Интегральная образовательная технология "кейс-проект-конструктор"

Введение. В настоящее время создание и внедрение в образовательных организациях цифровой образовательной среды (ЦОС), а также обеспечение реализации цифровой трансформации системы образования определяются федеральным проектом «Цифровая образовательная среда» [22].

ЦОС понимается как совокупность условий для реализации образовательных программ начального общего, основного общего и среднего общего образования с применением электронного обучения, дистанционных образовательных технологий с учетом функционирования электронной информационно-образовательной среды, включающей в себя электронные информационные и образовательные ресурсы и сервисы, цифровой образовательный контент, информационные и телекоммуникационные технологии, технологические средства и обеспечивающей освоение обучающимися образователь ных программ в полном объеме независимо от места их проживания [18].

* Исследование выполнено по проекту «Разработка образовательных технологий на базе искусственного интеллекта и роботизированных систем в учебном процессе профессионального образовательного учреждения», который реализуется при финансовой поддержке Министерства просвещения РФ в рамках государственного задания (дополнительное соглашение от 11.04.2022 г. № 073-03-2022-132/3 к соглашению от 13.01.2022 № 073-03-2022-132).

В рамках федерального проекта проводится работа по оснащению организаций современным оборудованием, развитию цифровых сервисов и контента для образовательной деятельности. Перемены в системе образования, связанные с процессами цифровизации, обуславливают необходимость разработки новых образовательных технологий.

Традиционно использование информационных технологий стимулирует применение методов кейсов и проектов [1; 2; 6; 9–12; 13; 15; 20]. Однако в условиях развития ЦОС требуется усовершенствование логики их применения. Новые возможности появляются за счет интеграции методов кейсов и проектов, что определяет идею предлагаемой образовательной технологии кейс-проектного характера.

Основная часть. В настоящее время существует множество традиционных и инновационных образовательных технологий. Современный педагог должен не просто владеть ими, но и уметь их комбинировать для достижения наилучшего образовательного результата. При этом степень успешности такого комбинирования может быть разной.

Например, возможен подход, предусматривающий объединение изначально достаточно независимых компонентов, и в этом случае производится поиск точек их соприкосновения, позволяющих получить достаточно целостный продукт. Данный подход может быть плодотворным, но далеко не во всех случаях, т. к. при условии высокой степени независимости компонентов точки соприкосновения могут отсутствовать.

Альтернативный подход, называемый нами интегральным, возникает, когда в качестве объединяемых элементов выбираются образовательные технологии, изначально имеющие высокий потенциал интеграции и в итоге взаимно усиливающие друг друга, что обеспечивает синергетический эффект.

На основе анализа исследований [2; 6; 7; 8; 11–14; 16; 23], в качестве таких хорошо интегрируемых образовательных технологий мы рассматриваем метод проектов и кейс-метод.

В перечисленных выше, а также в работах [1; 3; 4; 17; 21; 27; 28] были созданы теоретические и практические предпосылки для построения концептуальной модели интегральной образовательной технологии кейс-проектного характера.

Поясним, что на основе исследований Е.С. Полат, Е.С. Булычевой, И.А. Колесниковой, М.П. Горчаковой-Сибирской, В.Е. Радионова и др. под проектом (учебным, учебно-исследовательским или исследовательским) будем понимать специально организованное задание для обучаемых, основанное на выполнении ими учебного проектирования. Для обучаемых проект – это образовательный результат, который является интеллектуальным или цифровым продуктом, представляющим собой форму описания, обоснования решения определенной учебной задачи (проблемы) от идеи до её полной реализации. Такой результат обладает субъективной или объективной новизной, практической значимостью или ценностью для учащегося и/или других людей, носит материальный или нематериальный характер [19].

Идея кейс-метода состоит в решении ситуационных задач на базе комплекта учебно-методических материалов [2; 6; 13], называемого кейсом.

Основой предлагаемой нами технологии является многоуровневая система кейс-заданий и проектов, предназначенная для выработки необходимых умений и навыков, требуемых при формировании профессиональных компетенций.

В структуру кейса, в соответствии с [13], мы включаем следующие компоненты: ситуационная задача (описание учебной проблемной ситуации); задания, выполнение которых приводит к решению поставленной задачи (задания или вопросы для организации поэтапного решения основной ситуационной задачи); материалы, необходимые для выполнения заданий (оборудование, исходные данные, статистические данные, данные для проверки полученных результатов, информационные (справочные) материалы и др.). При этом в зависимости от планируемых образовательных результатов структура кейса может варьироваться за счет исключения второго из перечисленных выше компонентов, который требуется только при формировании базовых понятий и первичных умений.

Поэтапное усложнение кейс-заданий и проектов позволяет реализовать для обучаемых оценку уровня достижения необходимых образовательных результатов на трех уровнях. Выполнение кейс-заданий готовит обучаемых к последующему выполнению учебных проектов, завершающих определенный тематический модуль, что обеспечивает формирование базового уровня. Продвинутый уровень достигается реализацией учебно-исследовательских проектов. Высокий уровень обеспечивается выполнением исследовательских проектов, ориентированных в первую очередь на развитие и совершенствование цифровой образовательной среды (ЦОС).

На начальных этапах обучения целью является формирование у обучаемых базовых понятий, умений и навыков, обеспечивающих системность представлений об изучаемой области. Такое формирование обеспечивается системой кейс-заданий. На последующих этапах происходит переход к проектной деятельности, в рамках которой выполняются учебные и учебно-исследовательские проекты. Выполнение учебных проектов нацелено в первую очередь на освоение проектной технологии. При реализации учебно-исследовательских проектов обучаемые осваивают методологию научного исследования; при этом проблематика исследования может и не обладать научной новизной. Кроме того, здесь обучаемые работают в поле уже имеющихся компонентов образовательной среды.

На завершающем этапе выполняются проекты исследовательского характера. При этом тематика проектов может как предлагаться преподавателем, так и самостоятельно формулироваться обучаемыми. Для обеспечения актуальности и практической значимости, темы проектов определяются потребностями развития и совершенствования ЦОС образовательного учреждения. В дальнейшем успешно выполненный исследовательский проект переводится в категорию учебно-исследовательских. Как следствие, общая система заданий обогащается не только этим проектом (уже как учебноисследовательским), но и новыми кейс-заданиями, связанными с данным проектом. Кроме того, возникает потенциал развития новых тематик исследовательских проектов. Также развитие получает и ЦОС за счет внедрения результатов выполненного проекта.

Система кейс-заданий и проектов, лежащая в основе описываемой образовательной технологии, рассматривается нами как нелинейная сеть, связи которой отражают продвижение обучаемого по изучаемому материалу. Система связей в сети задач формируется на основе экспертной оценки.

Традиционно используются объединения кейс-заданий по тематическим разделам или изучаемым дидактическим единицам. Внутри каждого раздела выделяется последовательность кейсов, обязательных к выполнению и имеющих разный уровень сложности. При этом с каждым обязательным кейсом предлагается набор заданий того же типа. Это обеспечивает, с одной стороны, возможность организации закрепления пройденного материала, а с другой стороны, способствует повышению качества оценки предполагаемых образовательных результатов, за счет предоставления обучаемому нескольких заданий одного уровня.

Помимо названных, для обучаемых анонсируются и другие кейсы данного объединения, потенциально применимые далее при выполнении проектов. При работе над проектами обучаемые могут обращаться к связанным с ними кейсам для актуализации знаний. При этом преподавателями создаются условия для обеспечения возможности обучаемым модернизировать отдельные кейс-задания или создавать новые.

Отметим, что кейс-задания достаточно высокого уровня сложности, требующие применения компетенций из различных предметных областей, могут уже рассматри- ваться как учебные проекты. Подход к построению объединений кейсов, представленный выше, может быть распространен на учебные и учебно-исследовательские проекты.

Далее раскроем конструирующий потенциал предлагаемой образовательной технологии. Он может быть представлен в нескольких аспектах.

С одной стороны, приведенный подход к построению системы кейсов и проектов обеспечивает вариативность построения учебных курсов или отдельных их элементов для студентов различных профилей подготовки. Например, для студентов, будущих учителей информатики, при изучении искусственного интеллекта будет выбран один набор кейсов и проектов из общего банка заданий соответствующей предметной области. Для студентов профиля «Прикладная информатика» в этом случае может быть использован другой набор заданий из того же банка, позволяющий, например, более глубоко изучить тему «Нейросети».

С другой стороны, различные варианты формирования набора кейсов и проектов позволяют выстраивать индивидуальную образовательную траекторию обучаемого при его продвижении по учебному курсу. При этом траектории, предлагаемые преподавателем (как базовые, так и продвинутые), обучаемые могут дополнять собственными вариантами их развития.

Предлагаемая образовательная технология нашла реализацию в следующих разработанных нами образовательных продуктах: электронных учебных курсах «Образовательная робототехника» [25], «Arduino для мехатроники и робототехники» [24], «Современные технологии искусственного интеллекта» [26]; концептуальной модели обучающей адаптивной экспертной системы с возможностью интеллектуального подбора и представления учебного материала [27]; концептуальной модели системы «Умная учебная аудитория» [5].

Заключение. Предлагаемая интегральная образовательная технология «Кейс-проект-конструктор» позволяет конструировать на основе общего банка заданий как учебные курсы или их элементы, так и индивидуальные траектории внутри выбранного фрагмента учебного материала. Это обеспечивает учет специфики подготовки студентов различных профилей и способствует повышению качества обучения. Вместе с тем создаются условия для вовлечения обучающихся в развитие и совершенствование цифровой образовательной среды, что способствует повышению практической ориентированности обучения и стимулирует обучаемых к созданию авторских электронных продуктов.