КОНТРОЛЬНО-ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ И ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ДИСЦИПЛИНАМ «ХИМИЯ» И «БИОХИМИЯ» У СТУДЕНТОВ МЕДИЦИНСКОГО ВУЗА

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе рассмотрена структура и виды контрольно-оценочных средств, разработанные для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации у студентов специальностей «Лечебное дело» и «Педиатрия». Описаны результаты использования контрольно-оценочных средств в учебном процессе. Проведена сравнительная оценка результатов экзаменов, проводимых в виде тестирования и собеседования. Указаны сложности, возникающие у студентов при выполнении расчетных, ситуационных задач и тестовых заданий.

ABSTRACT

Ключевые слова: общая и биоорганическая химия, биохимия, текущий контроль, промежуточная аттестация, контрольно-оценочные средства, расчетные и ситуационные задачи, тестовый контроль, экзамен.

Дисциплины «Химия» и «Биохимия», изучаемые студентами медицинских вузов, имеют важное значение для будущих медиков, так как обеспечивают формирование у обучающихся химической картины мира в едином контексте естествознания и медицины, а также готовят их к использованию биохимических знаний об основах функционирования живых организмов при решении профессиональных задач в процессе медицинской деятельности [8, 10]. Химия и биохимия являются основой для дальнейшего прохождение студентами клинических дисциплин.

В Новосибирском государственном медицинском университете (НГМУ) в соответствии с учебными планами специальностей «Лечебное дело» и «Педиатрия» дисциплина «Химия» осваивается студентами на 1 курсе, а дисциплина «Биохимия» – на 2 курсе. Все занятия проходят на базе кафедры медицинской химии. При изучении данных дисциплин на всех этапах обучения осуществляется систематический контроль знаний и умений.

Для диагностики уровня усвоения обучающимися учебного материала по химии и биохимии нами разработан комплекс контрольно-оценочных средств (КОС) для текущего контроля и промежуточной аттестации (табл. 1-3), который реализуется в учебном процессе в НГМУ. В настоящей работе рассмотрены структура и виды КОС, показаны возможности и результаты их практического применения при работе со студентами.

Текущий контроль по химии и биохимии осуществляется на каждом практическом занятии с использованием разных видов и методов контроля [4, 6]. Промежуточная аттестация включает в себя зачеты и экзамены.

В качестве основных методов текущего контроля на практических занятиях как по химии, так и по биохимии нами используются устный опрос по контрольным вопросам, решение расчетных и ситуационных задач, в том числе клинических задач, выполнение тестовых заданий (табл. 1-3). Данные материалы включены в учебно-методические комплексы по каждой дисциплине, которые используются студентами для подготовки к занятиям.

Таблица 1.

Контрольно-оценочные средства по дисциплине «Химия»

Таблица 2.

Контрольно-оценочные средства по дисциплине «Биохимия»

Таблица 3.

Банк тестовых заданий по дисциплинам «Химия» и «Биохимия»

Расчетные и ситуационные задачи медико-биологического содержания занимают важное место при изучении химии и биохимии [2, 7, 9], они включены нами в проверочные и контрольные работы по химии, в коллоквиумы по биохимии, во внеаудиторную самостоятельную работу обучающихся, а также в банк тестовых заданий.

Расчетные задачи в целом развивают у студентов самостоятельность, логическое мышление, помогают им более глубоко осмыслить теоретический материал и применить его на практике при решении конкретных задач.

По общей химии студенты выполняют следующие типы расчетных задач: расчет тепловых эффектов химических реакций, определение термодинамической вероятности протекания биохимических реакций, вычисление концентрации лекарственных препаратов, расчет осмолярной концентрации, осмотического давления раствора и сравнение с осмотическим давлением плазмы крови, определение типа раствора (изотонического, гипотонического, гипертонического), вычисление рН в различных биологических средах и в буферных растворах, определение ЭДС биохимических реакций с дальнейшим прогнозированием самопроизвольности их протекания и др. Решение задач, представляемое студентами, должно быть развернутым с указанием всех основных этапов решения и используемых математических формул.

В биохимии нами предусмотрены расчетные задачи, связанные с вычислением энергетического выхода в виде количества молекул АТФ, образующихся при полном катаболизме и окислении аминокислот, жирных кислот и других исходных энергетических субстратов, а также задачи, связанные с вычислением количества молекул АТФ, которые затрачиваются на синтез каких-либо веществ.

Примеры расчетных задач. 

1. Рассчитайте ЭДС и энергию Гиббса реакции ФАДН₂ + КоQ = ФАД + КоQH₂ при рН = 7 и концентрации веществ 1 моль/л. Сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания реакции в указанных условиях. φº’(ФАД/ФАДН₂) = –0.22 В, φº’(КоQ/КоQH₂) = +0.1 В.
2. Отравление метанолом при его попадании в организм происходит за счет образования токсичных продуктов – формальдегида и муравьиной кислоты.

2CH₃OH_(ж) + О_2(г) = 2НСОН_(г) + 2H₂O_(ж)

Рассчитайте при 25°С изменение энергии Гиббса реакции, если известно, что ΔS°_r = 199 Дж/К и ΔH°_r = –312 кДж. Сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания реакции в указанных условиях.

3. Рассчитайте чистый энергетический выход (количество АТФ) полного катаболизма и окисления одной молекулы α-линоленовой кислоты (цис-9,12,15-октадекатриеновая).
4. Рассчитайте количество молекул АТФ, которые необходимо использовать на синтез активной формы пальмитиновой кислоты при наличии необходимого количества ацетил-КоА и NADPH₂ в цитоплазме клетки.

Решение ситуационных задач по биоорганической химии направлено на формирование у обучающихся представлений о взаимосвязи структуры соединений с их свойствами. Составленные задания обязательно содержат материал, который в дальнейшем будет необходим для глубокого понимания и усвоения биохимии. Основные типы заданий, которые мы практикуем в курсе биоорганической химии, следующие: написание структурных формул биоорганических веществ, определение функциональных групп в составе молекул; составление схем образования веществ с указанием образующихся связей; написание уравнений реакций с участием разных вещества, в том числе реакций, протекающих в организме; указание биологической роли веществ или протекающих реакций; прогнозирование свойств веществ, исходя из структуры.

При выполнении заданий по биоорганической химии студенты получают навыки в написании формул и реакций с участием важнейших биоорганических соединений – аминокислот, гидрокси- и кетокислот, пептидов, моносахаридов, дисахаридов, нуклеозидов и нуклеотидов, жирных кислот, простых и сложных липидов и др.

Клинические задачи в биохимии способствуют повышению интереса студентов к дисциплине, возможности самостоятельно, на конкретных примерах определять особенности протекания обменных процессов при некоторых патологических состояниях и воздействии факторов, определяющих образ жизни человека (питание, физические нагрузки, эмоциональный стресс и др.), позволяют приобрести первый опыт клинического мышления [2, 9].

При разборе того или иного клинического случая студент анализирует ситуацию и пытается найти правильное решение, исходя из своих биохимических знаний. Например, при решении задач студенту предлагается ответить на вопросы по определению наиболее вероятной патологии на основе лабораторных анализов крови и генетического исследования, обоснованию медицинского применения того или иного медицинского препарата, обоснованию каких-либо медицинских рекомендаций, определению изменения метаболических процессов при патологии и др.

Для проведения текущего контроля мы также используем тестирование. По теме практически каждого занятия проводится входное фронтальное тестирование в системе Moodle НГМУ, что позволяет сразу охватить контролем большое количество обучающихся. Проведение фронтального тестирования представляется для нас особенно важным, так как, например, на 1 курсе на специальностях «Лечебное дело» и «Педиатрия» ежегодно обучаются более 600 человек, поэтому тестирование позволяет достаточно быстро оценить уровень подготовленности к каждому конкретному занятию и провести срез знаний по каждой дисциплине в целом и по каждой специальности.

Для проведения тестирования на разных этапах обучения нами был разработан и загружен в систему Moodle НГМУ банк тестовых заданий, в который входят следующие ключевые модули – общая химия, биоорганическая химия и биохимия (табл. 3). Банк тестовых заданий включает более 2500 вопросов различного типа.

При составлении тестовых заданий по химии мы уделяли большое внимание вопросам с медико-биологической направленностью. Так, многие темы, изучаемые особенно в курсе биоорганической химии, являются основой для дальнейшего успешного усвоения биохимии. В тестовые задания по биохимии вошли вопросы, направленные на проверку знаний по основным биохимическим процессам, протекающим в организме в норме и патологии. Тестовые задания по химии и биохимии представлены в виде теоретических вопросов, а также в виде расчетных и ситуационных задач. Так, по общей химии по ключевым темам в тестовую форму нами были переведены 140 расчетных задач, по биохимии – 28 расчетных и 120 ситуационных задач.

Для диагностики успешности усвоения теоретического материала и практических навыков по химии и биохимии в течение каждого семестра по ключевым темам проводятся контрольно-оценочные работы, по химии – проверочные работы, по биохимии – коллоквиумы (табл. 4). Данные формы контроля являются одними из определяющих при получении студентами зачетов.

Вопросы и задачи для подготовки к контрольно-оценочным работам сообщаются студентам заранее. Подготовка к проверочным работам и коллоквиумам включает в себя ответы на теоретические вопросы, решение расчетных и ситуационных задач. По биохимии также предусмотрено предварительно тестирование в системе Moodle НГМУ. Готовясь к проверочным работам и коллоквиумам, студенты более углубленно прорабатывают ту или иную тему, а также систематизируют и закрепляют свои знания.

Проверочные работы по общей химии включают в себя расчетные задачи, а в проверочные работы по биоорганической химии входят теоретические вопросы и ситуационные задачи. Основные типы расчетных и ситуационных задач описаны нами выше. Следует отметить, что наибольшие сложности у студентов вызывают расчетные задачи. Так, у ряда студентов возникают затруднения в том, чтобы выстроить ход решения задачи, правильно применить формулы и провести математические расчеты. Одна из проблем, которую мы констатируем на 1 курсе у некоторых обучающихся, связана с необходимостью использовать знания из области математики при проведении расчетов. Сложности в выполнении заданий по биоорганической химии у ряда студентов связаны, на наш взгляд, с пробелами в школьной органической химии. По этой причине при выполнении проверочных работ наблюдаются ошибки при написании структурных формул соединений и реакций с участием этих веществ.

Коллоквиумы по биохимии проводятся в устной форме. Билет к коллоквиуму включает теоретический вопрос и ситуационную задачу. Студенты готовятся к вопросам по билету, а затем устно отвечают на теоретический вопрос и объясняют решение задачи.

Таблица 4.

Основные темы проверочных работ по химии и коллоквиумов по биохимии

Пример билета к коллоквиуму по теме «Обмен углеводов».

1. Охарактеризуйте участие инсулина в регуляции обмена углеводов по плану:

а) химическая природа гормона, б) место синтеза, в) сигнал для секреции, г) механизм передачи сигнала в клетки-мишени, д) конечный биологический эффект.

2. У ребенка при переходе с грудного кормления на смешанное (прием пищи, содержащей сахарозу и фруктозу) возникли нарушения: рвота, судороги после приема пищи. При осмотре увеличена печень, концентрация глюкозы в крови – 2.5 ммоль/л, проба Ниландера резко положительная.

Ответьте на вопросы: а) какова норма глюкозы в крови натощак, б) какова диагностическая значимость пробы Ниландера, в) с какими нарушениями углеводного обмена могут быть связаны описанные симптомы, учитывая переход ребенка на смешанное питание, содержащее фруктозу, г) каковы причины предполагаемой патологии, д) каковы причины гипогликемии при данной патологии.

При устном ответе обучающиеся учатся правильно выражать свои мысли и аргументировать ответ. Отвечая на вопросы преподавателя, студенты могут сразу получить оценку со стороны преподавателя, понять, насколько глубоко они разобрались с тем или иным вопросом. В какой-то степени такой диалог студент–преподаватель носит также обучающий характер, так как преподаватель может сразу пояснить ошибки и скорректировать ответ студента, задавая направляющие вопросы.

У ряда студентов трудности, возникающие при написании проверочных работ особенно по биоорганической химии, закономерно затем вытекают и в осложнения при сдаче коллоквиумов по биохимии. Одной из причин является необходимость применять знания по биоорганической химии для рассмотрения биохимических процессов. Если студент на 1 курсе испытывал трудности при изучении химии, то это приводит к сложностям в понимании и осмыслении материала по биохимии. Следует отметить, что студенты, которые учились по биоорганической химии на оценки «хорошо» и «отлично» как правило показывают хорошие результаты и при изучении биохимии.

При устном ответе по вопросам коллоквиума у ряда студентов возникают следующие ошибки при изложении теоретического материала: неполный ответ на вопрос, отсутствие прямого ответа на поставленный вопрос, отсутствие логических связей в ответе. Не все студенты могут ответить на дополнительные вопросы преподавателя.

Для студентов, у которых возникают сложности при изучении дисциплин «Химия» и «Биохимия», в том числе при написании проверочных работ и сдаче коллоквиумов, предусмотрены консультации ведущими преподавателями, курирующими данные дисциплины. Во время консультаций студенты могут разобраться вместе с преподавателем с возникающими вопросами.

Промежуточная аттестация по химии и биохимии, как мы уже указывали выше, проводится в виде зачетов и экзаменов. При выставлении зачетов оценивается работа студента в течение всего семестра, а также в конце семестра проводится итоговая контрольно-оценочная работа.

Экзамены по химии и биохимии являются заключительными этапами при изучении данных дисциплин, они позволяют выяснить степень усвоения студентами знаний по предмету и определить умения обучающийся использовать полученные знания при решении медико-биологических расчетных и ситуационных задач [5]. 

При подготовке в течение семестра к тематическим тестам, проверочным работам и коллоквиумам студенты более глубоко прорабатывают какую-то определенную тему или несколько тем, но важно также, чтобы у обучающихся сложилась целостная картина по всем изучаемым темам, и они умели устанавливать причинно-следственные связи между различными явлениями и процессами. Например, по биохимии невозможно рассматривать в отрыве друг от друга обмен углеводов, липидов, азотсодержащих и других веществ. Необходимо сформировать у студентов представление о взаимосвязи всех обменных процессов в организме. Кроме того, не представляется возможным рассматривать различные виды обмена без знаний общих вопросов биохимии, включающих понятия о ферментах, механизмах ферментативного катализа, классификации и номенклатуре ферментов, без знаний энергетического обмена и регуляции обменных процессов. Конечно, в течение семестра данные вопросы рассматриваются на практических занятиях, но при подготовке к экзамену студенты еще раз повторяют, обобщают и систематизируют знания, охватывая все темы, изученные в течение года. 

Нами разработаны материалы для сдачи экзаменов по химии и биохимии в виде собеседования и компьютерного тестирования (табл. 1-3).

Экзамен в виде собеседования проходит в традиционной форме по билетам, которые включают в себя теоретические вопросы и расчетные/ситуационные задачи. Экзамен в виде компьютерного тестирования проходит в два этапа. Первый этап включает ответы на теоретические вопросы, а на втором этапе студенты решают расчетные и ситуационные задачи, представленные в виде тестов. Также в НГМУ практикуется смешанный вариант экзаменов. В этом случае на первом этапе проводится компьютерное тестирование по определенному модулю, а затем на втором этапе предусмотрено собеседование по билетам. Во всех случаях оценка на экзамене является комплексной. При выставлении итоговой оценки учитываются ответы на теоретические вопросы и решение задач.

Нами проанализированы результаты экзаменов по химии и биохимии, проводимых в 2023-2024 годы (табл. 5). В 2023 году экзамен на всех специальностях проводился в виде компьютерного тестирования, в 2024 году экзамен у студентов специальности «Педиатрия» проходил в виде компьютерного тестирования, а у студентов специальности «Лечебное дело» – в виде собеседования.

Из полученных данных видно, что с экзаменом в виде тестирования по химии студенты специальностей как «Лечебное дело», так и «Педиатрия» справляются лучше, чем по биохимии. Причем у студентов «педиатров» различия между химией и биохимией более значимые. Так, например, разница в абсолютной успеваемости по химии и биохимии у студентов «педиатров» составляет 14%, а у студентов «лечебников» – 4%. При проведении экзамена в виде собеседования у студентов специальности «Лечебное дело» более высокие результаты абсолютной и качественной успеваемости получены по биохимии.

Разница в результатах тестирования по химии и биохимии, по всей видимости, связана со спецификой тестовых заданий по биохимии, используемых нами на экзамене. В экзаменационных тестах по биохимии важное место занимают клинические задания, для выполнения которых требуется не просто механическое заучивание определенных биохимических процессов, протекающих в организме, но и понимание их взаимосвязей и нарушений. Также среди тестов по биохимии, по сравнению с химией, достаточно много представлено заданий на соответствие и на установление последовательности. Задания такого типа традиционно вызывают наибольшие сложности у студентов, так как для их выполнения требуются умения совершать определенные логические действия: классифицировать, анализировать, проводить сравнение, устанавливать причинно-следственные связи, выстраивать логические цепочки рассуждений.

В тестовых заданиях по химии мы не используем клинические задачи и в банке тестов по химии доля заданий на соответствие и особенно на последовательность меньше, чем в тестах по биохимии.

Таблица 5.

Результаты сдачи экзаменов по дисциплинам «Химия» и «Биохимия»

КУ – качественная успеваемость, АУ – абсолютная успеваемость

Лучшие результаты экзамена по биохимии у студентов «лечебников» в виде собеседования по сравнению с тестированием, на наш взгляд, могут быть связаны с тем, что при изучении биохимии студенты сдают коллоквиумы, на которых учатся правильно выстраивать устный ответ, выражать свои мысли и отвечать на вопросы преподавателя. При такой форме сдачи экзамена студент имеет возможность скорректировать, дополнить свой ответ, получив наводящие вопросы преподавателя. По химии программой предусмотрены письменные проверочные работы, поэтому у студентов 1 курса нет такого опыта устного диалога с преподавателем, с чем и связано, вероятно, некоторое снижение качественной успеваемости при проведении собеседования у студентов «лечебников» по сравнению с результатами тестирования.

Сравнение результатов сдачи экзаменов в тестовой форме в 2023 году и в 2024 году по химии, а также по биохимии у студентов «педиатров» не выявило существенной разницы. 

Подводя итог, можно отметить, что разработанная нами система КОС по химии и биохимии позволяет осуществлять текущий контроль и проводить промежуточную аттестацию. Задания по химии и биохимии составлены в соответствии с общими требованиями, предъявляемыми к КОС [1, 3]. Разработанные материалы четко структурированы и составлены в соответствии с рабочими программами дисциплин «Химия» и «Биохимия», они позволяют оценить уровень усвоения теоретического материала, а также умения применять полученные знания при решении медико-биологических задач. Проверяемые знания и умения соответствуют будущей медицинской деятельности обучающихся, а составленные задания носят междисциплинарный характер. Для каждого типа КОС разработаны критерии оценивания, которые позволяют дифференцировать обучающихся по степени усвоения учебного материала.

Список литературы:

1. Антюхов А. В., Фомин Н. В. Разработка фонда оценочных средств в контексте ФГОС ВПО // Вестник БГУ. 2014. №1. С. 112-117. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-fonda-otsenochnyh-sredstv-v-kontekste-fgos-vpo (дата обращения: 24.02.2025).
2. Березнева Е.Ю., Орлянская Т.Я. Ситуационная задача как средство формирования межпредметных связей в медицинском вузе // Научное обозрение. Педагогические науки. 2022. №3. С. 5-9. –
3.  URL:  https://doi.org/10.17513/srps.2427 (дата обращения: 24.02.2025).
4. Разработка средств оценки образовательных результатов обучающихся вуза / Ваганова О.И., Кутепова Л.И., Гладкова М.Н. и др.  // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. №11-1. С. 134-136. URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=10447 (дата обращения: 24.02.2025).
5. Жунусакунова А.Д. Методы контроля и оценки результатов обучения в учебном процессе // Молодой ученый. 2016. № 20.1(124.1). С. 26-29. URL: https://moluch.ru/archive/124/28564/ (дата обращения: 24.02.2025).
6. Кудрявцев Л.Д. Об экзаменах // Вестник Московского университета. Серия 20. Педагогическое образование. 2014. №1. С. 86-99. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ob-ekzamenah (дата обращения: 24.02.2025).
7. Курицына Г.В. Формы и методы контроля качества дистанционного обучения студентов вуза // Международный журнал экспериментального образования. 2014. №8-3. С. 17-21. URL: https://expeducation.ru/ru/article/view?id=5922 (дата обращения: 24.02.2025).
8. Литвинова Т.Н. Задачи по общей химии с медико-биологической направленностью как средство реализации принципов модульности и профессиональной направленности химического образования медиков // Успехи современного естествознания. 2004. №4. С. 87-88. URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=12520 (дата обращения: 24.02.2025).
9. Литвинова Т.Н. Фундаментальная химическая подготовка студентов медицинского вуза – важное звено процесса формирования современного врача // Современные наукоемкие технологии. 2010. №10 С. 206-208. URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=26086 (дата обращения: 24.02.2025)
10. Методика разработки ситуационных задач (кейс-заданий) для аккредитации врачей / Учебно-методическое пособие. – О.М. Драпкина, С.Ю. Астанина, Е.А. Дepинoвa и др. – Воронеж: ООО «Канцтовары», 2019. – 93 с.
11. Преподавание дисциплин химического профиля в современном медицинском университете: проблемы и перспективы / Салмина А.Б., Петрова Л.Л., Труфанова Л.В. и др.  // Сибирское медицинское обозрение. 2012. № 6(78). С. 90-93. URL: https://smr.krasgmu.ru/files/28_1418222675_smo_2012,_n6_78_.pdf (дата обращения: 24.02.2025).