Кейс-технология: от теории к практике

Автор: Дьякова Ирина Владимировна

Организация: МАОУ «Гимназия № 5» г. Перми

Населенный пункт: Пермский край, г. Пермь

Современные образовательные технологии на уроках играют важную роль в повышении эффективности обучения, вовлеченности учащихся и развитии критического мышления. Технологии позволяют адаптировать учебный процесс под индивидуальные потребности и темп каждого ученика. Интернет и цифровые ресурсы предоставляют учащимся доступ к обширной базе знаний, что позволяет им самостоятельно исследовать темы, углублять свои знания, анализировать информацию и находить решения.

Кейсовая технология – это метод обучения, который основывается на анализе реальных или смоделированных ситуаций (кейсов) и позволяет учащимся применять теоретические знания на практике. В контексте уроков физики кейсовая технология может быть особенно полезной для развития критического мышления, навыков анализа и решения проблем.

Преимущества кейсовой технологии в обучении физике:

Практическое применение знаний. Обучающиеся учатся применять полученные знания к реальным ситуациям, что способствует лучшему пониманию и освоению материала.

Развитие критического мышления. Анализ кейсов требует от учащихся оценки различных факторов, поиска решений и аргументации своих выводов. Формирует умение учитывать альтернативную точку зрения.

Стимулирование интереса. Интересные и актуальные кейсы повышают мотивацию учащихся к изучению предмета.

Групповая работа. Кейсы решаются в группах, что способствует развитию навыков командной работы и аргументированного изложения.

Межпредметный подход. Чаще всего кейсы носят интегрированный характер, что помогает учащимся видеть взаимосвязи между предметами.

Реализация кейсовой технологии:

Подготовка кейсов. Учитель разрабатывает или выбирает кейсы, которые соответствуют учебным целям и уровню подготовки учащихся.

Групповая работа. Учащиеся делятся на группы для обсуждения и анализа кейса.

Презентация результатов. Каждая группа представляет свои решения, что позволяет обсудить различные подходы к решению поставленной задачи.

Рефлексия. Обсуждение того, что было усвоено в ходе анализа кейса, связь решения с теоретическим материалом.

Таким образом, кейсовая технология может значительно обогатить процесс обучения физике, сделав его более интерактивным, динамичным и увлекательным для учащихся. Это ситуативная методика, позволяющая увидеть неоднозначность решения проблем в реальной жизни.

Представим пример двух кейсов. Один из них разработан учителем и реализован в рамках внеурочной деятельности, другой - учащими 10 класса профильной группы по физике.

Кейс 1: «Человек: тайна, загадка, наука,...?»

Проблематизация. Самое прекрасное и совершенное, что создала природа – это человек. Но, человек сам является частичкой этой природы. А значит ли это, что и организм его работает по законам природы, а точнее по законам физики?

Цель: личностное совершенствование учащегося через его познавательное развитие

Задачи:

• Образовательная: научить применять законы физики для объяснения различных процессов в организме человека;
• Развивающая: развивать интерес учащихся к установлению связи смежных наук, развитие мышления, умения делать выводы, анализировать;
• Воспитательная: воспитывать заинтересованность в знаниях, любознательность, собранность.

Планируемые результаты:

• Личностные: формирование ответственного отношения к учению на основе мотивации к обучению и познанию; формирование осознанного, уважительного и доброжелательного отношения к другому человеку, его мнению; формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками и взрослыми в процессе учебной деятельности.
• Метапредметные: вовлечение обучающихся в мировое пространство (показ многообразия и единства мира, обеспечение его целостного восприятия); формирование умения создавать обобщения, классифицировать их; формирование умения строить рассуждение, умозаключение и делать выводы; формирование процессуальных умений (современных метапредметных коммуникативных компетенций); формирование умения добывать необходимые знания, интерпретировать, творчески перерабатывать их и воспроизводить в осмысленном виде.
• Предметные: обобщить и расширить знания по темам 7-го класса.

Форма подачи материала: фронтальная, групповая, индивидуальная.

Форма проведения: комбинированная.

Оборудование: учебник, тетрадь, компьютеры, мультимедийный проектор, интерактивная доска, мультимедиа ресурсы, интернет ресурсы, ресурсы лаборатории кабинета физики.

Мотивационные материалы: «Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удастся связать воедино разрозненные факты, им наблюдаемые» (Д. Хевеши).

Форма контроля: Целостное осмысление и обобщение полученной информации. Создание схемы «Организм человека и физические закономерности».

Рефлексия. Ответ учащихся на вопрос, поставленный в начале занятия: Человек: тайна, загадка, наука, …?

Полученные компетенции: ценностно-смысловые, учебно-познавательные, коммуникативные, информационные, компетенции личностного самосовершенствования.

Кейс 2: «Влияние тепловых колебаний н стабильность кубитов в квантовом компьютере»

Введение. Квантовые компьютеры используют кубиты для выполнения вычислений. Кубиты могут находиться в суперпозиции состояний, что позволяет им решать задачи, недоступные классическим компьютерам. Однако кубиты крайне чувствительны к внешним воздействиям, таким как тепловые колебания (фононы), которые могут вызывать декогеренцию – потерю квантовой информации.

Тепловые колебания – это случайные движения атомов или молекул, которые усиливаются с повышением температуры. В квантовых системах они могут вызывать шум и ошибки в работе кубитов, что делает задачу поддержания стабильности кубитов одной из ключевых проблем в разработке квантовых компьютеров.

Задача. Представьте, что вы работаете в лаборатории, разрабатывающей квантовый компьютер на основе сверхпроводящих кубитов. Ваша задача – исследовать влияние тепловых колебаний на стабильность кубитов и предложить методы минимизации этого влияния.

Шаги решения:

1. Анализ проблемы.

-Изучите, как тепловые колебания влияют на кубиты. Тепловые флуктуации могут вызывать переходы между энергетическими уровнями кубитов, что приводит к ошибкам.

-Оцените, как температура окружающей среды влияет на уровень шума в системе.

2. Предложение решений.

- Использование криогенных систем для охлаждения кубитов до температур, близких к абсолютному нулю, где тепловые колебания минимальны.

- Разработка методов квантовой коррекции ошибок, которые позволяют компенсировать влияние шума.

- Исследование новых материалов и архитектур кубитов, менее чувствительных к тепловым колебаниям.

Результат. Предложение использовать многоуровневую систему коррекции ошибок и улучшенные криогенные технологии для дальнейшего снижения влияния тепловых колебаний.

Заключение. Тепловые колебания являются серьезной проблемой для квантовых компьютеров, но их влияние можно минимизировать с помощью охлаждения, квантовой коррекции ошибок и оптимизации архитектуры кубитов. Это открывает путь к созданию более стабильных и мощных квантовых систем.

Создание кейсов самими учащимися способствует развитию целого комплекса важных навыков и компетенций:

Критическое мышление. Учащиеся учатся анализировать и структурировать информацию, оценивать различные точки зрения и принимать обоснованные решения при разработке кейсов.

Навыки исследования. Процесс создания кейса требует сбора и анализа данных, что способствует развитию исследовательских навыков и способности работать с информацией.

Творческое мышление. Разработка кейсов поощряет учащихся думать нестандартно и находить оригинальные решения для поставленных задач.

Самостоятельность и ответственность. Создание кейсов требует от учащихся инициативности и ответственности за конечный результат, что способствует развитию самостоятельности.

Кроме того, создание собственных кейсов способствует повышению мотивации к обучению, развитию навыков работы в команде и формированию ответственного отношения к учебному процессу. Учащиеся профильной группы начинают лучше понимать практическую значимость изучаемого материала, учатся применять теоретические знания для решения реальных задач, развивать необходимые компетенции для успешной профессиональной деятельности.

Список литературы:

1. Басалаева О. Г., Валялина А. С., Салебо А. В. Новая парадигма образования в условиях перехода от общества знания к обществу конвергенции наук и технологий [Электронный ресурс] // Мир науки. — 2015. — № 3. — С. 1–5. — Режим доступа: http://mir–nauki.com/PDF/12PDMN315.pdf
2. Белоусов А.О. Потенциал образовательной среды лицея в организации обучения физике // Проблемы современного физического образования. 2021. С. 240-243. Режим доступа: https://web.archive.org/web/20220209155925id_/https://confbsu.bashedu.ru/media/konference-78-publicaciya-pdf-420cc5b4-5ebd-4ed4-a782-27316db6a318-078-240-243-potentsial-obrazovatelnoi.pdf
3. С.Г. Воровщиков. Проверьте, правильно ли учителя проводят метапредметные уроки: Справочник заместителя директора школы №11, 2017.
4. Современные образовательные технологии на уроке физики [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.openclass.ru/node/254833

1. file0.docx (22,9 КБ)

Опубликовано: 16.08.2025