К.х.н. Федосеева А.А., Одарюк И.Д., д.х.н., проф. Шендрик А.Н.

Донецкий национальный университет (Украина)

Использование инновационных технологий для выработки у студентов практических навыков по статистической обработке результатов измерений

Накопление огромных массивов количественных данных и доступность вычислительной техники с каждым годом усиливает математизацию подавляющего большинства наук (в том числе химии, биохимии, биологии и медицины). На современном этапе развития науки исследователь не должен ограничиваться лишь накоплением и описанием неких фактов; на базе накопленных фактов необходимо получить количественные закономерности процессов, создать математические модели исследуемых явлений и объектов [1].

Бурное развитие высоких технологий в биохимии делает возможным одновременное определение содержания десятков и сотен различных веществ в небольшом образце исследуемого биологического объекта, позволяет отслеживать целый ряд показателей в динамике. Современное состояние развития вычислительной техники и доступный уровень цен на персональные компьютеры делает статистическую обработку результатов, предполагающую сложный математический аппарат и огромное количество вычислений, практически мгновенной процедурой, не требующей трудозатрат со стороны исследователя. В то же время, не следует забывать, что высокая стоимость большинства современных исследований предполагает разумное планирование эксперимента, а работа со статистическими программами требует четкого представления о возможностях и границах применимости того или иного метода. Без достоверной статистической обработки результатов просто невозможно сделать корректные выводы или сравнить их с результатами других исследователей. Таким образом, в ходе обучения специалиста-биохимика встает задача не просто познакомить его с методами статистики, но и привить ему твердые практические навыки статистической обработки результатов биохимического эксперимента.

Первое знакомство с методами статистической обработки результатов студенты специальности «биохимия» приобретают во время изучения курса «Высшая математика» (разделы «Статистика» и «Теория вероятности»). Однако, даже получив прочные теоретические знания по указанным выше разделам, студенты не имеют уверенных практических навыков в этой области. Ведь как нельзя научиться синтезировать необходимые вещества, проводить их анализ и т.д. только по книгам, так и обрабатывать данные и, главное, грамотно интерпретировать полученные цифры нельзя без практической деятельности.

Разработанный курс «Статистическая обработка эксперимента в биохимии» имеет четкую практическую направленность. Из различных методов обработки результатов при разработке лекций были отобраны те, которые находят широкое применение в практике биохимических исследований. Поскольку студенты уже прослушали курс высшей математики и имеют общие представления о методах анализа случайных величин, изложение материала в ходе лекций носит выраженный проблемный характер. Перед студентами ставятся задачи аналогичные тем, с которыми им придется столкнуться на практике. Для актуализации предлагаемых вопросов во всех используемых в курсе примерах и заданиях за основу взяты данные биохимических исследований. Это с одной стороны помогает привлечь внимание студентов и заинтересовать их излагаемым материалом, а с другой стороны позволяет параллельно знакомить студентов со значениями ряда важных биохимических показателей, которые они должны будут выучить в курсе «Клиническая биохимия».

Для большей наглядности предлагаемых методов весь лекционный курс подается с применением мультимедийной техники. Это позволяет визуализировать сложный математический аппарат; дает возможность привести большое количество примеров, практически не занимая лекционного времени; помогает преподавателю разнообразить занятия, сделать их более интересными, продуктивными и современными.

Большое внимание в курсе «Статистическая обработка эксперимента в биохимии» уделяется самостоятельной работе студентов. По каждой изучаемой теме предусмотрены индивидуальные задания, цель которых – научить студентов выбирать оптимальные методы статистического анализа данных для решения задач учебного и научно-практического характера, а также обрабатывать полученные экспериментальные данные тем или иным способом. Выполнение этих заданий позволяет получить навыки определения погрешностей в результатах наблюдений, статистической обработки результатов наблюдений отдельных групп; представления результатов измерений; оценки формы и вида законов экспериментальных распределений физических величин; корректной записи результатов измерений; установления корреляционной связи между величинами и т.д. Выполнять предложенные задания студенты должны самостоятельно, пользуясь калькулятором (при этом они повторяют необходимые математические формулы и учатся работе со справочной литературой: таблицами характеристик распределения случайных величин, таблицами критериальных значений параметров распределения и др.). Те же задания студенты выполняют в ходе лабораторных работ, используя компьютерную технику. При этом студенты осваивают ряд программ, наиболее широко используемых в современной практике для статистической обработки результатов эксперимента (Microsoft Office Excell, STATISTICA 6.0, Table Curve), а также получают возможность проверить полученные ранее результаты.

Таким образом, использование инновационных методов преподавания и современных технических средств в курсе «Статистическая обработка эксперимента в биохимии» позволяет добиваться формирования прочных практических навыков по статистической обработке результатов эксперимента, которые студенты в дальнейшем могут применять при выполнении лабораторных, курсовых, дипломных работ, а также в исследовательской и производственной деятельности.

Литература:

1. Юнкеров В.И., Григорьев С.Г. Математико-статистическая обработка данных медицинских исследований. - СПб:ВМедА, 2002.-266 с.