторные работы) |
6 |
Линзы. Микроскопия в медицине и биологии. Виды микроскопии. Лабораторная работа. СР Линзы. Лупа (конспект). |
|
7 |
Механические колебания и волны. Акустика. Звук. Аудиометрия. (лабораторная работа) |
7 |
Поглощение и рассеяние света. Концентрационная колориметрия. (лабораторная работа) |
|
8 |
Механические свойства твердых тел. (лабораторная работа) |
8 |
Физика зрения. СР Физика зрения (конспект). |
|
9 |
Физические основы применения ультразвука в медицине. |
9 |
Физические основы термографии. (лабораторная работа) |
|
10 |
Электрический ток. Физические процессы в тканях при действии электрического тока. (лабораторная работа) |
10 |
Лазеры. Лазерное излучение. СР Лазеры (конспект). |
|
11 |
Электрические свойства биологических тканей. (лабораторная работа) |
11 |
Радиоактивность. Рентгеновское излучение. СР Радиоактивность (конспект). |
|
12 |
Физические процессы в тканях при действии электрических, магнитных и электромагнитных полей. (лабораторная работа) |
12 |
Дозиметрия ионизирующих излучений. |
|
13 |
Биологические мембраны. Транспорт веществ через мембраны. Осмос. (лабораторная работа) |
||
|
14 |
Физические основы электрокардиографии |
||
При разработке рабочих программ «Физика, математика» для будущих стоматологов и «Физика» для будущих фармацевтов мы обратили внимание на существенные особенности этих направлений и отличие их от традиционных направлений «Лечебное дело» и «Педиатрия». Кроме того, приходилось ориентироваться на то, что при подготовке будущих специалистов по этим направлениям количество учебных часов существенно меньше. В результате при составлении программ был сделан акцент на наиболее важных темах для данных направлений [2, 3].
Так, при составлении списка лекций, практических и лабораторно-практических занятий для студентов, обучающихся по направлению «Стоматология» большую часть заняли разделы, посвященные механике и оптике (табл. 4, табл. 5) в связи с компетенциями, формируемыми у этих студентов в рамках реализации рабочей программы дисциплины «Физика, математика»1.
Таблица 4.
Список лекций по дисциплине «Физика, математика» для студентов,
обучающихся по направлению «Стоматология».
|
1 |
Механические свойства материалов |
|
2 |
Элементы статики |
|
3 |
Вязкость жидкости. Влажность |
|
4 |
Поверхностное натяжение. Капиллярные явления. Адгезия |
|
5 |
Электродинамика |
|
6 |
Геометрическая оптика в стоматологии |
|
7 |
Фотометрия. Источники света в стоматологии |
|
8 |
Лазерное излучение. Лазеры в медицине |
|
9 |
Рентгеновское излучение и его применение в стоматологии |
Таблица 5.
Список практических и лабораторно-практических занятий
по дисциплинам «Физика, математика» (слева) и «Медицинская и биологическая физика» (справа) для студентов, обучающихся по направлениям «Лечебное дело» и «Педиатрия».
|
1 |
Элементы математического анализа |
|
2 |
Элементы теории вероятностей. |
|
3 |
Основные понятия математической статистики 2 |
|
4 |
Механические свойства материалов 1 |
|
5 |
Механические свойства материалов 2 |
|
6 |
Течение и вязкость жидкостей. Влажность материалов и воздуха |
|
7 |
Поверхностное натяжение. Капиллярные явления |
|
8 |
Электродинамика. Физиотерапевтические методы в стоматологии |
|
9 |
Механические колебания и волны. Звук. Ультразвук |
|
10 |
Тепловые свойства материалов |
|
11 |
Геометрическая оптика. Оптическая микроскопия. Стоматологический микроскоп |
|
12 |
Фотометрия |
|
13 |
Лазеры в стоматологии |
|
14 |
Радиоактивность. Ионизирующие излучения |
|
15 |
Дозиметрия ионизирующих излучений |
При этом есть такие темы, которые не преподаются студентам других направлений, но являются актуальными для стоматологов. Например, влажность, адгезия и тепловые свойства стоматологических материалов, геометрическая оптика и фотометрия в стоматологии и др. [2]. Все эти темы напрямую касаются физических свойств искусственных стоматологических материалов, а также биологических тканей зубов и ротовой полости. Кроме того, в этих темах раскрываются особенности применения некоторых диагностических и лечебных методов в стоматологии.
При составлении списка лекций, практических и лабораторно-практических занятий для студентов, обучающихся по направлению «Фармация» большую часть заняли разделы, посвященные оптике и ионизирующим излучениям (табл. 6, табл. 7).
Таблица 6.
Список лекций по дисциплине «Физика» для студентов,
обучающихся по направлению «Фармация».
|
1 |
Механика. Законы Ньютона. Законы сохранения. Кинематика и динамика вращательного движения. Физические основы центрифугирования. Центрифугирование в фармации. |
|
2 |
Поверхностные явления. Мономолекулярная адсорбция жидкостью. Поверхностное натяжение жидкостей. Гемосорбция. Хроматографические методы анализа. Внутреннее трение. Закономерности течения вязкой жидкости. |
|
3 |
Физические свойства биологических мембран. Транспорт веществ через мембраны. Мембранные потенциалы. Роль лекарственных средств в изменении проницаемости мембран для молекул и ионов. |
|
4 |
Волновая оптика: интерференция, дифракция, поляризация. Рентгеноструктурный анализ. Вращение плоскости поляризации. Поляриметрический контроль в фармацевтике. |
|
5 |
Поглощение и рассеяние света. Законы поглощения и рассеяния. Турбидиметрия и нефелометрия в анализе суспензий, эмульсий, различных взвесей и других мутных сред. |
|
6 |
Элементы квантовой механики. Люминесценция. Основные параметры и законы люминесценции. Люминесцентный анализ в фармации. |
|
7 |
Спектроскопия. Виды и методы спектроскопии. УФ-спектроскопия, ИК-спектроскопия, масс-спектроскопия, колебательная спектроскопия, атомно-эмиссионная спектроскопия, электронная спектроскопия. |
|
8 |
Рентгеновское излучение. Ослабление потока рентгеновского излучения при взаимодействии с веществом. Рентгеноконтрастные фармпрепараты. Методы рентгенологического исследования с контрастом. |
|
9 |
Радиоактивность. Взаимодействие корпускулярного и фотонного излучения с веществом. Элементы радиобиологии. Использование фармацевтических препаратов для диагностики и лечения с помощью радиоактивных изотопов. |
Таблица 7.
Список практических и лабораторно практических занятий по дисциплине «Физика»
для студентов, обучающихся по направлению «Фармация».
|
1 |
Законы динамики. Законы сохранения. Механика вращательного движения. Физические основы взвешивания. |
|
2 |
Механические колебания и волны. Ультразвук. Особенности распространения ультразвука в среде. Применение ультразвука в медицине и фармации |
|
3 |
Поверхностное натяжение. Методы измерения поверхностного натяжения |
|
4 |
Вязкость. Методы определения вязкости жидкостей |
|
5 |
Транспорт веществ через мембраны. Осмос |
|
6 |
Геометрическая оптика. Рефрактометрия в фармации |
|
7 |
Микроскопия. Специальные приемы микроскопии |
|
8 |
Поляризация света. Поляриметрия в фармации |
|
9 |
Поглощение и рассеяние света. Концентрационная колориметрия. Использование фотоколориметрии для анализа лекарственных препаратов |
|
10 |
Оптические квантовые генераторы. Метод лазерной дифракции в фармации |
|
11 |
Люминесценция. Фосфо- и флюоресценция. Основные законы люминесценции. Люминесцентный анализ в фармации. |
|
12 |
Рентгеновское излучение. Взаимодействие с веществом. Использование рентгеновского излучения в фармации |
|
13 |
Радиоактивность. Виды радиоактивного распада. Лучевая диагностика. Радиофармпрепараты |
|
14 |
Дозиметрия ионизирующих излучений. Виды доз, единицы их измерения. Естественный радиационный фон |
|
15 |
Спектроскопия: виды и методы, применение в фармации. УФ-спектроскопия, ИК-спектроскопия, масс-спектроскопия, колебательная спектроскопия, атомно-эмиссионная спектроскопия, электронная спектроскопия. |
При этом есть такие темы, которые не преподаются студентам других направлений, но актуальные для будущих фармацевтов. Например, оптические методы в фармации, физические свойства радиофармпрепаратов, механические явления в методах получения, обработки и анализа фармацевтических препаратов и др. [3].
Необходимо отметить, что подобное приближение рабочих программ физико-математических дисциплин («Физика, математика» и «Медицинская и биологическая физика») к профессиональным аспектам будущей деятельности специалистов с медицинским образованием очень важно для студентов. Это существенно повышает мотивацию студентов, увеличивает эффективность и качество учебного процесса, а в рамках междисциплинарности подготавливает студентов к изучению учебного материала на других кафедрах.
Важно, что такое расширение и переработка программ учебных дисциплин также существенно повышает квалификацию и мотивацию преподавателей, приводит к развитию междисциплинарных связей, творческому отношению к учебному процессу и разработке новых учебных программ базовых дисциплин и дисциплин по выбору. В результате реформирование системы высшего профессионального образования, приведшее к самостоятельному формированию вузами рабочих программ дисциплин, возлагает на преподавателя физики и математики в медицинском вузе огромную ответственность, заставляющую в корне изменить отношение к преподавательской деятельности [1].
1.↑ Рабочая программа дисциплины Б.1.О.50 «Физика, математика» для образовательной программы высшего образования - программы специалитета по специальности 31.05.03 Стоматология. https://rsmu.ru/fileadmin/templates/DOC/Discipliny/Stomatology/RP_disciplin_FGOS/RP_Fizika_matematika.pdf (дата обращения 26.02.2024 г.)