Изучение электрических свойств биологических тканей на основе частотной дисперсии импеданса представляет собой перспективное направление учебных биофизических экспериментов в медицинском вузе. Актуальность данной работы обусловлена необходимостью формирования у студентов навыков интерпретации вариативных данных, критического анализа биофизических измерений и понимания связи между структурным состоянием ткани и её электрическим откликом. Исследуются изменения импедансных характеристик при тепловом воздействии на биологический объект, направленные на иллюстрацию деградации мембранных структур. В качестве модели использовался клубень картофеля, обладающий неоднородной водной и мембранной структурой. Объект подвергался последовательным циклам нагрева в микроволновой печи до температуры около 60 °С с последующим охлаждением (имитация процесса деградации клеточных мембран). Импеданс регистрировался в диапазоне частот от 500 Гц до 20 кГц до и после каждого воздействия. Полученные данные показали постепенное сглаживание спектра импеданса, что интерпретируется как исчезновение ёмкостного барьера и утрата частотной избирательности проводимости. Сравнение двух объектов с различной геометрией позволило продемонстрировать влияние морфологических факторов на форму кривой. Новизна работы заключается в сочетании учебного эксперимента с элементами исследовательской интерпретации, направленной на развитие клинического мышления. Эксперимент легко воспроизводим, доступен для внедрения в курс физики и обладает высоким дидактическим потенциалом.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Образование
- УДК
- 372.853. физики
Формирование исследовательских компетенций в курсе физики в медицинском вузе - важная составляющая начального этапа профессиональной под готовки врача-клинициста [1]. Способность интерпретировать эмпирические данные в контексте биологических, физических и методологических факторов лежит в основе современной доказательной практики. Уже на ранних этапах профессионального становления студент должен понимать, что экспериментальные результаты не сводятся к механической регистрации чисел: каждый измеренный параметр отражает совокупное влияние структуры исследуемого объекта, свойств измерительной системы и условий проведения опыта. Это требует развития критического мышления и понимания ограничений применяемых моделей [2].
Список литературы
1. Авачева Т. Г., Дмитриева М. Н., Кривушин А. А., Авачева Т. Г. Развитие навыков исследовательской деятельности студентов медицинского вуза при обучении дисциплин физико-математического профиля // Школа будущего. 2016. № 5. С. 91-99. EDN: YIEYSV
2. Ракова О. Г., Авачева Т. Г. Технология развития критического мышления у студентов медицинского вуза при изучении дисциплин гуманитарного и естественнонаучного циклов // Школа будущего. 2024. № 3. С. 28-45. DOI: 10.55090/19964552_2024_3_28_45 EDN: GZGRRV
3. Gabriel S., Lau R. W., Gabriel C. The dielectric properties of biological tissues: II. Measurements in the frequency range 10 Hz to 20 GHz // Phys Med Biol. 1996. Nov. Vol. 41, № 11. Рр. 2251-2269. PMID: 8938025. DOI: 10.1088/0031-9155/41/11/002. PMID: 8938025 Basics. 3rd ed. - Amsterdam: Academic Press, 2015. 512 p. URL: https://www.sciencedirect.com/book/9780124114708 (дата обращения: 12.02.2025).
5. Ененков Н. В., Авачева Т. Г. Новые подходы к преподаванию физики в медицинском вузе на примере определения импеданса биологического объекта // Актуальные проблемы физики и технологии в образовании, науке и производстве: материалы IV Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 120-летию Александра Васильевича Пёрышкина, Рязань, 24-25 марта 2022 года / под редакцией В. А. Степанова, О. В. Кузнецовой. Рязань: Рязанский государственный университет имени С. А. Есенина, 2022. С. 186-188. EDN: HPGXLI
6. Lorenzo M. F., Bhonsle S. P., Arena C. B., Davalos R. V. Rapid Impedance Spectroscopy for Monitoring Tissue Impedance, Temperature, and Treatment Outcome During Electroporation-Based Therapies // IEEE transactions on bio-medical engineering. 2021. Vol. 68, № 5. Рр. 1536-1546. DOI: 10.1109/TBME.2020.3036535
7. Андронов В. П. Формирование клинического мышления в условиях вузовского обучения // Известия Самарского научного центра РАН. 2012. № 2-1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/formirovanie-klinicheskogo-myshleniya-v-usloviyah-vuzovskogo-obucheniya (дата обращения: 12.02.2025).
8. Маликов В. Н., Шмыкова П. А., Фадеев Д. А., Войнаш С. А., Соколова В. А. Изучение дисперсии импеданса биологических тканей // Вестник Казанского технологического университета. 2023. № 8. С. 245-246. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/izuchenie-dispersii-impedansa-biologicheskih-tkaney (дата обращения: 12.02.2025).
9. Dean D. A., Ramanathan T., Machado D., Sundararajan R Electrical Impedance Spectroscopy Study of Biological Tissues // Journal of electrostatics. 2008. Vol. 66, № 3-4. Рр. 165177. DOI: 10.1016/j.elstat.2007.11.005
10. López-Alonso B., Sarnago H., Lucía O., Briz P., Burdío J. M. Real-Time Impedance Monitoring During Electroporation Processes in Vegetal Tissue Using a High-Performance Generator // Sensors (Basel, Switzerland). 2020. Vol. 20, № 11. Рр. 3158. DOI: 10.3390/s20113158
11. Кривцун И. В., Пентегов И. В., Сидорец В. Н., Рымар С. В. Методика обработки экспериментальных данных при моделировании дисперсии импеданса биологических тканей с помощью схемы замещения Фрике // Электротехника и электромеханика. 2017. № 5. С. 27-37. DOI: 10.20998/2074-272X.2017.5.04 EDN: ZMJEXL
12. Integration of natural scientific disciplines by means of hierarchical complexes of contextual problems as a method of forming the research competence of students of medical universities / T. Avacheva, M. Dmitriyeva, M. Shmonova [et al.] // 5th international multidisciplinary scientific conference on social sciences and arts SGEM 2018: Conference proceedings (Albena, Bulgaria, August 26 - September 1, 2018). Vol. 5, Iss. 3.5. Albena, Bulgaria: СТЕФ92 Технолоджи, 2018. P. 447-452. DOI: 10.5593/sgemsocial2018/3.5/S13.056 EDN: EWRRCH
13. Купрюшин А. С., Купрюшина Н. В., Вишнякова Ж. С. Формирование клинического мышления при преподавании морфологических учебных дисциплин // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 5-1. С. 58-61; URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=6761 (дата обращения: 12.02.2025). EDN: UAUPXL
14. Гайворонский И. В., Ничипорук Г. И., Гайворонский И. Н., Ничипорук Н. Г. Биоимпедансометрия как метод оценки компонентного состава тела человека (обзор литературы) // Вестник Санкт-Петербургского университета. Медицина. 2017. Т. 12, № 4. С. 365-384. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/bioimpedansometriya-kak-metod-otsenki-komponentnogo-sostava-tela-cheloveka-obzor-literatury/viewer (дата обращения: 12.04.2025). EDN: YNSXGC
15. Авачева Т. Г., Прохорова Е. В., Шмонова М. А., Кривушин А. А. Изучение мотивации студентов медицинских специальностей и пути ее повышения при обучении физике, математике // Школа будущего. 2022. № 3. С. 42-53. DOI: 10.55090/19964552_2022_3_42_53 EDN: UUYMBM
16. Авачева Т. Г., Дмитриева М. Н., Кривушин А. А. Интегративный подход в обучении математике, физике и медицинской информатике студентов медицинского вуза // Школа будущего. 2016. № 5. С. 83-90. EDN: YIEYSL
17. Николаев Д. В., Щелыкалина С. П. Биоимпедансный анализ состава тела человека. Москва: Медасс, 2009. 256 с. URL: https://medass.su/wp-content/uploads/2017/03/book2009.pdf (дата обращения: 12.02.2025). EDN: QUUAFX
18. Авачева Т. Г., Кривушин А. А. Автоматизация расчётной части лабораторных работ по медицинской физике // Школа будущего. 2023. № 3. С. 128-137. DOI: 10.55090/19964552_2023_3_128_137 EDN: FFNILC
19. Обработка результатов лабораторных работ по физике посредством нейросети / А. И. Иванов, Т. Г. Авачева, А. В. Ельцов [и др.] // Цифровое будущее современной медицины: сборник докладов I Всероссийской конференции студентов и молодых ученых с международным участием, Рязань, 24-25 апреля 2024 года. Рязань: Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова, 2024. С. 119-122. EDN: BWANKS
20. Роль клинического мышления в формировании специалиста медицинского профиля: сборник трудов конференции / Н. А. Насонова, Д. А. Соколов, В. Н. Ильичева, А. А. Заварзин // Педагогика, психология, общество: перспективы развития: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (Чебоксары, 28 мая 2020 г.) / редколлегия: Ж. В. Мурзина [и др.]. Чебоксары: Среда, 2020. С. 69-71. 978-5907313-40-8. ISBN: 978-5-907313-40-8 EDN: DTELAV
21. Ельцов А. В., Кривушин А. А. Использование ресурсов сети интернет в преподавании астрономии, физики, а также исследовательской деятельности // Школа будущего. 2014. № 2. С. 115-119. EDN: SZUOWF
22. Кривушин А. А. Возможности виртуального физического эксперимента на занятиях по астрономии и физике // Учебная физика. 2015. № 5. С. 57-61. EDN: UXOVFB
23. Авачева Т. Г., Буробин М. А., Кривушин А. А. Применение дистанционных технологий для преподавания физики в вузе // Современные технологии в науке и образовании - СТНО-2016: сборник трудов международной научно-технической и научно-методической конференции: в 4 т., Рязань, 02-04 марта 2016 года / Рязанский государственный радиотехнический университет; под общ. ред. О. В. Миловзорова. Рязань: Рязанский государственный радиотехнический университет, 2016. Т. 3. С. 289-292. EDN: WKJRND
24. Авачева Т. Г., Милованова О. А., Кривушин А. А. Особенности организации самостоятельной работы при изучении физики студентов медицинского университета // Физика в системе современного образования (ФССО-2023): материалы XVII Международной конференции, Санкт-Петербург, 27-30 июня 2023 года. Санкт-Петербург: Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена, 2023. С. 160-166. EDN: XIQXWG
Выпуск
Другие статьи выпуска
В данной статье рассматривается проблема формирования познавательных универсальных учебных действий посредством выполнения девятиклассниками некоторых типов заданий основного государственного экзамена по информатике. С опорой на результаты выполнения проверочных работ были выявлены типичные ошибки, на основании которых разработаны задания, способствующие формированию умений устанавливать причинно-следственные связи, строить логические рассуждения, делать умозаключения и выводы. Проведенное исследование показало, что умения обучающихся выполнять задания № 3 и № 10 ОГЭ по информатике оказывают влияние на сформированность познавательных универсальных учебных действий.
В статье рассматривается проблема сформированности умений у обучающихся основной школы выявлять факты и суждения, оценивать их достоверность и адекватность. Авторами изучен методический аспект процесса формирования методологических представлений, разработаны задания для выявления этих умений и диагностики их сформированности, а также проведен констатирующий эксперимент. Результаты эксперимента помещены в заключительной части.
В статье описаны концептуальный, содержательный, процессуальные и технологический аспекты проектирования опережающего физического практикума для учащихся инженерных классов. Основными методами первичного освоения физических понятий являются эксперимент (простейшие опыты и измерения) и конструирование моделей технических устройств и приборов. Далее эта деятельность усложняется логическими действиями, измерениями простых физических величин, выполнением расчетов. Теоретическая значимость статьи заключается в классификации подходов к конструированию лабораторных работ для учащихся I-II, III-IV и V-VI классов, в уточнении объёма и содержания понятия «учебный инженерный опыт», приведены примеры. Практическая значимость заключается в изложении методических рекомендаций, выявленных в ходе педагогического эксперимента по физике.
Статья посвящена проблеме обучения старшеклассников решению стереометрических задач на построение с использованием компьютерных средств, в частности GeoGebra. Авторами выявлены трудности школьников при решении стереометрических задач, главной из которых является недостаточное развитие пространственного мышления и неумение анализировать задачную ситуацию, а также обосновано, что использование компьютерных программ в решении стереометрических задач на построение позволит учащимся строить и преобразовывать геометрические 3-D модели в интерактивном режиме. В статье на конкретном примере показано применение интерактивной геометрической среды GeoGebra к решению задачи на построение сечения многогранника и её роль в обеспечении наглядности и подвижности заданного объекта. Овладение умениями использовать интерактивную среду GeoGebra в решении задач предлагается осуществлять с помощью специального элективного курса. Положительная роль интерактивной среды GeoGebra в решении задач и развитии пространственного мышления учащихся подтверждена экспериментальными данными.
В статье подчёркивается ключевая роль эксперимента в процессе изучения естественно-научных дисциплин, в частности органической химии. Для реализации в рамках учебной или внеучебной работы предложен синтез красителя - флуоресцеина, позволяющий на практике использовать теоретические знания. Рассмотрен вопрос практического применения флуоресцеина. Приведены методики получения красителя, отличающиеся по временным затратам и трудоёмкости, которые можно реализовать для обучающихся различного уровня подготовки. Предложена замена гигроскопичного катализатора реакции хлорида цинка на более доступный - серную кислоту. Обсуждены аспекты реакционной способности ароматических соединений в реакциях электрофильного замещения.
В данной статье авторы рассматривают возможности использования тетрадей-навигаторов при обучении предметной области «Математика и информатика». Под тетрадью-навигатором авторы понимают особый вид рабочей тетради, который используется в образовательном процессе для различных целей: для мотивации школьников к учебе, как тетрадь с образовательной траекторией для неуспевающих или, наоборот, с траекторией для одаренных детей, как вспомогательный раздел к уже имеющемуся материалу. Описывают основные возможные результаты использования тетрадей-навигаторов, наиболее эффективные способы взаимодействия педагога с обучающимися при использовании данных тетрадей. Также авторы описывают основные принципы и подходы к разработке тетрадей-навигаторов. В качестве примера авторы рассматривают тетрадь-навигатор по теме «Компьютерная графика».
В статье рассмотрены и представлены ведущие термины: дефиниция конфликта - взаимосвязи участников социальной коммуникации, выражающейся как внутри отдельной личности, так и между двумя или несколькими индивидами; конфликтная ситуация как феномен общественной реальности, обладающий определенной структурой, стадиями (возникновение, развитие, окончание) и предполагающий результативное преодоление и предотвращение. Нейтрализация конфликтной ситуации рассматривается авторами статьи как активность, нацеленная на регулирование конфронтации посредством ее оценки, предвидения, предотвращения, устранения, координирования, смягчения и профилактики в рамках каждой фазы разворачивания конфликтного взаимодействия. Нейтрализация столкновения реализуется через интеграцию в конфликт независимой стороны, называемой медиатором, который, обращаясь к разным техникам и механизмам преодоления конфликтной ситуации, создает условия для мирного сосуществования и сотрудничества ее участников.
В статье рассматриваются особенности виртуального пространства и общения подростков в интернет-среде, специфика интернет-коммуникации подростков; описаны результаты эмпирического исследования специфики общения подростков в онлайн-пространстве; показана возможность использования психологического тренинга как активного метода повышения компетентности в сфере общения подростков.
В статье разработаны и описаны психодиагностические методы тестирования уровня профессионального потенциала музыкальных артистов. Представленные в статье методы могут применяться для работы с молодыми солистами музыкальных театров, выпускниками музыкальных вузов (вокалистами, инструменталистами, дирижерами, режиссерами). В статье обоснована позиция автора, которая состоит в том, что оптимальным способом выявления и оценивания профессионального потенциала студентов музыкальных вузов является многостороннее исследование творческих задатков, ценностно-смыслового отношения к музыке, общего уровня осмысленности и осознанности, способности к рефлексии, а также личностных особенностей испытуемого. Тест ориентирован на индивидуальноличностные различия клиентов и направлен на выявление сильных и слабых сторон личности, что позволит подобрать ту сферу музыкальной деятельности, которая будет способствовать не только профессиональному росту молодого артиста, но и улучшению его психологического благополучия.
Социально-коммуникативная компетентность является значимой психологической характеристикой профессиональной подготовки студентов вуза. Актуальным вопросом выступает роль успешного развития коммуникативной компетентности студентов при реализации социально-образовательных событий и решении профессиональных задач. В статье изложено описание спроектированной и апробированной программы «Эффекты общения», направленной на активизацию и развитие социально-коммуникативных ресурсов будущих педагогов-психологов, подчеркнуты позитивные изменения в формирование социально-коммуникативной компетентности, также в ней представлены психолого-педагогические рекомендации по развитию социально-коммуникативной компетентности студентов вуза.
В статье представлены результаты опытно-исследовательской работы, ориентированной на изучение специфики диагностики дефицитов лексического развития дошкольников. Доказывается, что лексический компонент языковой способности, отражающий многоаспектные процессы освоения слов родного языка, является одним из психологических факторов гармоничности психического развития дошкольников. Обосновывается необходимость трансформации традиционных диагностических инструментов с учетом востребованности временем и обществом. Предлагается авторский вариант интерактивного диагностического ресурса, ориентированного на оптимизацию работы по изучению одного из аспектов лексического развития детей поколения Альфа - потенциала освоения сложных слов. Приводятся аргументы результативности применения предлагаемого диагностического ресурса.
Издательство
- Издательство
- МГПУ ИМ. М. Е. ЕВСЕВЬЕВА
- Регион
- Россия, Саранск
- Почтовый адрес
- 430007, Респ Мордовия, г Саранск, ул Студенческая, д 11А
- Юр. адрес
- 430007, Респ Мордовия, г Саранск, ул Студенческая, д 11А
- ФИО
- Антонова Марина Владимировна (РЕКТОР)
- E-mail адрес
- office@mordgpi.ru
- Контактный телефон
- +7 (834) 2339250