Повышение качества подготовки ординаторов по специальности 3.3.5 "Судебная медицина" путем включения курса химии в образовательную программу

• Ивков Максим Валерьевич
• Хромова Алла Михайловна
• Ивкова Гульнара Аскаровна
• Тимерзянов Марат Исмагилович

Резюме

Обоснована необходимость введения в программу обучения ординаторов по специальности "Судебная медицина" специализированного краткого курса по химии. Отобраны разделы химии с учетом реальных профессиональных задач и уровня подготовки обучающихся.

Ключевые слова:судебная медицина; судебно-медицинская экспертиза; химия; профессиональные компетенции; образовательные программы

В связи с возрастающими требованиями к уровню подготовки современных специалистов учебные программы поствузовского образования должны динамично реагировать на запросы и в случае необходимости расширяться. От современного врача, специализирующегося по судебной медицине, требуются глубокие теоретические и практические знания в различных областях медицинских и смежных наук [1]. Программы учебных заведений предусматривают достаточно полное знакомство с медицинскими и биологическими методами и приемами в ходе подготовки специалистов этого профиля [2-4]. В то же время дисциплина "Химия" совершенно незаслуженно обделена вниманием. Подготовка по химии будущих судебных медиков формируется лишь на додипломном этапе обучения и к моменту поступления в ординатуру частично забывается, носит фрагментарный характер и не воспринимается обучающимися как необходимая составляющая их будущей практики [5]. Как показывает наш опыт, судебные медики зачастую испытывают затруднение при направлении образцов на специальные исследования (например, не знают, к какому химическому классу относится токсикант), при проведении лабораторного подтверждения полученных выводов (слабо ориентируются в приборной базе), а при воздействии на организм какого-либо токсиканта не всегда учитывают его тропность к определенным средам. Судебно-медицинская экспертиза должна опираться не только на морфологический анализ и клинико-анатомическое мышление, но и на понимание химической природы процессов, лежащих в основе действия экзогенных и эндогенных факторов и посмертных изменений тканей [6-8]. В то же время предмет "Химия" в рамках подготовки ординаторов должен выступать не как абстрактная фундаментальная дисциплина, а как инструмент интерпретации экспертных данных и повышения обоснованности заключений. Внедрение новой образовательной модели для формирования прикладных химических знаний, ориентированных на специфику судебной медицины, с нашей точки зрения, существенно улучшит качество подготовки ординаторов по специальности 3.3.5.

В образовательном контенте в настоящее время продвигаются несколько устойчивых подходов, направленных на повышение уровня знаний. Однозначно наиболее распространенной моделью оценки качества образовательной программы является подход pretest-posttest design (дизайн с предварительным и итоговым тестированием), при котором анализируют разницу между результатами тестирования до и после прохождения обучающимися образовательного курса [9-12]. В медицинском образовании хорошие результаты приносит внедрение кратких курсов, построенных по принципу supplemental instruction (дополнительное инструктирование), - это специализированные модули, проводимые студентами-лидерами, которые ранее успешно прошли соответствующий курс. По сути, это программы академической поддержки для улучшения успеваемости и удержания студентов в учебных заведениях [13, 14]. Специфика химического образования подталкивает разработчиков использовать модели адаптивного обучения, элементы виртуальной реальности (VR) и метакогнитивные модули [15-17]. Кроме того, нужно отметить, что адаптивные программы встречаются реже, чем стандартные модули, но их количество растет после 2020 г. [18-21]. Что же касается конкретно медицинского образования, особенно подчеркивается тот факт, что студенты должны не только получить теоретические фундаментальные знания, но и иметь алгоритм их применения в конкретной практической ситуации [22, 23].

В связи со всем вышесказанным нам представляется актуальным обозначить роль химии в судебной медицине в целом, определить круг знаний, необходимых в практической деятельности врача - судебного медика, и предложить обоснованную модель их освоения. Логично предположить, что обучение становится более эффективным при условии профессиональной направленности тематического материала, модульности и концентрации изучаемых тем. Мы предлагаем формат краткосрочного интенсивного курса, в ходе которого легко можно обойтись без чрезмерных требований к материально-техническому обеспечению образовательного процесса и активно применять электронное обучение и компьютерные симуляторы.

Цель работы - обоснование необходимости введения в программу обучения ординаторов по специальности "Судебная медицина" специализированного краткого курса по химии и разработка программы этого курса с учетом реальных профессиональных задач и уровня подготовки обучающихся.

Материал и методы

Для достижения поставленной цели проанализировано значение химии в профессиональной деятельности врача - судебного медика; определены разделы химии, имеющие наибольшую практическую значимость для судебно-медицинской экспертизы; методом тестирования получен срез остаточных знаний ординаторов, обучающихся по курсу "Судебная медицина"; разработана педагогическая модель интенсивного курса химии, ориентированного на прикладные аспекты судебной медицины.

Диагностическое тестирование включает 18 вопросов из 6 разделов химии (по 3 вопроса на каждый раздел), а также интегративный кейс, затрагивающий все темы и требующий комплексного подхода к решению. При анализе результатов тестирования использовали дифференцированный подход: при 0-1 правильном ответе уровень знаний расценивался как фрагментированный и предполагался расширенный объем изучения соответствующего раздела; при 2 правильных ответах уровень считался удовлетворительным; при 3 правильных ответах знания оценивали как полные и требовали преимущественно повторения и систематизации материала. Тестовые материалы были разработаны кандидатом химических наук с учетом профессиональных задач судебно-медицинской практики и обсуждались в исследовательской группе авторов работы.

Результаты

В результате проведенного анализа и эмпирического этапа работы получены следующие данные.

На первом этапе нами были выявлены химические аспекты судебно-медицинской экспертизы и определена их связь с разделами химии. Судебная медицина как область медицинского знания представляет собой комплексную дисциплину, включающую морфологические, клинические, лабораторные и инструментальные методы исследования [24]. Несмотря на то что при проведении судебно-медицинской экспертизы химия не выделяется в самостоятельный раздел, тем не менее для грамотной интерпретации лабораторных данных и целевого применения инструментальных методов необходимо осознанное владение ее положениями и терминологией. В связи с этим при подготовке специалистов в области судебной медицины целесообразно рассматривать не химию вообще, а совокупность практических химических знаний, относящихся к области функционирования биологических объектов. В структуре судебно-медицинской экспертизы традиционно выделяются медико-криминалистическое направление, судебно-химические и токсикологические исследования, а также танатология и учение о посмертных изменениях [25]. Каждый из этих разделов требует знания основных химических закономерностей.

Медико-криминалистические исследования включают широкий набор методов анализа веществ и материалов [26, 27]. Все они связаны с химией. Так, применение рентгенофлуоресцентного анализа и спектральных методов исследования предполагает понимание элементного состава веществ, свойств химических элементов, их валентных состояний, механизмов возбуждения и регистрации излучения, а также факторов, влияющих на границы применяемости, чувствительность, точность и специфичность анализа. Отдельную группу составляют медико-криминалистические исследования при оценке воздействия экзогенных факторов, включая металлы и их соединения. Даже если судебно-медицинский эксперт не выполняет лично подобные исследования, он сталкивается с необходимостью интерпретации их результатов, а это требует базовых знаний неорганической, аналитической и физической химии.

Существенную роль химические знания играют в судебно-химических и токсикологических исследованиях [28]. Необходимо владение методами качественного и количественного определения различных веществ, понимание механизмов их токсикокинетики и токсикодинамики. Это трудно сделать без представлений о свойствах растворов, химической стабильности соединений, кислотно-основных равновесиях и процессах разного рода транспорта через мембраны. Для корректной интерпретации данных нужно понимать различия в выражениях концентрации, в чувствительности и специфичности методик, знать возможные источники аналитических ошибок. Для оценки достоверности полученных данных эксперт должен разбираться в принципах пробоподготовки, экстракции, калибровки приборов и контроля качества. В данном случае востребованными оказываются элементы аналитической, органической и физической химии.

Отдельного внимания заслуживает танатология [29]. Аутолиз, гниение, образование трупных газов, изменения рН тканей, перераспределение ионов, фрагментация природных высокомолекулярных соединений до более простых химических веществ - все это цепи химических процессов. Понимание их закономерностей позволяет более обоснованно интерпретировать макро- и микроскопические признаки, лабораторные данные, изменения биохимических показателей в посмертном периоде. Исключительная роль в этом разделе медицины принадлежит биохимии и органической химии. Представления о строении органических соединений, свойствах функциональных групп, механизмах распада белков, липидов и углеводов, изменениях кислотно-основного состояния и активности ферментов позволяют более обоснованно оценивать давность наступления смерти и интерпретировать лабораторные показатели, полученные в постмортальном периоде.

Современная судебно-медицинская практика широко использует методы визуализации и маркировки - люминесцентные и флуоресцентные метки, контрастные соединения и индикаторные системы [30]. Их целевое применение требует хотя бы базового понимания механизмов излучения, взаимодействия веществ с биологическими тканями и факторов, влияющих на достоверность результатов. Даже при опосредованном использовании таких методов эксперт должен быть способен критически оценить полученные данные и возможные источники ошибок.

Таким образом, краткий анализ структуры судебно-медицинской экспертизы показывает, что химия присутствует в профессиональной деятельности врача - судебного медика в форме набора прикладных знаний, распределенных между различными разделами дисциплины. Связь разделов химии с профессиональными задачами, стоящими перед судебно-медицинской экспертизой, представлена в табл. 1.

Табл. 1 и 2: составлено авторами на основе данных, полученных в ходе исследования.

Результаты проведенного диагностического тестирования представлены в табл. 2. По органической химии, биохимии и неорганической химии был выявлен удовлетворительный уровень знаний - нет ни одного случая полностью неуспешных ответов на все поставленные вопросы и более-менее однородное распределение результатов. По физикохимии люминесцентных процессов все участники продемонстрировали отличный уровень усвоения материала. По аналитической и физической химии зафиксирован фрагментированный уровень знаний. При оценивании интегративного кейса нами были отмечены существенные затруднения в последовательной интерпретации данных.

Обсуждение

Полученные результаты легли в основу дифференцированного проектирования интенсивного курса химии для ординаторов по специальности "Судебная медицина". Дифференциация позволила нам определить оптимальный объем изучения раздела химии в зависимости от дефицита знаний. В соответствии с принятой шкалой интерпретации результатов тестирования фрагментированный уровень знаний рассматривался как основание для планирования трех занятий, удовлетворительный - для двух занятий, полный - для одного занятия. Исходя из этого курс был спроектирован следующим образом: аналитическая и физическая химия - по три занятия; органическая химия, биохимия и неорганическая химия - по два занятия; физикохимия люминесцентных процессов - одно занятие.

Раздел аналитической химии предусматривает 3 занятия. Первое занятие посвящено задачам аналитической химии в судебно-медицинской экспертизе, видам анализа и источникам аналитических ошибок, понятие "концентрация", способы выражения концентрации. Второе занятие ориентировано на вопросы пробоподготовки биологических объектов, экстракции, концентрирования и калибровки аналитических методов. Третье занятие направлено на интерпретацию результатов судебно-химических и токсикологических исследований с учетом ограничений применяемых методик.

Раздел физической химии также включает 3 занятия. На первом занятии планируется разбор свойств растворов, кислотно-основных равновесий и буферных систем, значимых для биологических сред. Второе занятие посвящено процессам диффузии, сорбции и распределения веществ в тканях, включая постмортальные изменения. Третье занятие охватывает физико-химические основы инструментальных методов анализа, используемых в медико-криминалистической практике.

Раздел органической химии рассчитан на 2 занятия. В рамках первого занятия рассматриваются строение органических соединений, функциональные группы и их химические свойства в контексте токсикологии. Второе занятие посвящено химическим превращениям органических веществ, метаболизму и деградации соединений в посмертном периоде, а также интерпретации соответствующих лабораторных данных.

Раздел биохимии включает 2 занятия. Первое занятие ориентировано на биохимические механизмы аутолиза и ферментативного распада тканей после смерти. Второе занятие посвящено изменениям биохимических показателей крови и тканей в постмортальном периоде и особенностям их экспертной интерпретации.

В рамках неорганической химии первое занятие предполагает рассмотрение элементного состава биологических тканей, роли металлов и микроэлементов в судебно-медицинской экспертизе. Второе занятие посвящено методам элементного анализа, включая рентгенофлуоресцентный анализ, и интерпретации полученных результатов.

Раздел физикохимии люминесцентных процессов, по которому был выявлен высокий уровень усвоения, планируется в объеме одного занятия. В рамках данного занятия предполагается систематизация принципов люминесценции и флуоресценции, использования химических меток и индикаторных систем, а также анализ возможных диагностических ошибок.

Таким образом, предлагаемый курс представляет собой структурированный план интенсивной химической подготовки, ориентированный на профессиональные задачи судебно-медицинской экспертизы и основанный на результатах предварительной диагностики уровня знаний обучающихся.

Заключение

Нами предложен подход к проектированию курса химии для ординаторов по специальности "Судебная медицина", основанный на предварительной оценке уровня сформированности профессионально значимых химических знаний. Показано, что традиционное включение химических дисциплин в базовые образовательные программы медицинских вузов не удовлетворяет потребности судебно-медицинской практики и не учитывает неоднородность подготовки обучающихся.

Проведенное тестирование позволило выявить различия в уровне остаточных знаний отдельных разделов химии и обосновать дифференцированное распределение учебной нагрузки. На основании полученных данных был составлен структурированный план интенсивного курса, в котором объем и содержание занятий соотнесены с пробелами в знаниях и профессиональными задачами судебно-медицинской экспертизы.

Предложенная модель курса ориентирована на систематизацию и прикладное осмысление химических знаний, необходимых для судебно-химических, токсикологических и медико-криминалистических исследований. Результаты работы могут быть использованы при разработке образовательных программ ординатуры по судебной медицине, а также при адаптации химической подготовки для смежных медицинских специальностей, связанных с экспертной и диагностической деятельностью.

Следует отметить, что настоящее исследование носит пилотный характер и выполнено на ограниченной выборке ординаторов. Предложенная модель курса на данном этапе не проходила полноценной педагогической апробации, поскольку одной из задач работы было прежде всего обоснование необходимости включения специализированной химической подготовки в образовательную программу ординатуры по судебной медицине и привлечение внимания к возможностям подобного подхода. В связи с этим в настоящем исследовании не проводилась оценка образовательной эффективности курса после его внедрения.

Перспективным направлением дальнейшей работы представляется педагогическая апробация предложенного курса в образовательном процессе ординатуры по специальности "Судебная медицина". Планируется проведение сравнительной оценки уровня знаний обучающихся до и после освоения курса, а также анализ способности ординаторов интерпретировать профессионально ориентированные кейсы, связанные с судебно-химическими, токсикологическими и медико-криминалистическими исследованиями.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)