Почему будущие медики изучают физику всего семестр и какой выход нашли в Крыму

Как эта точная наука помогает лучше подготовить тех, кто будет нас лечить, беседуем с кандидатом физико-математических наук, доцентом, заслуженным преподавателем КФУ имени В. И. Вернадского, ученым секретарем Физико-технического института Еленой Максимовой.

- Елена Михайловна, и все же, зачем студентам-медикам, будущим врачам, знание физики?

- Наверное, начну с предыстории. В 2019 году в результате слияния двух кафедр (физики твердого тела и медицинской физики и информатики) в нашем Физико-техническом институте появилась кафедра физики конденсированных сред, физических методов и информационных технологий в медицине. Ее название исчерпывающе описывает все, чем мы сегодня занимаемся: это и традиционное преподавание физических наук студентам-физикам, и преподавание курсов биофизики и биоинформатики студентам-медикам. К слову, в свое время кафедра физики была одной из первых и основополагающих кафедр Крымского медицинского института. Долгое время физику сдавали как один из вступительных экзаменов, а затем изучали ее полтора года и сдавали экзамен. Сегодня наши студенты-медики изучают этот предмет всего один семестр - полгода и затем сдают зачет. Наверное, потому, что сейчас при поступлении в мединститут абитуриенты физику не сдают, к сожалению, их подготовка по этому предмету достаточно слабая. Хотя современная медицина - это уже практически одна из прикладных частей физики. Человеческий организм - это сложная физическая система, где работают законы механики, термодинамики, электродинамики, оптики и др. Без знания этих законов невозможно ни понять, как работает организм, ни эффективно лечить пациента. На физических принципах основаны все современные методы диагностики: МРТ - на явлении ядерного магнитного резонанса, КТ - использует рентгеновское излучение, УЗИ - базируется на отражении ультразвука от сред с разной плотностью, ЭКГ - регистрация электрических потенциалов сердца и т. д.

Многие медики-первокурсники умеют измерять давление, поскольку приходят учиться в мединститут после профильных колледжей, и у них много прикладных навыков. Но ребята часто не понимают суть самого явления, на котором основан этот навык. И наша задача - объяснить им это. Я все время повторяю - физика учит вас мыслить. Да, на этот предмет в учебном процессе отведено мало времени - одно занятие в неделю в течение семестра, но научить ребят аналитически мыслить, критически подходить к решению того или иного вопроса, надеюсь, мы все же успеваем.

- И как студенты-медики воспринимают необходимость изучения физики?

- Надеюсь, они понимают, что эти знания им точно пригодятся в будущей профессиональной деятельности и что они в этой области, мягко говоря, хромают. И практически после каждого занятия благодарят нас за то, что мы им пытаемся раскрыть мир физики, показать, что изучать ее действительно надо. Ведь она везде. Ребята часто удивляются, когда в качестве наглядного примера я им привожу разные прикладные таблицы, которые врачи очень часто используют при диагностировании и лечении тех или иных заболеваний, рассказываю, какие сложные задачи решаются с применением законов физики, чтобы составить эти таблицы. Студенты начинают понимать, что за каждой цифрой или действием, на первый взгляд очень простым, стоят сложные предварительные расчеты по формулам, описывающим те или иные физические законы или процессы. Уже на первой паре мы начинаем изучать применение в медицине законов механики: законов Ньютона, Гука и др., без которых невозможно решение прикладных медицинских задач в современной ортопедии, протезировании, имплантации.

- Иностранные студенты-медики тоже изучают физику?

- Конечно, ряд преподавателей нашей кафедры преподают биофизику и биоинформатику на английском языке, предварительно сдав специальный экзамен и регулярно подтверждая свой уровень владения иностранным языком. Есть также группы иностранных студентов, которые прослушивают соответствующие курсы на русском языке.

- А вот интересно, могут ли выпускники вашего института работать в специализированных медицинских учреждениях?

- Конечно. Например, два выпускника ФТИ (один из них - выпускник нашей кафедры) сейчас трудятся в Крымском республиканском онкологическом клиническом диспансере имени В. М. Ефетова. Они обеспечивают работу сложнейшего современного высокотехнологичного оборудования лучевой диагностики. И со временем таких специалистов в Крыму, работающих на стыке наук, на стыке специальностей, я думаю, будет востребовано все больше.

- А какие необычные вопросы вам задают студенты-медики на занятиях?

- (Смеется) Скорее, это я засыпаю их вопросами. Но не для того, чтобы как-то их «поймать» на незнании физики. Я сама пытаюсь многое рассказать и по ходу задаю наводящие вопросы, помогая им прийти к правильному ответу. Обращаю внимание на явления и процессы, которые кажутся им известными, естественными, привычными, но подхожу с точки зрения фундаментальных физических основ, лежащих в их основе. Для ребят это часто своего рода «открытия». Все задачи, которые мы с ними решаем, стараемся адаптировать под медицину, медицинские вопросы. Например: у пациента перелом ноги, он лежит на системе вытяжения, предполагающей фиксацию ноги под определенным углом. Студентам-физикам мы просто скажем: это задача на движение по наклонной плоскости, на блоки. А ребятам-медикам говорим: у пациента вес ноги такой-то, нога должна быть зафиксирована под углом таким-то, необходимо рассчитать массу груза, который надо использовать, чтобы нога находилась в равновесии. Мы решаем конкретные медицинские задачи. Другой пример: многие студенты имеют представление о том, как снимать кардиограмму. Но на занятиях по биофизике открывают для себя много нового. Как известно, чтобы снять кардиограмму, электроды надо прикрепить к телу пациента по вершинам равностороннего треугольника: левая рука, правая рука и левая нога, чтобы зона сердца находилась посередине (так называемый треугольник Эйнтховена). Студенты воспринимают это как данность, а мы объясняем им, почему так, а не иначе размещаются электроды. А если, например, прикрепить их в других местах, можно ли снять кардиограмму? Ребята поголовно отвечают, что нельзя, потому что не получим результат. На самом деле можно, но получим другую картину. И мы объясняем им, почему при классическом снятии кардиограммы электроды прикрепляются именно таким образом.

- Конечно, им это интересно и важно.

- Да и нам тоже. Мы знаем физику, знаем тему, но объяснить студентам-медикам ее надо так, на таких прикладных медицинских примерах, чтобы им это было понятно, интересно и полезно. Для этого нам тоже приходится учиться чему-то для нас новому: медицинским терминам, практикам, методам и т. п. И на самом деле студенты-медики нас тоже многому учат и стимулируют, ведь процесс познания бесконечен.

- В итоге, для ребят это может стать первым шагом, толчком для занятий наукой на стыке медицины и физики?

- Мы этим уже занимаемся. У нас есть, например, совместные публикации со стоматологами, с которыми мы начали сотрудничать еще задолго до того, как стали преподавать биофизику для студентов мединститута. В частности, методами рентгеноструктурного анализа мы исследовали и исследуем кристаллическую структуру костей (челюстей и зубов), подверженных влиянию различных вредных факторов и последующей медицинской коррекции. Об этих исследованиях я тоже рассказываю и студентам-физикам, и студентам-медикам, призывая их попробовать свои силы и в научной работе.

- А как вам помогает руководство мединститута, университета, насколько им это интересно?

- Всегда идут нам навстречу, помогают при необходимости, поскольку понимают, что для будущих врачей очень важно знать физику. Конечно, нам хочется, чтобы на это выделялось больше часов. Даже сами студенты по окончании семестра говорят: «Неужели это всё?! Мы только начали понимать физику». Успокаиваю их, говорю, что мы во всем поможем им разобраться. Они потом такие теплые отзывы нам в соцсетях пишут, благодарят.

Совсем недавно, кстати, состоялась встреча ректора КФУ Владимира Курьянова и директора нашего Физико-технического института Александра Нудьги, где одним из вопросов как раз обсуждали роль физики в подготовке студентов, обучающихся не по профильным направлениям. Было выражено понимание того, что без знания базовых основ физики для многих специальностей невозможно полноценно освоить профессию.

- Студенты-медики, изучающие физику, отличаются от тех, кто учится непосредственно в ФТИ?

- В чем-то они схожи, в чем-то отличаются. Студенты-медики, пожалуй, более мотивированные, дисциплинированные, понимают, куда пришли учиться, что им надо знать.

- Возможно, потому, что уже примерно ориентируются, где в будущем это конкретно пригодится?

- Не исключено. Их востребованность после окончания вуза велика. Но сегодня и выпускники ФТИ самых разных направлений и специальностей тоже находят применение своим знаниям в самых различных сферах деятельности. Потому что физика воспитывает в человеке системное мышление, умение анализировать, абстрактно-логическое, критическое мышление, тренирует память.

- Получается, что не зря физику часто называют наукой о жизни?

- Буквально на первых занятиях со студентами-медиками я задаю им вопрос: что означает слово «физика», как оно переводится? Бывает, что в группе один человек знает. Остальные, конечно, тут же «гуглят» и с удивлением читают: физика в переводе с греческого означает - наука о природе. То есть буквально обо всем. В этом году спросила у студентов, поступивших на стоматологию: а как, собственно, переводится слово «стоматология»? Никто не знал. Потом один человек предположил, что «зуб». Я тоже не знала. «Загуглили», - смеется. - Оказывается, «стома» переводится как «рот, губы, ротовая полость». Пришла домой, а у меня в вазе - букет цветов эустомы. Вроде тоже корень «стома». Заглянула в Интернет, действительно, эустома в переводе с греческого - «эу» - прекрасный, «стома» - губы, уста. То есть стоматология и эустома - однокоренные слова. На второе занятие пришла к студентам-медикам с веточкой эустомы. Спросила, почему я ее принесла? Некоторые сказали, как цветок называется. А ведь, по сути, это - цветок стоматологов, - смеется.

- После такого пояснения они точно полюбят физику.

- Все преподаватели нашей кафедры стараются заинтересовать ребят, будущих врачей. Показать им всю важность и фундаментальность законов физики, чтобы будущий врач не просто овладел набором навыков, а мог бы стать высококлассным специалистом, понимающим суть явления, умеющим логично проанализировать ситуацию, поставить правильный диагноз, составить эффективную схему лечения пациента.