Дидактичні аспекти впровадження методу кейсів у викладання дисциплін електроенергетичного циклу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дидактичні аспекти впровадження методу кейсів у викладання дисциплін електроенергетичного циклу

Вікторія Жигірь, доктор педагогічних наук, професор, декан факультету фізико-математичної, комп'ютерної та технологічної освіти Бердянського державного педагогічного університету

Сергій Онищенко, кандидат педагогічних наук, доцент кафедри професійної освіти, трудового навчання та технологій Бердянського державного педагогічного університету

Віталій Гуренко, старший викладач кафедри професійної освіти, трудового навчання та технологій Бердянського державного педагогічного університету

У статті обґрунтовано доцільність застосування активних методів навчання в освітньому процесі професійної підготовки майбутніх фахівців у закладах вищої освіти. Розглянуто теоретичні основи та дидактичні особливості впровадження методу кейсів в освітній процес професійної підготовки студентів першого (бакалаврського) рівня вищої освіти, спеціальності 015.33 Професійна освіта (енергетика, електротехніка та електромеханіка), зокрема у викладання дисциплін електроенергетичного циклу. Розглянуто структуру типового кейсу з дисциплін електроенергетичного циклу і етапи роботи студентів з ситуаціями. Наведено приклади кейсів, які студенти вирішують на практичних заняттях з нормативних дисциплін “Основне електрообладнання виробництва” та “Альтернативна енергетика”.

Ключові слова: професійна освіта; майбутні фахівці; активні методи навчання; метод кейсів; ситуаційне завдання; дисципліни електроенергетичного циклу.

Victoriia Zhyhir, Doctor of Sciences (Pedagogy), Professor, Dean of the Faculty of Physics and Mathematics, Computer and Technological Education, Berdyansk State Pedagogical University

Serhii Onyshchenko, Ph.D. (Pedagogy), Associate Professor of the Vocational Education, Labor Training and Technologies Department, Berdyansk State Pedagogical University

Vitalii Hurenko, Senior Lecturer of the Professional Education, Labor Training and Technologies Department, Berdyansk State Pedagogical University

DIDACTIC ASPECTS OF IMPLEMENTING THE CASE METHOD IN THE TEACHING OF ELECTRICAL CYCLE DISCIPLINES

The article substantiates the expediency of using active learning methods in the educational process of professional training offuture specialists in institutions of higher education. The requirements of modern employers for graduates of a higher school were analyzed and a conclusion was made that the use of the case method during the teaching of the disciplines of the electric power cycle is promising.

The essence of Case-study and situational tasks is characterized, which are a narrative, a certain detailed story that has its own plot with characters and offers, as a rule, an unfinished action or a problem that needs to be solved.

The didactic features of the introduction of the case method in the educational process of professional training of students of the first (bachelor) level of higher education, specialty 015.33 Professional education (power engineering, electrical engineering and electromechanics), in particular in the teaching of the disciplines of the electric power cycle, are substantiated.

The structure of a typical case from the disciplines of the electric power cycle and the stages of students ' work with situations are considered.

Examples of cases that students solve during practical classes on the normative disciplines “Main electrical equipment ofproduction ” and “Alternative energy” - “Enterprise Electrical Protection” and “Green Power Station” are given.

It is noted that the case-study is one of the active methods of teaching, which creates a unique atmosphere of unity of the audience in solving a practical task, promotes the development of individual activity in the educational process and the formation of its cognitive interests. Thanks to the implementation of the case method in the educational process of training future specialists in the specialty 015.33 Professional education (power engineering, electrical engineering and electromechanics), the effectiveness of their professional competence formation and acquisition ofpractical experience has increased. The use of cases teaches students to analyze problems, make decisions independently and take responsibility for them, work in a team, defend and prove their own point ofview, as well as take into account the opinion and criticism of others.

Keywords: professional education; future specialists; active teaching methods; case method; situational task; disciplines of the electric power cycle.

Постановка проблеми

метод кейсів навчання енергетика електротехніка

Сьогодні затребуваним є працівник, який не просто якісно виконує свої обов'язки, а й прагне постійно розвиватися, самостверджуватися, володіє високою адаптивністю, інноваційним мисленням, здатністю до міжособистісного спілкування, готовий ефективно працювати зі своїми колегами в команді. Саме тому сучасне суспільство ставить перед закладами вищої освіти завдання підготовки майбутніх компетентних фахівців, здатних самостійно й відповідально розв'язувати складні нестандартні завдання, критично аналізувати обставини та приймати відповідне до ситуації рішення на основі аналізу інформації. Розв'язання цього завдання здійснюється через пошук змісту, форм, методів та засобів навчання, що забезпечують розвиток пізнавальної активності студентів, дають їм можливість орієнтуватися в інформаційному просторі та зрозуміти, як приймаються ті чи ті рішення в практичній діяльності, набути досвіду розв'язання професійних ситуацій у співпраці з іншими фахівцями.

Особливе місце у підготовці майбутніх фахівців науковці відводять активним методам професійного навчання та особистісного розвитку.

Аналіз основних досліджень і публікацій. Проблема методів навчання завжди займала одне з провідних місць у вітчизняній дидактиці. Теоретичні аспекти, пов'язані з визначенням сутності активних методів навчання та особливостями їхнього застосування у закладах вищої освіти, набули висвітлення в працях С. Гончаренка, І. Зязюна, О. Пєхоти, І. Пометун та ін. Проблемі застосування методу кейсів у викладанні різних навчальних дисциплін присвячено ґрунтовні студії Г. Каніщенка, Л. Козак, В. Полякова, О. Сидоренка, Ю. Сурміна, Г. Товканець, О. Чуба, П. Шеремети та ін. Але недостатньо дослідженими залишаються дидактичні аспекти впровадження методу кейсів у процес викладання дисциплін електроенергетичного циклу.

Мета статті - розглянути теоретичні основи та дидактичні особливості впровадження методу кейсів в освітній процес професійної підготовки студентів першого (бакалаврського) рівня вищої освіти, спеціальності 015.33 Професійна освіта (енергетика, електротехніка та електромеханіка), зокрема у викладання дисциплін електроенергетичного циклу.

Виклад основного матеріалу дослідження

Сучасні представники промисловості й роботодавці все частіше зазначають, що не мають претензій до рівня професійних знань випускників закладів вищої освіти, проте наголошують на тому, що вони не досить якісно підготовлені до розв'язання реальних практичних завдань у реальних виробничих ситуаціях. До того ж, їм бракує впевненості й досвіду для самостійного прийняття традиційних і нестандартних рішень. Тож сьогодні актуальними методичними інноваціями в освіті виступають різні аспекти впровадження активних методів навчання майбутніх фахівців, коли студенти з пасивних слухачів перетворюються на активних учасників освітнього процесу, здатних самостійно здійснювати вибір, ставити та досягати цілі, усвідомлено оцінювати власну діяльність. Одним із таких методів є case study (метод кейсів).

Сase-study - активний метод навчання, заснований на розв'язанні студентами певних ситуацій, так званих “кейсів” (з англійської case - випадок, ситуація). Його головне призначення - формувати здатність майбутніх фахівців працювати з інформацією, заснованою на фактичному матеріалі, виділяти суттєву інформацію від несуттєвої, а також самостійно виявляти проблеми та знаходити шляхи їхнього розв'язання [1; 4].

Сьогодні метод кейсів набуває широкої популярності в освіті ще й завдяки тому, що вчить майбутніх фахівців працювати в команді, а це означає - розвивати комунікативні й аналітичні навички, грамотно вести дискусію, відстоювати власну точку зору, об'єднуватись у групи з ідентичними поглядами щодо вирішення різних проблемних ситуацій.

Сутність методу полягає у тому що навчальний матеріал подається у вигляді професійно орієнтованих ситуаційних завдань, історій, проблем, випадків, казусів (кейсів), а компетенції набуваються у результаті активної та творчої роботи студентів, яка включає збір необхідної інформації, її спільний аналіз й аргументування з різних точок зору, виявлення суперечностей, висування гіпотез, генерування програми дій, оцінка альтернатив, самостійне формулювання висновків, прийняття рішень, самоконтроль власної діяльності [3; 6]. При цьому навчання з використанням методу кейсів є імітацією реальних подій, що поєднує в собі досить адекватне відображення реальної дійсності.

Ситуаційне завдання - це розповідь, певна деталізована історія зі складного реального світу явищ та подій, яка має власний сюжет з персонажами та пропонує, як правило, незавершену дію чи проблему, що потребує розв'язання. Кейси відрізняються від звичайних освітніх завдань тим, що мають кілька рішень та безліч нестандартних, неоднозначних шляхів розв'язання проблеми, поданої у них [2]. При цьому, як зазначає Г. Товканець, “для досягнення освітнього ефекту будь-яка ситуація, представлена в кейсі, обов'язково повинна містити в собі проблему, яку необхідно визначити, описати, а також спробувати знайти причину її виникнення. При цьому бажано, щоб проблема не була явно окресленою, вона повинна бути певною мірою завуальованою, захованою за описом дії, що відбувається” [5, 149].

Розповсюдженою є думка, що електроенергетичній галузі не властиві багатоваріантні рішення, вона не є гнучкою, але при цьому саме вона - ситуативна стосовно наявності або відсутності єдиного правильного рішення щодо стану її об'єктів, які є складними технічними системами (перетворення, передача та розподіл електроенергії; автоматичне управління режимами енергосистем та ін.). Складність технічних пристроїв і технологічних процесів в енергетичних системах зумовлені швидкоплинністю явищ, які там відбуваються й не завжди контролюються людиною. Іноді їх можна обґрунтувати лише опосередковано - шляхом математичного моделювання чи прогнозування або через деякі інтегральні вимірювання. Тому професійна діяльність фахівців електроенергетичної галузі є загалом ситуативною, бо пов'язана з діагностикою, налагодженням, технічним обслуговуванням, а також уведенням та виведенням з експлуатації електроенергетичного обладнання. Всі ці види діяльності супроводжуються взаємодією та впливом різних чинників (які іноді регламентуються чи формалізуються наказами та інструкціями), а отже, різним та неоднозначним кінцевим результатом.

Уважаємо, що застосування методу кейсів під час викладання дисциплін електроенергетичного циклу є перспективним. У процесі використання case study в студентів формується професійна компетентність й, зокрема професійно-важливі якості особистості, які необхідно продемонструвати під час розв'язання певної проблеми, хоча сама вона не завжди може мати однозначне рішення. До цих якостей відносять здатність самостійно розмірковувати (критично, творчо, конструктивно), всебічно аналізувати наявну інформацію, приймати рішення, ефективно діяти в ситуації невизначеності, працювати в команді, застосовувати теоретичні знання на практиці та ін.

Метод кейсів має власні особливості, що відрізняють його від інших методів. Він ґрунтується на принципах різних технологій навчання:

- розвивальної, що передбачає розвиток цілого комплексу особистісних (креативність, цілеспрямованість, упевненість у собі) та професійно-важливих (працьовитість, саморозвиток, відповідальність за результати аналізу ситуації) якостей студентів, які в процесі самостійного розв'язання кейсів застосовують досвід діяльності, що виходить за межі професійних знань, умінь та навичок [3; 5];

- проблемної, бо студенти, працюючи з кейсом, по суті, розв'язують низку проблем, вибудовують логічні схеми їхнього вирішення, самостійно приймають рішення, аргументуючи власну думку [6];

- колективної, складовими якої є командна робота, де студенти виконують закріплені за ними функції чи програють певні командні ролі, набуваючи досвіду групової комунікації [4].

Проаналізувавши особливості методу кейсів, нами здійснено спробу його впровадження в освітньо-професійну програму підготовки студентів першого (бакалаврського) рівня вищої освіти, спеціальності 015.33 Професійна освіта (енергетика, електротехніка та електромеханіка), зокрема у викладання дисциплін “Основне електрообладнання виробництва” та “Альтернативна енергетика”.

Типовий кейс з дисциплін електроенергетичного циклу становить практичне завдання, засноване на реальній виробничій ситуації, і розроблене за матеріалами певного електроенергетичного підприємства, компанії чи іншої організації. Основною відмінністю таких кейсів є те, що в їхній основі лежать конкретні практичні завдання з кількома елементами невизначеності, неоднозначними рішеннями та певним підбором даних. Кейс має таку структуру: методичні рекомендації до роботи з ситуацією; текстовий опис змісту, додаткова інформація (схеми, малюнки, таблиці) та література; перелік завдань; критерії оцінювання; аргументовані висновки фахівців із досвідом роботи щодо вирішення кейсу (звіти, проєкти, виступи, презентації).

Робота здобувачів освіти на занятті - це складний процес, який має такі етапи: 1) ознайомлення зі змістом, додатковою інформацією та літературою до кейсу, виокремлення проблем чи суперечностей у пропонованій професійній ситуації; 2) організація обговорення кейсу в режимі конференції; 3) розв'язання проблем, поданих у кейсі (окреслення плану дій); 4) висування пропозицій щодо прийняття рішень (послідовності дій); 4) аналіз наслідків рішення кейсу; 5) оцінювання студентів за результатами розв'язання кейсу, 6) підбиття підсумків роботи.

Так, на практичних заняттях з нормативної дисципліни “Основне електрообладнання виробництва” використовували низку кейсів, розроблених на підставі реальних ситуацій, які відбувалися на базовому підприємстві ПРАТ “Бердянські жниварки”, що має власну електропідстанцію, де студенти проходять навчальну й виробничу технологічні практики.

Наприклад, здобувачі освіти розв'язували кейс за модулем “Електрообладнання в електропостачанні”. Зміст кейсу “Електрозахист підприємства”: за повідомленням Державної служби України з надзвичайних ситуацій протягом одного тижня в червні очікуються сильні грози, вітри, шквали. Задля проведення ремонтних робіт доцільно створювати запаси обладнання та матеріалів. До того ж, для оцінювання ситуації з різних точок зору, здобувачам освіти пропонували низку позицій електротехнічного персоналу, що обслуговує електропідстанції підприємства, зокрема: диспетчера енергомереж, начальника оперативно-ремонтної бригади, майстра дільниці з ремонту енергетичного обладнання, інженера з високовольтних ліній електропередач, начальника дільниці з ремонту енергетичного обладнання, електриків енергомереж.

Завдання до кейсу: використовуючи статистичні дані минулих років, що зафіксовані в журналі дефектів та неполадок на електроустановках підприємства, розрахувати кількість необхідних матеріалів та обладнання для забезпечення неперервного живлення всіх об'єктів з метою успішної ліквідації можливих аварійних ситуацій. Підготувати презентацію за результатами рішення кейсу.

Після детального ознайомлення з ситуацією, студенти у підгрупах (командах) оцінювали інформацію, подану в кейсі, ретельно вивчали перелік та кількість аварійного запасу обладнання, матеріалів і виробів (враховуючи терміни зберігання та використання за призначенням), які регламентовано для деяких типів обладнання (електроустановок, трансформаторних підстанцій, ліній електропередач тощо), нормативно-технічні документи (“Норми аварійного запасу устаткування та матеріалів для магістральних електричних мереж напругою 220750 кВ” ГКД 34.10.383; 0,38-150 кВ; ГКД 34.10.384 та ін.), а у деяких випадках (розподільче устаткування) - інструкції заводів-виробників.

Студенти визначали можливі аварії, прогнозували їхні наслідки, передбачали заходи щодо їхньої ліквідації, строки виконання цих, а також сили і засоби, що залучають із цією метою (застосування автоматики нормальних режимів і протиаварійної автоматики, ручне дублювання автоматики, яка відмовила та ін.). Після цього здобувачі освіти приймали рішення у підгрупах. Далі кожна команда презентувала свій план дій, обґрунтовувала та захищала його (інші учасники мали можливість поставити запитання, які також ураховувалися у визначенні підсумкових оцінок). Результати рішення кейсу порівнювали між собою, й далі члени команд під час обговорення дискутували між собою.

Наприкінці заняття викладач підсумував й оцінив командну роботу кожної підгрупи за різними критеріями.

Виступи команд показали, що студенти досить серйозно підійшли до розв'язання кейсу. Здобувачі освіти, які не раз були на підприємстві, проходили там практику, особисто спілкувалися й працювали в бригадах електриків, на достатньо високому рівні володіють теоретичним матеріалом, використовують професійну термінологію, досить чітко уявляють собі обсяг і перелік завдань, які необхідно виконати в оперативно-ремонтних роботах енергомереж при усуненні аварійних ситуацій.

На практичних заняттях з нормативної дисципліни “Альтернативна енергетика” студенти розв'язували кейс під час вивчення теми “Технологія прямого перетворення різних видів енергії в електричну”.

Зміст кейсу “Зелена електростанція”: для потреб підприємства необхідно обрати та встановити сонячну електростанцію загальною номінальною потужністю сонячних панелей - 10 кВт у місті Бердянськ. Кут нахилу покрівлі - 45°. Додаткова інформація: сонячні батареї - пристрої, що перетворюють сонячну енергію на електрику з використанням фотоелектричного ефекту. Кількість необхідних сонячних батарей для будинку залежить від його енергоспоживання та географічного розташування. Зазвичай для більшості будинків достатньо установки сонячної системи потужністю від 5 до 15 кВт. Сонячні батареї не використовують для прямого опалення будинку, але можуть бути інтегровані в опалювальні системи з використанням теплових насосів або інших технологій. З метою оцінювання ситуації з різних точок зору, здобувачам освіти були запропоновані різні варіанти готових проєктів встановлення й розрахунку сонячних електростанцій різними відомими фірмами.

Завдання до кейсу: задля визначення необхідної кількості сонячних батарей щодо підтримки оптимальної опалювальної системи здійснити детальний розрахунок, що враховує тепловтрати будинку, кліматичні умови та ефективність системи. Студенти мають обґрунтувати вибір типу сонячної електростанції (автономну, мережеву, гібридну), проаналізувати чинники, які необхідно враховувати при її виборі (потужність, тип панелей, інвертор).

Здобувачі освіти працювали в підгрупах, розв'язуючи певні проблеми кейсу.

Розрахунок параметрів сонячних панелей, який здійснила перша підгрупа студентів, після обчислення змогла приблизно оцінити середню кількість електроенергії, яку здатна згенерувати фотоелектрична станція протягом року. Для цього вони визначили: 1) інтенсивність сонячного випромінювання для певного регіону (скориставшись картою інтенсивності сонячної радіації за рік); 2) поправочний коефіцієнт перерахунку сумарного потоку сонячної енергії з горизонтальної площини на похилу поверхню сонячних панелей залежно від орієнтації відносно півдня; 3) номінальну потужність сонячної панелі чи ланцюга сонячних модулів; 4) коефіцієнт, що враховує втрати сонячної панелі при перетворенні та передачі електроенергії та інтенсивність сонячної радіації, за якої фотоелектричні панелі тестуються.

Інша група студентів розраховувала всі можливі загальні втрати енергії, що впливають на розрахунок сонячних панелей при перетворенні сонячного випромінювання у фотоелектричній системі: 1) втрати розрахункові (в дротах, інверторі чи в шунтувальних діодах; 2) втрати під час зростання температури фотоелементів; 3) втрати в процесі роботи сонячної панелі в період низького рівня сонячного випромінювання; 4) втрати в процесі затінення та забруднення сонячних панелей); 5) втрати, які можуть з'явитися під час експлуатації (низька якість обладнання та ін.).

Здобувачі освіти зверталися до власного досвіду чи досвіду фахівців, які стикалися з такими проблемами, працювали з нормативними документами, довідниками та іншою документацією.

Наявність у структурі кейсу інформації, яка містить суперечності, спонукає студентів до обговорення проблеми, дискусії, аргументації, відстоювання власних поглядів. Така активна діяльність та можливість комунікації усіх членів підгрупи під час роботи з кейсом підвищує позитивну мотивацію студентів та дає їм змогу відпрацювати елементи реальної ситуації.

Під час роботи з кейсом викладач консультував, контролював процес роботи в підгрупах, допомагав розробити логічну схему розв'язання проблеми, оцінював діяльність кожного учасника підгрупи і, що особливо важливо, - емоційно підтримував студентів протягом усього процесу навчання, створював обстановку співробітництва.

Ефективність застосування кейс-методу підтверджено високими результатами різних контрольних заходів (тестування, усне опитування та ін.), які проводились з дисциплін “Основне електрообладнання виробництва” та “Альтернативна енергетика” за тими темами та модулями, де його було впроваджено.

Висновки

Таким чином, case-study є одним з активних методів навчання, що створює неповторну атмосферу єдності аудиторії у виконанні практичного завдання, сприяє розвитку активності особистості в освітньому процесі та формуванню її пізнавальних інтересів. Завдяки впровадженню методу кейсів в освітній процес підготовки майбутніх фахівців спеціальності 015.33 Професійна освіта (енергетика, електротехніка та електромеханіка) підвищилася ефективність формування у них професійної компетентності й набуття досвіду практичної діяльності. Використання кейсів навчає студентів аналізувати проблеми, самостійно приймати рішення та нести за це відповідальність, працювати в команді, захищати та доводити власну точку зору, а також враховувати думку та критику інших.

Література

1. Андрощук І. Використання кейс-методу в процесі підготовки майбутніх педагогів. Професійне становлення особистості. 2013. № 1. С. 181-188.

2. Козак Л.В. Кейс-метод у підготовці майбутніх викладачів до інноваційної професійної діяльності. Освіто- логічний дискурс. 2015. № 3. С. 153-162.

3. Сидоренко О., Чуба В. Ситуаційна методика навчання: теорія і практика. Київ : Центр інновацій та розвитку. 2001. 127 с.

4. Сурмін Ю.П. Метод аналізу ситуацій (Case-study) та його навчальні можливості. Глобалізація і Болонський процес: проблеми і технології : монографія. Київ : МАУП. 2005. C. 71-82.

5. Товканець Г.В. Особливості застосування кейс-методу у процесі професійної підготовки майбутнього фахівця. Науковий вісник Ужгородського національного університету. Серія “Педагогіка, соціальна робота”. 2011. Вип. 20. С. 148-150.

6. Шеремета П.М., Каніщенко Л.Г. Кейс-метод: з досвіду викладання в українській бізнес-школі / за ред. О.І. Сидоренка. 2-ге вид. Київ : Центр інновацій та розвитку. 1999. 80 с.

REFERENCES

1. Androshchuk, I. (2013). Vykorystannia keis-metodu v protsesi pidhotovky maibutnikh pedahohiv [Using the case method in the process of training future teachers]. Professional development of personality. Vol. 1. pp. 181-188. [in Ukrainian].

2. Kozak, L.V. (2015). Keis-metod u pidhotovtsi maibut- nikh vykladachiv do innovatsiinoi profesiinoi diialnosti [Case method in training future teachers for innovative professional activity]. Educational discourse. Vol. 3. pp. 153-162. [in Ukrainian].

3. Sydorenko, O., Chuba, V. (2001). Sytuatsiina metodyka navchannia: teoriia i praktyka [Situational teaching method: theory and practice]. Kyiv, 127 p. [in Ukrainian].

4. Surmin, Yu.P. (2005). Metod analizu sytuatsii (Casestudy) ta yoho navchalni mozhlyvosti [Method of analyzing situations (Case-study) and its educational possibilities]. Globalization and the Bologna process: problems and technologies: monograph. Kyiv. pp. 71-82. [in Ukrainian].

5. Tovkanets, H.V. (2011). Osoblyvosti zastosuvannia keis- metodu u protsesi profesiinoi pidhotovky maibutnoho fa- khivtsia [Peculiarities of using the case method in the process of professional training of a future specialist]. Scientific Bulletin of the Uzhhorod National University. Series “Pedagogy, social work”. Vol. 3. pp. 148-150. [in Ukrainian].

6. Sheremeta, P.M., Kanishchenko, L.H. (1999). Keis- metod: z dosvidu vykladannia v ukrainskii biznes-shkoli [Case method: from the experience of teaching in a Ukrainian business school]. Kyiv, 80 p. [in Ukrainian].

Размещено на Allbest.ru