Некоторые применения кейс-технологии в преподавании технической механики

 

В статье описывается применение кейс-технологии в преподавании технических дисциплин. Представлена разработка практического занятия с использованием метода конкретных ситуаций по теме «Расчет на прочность при осевом растяжении-сжатии».

Ключевые слова: метод конкретных ситуаций, кейс-технология, профессиональные компетенции, техническая механика.

 

В настоящее время в практике высшего профессионального образования активно используется неигровой имитационный активный метод обучения − метод конкретных ситуаций (метод case-study), [1]. Метод направлен на формирование профессиональной компетентности, умений и навыков мыслительной деятельности, развитие способностей личности, среди которых особое внимание уделяется способности к обучению, смене парадигмы мышления, умению перерабатывать огромные массивы информации, [1].

Современный специалист должен обладать способностью оптимального поведения в различных ситуациях, отличаться системностью и эффективностью действий в различных условиях.

Метод case-study наиболее широко используется в обучении экономике и бизнес-наукам за рубежом. Впервые он был применен в учебном процессе в школе права Гарвардского университета в 1870 году; внедрение этого метода в Гарвардской школе бизнеса началось в 1920 году. Первые подборки кейсов были опубликованы в 1925 году в Отчетах Гарвардского университета о бизнесе, [1].

В настоящее время сосуществуют две классические школы case-study — Гарвардская (американская) и Манчестерская (европейская). В рамках первой школы целью метода является обучение поиску единственно верного решения, вторая — предполагает многовариантность решения проблемы, [1].

Непосредственная цель метода case-study — совместными усилиями группы студентов проанализировать ситуацию — case, возникающую при конкретном положении дел, и выработать практическое решение; окончание процесса — оценка предложенных алгоритмов и выбор лучшего в контексте поставленной проблемы, [1].

Учебным планом дисциплины «Техническая механика» на самостоятельную работу студентам отводится достаточно большое количество часов. Студенты изучают дисциплину «Техническая механика» на втором курсе. И, к сожалению, большинство из них не может правильно организовать свою самостоятельную деятельность. Студенты не владеют методами принятия решений. Имея небольшой запас знаний и навыков расчета, они могут только решать задачи по образцу и не могут анализировать результаты своих расчетов.

Использование кейс-технологии призвано научить ребят подходить к решению типовых задач творчески, анализировать результаты расчетов, делать выводы и предлагать свои варианты для решения проблемы.

Стандартные расчетные задания по технической механике, как правило, подобраны так, что имеют одно решение и один правильный путь, приводящий к этому решению. Задания в рамках кейс-технологии должны иметь несколько решений и несколько путей, приводящих к новым результатам. Студенты, имея даже небольшой запас знаний по теме, должны научиться применять формулы и методики расчета в различных ситуациях, приближенных к их дальнейшей профессиональной деятельности.

Таким образом, студенты учатся анализировать информацию, приобретают навыки критического мышления, применяют теоретические знания на практике.

Преподаватель при разработке задания с использованием кейс-технологии должен проанализировать информацию по изучаемой теме, подобрать задания, связанные с будущей профессиональной деятельностью студентов, продумать различные пути решения, оценить их.

Тема «Центральное растяжение — сжатие», согласно рабочей программе дисциплины «Техническая механика», позволяет представить основные методики расчета на прочность и жесткость. При изучении темы преподаватель на лекциях и практических занятиях рассматривает типовые проектные задачи, задачи на определение грузоподъёмности, задачи проверочного типа.

Занятие с элементами кейс-технологии проводится для закрепления алгоритма расчета и для применения его в нетиповой ситуации. Занятие рассчитано на 90 минут. Студенты работают в группах по три-четыре человека. Они имеют возможность обмениваться информацией.

Каждой рабочей группе выдано своё задание. У каждой подгруппы — разные расчетные схемы. На расчетной схеме представлена жесткая балка, которая закреплена с помощью шарнирно-подвижной опоры и двух стальных стержней, у которых одинаковое сечение и разная длина. Студентам предлагается рассмотреть несколько вариантов проектирования. Первый вариант − балка подкрепляется одним стержнем. В этом случае надо рассматривать две ситуации — подкрепление первым или вторым стержнем. Второй вариант проектирования предполагает подкрепление балки двумя стержнями одновременно. В обоих вариантах расчета необходимо определить грузоподъемность, сравнить результаты и сделать вывод.

Сечение стержней, длина стержней, материал для каждой подгруппы задаётся отдельно.

Пример задания представлен в таблице 1.

 

Таблица 1

Варианты проектирования

I А
IB
II

 

Работа в подгруппе начинается с распределения вариантов. Студенты выполняют расчеты, проверяют расчеты совместно. Анализируя результаты, могут быть получены разные решения. Например, может получиться, что выигрыш в силе при предложенном преподавателем варианте проектирования при подкреплении двумя стержнями будет незначительным по сравнению с вариантом подкрепления одним стержнем. В этом случае студенты могут представить свой более выигрышный вариант подкрепления балки стержнями и рассчитать выигрыш в грузоподъемности. Вывод также может быть представлен в нескольких вариантах: насколько больше, во сколько раз больше, выигрыш в нагрузке в процентном отношении.

В нашем случае применение кейс-метода выступает как разновидность проектной технологии. Позитивную мотивацию у студентов вызывает активная деятельность всех членов подгруппы, возможность коммуникации внутри подгруппы. Работа с кейс-технологией позволяет студентам отработать элементы реальной рабочей ситуации.

Но применение задач с элементами кейс-технологии возможно только после изучения студентами основного материала по теме. Для этого необходимо сначала в традиционной форме представить информацию на лекции и практических занятиях. Рассматривать конкретные ситуации можно для закрепления навыков расчета.

Преподаватель планирует занятие, готовит варианты проектирования, прописывает основные этапы работы над заданием. В процессе работы консультирует подгруппы, контролирует процесс выполнения работы, помогает выстроить логическую схему решения проблемы, оценивает деятельность каждого участника подгруппы.

Преподавателю необходимо подбирать задания для так, чтобы оно было по силам студентам с разным уровнем подготовленности к самостоятельной работе.

Кроме того, преподаватель должен эмоционально поддерживать студентов в течение всего процесса обучения, разрешать и не допускать конфликты, создавать обстановку сотрудничества и конкуренции одновременно, [2].

Задание, предложенное студентам, необходимо для обучения анализу, оценке и принятию решения в конкретной ситуации

Учитывая рекомендации к составлению и наглядности кейс-заданий, [1], задание представлено в печатном виде на одной странице в виде таблицы с описанием этапов работы. Для погружения в работу преподаватель рассказывает конкретный ситуацию: «Вам необходимо выполнить подкрепление жесткой балки. В нашем случае это может быть модель небольшого мостика. Выполнить подкрепление можно и без расчетов, но в этом случае, Вы, как руководитель работ, в случае неудачного варианта подкрепления будете нести материальную ответственность за использованные ресурсы — материал для подкрепляющих стержней, труд наемных рабочих. Чтобы быть уверенным за правильность подкрепления и рассчитывать на премию за рациональное использование представленных Вам ресурсов, необходимо выполнить расчет и проанализировать различные варианты. Учтем особенность нашей работы по группам. Обсуждение ведем тихими голосами. Стараемся работать синхронно, не мешая соседним подгруппам». Опыт показывает, что небольшая предыстория в начале работы настраивает студентов позитивно.

Для успешной работы студентов в предложенной конкретной ситуации создателю кейс-задания необходимо определить место данного занятия в структуре учебной дисциплины, сформулировать задания по анализу ситуации и пояснительную записку для преподавателя.

В пояснительной записке разработчик занятия должны указать рекомендации по разбору ситуаций, приложить образец решения одного задания, написать рекомендации по методике проведения занятия.

Разработанное нами занятие включает в себя следующие этапы: — ознакомление студентов с текстом кейса, решение кейса, организация обсуждения кейса, — оценивание участников дискуссии, подведение итогов работы.

Студенты с кейсом знакомятся на практическом занятии, потому что теоретические основы и методы расчета на прочность при осевом растяжении сжатии уже были прочитаны и проработаны студентами при выполнении расчетно-проектировочной работы.

Включая в учебный процесс элементы кейс-технологий, можно сделать учебную деятельность интересной, творческой, вовлечь студентов в активную работу, дать почувствовать радость от анализа своих результатов расчета, увидеть практическую значимость теоретических знаний. Для успешного проведения занятия преподавателю, кроме подготовки методического обеспечения, необходимо поддерживать деловой настрой в аудитории, иметь критерии четкой оценки вклада каждого студента в работе над ситуацией.

 

Литература:

 

1.      Долгоруков, А. Метод case-study как современная технология профессионально-ориентированного обучения [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.vshu.ru/ lections.php?tab_id=3&a=info&id
2.      Педагогические технологии: Учебник для студентов педагогических вузов / Н. М. Борытко, И. А. Соловцова, А. М. Байбаков. Под ред. Н. М. Борытко. — Волгоград: Изд-во ВГИПК РО, 2006.— 59 с.