Формирование профессиональных компетенций в ходе проектного обучения студентов медицинского вуза

ДЛЯ КОРРЕСПОНДЕНЦИИ

Семенова Оксана Леонидовна — ассистент кафедры медицинской информатики ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский

университет» Минздрава России Адрес: 634050, г. Томск, Московский тракт, 2 Тел.: 8 (3822) 530-423; 8 (3822) 909-823 E-mail: oksleon@llst.ru

О.Л. Семенова, С.И. Карась, М.Б. Аржаник, О.И. Острикова, И.О. Корнева

Формирование профессиональных компетенций в ходе проектного обучения студентов медицинского вуза

O.L. Semenova, S.I. Karas', M.B. Arzhanik, O.I. Ostrikova, I.O. Korneva Formation of professional competencies in the project-based learning of medical students Siberian State Medical University, Tomsk

This study aimed to test project-based learning of «medical cybernetics» and «general medicine» students at Siberian State Medical University. The project task implied finding a solution for a professionally significant problem, leading to the creation of a new information product.

The students of «medical cybernetics» were working on a project of an automated workplace for medical staff at the premises of medical institutions. The main project result was computer program consisted of several modules — medical and biological database, decision support system and help system. At the end of the semester, each student defended their project in front of the study group, teachers, and clinics representative. A project-based learning prepares future medical cybernetics for he informatization of actual medical institutions.

The students of «general medicine» were assigned a task which consisted of an outline of conducted research and a database made by teachers. After statistical data processing the students interpreted obtained results, prepared report and made presentation. The project-based learning of future doctors leads to the system approach to decision of medical biological tasks with statistical methods, interpretation and presentation of the results, i.e. research competence.

ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России, Томск

Цель данной работы — апробация проектного подхода к формированию профессиональных компетенций у студентов двух специальностей медицинского университета: «медицинская кибернетика» и «лечебное дело». Проектное задание было направлено на решение профессионально значимой проблемы и создание нового информационного продукта.

Для студентов, обучающихся по специальности «медицинская кибернетика», проект имел общее название «Разработка автоматизированного рабочего места медицинского персонала» и выполнялся на базе лечебных учреждений. Основным результатом проекта стала компьютерная программа, которая состояла из нескольких модулей: базы данных, системы поддержки принятия решений, справочной системы. В конце семестра каждый студент защищал свой проект перед учебной группой, преподавателями и представителями клиники. Проектное обучение будущих медицинских кибернетиков готовит их к информатизации реальных лечебных учреждений. Для студентов, обучающихся по специальности «лечебное дело», дизайн проектной работы был основан на материалах опубликованной ранее статьи и сгенерированной преподавателями базе данных. После статистической обработки данных студенты интерпретировали полученные результаты, оформляли отчет и выступали с докладом. Проектное обучение будущих врачей способствует развитию системного подхода к решению медико-биологических задач методами математической статистики, интерпретации и презентации результатов, т. е. формированию исследовательской компетенции.

The effectiveness of the project-based learning is confirmed by the results of the students' poll and reviews by potential users of received software product. According to students, work on the project makes the process of study more meaningful, and increases motivation to study the subject.

Keywords

• research competency

• project-based learning

• medical informatics

• higher medical education

• teaching technology

Эффективность ее формирования подтверждена результатами анкетирования студентов и отзывами потенциальных пользователей программного продукта проекта. По мнению студентов, работа над проектом способствует осмысленности обучения и повышает мотивацию к изучению предмета.

Ключевые слова

• исследовательская компетенция

• проектное обучение

• медицинская информатика

• высшее медицинское образование

• образовательная технология

Ежегодно в России тысячи студентов получают дипломы по специальности «лечебное дело». Но при этом отмечается недостаток квалифицированных врачей, способных качественно проанализировать результаты клинических исследований, ведь помимо клинических знаний и навыков будущие врачи должны быть готовы к участию в научно-исследовательской деятельности [7]. Дефицит исследовательской компетенции у выпускников медицинских университетов может объясняться отсутствием технологии ее формирования в процессе вузовской подготовки.

Выпускников специальности «медицинская кибернетика» во много раз меньше, чем врачей. Одно из направлений их дальнейшей специализации — разработка медицинских информационных систем. Медицинским кибернетикам необходимо приобрести навыки получения знаний о бизнес-процессах учреждений здравоохранения из документации и от медицинского персонала, навыки их моделирования и формализации в техническом задании [1, 4, 8].

Для формирования указанных выше профессиональных компетенций недостаточно передать студентам академические знания путем объяснений и презентаций [12]. Преподавателям необходимо использовать образовательные технологии, направленные на активизацию самосто-

ятельной работы студентов, на развитие умений решать профессиональные задачи в конкретных ситуациях [9]. Для обучения студентов необходимо создать условия, частично моделирующие их будущую профессиональную активность, стимулирующие их к самостоятельному решению проблем и поиску дополнительной информации.

Одной из образовательных технологий, способствующих формированию профессиональных компетенций у студентов, является проектное обучение [10, 13, 17]. Проект — это совокупность действий студентов для решения профессионально значимой проблемы или ее модели, приводящая к возникновению материального или информационного продукта [6]. Специфика проектного обучения основана на сбалансированности получения студентами академических знаний и практических навыков. Именно в ходе решения проектного задания происходит формирование компетенций студентов [18].

Проектное обучение в значительной степени ориентировано на удовлетворение требований рынка труда и работодателей. Оно способствует формированию исследовательских, аналитических, профессиональных, коммуникативных и социальных компетенций студентов, развивает умение сотрудничать, участвовать в групповом решении проблем, принимать собственные

решения и нести за них ответственность. Проект интенсифицирует творчество, может реализоваться как индивидуально, так и в группах, активизирует самостоятельную работу студентов.

Эффективность этой педагогической технологии подтверждена в ряде работ [11, 14]. К сожалению, проектный подход чаще используется в техническом и гуманитарном, а не в высшем медицинском образовании [2, 5]. Это связано с традиционной передачей знаний и навыков от преподавателей ученикам напрямую и определенными сложностями формулировки проектов по клиническим дисциплинам. Целью данной работы является исследование возможности использования проектного обучения для формирования профессиональных компетенций студентов Сибирского государственного медицинского университета.

Материал и методы

В технологии проектного обучения педагог играет не совсем традиционную роль: он формулирует общий замысел, цель проекта и является тьютором в процессе его выполнения. Студент самостоятельно ставит тактические задачи и выполняет учебный проект исходя из его генеральной цели. Место и темп выполнения этапов проекта индивидуальны, что обеспечивает комфортные условия для студента [13].

Нами проведена апробация проектной технологии на двух категориях обучающихся. В 1-ю группу включены все студенты специальности «медицинская кибернетика» 5-го курса в течение 6 лет обучения (2008—2013 гг., 105 человек). Получены качественные оценки эффективности проектной формы обучения от потенциальных

пользователей информационного продукта проекта. 2-ю группу составляют все студенты специальности «лечебное дело» второго года обучения (2015 г., 297 человек). Эффективность проектной формы обучения этой категории оценена на основе результатов анкетирования студентов.

Результаты и обсуждение

Проектное обучение студентов специальности «медицинская кибернетика»

Среди компетенций, которыми должны обладать выпускники специальности «медицинская кибернетика», заметное место занимает их способность использовать знания лечебно-диагностического процесса для разработки информационных систем. В медицинских информационных системах автоматизированные рабочие места (АРМ) являются элементами ввода медико-биологической и клинической информации. Разработка и модификация АРМ в лечебных учреждениях остается актуальной задачей для значительной части медицинских кибернетиков.

В образовательном процессе подготовка студентов должна быть максимально приближена к реальным условиям. Для формирования профессиональных компетенций будущих медицинских кибернетиков мы использовали проект «Разработка автоматизированного рабочего места медицинского персонала» [3]. Предметной областью студенческих проектов являлась информационная поддержка работы врачей, медицинских сестер, администраторов лечебных учреждений.

Функциональные возможности АРМ зависят от вида учреждения и от роли

специалиста в лечебно-диагностическом процессе. АРМ ориентирован на определенную клиническую область и состоит из следующих функциональных блоков:

• база медико-биологических данных;

• система поддержки принятия решений;

• справочная система.

Главной образовательной целью проекта было приобретение студентами компетенций аналитиков, требующихся для создания автоматизированных рабочих мест медицинских специалистов и их работе в определенной архитектуре информационной системы. В групповых проектах роли студентов зависели от их желаний и способностей [15, 16].

Выполнение проектов проходило на базе реальных лечебных учреждений с участием медицинского персонала. Базами студенческих проектов за последние 6 лет были клиники НИИ кардиологии и НИИ онкологии РАМН (г. Томск), а также клиники Сибирского государственного медицинского университета.

Аудиторные занятия и самостоятельная работа студентов были скоординированы в рамках трех дисциплин учебного плана специальности «медицинская кибернетика»:

• базы медицинских данных;

• информационная поддержка решений;

• основы системного анализа.

При этом каждая дисциплина учебного плана была связана с определенным функциональным блоком АРМ. Дисциплина «Основы системного анализа» давала навыки моделирования информационных потоков на рабочем месте персонала, что использовалось при разработке базы данных. В процессе изучения дисциплины «Информационная поддержка решений» студенты разрабатывали соответствующую систему и справочные материалы. Летняя производственная практика после 5-го

курса обучения использовалась для завершения проекта и оформления единого информационного продукта.

Реализация проекта начиналась с обследования рабочих мест, где происходил сбор информации для создания модели бизнес-процессов. Для этого студентами были проанализированы бланки всех используемых документов, проведены анкетирование и неоднократные интервью медицинского персонала, разбор конкретных примеров. После погружения в предметную область была разработана модель бизнес-процессов на рабочем месте врача, медицинской сестры или администратора. Итогом анализа и моделирования являлись формализованные пользовательские требования и техническое задание на разработку АРМ. Медицинским персоналом также были поставлены задачи для разработки программы поддержки принятия решений и справочной системы.

По мере увеличения опыта преподавателей, проектное обучение было модифицировано. В начале внедрения проектной технологии каждый АРМ имел свою локальную базу данных, затем архитектура системы стала клиент-серверной. Подходы к оценке студенческих проектов также постоянно совершенствовались. В 2012 и 2013 гг. она была проведена в 3 этапа. Сначала преподаватели оценили профессиональную компетентность студентов по разработке отдельных функциональных блоков каждого АРМ: корректность работы с базой данных, интерфейс пользователя, поддержка принятия решений, справочная система. Затем была проанализирована совместная работа АРМ учебной группы, как модели медицинской информационной системы. Оценки функциональности завершенных студенческих проектов и удобства интерфейса были даны меди-

цинским персоналом акушерской клиники. Результатам проектов преподаватели Сиб-ГМУ и конечные пользователи дали высокую качественную оценку.

Проектное обучение студентов

специальности «лечебное дело»

Студенты 2-го курса специальности «лечебное дело» еще не могут выполнять клинические исследования, но начинать формирование исследовательской компетенции, обучать основам планирования эксперимента и методам поддержки принятия решений в медицине следует именно на младших курсах. Одним из инструментов анализа клинических и медицинских данных является математическая статистика. На практических занятиях студенты изучали методы математической статистики, которые могут быть использованы в медицинских и медико-биологических исследованиях, выполняли задания по применению этих методов, а также самостоятельно работали над индивидуальным проектом, который получили в начале семестра. В конце семестра каждый студент защищал свой проект.

Постановка задачи для индивидуального проекта была основана на материалах определенной научной статьи. Проект представлял краткое описание проведенного исследования и базу данных, сгенерированную преподавателями кафедры медицинской информатики. Для понимания методов анализа студенту было необходимо понимать смысл данных. Студенты начальных курсов недостаточно знакомы с медицинской терминологией, поэтому мы использовали публикации по темам, понятным для студентов второго года обучения.

Генерация данных происходила таким образом, чтобы при работе над проектом каж-

дый студент мог использовать различные статистические критерии. Публикации, используемые как основа проекта, чаще всего предоставляют информацию о двух или трех группах исследования и содержат не менее 10 анализируемых показателей. На основе дизайна одного проведенного исследования преподавателями генерируется 5—6 индивидуальных баз данных. Количество вариантов может быть увеличено дополнительно за счет того, что используемые в проектах медико-биологические показатели для разных студентов имеют одинаковые названия, но индивидуальные параметры распределения.

Этапы работы студентов над проектом и образовательные результаты представлены в табл. 1. После интерпретации полученных результатов студенты оформляли письменный отчет, готовили доклад и презентацию проекта. В конце семестра каждый студент защищал свой проект перед учебной группой и преподавателем.

Для оценки влияния проектного обучения на формирование исследовательских компетенций было проведено анкетирование студентов (табл. 2). Им было предложено оценить по 5-балльной шкале развитость элементов формируемой компетенции до начала работы над проектом и после его окончания. Статистическая обработка результатов показала, что проектное обучение способствовало формированию всех элементов исследовательской компетенции студентов (критерий Вилкоксона, р<0,01).

Таким образом, использование проектного подхода эффективно для обучения будущих врачей планированию медицинских исследований и использованию методов статистического анализа результатов, что составляет основу исследовательской компетенции специалистов

Таблица 1. Характеристика этапов работы над проектом студентов специальности «лечебное дело»

№ Этап работы Образовательный результат

1 Введение в проект Знание основных принципов формирования баз медицинских данных для их статистической обработки

2 Определение актуальности проблемы Владение методами поиска и критической оценки медицинской информации

3 Постановка цели и задач Способность формулировать цель и ставить задачи исследования

4 Составление плана работы Знание принципов планирования и дизайнов медицинских исследований

5 Предварительный анализ данных Способность определить шкалы, в которых были проведены измерения, форму распределения, выбрать статистические критерии для обработки данных

6 Статистическая обработка данных Владение методами и пакетами программ статистической обработки данных

7 Оформление отчета и подготовка презентации Способность анализировать полученные результаты и делать выводы, владение пакетом офисных программ

8 Презентация проекта перед учебной группой Способность выступать перед аудиторией, отвечать на вопросы, отстаивать свою точку зрения.

Таблица 2. Оценка сформированности элементов исследовательской компетенции студентов

Элементы компетенции До начала проекта* После завершения проекта*

Я знаю, как формировать базы медицинских данных для их статистической обработки 0

Я знаю принципы планирования и дизайны медицинских исследований 0

Я могу сформулировать цель и задачи исследования 3

Я умею выбирать критерии для статистической обработки данных 0

Я умею применять прикладные программы для статистической обработки данных 0

Я могу проанализировать полученные результаты и сделать выводы 3

Я могу представить полученные результаты перед аудиторией, ответить на вопросы, обосновать свою точку зрения 3

*Данные представлены в виде медианы ^1ф3).

данной профессиональной группы. Проектная работа является для большинства студентов незнакомым, но интересным и творческим видом деятельности.

Заключение

Проектное обучение в высшем образовании не является новой педагогической технологией, однако ее применение в медицинском университете имеет определенную специфику. В случае проектов по специальности «лечебное дело» — это

формирование целостного представления о решаемой задаче, системный подход к решению прикладных медико-биологических проблем методами математической статистики, интерпретация и презентация результатов. Проекты медицинских кибернетиков обеспечивают связи между дисциплинами учебного плана и связь университетского образования с практическим здравоохранением и будущими работодателями. Для развития этой технологии можно привлечь в команду студентов других вузов. Продуктивным будет участие студентов специальностей, связанных

с проектным менеджментом, психологией, экономикой. Межвузовские проектные команды еще больше приближают процесс обучения к реальности рыночных разработок. Также можно включить в проекты оценку влияния внедрения АРМ и медицинских информационных систем на бизнес-процессы медицинского учреждения. Эти аспекты имеют большое значение для системных аналитиков, к роли которых должны быть готовы студенты специальности «медицинская кибернетика».

Проектное обучение студентов в полной мере реализует компетентностный подход Болонской декларации университетов и Федеральных государственных образовательных стандартов России. Оно предполагает не столько получение знаний, сколько уме-

Благодарности

ний их использования и познавательных навыков. Наш опыт показывает, что студенты медицинского вуза не являются исключением и принимают полноценное участие в реализации проектных работ. По мнению студентов, работа над проектом способствует осмысленности обучения и усиливает его профессиональную ориентацию, повышает мотивацию к изучению предмета. В ходе выполнения проекта студенты получают опыт решения модельных задач, важный для последующей адаптации на рынке труда. Апробация проектного обучения подтвердила ее эффективность для формирования исследовательской компетенции студентов специальностей «лечебное дело» и «медицинская кибернетика» в Сибирском государственном медицинском университете.

Авторы благодарят сотрудников кафедры медицинской информатики, коллективы кафедры медицинской и биологической кибернетики, клиники НИИ кардиологии, клиники НИИ онкологии, акушерской клиники СибГМУ за помощь в организации проектного обучения студентов и моральную поддержку.

Сведения об авторах

ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России, Томск:

Семенова Оксана Леонидовна — ассистент кафедры медицинской информатики E-mail: oksleon@list.ru

Карась Сергей Иосифович — доктор медицинских наук, доцент, декан медико-биологического факультета, заведующий кафедрой медицинской информатики E-mail: karas@ssmu.ru

Аржаник Марина Борисовна — кандидат педагогических наук, доцент кафедры медицинской информатики E-mail: arzh_m@mail.ru

Острикова Ольга Ивановна — ассистент кафедры медицинской информатики E-mail: OstrikOlga@mail.ru

Корнева Ирина Олеговна — ассистент кафедры медицинской информатики E-mail: irieshka@gmail.com

Литература

1. Алимов Д.В., Гулиев Я.И., Зарубина Т.В., Комаров С.И. и др. Использование учебной версии интегрированной медицинской информационной системы в образовательном процессе // Врач и информационные технологии. 2013. № 6. С. 34-41.

2. Зиновьева Н.Е. Использование проектной технологии как компонента учебного курса по английскому языку «FINANCE» через ИКТ для студентов, изучающих экономику и финансы // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2012. 1 (36). С. 120-130.

3. Карпова М.Р., Карась С.И. Проектное обучение в высшем медицинском образовании // Высшее образование в России. 2013. № 12. С. 108-113.

4. Копаница Г.Д. Разработка структуры требований к медицинской информационной системе на основе процессного подхода // Врач и информационные технологии. 2014. № 4. С. 20-26.

5. Малкова И.Ю. Потенциал образовательного проектирования для разработки гуманитарных технологий в исследовательском университете // Психология обучения. 2011. № 11. С. 4-16.

6. Полат Е.С., Бухаркина М.Ю. Современные педагогические и информационные технологии в системе образования. М. : Академия, 2010. 368 с.

7. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки (специальности) 060101 Лечебное дело. М., 2010.

8. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки (специальности) 060609 Медицинская кибернетика. М., 2010.

9. Alozie N.M., Moje E.B., Krajcik J.S. An analysis of the supports and constraints for scientific discussion in high school project-based science // Sci. Educ. 2009. Vol. 94, N 3. P. 395-427.

10. Barron B.J.S., Schwartz D.L., Vye N.J. et al. Doing with understanding: Lessons from research on problem-and project-based learning // J. Learn. Sci. 1998. Vol. 7, N 3-4. P. 271-311.

11. Bddard D., Lison C., Dalle D. et al. Problem-based and project-based learning in engineering and medicine: determinants of students' engagement and persistance // Interdisciplinary J. Problem-Based Learn. 2012. Vol. 6, N 2. URL: http://dx.doi.org/10.7771/1541-5015.1355.

12. Berland L.K. Explaining variation in how classroom communities adapt the practice of scientific argumentation // J. Learn. Sci. 2011. Vol. 20, N 4. P. 625-664.

13. Blumenfeld P.C., Soloway E., Marx R.W. et al. Motivating project-based learning: Sustaining the doing, supporting the learning // Educ. Psychol. 1991. Vol. 26, N 3-4. P. 369-398.

14. Chang C. Comparing the impacts of problem-based computer-assisted instruction and the direct-interactive teaching method on student science achievement // J. Sci. Educ. Technol. 2001. Vol. 10, N 2. P. 147-153.

15. Cheng R.W., Lam S.-F., Chan J.C.-Y. When high achievers and low achievers work in the same group: The roles of group heterogeneity and processes in project-based learning // Br. J. Educ. Psychol. 2008. Vol. 78, N 2. P. 205-221.

16. English M.C., Kitsantas A. Supporting student self-regulated learning in problem- and project-based learning // Interdisciplinary J. Problem-Based Learn. 2013. Vol. 7, N 2. P. 128-150.

17. Morgan A. Theoretical aspects of project-based learning in higher education // Br. J. Educ. Technol. 1983. Vol. 1. P. 66-78.

18. Oakley B., Felder R.M., Brent R. et al. Turning student groups into effective teams // J. Student Centered Learn. 2004. Vol. 2, N 1. P. 9-31.

References

1. Alimov D.V., Guliev Ya.I., Zarubina T.V., Komarov S.I. et al. Use of the educational version of the integrated medical information system in educational process.Vrach i informatsionnye tekhnologii [Doctor and information technologies]. 2013; Vol 6: 34-41.

2. Zinov'eva N.E. Use of design technology as component of a training course on English of "FINANCE" through ICT for the students studying economy and finance Aktual'nye problemy gumanitarnykh i estestvennykh nauk [Actual problems of humanitarian and natural sciences]. 2012; Vol. 1

3. Karpova M.R., Karas' S.I. Design education in the higher medical education Vysshee obrazovanie v Rossii [The higher education in Russia]. 2013; Vol. 12: 108-113.

4. Kopanitsa G.D. Development of structure of requirements to medical information system on the basis of process approach. Vrach i informatsionnye tekhnologii [Doctor and information technologies]. 2014; Vol. 4: 20-26.

5. Malkova I.Yu. Potential of educational design for development of humanitarian technologies at research university. Psikhologiya obucheniya [Educational psychology]. 2011; Vol. 11: 4-16.

6. Polat E.S., Bukharkina M.Yu. Modern pedagogical and information technologies in an education system. Moscow: Academiya, 2010: 368 p.

7. The federal state educational standard of higher education in the direction of preparation

8. The federal state educational standard of higher education in the direction of preparation

9. Alozie N.M., Moje E.B., Krajcik J.S. An analysis of the supports and constraints for scientific discussion in high school project-based science. Sci Educ. 2009; Vol. 94 (3): 395-427.

10. Barron B.J.S., Schwartz D.L., Vye N.J., et al. Doing with understanding: Lessons from research on problem-and project-based learning. J Learn Sci. 1998; Vol. 7 (3-4): 271-311.

11. Bddard D., Lison C., Dalle D., et al. Problem-based and Project-based Learning in Engineering and Medicine: Determinants of Students' Engagement and Persistance. Interdisciplinary J Problem-Based Learn. 2012; Vol. 6 (2). URL: http://dx.doi.org/10.7771/1541-5015.1355.

12. Berland L.K. J. Explaining variation in how classroom communities adapt the practice of scientific argumentation. Learn. Sci. 2011; Vol. 20 (4): 625-64.

13. Blumenfeld P.C., Soloway E., Marx R.W. et al. Motivating project-based learning: Sustaining the doing, supporting the learning. Educ. Psychol. 1991; Vol. 26 (3-4): 369-98.

14. Chang C. Comparing the impacts of problem-based computer-assisted instruction and the direct-interactive teaching method on student science achievement. J Sci. Educ. Technol. 2001; Vol. 10 (2): 147-53.

15. Cheng R.W., Lam S.-F., Chan J.C.-Y. When high achievers and low achievers work in the same group: The roles of group heterogeneity and processes in project-based learning. Br J Educ Psychol. 2008; Vol. 78 (2): 205-21.

16. English M.C., Kitsantas A. Supporting student self-regulated learning in problem- and project-based learning. Interdisciplinary J Problem-Based Learn. 2013; Vol. 7 (2): 128-50.

17. Morgan A. Theoretical Aspects of Project-Based Learning in Higher Education. Br. J. Educ. Technol. 1983; Vol. 1: 66-78.

18. Oakley B., Felder R.M., Brent R., et al. Turning student groups into effective teams. J. Student. Centered Learn. 2004; Vol. 2 (1): 9-31.