Опыт кафедры анатомии человека УГМУ в использовании интерактивного анатомического 3D-атласа во внеаудиторном обучении

Каждый первокурсник медицинского вуза с нетерпением и интересом ждет первой медицинской дисциплины — анатомии человека, которая является основанием и базой для будущих врачебных знаний. Понимание этой фундаментальной дисциплины необходимо не только в дальнейшей учебе, но и в формировании клинического мышления, которое очень важно в работе любого врача. Вместе с тем помимо интереса к анатомии студенты передают из поколения в поколение информацию о том, какой это сложный, объемный и трудно изучаемый предмет. В настоящее время существует потребность в инновационных методах преподавания с целью расширить взгляд, облегчить понимание и разнообразить учебный процесс.

Следует отметить, что преподавание анатомии человека как дисциплины в медицинских вузах до сих пор основано на традиционном пересказывании учебного материала, которое потеряло свою актуальность и практичность применения [1]. Необходимость проявления креативного потенциала и изменение интеллектуально-мотивационных особенностей обучающихся, а также тенденция общества к цифровизации вызывают необходимость поиска новых инструментов и новых подходов к преподаванию [2].

Процесс изучения анатомии представляет собой определенные сложности, поскольку помимо владения большим объемом информации студент должен владеть национальной анатомической терминологией и терминологией на латинском языке, уметь пользоваться анатомическими инструментами, пользоваться научной литературой, ориентироваться в сложном строении тела человека, а также определять и уметь показать места расположения и проекции органов и их частей [3]. Средства наглядности в преподавании дисциплины представляют собой наиболее важную составляющую [4].

За историю изучения анатомии накоплено большое количество методов визуализации строения человеческого организма. Традиционно одним из важнейших средств визуализации являются влажные отпрепарированные и фиксированные анатомические препараты [5]. Однако изменения нормативно-правовой базы сделали трупный материал для изучения студентами менее доступным. На помощь пришли цветные анатомические рисунки и атласы, схематические зарисовки и графологические схемы и 3D-атласы [6—8]. Немаловажную роль в визуализации анатомии отводится малоинвазивным методам клинических исследований и компьютерным технологиям — это компьютерная (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ) [9].

Цель исследования — оценка влияния самостоятельной работы студентов с помощью интерактивного анатомического 3D-атласа PIROGOV ANATOMY на процесс изучения анатомии человека.

Проведен анализ вовлеченности студентов в учебную деятельность на примере участия в научно-практическом инновационном проекте «3D-интерактивная олимпиада «Пироговский марафон» (далее — Пироговский марафон).

Нами предполагалось, что инновационные интерактивные методы изучения анатомии могут быть не менее наглядными, чем традиционные визуальные материалы, такие как атласы, плакаты и барельефы, а активное использование студентами интернет-пространства создаст дополнительную заинтересованность в изучении предмета.

Пироговский марафон проводился при использовании программного обеспечения — это мобильный интерактивный 3D-анатомический атлас PIROGOV ANATOMY.

Совершеннолетним обучающимся I и II курсов лечебного и педиатрического факультетов было предложено в качестве внеаудиторного изучения материала участие в анатомическом марафоне на базе интерактивного анатомического 3D-атласа PIROGOV ANATOMY. Каждый студент после заполнения анкеты и предоставления разрешения на использование персональных данных получил персональный доступ к мобильному приложению PIROGOV ANATOMY (далее — атлас).

В течение 1-й недели у студентов было время ознакомиться с функционалом и возможностями приложения и задать вопросы организаторам.

Для участия в марафоне зарегистрировались 49 студентов: 33 студента I курса лечебно-профилактического факультета и 16 студентов I курса педиатрического факультета.

Задания для марафона составлялись группой преподавателей, после чего моделировались анатомические цифровые сцены в атласе. Задания формировались от наиболее простых к наиболее сложным в соответствии с устоявшимся учебным планом, т.е. первые задания касались опорно-двигательного аппарата, затем спланхнологии, после сердечно-сосудистой и нервной систем и ориентировались на знания разделов анатомии в пределах курса, умение классифицировать анатомические объекты и выделять нужные структуры.

Задания включали необходимость указать, добавить недостающие или убрать лишние анатомические образования. Были задания, в которых необходимо создать топографическую модель, пути кровоснабжения органа или иннервацию части тела (рис. 1).

Рис. 1. Пример вопроса и смоделированной сцены в атласе «Пирогов» по теме «кровеносная система»: «Представьте на проверку модель только с теми сосудами, которые кровоснабжают прямую кишку, а также оставьте или добавьте только те вены, по которым идет отток от прямой кишки (артерии начинать с аорты, вены доводить до крупных вен — воротной, верхней и нижней полой)».

Все задания до начала Пироговского марафона были предложены для решения активному составу студенческого научного общества кафедры анатомии человека для оценки понимания и сложности представленных задач. Некоторые формулировки вопросов после тестирования были изменены, поскольку, по мнению 28% студентов, участвовавших в тестировании, часть заданий не была достаточно точной.

Каждому студенту была выдана персональная лицензия Pirogov anatomy от разработчиков атласа. Студентов случайным образом разделили на группы и закрепили за курирующим преподавателем, который направлял задания участникам непосредственно в атлас «Пирогов». Кроме того, преподаватель-эксперт проверял корректность и своевременность выполнения заданий, подсчитывал баллы и выставлял их в общую рейтинговую таблицу (рис. 2).

Рис. 2. Пример ответа участника и смоделированная цифровая сцена в атласе по теме «нервная система».

Ниже — пример балльной системы оценки данного ответа.

Поверхностную шейную петлю формируют:

— лицевой нерв — 1 балл;

— шейная ветвь лицевого нерва — 1 балл;

— чувствительная ветвь шейного сплетения — 1 балл;

— поперечный нерв шеи — 1 балл;

— верхняя ветвь поперечного нерва шеи — 1 балл.

Глубокую шейную петлю формируют:

— подъязычный нерв — 1 балл;

— нисходящая ветвь подъязычного нерва — 1 балл;

— шейное сплетение — 1 балл;

— нижний корешок шейного сплетения — 1 балл.

Таким образом, студент может получить максимально 9 баллов за верный ответ на данный вопрос.

Пироговский марафон проводился в течение 8 нед. Каждую неделю в определенное время студентам в атлас направлялись задания. На решение задания отводилось 6 дней, срок сдачи выполненного задания также был установлен, что показало уровень самоорганизации студентов.

В первую неделю марафона выбыли сразу 8 участников, не установивших приложение на свое устройство. Студенты, которые прислали неверное решение задачи или не направили его в установленные сроки, получали 0 баллов. За правильные и полные ответы всего марафона можно было набрать 100 баллов — максимальное число. Число студентов, набравших более 90 баллов, составило 12,24%, набравших 70—80 баллов — 14,28%, набравших 60—70 баллов — 18,36%, набравших менее 60 баллов — 55,12% от общего числа участников (рис. 3).

Рис. 3. Распределение студентов по числу полученных баллов.

Призовые места были разделены между 9 студентами, набравшими наибольшее число баллов.

Каждый участник получил диплом об участии, сувенир и дополнительные баллы в рейтинге по дисциплине «Анатомия человека».

Проведение данного инновационного проекта показало, что не каждый первокурсник готов к самостоятельному планированию и более глубокому изучению материала вне учебной деятельности. Вместе с тем студенты, проходившие марафон, показывали большую эффективность усвоения материала на практических занятиях, имели больший интерес и мотивацию, а также демонстрировали наиболее глубокое представление о системных и топографо-анатомических взаимосвязях в анатомии.

По завершении Пироговского марафона у студентов-участников собраны мнения о проекте. Все опрошенные высказались об интересе не только к проекту, но и к дисциплине в целом, а также 100% участников положительно оценили возможности приложения PIROGOV ANATOMY в самостоятельной подготовке и изучении анатомии.

Кроме того, все они готовы и в следующем учебном году участвовать в аналогичном проекте: «...присылаемые задания соответствовали учебной программе, помогали лучше ее усвоить, а приложение PIROGOV ANATOMY способствовало лучшему пониманию и запоминанию материала, представленные задания имели сложность на довольно высоком уровне... хотелось бы, чтобы и в дальнейшем проводились подобные марафоны, поскольку они способствуют усилению интереса к учебе, позволяют совершенствовать свои знания и навыки...».

В настоящее время увеличение числа студентов, предпочитающих получение знаний посредством интернет-пространства, приводит к необходимости использования в процессе преподавания специализированного программного обеспечения и интерактивных приложений. Ценность приобретают 3D-анатомические атласы, которые используются наряду с традиционными методами и позволяют изучать пространственные топографо-анатомические взаимоотношения, совершать перемещения, повороты, удалять и добавлять элементы, выделять и сохранять модели. Данный инструмент позволяет заполнить пробелы в пространственном восприятии и в знаниях о строении анатомических объектов, эти знания не всегда возможно сформировать на таком уровне при изучении на трупном материале. Доступность данного метода делает его удобным инструментом для подготовки к практическим занятиям по анатомии как для студента, так и для преподавателя.

Уральский государственный медицинский университет наряду с передовыми российскими вузами активно включил в учебную программу интерактивный анатомический 3D-атлас PIROGOV ANATOMY, что позволило студентам и преподавателям взаимодействовать на единой цифровой платформе для более глубокого изучения базовой дисциплины — анатомии.

Проведенное исследование показало, что использование интерактивного анатомического 3D-атласа PIROGOV ANATOMY является доступной альтернативой для изучения анатомии человека, а участие в научно-практическом инновационном проекте «3D-интерактивная олимпиада «Пироговский марафон» способствует не только получению студентами новых знаний и повторению изученного материала, но и проявлению творческого потенциала, развитию аналитического мышления, а также позволяет воспитать такие навыки, как целеустремленность, вовлеченность, ответственность, умение планировать время.

Кроме того, для преподавателей проведение анатомического марафона дает возможность творчества, позволяет преподавать дисциплину на новом уровне, а также предоставляет неограниченные возможности для научных исследований в области преподавания анатомии.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Е.М. Мостовая, П.А. Агафонова

Сбор и обработка материала — Е.М. Мостовая, П.А. Агафонова

Статистическая обработка — Е.М. Мостовая, П.А. Агафонова

Написание текста — Е.М. Мостовая, П.А. Агафонова

Редактирование — Е.М. Мостовая

Participation of authors:

Concept and design of the study — E.M. Mostovaya, P.A. Agafonova

Data collection and processing — E.M. Mostovaya, P.A. Agafonova

Statistical processing of the data — E.M. Mostovaya, P.A. Agafonova

Text writing — E.M. Mostovaya, P.A. Agafonova

Editing — E.M. Mostovaya

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.