Система дидактических методов повышения качества знаний студентов медицинского вуза по химическим дисциплинам

МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (96) 2011

УДК 378.147 : 378.180.6.001.81 Д. Г. ПАТЮКОВ

И. П. СТЕПАНОВА И. В. ГАНЗИНА М. В. ГРИГОРЬЕВА

Омская государственная медицинская академия

СИСТЕМА ДИДАКТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ МЕДИЦИНСКОГО ВУЗА ПО ХИМИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ

Представлена апробированная система дидактических методов, направленных на повышение качества знаний обучаемых через активизацию всех компонентов образовательного процесса—мотивационного, процессуального и контролирующего, в контексте образовательных целей изучения химических дисциплин в медицинском вузе. Ключевые слова: повышение качества образовательного процесса, методика преподавания химических дисциплин в вузе, дидактические методы.

Целью исследования является оценка эффективности системы дидактических методов повышения качества знаний студентов медицинского вуза по химическим дисциплинам. Исследование выполнялось в течение трех лет в ГОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию со студентами первого курса лечебного, педиатрического, медико-профилактического и фармацевтического факультетов.

Полноценное освоение студентами медицинских вузов курсов общей и биоорганической химии является весьма важным, поскольку эти дисциплины являются базисными для освоения других химических, биологических и специальных медицинских дисциплин, способствуют установлению глубоких теоретических взаимосвязей между ними, имеют ключевое значение для формирования целостной естественнонаучной картины мира. Основной целью этих курсов является формирование у студентов знаний об основных законах и теоретических положениях био-неорганической, биофизической и биоорганической химии, необходимых для объяснения физиологических и патологических процессов в организме на молекулярном и клеточном уровнях, а также освоение практических навыков качественного и количественного определения веществ, применяемых в клинических и санитарно-гигиенических исследованиях.

Целенаправленная работа по повышению качества образовательной деятельности, имеющая несколько направлений, реализуемых кафедрой химии, в последние годы показывает свою эффективность, что выражается в положительной динамике показателей качества знаний студентов и среднего балла по дисциплине. Кроме традиционной образовательной деятельности по формированию у студентов химических знаний и умений, кафедра химии ОмГМА применяет следующие дидактические методы.

1. Использование тестов ФЕПО для контроля знаний студентов по отдельным разделам курсов общей и биоорганической химии: «Растворы. Способы выражения концентрации растворов», «Растворы элект-

ролитов. Закон эквивалентов. Титриметрический анализ», «рН растворов. Гидролиз. Реакции в растворах электролитов», «Основные законы общей химии. Классы неорганических соединений», «Окислительновосстановительные процессы», «Строение атома. Химическая связь», «Буферные растворы, расчеты рН буферных систем», «Химическая термодинамика», «Электролиз. Коррозия металлов», «Химическое равновесие», «Поверхностные явления и адсорбция», «Химическая связь в органических соединениях», «Изомерия органических соединений», «Номенклатура органических соединений», «Свойства спиртов и фенолов», «Углеводороды», «Кислотность и основность органических соединений», «Арены. Ароматичность», «Альдегиды и кетоны», «Карбоновые кислоты. Гидрокислоты», «Сложные эфиры. Жиры».

2. Применение различных форм активизации учебной деятельности студентов. Опираясь на опыт других исследователей [1—4] был отобран ряд соответствующих дидактических методов, адекватных условиям и образовательным целям кафедры. Например, на всех специальностях, лекция «Биогенные элементы» проводится в форме лекции-конференции. Несколько студентов выступают на лекции с подготовленными сообщениями, сопровождаемыми иллюстрированными мультимедийными презентациями. Сообщение представляет собой реферативную научно-исследовательскую работу по заданной теме, как правило, с привлечением материала регионального значения, с использованием рекомендуемой научной литературы, диссертаций и монографий. Активизации учебной деятельности способствует ещё и то, что в содержании изучаемого материала акцент делается на его прикладное медицинское значение. Примерные темы сообщений, докладываемых студентами: «Химические свойства соединений хрома. Их биологическая роль и применение в медицине», «Соединения меди, серебра, золота. Их применение в медицине», Соединения железа (II) и железа (III), их реакционная способность. Гемоглобин и железосодержащие ферменты», «Сера, ее соединения. Их биологическое значение», «Вода как важнейшее

Фрагмент кодификатора экзаменационной работы по курсу «Общая химия» для студентов I курса лечебного, педиатрического, медико-профилактического факультетов

№ Элементы содержания дисциплины Перечень контролируемых учебных элементов Кол-во заданий в билете

I. Элементы химической термодинамики

1. Основные понятия химической термодинамики Знать: понятия • термодинамическая система, фаза • классификация систем • термодинамические параметры • функции состояния системы- внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса, химический потенциал • первый закон термодинамики • второй закон термодинамики 1

2. Первое начало термодинамики. Термохимия. Закон Гесса. Знать: понятия • теплота (энтальпия) образования • теплота (энтальпия) сгорания • стандартные Д Н0 обр. и ДН0 сгор. • закон Гесса • первое следствие из закона Гесса • второе следствие из закона Гесса • коэффициенты калорийности белков, жиров, углеводов 1

Уметь: рассчитывать • ДН0 р-ции по теплотам образования или теплотам сгорания веществ; • калорийность данной массы пищевого продукта

3. Второе начало термодинамики Знать: понятия • формулировка второго начала термодинамики • влияние энтальпийного и энтропийного факторов на возможность осуществления процесса. 1

Уметь: рассчитывать • изменение энергии Гиббса • изменение энтропии

4. Химическое равновесие Знать: понятия • химическое равновесие • константа равновесия • термодинамическая характеристика химического равновесия • уравнение изотермы химической реакции • условия равновесия и направления обратимых химических реакций • принцип Ле Шателье

5. Смещение химического равновесия Уметь: прогнозировать смещение химического равновесия при условии внешнего воздействия 1

6. Химическая кинетика Знать: понятия • скорость химической реакции • кинетическая классификация реакций • молекулярность реакции • порядок реакции • энергия активации • уравнение Аррениуса • правило Вант-Гоффа • катализ, ферментативный катализ • уравнение Михаэлиса-Ментен, его анализ

соединение водорода», «Химические свойства кислородных соединений марганца. Их биологическая роль». На стоматологическом факультете — «Патогенное минералообразование: зубные и слюнные камни».

Ещё одним эффективным методом активизации учебной деятельности студентов, применяемым на кафедре химии, является внутривузовская олимпиада. Студенты, получившие максимальное количество баллов, были рекомендованы к участию в межвузовских олимпиадах, где проявили себя весьма успешно. На межвузовской олимпиаде в ОмГПУ сту-

дентам нашего вуза было присвоено 1-е место, и в личном, и в командном первенстве. В Техническом универси-тете-2-е место в командном первенстве (уступили студентам химического факультета ОмГУ) и 1-е место в личном первенстве. Победители олимпиады получили экзаменационную оценку «отлично» «автоматом».

3. Мотивация студента получить экзаменационную оценку «автоматом» стимулирует его очень эффективно работать в течение семестра. Поэтому система выставления оценок «автоматом» на кафедре хорошо отработана и активно применяется. Согласно утвержденным на кафедре критериям, получить

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (96) 2011 МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ

МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (96) 2011

экзаменационную оценку «отлично» без сдачи экзамена, могут: 1) студенты, занявшие пять первых мест в личном первенстве на внутривузовской олимпиаде по химии; 2) призеры студенческой научно-практической конференции ОмГМА, имеющие итоговую семестровую оценку «отлично» и «хорошо»; 3) студенты - участники межвузовских, региональных и всероссийских студенческих научно-практических конференций по химии; 4) студенты, получившие оценку «отлично» при сдаче рубежных контрольных работ и имеющие итоговую семестровую оценку «отлично». Стимулированию учебной активности студентов на протяжении всего семестра также служит применяемая на фармацевтическом факультете рейтинговая система оценки знаний, а также практика деканатов ежемесячно собирать сведения

0 текущей успеваемости обучающихся.

4. Особое значение кафедра уделяет вопросу подготовки студентов к сложному итоговому испытанию-экзамену. Разработаны методические пособия для подготовки к экзамену-кодификаторы экзаменационной работы, отражающие содержание дисциплины, перечень контролируемых учебных элементов, количество заданий по каждому разделу дисциплины. Фрагмент кодификатора экзаменационной работы по курсу «Общая химия» для студентов

1 курса лечебного, педиатрического, медико-профилактического факультетов приведен ниже (табл. 1).

Экзаменационная работа состоит из 3 частей и включает 17 заданий. Часть 1 включает 10 заданий. К каждому заданию дается 4 варианта ответов, из которых один правильный. Номер выбранного ответа проставляется в матрице ответов в соответствующей клетке (1-10). Часть 2 включает 4 расчетные задачи, решение которых следует оформить в экзаменационной работе, записать ответ и выбрать из четырех предложенных после каждой задачи. Номер выбранного ответа следует внести в соответствующую клетку (11-14) матрицы ответов. Часть 3 содержит три теоретических вопроса, которые требуют полного развернутого письменного ответа, оформленного в экзаменационной работе. Ниже представлен фрагмент демонстрационного варианта билета экзаменационной работы по курсу «Общая химия», предлагаемый студентам для подготовки к экзамену.

Фрагмент демонстрационного варианта билета экзаменационной работы по курсу «Общая химия» для студентов I курса лечебного, педиатрического, медико-профилактического факультетов

Перед началом работы начертите таблицу матрицы ответов.

Часть 1

I.Энтропия системы служит мерой...

— устойчивости системы к распаду

— тепловой энергии системы

— неупорядоченности и бесструктурности системы

— температуры системы.

II. Сильными электролитами являются все вещества ряда

— соляная кислота, карбонат кальция, гидроксид аммония

— азотная кислота, хлорная кислота, гидроксид бария

— хлорид натрия, фосфорная кислота, сульфит калия

— серная кислота, хлорид аммония, рибоза/

III. Для смещения равновесия в системе

СО

С12(г)-о-СОС12(г) ДН°<0, в сторону образова-

ния продуктов необходимо

— понизить температуру и давление

— повысить температуру и давление

— понизить температуру и повысить давление

— повысить температуру и понизить давление/

IV. По правилу--------------: на твердой кристал-

лической поверхности адсорбента адсорбируются те ионы, которые входят в состав кристаллической решетки адсорбента

— Фаянса

— изоморфизма

— Гендерсона-Гассельбаха

— Менделеева-Клайперона

V. Уравнение ионного произведения воды выражают формулой

1. [Н + ] / [ОН'] = 10'7 2. [Н + ] = [ОН'] = 10'7

3. [Н + ]- [ОН’] = 10"14 4. [Н + ]  [ОН’] = 10‘7

VI. В кислой среде преобладает------------форма

индикатора:

ионная, молекулярная, основная, амфотерная.

VII. Константа гидролиза соли зависит от

— концентрации соли

— давления

— температуры

— степени гидролиза соли.

Часть 2

VIII. Рассчитайте молярную концентрацию эквивалента раствора пероксида водорода, содержащего 1,5 г Н2О2 в 250 см3 раствора. Какой объём раствора калия перманганата С (1/5 КМп04) = 0,2 моль-дм"3 израсходуется на титрование 25 см3 этого раствора?

1.4,8 моль-дм-3 2.0,35 моль-дм-3

52 см3 43,8 см3

3. 0,56 моль-дм-3 4. 2,5 моль-дм-3

43 см3 10 см3

IX. Вычислите ДН° реакции С6Н12О6^2С2Н5ОН + 2СО2, если : ДН° сгорания (С6Н12О6)= —2815,8 кДжмоль1

ДН° сгорания (С2Н5ОН) = — 1366,9 кДж-моль-1 ДН° сгорания (СО2) = 0 кДж-моль-1 1. —82 кДж-моль-1 2. +82 кДж-моль-1

3. —164 кДж-моль-1 4. +164 кДж-моль-1

X. При 0 0С осмотическое давление раствора сахарозы С12Н22О11 равно 56995,24 Па. Сколько граммов сахарозы содержится в 1 дм3 раствора?

1.8,59 г 2. 9,04г

3.10,5 г 4.12,2 г

Часть 3

XI. Буферные системы, буферные растворы, их состав. Механизм действия буферных систем.

XII. Химическая кинетика. Скорость химических реакций. Кинетическая классификация реакций.

Привести примеры.

XIII. Мицелла, её строение. Электрокинетический потенциал как фактор, определяющий поведение мицеллы. Для золя иодида серебра, полученного по реакции AgN03(изб.) + Ы^Ад! + KN03

а) указать потенциалопределяющие ионы

б) указать противоионы

в) написать формулу мицеллы

г) привести пример ионов, вызывающих коагуляцию золя.

Выполнение заданий экзаменационного билета оценивается следующей суммой баллов (табл. 2 и 3).

Для оценки эффективности предлагаемой системы дидактических методов в течение трех учебных лет были проанализированы ключевые критерии, характеризующие качество знаний студентов после изучения соответствующей дисциплины-показатели качества знаний и средний балл по дисциплине. Анализировались итоги зимних экзаменационных сессий по дисциплине «Общая химия». Они представлены в табл. 4 и 5.

Таблица начисления баллов за выполнение заданий экзаменационного билета

Часть № задания Балл оценки Итого

I 1 - 10 по 1 баллу 10 баллов

II 11 8 баллов

12 13 8 баллов 8 баллов 28 баллов

14 4 балла

III 15 4 балла

16 4 балла 12 баллов

17 4 балла

Итого максимально: 50 баллов

Таблица 3

Таблица перевода набранной суммы баллов в пятибалльную систему оценки экзаменационной работы

Оценка Итого

«5»

«4»

«3»

«2»

Таблица 4

Показатели качества знаний по общей химии студентов ОмГМА за период 2007—2010

Факультет Качество знаний

2007-2008 2008-2009 2009-2010

Лечебный 53 54 69

Педиатрический 39 47 56

Мед.-профилак. 32 34 53

Фармацевтический 70 43 70

Среднее 48,5 44,5 62,0

Таблица 5

Показатели среднего балла по общей химии студентов

ОмГМА за период 2007—2010

Факультет Средний балл по дисциплине

2007-2008 2008-2009 2009-2010

Лечебный 3,6 3,6 3,8

Педиатрический 3,3 3,4 3,6

Мед. -профилак. 3,1 3,3 3,6

Фармацевтический 4,0 3,7 4,4

Среднее 3,5 3,5 3,9

Как видно из представленных данных, на всех без исключения факультетах наблюдается увеличение показателя качества знаний студентов по общей химии и повышение среднего балла по этой же дисциплине.

Залогом успешного освоения студентами-перво-курсниками химических дисциплин является их систематическая работа с учебным материалом на каждом занятии в течение всего семестра. Поэтому столь серьезно были проработаны вопросы, связанные с проведением текущего контроля и разработана система поощрений, направленная на стимулирование учебной активности студентов в течение всего семестра. Для развития познавательной мотивации студентов, расширения их научного кругозора применялись такие дидактические методы, как лекции-конференции, олимпиады, акцентирование на прикладной медико-биологической направленности изучаемого материала. Детально проработанные материалы для осуществления самостоятельной подготовки студентов к экзаменам, с одной стороны, помогают студентам максимально качественно подготовиться к итоговому испытанию, с другой-поз-воляют преподавателям наиболее объективно и разнопланово осуществить оценку итоговых знаний студентов.

Таким образом, можно сделать вывод, о том, что применение системы методов, адекватных конкретным образовательным целям и направленных на активизацию всех компонентов образовательного процесса-мотивационного, процессуального и контролирующего, способствует повышению качества знаний обучаемых.

Библиографический список

1. Бабаскин, В. С. Фрагменты дидактики высшей школы: теория, методология, практика [Текст] / В. С. Бабаскин, А. В. Коржуев, П. И. Самойленко ; под ред. А. В. Коржуева. — М. : Янус-К, 2000. - 144 с.

2. Полат, Е. С. Современные педагогические и информационные технологии в системе образования [Текст] / Е. С. Полат, М. Ю. Бухаркина. - М. : Академия, 2008. - 365 с.

3. Современные технологии университетского образования. Работа с текстом [Текст] / Ред. кол. : Д. И. Губаревич [и др.]. -Мн. : РИВШ БГУ, 2003. - 124 с.

4. Лопанова, Е. В. Компетентностный подход в обучении: технологии реализации : учеб.-методич. пособие [Текст] / Е. В. Лопанова, Т. Б. Рабочих . - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2007. - 120 с.

ПАТЮКОВ Александр Георгиевич, доктор медицинских наук, профессор (Россия), проректор по контролю качества учебного процесса ОмГМА. СТЕПАНОВА Ирина Петровна, доктор биологических наук, профессор (Россия), заведующая кафедрой общей и биоорганической химии.

ГАНЗИНА Ирина Викторовна, кандидат биологических наук, доцент (Россия), доцент кафедры общей и биоорганической химии.

ГРИГОРЬЕВА Марина Викторовна, кандидат педагогических наук, доцент (Россия), доцент кафедры общей и биоорганической химии.

Адрес для переписки: e-mail: marina_gry@inbox.ru

Статья поступила в редакцию 24.09.2010 г.

© А. Г. Патюков, И. П. Степанова, И. В. Ганзина, М. В. Григорьева

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (96) 2011 МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ