«ПЕРВЫЙ СРЕДИ РАВНЫХ...»
Нормативные документы
Противодействие коррупции
Поступающим
Студентам
Выпускникам
Проект 5-100
Аккредитация специалистов
08.10.2007

Организация курса нормальной физиологии на основе принципа системного квантования процессов жизнедеятельности

ГОУ ВПО ММА имени И.М.Сеченова
Лечебный факультет

 

К.В.Судаков, Заведующий кафедрой нормальной физиологии ММА им. И.М Сеченова, директор НИИ нормальной физиологии им. П.К.Анохина РАМН, академик РАМН, профессор

В.В.Андрианов, Профессор кафедры нормальной физиологии ММА им. И.М Сеченова, доктор медицинских наук, профессор.

Н.А.Василюк, Ведущий специалист НИИ нормальной физиологии им. П.К.Анохина РАМН

П.Е.Умрюхин,  Кандидат медицинских наук, ассистент кафедры нормальной физиологии ММА им. И.М Сеченова

 Статья написана по результатам работ направленных на разработку и организацию курса «Нормальной физиологии» на основе теории функциональных систем или принципа системного квантования для студентов, обучающихся по специальности «Лечебное дело». Работа проводились в рамках реализации «Программы формирования инновационного образовательного пространства Московской медицинской академии имени И.М. Сеченова»

 

 

Кафедра нормальной физиологии ММА им.И.М.Сеченова объединенная с однопрофильным НИИ нормальной физиологии им.П.К.Анохина РАМН.

Учебный процесс динамичен. Отечественные научно-педагогические школы всегда характеризовались новациями, которые нередко поражали иностранных коллег. Уровень образования в высших учебных заведениях прежнего Советского Союза, по признанию многих отечественных и зарубежных экспертов, отличался высокой профессиональной подготовкой соответствующих специалистов.

Современный этап преобразования учебного процесса в России требует внедрения новых прогрессивных технологий.

Основное требование подготовленности выпускников высших учебных учреждений - умение применить полученные в вузе знания для их дальнейшей профессиональной практической деятельности. При этом ведущим звеном качественного образования является подготовка таких специалистов, которые способны удовлетворять потребностям граждан, общества и государства, что выступает в качестве социально значимого результата образовательного процесса.

Указанным требованиям удовлетворяет приоритетная, разработанная в нашей стране академиком П.К. Анохиным, теория функциональных систем [2, 3]. Теория функциональных систем продолжает творчески развиваться в научной школе П.К.Анохина в Научно-исследовательском институте нормальной физиологии имени П.К.Анохина Российской Академии медицинских наук, объединенном с однопрофильной кафедрой нормальной физиологии Московской медицинской Академии имени И.М.Сеченова.

Общие принципы построения теории функциональных систем изложены нами в ряде публикаций [7, 8, 10, 12].

Ведущим звеном построения функциональной системы любого уровня организации является полезный для самой системы и образуемой ею целостной организации приспособительный результат. Результат деятельности функциональной системы любого уровня организации является системообразующим фактором. [3]

Полезные приспособительные результаты выявляются в живых организмах на уровне химических и метаболических реакций. Полученное в результате химических метаболических реакций вещество может прекращать или, наоборот, ускорять течение этих реакций. Большое количество полезных приспособительных результатов, строящих соответствующие функциональные системы, имеется во внутренней среде живых организмов, такие как кровяное давление, уровень газовых показателей, осмотическое давление, температура и пр., формирующие постоянство внутренней среды -гомеостазис. Значительную группу составляют поведенческие полезные приспособительные результаты, определяющие удовлетворение биологических, метаболических потребностей живых существ и их групповых объединений. У человека результаты поведения и психической деятельности, кроме удовлетворения биологических потребностей, обуславливают удовлетворение социальных и духовных потребностей: учебной, производственной, военной, технической, религиозной и общественно-политической деятельности.

Все изложенное указывает на огромное множество функциональных систем, составляющих в их гармоническом взаимодействии целостные живые организмы.

Все функциональные системы в организме слаженно взаимодействуют.

Одни функциональные системы своей саморегуляторной деятельностью определяют устойчивость различных показателей внутренней среды - гомеостазис, другие - адаптацию человека к среде обитания. Одни функциональные системы генетически детерминированы, другие складываются в индивидуальной жизни в процессе взаимодействия субъектов с разнообразными факторами внутренней и внешней среды, т.е. на основе обучения.

Все функциональные системы работают по принципу саморегуляции: отклонение результата от уровня, определяющего нормальную жизнедеятельность, является причиной к мобилизации всех составляющих функциональные системы элементов, определяющих возвращение этого результата к оптимальному для жизнедеятельности уровню. При этом ведущая роль в деятельности функциональных систем принадлежит приоритетно открытой П.К. Анохиным обратной афферентации (она же обратная связь), поступающей в центральные образования функциональной системы от параметров результатов деятельности системы [10].

Физиология - наука о жизнедеятельности. Физиология строит знания о динамике функций живых организмов, прежде всего на основе структурно-морфологических данных и деятельности отдельных органов и тканей. Как неизбежное следствие этого сложилась органная физиология. Любые современные учебники по физиологии строятся по органному принципу. В распространенных рекомендуемых учебниках по физиологии традиционно излагаются разделы: физиология клетки, специальных тканей, сердца, легких, почек, желудка, спинного, головного мозга и т.д. Общими механизмами, связывающими деятельность отдельных органов в целом организме, являются нервная и гуморальная регуляция.

Тем не менее органный принцип в биологических дисциплинах не может считаться оптимальным для понимания жизнедеятельности целостного организма человека.

В последние годы в медико-биологические науки активно внедряется молекулярно-генетический подход, который несмотря на его огромную научную значимость, еще более углубляет аналитический принцип изучения процессов жизнедеятельности и еще дальше уводит специалистов от познания интегративных функций целого организма.

Определенным продвижением в вопросе познания целостных функций организма является систематика, т.е. группирование органов по определенному функциональному назначению - системы пищеварения, кровообращения, дыхательная, выделительная, иммунная, нервная и другие морфофункциональные системы организма. Эти системы позволяют учащимся и специалистам определенным образом ориентироваться на специальные физиологические процессы, но при этом не раскрываются основные закономерности функционирования и остаются без ответа вопросы, что же объединяет эти органы в морфофункциональные системы и как они взаимодействуют в целом организме?

По существу, те же недостатки присущи и классическому системному подходу, постулированному Л. фон Берталанфи и его последователями.

Теория функциональных систем принципиально отличается от общераспространенного системного подхода, предложенного Л. фон Берталанфи [15], А.А. Малиновским [4] и их последователями. Системный подход, предложенный указанными авторами, в широком смысле слова рассматривает системы только как совокупность множества явлений (процессов), которые при их объединении создают новое качество, отличное от каждого входящего в систему компонента.

Теория функциональных систем рассматривает системные организации в динамике их построения. При этом ведущим звеном построения функциональной системы любого уровня организации, как указывалось выше, является полезный для самой системы и образуемой ею целостной организации приспособительный результат. При достижении результата деятельности его параметры запечатляются на структурах соответствующей функциональной системы в виде механизма опережающего отражения действительности [1], что в конечном счете формирует цель деятельности субъектов по достижении потребных результатов.

Теория функциональных систем заставила существенно изменить традиционные подходы к функциям целого организма.

С позиций этой теории объединение отдельных органов, принадлежащих разным морфофункциональным системам, в различные функциональные системы происходит, как правило, избирательно на основе специфических метаболических процессов.

Для удержания полезного приспособительного результата на оптимальном для жизнедеятельности уровне и его возвращения к исходному уровню в случае отклонения, каждая функциональная система избирательно объединяет различные органы и ткани, комбинации нервных элементов и гуморальных влияний, а также при необходимости - специальные формы поведения. Примечательно, что в различные функциональные системы избирательно включаются одни и те же органы своими различными метаболическими степенями свободы - принцип избирательного фракционирования органов по П.К. Анохину. В результате одни и те же органы человека, включающиеся в деятельность различных функциональных систем, приобретают особые свойства. К примеру, почки своими различными степенями свободы, которые представлены в каждом случае специфическими физиологическими и биохимическими реакциями, могут включаться в функциональные системы поддержания в организме оптимального уровня газов, кровяного и осмотического давления, температуры и др.

Все это заставляет при преподавании учитывать объединение отдельных органов в разные функциональные системы.

Теория функциональных систем считает, что молекулярные процессы, разыгрывающиеся в органах и составляющих их тканях, должны рассматриваться в соответствии с их включением в различные функциональные системы организма.

К тому же объединяемые в функциональные системы элементы не просто взаимодействуют, а взаимосодействуют достижению каждой функциональной системой ее полезного приспособительного результата. Их тесное взаимодействие проявляется, прежде всего, в корреляционных отношениях ритмов их деятельности.

С позиций теории функциональных систем различные функции организма рассматриваются не сами по себе, а в связи с различными исходными потребностями организма и их удовлетворением.

Так, например, мышечные сокращения осуществляются в организме не сами по себе, а в процессе поведенческой деятельности субъектов, направленной на удовлетворение их биологических или социальных потребностей.

Функциональные системы, по сравнению с общераспространенным принципом рефлекса, выступили в качестве самостоятельного принципа организации поведения живых существ и психической деятельности человека. [9]

В развитие теории функциональных систем, предложенной П.К . Анохиным, на основе экспериментальных исследований и исследований на людях одним из нас в 1978 году предложена концепция системного квантования процессов жизнедеятельности. Концепция системного квантования процессов жизнедеятельности раскрывает динамику построения различных функциональных систем: от потребности к ее удовлетворению, а в педагогике - от постановки вопроса к полноценному на него ответу. (Рис.1)

 

 Схема саморегуляции системокванта поведения (рис.1)

Рис. 1. Схема саморегуляции системокванта поведения. Системоквант инициируется потребностью и строящейся на ее основе мотивацией. Включает целенаправленную деятельность субъекта по достижению промежуточных и конечного результатов поведения, направленного на удовлетворение исходной  потребности. При этом каждый результат (+ положительный, - отрицательный) оценивается субъектом с помощью обратной афферентации.

 

Согласно этим представлениям, казалось бы непрерывный континуум поведения и психическая деятельность живых существ подразделяется на дискретные результативные отрезки. [6] На основе принципа системного квантования процессов жизнедеятельности строится целенаправленная деятельность субъектов.

Концепция системного квантования жизнедеятельности позволила расчленить учебный процесс на отдельные однотипно организованные результативные системокванты, направленные на различные значимые для обучающихся адаптивные результаты.

В соответствии с представлениями о системном квантовании процессов жизнедеятельности, казалось бы непрерывный процесс учебной деятельности, подразделяется на дискретные отрезки: от потребности к ее удовлетворению.

Построение образовательной деятельности на основе концепции системного квантования процессов жизнедеятельности осуществляется отдельными дискретными блоками программного обучения - от постановки вопроса к ответу на него, т.е. достижению учебно значимого для каждого обучающегося результата. При этом формируется цель деятельности обучающихся и средства ее достижения.

Достижение ответа на поставленные вопросы осуществляется обучающимися с помощью знаний, полученных на лекциях, практических занятиях, при чтении учебной литературы, дополнительной литературы, методических пособий и посещения элективов.

Для достижения конечной цели студенты сначала познают общие закономерности жизнедеятельности, затем - физиологию отдельных органов.

Затем в отличие от распространенного преподавания физиологии отдельных органов, процесс обучения студентов на нашей кафедре не останавливается на познании функций отдельных органов. После изучения общих процессов жизнедеятельности и физиологии отдельных органов почти в каждом разделе курса студенты знакомятся с различными функциональными системами гомеостатического и поведенческого уровней. [11]

В отличие от распространенного органного подхода, курс нормальной физиологии на кафедре перестроен в плане понимания студентами системных механизмов молекулярного, гомеостатического и поведенческого уровней жизнедеятельности и системного построения целого организма человека.

При этом ведущим становится вопрос о том, что вносят изученные студентами аналитические процессы и физиологические свойства отдельных органов в деятельность различных функциональных систем, определяющих жизнедеятельность целостного организма человека.

В области нормальной физиологии, преподающейся в Московской медицинской академии имени И.М.Сеченова, конечной целью - результатом учебной деятельности студентов является - познание базисных физиологических механизмов жизнедеятельности практически здорового человека и его устойчивости при действии различных внешних, особенно экстремальных факторов, ведущих к возникновению различных заболеваний.

По отношению к конечному результату обучения весь курс нормальной физиологии представлен в виде системоквантов отдельных разделов курса, направленных на достижение конечных и промежуточных результатов обучения. Отдельные системокванты направлены на удержание полезных для метаболизма живых организмов результатов внутренней среды гомеостазиса. Другие - определяют результаты поведения и психической деятельности человека. На основе системного квантования процессов гомеостазиса и поведения строится динамика работы целого организма человека. Для отдельных системоквантов разработаны схемы соответствующих функциональных систем. [13]

Завершается обучение построением системной организации целого организма человека в его неразрывных связях с внешней средой на основе принципов доминирования функциональных систем, их мультипараметрического и последовательного взаимодействия. [6, 11]

Достижение конечной цели обучения на кафедре нормальной физиологии осуществляется системоквантами лекционной, практической и элективной работы.

Каждый системоквант формируется общим названием темы, включает промежуточные вопросы и ответы на них (промежуточные результаты), и конечный результат, завершающий данный системоквант деятельности студентов. Промежуточные и конечные результаты каждого системокванта оцениваются преподавателями. При этом студенты не продвигаются к конечному результату, пока они не ответят на все промежуточные вопросы каждого предлагаемого им системокванта.

Контроль за промежуточными и конечным результатом каждого системокванта учебной деятельности может осуществляться также с помощью специально разработанных тестов. [5]

В каждой лекции формируется тот или иной вопрос и поэтапно (промежуточные результаты) достигается ответ на этот вопрос - конечный результат системокванта.

Точно так же практические занятия по физиологии строятся результативными системоквантами. На практических занятиях студенты получают задание (инструкцию), на которое они с помощью экспериментов или методических разработок формируют ответ на поставленную задачу - т.е. достигают полезных для них учебно-значимых результатов.

В построении семинарских занятий преподаватель параметризует тот или иной полезный для жизнедеятельности результат и ставит перед студентами вопрос - показать механизмы и средства, с помощью которых соответствующий системоквант той или иной функциональной системы достигает и удерживает этот результат на оптимальном для жизнедеятельности уровне. Кроме того, рассматриваются вопросы, какие факторы способствуют, а какие препятствуют достижению системоквантами полезных для организма приспособительных результатов. Сначала определяется результат деятельности системокванта, а затем путем промежуточных вопросов и ответов обучающиеся строят соответствующую функциональную систему.

Каждый системоквант характеризуется изоморфизмом построения.

Системное построение функции, по отзывам студентов, значительно облегчило им восприятие учебного материала. При сохранении унифицированной блок-схемы того или иного учебного системокванта студенты должны в каждом случае только заполнить его конкретным содержанием.

Результативная учебная деятельность студентов, построенная на принципах теории функциональных систем и системного квантования жизнедеятельности, формирует у них интерес к изучаемой дисциплине, умение ставить цели и их достижение, унифицирует подходы к различным разделам учебного курса.

Нами разработаны схемы результативных системоквантов различных разделов курса нормальной физиологии. На схемах отмечено какие промежуточные и конечные результаты учебной деятельности достигаются с помощью теоретических знаний, а какие - практических занятий.

Студенты заполняют схемы конкретными аналитическими знаниями физиологических процессов и физиологическими свойствами отдельных органов, с помощью которых строятся соответствующие функциональные системы.

Концепция системного квантования жизнедеятельности позволила строить лекционные и практические занятия на кафедре физиологии из отдельных системоквантов: от вопроса (потребности) к исчерпывающему ответу на вопрос (удовлетворение потребности), включая теоретические и экспериментальные доказательства.

В качестве примера приводим схему динамики построения одного из системоквантов учебной деятельности кафедры нормальной физиологии ММА имени И.М.Сеченова (Рис.2 и Рис.3).

 

 Пример результативного системокванта. (рис. 2)

Рис.2. Пример результативного системокванта. «Саморегуляция артериального давления»

 

 Схема функциональной системы, поддерживающей на основе механизмов саморегуляции оптимальный для жизнедеятельности организма уровень артериального давления (рис.3)

Рис.3. Схема функциональной системы, поддерживающей на основе механизмов саморегуляции оптимальный для жизнедеятельности организма уровень артериального давления.

 

Данный системоквант формируется общим названием темы. Он включает промежуточные результаты учебной деятельности и конечный результат, завершающий данный системоквант.

Принцип системного квантования процессов жизнедеятельности облегчает студентам понимание порой разрозненного учебного материала и позволяет систематизировать его. Такой подход воспитывает у обучающихся творческое отношение к построению системных функций организма человека.

Взамен традиционной аналитической физиологии отдельных физиологических процессов и физиологии отдельных органов курс физиологии преобразован таким образом, что аналитические процессы включаются в деятельность различных саморегулирующихся функциональных систем гомеостатического и поведенческого уровней жизнедеятельности, обеспечивающих достижение полезных для метаболизма организма и его адаптации к окружающей среде результатов.

На основе системоквантов гомеостатического и поведенческого уровней строится динамика работы целого организма человека.

В процессе обучения на кафедре студенты, наряду с физиологией отдельных органов, на основе принципа системного квантования жизнедеятельности познают саморегулирующиеся функциональные системы, определяющие гомеостазис, поведение и психическую деятельность нормального, практически здорового человека.

Теория функциональных систем, ориентирующая студентов на понимание механизмов устойчивости различных физиологических показателей при разных и даже экстремальных воздействиях на организм, по существу, является теоретической основой здравоохранения, что на наш взгляд имеет н меньшее значение, чем клиническая подготовка студентов.

В соответствии с теорией функциональных систем преподавание физиологии на кафедре строится по единой схеме: постановка вопроса, формирование у студентов целей достижения ответа на поставленный вопрос с помощью лекционного материала, учебников, дополнительной литературы, методических пособий, практических занятий и элективов. Такой подход определяет высокую мотивацию студентов к изучаемому предмету.

На основе принципа системного квантования результативной учебной деятельности оказалось возможным исследовать физиологические функции студентов в процессе их реальной учебной работы [14]. Такой подход позволяет осуществлять своеобразную профилактическую диагностику здоровья учащихся.

 

ЛИТЕРАТУРА.

  1. Анохин П.К. Опережающее отражение действительности. // Вопросы философии. - 1962. № 7. С.97-111.
  2. Анохин П.К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса. М.: Медицина. 1968. 547 с.
  3. Анохин П.К. Кибернетика функциональных систем: Избранные труды. М.: Медицина. 1998. 400 с.
  4. Малиновский А.А. Тектология. Теория систем. Теоретическая биология. М.: Эдиториал. 2000. 448 с.
  5. Нормальная физиология. Ситуационные задачи и тесты. Под ред. акад. РАМН К.В. Судакова. М.: Из-во МИА. 2006. 248 с.
  6. Системокванты физиологических процессов. Под общ. ред. акад. РАМН К.В.Судакова. М.: Междунар. гуманит. фонд Арменоведения им. Ц.П.Агаяна. 1997. 152 с.
  7. Судаков К.В. Общая теория функциональных систем. М.: Медицина. 1984. 224 с.
  8. Судаков К.В. Теория функциональных систем. М.: Из-во Мед. музей. 1996. 95 с.
  9. Судаков К.В. Рефлекс и функциональная система. Новгород: Издат-во Нов. ГУ им. Я. Мудрого. 1997. 399 с.
  10. Судаков К.В.. Кибернетические свойства функциональных систем. // Вестник новых мед.технологий. - Тула: 1998. Т.5. № 1. С. 12-19.
  11. Судаков К.В. Опыт преобразования преподавания курса нормальной физиологии на основе теории функциональных систем. // Известия Международной академии наук высшей школы. 2001. № 1(15). С.17-25.
  12. Судаков К.В. Теория функциональных систем и ее применение в физиологии и медицине. // Журнал Новости медико-биол. наук. Минск: 2004. №4. С. 109-133.
  13. Судаков К.В. Нормальная физиология. М., ООО «Медицинское информационное агентство», 2006, 920 с.
  14. Физиологические механизмы учебной деятельности студентов. Метод, пособие. Под общей ред акад. РАМН, профессора К.В.Судакова. М.: Из-во ММА им. И.М.Сеченова. 2006. (в печати).
  15. Bertalanry L. Fon General theory of systems application to psychology. - Soc. Sci Inform. // Sci. Social. 1967. V.6, № 6.

Исходная статья: Пресс-центр ММА имени И.М.Сеченова