Сфера образования, и в частности, высшего медицинского образования, длительное время является одним из главных объектов компьютеризации [22]. Достаточно вспомнить, что сама идея персонального компьютера возникла как результат необходимости создания универсального инструмента для обработки информации такими категориями непрофессиональных пользователей, как педагоги и врачи [24]. Применению вычислительной техники и программных средств в различных аспектах образования посвящены многочисленные публикации и специализированные издания. Однако многие авторы отмечают, что в действительности компьютеры всё ещё не оказывают заметного влияния на эффективность учебного процесса, несмотря на то, что работы по компьютеризации обучения ведутся с конца 1950-х годов во всё более широких масштабах [2]. Анализ этого феномена во многом выходит за рамки настоящего обзора и возможно, станет темой отдельной публикации.
Обзор программных продуктов (ПП) для медицинского образования затруднён вследствие нерешённости задачи классификации в рассматриваемой предметной области. Иными словами, какая-либо достаточно распространённая, а тем более общепринятая классификация образовательных ПП отсутствует. Это обстоятельство определяет путаницу и взаимное непонимание в многочисленных дискуссиях относительно достоинств и недостатков медицинских образовательных систем. Более чем пятнадцатилетний практический опыт автора в создании и использовании программного обеспечения для нужд обучения в медицине позволяет ему предложить свой вариант рабочей классификации медицинских образовательных ПП.
В основу предлагаемой классификации положен принцип теории управления, в соответствии с которым обучение представляет собой частный случай задачи управления (рис.1). Любое управление направлено на требуемое изменение свойств какого-либо объекта (объектов) за некоторое конечное время, и всегда сводится к обмену некоторым количеством информации между управляющим и управляемым объектом. Таким образом, наиболее общая модель процесса обучения в учебном заведении выглядит так, как показано на рис.2.
Теория управления рассматривает прикладные программные системы в качестве средств реализации моделей реального мира в интересах и рамках соответствующей предметной области [15]. Поэтому на приведённой иллюстрации (рис.2) моделям каждого реально существующего информационного потока и/или каждого объекта соответствует либо может соответствовать свой класс образовательных ПП. Указанное обстоятельство даёт возможность использования хорошо обоснованной и легко понятной рабочей классификации образовательных ПП в медицине.
Весьма многочисленные теоретические и практические вопросы создания и применения ПП, автоматизирующих управление учебным процессом [1,9,11,23], вынужденно остаются за пределами настоящей статьи. На рис.2 этим ПП соответствуют модели обмена информацией между администрацией учебного заведения и остальными объектами.
Рассмотрим условную ситуацию, в которой процесс обучения выглядит так, как показано на рис.3. Управляющий объект (преподаватель), получив или получая информацию о предметной области, в переработанном виде передаёт её управляемому объекту (студенту). Оставив в стороне вопрос о дидактической ценности такой схемы обучения, укажем, что моделям информационного потока 1 соответствует класс образовательных ПП, который можно назвать электронными учебниками, а моделям информационного потока 2 - т.н. системы поддержки принятия решений (СППР), частным случаем реализации которых являются экспертные системы (ЭС).
Рассуждая аналогичным образом, и рассматривая иллюстрации 4,5,6 и 7, приходим к формированию табл.1, в которой и отражена применяемая в настоящем обзоре классификация ПП для обучения в медицине. Универсальные оболочки обучающих систем, такие, как Lotus LearningSpace компании IBM [20], а также инструментальные средства для создания электронных средств обучения, не являются самостоятельными реализациями моделей информационных потоков в медицинском образовании и в данной классификации не участвуют.
 Рис.4. Пассивное обучение с контролем знаний в сочетании с ростом теоретических знаний преподавателя. |
 Рис.5. Пассивное обучение с контролем знаний в сочетании с профессиональным ростом преподавателя. |
 Рис.6. Активное обучение с ограничением пробной деятельности студента. |
 Рис.7. Активное обучение без ограничения пробной деятельности студента. |
| Номер информационного потока | Описание | Класс ПП, соответствующий моделям информационного потока | Примеры реализации в медицине | Целесообразность замены источника информации на его модель | Примечание |
| 1 | Лекции, материалы периодических публикаций, справочников, учебников, пособий и руководств | Электронный справочник Электронный учебник |
Обучающая система "Онкология" (БГМУ, г.Уфа) | значительно ограниченная | Концепция "Электронного учителя" применима в ситуациях ограничения или невозможности взаимодействия с реальным учителем |
| 2 | Специфичные для предметной области методы исследований | Системы автоматизации методов исследования в предметной области Системы поддержки принятия решений |
СППР "FVD-1" (группа "Upke") СППР "Helper-2" (группа "Upke") |
ограниченная | ПП эффективны только в оптимальных условиях профессиональной деятельности |
| 3 | Опросы, контрольные работы, зачёты, экзамены, отчёты | Системы тестового контроля | СТК "Тест" (ММА им.Сеченова) СТК "Плутон/Полиплут" (А.Визель) Рейтинговая система "Сатурн5" (НПФ "АлтынКэз") |
отсутствует | Замена обучаемого на его модель возможна в педагогических исследованиях, но не в самом процессе обучения |
| 4 | Специфичная для предметной области профессиональная деятельность | CAD/CAM/CAE | высокая | Создание ПП данного класса в медицине объективно затруднено | |
| 5 | Практические и лабораторные занятия, производственная практика | Ситуационная задача Деловая игра |
"Emergency Room" (IBM) АОС "COMA" (группа "Инфосфера") |
высокая | |
| 6 | Индивидуальный практический опыт профессиональной деятельности | Компьютерный тренажёр | Компьютерный анестезиологический тренажёр (H.Schwid, D.O'Donnel) АОС "Электронный пациент" (А.Гущин) ППП "ALSU Series" (группа "Инфосфера") |
очень высокая | Концепция "Электронного пациента" применима во всех случаях необходимости ограничения пробной деятельности в отношении реальных пациентов |
Табл.1. Моделям каждого информационного потока из приведённых на рис.7 соответствует свой класс образовательных программных продуктов. Примечание. Отсутствие ссылки на конкретный продукт в настоящей таблице не означает отсутствия их существования на рынке. Конкретные реализации обучающих систем в медицине могут объединять модели нескольких информационных потоков.
Отдельно следует сказать лишь о моделях информационного потока 4, обозначенных в таблице, как ПП класса CAD/CAM/CAE (computer-aided design/manufacturing /engineering). Будучи достаточно распространёнными в мире техники, системы автоматизированного проектирования, производства и разработки, за редким исключением, не имеют прямых аналогов в медицине, поэтому соответствующие термины в виде аббревиатур применены в нашем случае достаточно условно. В медицине под терминами CAD/CAM/CAE следует в первую очередь понимать класс программных продуктов, реализующих управляющее воздействие на организм человека, либо любую другую естественную или искусственную медицинскую систему. Например, к классу CAD/CAM/CAE в медицине можно в равной степени отнести ПП, управляющие гемодиализным оборудованием, программы оптимизации назначения и введения фармпрепаратов, и системы автоматизации конструирования зубных протезов.
Располагая рабочей классификацией, приступим к рассмотрению особенностей конкретных ПП для медицинского образования. Разумеется, что объём настоящей публикации не позволяет рассмотреть все имеющиеся на рынке продукты, поэтому речь в ней пойдёт лишь о наиболее типичных среди известных автору представителях каждого класса ПП.
В ряде публикаций [4,5,19], посвященных построению обучающих программ в медицине, отстаивается мнение о невысокой ценности ПП, использующих метафору "электронного учителя", и им противопоставляются системы, основанные на концепции "электронного пациента". Преимущество последних авторами обосновывается тем, что программы-имитаторы создают проблемные ситуации в сфере диагностики и (или) тактики лечения. Данное мнение совпадает с позицией автора этой статьи, разделяющего методы и средства подготовки врачей, направленные на приобретение знаний, и направленные на приобретение профессиональных навыков и умений. При этом под практическими навыками подразумеваются не столько лечебно-диагностические манипуляции, сколько освоенные способы продуктивной мыслительной деятельности, обеспечивающей правильную, быструю и экономную диагностику и эффективное лечение [14]. В соответствии с принятой нами классификацией (табл.1), программы типа "электронный учитель" оказываются отнесёнными к первой группе средств (передача знаний), а программы типа "электронный пациент" - ко второй группе (отработка навыков).
Личный опыт автора указывает на незначительную ценность использования компьютера для предъявления обучаемому любого учебного материала путём выдачи на экран текста и (или) изображений - т.н. "электронного перелистывания страниц". Вероятно, это связано с психологией восприятия человека, особенностью которого является лучшее усвоение информации с твёрдых копий [2], а также с тем, что богатство внутреннего мира преподавателя невоспроизводимо в автоматизированных обучающих системах, в лучшем случае превращающих традиционную систему взаимоотношений "учитель-ученик" в банальное натаскивание [5].
В применении различных методик обучения, в т.ч. не оправдавших себя на определённом этапе, прослеживается своего рода цикличность [14]. В современной литературе не уменьшается количество публикаций, посвящённых созданию и эксплуатации электронных учебников в медицинском образовании [6,8,10]. Ренессанс идеи "электронного перелистывания страниц" происходит во многом благодаря бурному развитию таких информационных технологий, как мультимедиа и представление материалов во всемирной сети Интернет (тесно связанное с широко пропагандируемой идеей дистанционного образования)[20].
Интересно отметить, что практически все нынешние возможности мультимедиа были реализованы ещё в 1970-е годы в образовательном проекте Иллинойского университета PLATO IV. Каждому обучаемому в системе PLATO IV был предоставлен терминал с плазменным дисплеем, обеспечивающим выдачу произвольного сочетания текста, графики и цветных изображений в сопровождении звука. Разработка PLATO IV была самой масштабной из предпринятых в области компьютеризации обучения как по объёмам финансирования и привлечённым силам, так и по возлагавшимся на неё надеждам. Однако проведённые испытания показали, что она не пригодна для широкого применения вследствие дидактической неэффективности, сложности и трудоёмкости подготовки учебных материалов [21].
В ряде работ отмечается повсеместное ухудшение качества обучения и снижение уровня образованности молодых людей, происходящее одновременно с ростом компьютеризации общества и качества персональных компьютеров. Существует мнение, что характерная для мультимедийных систем зрелищно-игровая составляющая может наносить вред - пользователь, с раннего возраста приученный к картинкам и фильмам, неохотно читает, для него характерно поверхностное восприятие и неразвитое, примитивное абстрактное мышление [2]. Наличие дома современного мультимедийного "образовательного" компьютера приводит к снижению общей грамотности пользователя довузовского возраста и деформации представлений о реальном окружающем мире до недопустимого уровня [18].
Периодическая литература и материалы конференций, выходившие в разные годы в нашей стране, содержат указания на успешное использование в медицинском образовании весьма примитивных в методическом отношении ПП, относящихся по нашей классификации к справочным и тестирующим системам начального уровня [3,7]. Объяснением такого парадоксального факта, по-видимому, может служить феномен переноса интереса студентов к технологической новинке на любой связанный с ней материал. Таким образом, обучающий эффект систем начального уровня связан с эмоциональностью восприятия ранее незнакомого явления и оказывается обратно пропорциональным распространённости компьютеров в обществе. Поэтому вполне предсказуемым является, что по мере всё большего распространения мультимедиа и Интернет-технологий обучающий эффект ПП на их основе также будет уменьшаться.
Всё новое появление обучающих ПП на неоправдавшей себя методической основе [10,12] во многих случаях обусловлено причинами, указанными в работе [2], содержащей анализ хронического неуспеха попыток компьютерного обучения. Большинство как корпоративных, так и индивидуальных разработчиков электронных учебников, хотя и декларирует на словах цель усовершенствовать учебный процесс, в действительности преследует иные цели, среди которых наиболее распространены карьерные, коммерческие, корпоративно-клановые и исследовательские (причём не касающиеся исследовательских проблем самой предметной области). Определённое значение придаётся также процессу отчуждения разработчика и производителя программного обеспечения от конечного пользователя, навязыванию последнему интерфейсов обучающих систем, характеризующихся информационной перенасыщенностью [13].
Трезвый анализ возможностей электронных учебников приводит к выводу, что доступ (как локальный, так и удалённый) к необходимым в процессе обучения данным в электронном виде оправдан в случаях, когда другим способом соответствующую информацию получить трудно или невозможно. Ограничение доступа к информации, получаемой при традиционном обучении, может быть связано также с необходимостью прохождения учебных программ в сжатые сроки, дефицитом преподавательских кадров при освоении определённых специальностей, необходимостью массового обучения, одновременном прохождении программ различных учебных заведений, а также в ситуациях, в которых прямое общение студента и преподавателя невозможно по объективным и (или) субъективным (в т.ч. психологическим) причинам.
Ранее было обосновано применение в медицинском образовании электронных учебников в ситуации недостаточного обеспечения учебно-методической литературой, а также в качестве способа разрешения противоречия между желанием охватить как можно большее количество демонстрационного материала и практической способностью его изготовления [16].
Возможности традиционных электронных учебников в медицине могут быть значительно расширены при включении в них элементов, требующих от пользователя умения решать проблемные задачи. При работе с таким ПП успех пользователя напрямую зависит от усвоения материала на предыдущем этапе, обеспечивая необходимую связь теории и практики. Подобный подход превращает обучающую систему типа "электронный учитель" в достаточно мощный и эффективный учебно-методический комплекс [17]. Однако рассмотрение этого вопроса, наряду с обзором других классов медицинских обучающих систем, станет темой второй части нашей статьи.