Використання рентгенівської флуоресцентної спектроскопії для визначення елементного складу речовин при вивченні біофізики
Вантажиться...
Дата
2023
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Постановка проблеми. Центральним питанням, що ставиться до обговорення в даному дослідженні, є ефективне включення новітніх технологій, зокрема рентгенофлуоресцентної спектроскопії, у навчальні курси вищої освіти, пріоритетно у сфері медицини та фармації. Основна мета дослідження полягає у відповіді на актуальне педагогічне запитання: як найкраще адаптувати навчальний процес для полегшення засвоєння та використання складних аналітичних методик, одночасно спонукаючи студентів до розвитку навичок критичного мислення та самостійного вирішення завдань. Матеріали та методи. Матеріали: використовувались зразки різноманітних матеріалів (у вигляді порошку, тверді та рідкі), рентгенофлуоресцентний спектрометр (модель EXPERT 3L), а також зразки ґрунтів для аналізу їхнього елементного складу. Методики: Теоретичне навчання: огляд теоретичних основ рентгенофлуоресцентної спектроскопії через комплексний підхід, що включає лекції, дослідницькі проекти та дискусії. Практична лабораторна робота: самостійна індивідуальна робота за допомогою рентгенофлуоресцентного спектрометра EXPERT 3L. Навчання аналізу даних: освоєння методик аналізу даних, отриманих із спектрометра, розвиток навичок якісного та кількісного аналізу. Самостійне навчання: стимулювання ініціативи, креативності та самостійності студентів через заохочення до самостійного вирішення задач.
Результати. Успішно розроблено та впроваджено лабораторний практикум в процес підготовки майбутніх медичних працівників, що підсилило залученість студентів та сприяло розвитку їхніх вмінь. Практичні заняття значно покращили активізацію інтелектуальної діяльності студентів, формування навичок логічного мислення, встановлення міжтематичних та міжпредметних зв’язків, а також розвиток їхніх творчих компетентностей. Експериментальний клас ефективно сприяє розвитку як академічних, так і професійних навичок, надаючи студентам потрібні інструменти для успішного старту їхньої майбутньої кар'єри.
Висновки. Інтеграція передових аналітичних методів, таких як рентгенівська флуоресцентна спектроскопія, у навчальну програму значно покращує взаємодію та розуміння студентів, сприяючи набуттю теоретичних знань та розвитку практичних навичок. Експериментальний підхід допоміг у встановленні міжтематичних і міжпредметних зв’язків, що має вирішальне значення для комплексного навчання в мультидисциплінарних галузях, таких як медична та біологічна фізика. Результати підтверджують, що інтеграція практичних занять у навчальний процес, особливо тих, що використовують новітні методи, може допомогти подолати розрив між теорією та практикою, сприяючи глибшому осмисленню матеріалу. В майбутніх дослідженнях ми розглянемо інші освітні стратегії та технології, які зможуть покращити залученість студентів та їх здатність до аналітичного осмислення матеріалу.
Formulation of the problem. The central challenge addressed in this study is effectively integrating cutting-edge technologies, such as X-ray fluorescence spectroscopy, into higher education curricula, particularly within medical and pharmaceutical disciplines. The study seeks to address the pedagogical question: how can educational practices be optimized to facilitate the understanding and application of complex analytical techniques while simultaneously encouraging the development of students' critical, independent problem-solving skills? Materials and methods. Materials: various material samples (powdered, solid, liquid), X-ray fluorescence spectrometer (EXPERT 3L model), and assorted soil samples for elemental composition study. Methods: Theoretical Instruction: Comprehensive teaching of the theoretical principles underlying X-ray fluorescence spectroscopy using a blend of lectures, readings, and discussions. Practical Laboratory Work: Encouraging hands-on, independent laboratory work using the EXPERT 3L X-ray fluorescence spectrometer, enhancing the understanding of practical applications. Data Analysis Training: Instruction on analyzing data from the spectrometer, improving both qualitative and quantitative analysis skills. Self-Directed Learning: Encouraging initiative, creativity, and self- sufficiency among students by promoting independent problem-solving activities. Results. Successful development and implementation of laboratory practicals titled into the training of future medical professionals. Enhanced Student Engagement and Skill Development: The practical session had a significant impact on stimulating students' intellectual activity, fostering logical thinking skills, establishing inter-thematic and inter-subject connections, and promoting creative competencies. Formulation of Subject and Professional Competencies: The experimental class successfully molds both subject-specific and professional skills, equipping the students with the tools necessary for their future careers. Conclusions. Integrating advanced analytical techniques, such as X-ray fluorescence spectroscopy, into the curriculum greatly enhances student engagement and understanding, contributing to theoretical knowledge and practical skill development. The experimental approach aided in establishing inter-thematic and inter-subject connections, vital for comprehensive learning in multidisciplinary fields like medical and biological physics. The results affirm that integrating practical exercises into the curriculum, especially those utilizing modern techniques, can help bridge the gap between theory and practice, fostering a deeper understanding of the subject matter. Future studies could explore other educational strategies or technologies that enhance student engagement and understanding in material analysis.
Formulation of the problem. The central challenge addressed in this study is effectively integrating cutting-edge technologies, such as X-ray fluorescence spectroscopy, into higher education curricula, particularly within medical and pharmaceutical disciplines. The study seeks to address the pedagogical question: how can educational practices be optimized to facilitate the understanding and application of complex analytical techniques while simultaneously encouraging the development of students' critical, independent problem-solving skills? Materials and methods. Materials: various material samples (powdered, solid, liquid), X-ray fluorescence spectrometer (EXPERT 3L model), and assorted soil samples for elemental composition study. Methods: Theoretical Instruction: Comprehensive teaching of the theoretical principles underlying X-ray fluorescence spectroscopy using a blend of lectures, readings, and discussions. Practical Laboratory Work: Encouraging hands-on, independent laboratory work using the EXPERT 3L X-ray fluorescence spectrometer, enhancing the understanding of practical applications. Data Analysis Training: Instruction on analyzing data from the spectrometer, improving both qualitative and quantitative analysis skills. Self-Directed Learning: Encouraging initiative, creativity, and self- sufficiency among students by promoting independent problem-solving activities. Results. Successful development and implementation of laboratory practicals titled into the training of future medical professionals. Enhanced Student Engagement and Skill Development: The practical session had a significant impact on stimulating students' intellectual activity, fostering logical thinking skills, establishing inter-thematic and inter-subject connections, and promoting creative competencies. Formulation of Subject and Professional Competencies: The experimental class successfully molds both subject-specific and professional skills, equipping the students with the tools necessary for their future careers. Conclusions. Integrating advanced analytical techniques, such as X-ray fluorescence spectroscopy, into the curriculum greatly enhances student engagement and understanding, contributing to theoretical knowledge and practical skill development. The experimental approach aided in establishing inter-thematic and inter-subject connections, vital for comprehensive learning in multidisciplinary fields like medical and biological physics. The results affirm that integrating practical exercises into the curriculum, especially those utilizing modern techniques, can help bridge the gap between theory and practice, fostering a deeper understanding of the subject matter. Future studies could explore other educational strategies or technologies that enhance student engagement and understanding in material analysis.
Опис
Ключові слова
експериментальне навчання, активне навчання, професійні компетенції, рентгенівська флуоресцентна спектроскопія, аналіз елементного складу, лабораторні практичні роботи, залучення студентів, міжпредметні зв'язки, Experiential Learning, Active Learning, Professional Competencies, X-ray Fluorescence Spectroscopy, Elemental Composition Analysis, Laboratory Practical Work, Student Engagement, Interdisciplinary Connections
Бібліографічний опис
Використання рентгенівської флуоресцентної спектроскопії для визначення елементного складу речовин при вивченні біофізики [Текст] / В. Бойчук, В. Коцюбинський, Л. Туровська, М. Мойсеєнко, Х. Бандура, В. Стинська, Л. Прокопів, Ю. Мазуренко, М. Кузишин // Фізико-математична освіта : науковий журнал / Міністерство освіти і науки України, Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка, Фізико-математичний факультет ; [редкол.: М. П. Вовк, М. Гр. Воскоглу, Т. Г. Дерека та ін.]. – Суми : [СумДПУ імені А. С. Макаренка], 2023. – Вип. 4 (38). – С. 14–23. – DOI: 10.31110/2413-1571-2023-038-4-002