АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АКТИВНЫХ МЕТОДОВ ОБУЧЕНИЯ НА ЛЕКЦИОННЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЯХ ПО ОСНОВАМ ФАРМАКОЛОГИИ И ФИТОТЕРАПИИ

ANALYSIS OF THE EFFECTIVENESS OF APPLYING ACTIVE LEARNING METHODS IN LECTURE AND PRACTICAL CLASSES ON THE BASICS OF PHARMACOLOGY AND PHYTOTHERAPY

Amina Tleugabylova

Master’s student, Al-Farabi Kazakh National University, al-Farabi av.,

Republic Kazakhstan, Almaty

АННОТАЦИЯ

Применение активного метода обучения (think, pair, share methods (TPS)) у студентов бакалавров, специальность «Биомедицина» 3 курс, дисциплина «Основы фармакологии и фитотерапии» в Казахском национальном университете имени аль-Фараби показали высокую результативность обучения на лекционных и практических занятиях. Повысилось качество обучения и успеваемость студентов. Метод TPS заключался в том, что преподаватель ставил проблемные вопросы в процессе лекции и практического занятия. Решения обсуждались в паре, потом в группе. Метод стимулировал студентов к активной подготовке к лекционным и практическим занятиям для поиска научной информации по данной теме. Преимущество активного TPS метода в том, что на первом этапе студент самостоятельно искал ответ, читая многочисленные научные ресурсы, на втором этапе студент понимал слабые и сильные стороны данной темы, так как студенты обменивались информацией и расширяли свои познания в процессе обсуждения. Благодаря активному обсуждению проблемы они расширяли свои навыки в командной работе, критике, доказательном научном обсуждении, активном усвоении нового контекста и принятия решений. Формировались следующие компетенции: информационная грамотность, умение вести аргументированные обсуждения научных проблем, умение отстаивать своё и принимать чужие мнения, умение принимать решения, публично выступать и защищать командное решение.

ABSTRACT

The use of Active learning methods (think, pair, share methods (TPS)) in undergraduate students, majoring in Biomedicine, 3rd year, discipline "Fundamentals of Pharmacology and Phytotherapy" at the Kazakh National University named after Al-Farabi showed high learning efficiency in lectures and practical classes. The quality of education and students' academic performance improved. The TPS method consisted in the teacher posing problematic questions during the lecture and practical class. The solutions were discussed in pairs, then in a group. The method encouraged students to actively prepare for lectures and practical classes to search for scientific information on the topic. The advantage of the active TPS method is that at the first stage, the student independently searched for an answer by reading numerous scientific resources, at the second stage, the student understood the strengths and weaknesses of the topic, as students exchanged information and expanded their knowledge during the discussion. Thanks to the active discussion of the problem, they expanded their skills in teamwork, criticism, evidence-based scientific discussion, active assimilation of a new context and decision-making. The following competencies were formed: information literacy, the ability to conduct reasoned discussions of scientific problems, the ability to defend one's own and accept others' opinions, the ability to make decisions, speak publicly and defend a team decision.

Ключевые слова: активные методы обучения; проблемно-ориентированное обучение; понимание, пары, обсуждение метод; успеваемость; качество обучения; результативность обучения.

Keywords: Active learning methods; problem-based learning; think, pair, share methods; academic performance; quality of education; learning outcomes.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность.

Современная система образования выдвигает требование - каждый педагог должен стремиться к повышению педагогического мастерства, наряду с традиционными методами использовать инновационные методы преподавания [1,2,3]. Наличие большого числа факторов (технических, языковых, психологических и других) влияют на педагогический процесс и его результаты. При самой совершенной организации педагогического процесса мы не можем однозначно предсказать, каковы будут результаты обучения при использовании новых методов преподавания при преподавании определенной дисциплины. Оценивание результативности применения TPS метода преподавания на дисциплине «Основы фармакологии и фитотерапии» необходимо для оценки эффективности педагогических инноваций и технологий при преподавании биомедицинских дисциплин.

Новизна и цель работы состоит в проведении сравнительного анализа применения Active learning methods (think, pair, share methods (TPS)) и традиционного лекционно-презентационного метода путем оценки успеваемости, качества обучения и показателя результативности обучения на лекционных и практических занятиях у студентов 3 курса, специальность 6В05108-Биомедицина,  дисциплина «Основы фармакологии и фитотерапии» на факультете биологии и биотехнологии Казахского национального университета имени аль-Фараби.

Научно-практическая значимость работы состоит в последующей разработке практических рекомендаций по применению инновационных методов преподавания для биомедицинских специальностей.

Мы согласны с точкой зрения G.Kardas о том, что основным принципиальным недостатком лекционно-презентационного метода преподавания является то, что процесс обучения представляет собой систему с очень слабой обратной связью, в пассивном усвоении презентационного материала [4]. Именно разработанные инновационные методы преподавания направлены на то, чтобы улучшить обратную связь со студентами, вовлекать в образовательный процесс студента с целью критического осмысления и практического освоения материала. Особенно активные методы обучения важны при подготовке студентов, обучающихся на специальностях с практическим направлением, например общая медицина, фармакология, фармацевтика, стоматология [3, 4, 5]. Студент должен не просто присутствовать на лекции и практическом занятии, а пропускать новый материал через собственное восприятие проблемы с построением задач и критического анализа нового материала. TPS метод стимулирует студента к самостоятельному поиску ответа. Студент читает многочисленные научные ресурсы, анализирует различные научные теории, в результате чего формируется способность критически мыслить и анализировать. Это позволяет не только повысить уровень усвоения материала, но и развить критическое мышление, навыки работы в команде и способность применять теоретические знания на практике [6].

Каждый из применяемых методов и форм проверки результативности обучения студентов имеет свои преимущества и недостатки, свои ограничения. Небольшое количество вопросов не позволяет объективно проверить изученный материал; вопросы часто не являются отражением тех знаний, умений и навыков, которые необходимо сформировать.  В результате преподаватель с большей или меньшей уверенностью может судить о том, что студент усвоил ли изученный материал. Об усвоении материала он может судить лишь предположительно. Эту задачу невозможно решить при ответе на один-два вопроса даже опытному преподавателю. Потому что при устном опросе на семинаре нет возможности охватить всех студентов с большим количеством вопросов. Кроме того, к недостаткам существующей практики проверки и оценки знаний следует отнести нерациональное использование времени, отсутствие дидактической целенаправленности, стихийность опроса, не учитываются характерные особенности материала предмета, отсутствие систематичности в проведении опроса. Мы применяли новые активные методы опроса с применением электронных ресурсов: Kahoot, Moodle и Google Forms. Эти платформы позволили создавать тесты, викторины и интерактивные задания, которые охватывали большой объем материала, обеспечивал оперативную обратную связь, способствовали вовлечению всех студентов в образовательный процесс и экономили время преподавателя. Использование таких инструментов делает проверку знаний более объективной, целенаправленной и систематичной.

Нельзя оставить без внимания и роль психологических факторов, общую и специальную подготовку преподавателя, его личные качества (принципиальность, чувство ответственности). Все это, так или иначе, влияет на результат проверки и оценки знаний. Личные качества педагога непременно проявляются как в характере преподавания, так и в процессе проверки и оценки знаний. Следовательно, проблема исключения субъективности в оценке и проверке знаний требует ограничения использования методов опроса, где присутствует вероятность субъективности оценки. На сегодняшний день в приоритет выходят методы опроса с использованием интерактивных технологий.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Объектами исследования являлись студенты 3 курса, возраст 20-25 лет, 19 девушек и 13 юношей, специальность «6В05108-Биомедицина», дисциплина «Основы фармакологии и фитотерапии», лекционные и практические занятия. 

Первые 7 недель лекционных и практических занятий проводили традиционным методом преподавания - лекционно-презентационной системой[2]. При традиционном методе обучения были использованы лекционные материалы с использованием презентационного и видео материала, преподаватель излагал лекционный материал устно, системно, дидактически. На практических занятиях преподаватель проводил устный опрос студентов на заранее подготовленные вопросы.

Вторые 7 недель лекционные и практические занятия проводили инновационным методом преподавания - методом активного обучения на основе TPS метода, при котором студенты решали и обсуждали реальные проблемы, анализировали кейсы и применяли полученные знания для выработки решений [6]. При инновационном методе обучения TPS были использованы материалы с использованием мультимедийных презентаций и интерактивных элементов, проводилась постановка проблемы, рассматривались различные научные опыты и мнения, направленные на вовлечение студентов в обсуждение материала. На практических занятиях проводили опрос студентов с использованием электронных ресурсов: Kahoot, Moodle и Google Forms[7,8,9].

Оценивали студентов по «5» балльной системе[10]. В ответах студентов фиксировали точность, правильность ответа и ошибочные ответы. Исходя из собранных показателей, проводили расчет следующих параметров: процент успеваемости – доля студентов, успешно выполнивших задания; процент качества знаний – доля студентов, показавших высокий уровень знаний; степень обученности контингента – средний показатель овладения учебным материалом среди всей группы.  Расчеты проводили по следующим формулам: 

Успеваемость (%) = (кол-во "5" + кол-во "4" + "кол-во "3") / общее количество студентов.

Качество знаний (%) = (кол-во "5" + кол-во "4") / общее количество студентов.

Степень обученности контингента (результативность обучения) = ((кол-во "5" + (кол-во "4" · 0,64) + (кол-во "3" · 0,36) + (кол-во "2" · 0,16) + (кол-во "1-0" · 0,08 )) / общее количество студентов.

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Полученные данные обрабатывались методами математической статистики с использованием Microsoft Excel и программного обеспечения «Statistica 6.0». Данные представлены в виде среднего значения (M) ± стандартное отклонение (SD) (n=19 девочек + 13 мальчиков). Для определения статистически значимой разницы использовался однофакторный ANOVA (дисперсионный анализ), значения считались достоверными при p<0.05 and F>F_crit.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Самое важное при инновационных и традиционных методах обучения – это интересно преподносить изучаемый материал и правильно подобрать систему оценки знаний.

В первые 7 недель на лекциях применяли традиционный метод преподавания - лекционно-презентационной системой. Были использованы лекционные материалы с использованием презентационного и видео материала, преподаватель излагал лекционный материал устно. На практических занятиях преподаватель проводил устный опрос студентов на заранее подготовленные вопросы. Положительные аспекты традиционного устного опроса: при устном опросе устанавливался непосредственный контакт между преподавателем и студентом, в процессе которого преподаватель получал информацию об степени усвоения студентом учебного материала. Вопросы преподавателя были четкими, ясными, конкретными, имели прикладной характер, охватывали основной изученный материал. Но при устном опросе есть отрицательная сторона – это субъективность оценки. Большинство преподавателей проявляют следующие ошибки при оценке ответа: 1) ошибка «великодушия» или «снисходительности», которая проявляется в выставлении завышенных оценок; 2) ошибка «ореола» проявляется в предвзятом отношении к некоторым студентам (положительная роль или личная неприязнь); 3) ошибка «центральной тенденции», которая проявляется у преподавателей в стремлении не выставлять крайние оценки (очень высокие или очень низкие); 4) ошибка «контраста», которые выражаются у преподавателей при проведении анализа знаний студента в сравнительном аспекте с уровнем знаний других студентов.

Новый метод преподавания заключался в использовании активного обучения на основе TPS метода, направленного на развитие у студентов самостоятельного мышления, навыков анализа и критического подхода к изучаемому материалу. Этот метод предполагал использование реальных кейсов и ситуационных задач, которые требовали не только теоретических знаний, но и их практического применения. В рамках данного подхода преподаватель формулировал актуальную проблему, связанную с изучаемым материалом, например, разработку фитопрепарата для лечения конкретного заболевания. Студенты в паре искали необходимую информацию, анализировали, обсуждали задачу, делились мнениями и своими выводами и предлагали решения. На следующем этапе они обсуждали свои предложения в группах, обосновывали выбранные подходы и рассматривали альтернативные варианты. Затем каждая группа презентовала свой подход к решению задачи, отвечая на вопросы преподавателя и других студентов. Во время процесса обсуждения преподаватель наблюдал обратную связь, оценивал предложенные решения и фиксировал прогресс студентов. Основные преимущества нового метода заключаются в его способности повысить мотивацию студентов благодаря решению реальных задач, что стимулировало интерес к предмету, поскольку студенты видели практическое применение своих знаний. Метод развивал критическое мышление, требуя анализа информации, оценки различных подходов и принятия обоснованных решений. Кроме того, он способствовал развитию навыков командной работы, так как студенты учились работать в группе, договариваться и совместно находить решения.

Преподаватель получал более полную картину усвоения материала благодаря анализу представленных решений и использованию современных технологий опроса на практических занятиях, таких как Kahoot, Moodle и Google Forms, которые позволяли оперативно проверять знания студентов, мгновенно анализировать результаты и выявлять проблемные области в усвоении материала. Эти методы давали возможность проводить оценку успеваемости студентов в реальном времени, обеспечивая высокую степень объективности и точности. Автоматизированные системы тестирования имеют несомненные преимущества: экономия времени, вопросы хранятся во внутреннем представлении системы и могут быть доступны в любое время для генерации блока тестирования, возможность проводить опрос здесь и сейчас [4]. Также сущестуют основные приоритеты компьютерной системы тестирования: обеспечение эффективного тестирования знаний; точная и способная к адаптации оценка результатов тестирования; удобство и легкость создания и модификации тестов; возможность одновременного тестирования неограниченного количества пользователей; отсутствие жесткой привязки к конкретному аппаратному и программному обеспечению; масштабируемость системы; высокая степень безопасности системы; неограниченное количество тестов, тем, вопросов и вариантов ответов на них; контроль времени тестирования; поддержка режима модульного контроля, в процессе которого существует ряд вопросов и время, в течении которого на них необходимо ответить. Система тестирования помогла быстро составить картину знаний тестируемого.

Были получены следующие данные по успеваемости, качеству знаний и результативности обучения студентов.

1 – с традиционными методами преподавания; 2 - с инновационными методами преподавания

Рисунок 1. Успеваемость студентов на лекционных и практических занятиях при различных методах преподавания

Сравнительный анализ процентных показателей успеваемости у студентов 3 курса показал следующие результаты. Успеваемость студентов при традиционном лекционно-презентационном методе преподавания составляла (35,56±1,03) %, что в 1,27 раза ниже успеваемости студентов с инновационным методом преподавания TPS (45,46±5,86) % (P=0.002, F>Fcrit, 42.75>7.71). Успеваемость на практических занятиях также была выше с инновационными методами преподавания и опроса (50,83±2,58) % в 1,31 раза, чем при традиционных методах преподавания (38,8±0,28) % (P=0.0002, F>Fcrit, 151,71>7.71) (рисунок 1).

1 – с традиционными методами преподавания; 2 -  с инновационными методами преподавания

Рисунок 2. Качество знаний студентов на лекционных и практических занятиях при различных методах преподавания

Сравнительный анализ процентных показателей качества знаний у студентов 3 курса при традиционном методе преподавания показал (25,96±0,08) %, что было в 1,29 раза ниже успеваемости студентов с инновационным методом преподавания (33,56±3,36) % (P=0.002, F>Fcrit, 50,27>7.71). Качество знаний у студентов на практических занятиях с традиционным методом преподавания и устным опросом составляла (29,63±0,08) %, что было ниже показателей студентов с инновационным методом преподавания и тестовым опросом (41,73±3,16) % в 1,24 раза (P=0.0003, F>Fcrit, 135,28>7.71) (рисунок 2).

Показатели степени обученности (результативности обучения) на лекционных и практических занятиях с инновационным TPS методом преподавания и интерактивными методами опроса были практически одинаковыми (8,36±0,12) усл.ед. и (8,69±0,01) усл.ед. Данные показатели превышали результативность обучения с традиционным лекционно-презентационным методом обучения (5,89±0,005) усл.ед. в 1,41 раза (P=0.0002, F>Fcrit, 141,41>7.71). И результативность обучения при устном опросе также была ниже на практических занятиях (6,66±0,03) %, чем при применении интерактивных методах опроса в 1,30 раза (P=0.00009, F>Fcrit, 242,56>7.71) (рисунок 3).

1 – с традиционными методами преподавания; 2 - с инновационными методами преподавания

Рисунок 3. Результативность обучения студентов на лекционных и практических занятиях при различных методах преподавания

Показатели успеваемости, качества знаний и результативности обучения у студентов с методом обучения TPS и с применением интерактивных методов опроса показал более высокие показатели, чем при традиционном лекционно-презентационном методе обучения с устным опросом. На заседании Академического комитета по качеству преподавания и обучения были обсуждены возможные причины. При изложении лекционного материала лекционно-презентационным методом с двухчасовым временным интервалом преподавателю трудно поддерживать постоянную активность произвольного внимания у студентов даже в 19-25- летней возрастной группе. А инновационные методы преподавания с привлечением студентов к активному участию в процесс обучения, через использование групповых обсуждений ситуационных задач, позволяли значительно повысить уровень активности произвольного внимания в течение 120 минут. Такие методы, как краткие викторины, обсуждения в парах или малых группах, а также использование современных образовательных технологий, дают возможность студентам не только активно воспринимать информацию, но и сразу применять ее на практике. Это способствует лучшему усвоению материала и снижает усталость от длительного занятия. На практических занятиях также успеваемость была значительно выше при инновационных методах обучения и опроса пройденного материала. Тесты увеличивали охват опрошенных студентов, максимально облегчали работу преподавателю по проверке ответов и давали возможность быстро узнать уровень сформированности многих компетенций[11,12]. Также студенты тут же получали возможность видеть свою оценку, что также стимулировало к подготовке на следующее занятие.

ВЫВОДЫ

Показатели успеваемости, качества знаний и результативности обучения у студентов с методом обучения TPS и с применением интерактивных методов опроса показал более высокие показатели, чем при традиционном лекционно-презентационном методе обучения с устным опросом.

TPS метод давал возможность студентам развивать свое видение проблемы, критически мыслить, искать доказательства для отстаивания своей точки зрения и умение принимать чужую точку зрения. Преимущество активного метода обучения в том, что студент имел возможность на первом этапе найти многочисленные научные ресурсы с различной информацией, на втором этапе в процессе обсуждения студент понимал слабые и сильные стороны данной темы, так как студенты обменивались информацией и расширяли свои познания в процессе обсуждения. Благодаря активному обсуждению проблемы они расширяли свои собственные навыки в командной работе, критике, доказательном научном обсуждении, активном усвоении нового контекста и принятия решений. Формировались следующие компетенции: информационная грамотность, умение вести аргументированные обсуждения научных проблем, умение отстаивать свою точку зрения и принимать чужие мнения, умение работать в команде, публично выступать и защищать командное решение. Системы online интерактивных методов оценки знаний имеют преимущества перед традиционной системой устного опроса: удобство подготовки вопросов, экономия времени за счет автоматизации выдачи и проверки вопросов, отсутствие субъективности оценки знаний, нет привязки ко времени, аудитории. Автоматизированная система имеет различные формы отчетности, это помогает быстро составить картину знаний тестируемого и существенно сократить бумажную отчетность.

Список литературы:

1. Gikandi, J. W., Morrow, D., & Davis, N. E. (2023). Online Assessment in Higher Education: A Systematic Review.  Online Learning Journal, 27(2), 123-140. https://olj.onlinelearningconsortium.org/index.php/olj/article/view/3398
2. Biggs, J., & Tang, C. (2021). Teaching for Quality Learning at University: What the Student Does. Higher Education Research & Development, 40(5), 895–907. DOI: [10.1080/07294360.2020.1845123](https://doi.org/10.1080/07294360.2020.1845123)
3. Bosse, H. M., Nickel, M., & Huwendiek, S. (2020). Making it stick: use of active learning strategies in continuing medical education. BMC Medical Education, 20(1), 62. https://bmcmededuc.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12909-020-02447-0
4. Kardas, G., & Kuzu, A. (2023).The role of active learning methods in teaching pharmaceutical care. Pharmacy Education, 23(1), 45-52. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36785825/
5. Plewka B, Waszyk-Nowaczyk M, Cerbin-Koczorowska M, Osmałek T. The role of active learning methods in teaching pharmaceutical care - Scoping review. Heliyon. 2023 Jan 26;9(2):e13227. doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e13227. PMID: 36785825; PMCID: PMC9918769.
6. Lightner J., Tomaswick L. (2017) Active Learning – Think, Pair, Share. Kent State University Center for Teaching and Learning. https://www,kent.edu/ctl.think-pair-share
7. Sotiriou, S. A., & Bogner, F. X. (2024). A scoping review on how generative artificial intelligence transforms assessment in higher education. International Journal of Educational Technology in Higher Education, 21(1), 15. https://educationaltechnologyjournal.springeropen.com/articles/10.1186/s41239-024-00468-z
8. Smith, C. M., & Jones, L. H. (2023). Utilising interactive applications as educational tools in higher education: Perspectives from teachers and students, and an analysis of academic outcomes. Education for Chemical Engineers, 46, 10-20. https://www.researchgate.net/publication/374495224
9. Kahoot! in Higher Education: A Systematic Review. (2023). Computers & Education, 85, 1-15. DOI: [10.1016/j.compedu.2023.104030](https://doi.org/10.1016/j.compedu.2023.104030)
10. Prince, M. (2020). Does Active Learning Work? A Review of the Research. Journal of Engineering Education, 93(3), 223–231. DOI: [10.1002/j.2168-9830.2004.tb00809.x](https://doi.org/10.1002/j.2168-9830.2004.tb00809.x) 
11. Freeman, S., et al. (2021). Active Learning Increases Student Performance in Science, Engineering, and Mathematics. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(23), 8410–8415. DOI: [10.1073/pnas.1319030111](https://doi.org/10.1073/pnas.1319030111) 
12. O'Flaherty, J., & Phillips, C. (2022). The Use of Flipped Classrooms in Higher Education: A Scoping Review.  The Internet and Higher Education, 25, 85–95. DOI: [10.1016/j.iheduc.2022.04.002](https://doi.org/10.1016/j.iheduc.2022.04.002