Применение «Кейс-метода» в преподавании физики

В данной статье представлен пример использования «Кейс — метода» на уроке физики. Дается описание всех этапов применения данной методики с учетом профессиональной направленности и связи ее с физикой.

Ключевые слова: кейс-метод, профессиональная направленность, проблемное обучение.

Подготовительный этап

При изучении курса физики в ходе лекций студенты получают теоретические знания по разделам: «Тепловые явления», «Электростатика». Поэтому преподавателю, стремящемуся пробудить интерес студентов к овладению умениями и навыками профессионального труда, можно провести занятие на основе «Кейс-метода».

Цели:

1.                      Закрепление теоретических знаний студентов.

2.                      Возможность каждому проявить себя.

3.                      Развитие инициативы, коммуникативных навыков, памяти, внимания, логического мышления, умения вырабатывать и аргументировать самостоятельные решения.

4.                      Реализация профессиональной направленности в преподавании физики, через «Кейс — метод».

Ознакомительный этап

На данном этапе происходит вовлечение студентов в обсуждение профессиональной ситуации. Делим студентов на три подгруппы. На обсуждение данной ситуации и подготовку выступления отводится 30 минут. Спустя данное время, представитель от каждой подгруппы демонстрирует всем свое оптимальное решение, данной проблемной ситуации. Вырабатываемые, во время обсуждения идеи и предлагаемые решения являются плодом совместных усилий.

Конкретная ситуация

На предприятие «Кузбассэнергосервис» производящем металлические конструкции (двери, решетки, трубы и т.д.) приехал Егоров Д. С. Он заказал металлическую дверь для своей новой квартиры. Одной из бригад, под руководством бригадира Озерова А. Н., было дано задание, выполнить данный заказ. Все члены бригады: Смирнов Д. И., Ершов А. Н., Ковалев А. Г. получили задание на утренней планерке и начали подготовку инструментов, металла, электродов к работе. Бригадир получил на складе металл и оборудование. Психологическая обстановка в бригаде, в этот, день, была неважной. Смирнов Д. Н., в силу своих семейных проблем, пришел на работу не в настроении и повздорил с Ковалевым А. Г. Но, не смотря на это, бригада приступила к работе.

Смирнов Д. И. начал подготовку металла, которая заключалась в следующем:

1.                      Очистка от грязи и ржавчины (Fe O) металлической щеткой.

2.                      Правка листа от неровностей.

Ершов А. П. начал производить операцию разметки листа под установку ребер жесткости, контролируя при этом диагональность с помощью рулетки по предложенному чертежу.

Процесс изготовления каркаса металлической двери представляет собой следующую последовательность:

1.                      Подбор режимов сварки.

2.                      Сборка и прихватка деталей.

3.                      Сварка изделия.

4.                      Контроль качества изготовления изделия.

После того как работа была завершена, бригадир проверил изготовленную дверь на качество. Посмотрев, что сварные швы выполнены без дефектов, он позвонил заказчику и предложил забрать заказ. Егоров Д. С. приехал, забрал дверь, заплатил нужную сумму и поблагодарил за работу. Но спустя два дня Егоров Д. С. привез заказ назад и потребовал вернуть деньги, мотивируя тем, что дверь не подошла.

Задание для студентов

Проанализируйте описанную ситуацию.

1.                      Кто участники ситуации?

2.                      Объясните, что явилось причиной возврата двери изготовителям?

3.                      Почему дверь не подошла по размерам дверного проема?

4.                      На каком этапе изготовления двери была допущена ошибка?

5.                      Кто виноват?

6.                      Как изменились бы результаты работы, если бы все законы физики были учтены?

Аналитический этап

После знакомства студентов с предоставленными фактами начинается их анализ в групповой работе. Затем представитель от каждой подгруппы дает устную презентацию своей программы действий, направленных на решение проблемы. Презентация проходит в форме дискуссии. Участники, задают выступающему вопросы, на которые он отвечает, либо вносят обоснованное возражение, в ходе презентации.

Алгоритм ответов

Участники ситуации:

1.                      Егоров Д. С.- заказчик

2.                      Озеров А. Н.- бригадир

3.                      Смирнов Д. И.- сварщик

4.                      Ершов А. П.- сварщик

5.                      Ковалев А. Г.- сварщик

— Ошибка могла быть допущена на этапе подбора режима сварки.

Подбор режима сварки

1.                      Подбираем силу сварного тока (I=40–60А), который влияет на количество теплоты, выделяемое в зоне сварки (закон Джоуля-Ленца).

2.                      При нагревании происходит расширение металла (изменение свойств и структуры металла, его кристаллической решетки при нагреве, деформация двери).

3.                      Подбираем диаметр электрода по его толщине (сила тока, напряжение).

4.                      Порядок выполнения сварных швов происходит вразброс, для неравномерного нагревания металла.

-        Ошибка могла быть допущена при разметке металлического листа, которую осуществлял Ершов. Он мог не внимательно изучить чертеж, следовательно, нарушив законы механики, мог допустить ошибку.

-        В силу эмоционального расстройства после конфликта со Смирновым, ошибку мог допустить Ковалев, подобрав не правильный режим сварки, выполнив не по порядку сварные швы, дверь могла деформироваться, изменить размеры, претерпеть коррозию.

-        Мог быть виноват бригадир, который проверял качество сварных швов и работы в целом.

-        Бригадир совершил оплошность и доверил работу низко квалифицированному сварщику.

-        Мог быть виновен кладовщик, выдавший не тот металл для изготовления двери или сырой электрод, который при работе сразу дает дефекты.

-        Различные варианты студентов.

Связь с физикой

1.                      Разметка металлического листа — прямолинейное движение.

2.                      Вальцовка — деформация металла, (прочность сварного шва).

3.                      Процесс сварки — электризация тел, сила тока, напряжение, понятие электрона и положительного иона (сварка при I= 200А, U= 70В).

4.                      Обнаружение дефектов сварного шва можно осуществить визуально, используя лупу (оптика). Внутренние дефекты определяются магнитным контролем качества или УФ — лучом.

5.                      Начало сварки — электрическая цепь, источники тока, короткое замыкание.

6.                      Резка металла — сила тока (до 1000А), напряжение.

7.                      Сварка — закон Ома для участка цепи, зависимость I сварки от R свариваемых деталей.

8.                      Заземление сварочного трансформатора — виды соединения проводников.

9.                      Выделение количества теплоты при сварке — тепловое действие электрического тока.

10.                  Магнитный контроль качества — метод дефектоскопии сварных швов, магнитное поле токов.

Вывод

1.                      Развитие способности студентов принимать чужие варианты решения проблемы.

2.                      Студенты имеют право свободного действия.

3.                      Развитие умений анализировать производственные ситуации, вырабатывать самостоятельные решения, что необходимо любому профессионалу, в современной рыночной экономике.

Резюмируя выше изложенное, можно сказать что преподаватель, использующий метод конкретных ситуаций, оставляет студентам право свободного действия и руководствуется принципом «самоуправляющего обучения». Это позволяет студентам развивать умение анализировать производственные ситуации и вырабатывать самостоятельные решения, что необходимо любому профессионалу, особенно в современной рыночной экономике. «Кейс — метод» позволяет развивать память, внимание, логическое мышление, профессиональный интерес.

Литература:

1.                  Деркач А. М. Кейс-метод в обучении // Специалист. 2010. N 4. С. 22–23.

2.                  Земскова А. С. Использование кейс-метода в образовательном процессе // Совет ректоров. — 2008. — № 8. — С. 12–16.

3.                  Жигилей, И. М. Формирование профессиональных компетенций с помощью кейс-метода в высшем образовании / И. М. Жигилей // Преподаватель ХХI век. — 2012. — № 1. — С. 29–36.

4.                  Еремин, А. С. Обеспечение учебной работы с использованием кейс-метода / А. С. Еремин // Инновации в образовании. — 2010. — № 4. — С. 77–90.