Использование групповых заданий в интерактивном обучении по возрастной физиологии.

Черник Валентина Федоровна, Белорусский государственный педагогический университет имени Максима Танка, город Минск, Республика Беларусь.

Аннотация. В статье представлены методические рекомендации к организации интерактивного обучения с использованием групповых заданий по возрастной физиологии.

Ключевые слова: групповые задания; возрастная физиология; учебные модули; интерактивное обучение; методика обучения. 

Выполнение групповых заданий – это форма организации учебно-познавательной деятельности, предполагающая функционирование в большой группе обучающихся малых групп, работающих над общими и индивидуальными заданиями. Группы могут быть от 3 до 6 человек, из них не менее половины должны составлять обучающиеся, способные успешно самостоятельно осуществлять поисковую работу. При этом члены группы могут совместно обсуждать результаты работы в форме диалогового взаимодействия, взаимообучения, обучения в сотрудничестве. В итоге обобщается и закрепляется материал студентами всех малых групп. Опыт использования групповых заданий в обучении по физиологии человека отражен в методических работах ряда авторов: [Анисимова, 1987, / Самостоятельные работы учащихся по анатомии, физиологии и гигиене человека: пособие для учителя / В. С. Анисимова, Е. П. Бруновт, Л. В. Реброва. - 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1987, с. 5–124; Черник В.Ф. Возрастная физиология и школьная гигиена: пособие / В.Ф. Черник. – 3-е изд., испр. – Минск: БГПУ, 2019, с. 131–239; Ю.В. Латова. Контрольные работы по анатомии и физиологии ребенка: для студентов-заочников фак. дошк. воспитания пед. ин-тов / Ю.В. Латова, Е.В. Дерюгина, С.С. Соломатин, Л.В. Ананьева. – Моск. гос. заоч. пед. ин-т. – М.: Просвещение, 1989, с. 5–28]. 

Задания, представленные в работе, выполняются группами студентов дефектологических и психологических специальностей в ходе аудиторной или внеаудиторной работы. Этому предшествует слушание лекционного курса и управляемая самостоятельная работа студентов.  Интерактивное обучение проводится после изучения учебной дисциплины «Возрастная физиология и школьная гигиена» в устной и письменной формах. Письменная форма интерактивного обучения требует выполнения заданий в виде произвольного ответа, открытого теста и его обсуждения. Алгоритм построения групповых заданий осуществлен в виде модулей с четко определенной целью и планируемым результатом. Такой подход предусматривает выполнение заданий, позволяющих проверить свои знания и поделиться ими со своими коллегами. По каждому учебному модулю предлагается несколько заданий, охватывающих основные вопросы программы. Структура заданий предусматривает изложение, как теоретического, так и практического вопросов, нахождение структурных и функциональных особенностей организма детей и подростков, что обеспечивает внутрипредметную, межпредметную и метапредметную интеграцию учебного материала. Все задания включают анализ возрастных закономерностей и физиологических особенностей развития растущего организма и имеют профессиональную направленность. Особое внимание уделяется заданиям, требующим рефлексивного анализа, полного решения поставленной задачи, навыков развития логического и нестандартного мышления, участия речи в интерактивном обсуждении учебных модулей. 

Задания модуля должны выполняться последовательно и во взаимосвязи, ответы должны быть краткие и исчерпывающие. В конечном итоге представляется связанный ответ в виде текста по каждому модулю.  

При составлении заданий перерабатывались материалы из перечисленных в списке литературы источников [Латова, 1989, с. 5–19; Черник, 2020, с. 240–256].

Модуль 1. Физиология сенсорных систем. Включает ряд заданий, при выполнении которых предлагается на конкретных примерах показать современные представления о возрастных закономерностях функционирования сенсорных систем растущего организма. 

Задания: 1. Определение понятия «Сенсорная система», схема строения сенсорной системы, роль ее в познании окружающего мира. 2. Рецепторы, их классификация и расположение в организме, закономерности функционирования. 3. Кодирование сенсорной информации в мозге. Локализация проекционных зон основных сенсорных систем в коре больших полушарий мозга. Функциональное значение ассоциативных зон. 4. Значение поступления нервных сигналов по сенсорным путям в ретикулярную формацию, их оценивание на важность, прежде, чем под их влиянием произойдет активация коры. 5. Развитие сенсорных систем в онтогенезе. 6. Рецепторная система глаза, структура и функция отдельных слоев сетчатки. Кодирование информации в зрительной сенсорной системе. 7. Проекция сетчатки в кору головного мозга. Роль зрительного анализатора в становлении функции чтения и письма. 8. Интеграция зрительного, слухового и двигательного анализаторов при обучении. Возрастные особенности зрительного анализатора. 9. Кодирование информации в слуховой сенсорной системе. 10. Роль структур ствола мозга – среднего мозга, таламуса, ретикулярной формации в организации слуховых реакций. 11. Корковый отдел слуховой сенсорной системы, его функциональное значение. 12. Роль слухового анализатора в становлении функции речи. 

Модуль 2. Опорно-двигательный аппарат детей и подростков. В заданиях предлагается рассмотреть основные аспекты становления двигательной функции в онтогенезе, а также вопросы диагностики уровня соматической моторной зрелости детей и подростков. 

Задания: 1. Строение трубчатых костей, их рост. 2. Возрастные изменения пропорций и длины тела как показатели уровня соматической зрелости и как критерий готовности дошкольника к обучению в школе. 3. Влияние физической активности и гиподинамии на формирование скелета. Последствия гиподинамии. Причины и профилактика деформаций скелета у детей и подростков. 4. Составить перечень мышц: а) участвующих в поддержании вертикального положения тела; б) обеспечивающих дыхательные движения грудной клетки; в) обеспечивающих движения верхних и нижних конечностей. 5. Микроструктура поперечно-полосатых мышц, их возрастные изменения. Возрастные изменения тонуса мышц сгибателей, разгибателей туловища, шеи и сопряженная с ними динамика формирования физиологических изгибов позвоночного столба в процессе освоения ребенком вертикальной позы. 7. Типы осанки. Профилактика нарушений. Условия формирования правильной осанки. Динамический и статический режимы работы мышц. Закономерности развития мышечной силы в онтогенезе. Закономерности, лежащие в основе поддержания мышечной работоспособности. 

Модуль 3. Физиологические основы управления движениями: 

В ходе выполнения заданий рекомендуется обобщить вопросы регуляции и управления движениями в онтогенезе. 

Задания: 1. Что означает «координация движений»? 2. Роль рецепторных образований мышц, сухожилий и кожи в координации движений. 3. Роль спинного мозга, ядер продолговатого, среднего и промежуточного мозга, ретикулярной формации и мозжечка в регуляции движений. 4. Организация премоторной и моторной коры и ее функциональное значение. 5. Зависимость точности и скорости произвольных движений от уровня развития в онтогенезе зрительно-двигательной функциональной системы, фронтальных областей коры больших полушарий мозга, от уровня развития двигательных и ассоциативных проводящих путей. 6. Этапы формирования двигательной функции в онтогенезе. Роль зрительного и вестибулярного анализаторов в управлении движениями. 7. Обобщенная блок-схема управления движениями. 8. Степень развития мелкой моторики ребенка как показатель в диагностике готовности к обучению в школе. 

Модуль 4. Состав и функции крови. В заданиях предлагается описать и проанализировать состав крови и его возрастные особенности, строение, регуляцию и возрастные особенности сердечно-сосудистой и дыхательной систем организма. 

Задания: 1. Химический состав плазмы крови, ее функции и возрастные особенности состава крови. Нервная и гуморальная регуляция функций крови. 2. Возрастные особенности кроветворения. Функциональное значение эритроцитов, возрастные изменения их свойств и количества. 3. Виды лейкоцитов, их функции в иммунной системе организма, возрастные изменения их количества; 4. Иммунитет и его виды. Возрастные особенности иммунитета. Нарушения иммунитета. 5. Группы крови. Правила переливания крови. Резус-несовместимость матери и ее плода. Антигенные свойства резус-фактора. 6. Тромбоциты: строение и функции. Роль тромбоцитов в остановке кровотечения и свертывании крови. Два механизма гемостаза. Три фазы коагуляционного гемостаза. 

Модуль 5. Регуляция деятельности сердца. Свойства сердечной мышцы. В заданиях рекомендуется рассмотреть строение и физиологические показатели работы сердца. Возрастные особенности вегетативной его иннервации. 

Задания: 1. Расположение сердца в системе кровообращения. Функциональная анатомия сердца. 2. Систолический и минутный объем крови, их возрастные показатели. Свойства сердечной мышцы, обеспечивающие ее непрерывную ритмическую деятельность. 3. Интракардиальные и экстракардиальные механизмы регуляции деятельности сердца. Роль различных отделов мозга в регуляции деятельности сердца. 4. Реорганизация сердечно-сосудистой системы после рождения. Сердце в постнатальном периоде. 5. Возрастные особенности вегетативной иннервации сердца. Частота сердечных сокращений как показатель становления парасимпатической регуляции и уровня физиологической зрелости детей. 6. График изменения частоты сердечных сокращений с возрастом ребенка. 7. Влияние физической активности и гиподинамии на становление функциональных возможностей миокарда. 

Модуль 6. Функции сосудов. При выполнении заданий необходимо пояснить строение и функциональную организацию сосудов разного типа. Объяснить движение крови по сосудам и сосудистый тонус.

Задания: 1. Объем крови в организме, значение постоянной циркуляции крови в организме. 2. Строение и функциональная организация сосудов. Скорость движения крови по сосудам в различных участках сосудистого русла. 3. Сосудистый тонус, его физиологический механизм и значение. Деятельность депрессорного и прессорного отделов сосудодвигательного центра. Зависимость между тонусом гладкой мускулатуры артерий и артериальным давлением. Распределение давления крови по различным отделам сосудистого русла. 4. Нервная регуляция тонуса кровеносных сосудов с помощью симпатической нервной системы, Гуморальная регуляция тонуса кровеносных сосудов с помощью гормонов и метаболитов (ангиотензин, вазопрессин, норадреналин, брадикинин, оксид азота), их функциональное значение. Перераспределение тонуса сосудов и изменение кровенаполнения при низкой и высокой температуре окружающей среды; при пищеварении; при физической работе; умственной работе; при изменении положения тела. 5. Роль сосудодвигательного центра мозга в регуляции тонуса сосудов и артериального давления. 6. Регуляция системного артериального давления, обеспечиваемая функциональной системой. График изменения артериального давления с возрастом. 7. Влияние физической активности и гиподинамии на сосудистую систему и механизмы ее регуляции.

Модуль 7. Физиология системы дыхания. При выполнении заданий этого модуля необходимо показать знания газообмена в легких и тканях, транспорта газов кровью, механизмов регуляции дыхания, показателей внешнего дыхания.

Задания: 1. Определение понятия «дыхание». Этапы дыхания. 2. Аппарат вентиляции. Функциональная анатомия органов дыхания. 3. Особенности легочного кровообращения. 4. Газообмен в легких и тканях. Транспорт кислорода и углекислого газа кровью. Кислородная емкость крови и ее возрастные изменения. 5. Показатели внешнего дыхания (дыхательные объемы и дыхательные емкости статичные). Показатели легочной вентиляции (динамичные). Спирометрия и пневмография. 6. Дыхательные движения, их возрастные особенности. График возрастных изменений частоты дыхательных движений. 7. Механизмы регуляции дыхания, их функциональное значение. Роль дыхательного центра мозга в регуляции дыхания. 8. Влияние физической активности и гиподинамии на развитие и становление функциональных возможностей аппарата вентиляции. 8. Частота дыхания детей.

Модуль 8. Физиологические особенности системы пищеварения детей и подростков. Нужно объяснить понимание возрастных изменений функциональной анатомии желудочно-кишечного тракта, проанализировать процессы пищеварения в различных отделах ЖКТ.  

Задания: 1. Сущность и биологическое значение процесса пищеварения. Схема пищеварительного тракта. 2. Функциональная анатомия полости рта, глотки, пищевода. Развитие зубной системы как показатель уровня биологической зрелости ребенка. 3. Функциональная анатомия желудка, ее возрастные особенности. 4. Кислотность и ферментативный состав желудочного сока, их возрастные особенности. 5. Моторная функция ЖКТ, ее функциональное значение, механизмы регуляции и возрастные особенности. 6. Механизмы защиты стенки желудка от действия химических и механических раздражителей. Всасывание веществ в желудке. Роль рецепторных образований желудка в рецепторном механизме возникновения рвоты как защитной реакции организма ребенка. 7. Зависимость функционального состояния желудка от режима питания, последствия нарушения режима питания. 8. Печень как физиологический барьер между внутренней средой организма и желудочно-кишечным трактом. Функциональная анатомия печени и желчного пузыря. Химический состав желчи, ее роль в пищеварении и поступление в 12-перстную кишку. 8. Особенности венозного кровообращения печени и его функциональное значение. 9. Экзокринная функция поджелудочной железы, ее гормональная регуляция гастрином, холецистокинином, секретином. Ферментативный состав поджелудочного сока, его действие на химус. 10. Функциональная анатомия тонкого кишечника. Кишечная секреция, ее регуляция. Состав кишечного сока, его действие на химус. Всасывание веществ в тонком кишечнике. Моторная функция тонкого кишечника. 11. Особенности пищеварения в двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишках. 12. Функциональная анатомия толстого кишечника. Физиологическое значение микрофлоры толстого кишечника. Всасывание веществ в толстом кишечнике. Моторная деятельность толстого кишечника, ее регуляция и возрастные особенности. 

Модуль 9. Физиология эндокринных желез. Гормональная регуляция процессов в организме. Предлагается раскрыть принципы гормональной регуляции и функциональное значение эндокринных желез в ходе изменений организма по мере взросления. 

Задания: 1. Система эндокринных желез организма. Специфичность и механизм действия гормонов. 2. Роль нейросекреции ядер гипоталамуса в процессах регуляции нервной и эндокринной систем организма. 3. Функциональная анатомия гипофиза. Принцип работы гипоталамо-гипофизарной системы в регуляции работы периферических желез внутренней секреции. 4. Взаимодействие желез внутренней секреции при регуляторных процессах; гипо- и гиперфункции желез внутренней секреции. 5. Принцип обратной связи в регуляции работы эндокринной системы. 6. Последствия гипо- и гиперпродукции нейросекретов гипоталамуса для взрослого и растущего организма. 7. Возрастные изменения в морфологии и физиологии эндокринных желез (эпифиз, вилочковая железа, щитовидная железа). 8. Гормоны адено- и нейрогипофиза и их регуляторная функция. 9. Участие эндокринных желез (гипоталамус, гипофиз, щитовидная железа, поджелудочная железа, кора надпочечников, половых желез) в регуляции обмена белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды у детей и подростков при их гипо- и гиперфункции. 10. Физиология эндокринной части поджелудочной железы. Гормональная регуляция содержания сахара. Гормональная регуляция кальция и фосфора в крови с помощь кальцитонина (щитовидная желез) и паратгормона (паращитовидные железы). Последствия гипер- и гипофункции эндокринных желез, обеспечивающих эти процессы. 11. Участие глюкокортикоидов в обеспечении адаптивных реакций организма на стрессовые факторы. 12. Физиология вилочковой железы. Гормональная регуляция работы иммунной системы организма. Последствия гипо- и гиперфункции эндокринных желез, контролирующих этот процесс. 13. Гормоны коркового слоя надпочечников (глюкокортикоиды), их обеспечение противовоспалительных процессов организма. Последствия гипо- и гиперфункции эндокринных желез, участвующих в регуляции противовоспалительных процессов. 14. Половые гормоны и их физиологические функции. Влияние желез внутренней секреции на половое созревание. Последствия гипо- и гиперфункции эндокринных желез, участвующих в обеспечении процессов полового созревания и циклических процессов в яичниках и матке. 15. Становление в онтогенезе эндокринной функции половых желез. Стадии полового созревания. Гормональная регуляция детородной функции и лактации. Последствия нарушений этой регуляции. 

Модуль 10. Физиология системы мочеобразования и мочевыделения. В упражнениях предлагается проанализировать экскреторную функцию почек и нейрогуморальные механизмы ее регуляции, охарактеризовать изменения процессов мочеобразования и мочевыведения в онтогенезе. 

Задания: 1. Функциональная анатомия почки, ее возрастные особенности. Функции почек: экскреторная, инкреторная, гомеостатическая. 2. Структурно-функциональная единица почки – нефрон. Первичное и вторичное ветвление капилляров почки, их функциональное значение. 3. Механизм мочеобразования и его регуляция. 4. Относительное содержание веществ в крови, первичной и вторичной моче. Диагностическое значение анализа мочи. 4. Структурно-функциональные изменения почки после рождения. Регуляция экскреторной функции почек. Возрастные особенности регуляции экскреторной функции почек. 5. Возрастные закономерности становления произвольного мочеиспускания у детей.

Модуль 11. Физиология нервной системы. В заданиях предлагается проанализировать биоэлектрические показатели функциональных состояний нервной клетки, механизмы межклеточной передачи информации и возрастные особенности становления процессов возбуждения и торможения; рефлекторную деятельность мозга, а также сложные формы высшей нервной деятельности.

Задания: 1. Морфофункциональная организация афферентных, вставочных и эфферентных нейронов, их локализация в нервной системе. 2. Свойства процессов возбуждения и торможения, их биологическое значение. 3. Биоэлектрические показатели функционального состояния нервной клетки: мембранный потенциал покоя, потенциал действия (возбуждения), гиперполяризация. Механизм их формирования и физиологическое значение. 4. Механизм распространения возбуждения (проведения потенциала действия) по нейрону. Схема строения химического синапса в центральной нервной системе. Последовательность передачи возбуждения в синапсе. 5. Механизм образования условного рефлекса, схема условного рефлекса. Значение явлений доминанты, иррадиации, суммации, концентрации возбуждения в замыкании условных связей. Роль ориентировочного рефлекса в формировании приобретенной программы поведения. 6. Механизмы формирования и виды внутреннего торможения, их биологическое значение и возрастные особенности. 7. Системная деятельность мозга. Динамический стереотип как пример системности, его значение в поведении и обучении; возрастные возможности переделки стереотипов. 8. Аналитико-синтетическая функция коры головного мозга. Области коры. Структуры головного мозга, участвующие в процессах памяти, в формировании эмоций. Структуры головного мозга, участвующие в формировании программ движений.

Модуль 12. Применение знаний по физиологии. 

Задания: 1. Мерцательная аритмия сопровождается беспорядочным возбуждением и сокращением отдельных мышечных волокон предсердий и аритмичным сокращением желудочков. Каков физиологический механизм этого нарушения? 2. Почему при остром психическом состоянии может произойти инфаркт миокарда? 3. В легочных капиллярах находится 33 % всей крови. Объясните причину данного явления. 4. Почему хронические заболевания небных миндалин препятствуют успеваемости школьника? Объясните физиологический механизм. 5. Если удалена часть тонкого кишечника, то какие изменения произойдут в организме? 6. Какие нарушения в системе свертывания крови возникнут при отсутствии витамина К в организме? Объясните физиологический механизм. 7. Каковы физиологические механизмы процесса пристеночного пищеварения в кишечнике? 8. С какой целью рекомендуется больному диета, содержащая зерновой хлеб и овощи? 9. Почему ткани, пересаженные от одного организма к другому, могут отторгаться? 10. Почему при некоторых заболеваниях сердца и почек возникают отеки? 11. Наличие белка или эритроцитов в моче: о чем это говорит? 12. Организм у девочек развивается быстрее, чем у мальчиков, в связи с чем начало учебы у девочек протекает успешнее. Но после полового созревания мальчики нередко догоняют девочек. С какими физиологическими механизмами это связано? 13. Какие изменения претерпел скелет человека в онтогенезе? 14. Если бы стенки аорты утратили эластичность, то как бы изменились показатели гемодинамики? 15. Энтерокиназа – «фермент ферментов». Почему? 16. Двенадцатиперстную кишку называют «гипофизом» пищеварительной системы. Почему? 

Литература.
1. Анисимова, В.С. Самостоятельные работы учащихся по анатомии, физиологии и гигиене человека: Пособие для учителя / В. С. Анисимова, Е. П. Бруновт, Л. В. Реброва. - 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1987. – 127 с.
2. Латова, Ю.В. Контрольные работы по анатомии и физиологии ребенка: для студентов-заочников фак. дошк. воспитания пед. ин-тов / Ю.В. Латова, Е.В. Дерюгина, С.С. Соломатин, Л.В. Ананьева. – Моск. гос. заоч. пед. ин-т. – М.: Просвещение, 1989. – 48 с. 
3. Черник В.Ф. Возрастная физиология и школьная гигиена: пособие / В.Ф. Черник. – 3-е изд., испр. – Минск: БГПУ, 2019. – 328 с. 
4. Черник, В.Ф. Физиологические особенности и охрана здоровья детей и подростков: пособие / 2-е издание, дополнен., переработан. / В.Ф. Черник. – Минск: БГПУ, 2020. – 356 с.