Современные информационные технологии как эффективное средство образовательной системы в медицинском техникуме

Студент – это не сосуд,

который надо заполнить знаниями,

а факел, который нужно зажечь.

Лев Арцимович

На современном этапе развития общества в профессиональной школе предъявляются повышенные требования к уровню общеобразовательной и профессиональной подготовки специалистов. XXI век диктует необходимость подготовки высококвалифицированных кадров, разносторонне образованных, профессионально мобильных, способных к творческой, инициативной профессиональной деятельности.

Система образования традиционно имеет информационный характер. Это создает предпосылки для универсализации средств и ресурсов межпредметных связей и средств их реализации, предлагая свои средства, методы и формы. Целью этого процесса является формирование у студентов системного научного мышления, информационной культуры, творческой активности и высокой нравственности – качеств, которые позволят им успешно адаптироваться, жить и работать в глобальном информационном обществе.

Чтобы постоянно повышать профессиональную компетентность будущих медицинских работников среднего звена, необходимо реализовать главные идеи реформирования среднего специального образования, одним из направлений которого, является внедрение в образовательный процесс компьютерных технологий. Информационные технологии оказывают большое влияние на подготовку к будущей профессиональной деятельности. В результате их использования в учебном процессе повышаются эмоциональный отклик студентов-медиков на процесс познания, мотивация учения, интерес к овладению новыми знаниями, умениями и практическое их применение, способствует развитию способностей студентов, активизирует мышление.

Сделать обучение более эффективным помогают современные средства компьютерного моделирования, которые обеспечивают возможность студентам беспрепятственно приобретать профессиональные навыки. Поэтому одно из назначений разрабатываемых интерактивных приложений заключается в использовании их в учебном процессе.

В связи с этим следует отметить роль новых информационных технологий в обновлении образовательной системы, необходимости использования технологий трёхмерного моделирования в образовании студентов медицинских специальностей, подготовки их к дальнейшей проектной деятельности с учётом требований современного состояний профессии.

Преимущественно трёхмерное моделирование в ходе приобретения новых знаний позволяет, начиная с первого курса обучения, студентам сформировать образ изучаемого объекта.

Всем известно, что компьютерная графика – один из самых интересных и впечатляющих разделов компьютерных наук. Однако не так часто она воспринимается всерьёз. И это несправедливо. При просчёте реалистичной компьютерной графики для моделирования или создания игр используются сложные математические расчёты.

Как правило, педагог, преподающий дисциплины естественного цикла, может пожаловаться на недостаток наглядных пособий, приборов для фронтальных демонстраций, моделей и прочего оборудования, призванного повысить уровень внимания обучающихся, облегчить понимание и усвоение материала, обогатить методическую базу преподавания.

Поэтому существенным выходом из создавшегося положения (кроме рисования на доске) может оказаться использование ресурсов вычислительной техники, и, более узко, использование возможностей трёхмерного компьютерного моделирования.

Трёхмерная графика (3D) является одним из разделов компьютерной графики. 3D-графика оперирует с объектами в трёхмерном пространстве. Она предназначена для имитации фотографирования или видеосъемки трехмерных образов объектов, которые должны быть предварительно подготовлены в памяти компьютера. Построение объемных моделей объектов в виртуальном пространстве осуществляется с помощью специализированных программ. Как правило, в трехмерной графике сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений. Обычно результаты представляют собой плоскую картинку, проекцию или анимацию.

Почему же мы останавливаемся на возможностях именно трёхмерной графики? Дело в том, что современный преподаватель, имеющий возможность использования персонального компьютера на уроке и способный держать в руке манипулятор мышь или управляться с графическим планшетом, вполне в состоянии при подготовке к очередному учебному занятию выполнить двумерные рисунки, используя традиционные редакторы типа MS Paint, Adobe PhotoShop, Corel Draw & etc. При этом он может восполнить недостаток отсутствующих схем, диаграмм, планов, таблиц.

Например, преподаватель истории легко может сканировать карту, отображающую динамику какого-либо события, и вывести ее при демонстрации на экран телевизора с достаточной диагональю экрана. Если качество изображения оставляет желать лучшего, то его легко трассировать, превратив растровый рисунок в векторный, который можно будет демонстрировать в произвольном масштабе. Все перечисленные действия не требуют наличия особых знаний и умений и укладываются в обычный пользовательский курс.

Но в условиях двумерного моделирования очень сложно передать работу или хотя бы общие черты реальных трёхмерных объектов.

Преимуществ у трёхмерного моделирования перед другими способами визуализации довольно много. Трехмерное моделирование дает очень точную модель, максимально приближенную к реальности. Современные программы помогают достичь высокой детализации. При этом значительно увеличивается наглядность проекта. Выразить трехмерный объект в двухмерной плоскости не просто, тогда как 3D визуализации дает возможность тщательно проработать и что самое главное, просмотреть все детали. Это более естественный способ визуализации.

В трёхмерную модель очень легко вносить практически любые изменения. Мы можем изменять проект, убирать одни детали и добавлять новые. Наша фантазия практически ничем не ограничена, и можно быстро выбрать именно тот вариант, который подойдёт нам наилучшим образом.

Создание трёхмерных изображений требует несколько большего опыта и определённого уровня навыков пользования компьютером. Нельзя говорить о каких-то сложных специальных методах работы с объёмной графикой. Тем не менее, набор методов здесь существенно богаче, нежели в двумерной графике. Поэтому освоение методов работы в одном из многочисленных трёхмерных редакторов требует определённого времени.

Существует несколько направлений использования 3D-технологий.

Преподаватели медицинских учебных заведений используют 3D-моделирование для демонстрации технических установок, медицинских приборов и физиологических процессов, (движение крови по сосудам, формирование холестериновых бляшек, размножение вирусов т.д.). Студенты могут в динамике увидеть многие процессы и усваивать по статическим изображениям. В Интернете можно найти большое число 3D-моделей.

Исследование, проведённое в целях выявления влияния использования 3D графики на процессы понимания, запоминания, мотивации, интереса и внимания студентов на учебных занятиях, показали высокий уровень воздействия такой наглядности на понимание обучающимися учебного материала. Благодаря 3D анимации студенты могли быстро переходить от целостного вида к рассмотрению различных частей структуры, в том числе на микроскопическом и клеточном уровнях.

Результат исследования: трёхмерная анимация оказывает положительный эффект на обучение, вспоминание пройденного материала. Рост успеваемости у каждого отдельного студента был намного выше в подгруппе, где использовалась 3D графика. В заданиях на запоминаемость студенты из 3D-подгруппы лучше вспоминали подробности и последовательность процессов, чем студенты «контрольной» подгруппы, не только непосредственно на учебном занятии, но и спустя месяц после него.

Преподаватели отметили, что вниманием студентов в 3D подгруппе было проще завладеть, так как они оказались более мотивированы и вовлечены в физиологический процесс, демонстрируемый в 3D изображении. Сами студенты не только показали высокий уровень успеваемости, но и высказали своё согласие с утверждением, что 3D «помогает им лучше постигать учебный материал». Даже студенты с пониженным уровнем внимания показывали высокий результат усвоения обучающей информации.

Из всего сказанного можно сделать вывод о том, что анимированные трёхмерные модели являют собой удобный способ подачи учебного материала в форме, пригодной для обучения и восприятия информации в области медико-биологических дисциплин (анатомия, биология, микробиология), а также подготавливает иллюстративный материал для соответствующих дисциплин.

Список литературы

1. Иванов В.П., Батраков А.С. Трёхмерная компьютерная графика / Под ред. Г.М. Полищука. — М., 2011. — 224 с.
2. Медицинская трехмерная анимация [Электронный ресурс]. 2012 г. URL: http://www.medicine3d.com.
3. Медицинский новостной портал о здоровье и медицине MEDdoc [Электронный ресурс] URL: http://www.youtube.com/channel/UCC83oQ3Mx-8zy-NtD--t6Zg/videos.