Применение кейсовых технологий на уроках физики

Варваркина Елена Владимировна , ГБОУ СОШ № 380 г. Санкт – Петербурга учитель физики

Современная модернизация российского образования в системе средней школы России предполагает внедрение новых эффективных методов обучения. Кейс-метод является прогрессивной педагогической технологией, обеспечивающей достижение новых образовательных результатов проблемно-ситуативного обучения.

Впервые кейс-метод был применён в учебном процессе на факультете права Гарвардского университета в 1920 году. Первые подборки кейсов были опубликованы в 1925 году в отчётах Гарвардского университета. Актуальность использования кейс-метода в практику школьного образования в настоящее время обусловлено двумя тенденциями:

первая вытекает из общей направленности развития образования, его ориентации не только на получение конкретных знаний, но и на формирование компетентностей, умений и навыков мыслительной деятельности, развитие способностей личности, среди которых особое внимание уделяется способности к обучению, умению перерабатывать огромные массивы информации;

вторая вытекает из развития требований к качеству специалиста, который, помимо удовлетворения требованиям первой тенденции, должен обладать также способностью оптимального поведения в различных ситуациях, отличаться системностью и эффективностью действий в условиях непрерывных изменений в общественной, профессиональной и других сферах жизни.

Кейс - метод уделяет большое внимание «воспитанию мышления и сознания» человека, он ориентирован на развитие целостного мышления человека, который способствует мотивации и активизации всех потенциальных возможностей личности.

Целью кейс – технологии является научение учащихся методике мышления, это инструмент для решения не только учебных, но и жизненных задач.

Кейс-стади (от англ. сase study – изучение случая, прецедента) – метод анализа ситуаций. Суть его в том, что учащимся предлагают осмыслить и найти решение для ситуации, имеющей отношения к реальным жизненным проблемам и описание которой отражает какую-либо практическую задачу. Отличительной особенностью данного метода является создание проблемной ситуации на основе фактов из реальной жизни. При этом сама проблема не имеет однозначных решений. Для работы с такой ситуацией необходимо правильно поставить учебную задачу, и для ее решения подготовить «кейс» с различными информационными материалами (статьи, литературные рассказы, сайты в сети Интернет, статистические отчеты и пр.)

Поставив правильно задачу и подготовив «кейс», необходимо организовать деятельность обучающихся по разрешению поставленной проблемы. Работа в режиме кейс-метода предполагает групповую деятельность. Непосредственная цель метода - совместными усилиями каждая из подгрупп, обучающихся анализирует ситуацию - case, и вырабатывает практическое решение. В результате организуется деятельность по оценке предложенных алгоритмов и выбору лучшего в контексте поставленной проблемы решения.

К методам кейс-технологий, активизирующим учебный процесс, относятся: 1. метод ситуационного анализа (Метод анализа конкретных ситуаций, ситуационные задачи и упражнения; кейс-стадии); 2.метод инцидента; 3.метод ситуационно-ролевых игр; 4. метод разбора деловой корреспонденции; 5. игровое проектирование; 6. метод дискуссии.

Наиболее распространенная технологичная модель деятельности в режиме кейс-метода (кейс-технология) содержит несколько шагов-этапов:

1.преподаватель подбирает, готовит учебную задачу, отражающую практическую ситуацию;2. преподаватель готовит кейс объемом от нескольких страниц до нескольких десятков страниц; 3. обучающиеся, как правило, предварительно прочитывают и изучают кейс, привлекая к этому материалы лекционного курса и другие самые различные источники информации, анализируют материал.

После этого на занятии идет подробное групповое обсуждение содержания кейса и происходит выработка нескольких решений. Отдельные участники или подгруппы презентуют свои решения. При этом преподаватель выступает в роли ведущего, генерирующего вопросы, фиксирующего ответы, поддерживающего дискуссию в группе, в подгруппах, помогающего правильно оценить презентуемые решения.

Преподаватель совместно с обучающими подводят итоги, делают выводы, выбирают наиболее оптимальное, эффективное решение (возможно несколько решений).

Ознакомление обучающихся с текстом кейса и предварительный анализ кейса чаще всего осуществляются за несколько дней до его обсуждения и реализуются как самостоятельная работа.

Дискуссия занимает центральное место в структуре кейс-метода. Неподготовленность обучающихся к дискуссии может сделать её формальной, превратить в процесс вытаскивания ими информации у преподавателя, а не самостоятельного её добывания.

Дискуссию надо использовать тогда, когда обучающиеся уже обладают некоторой степенью зрелости и самостоятельности мышления, умеют аргументировать, доказывать и обосновывать свою точку зрения. Для этого можно провести несколько дискуссионных занятий, научить обучающихся правилам проведения и участия в дискуссии Основным фактором в дискуссии является степень её руководства преподавателем. Руководя дискуссией, преподаватель должен добиваться участия в дискуссии каждого участника, выслушивать аргументы за и против и объяснения к ним, контролировать процесс и направление дискуссии.

Чтобы быть эффективной, учебная стратегия обсуждения должна быть тщательно подготовлена преподавателем, структурирована, регламентирована во времени и контролируема. Преподаватель должен прогнозировать развитие дискуссии и корректировать её ход, ставя те вопросы и акцентируя те моменты, на рассмотрение которых он хотел бы направить обсуждение. При этом нужно быть готовым к тому, что обучающиеся могут высказывать точки зрения и взгляды, не предусмотренные заранее.

Презентация, или представление решений по результатам анализа кейса, выступает очень важным аспектом метода. Умение публично представить интеллектуальный продукт, показать его достоинства и возможные направления эффективного использования, а также выстоять под шквалом критики, является очень ценным интегральным качеством личности в современном мире. Презентация оттачивает многие глубинные качества личности: волю, убеждённость, целенаправленность и т.п.; она вырабатывает навыки публичного общения, формирования своего собственного имиджа.

Следует отметить, что традиционная пятибалльная система оценивания результатов плохо приспособлена к работе с кейсами. Главный её недостаток заключается в том, что она, в силу малых величин, не позволяет накапливать баллы за промежуточную работу, оценивать активность обучающихся, их многократные выступления. Здесь особое значение приобретает оценочное творчество преподавателя, которое должно носить обоснованный характер. Обучающиеся должны понимать не только правила работы с кейсом, но и систему оценивания их работы преподавателем.

Образовательная деятельность в режиме кейс-метода ориентирована на: 1. Формирование и развитие информационной компетентности;

2.Развитие навыков упорядоченного, структурированного мышления, ориентированного на умения работать с информацией; 3. Воспитание культуры обмена мнениями, свободной от агрессивной напористости.

4.Формирование понимания того, что существуют ситуации, когда необходим самоконтроль для достижения позитивного результата, особенно в ситуациях работы в группе.

Кейс-задания можно использовать на любом этапе урока. Как правило, высока эффективность при закреплении знаний, полученных на предыдущих занятиях. Решение ситуационных задач действительно развивает логическое мышление школьников, формирует умение выделять причинно-следственные связи, делать обоснованные выводы.

Каждый этап работы с кейсом способствует достижению цели реализации этапа:

Этапы и цели реализации работы с кейсом:

Учебные результаты, достигаемые обучающимися, и образовательные результаты, достигаемые учителем при использовании метода кейс-стади, представлены в таблице:

Действия учителя при реализации метода: 1.Распределение обучающихся по малым (4–6 человек) группам; 2.Знакомство школьников с ситуацией, системой оценивания решений проблемы, сроками выполнения заданий; 3.Создание кейса или использование уже имеющегося; 4.Организация работы в малых группах, определение докладчиков; 5. Работа с кейсом; 6.Организация презентации решений в малых группах; 7.Организация общей дискуссии; 8. Обобщающее выступление учителя, его анализ ситуации; 9. Оценивание обучаемых преподавателем.

Примеры проведения уроков физики с применением кейс- технологии

Кейс 1. Тема «Сила трения», 7-й класс

При проведении эстафеты учитель физической культуры Сергей Владимирович предупредил школьников, что нельзя скользить быстро вниз по шесту или канату. Можно обжечь руки. Некоторые ослушались.

Вопросы к кейсу: Прав ли был учитель? Почему при быстром скольжении можно обжечь руки? Как нужно было спускаться? Предложите свои варианты безопасного скольжения по канату. В каких ситуациях можно ещё столкнуться с подобным проявлением трения? Как можно избежать неприятных последствий.

Кейс 2. Тема «Сила трения», 7-й класс

Николаевская железная дорога была построена в середине XIX в. для обеспечения железнодорожного сообщения между Санкт-Петербургом и Москвой. Движение открыто в 1851 г. Строительством дороги руководил назначенный в 1842 г. Главным управляющим путями сообщений и публичными зданиями граф Пётр Андреевич Клейнмихель. Одна из легенд, связанная с железной дорогой, гласит: «18 августа 1851 г. император Николай I совершил первую поездку из Петербурга в Москву по железной дороге. Начальник строительства дороги, генерал Клейнмихель, чтобы подчеркнуть торжественность события, приказал первую версту железнодорожного полотна покрасить белой масляной краской. Это подчёркивало то обстоятельство, что императорский поезд первым пройдёт по нетронутой белизне уходящих вдаль рельсов. Однако Клейнмихель не учёл одного обстоятельства…

Вопросы к кейсу: Какое обстоятельство не учёл граф Пётр Андреевич Клейнмихель? Какими могли быть дальнейшие события и их последствия? Предложите оптимальные способы устранения этих последствий. Где и когда уместно применять смазку соприкасающихся поверхностей? Приведите примеры, когда вы использовали предложенные вами способы на практике.

Кейс 3. Тема «Электризация Два рода зарядов», 8-й класс

Неприятность в дороге произошла с водителем-любителем Марией Петровной. Её автомобиль, не доехав немного до автозаправки, остановился, так как кончился бензин. Мария Петровна всегда возила с собой в багажнике, на всякий случай, небольшую, симпатичную, пластиковую канистру с бензином. «Какая я всё-таки молодец!» – подумала Мария Петровна, долила бензин в бензобак и поехала дальше.

Вопросы к кейсу: Действительно ли «молодец» Мария Петровна? Какую важную ошибку допустила Мария Петровна? Что могло случиться? Что должен делать водитель, чтобы такая неприятность с ним не случилась в дороге?

Кейс 4. Тема «Электрические заряды. Два рода зарядов», 8-й класс

Один ученик, объясняя понятие «электрический заряд», сказал, что заряд определяет интенсивность электромагнитных взаимодействий. Другой утверждал, что заряд – это физическая величина, а третий, что заряд – это положительно или отрицательно заряженная частица.

Вопросы к кейсу: Кто из школьников прав? Обоснуйте свою позицию. Имеет ли понятие «электрический заряд» точное однозначное определение? Известны ли вам ещё какие-либо физические понятия, которые не имеют точного и однозначного определения? Что такое электрический заряд: свойство, объект, обладающий данным свойством, или физическая величина? Почему существует только два рода электрических зарядов?

Кейс 5. Тема «Динамика», 9-й класс

Что вы ответите вашему собеседнику, если он станет утверждать: «Все наши знания по механике нельзя считать правильно отражающими мир, потому что мы сами ввели такие понятия, как сила, масса, ускорение, а ведь ни сила, ни масса, ни ускорение самостоятельно в природе не существуют»?

Вопросы к кейсу: Существовали ли законы физики (в частности, механики) до того, как их открыли и стали применять в физической науке? Дайте определения понятиям «масса», «сила», «ускорение». Какие аргументы вы приведёте своему оппоненту для опровержения его мнения?

Кейс 6. Тема «Геометрическая оптика» в 11 классе

Инструкция. Прочитайте, пожалуйста, текст информационного «кейса». На основании полученной информации необходимо составить краткую научную «исследовательскую» программу.

Цель – выяснить причины произошедшего события, установить возможные закономерности, предложить направление дальнейших исследований.

1. Сформулировать цель научного исследования.

2. К какой области научного знания может относиться анализ этого факта?

3. Сформулировать вопросы, на которые надо ответить в ходе исследования (не менее трех вопросов, можно больше).

4. Сформулировать основную гипотезу (научное предположение, требующее подтверждения), которую необходимо проверить.

5. Сформулировать положение, которое необходимо опровергнуть (антитезис, антигипотеза).

6. Определить методы научного исследования.

7. Какие имеющиеся знания (законы, теории) могут пригодиться в данном исследовании?

8. Какое оборудование необходимо для проведения исследования?

9. Указать примерный состав группы учёных-исследователей по количеству и специализациям. Представьте это в виде кластера с указанием функциональных обязанностей.

10. Предложить вариант названия научной статьи для журнала с публикацией полученных данных.

Текст 1.

Русалка – мифологическое и фольклорное человекоподобное существо, преимущественно женского пола, связанное с водоёмами. Почти во всех мифологиях, у разных народов, существовали существа полулюди-полурыбы. Русалки притягивают своим очарованием и таинственностью того, что они живут на дне морском. По языческим поверьям русских, души девушек, умерших до брака или во время русальной недели, пребывают на земле в течение русальной недели и возвращаются по ее завершении на «тот свет». Известно, что все русалки сплошь неграмотные, так как под водой все книги и газеты быстро размокают и расползаются, а над водой русалки очень плохо видят, так как надводное зрение русалок плохое, тогда как подводное – превосходно. Интересно, какие очки необходимо надеть русалке, чтобы читать газеты над водой, как все бесхвостые люди.

Текст 2. Ж. Верн «Путешествие и приключения капитана Гаттераса»

В повести Ж. Верна «Путешествие и приключения капитана Гаттераса» путешественники оказались без огнива в условиях сильного мороза:

«У нас нет даже подзорной трубы, с которой мы могли бы снять линзу и добыть огонь. –Знаю, – ответил доктор, – и очень жаль, что нет: солнечные лучи достаточно сильны, чтобы зажечь трут. –Что делать, придётся утолить голод сырой медвежатиной, – заметил Гаттерас. –Да, – задумчиво произнёс доктор, – в крайнем случае. Но отчего бы нам не… –Что вы задумали? – полюбопытствовал Гаттерас. –Мне в голову пришла мысль… –Мысль? – воскликнул боцман. – Если вам пришла мысль, значит, мы спасены! –Нужно только, чтобы лучи Солнца были сведены в одну точку, а для этой цели лёд может заменить нам лучший хрусталь. Только я предпочёл бы кусочек пресноводного льда…»

Текст 3. Дж.К.Роллинг «Гарри Поттер и Тайная комната»

В книге Дж.К.Роллинг «Гарри Поттер и Тайная комната» Гарри нашёл страницу, вырванную из старой книги, где было написано: «Даден ему (Василиску) взгляд убийственный, так что ежели кто с ним очами встретится, тотчас примет кончину скорую и в муках великих…» На основании этого Гарри объяснил, почему окаменели, а не погибли его друзья: Колин, около которого нашли расплавленный фотоаппарат, и Гермиона, рядом с которой лежало зеркальце: –Василиск убивает взглядом. Но он пока никого не убил. Наверное, потому что никто из них не смотрел ему прямо в глаза. Колин видел его через глазок фотокамеры… Гермиона догадалась, что чудовище из тайной комнаты – Василиск. Она сказала первому, кого встретила, давай на всякий случай заглянем за угол с помощью зеркала…»

Текст 4. Л.Кэрролл «Алиса в Зазеркалье»: «–Знаешь, Китти, если ты помолчишь хоть минутку, – продолжала Алиса, – и послушаешь меня, я тебе расскажу все, что знаю про Зазеркальный дом. Во-первых, там есть вот эта комната, которая начинается прямо за стеклом. Она совсем такая же, как наша гостиная, Китти, только все там наоборот! Когда я залезаю на стул и смотрю в Зеркало, она видна мне вся, кроме камина. Ах, как бы мне хотелось его увидеть! Мне так интересно узнать, топят они зимой камин или нет. Но в это Зеркало как ни гляди, камина не увидишь разве что наш камин задымит – тогда и там появится дымок. Только это, верно, они нарочно–чтобы мы подумали, будто и у них в камине огонь. А книжки там очень похожи на наши – только слова написаны задом наперед. Я это точно знаю, потому что однажды я показала им нашу книжку, а они показали мне свою! – Ну как, Китти, хочешь жить в Зазеркальном доме? Интересно, дадут тебе там молока? Впрочем, не знаю, можно ли пить зазеркальное молоко? Не повредит ли оно тебе, Китти... А дальше идет коридор. Если распахнуть дверь в нашей гостиной пошире, можно увидеть кусочек коридора в том доме, он совсем такой же, как у нас. Но, кто знает, вдруг там, где его не видно, он совсем другой? Ах, Китти, как бы мне хотелось попасть в Зазеркалье! Там, должно быть, столько всяких чудес! Давай играть, будто мы туда можем пройти! Вдруг стекло станет тонким, как паутинка, и мы шагнем сквозь него! Посмотри-ка, оно и правда тает, как туман. Пройти сквозь него теперь совсем не трудно...»

Кейс 7 Введение, 7 класс

Однажды, совершенно незнакомые друг другу люди, ехавшие в 7 вагоне поезда «Оренбург – Москва» оживлённо разговаривали и спорили о науке физике. Молодая девушка Олечка рассказала, что она студентка педагогического института, и что она - будущий учитель физики. - Почему ты выбрала именно этот предмет, ведь он такой сложный? – спросила Марина Леонидовна, которая была экономистом со стажем. - Да вы знаете, какая это интересная и важная наука! Физика – это всё то, что окружает нас в жизни, в природе, в быту! Физика - она вокруг нас! - Как это верно! - вступил в разговор врач Егор Семёнович, - без достижений физики сегодняшняя медицина была бы «без глаз» и «без рук», ведь основа современной медицинской диагностики базируется на достижениях физики, а как с помощью физики продвинулась на немыслимые высоты хирургия и терапия! - Верно! - сказал семиклассник Сергей, - я читал в интернете, что теперь можно излечить от слепоты даже людей незрячих от рождения. В зрачки вживляют видеокамеру, которая видеосигнал по припаянным к ней лазером нервным окончаниям, передаёт в мозг и у человека формируется изображение! Представляете! - Вот именно! – обрадовано сказала Ольга, - вот какой замечательной наукой я занимаюсь! - Всё это от Лукавого! – убеждённым и ровным голосом сказал, молчавший до этого, Николай Фомич, - нельзя вмешиваться в созданное природой! Нельзя! Я против этого, а значит и против физики!

Вопросы к кейсу:

Попробуйте продолжить кейс, отстаивая позицию либо «за», либо «против» науки физики. Для этого выберите себе роль и аргументируйте свою точку зрения. Можно ли почерпнуть новые знания из данного кейса? Все ли факты можно назвать научными? Возникли ли у вас вопросы по кейсу, на которые вы бы хотели найти ответы? Поставьте, опираясь на кейс, для себя задачу к следующему уроку.

Особо следует отметить, что несомненным достоинством метода является не только получение знаний и формирование практических навыком, но и развитие системы ценностей обучающихся, жизненных установок.

         Достоинством новой технологии является и то, что учащийся на уроках физики может применить полученные знания не только при решении абстрактных задач из учебника, а разрешить реальную проблему из жизни, которую он, в общем-то, и будет решать после окончания обучения. Разбор кейсов способствует активному усвоению знаний и накоплению определённого багажа практической информации, которая может оказаться в жизни более полезной, нежели теоретические знания. Также в процессе разбора кейсов развиваются аналитические, творческие и коммуникативные навыки, крайне необходимые в современном мире.

Список использованных источников:

Гузеев В.В. Образовательная технология: от приема до философии / М.: Сентябрь, 1996. — 112 с.

Давиденко В. Чем "кейс" отличается от чемоданчика? «Обучение за рубежом» №7, 2000.

Маргвелашвили Е. О месте "кейса" в российской бизнес-школе // "Обучение за рубежом" №10, 2000.

Митина Н. А., Нуржанова Т. Т. Современные педагогические технологии в образовательном процессе высшей школы // Молодой ученый. — 2013. — №1. — С. 345-349.

Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: Учебное пособие. – М.: Народное образование, 1998. – 256 с.

Смолянинова О.Г. Дидактические возможности метода case-study в обучении студентов.

Смолянинова О.Г. Образовательный сайт по кейс методу обучения и методика его использования в учебном процессе КГУ.

Фещенко Т.С. Лекция 2 дистанционного курса «Искусство обучать: методы и приёмы формирования и развития универсальных учебных действий на уроках физики в условиях реализации ФГОС ООО».

http://io.nios.ru/articles2/61/2/opyt-primeneniya-keys-tehnologiy-v-obuchenii-fizike-uchashchihsya-gumanitarnyh

https://infourok.ru/metodicheskaya-razrabotka-keys-metod-na-urokah-fiziki-298199.html

http://planeta.tspu.ru/index.php?ur1=846/ Т.А. Прищепа. Лекция для всероссийского сетевого проекта «Современный урок: кейс-метод».