Кафедра медицинской, биологической физики и высшей математики: исторический обзор

Понятие научной картины мира появилось в естествознании и философии в конце XIX века, хотя фактически она существовала как минимум с XVII столетия, когда И. Ньютон обобщил научные открытия того времени и создал методы для количественного анализа. В истории науки научные картины мира не оставались статичными. Так, механистическую картину мира сменяла электромагнитная, на смену ей пришла квантово-механическая картина мира. Развивалось и «взаимодействие» между физикой и медициной.

Важной вехой этого «взаимодействия» стало открытие В. Рентгена, перевернувшего привычную диагностику, позволившего заглянуть внутрь живого организма. С тех пор применение новых физических методов для диагностики и терапии, а также при разработке и производстве лекарственных средств, развивается ускоряющимися темпами. Это обуславливало необходимость изучения физики будущими врачами. В начале прошлого столетия «физика для медиков» стала обязательным предметом преподавания в медицинских вузах.

Первым автором учебника для студентов-медиков в прошлом веке был Сергей Александрович Арцыбашев, его учебник переиздавался на протяжении 20 лет. В предисловии он подчеркнул: «Разбору специальных медицинских вопросов в учебнике отводится немного места. Мне кажется, нецелесообразно тратить на это время, так как, с одной стороны, студенты не обладают нужными медицинскими знаниями, а с другой, громадное большинство преподавателей физики обладают смутными представлениями в области медицины».

Бурное развитие физики в ХХ веке привело к появлению мощных источников радиоизлучения, таких как радиолокаторы, благодаря которым было открыто воздействие на организм микроволнового излучения, работы в области атомной энергетики поставили задачу изучения радиационных болезней и многое другое, что сделало насущным более углубленного изучения физических явлений.

Авторы в своей работе отмечают, что разработка новой программы для медицинских специальностей, отражающей развитие физики, началась с середины 1950-х годов, профессором Н.М. Ливенцевым перед коллективом разработчиков курса 1-го ММИ была поставлена цель – «дать студентам знания преимущественно в области тех явлений и законов физики, которые необходимы при изучении специальных медицинских дисциплин и в будущей практической деятельности».

В это же время (1956 г.) в городе Кемерово состоялся первый прием абитуриентов в Кемеровский государственный медицинский институте (КГМИ). И в соответствии с учебными планами началось преподавание физики и математики. Работу возглавил человек удивительной биографии – Семён Александрович Франгульян. Ему и его коллегам, И.С. Сергиенко, М.С. Тямину и Т.В. Синдеевой, нужно было подготовить учебное пространство, одновременно приобретать новые знания в области медицинской и биологической физики, с которой они раньше не сталкивались. Тот факт, что они успешно справились с этой задачей, подтверждают воспоминания выпускников первого набора (А.Я. Евтушенко, Н.А. Барбараш, Ю.А. Атаманов и др.), которые с доброй памятью отзывались о преподавателях курса физики/

Сохраняя преемственность в процессе изменения содержания образования Л.И. Муромцев, а затем и Г.Т. Воронина продолжили традиции предшественников. Коллективом был создан курс общей физики, в котором рассматривались темы медицинской направленности. Прикладная направленность обучения подразумевала разработку нового лабораторного практикума. Студенты вместе с преподавателями создавали установки для проведения экспериментальных работ в студенческих лабораториях.

Заведующие кафедрой с 1956-2021 гг. (фото из архива кафедры)

С. А. Франгульян  / Л.И. Муромцев / Г.Т. Воронина

Б.Г. Андреев / В.И. Бухтоярова / О.В. Головко

В отчете о работе КГМИ за 1968-1969 учебный год в разделе Постановка преподавания на теоретических кафедрах упоминается: «Занятия продолжительностью 3-4 часа на кафедрах химии, физики, … Такая продолжительность занятий объясняется большой территориальной разбросанностью учебных корпусов института, необходимостью сокращения переездов …опыт постановки занятий в других вузах используется для совершенствования методики, улучшения преподавания».

С целью изучения постановки преподавания в 1969 году командировались отдельные заведующие кафедрами (иностранных языков, химии, физики) на факультеты усовершенствования в Москву и Ленинград, и как отмечено в Отчете – «что имеет некоторое положительное значение».

С самого начала становления кафедры, большое значение уделялось преемственности преподавания между клиническими и теоретическими дисциплинами путем обсуждения соответствующих вопросов на заседаниях цикловых методических комиссий, при встречах заведующих кафедрами, рецензирования учебных программ. Так кафедрой рентгенологии и радиологии решались вопросы преемственности в преподавании с кафедрой физики.

Под руководством Галины Тимофеевны Ворониной, выпускницы радиофизического факультета ТГУ, была организована борьба за звание «Коллектив высокой культуры», совершенствовалась работа по наставничеству.

В семидесятых годах прошлого века пристальное внимание уделялось эффективности научно-исследовательской работы, внедрению электроники, кибернетики и программированию в вузовские программы. Советом по высшей школе при Минздраве СССР в 1978 году рекомендовалось включить курсы по высшей математике, биофизике в образовательные программы, а также рассматривать основы медицинской электроники и медицинской аппаратуры. Таким образом, курс общей физики трансформируется в курс физики, предназначенный для медиков, содержащий вопросы медицинской и биологической физики.

Отвечая на вызовы времени, в семидесятые годы, в работе кафедры происходят значительные изменения и прежде всего в научной деятельности. Эти перемены связаны с именем нового руководителя, Бориса Георгиевича Андреева, который возглавлял кафедру на протяжении 28 лет. Борис Георгиевич – выпускник Томского государственного университета, закончил аспирантуру Главной геофизической лаборатории (Ленинград), в 1967 году в течение трех лет работал в Дальневосточном государственном университете. В 1968 году решением ВАК ему присуждена степень кандидата физ.-мат. наук. Переехав по семейным обстоятельствам в Кемерово, с 1970 года исполнял обязанности заведующего кафедрой физики. В 1974 Б.Г. Андреев был командирован на факультет повышения квалификации 2-го МОЛГМИ им. Н.И. Пирогова, где ознакомился с постановкой работы на кафедрах физики медицинских институтов Москвы.

В 1975 году Андреев Б.Г. осуществляет методическое руководство по внедрению элементов программированного обучения. Кафедра выполняет научно-исследовательскую деятельность по теме «Влияние загрязнения атмосферы на ультрафиолетовое излучение солнечного света в городах Кемеровской области», сотрудничает с промышленными предприятиями Кузбасса, заключая хозяйственные договора. Благодаря финансированию от этих соглашений, приобретены современные лабораторные приборы, а также приняты новые сотрудники.

В эти годы кафедра ведет два годовых курса: медицинская и биологическая физика на всех факультетах и курс высшей математики на фармацевтическом факультете. Ежегодно организуются тематическая и физическая олимпиады, проводятся конференции.

Реформы 90-х отразились и на высшем образовании. В своем отчете в 1992 году Б.Г. Андреев отмечает: «все медицинское образование находится под прессом реформ. Нет ни одного года, чтобы в большей или меньшей степени не изменились планы и программы».

С 1999 года кафедрой руководила Валентина Ивановна Бухтоярова, из ее воспоминаний о том периоде: «Мы тогда за два-три года издали очень много методических разработок, коих было на кафедре огромное множество, но почему-то неизданные…». В пояснительной записке программы, принятой в 2000 году, отмечалось, что в преподавании курса большое значение имеет методологическая направленность, которая должна формировать у студентов логическое мышление, умение точно формулировать задачу, умение и способность вычленять главное и второстепенное. Доцент кафедры кардиологии и сердечно-сосудистой хирургии Т.Н. Зверева рассказывает, что «на занятиях Елена Владимировна Салтанова понимала сложности восприятия будущих врачей точных технических дисциплин, и очень терпеливо объясняла нам материал. Её изложение устройство осциллографа до сих пор помогает мне в работе с аппаратом ЭКГ… Точные дисциплины мне, гуманитарию, давались очень сложно, я помню лекции Валентины Ивановны Бухтояровой, которые представляли собой моноспектакль, а декорации были – мел и доска».

С 2003 года на кафедре работает О.В. Головко, она рассказывает: «На кафедру я пришла, после окончания физического факультета КемГУ – молодой специалист. Было очень волнительно, поскольку в вузе мы изучали классическую физику и математику, а здесь необходимо было рассказывать студентам физику применительно к процессам, протекающим в организме, приводить примеры из медицины – я училась вместе со студентами. Меня поразила атмосфера, которая царила на кафедре: все сотрудники были одной семьёй: к коллегам-наставникам Бухтояровой В.И., Гущиной В.М. я обращалась за советом и помощью... Также как и сейчас, начиная с первого курса студенты занимались научными исследованиями, ребята принимали участие в конференции «Проблемы медицины и биологии», многие из них уже защитили кандидатские диссертации, работают в вузе, другие, обучаясь на старших курсах также участвуют в конференциях, делясь опытом со студентами младших курсов».

В 2019-2020 г.г. Ольга Владимировна Головко исполняла обязанности заведующего кафедрой. В этот период в образовательный процесс были внедрены интерактивные формы обучения: работа в малых группах, перевернутое обучение и др., а также элементы симуляционного обучения. Пандемия COVID-19 внесла свои коррективы: были внедрены дистанционные технологии в образовательный процесс, что послужило в дальнейшем основой для создания электронных курсов в LMS Moodle.

В 2021 году кафедру возглавила Просвиркина Е.В. Под ее руководством была организована и успешно проведена международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы медицинской, биологической физики и высшей математики», посвященная 65-летнему юбилею кафедры, собравшая исследователей нашей страны и стран ближнего зарубежья, для обсуждения актуальных аспектов физических методов в медицинской диагностике, физико-химических методов в регенеративной медицине, вопросов материаловедения, наноматериалов и композитов, перспективы цифрового развития медицины и здравоохранения.

Непрерывно повышая свою квалификацию, все преподаватели кафедры в 2022 году прошли обучение по программам, разработанным в университете Иннополиса: «Цифровые технологии в преподавании профильных дисциплин», «Внедрение цифровых технологий в образовательные программы», «Прикладной искусственный интеллект в образовательных программах дисциплин». Эксперты университета Иннополис отметили благодарственными письмами высокий уровень профессионализма сотрудников кафедры на итоговых защитах проектов. В результате выполненной работы сквозные цифровые технологии были успешно внедрены в программы дисциплин, реализуемых на кафедре.

Для преодоления естественных трудностей, связанных со слабой мотивацией студентов младших курсов к усвоению физики и математики на кафедре ежегодно проводится Олимпиада по медицинской физике и биофизике. Преподаватели с энтузиазмом занимаются разработкой, обсуждением оригинальных олимпиадных заданий и подготовкой студентов. И в повседневной работе преподаватели применяют различные образовательные технологии и формы работы со студентами: это и проведение зачета в форме квеста, брейн-ринг «Занимательная физика и математика», фотоконкурс «Физика вокруг нас», вебинары, посвященные вопросам робототехники или цифровым технологиям в здравоохранении «Умный госпиталь», мастер-класс, посвященный использованию медицинских информационных систем с участием представителей КОМИАЦ.

Наши замечательные студенты выступают с докладами на СНК, конференциях, пишут прекрасные академические эссе, решают оригинальные олимпиадные задания и рисуют прекрасные фрески. И как написал в заключении своего эссе, посвященного теме «нужна ли физика врачу?» студент (лечебного факультета гр. 2205) Борис Ларин: «Итак мы убедились, что физика в медицине незаменимая ничем вещь, биология учит нас понимать, что надо лечить, анатомия учит нас понимать, где надо лечить, фармакология – чем лечить, а вот именно физика даёт возможность лечить, именно поэтому физика и медицина неразлучны!!!».

Кафедра сотрудничает с академическими институтами Кузбасса. Ежегодно организуются экскурсии в НИИ КППСЗ, Институт экологии человека, Центр коллективного пользования ФИЦ УУХ СО РАН, где студенты знакомятся с новейшими разработками кузбасских ученых, лабораторными базами федеральных научных центров, оборудованием центров коллективного пользования.

Преподаватели кафедры активно ведут профориентационную работу со школьниками в рамках Малой медицинской академии и на базе регионального центра «Сириус. Кузбасс», занимаясь исследовательскими проектами по треку «Космическая медицина».

Обобщая вышесказанное можно отметить, что на протяжении всей своей истории коллектив кафедры активно работал в направлении развития аспектов «взаимодействия» физики и медицины. И сейчас кафедра идет в ногу со временем, меняется, новые преподаватели привносят свой опыт и знания, что позволяет кафедре быстро и эффективно реагировать на вызовы времени, сохраняя преемственность. Наш коллектив сегодня это заведующий кафедрой, к.х.н., доцент Просвиркина Е.В., д.т.н., профессор Руднев С.Д., к.ф.-м.н., доцент Головко О.В., к.т.н., доцент Попов Д.М., старший преподаватель Салтанова Е.В., лаборант Бокова Е.Г. – живой организм, у которого много идей и планов на будущее. Продолжение следует…

Просвиркина Е.В., Головко О.В., Салтанова Е.В. Кафедра медицинской, биологической физики и высшей математики: исторический обзор // Вестник общественных и гуманитарных наук. 2024. Т 5. № 3. С.87-91