Надія Волос

викладачка ДНЗ “Лісоводський ПАЛ”

Застосування кейс-технологій на уроках природничих наук

 (фізико - астрономічний модуль), як спосіб зв'язку навчання з  життям.

Україна знаходиться на шляху інтенсивного розвитку і потребує значної кількості висококваліфікованих спеціалістів в інноваційній сфері, які стануть запорукою успішного економічного розвитку та конкурентоспроможності нашої держави в найближчому майбутньому.

Тому, основною задачею закладів освіти є формування здатності молоді мислити критично, аналізуючи інформацію. Орієнтація в інформаційному просторі, розвиток творчих навичок і умінь, здатність самостійно конструювати знання – це завдання інноваційних технологій навчання.

Такою технологією, яка дозволяє імітувати умови виробництва і тим самим наблизити освітній процес до реальної професійно-практичної діяльності є кейс-метод (від англ. саsе studу – вивчення ситуації), більше відомий у вітчизняній освіті як метод аналізу конкретних ситуацій.

Ця технологія навчання сприяє успішному формуванню та розвитку необхідних якостей для майбутніх спеціалістів.

У вітчизняній освітній практиці над теоретичними та практичними питаннями використання методу case-study плідно працюють українські спеціалісти. Кейс – це опис події, що реально відбувається в умовах діяльності і, яка пропонується учням як проблемна ситуація, що не має однозначного розв’язку та призначена для розвитку їх мислення, винахідливості, умінь аналізувати, діагностувати і розв’язувати професійно-технічні проблеми.            Як реальна життєва подія, кейс спеціально готується викладачем для стимулювання дискусії, всебічного обговорення варіантів розв’язання проблеми, оволодіння учасниками заняття уміннями діяти як у житті.

Крім того, досвід застосування цього інтерактивного методу свідчить, що з позицій компетентнісного підходу, ця технологія навчання сприяє успішному формуванню та розвитку таких необхідних для майбутнього спеціаліста якостей, як:

•       здатність успішно працювати в команді, підпорядковувати свої інтереси груповим;
•       вміння налагоджувати комунікації, особистісні контакти з учасниками заняття (членами команди), правильно розподіляти обов’язки і організовувати продуктивну роботу команди;
•       уміння об’єктивно аналізувати і оцінювати свої дії і дії команди щодо розв’язання проблемної ситуації, готовність змінити власну думку на користь кращій гіпотезі, більш раціональні ідеї;
•       здатність висувати ідеї, ясно й переконливо формулювати гіпотези, рішення, пропозиції, окреслювати проекти, моделі.
•       уміння передбачати економічні, екологічні, матеріальні, соціальні, психологічні ризики застосування тих чи інших варіантів розв᾿язання ситуації, уникати повторних помилок і, разом з тим, бути готовим ризикувати, приймати нестандартні рішення.

- здатність самоосвітньої діяльності, уміння пошуку необхідної інформації.

Найбільш придатними в оволодінні майбутніми спеціалістами щойно вказаними якостями, на нашу думку, є кейси-ситуації, які за змістом відображають події реального виробництва, включають елементи конфліктності, подолання суперечностей, боротьби ідей, думок тощо. При розв’язанні ситуації акценти зміщуються на самостійну діяльність учнів в умовах командної роботи, а роль викладача зводиться до спостереження, коректування роботи, управління емоційною напругою в умовах дискусії, оцінювання результатів (індивідуальних та командних).

Від інших технологій інтерактивного навчання кейс-метод відрізняється такими характерними ознаками :

•      наявність моделі соціально-економічної системи, стан якої розглядається в деякий дискретний момент часу;
•      відсутність індивідуальних ролей учасників, наявність однієї командної (групової) ролі;
•      багатоваріантність розв’язань проблеми, яка штучно закладена при створенні моделі ситуації;
•      єдина мета команди при виробленні розв’язків (кожній команді, зазвичай, видається одна кейс-ситуація);
•      наявність системи групового оцінювання діяльності учасників заняття: можливі варіанти, коли оцінюється діяльність команд, що змагаються між собою;
• наявність некерованої емоційної напруги учнів.

Кейс-технологія як навчальний метод використовується для того, щоб задіяти комунікативні та творчі здібності здобувачів освіти, навчити їх здобувати знання та сформувати компетентності.

Суть методу полягає в використанні конкретних випадків (ситуацій, історій, тексти яких називаються «кейсом») для спільного аналізу, обговорення або вироблення рішень здобувачами освіти з певного розділу.

Кейси (ситуаційні вправи) мають чітко виражений характер і мету. Як правило, вони пов’язані з проблемою або ситуацією, яка існувала чи і зараз існує. Це завжди моделювання життєвої ситуації, і те рішення, що знайде учасник кейса, може служити як відбиттям рівня компетентності і професіоналізму учасника, так і реальним рішенням проблеми.

У кейс-технології не даються конкретні відповіді, їх необхідно знаходити самостійно. Це дозволяє здобувачеві, спираючись на власний досвід, формулювати висновки, застосовувати на практиці одержані знання, пред’являти власний (або груповий) погляд на проблему. В кейсі проблема представлена в неявному, схованому вигляді, як правило, вона не має однозначного вирішення.

Цілі кейс-технологій:

• аналіз інформації (самостійно та у складі групи);

• пошук ключових проблем запропонованого завдання;

• пошук відомостей, які необхідні для вирішення завдання;

• пошук та оцінка альтернативних шляхів розв’язання завдання;

• обрання найкращого рішення і складання плану дій.

Основні етапи кейс – метода:

• пред’явлення кейсу викладачем;

• індивідуальне вивчення кейсу кожним членом групи;

• розробки варіантів індивідуальних рішень;

• обговорення варіантів індивідуальних рішень в кожній підгрупі;

• підготовка до обговорення і дискусії.

Розрізняють такі методи кейсів:

- метод інцидентів, метод подання інформації із пробілами;

- метод аналізу ділової або технічної документації ;

- Ігрове проектування;

- ситуаційно-рольова гра;

- Метод дискусії;

- Кейс-стаді або метод конкретних ситуацій.

1. Метод інциденту. Особливість цього у тому, що здобувач знаходить інформацію до ухвалення рішення. Здобувачі отримують коротке повідомлення про випадок або ситуації. Для ухвалення рішення наявної інформації явно недостатньо, тому здобувач повинен зібрати та проаналізувати інформацію, необхідну для ухвалення рішення. Так як для цього потрібен час, можлива самостійна домашня робота здобувачів. На першому етапі здобувачі отримують повідомлення та питання до нього. Для роботи застосую метод інцидентів, який передбачає подальшу роботу з додатковими джерелами інформації.

2. Метод аналізу ділової кореспонденції. Здобувачі одержують від викладача папки з описом ситуації; пакет документів, що допомагають знайти вихід зі складного становища (можна включити документи, які не стосуються цієї проблеми, щоб учасники могли вибирати потрібну інформацію) та питання, які дозволяють знайти рішення.

3. Ігрове проектування. Мета – процес створення чи удосконалення проектів. Учасників заняття можна розбити на групи, кожна з яких розроблятиме свій проект. Ігрове проектування може містити об'єкти різного типу: дослідницький, пошуковий, творчий, аналітичний, прогностичний.

4. Метод ситуаційного аналізу. Найпоширеніший метод, оскільки дозволяє глибоко та детально дослідити складну ситуацію. Здобувачу пропонується текст з докладним описом ситуації та завдання, що потребує вирішення. У тексті можуть описуватися вже здійснені дії, прийняті рішення, для аналізу їхньої доцільності.

Кейси бувають абсолютно різні: тематичні, наукові, кейси-інструкції, відео кейси, але вони обов'язково повинні містити реально можливу ситуацію з життєвого досвіду людей. А так само в кейсі мають бути суперечності, які дадуть можливість міркувати та ставити перед собою питання.

Для роботи з діловою або технічною інформацією застосовують такий кейс. Цей кейс не тільки ставить запитання та вимагає обговорення, він ще й містить цікаву для людини інформацію, яка може стати в нагоді в житті. Для роботи з цим кейсом застосую метод роботи з діловою або технічною інформацією. Пропонується текст «Принцип роботи НВЧ-печі»

 Принцип роботи НВЧ-печі

Мікрохвильова піч або -піч - електроприлад, призначений для швидкого приготування або підігріву їжі, розморожування продуктів у побуті з використанням електромагнітних хвиль дециметрового діапазону (зазвичай із частотою 2450 МГц). У промисловості ці печі використовуються для сушіння, розморожування, плавлення пластмас, розігріву клеїв, випалу кераміки і т. д. На відміну від класичних печей (наприклад, духовки), розігрів продуктів у мікрохвильовій печі відбувається не тільки з поверхні, але і за обсягом продукту, що містить полярні молекули (наприклад, води), так як радіохвилі даної частоти проникають і поглинаються харчовими продуктами на глибині приблизно 2,5 см. Це скорочує час розігріву продукту.

Нагрів у печі заснований на принципі так званого «дипольного зсуву». Молекулярний дипольний зсув під впливом електричного поля відбувається у матеріалах, містять полярні молекули. Енергія електромагнітних коливань поля призводить до постійного зсуву молекул, вибудовування їх відповідно до силових ліній поля, що називається дипольним моментом. Оскільки поле змінне, то молекули періодично змінюють напрям. Зсувуючись, молекули «розгойдуються», зіштовхуються, ударяються одна про одну, передаючи енергію сусіднім молекулам у цьому матеріалі. Оскільки температура прямо пропорційна середньої кінетичної енергії руху атомів чи молекул у матеріалі, отже, таке перемішування молекул за визначенням підвищує температуру матеріалу. Таким чином, дипольне зрушення - це механізм перетворення енергії електромагнітного випромінювання в теплову енергію матеріалу.

Нагрів у мікрохвильовій печі в результаті дипольного зсуву під дією змінного електричного поля залежить від характеристик молекул та міжмолекулярної взаємодії у середовищі. Для кращого нагрівання частоту змінного електричного поля необхідно встановити таким чином, щоб за півперіод молекули встигли повністю перебудуватися. Так як вода міститься практично у всіх продуктах, частоту НВЧ випромінювання мікрохвильової печі підібрали для кращого розігріву саме молекул води в рідкому стані, тоді як лід, жир і цукор нагріваються набагато гірше.

Мікрохвильове випромінювання не може проникати всередину металевих предметів, тому неможливо приготувати їжу в металевому посуді. Металевий посуд та металеві прилади (ложки, виделки), що знаходяться в печі в процесі нагрівання, можуть вивести її з ладу.

Небажано поміщати в мікрохвильову піч посуд із металевим напиленням («золотою облямівкою») — навіть цей тонкий шар металу сильно нагрівається вихровими струмами і це може зруйнувати посуд в області металевого напилення. Не можна нагрівати в мікрохвильовій печі рідина в герметично закритих ємностях і цілі пташині яйця - через сильне випаровування води всередині них створюється високий тиск і, внаслідок цього, вони можуть вибухнути. Розігріваючи в мікрохвильовій печі воду, також слід дотримуватися обережності - вода здатна до перегрівання, тобто, до нагрівання вище температури кипіння. Перегріта рідина здатна майже миттєво закипіти від необережного руху. Це стосується не тільки дистильованої води, але й будь-якої води, в якій міститься мало зважених частинок. Чим гладкішою і однорідною є внутрішня поверхня судини з водою, тим вищий ризик. Якщо у судини вузьке шийка, то велика ймовірність, що в момент початку кипіння перегріта вода виллється і обпалить руки.

Запитання:

Чи знайомий вам цей прилад? Яка інформація була для вас новою, а яка була вам вже відома?

Чи зустрілися вам незнайомі терміни у кейсі? Як можна дізнатися про їх значення?

У чому переваги використання даного приладу у побуті, а які ви бачите недоліки? Яких заходів безпеки потрібно дотримуватись при роботі з цим побутовим приладом?

Поставте собі завдання, спираючись на цей кейс, до наступного уроку.

Приклад ще одного із найпростіших видів кейсів це кейс можливих ситуацій. Вигадати його можна майже до будь-якого уроку, якщо є необхідність обговорити якийсь закон чи явище.

Для роботи з ним можна застосувати метод кейс-стаді. Мета методу «кейс-стаді» – спільними зусиллями групи здобувачів проаналізувати подану ситуацію, розробити варіанти проблем, знайти їхнє практичне рішення, закінчити оцінкою запропонованих алгоритмів та вибором кращого з них.

Наприклад, цей кейс можна застосовувати на уроці при вивченні теми «Електричне коло. З'єднання провідників».

На підприємство, що займається електричним проведенням в будинках, приїхав Іванов І.І. Він замовив заміну електричної проводки у своїй новій квартирі. Однією із бригад, керівником якої є Попова А.М., доручили виконати це замовлення. Усі члени бригади: Смирнов І.І., Петров О.М., Коваленко О.Г. отримали завдання та розпочали підготовку інструментів, вимикачів, лампочок та інших матеріалів. Бригадир отримав на складі металеву проводку та обладнання. Психологічна ситуація в бригаді в цей день була не зовсім нормальною. Смирнов І.І прийшов на роботу без настрою. Між ним та Коваленко О.Г. виникла суперечка. Але, незважаючи на це, бригада розпочала роботу. Смирнов І.І. займався підготовкою металевого проведення. Для цього потрібно було:

1. Вибрати проводку. Алюмінієву чи мідну.

2. Вибрати товщину проводки.

Петров О.М. розклав проводку. Після того, як роботу було закінчено, бригадир перевірила роботу бригади на якість. Після цього він зателефонував Іванову І.І. Іванов І.І. приїхав, сплатив потрібну суму. Але через два тижні Іванов І.І. вимагав повернути гроші, мотивуючи тим, що висвітлення недостатньо:

Завдання для претендентів:

Проаналізувати описану ситуацію.

1. Хто учасники ситуацій?

2. Пояснити причину повернення грошей.

3. На якому етапі була допущена помилка?

4. Хто винен?

5. Як змінились результати роботи, якщо були б враховані всі закони фізики?

Після ознайомлення здобувачів освіти із наданими фактами починаються їх аналіз в груповій формі. Представник від кожної підгрупи дає усну презентацію своєї програми дій, направленої на розв'язання проблеми. Презентація проходить у формі дискусії. Здобувачі задають виступаючому запитання, на які він відповідає, або вносять обґрунтовані заперечення.

При вивченні теми:”Сучасні енергетичні джерела:переваги та недоліки “ доцільно використати такий кейс.

Мотивація навчальної діяльності здобувачів освіти.

Людство вступило в епоху енергетичної кризи. Все менше залишається джерел енергії в надрах землі (невідновлюваних), все вище рівень споживання і не готовність до переходу на альтернативні джерела енергії, що й буде головним завданням майбутнього покоління.

Тим не менш, енергія існує повсюди. Вона є в людях і тваринах, в рослинах та корисних копалинах, її можна відчути в повітрі, річках та озерах. Без енергії неможливо полетіти в космос, увімкнути світло та зрушити з місця автомобілі, літаки та судна. І чим далі розвивається людство, тим більше енергії потрібно поповнювати.

Але проблема полягає в тому, що на шляху передачі енергії її багато втрачається, а це не вигідно. А також ресурси енергії потихеньку вичерпуються, і треба весь час думати над тим, звідки енергія з'являється в різних формах. Вона може бути електрична, кінетична, потенційна, теплова або хімічна. Енергія сама по собі не створюється та не зникає, але може переходити з однієї форми в іншу. Тобто енергія руху може перетворитися в теплову, а теплова може стати електричною чи світловою або ж навпаки.

Практично всі люди звикли використовувати традиційні джерела енергії, в тому числі газ, нафту запаси, яких можуть бути через деякий час повністю вичерпані. Тому, щоб уникнути влучень в неприємні критичні ситуації, людям слід поступово переходити на альтернативні джерела.

Сьогодні особливу увагу слід приділити використанню природної енергії сонця, припливів, вітру та інших явищ, які фахівці називають поновлюваними ресурсами. Альтернативні джерела енергії володіють багатьма перевагами і перш за все невичерпна, відсутністю шкідливих викидів. Однак їх ефективність багато в чому залежить від особливостей клімату, які можуть ускладнювати використання енергії сонця, вітру та інших природних явищ.

Створення міні-груп. Розподіл ролей. 

Роздати здобувачам освіти картки-кейси.

Блок 1 «Фізика»

Кейс містить:

1. План роботи групи із кейсом

1. Визначити організатора,  перед яким буде стояти задача керувати роботою групи

2. Визначити секретаря, який буде фіксувати подані рішення ситуацій

3. Уважно вивчити матеріали кейсу

4. Обговорити вивчену інформацію

5. Обмінятися думками і скласти план роботи над задачею.

6. Проаналізувати матеріал

7. Визначити сутність ситуації

8. Зафіксувати основні і другорядні проблеми

9. Працювати над проблемою

10. Виробити рішення задачі.

11. Підготувати проект (оформити).

2. Завдання для них:

1.Яким джерелам енергії традиційним (не відновлювальним) чи альтернативним (відновлювальним) віддати перевагу?

2.Скласти характеристику для альтернативних джерел енергії (переваги та недоліки).

3. Які прилади в вашій оселі скільки електроенергії споживають

4. Як зберегти електроенергію в будинку.

Блок 2  «Екологія»

Кейс містить:

1. План роботи групи із кейсом

1. Визначити організатора,  перед яким буде стояти задача керувати роботою групи

2. Визначити секретаря, який буде фіксувати подані рішення ситуацій

3. Уважно вивчити матеріали кейсу

4. Обговорити вивчену інформацію

5. Обмінятися думками і скласти план роботи над задачею.

6. Проаналізувати матеріал

7. Визначити сутність ситуації

8. Зафіксувати основні і другорядні проблеми

9. Працювати над проблемою

10. Виробити рішення задачі.

11. Підготувати проект (оформити).

2. Завдання для них:

1. Енергія та довкілля.

2. Електроенергія зі сміття.

3. Розвиток альтернативних джерел енергії в Україні.

4. Біоенергетика.

Блок 3 «Економіка»

Кейс містить:

1. План роботи групи із кейсом

1. Визначити організатора,  перед яким буде стояти задача керувати роботою групи

2. Визначити секретаря, який буде фіксувати подані рішення ситуацій

3. Уважно вивчити матеріали кейсу

4. Обговорити вивчену інформацію

5. Обмінятися думками і скласти план роботи над задачею.

6. Проаналізувати матеріал

7. Визначити сутність ситуації

8. Зафіксувати основні і другорядні проблеми

9. Працювати над проблемою

10. Виробити рішення задачі.

11. Підготувати проект (оформити).

2. Завдання для них:

1. У чому полягає глобальна енергетична криза?

2. Запропонувати шляхи подолання енергетичної кризи.

3.  Які фактори ведуть до посилення «парникового ефекту» і проблеми зміни клімату?

Блок 4 «Здоров’я»

Кейс містить:

1. План роботи групи із кейсом

1. Визначити організатора,  перед яким буде стояти задача керувати роботою групи

2. Визначити секретаря, який буде фіксувати подані рішення ситуацій

3. Уважно вивчити матеріали кейсу

4. Обговорити вивчену інформацію

5. Обмінятися думками і скласти план роботи над задачею.

6. Проаналізувати матеріал

7. Визначити сутність ситуації

8. Зафіксувати основні і другорядні проблеми

9. Працювати над проблемою

10. Виробити рішення задачі.

11. Підготувати проект (оформити).

2. Завдання для них:

1. Енергетичні потреби організму.

2. Звідки ж брати енергію і на що варто її витрачати?

3. Яку роль відіграє їжа в енергії людини?

4. На що витрачається енергія людини?

 Блок 5  «Хімія»

Кейс містить:

1. План роботи групи із кейсом

1. Визначити організатора,  перед яким буде стояти задача керувати роботою групи

2. Визначити секретаря, який буде фіксувати подані рішення ситуацій

3. Уважно вивчити матеріали кейсу

4. Обговорити вивчену інформацію

5. Обмінятися думками і скласти план роботи над задачею.

6. Проаналізувати матеріал

7. Визначити сутність ситуації

8. Зафіксувати основні і другорядні проблеми

9. Працювати над проблемою

10. Виробити рішення задачі.

11. Підготувати проект (оформити).

2. Завдання для них:

1. Хімічна енергія.

2. Дослідити як пов’язані речовина та енергія.

3. Роль речовини у перетворенні енергії.

 Представлення результатів роботи

Виступ здобувачів освіти із кожної групи. Представлення звітів.

Підготовка до кейс уроків.

При підготовці до кейс-уроку, можна скористатися таким алгоритмом:

1. Обираємо формат кейс уроку.

Він буде залежати від того, скільки часу ви можете виділити на його проведення.

2. Плануємо таймінг уроку.

Враховуємо питання, паузи, дискусії.

 3. Плануємо, як буде проходити кейс- урок, які елементи він включатиме та скільки часу на це піде.

 Це може бути: історія, питання, гра, конкурс.

Приклад “ Смартфон- моє все”.

4. Заздалегідь вибираємо завдання та питання, які можна запропонувати на уроці , а які в якості домашнього завдання, або завдання для міні- проектів.

Наприклад:

5. Готуючись до проведення кейс-уроку, придумуємо заздалегідь, на чому саме акцентувати увагу, з виділенням головних і другорядних деталей.

6. Якщо планується робота в командах, то придумаємо варіанти розподілу на команди.                                                                                                                                 7. Плануємо закінчення кейс-урок.

Обговорення кожного виступу. Оголошення та коментування оцінок.

Є чудовий вислів: “ Не так важливо, як почати- важливо як правильно закінчити!”

Варіантів може бути декілька. Головне, щоб урок мав повноцінне і логічне завершення.

І відповів на ті питання, заради яких ви його провели:

- Що ми дізналися!

-Чого навчилися!

-Де можна застосувати!

Чому кейс-уроки ефективні? 

Кейс допомагає здобувачам:

-Глибше зрозуміти тему, розвинути уявлення;

-отримати додаткову інформацію, поглибити знання, переконатися у поглядах;

-розвинути та застосувати аналітичне і стратегічне мислення, вміння вирішувати проблеми і робити раціональні висновки, розвивати комунікаційні навички;

-поєднати теоретичні знання з реаліями життя, перетворити абстрактні знання у цності і вміння.

Отже,використання кейс-методу відкриває широкий простір, для творчості, самостійності, розвиває практичне мислення, вміння аналізувати інформацію, формулювати і розв’язувати проблеми, а також формує життєві компетентності.

ЛІТЕРАТУРА

1.Теорія і практика впровадження інноваційних технологій навчання у професійну підготовку кваліфікованих робітників: монографія

/[П.Г. Лузан, В.М. Манько, Л.В. Нестерова, Г.М. Романова]; за заг.ред. Г.М. Романової. – К. : ТОВ «НВП Поліграфсервіс», 2014. – 216 с.

2.Ковальова С.М різноманітні підходи до класифікації кейсів

3.Топал Є.І. Застосування кейс-технологій на уроках фізики

4.Сударева Г.Ф. Кейс-метод як засіб набуття соціального розвитку підлітків