Производственные кейсы в технологическом образовании в условиях цифровизации: структура и особенности решения

В технологическом образовании школьников происходит обновление содержания и технологий обучения. В данном случае, производственные кейсы, как новый формат подачи работы с учебным содержанием, позволяют решать школьникам реальные производственные (конструкторские, технологические, управленческие) задачи в процессе обучения. Авторы раскрывают понятие, характеристики и возможные этапы работы с производственными кейсами.

А. В. Гавриленко, Д. А. Махотин, Д. В. Сасс

Метод анализа конкретных ситуаций (или метод кейсов) появился около ста лет назад, но его широкое распространение на всех уровнях образования и для разных предметных (научных) областей пришелся на конец XX – начало XXI века. Это время поиска новых форм и методов обучения, основанных на проблематизации учебного материала, активизации мыслительной деятельности учащихся, моделировании реальных (или близких к ним) ситуаций.

         В современном понимании метод кейсов – это скорее педагогическая технология проблемно-ситуационного типа, предполагающая использование в образовательном процессе реальных ситуаций экономического, управленческого или производственного характера с последующим их анализом, оценкой, принятием обоснованных решений [5].

При работе с кейсами проявляется так популярный сегодня акцент на результат в форме гибких навыков (softskills), которые не являются в данном случае «побочным продуктом» обучения, а развиваются в логике поэтапной работы учащихся. Так, например, выявление и осознание (понимание) проблемы связано с проблемным анализом; установление причинно-следственных связей и взаимосвязей между объектами или субъектами – направлено на развитие системного мышления; обсуждение проблемы в малых группах, решение проблемы в процессе командной работе – на развитие сотрудничества и критического мышления; оценивание собственных  действий и командного взаимодействия – формирует профессиональную рефлексию.

         Выделяются разные типы и виды кейсов, имеющих разнообразное использование в образовательном процессе – сюжетные и бессюжетные (по наличию конкретного сюжета); структурированные и неструктурированные (по логике представления и изложения информации); мини-кейсы, средние кейсы и объемные кейсы (по объему представления материала); реальные или условные (на наличию ситуации); имеющие однозначное решение или альтернативный выбор (детерминированные и вероятностные кейсы) и пр. Отдельным вариантом рассмотрения кейсов является их ориентации на область знаний (или скорее область принятия решений, область действия). Именно здесь возникают управленческие, инженерные, технологические, конструкторские и прочие кейсы, отражающие спектр решаемых производственных задач.

         В связи с этим, производственный кейс можно определить с позиции ситуации, имеющей инженерно-технологический характер и свойственной реально решаемым производственным задачам. Причем, как показывает опыт взаимодействия «образования и производства» в процессе организации профильных смен для обучающихся, часто производственные кейсы имеют комплексный характер, что дает возможность учащимся «пройти» через решения и действия всего технологического (производственного) процесса, создавая то или иное решение, тот или и ной продукт, имеющий «реальную» ценность (стоимость).

На основании этого можно выделить целый ряд признаков, характеризующие производственные кейсы (и позволяющие отличать их в процессе разработки и использовании в учебном процессе):

  1. В основе лежит структура реальной производственной (технологической) деятельности и соответственно спектр решаемых при этом специалистами профессиональных задач (профессионализация учебной деятельности).
  2. Учащиеся поставлены в условия достижения конкретного результата – продукта или технологического решения (ориентация на результат).
  3. Достижению результата предшествует решение целого ряда задач, выстраиваемых или в строгой последовательности действий или в многоальтернативной форме (комплексность решения, системное мышление).
  4. Поиск решения и достижение результата  — всегда командная работа, распределение ролей и кооперация (сотрудничество), которые позволяют реализовать принципы взаимообучения и командно-ориентированного обучения, развивать навыки коммуникаций и сотрудничества, критического мышления.
  5. Концентрация на решение конкретной проблемы, мобилизация усилий и ресурсов позволяет развивать эмоционально-волевые качества и востребованные сегодня гибкие навыки (концентрация внимания и усилий, управление эмоциями и пр.).
  6. А так как в современных условиях поиск, анализ, обработку и применение информации, а также презентацию результатов можно организовать только с помощью информационных технологий, цифровых ресурсов и сервисов – учащиеся регулярно тренируют навыки работы с информацией и повышают свой уровень цифровой грамотности.

         В авторских работах, посвященных процессам модернизации и цифровизации образования, анализируются содержание технологического образования, обновляемое в соответствии с развитием науки, техники и технологий, и структура технологических задач, решаемых учащимися в процессе овладения опытом предметно-практической (производственно-технологической) деятельности [1, 2, 6].

         Содержание технологического образования представлено фундаментальными понятиями и концепциями, раскрывающими сферу техники и технологий.

К ним можно отнести следующее: материалы, энергия, информация, техника (технические системы), технология (технологические процессы), проектирование, исследование, организация и управление, отношения (человек-техника, человек-технология, техника-технология), экономика и экология, прошлое и будущее технологии, инновационное творчество и изобретательство; а также возможные отношения между данными понятиями, например, «техника-технология» (производство техники), «техника-экономика и экология» (стоимость, эффективность техники, последствия применения технических систем), «техника-энергия» (основы движений в машинах, технических системах, техника для получения, сохранения и передачи энергии) и пр. [2].

         Освоение опыта предметно-практической деятельности можно представить через спектр обобщенных производственно-технологических задач, основными из которых для обучающихся будут – проектные, конструкторские, технологические, управленческие задачи, задачи на моделирование. В условиях цифровизации также появляется новый тип задач – программирование, которые можно рассматривать как часть управленческих задач, но при этом определяющих несколько иные результаты обучения.

         Примерами результатов обучения по видам производственно-технологических задач могут являться:

  • Конструирование изделия на основе внесения изменений в конструкцию или составления различных частей (конструкторские задачи).
  • Самостоятельный выбор материалов и инструментов в соответствии с их свойствами и назначением; составление технологических карт (технологические задачи).
  • Формулировка проблемы проекта. Определение целей и задач реализации проекта. Выбор методов и способов работы. Оформление и презентация проекта (проектные задачи).
  • Составление программы для управления техническими системами (управленческие задачи). 

Производственный кейс имеет свою структуру, состоящую из этапов его реализации. Каждый этап направлен на решение той или иной производственно-технологической задачи и построен по модульному принципу, когда весь учебный материал и практические работы направлены на конкретный результат и представляют законченный цикл действий.

В условиях цифровой среды и практически уже существующей необходимости использования «цифрового» действия – каждый цикл обучения (модуль) может иметь «двойной контур» — например, учащийся собирает модель технической системы из конструктора, а потом повторяет его «двойника» с помощью программного продукта или сервиса. Уже классическим примером такого обучения является освоение робототехнических систем. При программировании робота сначала с помощью IDE (интегрированной среды разработки) составляется программа, которая потом позволяет запрограммировать его действия и провести испытания работы системы.

Структура производственного кейса представлена в таблице 1, при этом необходимо учитывать, что: 1) каждая задача может решаться в реальном и/или «цифровом» формате; 2) последовательность действий может быть линейной (строго закрепленный для освоения определенной последовательности технологических действий) или свободной (когда учащийся сам выбирает последовательность решения задач).

Наименование этапа кейсаОписание этапаРезультаты обучения
1.Описание ситуации (введение)Анализ существующей ситуации. Осознание существующей технической (технологической) проблемы.*Аналитическое мышление
*Проектные навыки
2.МоделированиеПостроение (изучение) модели технической системы, например, электрической принципиальной схемы.*Навыки моделирования (включая построение цифровой модели)
*Навыки решения технологических задач
3.Конструирование прототипаКонструирование прототипа технической системы в соответствии с моделью (схемой, технологической картой и пр.).*Навыки конструирования
*Системное мышление
4.ПрограммированиеПрограммирование технического устройства для совершения технических действий (и получения данных для отражения их в цифровой модели).*Навыки программирования
*Цифровая грамотность
5.Документирование (представление результата)Описание полученного результата (включая испытание технической системы). Описание технологического процесса создания изделия (решения).*Проектные навыки
*Навыки оформления технических документов (технологическая грамотность)
6.Обратная связьОбратная связь может быть в формате презентации продукта, решения (или в формате автоматизированной обратной связи от программного комплекса).*Навыки презентации
*Навыки рефлексии

Современные возможности цифровых технологий позволяют создавать производственные кейсы на онлайн-платформах (аппаратно-программных комплексов) и обеспечить решение каждого этапа, как в формате физической реальности, так и в цифровом формате.

Производственные кейсы являются новым форматом в реализации практико-ориентированной технологической подготовки обучающихся, основанной на решении реальных производственных (технологических, конструкторских, управленческих) задач, что позволит обогатить методику технологического образования и внедрить новые формы и методы обучения в образовательный процесс.

Литература

  1. Захир Ю.С., Логвинова О.Н., Махотин Д.А. Конкретизация предметных результатов технологического образования: предложения по изменению ФГОС основного общего образования // Интерактивное образование. 2018. №6. С. 31-38.
  2. Кац С.В., Махотин Д.А., Ушакова Е.Г. Структурно-пространственная организация содержания предметной области «Технология» // Интерактивное образование. 2017. №4. С. 18-23.
  3. Лесин С.М., Осипенко Л.Е., Махотин Д.А. Появление и развитие понятия «инженерная грамотность» в системе общего образования // Вестник РМАТ. 2018. № 4. С. 92-98.
  4. Логинова О.Н., Махотин Д.А. Структура современных типов уроков технологии по ФГОС // Школа и производство. 2017. №7. С. 3-7.
  5. Махотин Д.А. Метод анализа конкретных ситуаций (кейсов) как педагогическая технология // Вестник РМАТ. 2014. №1. С. 94-98.
  6. Махотин Д.А. Развитие технологического образования школьников на переходе к новому технологическому укладу // Образование и наука. 2017. Т. 19. № 7. С. 25–40.

Подробнее:

Гавриленко А.В., Махотин Д.А., Сасс Д.В. Производственные кейсы в технологическом образовании в условиях цифровизации: структура и особенности решения // Интерактивное образование. 2019. №6. С. 24-26.