LUCRARE METODICO-ȘTIINȚIFICĂ PENTRU OBȚINEREA GRADULUI [311242]

[anonimizat] I

Coordonator:

Lect. univ. dr. Elena DĂNESCU

Autor:

[anonimizat],

Râmnicu Vâlcea

2012

[anonimizat] A INFORMATICII IN

LICEU

Cuprins

INTRODUCERE

Modul de învățare tradițional a devenit greu de gestionat în comparație cu învățământul bazat pe resursele web. Aceste resurse reprezintă noile cărți ale epocii moderne.

Clasa este acum un mediu virtual de învățare. [anonimizat]. [anonimizat] a beneficia de un calculator.

[anonimizat]. Noile tehnologii oferă o [anonimizat] o alternativă viabilă.

Dezvoltarea tehnologiei informatei și comunicațiilor a condus la nuanțarea modului clasic de a învăța. Astfel, [anonimizat]. [anonimizat]-si aleagă conținutul și instrumentele corespunzătoare propriilor interese.

Învățământul bazat pe resursa web prezintă numeroase avantaje fata de cel tradițional. [anonimizat]. Timpul nu este determinat ca într-o [anonimizat]. Acest sistem de învățare permite atât elevilor cat și profesorilor sa interacționeze fără a fi prezent în același timp și loc.

[anonimizat]-un anumit domeniu spre deosebire de metodele tradiționale în care au doar opinia profesorului de curs.

[anonimizat] a prezenta mai multe informații. [anonimizat], [anonimizat] a le fi distrasa atenția din afară. [anonimizat].

[anonimizat] e-learning sunt cele mai eficiente. [anonimizat]. Se poate remarca și contribuția importantă pe care acesta o [anonimizat]. Învătamantul de tip e-learning câștigă teren în fata celui clasic iar elevii asociază internetul cu un veritabil profesor.

1.2 [anonimizat]-i competențele cheie care îi pot asigura succesul social. [anonimizat], proiectare, statistică, industrie și la scară largă deja în sănătate, un rol important în inserția pe piața muncii a absolvenților de liceu o are formarea de competențe digitale avansate.

Formarea competenței digitale la absolvenții de liceu, vizează folosirea tehnologiei informației și a comunicațiilor (T.I.C.) ca cerință a lumii contemporane în contextul dezvoltării tehnologice din ultimele decenii, a globalizării și a dominației societății informaționale. Școala trebuie să se adapteze noilor tendințe nu doar prin achiziționarea de calculatoare sau de smart- boarduri, ci și prin formarea cadrelor didactice și prin adoptarea unui curriculum care să acorde atenție dezvoltării competenței digitale.

Formarea competențelor trebuie adaptată noilor atitudini și strategiilor cognitive ale elevilor și sincronizată cu modul în care se produce și se livrează cunoașterea în secolul al XXI-lea. Dacă programele disciplinei Tehnologia informației și a comunicațiilor au ca scop formarea și dezvoltarea competenței digitale (care presupune utilizarea calculatorului, ergonomie și abilitate în utilizarea tastaturii, conștientizarea importanței utilizării tehnologiei informației și a implicațiilor acesteia în domeniul social, etic și uman, utilizarea unor instrumente informatice care permit creșterea productivității și calității muncii – procesoare de text, prezentări electronice, baze de date și Web browser, utilizarea serviciilor oferite de internet), abordarea didactică la disciplina informatică implică valorificarea și dezvoltarea acesteia prin activități specifice.

Disciplinele informatice nu pot fi predate de către profesor sau învățate de către elevi fără a implica în acest act calculatorul. Acesta este mijlocul utilizat cel mai frecvent pentru formarea competențelor specifice. Dacă până de curând, integrarea tehnologia informației și comunicațiilor în procesul de predare – învățare – evaluare a disciplinelor informatice a avut o pondere mare, la alte discipline de învățământ, aceasta a fost utilizată sporadic. Utilizarea competențelor TIC în cadrul disciplinelor informatice a avut și va avea în continuare în vedere stimularea și intensificarea comunicării pe toate palierele, dezvoltarea gândirii critice, înțelegerii realității și a contribuit în mod esențial la dezvoltarea competențelor generale pentru informatică, concretizate în:

identificarea conexiunilor dintre informatică și societate;

identificarea datelor care intervin într-o problemă și a relațiilor dintre acestea; elaborarea algoritmilor de rezolvare a problemelor;

aplicarea algoritmilor fundamentali în prelucrarea datelor;

implementarea algoritmilor într-un limbaj de programare.

În predarea informaticii se utilizează metode activ-participative, bazate pe modelare și simulare, metode care utilizează noile tehnologii cum sunt: platforme de învățare (exemplu: AEL), filme, tutoriale, prezentări animate cu conținut științific, etc.

Utilizând resursele TIC, elevii, sub îndrumarea permanentă a profesorului la școală sau individual, acasă, pot obține informații necesare pregătirii lecțiilor și temelor la toate disciplinele informatice, pot selecta surse din Internet care conțin informații care să-i ajute în dezvoltarea proiectelor. Programele școlare în vigoare prevăd ca orele la disciplinele informatice să se desfășoare cu precădere în laboratorul de informatică. Aceasta permite profesorilor să utilizeze cu succes softurile educaționale, aplicațiile software utilitare, tutoriale puse la dispoziția școlilor pe diverse site-uri educaționale .

Activitatea de învățare și progresul elevilor trebuie să fie evaluat. În acest sens, utilizarea mijloacelor TIC joacă un rol foarte important. Reprezentând o activitate de mare complexitate, evaluarea la clasă se poate face obiectiv, într-un timp scurt, utilizând teste cu itemi obiectivi sau semi-obiectivi de pe platforma INSAM. În concursurile școlare specifice disciplinei informatică, utilizarea evaluatoarelor automate a devenit o practică curentă. Aceleași instrumente pot fi utilizate de către elevi în propria pregătire, pentru autoevaluare.

Utilizarea tehnologiei informației și a comunicațiilor la disciplinele informatice constituie un răspuns la nevoia de diversificare a conținuturilor orelor petrecute în sala de clasă, în laboratorul de informatică, dar și în afara școlii în pregătirea individuală a elevilor și a profesorilor.

Dezvoltarea extraordinară în ultimii ani a industriei calculatoarelor și a comunicațiilor a făcut ca în zilele noastre majoritatea calculatoarelor să fie conectate la o rețea. Practic nu mai putem să analizăm funcționarea unui calculator de sine-stătător ci se impune să avem o abordare din prisma rețelei de calculatoare la care acesta este conectat. Din această cauză voi prezenta în cel de-al doilea capitol câteva concepte, definiții și elemente de bază utilizate în studiul rețelelor de calculatoare.

Primele rețele de calculatoare din lume erau formate, de regulă, din calculatoare ce proveneau de la același producător, neexistând posibilitatea de a face să coopereze computere și echipamente de rețea produse de firme diferite. Pe măsură ce numărul de calculatoare a crescut și complexitatea rețelelor s-a mărit, a apărut necesitatea de a putea fi integrate împreună soluții provenite de la mai mulți fabricanți de computere și tehnologii de rețea. La sfârșitul anilor 1970, Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO – International Organization for Standardization) a început dezvoltarea primului model arhitectural – denumit OSI (Open Systems Interconnection) pe baza căruia să se rezolve această necesitate.

Acest model s-a impus ca un standard bine cunoscut în lumea rețelelor de calculatoare, iar pentru că organizația ISO a conceput acest model, numele complet al său este modelul ISO-OSI. Acest model dorește să fie un ajutor pentru ca producătorii de calculatoare și de echipamente de rețea să aibă produse interoperabile cu cele similare ale altor producători. Modelul ISO-OSI este modelul arhitectural de bază al rețelelor de calculatoare, descriind modul în care aplicațiile de pe un computer comunică prin intermediul mediilor de rețea cu aplicațiilor de pe un alt computer aflat în rețea.

Alte două modele arhitecturale de rețea sunt modelul TCP/IP și modelul ierarhic Cisco. Toate aceste modele au o caracteristică principală comună, în sensul că abordarea problematicii rețelistice se face pe nivele.

1.3. Oportunități, avantaje și limite ale utilizării TIC pentru disciplinele informatice.

Importanța implementării tehnologiei informației și a comunicațiilor în activitatea didactică a devenit în ultimele decenii un laitmotiv al discursului despre educație la toate nivelurile: curriculum, practica didactică, formarea cadrelor didactice, dezvoltarea instituțiilor școlare și politici educaționale.

Oportunitățile utilizării TIC pentru disciplinele informatice sunt comune celorlalte discipline. Anexa la Recomandarea Parlamentului și Consiliului European din 18 decembrie 2006 privind competențele cheie pentru învățarea pe tot parcursul vieții fixează cele opt competențe ale cadrului de referință: comunicarea în limba maternă, comunicarea în limbile străine, alfabetizarea matematică și competențele de bază în știință și tehnologie, competența digitală, a învăța să înveți, competențe sociale și civice, spiritul de inițiativă și cel de antreprenoriat, conștiință și exprimare culturală. Se creează oportunități pentru dezvoltarea competențelor digitale prin diverse programe: Inițiativa Task Force, Programe Educaționale și Multimedia, Planul de acțiune învățare în Societatea Informațională, Învățarea pe tot parcursul vieții, Inițiativa și planul de acțiune eLearning etc. Strategiile de promovare a importanței cercetării și inovării în domeniul TIC pentru următorii zece ani și diversificarea ofertelor de formare care promovează e-learning, creează cadrul adecvat implementării TIC.

În Legea Educației Naționale se stipulează respectarea principiului echității și egalității de șanse, potrivit căruia accesul la oportunitățile de învățare se realizează fără discriminare. Utilizând noile tehnologii, respectiv Internetul și sursele de documentare on-line, fiecare tânăr are șanse egale de dezvoltare intelectuală.

Integrarea TIC va asigura crearea unui mediu de învățare în vederea creșterii accesului la educație de calitate și formării unor competente cheie și profesionale, care să faciliteze integrarea pe piața muncii.

CAPITOLUL I

ARHITECTURA SISTEMELOR DE CALCUL

1.1 HARDWARE, SOFTWARE ȘI TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI (IT)

Orice decizie are la bază informații și date referitoare la obiectul activității respective. Prelucrarea datelor trebuie făcută în concordanță cu cerințele tehnologiei informaționale. Se pot astfel contura diferențele dintre date și informații:

Datele desemnează elementele primare, provenind din diverse surse, fără o formă organizată care să permită luarea unor decizii;

Informațiile sunt date ce au un caracter de noutate, care îmbogățesc nivelul de cunoștințe ale celui care primește aceste informații.

O dată care nu aduce nimic nou nu se poate considera informație.

Definiție. Prelucrarea datelor (numită și procesare) presupune totalitatea transformărilor, ca formă și conținut a datelor.

Dintre transformările cele mai importante:

Generarea – operația prin care se obțin date primare (sursă).

Culegerea și pregătirea. Forma inițială a datelor diferă de forma sub care acestea intră în prelucrare. Pregătirea datelor în vederea prelucrării lor presupune etapele:

Selectarea – alegerea dintre datele primare a celor necesare pentru obținerea numitor informații;

Codificarea – trecerea datelor într-o formă adecvată prelucrării (de exemplu, utilizarea numerelor pentru a desemna lunile anului);

Conversia – transferarea datelor de pe un suport pe altul;

Copierea/multiplicarea – reproducerea pe un mediu identic a datelor, păstrându-se forma, conținutul și semnificația acestora;

Verificarea – analizarea corectitudinii datelor, ca formă și conținut, urmărind eliminarea posibilelor alterări datorate culegerii, prezentării sau transmiterii.

Prelucrarea datelor în scopul obținerii diferitelor rezultate se face cu ajutorul funcțiilor:

Sortarea – aranjarea datelor într-o anumită ordine, conform unor criterii bine precizate;

Clasificarea – gruparea datelor după caracteristici comune, fără stabilirea unor anumite priorități în cadrul grupelor formate;

Compararea – stabilirea asemănărilor și/sau deosebirilor dintre două sau mai multe date;

Analiza – examinarea unui grup de date, urmărindu-se condițiile îndeplinirii uneia/mai multor cerințe de către fiecare dată a grupului în parte;

Sintetizarea – stabilirea unor caracteristici esențiale, generale, pe care le au datele dintr-un grup, formându-se o nouă structură ce surprinde acele caracteristici comune;

Calcularea – operații aritmetice sau logice efectuate asupra uneia sau mai multor date, simultan.

Furnizarea datelor este impusă de faptul că forma în care datele sunt disponibile în urma prelucrării nu corespunde, de obicei, cerințelor beneficiarului. Ca urmare, se impune furnizarea datelor într-o formă clară, astfel încât să nu existe probleme de înțelegere sau interpretare eronată.

Păstrarea datelor se face în colecții de date, alcătuite după reguli bine definite, în vederea unor prelucrări ulterioare. Asupra unei astfel de colecții se pot face următoarele operații:

Validare – precizarea modului în care o dată poate fi introdusă în colecție;

Regăsire – căutarea și localizarea unei date;

Modificare – transformarea unei date din colecție prin schimbarea unor atribute;

Distrugere – eliminarea din colecție a unor date, cu precizarea condițiilor în care se poate face acest lucru.

Transmiterea (Comunicarea) datelor se referă la modul în care datele trec de la o etapă la alta, pe parcursul prelucrării.

Orice activitate, în orice domeniu, se desfășoară pe baza unui flux informațional.

Definiție. Totalitatea fluxurilor informaționale, cu o anumită organizare, care asigură legătura dintre conducere (sistemul decizional) și execuție (sistemul de execuție) se numește sistem informațional.

Definiție. Dacă desfășurarea activității presupune utilizarea echipamentelor electronice de calcul, sistemul informațional se numește sistem informatic.

Rezultă că sistemul informatic este parte a sistemului informațional însă, în ultimul timp, din cauza creșterii susținute a automatizării activităților, crește importanța sistemului informatic.

1.1.1 Structura unui sistem informatic

În structura unui sistem informatic, al cărui element principal este calculatorul electronic sau sistemul de calcul, se identifică următoarele componente:

cadrul organizatoric al societății și datele vehiculate;

resursele umane (pe de o parte analiștii și proiectanții sistemului informatic, pe de altă parte beneficiarul sistemului și utilizatorii acestuia);

metodele și tehnicile de proiectare;

echipamentele electronice de calcul;

sistemul de programe utilizat pentru realizarea obiectivelor sistemului informatic .

Omiterea oricăreia din aceste componente face imposibilă funcționarea sistemului informatic respectiv.

1.1.2. Structura unui calculator electronic

Din punct de vedere structural, pornind de la diferențierea modulelor fizice și logice, calculatorul (el însuși un sistem informatic) are două componente:

Hardware (pe scurt, hard) – constă din:

ansamblul elementelor fizice și tehnice cu ajutorul cărora datele se pot culege, verifica, transmite, stoca și prelucra;

suporturile de memorare a datelor;

echipamentele de redare a rezultatelor.

Software (pe scurt, soft) – ansamblul programelor, procedurilor, rutinelor care controlează funcționarea corectă și eficientă a elementelor hard.

1.1.3.Noțiunea de tehnologie a informației (TI sau IT)

Definiție. Tehnologia informației reprezintă normele și procedeele de colectare, memorare, transmitere și prelucrare a datelor, în vederea obținerii rezultatelor scontate, cu ajutorul calculatorului electronic.

Structura unui calculator personal

Din punct de vedere funcțional, arhitectura unui sistem de calcul este redată în schița următoare:

Elementele din această schemă sunt:

UC (Unitatea Centrală), alcătuită din:

UM – Unitatea de Memorie internă sau memoria internă (principală) – este destinată păstrării datelor și instrucțiunii programelor pe timpul prelucrării sau, în unele cazuri, pe toată durata funcționării sistemului de calcul.

UCP – Unitatea Centrală de Prelucrare – este implementată cu ajutorul microprocesorului, elementul de bază al sistemului de calcul.

UCC – Unitatea de Comandă și Control – primește instrucțiunile din memoria internă, le interpretează și, corespunzător acestora, emite comenzi către UAL și UM, respectiv comenzi de transfer către S I/O și ME.

UAL – Unitatea Aritmetică și Logică – execută operații aritmetice și logice cu date furnizate de UM și redepune în aceasta rezultatul obținut.

S I/O (Sistemul de Intrare/Ieșire):

Medii de stocare – reprezintă suportul fizic pe care se stochează informația (hard-disc, CD, DVD, dischetă (floppy), disc ZIP, cameră foto/video, stick etc.). De fapt, ele reprezintă o memorie suplimentară.

Dispozitive periferice – se împart în:

Dispozitive pentru accesarea mediilor de stocare: sunt unitățile de dischetă (floppy), CD, DVD, ZIP. După poziția lor în sistem, ele pot fi interne sau externe. Cele mai multe se găsesc, din punct de vedere al firmelor furnizoare, în ambele variante.

Dispozitive pentru interfața cu utilizatorul – reprezintă totalitatea dispozitivelor cu ajutorul cărora este posibilă introducerea datelor în prelucrare și furnizarea rezultatelor obținute. La rândul lor, acestea pot fi:

Dispozitive periferice de intrare (DP I) – tastatură, mouse, joystick, microfon, scanner, cameră video/foto;

Dispozitive periferice de ieșire (DP O) – monitor, imprimantă, boxe.

Interfața – componenta ce asigură o conexiune între două elemente pentru ca acestea să poată lucra împreună. Interfețele pot fi de mai multe tipuri:

Paralele – transmit simultan un byte (8 biți de informație); se folosesc, în general, pentru conectarea imprimantelor;

Seriale – biții unui byte se transmit pe rând, sub forma unor impulsuri; în general, sunt utilizate la conectarea la un modem sau la alt calculator;

USB (Universal Serial Bus) – pentru conectarea oricărui periferic.

ME (Memoria Externă sau memoria secundară) – este utilizată în cazul în care prelucrările depășesc capacitatea memoriei interne sau când se dorește arhivarea datelor și programelor. Este strâns legată de mediile de stocare din S I/O, referindu-se, de fapt, la aceleași componente, privite dintr-un alt unghi.

Magistrale de transmitere a comenzilor de control, informațiilor și instrucțiunilor asigură funcționarea întregului ansamblu, stabilind legătura fizică între componente. Sunt sistem de conductoare de semnal (cabluri sau trasee pe circuite imprimate) care transportă o anumită cantitate de date mai repede sau mai încet, în funcție de lățimea magistralei (numărul de căi).

1.1.4 Principiul de funcționare a unui sistem de calcul

În esență, un program (numit și aplicație) este alcătuit dintr-un șir de instrucțiuni pe care sistemul de calcul le înțelege, le interpretează și le poate executa.

Pașii care se efectuează, în principal, la executarea unui program sunt:

La lansarea în execuție a unui program de la un periferic de intrare (de exemplu, mouse), programul este preluat de pe un mediu de stocare și încărcat, prin intermediul interfeței, în UM, împreună cu datele de care acesta are nevoie (dacă este necesar, se vor introduce și alte date de intrare, de la un periferic de intrare).

Instrucțiunile se execută una după alta, lucru care se realizează prin transferul fiecăreia către UAL, împreună cu datele de care are nevoie. După executarea fiecărei instrucțiuni, dacă aceasta a generat rezultate intermediare, ele vor fi trimise înapoi în UM.

După executarea ultimei instrucțiuni din program, rezultatele sunt trimise fie spre una sau mai multe periferice de ieșire (de exemplu, spre monitor și spre imprimantă), fie sunt scrise în memoria externă (pe un disc, pentru o utilizare ulterioară), fie sunt trimise în ambele direcții.

Reprezentarea internă a datelor

1.2.1 Reprezentarea internă a valorilor numerice

Sistemul de numerație binar folosește ca simboluri numai cifrele 1 și 0. El este important deoarece, într-un calculator, toate informațiile sunt stocate în seturi de tranzistori, care pot fi în stare de blocare (3,5 V la ieșire, adică valoarea binară 1) sau în stare de saturație (0 V la ieșire, adică valoarea binară 0).

La introducerea datelor în sistem, acesta le convertește, automat, din zecimal în binar; invers, la extragerea rezultatelor, acestea sunt convertite, automat, din binar în zecimal.

Conversia numerelor din zecimal în binar

Se face împărțind numărul la 2, apoi, fiecare cât la 2, atât timp cât este posibil. Resturile parțiale obținute, citite de la coadă la cap, sunt cifrele numărului binar.

Conversia numerelor din binar în zecimal

Se face prin dezvoltarea numărului binar după puterile lui 2.

1.2.2. Reprezentarea internă a șirurilor de caractere (textelor)

Pentru reprezentarea șirurilor de caractere s-au utilizat, în decursul timpului, mai multe codificări, standardizate sau nu. Codul folosit actualmente, cvasiuniversal, este ASCII (American Standard Code for Information Interchange), prin care fiecărui caracter i se asociază un cod numeric (0…255 în zecimal), reprezentabil pe un octet. Tabela de asociere este:

De remarcat!

Literele au coduri consecutive, ceea ce e util, ulterior, la sortarea șirurilor de caractere.

Alte coduri folosite în decursul timpului au fost Hollerith, EBCDIC, RADIX-50, Baudot etc.

Noțiuni de algebră logică (booleană)

Bazele acestei algebre au fost puse în 1854 de matematicianul britanic George Boole, deci cu mult timp înainte de inventarea calculatoarelor.

Algebra logică este compusă din:

o mulțime A cu două elemente, 0 și 1 (notate și F și T în engleză, respectiv F și A în limba română);

3 operații fundamentale:

+ (notată și cu SAU sau cu OR);

. (notată și cu ȘI sau cu AND);

negarea (notată și cu NOT).

Operațiile sunt definite prin următoarele tabele de adevăr:

Din tabele de adevăr se pot observa următoarele reguli:

două sau mai multe propoziții legate prin SAU dau o frază adevărată dacă cel puțin una dintre propoziții e adevărată;

două sau mai multe propoziții legate prin ȘI dau o frază adevărată numai dacă toate propozițiile sunt adevărate.

operația NOT inversează valoarea de adevăr a propoziției căreia i se aplică.

Algebra logică este utilizată de calculator pentru luarea deciziilor atunci când există mai multe variante posibile.

Tipuri de calculatoare

Datorită numărului mare și diversității criteriilor ce ar trebui luate în considerare, este foarte greu să se facă o clasificare riguroasă, clară și completă a sistemelor de calcul.

Sintetizând, se poate considera că, în general, acestea se diferențiază după mărime, posibilități de prelucrare, preț și viteză de operare. Se consideră că există patru categorii de sisteme de calcul:

Microcalculatoare

Minicalculatoare

Calculatoare mainframe

Supercalculatoare

1.4.1 Microcalculatoare

Sunt calculatoare cunoscute sub denumirea de calculatoare personale (Personal Computer – PC):

au cunoscut cea mai rapidă dezvoltare și diversificare odată cu apariția chip-ului (cip);

construcția unui PC se bazează pe microprocesor (un cip ce conține porțiuni din Unitatea Centrală de Prelucrare – UCP);

sunt accesibile din punct de vedere al prețului;

dimensiuni reduse (unele pot fi portabile);

operarea pe ele se poate învăța ușor;

pot fi folosite în orice domeniu;

lucrează în rețea, putând realiza schimburi de date.

Luând în considerare particularitățile unui PC, din punct de vedere al mărimii (fizice sau ca și capacitate de memorare), viteză de lucru, costuri, utilizări specifice, se poate spune că există mai multe tipuri de PC-uri: Desktop, Tower, Laptop, PalmPC, PDA.

Desktop

Este calculatorul de tip clasic, la care monitorul este așezat, în general, pe carcasa unității centrale, ce se află pe birou.

Tower

Carcasa unității centrale este mai îngustă dar mai înaltă decât la tipul desktop, fiind așezată lângă monitor sau, adesea, sub sau lângă masă.

Laptop

sunt calculatoare ușor de transportat (3-5 kg), construite pentru a fi folosite în afara biroului;

au surse independente de alimentare (baterii sau, cel mai adesea, acumulatoare);

componente ușoare și mici (de exemplu, afișajul cu cristale lichide, tastatură și înlocuitor de mouse – touchpad);

sunt mai costisitoare decât un PC obișnuit.

Palm PC (Palmtop, Handhold sau Organizer)

se utilizează ca bloc notes, calculator de buzunar, calendar, agendă telefonică;

posibilitatea transferului de date prin PC;

recunoașterea scrisului de mână;

acces la Internet;

procesarea textului este destul de dificilă, din cauza dimensiunilor reduse.

PDA (Personal Digital Assistant)

asistent digital personal de dimensiuni foarte mici, putând fi purtat în mână;

combină facilități de calcul, telefon,/fax cu cele de rețea;

sunt pen-based – folosesc un stilou special în locul tastaturii și, ca urmare, pot recunoaște scrisul de mână (unele recunosc și vocea);

prețurile sunt mari și domeniul de aplicație este limitat.

1.4.2 Minicalculatoare

au fost create pentru executarea unor funcții specializate: aplicații multiutilizator, mașini cu control numeric, automatizări industriale, transmisii de date între sisteme dispersate geografic;

dimensiuni medii;

sunt compuse din module structurale cu funcții precise, ușor de instalat și utilizat;

conectarea la rețeaua electrică se face fără restricții;

puterea și capacitatea de stocare sunt mai mari decât la microcalculatoare;

UCP complexă;

sistemul I/O foarte dezvoltat, în sensul comunicării prin rețea de periferice în sistem multiutilizator.

1.4.3 Calculatoare mainframe

constituie o categorie aparte, situată între minicalculatoare și supercalculatoare;

viteze de lucru ridicate, cu volum foarte mare de date;

procesor foarte complex;

volum mare de stocare în UM;

sistem I/O complex, orientat pe gestionare de stații de lucru;

permit acces multiutilizator;

necesită instalații speciale și proceduri de menținere în funcțiune, neputând fi cuplate direct la rețeaua de alimentare;

funcționează, de regulă, fără întrerupere, ceea ce presupune accesul controlat la date și un sistem de protecție adecvat;

se utilizează în spitale, bănci etc.

1.4.4 Supercalculatoarele

sunt cele mai puternice, complexe și scumpe sisteme de calcul;

viteza poate depăși 1 miliard de instrucțiuni/s;

procesorul este format dintr-un număr mare de microprocesoare (de ordinul miilor);

sunt proiectate pentru calcul paralel;

costuri și performanțe foarte ridicate;

sunt utilizate în domenii care necesită prelucrarea complexă a datelor (reactoare nucleare, proiectarea aeronavelor, seismologie, meteo etc.).

Performanțele unui calculator

Structura unui calculator presupune existența componentelor hard și soft, deci performanțele în funcționarea sa sunt date de cele obținute de fiecare dintre acestea.

Câțiva factori de ordin tehnic care pot influența performanțele computerului sunt:

Viteza procesorului;

Dimensiunea unității de memorie (UM);

Dimensiunea hard-discului;

Dimensiunea memoriei cache;

Viteza de transmitere a datelor pe magistrala de date.

Din punct de vedere soft, performanțele sunt date de numărul și complexitatea aplicațiilor în lucru.

Componenta Hardware. Identificarea numelor, scopurilor și caracteristicilor carcaselor și ale surselor de alimentare

Un sistem informatic este alcătuit din componente hardware și software. Componentele hardware reprezintă echipamentele fizice precum: carcasa, discurile de stocare, tastaturile, monitoarele, cablurile, boxele și imprimantele. Termenul de software include sistemul de operare și programele. Sistemul de operare da instrucțiuni de operare unui calculator. Aceste operații pot include identificarea, accesarea și procesarea informației. Programele sau aplicațiile îndeplinesc funcții diferite. Programele sunt extrem de diverse în funcție de tipul informației accesate sau generate. De exemplu, instrucțiunile pentru verificarea contului bancar sunt diferite de instrucțiunile pentru a simula o realitate virtuală pe Internet.

Carcasa calculatorului protejează și susține componentele interne ale calculatorului. Toate calculatoarele au nevoie de o sursă de tensiune pentru a transforma curentul alternativ (AC) de la priza în curent continuu (DC). Dimensiunea și forma unei carcase depind de placa de bază și alte componente interne.

Puteți alege o carcasă de dimensiuni mai mari în care să încapă componente suplimentare de care ați putea avea nevoie în viitor. Puteți de asemenea alege o carcasă de dimensiuni mai mici care ocupa un spațiu redus. În general, carcasa trebuie sa fie rezistentă, ușor de întreținut și sa aibă spațiu suficient pentru o extindere ulterioară.

Sursa trebuie sa asigure suficientă energie electrică pentru componentele instalate și pentru a permite adăugarea ulterioara de noi componente. Daca alegeți o sursă care asigură doar alimentarea componentelor instalate este posibil să fie necesară înlocuirea acesteia atunci când veți adăuga alte componente.

1.6.1 Descrierea carcaselor

Carcasa unui calculator oferă cadrul pentru componentele interne în timp ce permite închiderea necesară pentru un plus de protecție. Carcasele de calculator sunt de obicei făcute din plastic, oțel și aluminiu și sunt disponibile într-o gamă variata de stiluri.

Dimensiunea și aranjarea carcasei poarta denumirea de factor de forma. Sunt mai multe tipuri de carcase, dar factorul de forma pentru carcase este de obicei desktop sau turn. Carcasele desktop pot fi subțiri sau de dimensiune normală și cele turn pot fi mini sau de dimensiune normală.

Carcasele au denumiri diferite:

Șasiu

Cabinet

Turn

Cutie

Housing

Pe lângă protecție și susținere, carcasele asigura un mediu proiectat pentru a pastra componentele la o temperatura adecvata. Ventilatoarele de carcasa sunt folosite pentru a mișca aerul în interiorul carcasei. Aerul care trece pe lângă componentele calde, absoarbe căldura și apoi iese din carcasa. Prin acest proces este împiedicata supraîncălzirea componentelor calculatorului.

Sunt mai mulți factori care trebuie luați în considerare când alegeți o carcasă:

Dimensiunea plăcii de bază ;

Numărul de locuri pentru unități de stocare interne sau externe;

Spațiul disponibil;

Tipul modelului;

Mărimea;

Sursa de curent;

Aspectul;

Starea de afișare;

Numărul de ieșiri;

Pe lângă protecție față de factorii de mediu, carcasele previn deteriorarea componentelor din cauza electricității statice. Componentele interne ale calculatorului sunt împământate prin atașarea acestora la carcasă.

1.6.2 Descrierea surselor de alimentare

Sursa de alimentare, transformă curentul alternativ (AC), care provine dintr-o priză, în curent continuu (DC), care are un voltaj mai scăzut. Curentul continuu este folosit pentru alimentarea tuturor componentelor unui calculator.

1.6.3 Conectori

Majoritatea conectorilor din zilele noastre sunt conectori codați. Conectorii codați sunt proiectați pentru a fi inserați într-o singură direcție. Fiecare parte a conectorului are un fir colorat cu un curent de voltaj diferit care îl parcurge. Conectorii diferiți sunt folosiți pentru conectarea anumitor componente și diverse zone de pe placa de bază:

Un conector Molex este un conector codat utilizat la conectarea unei unități optice sau un hard disk.

Un conector Berg este un conector folosit la conectarea unei unitati de discheta. Conectorul Berg este mai mic decât conectorul Molex.

Placa de baza este conectata prin conectori de 20 sau 24 de pini. Conectorul cu 24 de pini are două rânduri a cate 12 pini fiecare și cel de 20 de pini are doua rânduri de câte 10 pini fiecare.

Un conector de alimentare auxiliar de 4 sau 8 pini are cate doua rânduri de cate doi sau patru pini și alimentează toate zonele de pe placa de baza. Acești conectori de patru sau opt pini au aceeași formă cu conectorul principal de alimentare dar sunt de dimensiuni mai mici.

Standardele mai vechi de surse de alimentare foloseau doi conectori numiți P8 și P9 pentru conectarea la placa de bază. P8 și P9 sunt conectori necodați. Din aceasta cauză puteau fi legați invers, putând astfel să deterioreze placa de bază sau sursa de alimentare. Instalarea presupunea alinierea conectorului astfel încât firele negre să fie împreuna la mijloc.

Calculatoarele folosesc de obicei surse de alimentare din intervalul 200 W – 500 W. Totuși, unele calculatoare au nevoie de putere cuprinsa între 500 W și 800 W. La asamblarea unui calculator, trebuie aleasă o sursa de alimentare cu o putere suficienta pentru a alimenta toate componentele.

1.7 Identificarea numelor, scopurilor și caracteristicilor componentelor interne .

1.7.1 Placa de baza

Este circuitul integrat principal și conține magistralele, sau căile circuitelor electrice, ce se găsesc într-un calculator. Magistralele permit datelor sa circule între diferitele componente care alcătuiesc un calculator. Figura 1 prezintă o varietate de placi de bază. O placa de bază este cunoscută și sub numele de placă de sistem, backplane, sau placă principală.

Fig. 1.1 – Plăci de baza

Placa de bază cuprinde unitatea centrala de procesare (UCP), memoria RAM, sloturi de extensie, ansamblul format din radiator și ventilator, chip-ul BIOS și circuitele încorporate care interconectează placa de bază cu celelalte componente. Socket-urile, conectorii interni și externi și diferitele porturi sunt de asemenea așezate pe placa de bază.

Factorul de formă al plăcii de bază depinde de dimensiunea și forma plăcii. De asemenea descrie așezarea fizică a diferitelor componente și echipamente pe placa de bază. Există diferiți factori de formă pentru plăcile de bază.

Un set important de componente de pe placa de baza il reprezintă chip set-ul. Chip set-ul este compus din diferite circuite integrate atașate la placa de bază cu rolul de a controla modul de interacțiune al sistemului hardware cu UCP și placa de baza. UCP este instalată într-un slot sau socket de pe placa de baza. Socket-ul de pe placa de baza determina tipul de UCP care poate fi instalat.

Chip set-ul plăcii de baza permite procesorului să comunice și să interacționeze cu celelalte componente din calculator și să schimbe date cu memoria sistemului sau RAM-ul, hard disk-uri, placi video și alte dispozitive de ieșire. Chip set-ul stabilește câtă memorie poate fi adăugată la placa de bază. Chip set-ul determina de asemenea tipul de conectori de pe placa de baza.

Majoritatea chip set-urilor sunt împărțite în două componente distincte: Northbridge și Southbridge. Scopul fiecărei componente variază în funcție de producător, dar în general Northbridge-ul controlează accesul către RAM și placa video și vitezele la care UCP-ul poate comunică cu acestea. Placa video este câteodată integrată în Northbridge. Southbridge-ul, în cele mai multe cazuri, permite procesorului să comunice cu hard disk-urile, placa de sunet, porturile USB și alte porturi de intrare/ieșire.

1.7.2 Procesorul

Unitatea centrala de prelucrare (UCP) este considerata creierul calculatorului. Este cunoscută și sub numele de procesor. Majoritatea calculelor se efectuează ăn procesor.

În termeni de putere de procesare, unitatea centrală de prelucrare este cea mai importantă componentă a unui calculator. UCP-urile sunt fabricate sub diverse forme, fiecare stil având nevoie de un anumit tip de slot sau socket pe placa de baza. Cei mai cunoscuți producători de microprocesoare sunt Intel și AMD.

Socketul sau slotul unui procesor este conectorul care joaca rol de interfata intre placa de baza și procesor. Majoritatea socketilor și procesoarelor folosite la ora actuală au la bază arhitectura pin grid array (PGA), în care pinii de pe partea de dedesubt a procesorului sunt inserați în socket, fără folosi forța (zero insertion force – ZIF). ZIF se refera la forța necesară pentru a insera un procesor intr-un socket sau slot de pe placa de baza. Procesoarele bazate pe sloturi sunt proiectate în forma de cartus și intra intr-un slot asemanator cu cele folosite de placile de extensie.

Unitatea de procesare executa un program, care reprezintă o secvența de instrucțiuni stocate în prealabil. Fiecare model de procesor are un set de instrucțiuni pe care le execută. Procesorul execută programul prin procesarea fiecărei secvențe de date dupa cum este ghidat de program și de setul de instrucțiuni. În timp ce unitatea centrala de procesare executa un pas din program, instrucțiunile rămase și datele sunt stocate în apropiere într-o memorie specială numita cache. Există două arhitecturi majore ale setului de instrucțiuni:

Reduced Instruction Set Computer (RISC) – Aceste arhitecturi folosesc un set relativ mic de instrucțiuni și chip-urile RISC sunt proiectate să execute aceste instrucțiuni foarte rapid.

Complex Instruction Set Computer (CISC) – Aceste arhitecturi folosesc un set larg de instrucțiuni, rezultând mai puțini pași executați pentru o operație.

Unele procesoare încorporează hyperthreading pentru o creștere de performanță. În cazul folosirii tehnicii hiperthreading, unitatea centrală de procesare poate executa simultan mai multe segmente de cod pe fiecare bandă de asamblare. Pentru un sistem de operare, un singur procesor care folosește hyperthreading apare ca două procesoare.

Puterea unui procesor este măsurată prin viteză și cantitatea de date pe care o poate procesa. Viteza unui procesor este evaluată în ciclii pe secundă. Viteza unui procesor actual este măsurată în milioane de ciclii pe secundă, numiți megahertzi (MHz) sau miliarde de ciclii pe secundă, numiți gigahertzi (GHz). Cantitatea de date pe care un procesor o poate procesa la un moment dat depinde de magistrala de date a procesorului. Aceasta este numită și magistrala procesorului sau front side bus (FSB). Cu cât magistrala este mai mare, cu atât este mai puternic procesorul. Procesoarele actuale au o magistrala de date de 32 sau 64 de biti.

Overclocking-ul este o tehnică folosită pentru a determina procesorul să funcționeze la o viteza mai mare decât specificațiile originale. Overclocking-ul nu este o metodă sigură de creștere a performanței unui calculator și poate avea ca efect defectarea procesorului.

MMX este un set de instrucțiuni multimedia încorporate în procesoarele Intel. Procesoarele care suporta MMX pot efectua multe operații multimedia obișnuite care sunt efectuate de obicei de plăci de sunet sau video separate. Totuși, doar aplicațiile software scrise special pentru a apela instrucțiuni MMX pot folosi avantajele acestui set de instrucțiuni.

Cele mai noi tehnologii de proiectare a procesoarelor a rezultat în găsirea de noi moduri de a încorpora mai multe unități centrale de prelucrare pe același cip. Mai multe procesoare sunt capabile să proceseze concurent mai multe instrucțiuni:

Procesoare Single Core – Un singur nucleu (core) aflat pe cip se ocupă de toate prelucrările. Un producător de plăci de bază poate asigura socketuri pentru mai mult de un singur procesor, dând astfel posibilitatea de a construi un calculator mulți-procesor puternic.

Procesoare Dual Core – Doua nuclee intr-un singur cip în care ambele nuclee procesează informația simultan.

1.7.3 Sistemele de răcire

Componentele electronice generează căldură. Căldura este generată la trecerea curentului prin componentele sistemului. Componentele unui calculator funcționează mai bine într-un mediu răcoros. În cazul în care căldura nu este evacuată, este posibil ca sistemul sa funcționeze mai lent. Dacă se acumulează prea multă căldură, componentele calculatorului pot fi deteriorate.

Creșterea circulației aerului în interiorul carcasei unui calculator permite o evacuare mai eficientă a căldurii. Un ventilator de carcasă, este instalat în carcasa calculatorului pentru a face procesul de răcire mai eficient.

În plus față de ventilatoarele de carcasă, radiatorul de pe procesor înlătură căldura de pe nucleul acestuia. Un ventilator aflat deasupra radiatorului, evacuează căldura de pe procesor.

Ca și procesorul, plăcile video produc o cantitate mare de căldură. Exista ventilatoare dedicate pentru răcirea unității de procesare grafica.

Calculatoarele care au unități centrale de procesare sau unități de procesare grafica foarte rapide pot folosi sisteme de răcire cu apă. O placă de metal este așezată deasupra procesorului și apa este pompată pe deasupra acesteia pentru a colecta căldura produsă de unitatea centrală de procesare. Apa este pompata către un radiator pentru a fi răcită cu ajutorul aerului și apoi este recirculata.

1.7.4 Memoria

1.7.4.1 Memoria internă

Este zona de stocare temporară a datelor și programelor într-un calculator, pe durata execuției.

Termenul este folosit pentru a desemna cipurile reale capabile să păstreze datele, cipuri care se montează în sloturile corespunzătoare de pe placa de bază.

Deoarece calculatorul recunoaște numai două stări, datele supuse prelucrării sunt transformate în șiruri de cifre binare 0 și 1. O cifră binară se mai numește bit (prescurtat, b) și reprezintă cea mai mică unitate de măsură a cantității de informație.

O succesiune de 8 biți se numește byte (prescurtat, B) sau octet, fiind cea mai mică unitate de date ce poate fi reprezentată și adresată de către memoria unui sistem de calcul.

Deoarece datele reprezentate în memorie ocupă o succesiune de Bytes, acestea sunt exprimate în multipli ai acestuia:

1 kiloByte 1 kB = 1024 B = 210 B

1 MegaByte 1 MB = 1024 kB = 210 kB

1 GigaByte 1GB = 1024 MB = 210 MB

1 TerraByte 1 TB= 1024 GB = 210 GB

1 PetaByte 1 PB= 1024 TB = 210 TB

1 ExaByte 1 EB= 1024 PB = 210 PB

Numărul maxim reprezentabil pe un byte este 111111112, adică 25510, deci o valoare total insuficientă. Din acest motiv, s-a trecut la reprezentarea datelor/informațiilor pe:

cuvinte de memorie: un cuvânt = 2 bytes (16 biți);

cuvinte duble: un cuvânt dublu = 4 bytes (32 biți);

cuvinte cvadruple: un cuvânt cvadruplu = 8 bytes (64 biți).

Principala caracteristică de performanță a unui cip de memorie internă este capacitatea ei, exprimată în puteri ai lui 2 MB (2, 4, 8, 32, 64, 128, 256, 512 MB).

Tipuri de memorii interne

Din punct de vedere al „volatilității“, memoria este de două tipuri:

Memoria ROM (Read Only Memory), caracterizată prin următoarele:

nu își pierde conținutul la oprirea calculatorului;

nu poate fi „scrisă“ de utilizator (este inscripționată de producător cu ajutorul unei aparaturi speciale);

este de capacitate redusă (până în 2 MB);

este folosită pentru stocarea informațiilor despre hardware;

conține mici programe esențiale care se încarcă în memoria internă la pornirea calculatorului;

Memoria RAM (Random Access Memory):

este o memorie volatilă (se pierde la oprirea calculatorului);

poate fi atât citită cât și modificată;

este folosită pentru stocarea programelor și datelor, fiind considerată principala memorie de lucru a calculatorului.

1.7.4.2 Memoria externă (suplimentară)

Este memoria care folosește dispozitive speciale pentru stocarea datelor (hard-disc, CD, dischetă, disc ZIP, pen-drive, DVD).

1.7.4.3 Memoria cache

Este un mecanism de stocare de mare viteză. Poate fi o secțiune rezervată în memoria principală sau un dispozitiv independent. Uneori este încorporată în arhitectura procesorului (de exemplu, la calculatoarele Pentium).

Plăcile de extensie

Plăcile de extensie cresc funcționalitatea unui calculator prin adăugarea de controlere pentru echipamente specifice sau prin schimbarea porturilor defecte. Figura 1 prezintă diverse tipuri de placi de extensie. Plăcile de extensie sunt folosite pentru a extinde și personaliza capacitățile unui calculator:

Placa de rețea (Network Interface Card – NIC) – Conectează calculatorul la o rețea folosind un cablu de rețea

Placa de rețea pentru conexiune fără fir – Conectează calculatorul la o rețea folosind frecvențe radio;

Placa de sunet – Oferă capacitați audio;

Placa video – Oferă capacități video;

Modem – Conectează calculatorul la Internet folosind o linie telefonică;

Adaptor SCSI – Conectează echipamente SCSI, cum ar fi hard disk-uri și unități de benzi magnetice la un calculator;

Adaptor RAID – Conectează mai multe hard disk-uri la un calculator pentru a oferi redundanta și o creștere a performantei ;

Port USB – Permite conectarea de echipamente periferice la calculator;

Port paralel – Permite conectarea de echipamente periferice la calculator;

Port serial – Permite conectarea de echipamente periferice la calculator;

Calculatoarele au porturi de extensie pe placa de bază ce permit instalarea de plăci de extensie. Tipul de conector folosit de placa de extensie trebuie să coincidă cu cel al portului de extensie. O placă de extensie poate fi folosită pentru calculatoarele cu un factor de forma LPX pentru a permite celorlalte plăci de extensie să fie instalate orizontal. O placa de extensie de acest tip se utilizează de obicei pentru calculatoarele desktop slim-line. În Figura 1.2 sunt prezentate diferite tipuri de porturi de extensie.

Fig. 1.2 –Plăci de extensie

1.8 IDENTIFICAREA NUMELOR, SCOPURILOR și CARACTERISTICILOR COMPONENTELOR EXTERNE

Dispozitive de intrare

Sunt dispozitive prin intermediul cărora utilizatorul introduce informații în calculator.

Tastatură

Reprezintă principalul periferic de introducere a datelor în calculator, fiind un periferic standard (este inclusă în cadrul minim de dotare a unui calculator). Cu ajutorul ei se pot introduce în calculator diferite informații: date, comenzi, texte.

Cuprinde 5 categorii de taste, grupate în blocuri:

Taste de introducere text (blocul alfanumeric);

Taste funcționale (F1…F12), cu diverse roluri, ținând cont de aplicația care se execută;

Taste numerice (Blocul numeric) – utile la introducerea valorilor numerice (ele grupează toate cifrele sub aceeași mână);

Taste de deplasare a cursorului;

Taste speciale (Ctrl, Alt, Tab, Shift, Esc, Print Screen, Pause etc.).

La tastaturile mai noi există taste de navigare pe Internet sau taste care au asociate diferite funcții.

Tastaturile clasice sunt conectate la computer printr-un cablu dar, mai nou, există și tastaturi fără cablu (wireless), ce transmit informațiile spre cutia calculatorului prin unde radio.

Mouse

Este un dispozitiv periferic, parte integrantă a interfeței grafice, care controlează mișcarea cursorului (pointer) pe un ecran de afișare. Este de dimensiune redusă, poate fi deplasat pe o suprafață rigidă și plată și conține cel puțin două butoane cu funcții diferite, în funcție de programul care se execută.

În particular, mouse-ul este important pentru interfața grafică spre utilizator, deoarece opțiunile și obiectele se pot indica folosind cursorul, apoi cu un clic pe obiect cu un buton al mouse-ului. Astfel de aplicații sunt deseori numite point-and-clic. Mouse-ul este util și pentru programele de grafică, unde poate fi folosit ca stilou, creion sau pensulă.

Din punct de vedere al principiului de funcționare, există trei tipuri de bază de mouse:

Mouse mecanic – are o bilă metalică învelită în cauciuc ce se poate roti în toate direcțiile, mutând corespunzător indicatorul pe ecran (sensul de mișcare e detectat de senzorii încorporați);

Mouse optic – pentru detectarea direcției mișcării se folosește un laser; deplasarea mouse-ului se face folosind o suprafață specială, dotată cu o grilă. Acest tip de mouse răspunde mai rapid și mai precis decât cele mecanice, dar sunt și mult mai scumpe.

Mouse optomecanic – este o combinație între mouse-ul optic și cel mecanic, dar nu necesită suprafețe speciale.

Un mouse „clasic“, indiferent de principiul de funcționare, e conectat la computer printr-un cablu dar, mai nou, există și variante fără cablu (wireless), ce transmit informațiile spre cutia calculatorului prin unde radio.

Trackball (bila rulantă)

Este un dispozitiv de intrare ce poate fi considerat un mouse așezat pe spate; mutarea cursorului pe ecran se poate face prin rotirea bilei cu ajutorul degetelor.

De obicei, există 3 butoane lângă bilă.

Ca și mouse-ul, trackball-ul permite indicarea și selectarea unor obiecte și este folosit într-o Interfață Grafică cu Utilizatorul (GUI). Avantajul principal față de mouse este acela că nu necesită o suprafață de lucru putând fi așezat și manipulat oriunde pe masa de lucru. Unele trackball-uri sunt conectate la computer printr-un cablu dar, mai nou, există și trackball-uri fără cablu (wireless), ce transmit informațiile spre cutia calculatorului prin unde radio.

Touchpad

Este o mică suprafață sensibilă la atingere și la deplasarea degetului pe ea, folosită ca dispozitiv de indicare și/sau selectare pe unele calculatoare portabile.

Din punct de vedere al modului de conectare la sistem, există:

Touchpad-uri interne – incluse în tastatură, de obicei la mijlocul părții ei inferioare;

Touchpad-uri externe – conectate la sistem ca periferic separat (ca și la tastaturi și mouse, există și variante wireless).

Scanner

Este un dispozitiv de intrare care poate parcurge text sau imagini tipărite pe hârtie, transformându-le într-o formă pe care calculatorul o poate interpreta, stoca (de obicei sub forma unui fișier) și folosi. Ulterior, aceste imagini pot fi afișate pe ecran, prelucrate și tipărite prin programe speciale.

Constă dintr-o platformă de sticlă iluminată din partea inferioară, pe care se așează hârtia cu imaginea/textul care trebui scanat, și un braț care se plimbă și culege informații despre poziția, culoarea, luminozitatea, saturația fiecărui punct din imagine.

Principalele caracteristici de performanță ale unui scanner sunt:

Rezoluția – măsurată în dpi (dots per inch), cu alte cuvinte, cu cât scanner-ul va putea culege informații despre mai multe puncte, cu atât informațiile stocate în fișier vor fi mai aproape de imaginea originală;

Adâncimea de culoare – numărul de culori distincte pe care scannerul le poate deosebi pe imaginea originală;

Mărime hârtie – dimensiunea maximă a hârtiei pe care scannerul o poate explora (maxim A0 – foarte scumpe, de obicei A4);

Viteza de scanare – măsurată în numărul de pagini pe minut (ppm) care pot fi scanate.

Joystick

Este un dispozitiv de intrare care conține, în principal, o manetă care poate fi mișcată în toate direcțiile, controlând deplasarea pointerului pe ecran. Este similar unui mouse, cu deosebirea că la un mouse mișcarea cursorului pe ecran încetează odată cu deplasarea acestuia pe masă, pe când la joystick cursorul continuă să se deplaseze în direcția în care e îndreptată maneta, încetând doar odată cu revenirea acesteia la poziția inițială (în centru).

Este un dispozitiv folosit mai ales pentru jocurile pe calculator care presupun o anumită viteză de reacție din partea utilizatorului (lupte, bătălii, curse de mașini etc.).

Microfon

Este un periferic de intrare folosit pentru a înregistra diverse sunete pe calculator sau pentru a comunica, pe cale sonoră, cu alte calculatoare legate într-o rețea.

De obicei este folosit în telefonia prin Internet, dar și la introducerea verbală a comenzilor (deși, în acest ultim caz, calculatorul trebuie dotat cu soft-uri care pot recunoaște comenzi verbale).

Camera foto și/sau video

Este o variantă mai evoluată de cameră video sau aparat de fotografiat, la care stocarea informațiilor nu se mai face pe film foto sau pe casetă video, ci în format digital, pe un mini hard-disc încorporat. Ulterior, secvențele video sau imaginile pot fi stocate pe calculator sub formă de fișiere.

Light-pen (creion cu lumină)

Este un dispozitiv de intrare asemănător cu mouse-ul, și care folosește un detector sensibil la lumina emisă de un ecran, prin punctare directă.

Unele light-pen-uri sunt legate direct la calculator prin cablu, altele sunt wireless. De asemenea, performanțele unui light-pen se disting prin numărul de culori pe care le poate distinge, rezoluție, numărul de culori pe care le poate desena etc.

Dispozitive de ieșire

Extragerea datelor din computer se face prin utilizarea unor dispozitive de ieșire specializate, care pot prezenta rezultatele într-o formă inteligibilă, prin vizualizare directă, pe hârtie sau acustic, după dorința utilizatorului.

Subsistemul video

Pentru afișarea directă a informațiilor, un calculator folosește subsistemul video, compus din:

Monitorul propriu-zis;

Placa/adaptorul video/grafic.

Monitorul

Monitorul (VDU – Video Display Unit) este perifericul standard de ieșire, având rolul de a afișa texte sau imagini. Din punct de vedere al principiului de funcționare, există două tipuri de monitoare:

cu tub catodic (CRT – Cathod Ray Tube) – imaginea se formează în mod asemănător cu cea de pe un televizor obișnuit.

cu cristale lichide (LCD –Liquid Crystal Display) – ecranele utilizează două straturi de material polarizat, cu o soluție de cristale lichide între ele care, la trecerea unui curent electric, se așează astfel încât să oprească/să permită trecerea luminii spre utilizator. Se utilizează, de obicei, la calculatoare portabile (laptop-uri) dar, mai nou, se pot folosi și la sistemele de birou (se mai numesc și monitoare TFT).

Calitatea unui monitor este determinată de:

Diagonală – măsurată în inch; există monitoare cu diagonala de 15 (mai vechi), 17 (actuale), 19, apoi până la 42";

Rezoluție – măsurată în pixeli (numărul de puncte ce pot fi afișate la un moment dat pe orizontală și pe verticală) – are valori standardizate, pornind de la 800×600, ajungând până la 2048×1536 sau chiar mai mult

Frecvență – măsurată în Hz – arată de câte ori pe secundă se generează, pe ecran, o nouă imagine;

Aspectul ergonomic – se referă la cantitatea de radiații emise de monitor, cunoscându-se faptul că lucrul mai îndelungat la calculator provoacă disconfort ocular.

Display screen

Este un ecran de afișare al unui monitor propriu-zis; de cele mai multe ori funcționează cu tub catodic.

Placa/adaptorul video/grafic

Monitorul este cuplat la calculator prin intermediul unui dispozitiv, cu aspect de circuit integrat, numit placă/adaptor video/grafic. În decursul anilor au apărut diverse tipuri de adaptoare video: MDA, Hercules, CGA, VGA, SVGA (actualul standard). Ele se deosebesc extrem de mult prin performanțele de care sunt capabile și prin cerințele impuse monitoarelor conectate la ele.

Actualmente, adaptoarele video se conformează lui SVGA, care a devenit mai mult un standard decât o variantă constructivă.

În ultima vreme, adaptoarele video sunt montate direct sub formă de circuite integrate pe placa de bază.

Imprimante

Sunt dispozitive de ieșire care afișează pe hârtie texte sau ilustrații.

Imprimantele sunt caracterizate prin următorii parametri de funcționare:

Calitatea imprimării, exprimată prin numărul de puncte per inch (dpi – dots per inch)

Viteza – exprimată prin numărul de caractere tipărite pe secundă sau pe minut (cps/cpm) sau numărul de pagini tipărite pe minut (ppm);

Modul de alimentare cu hârtie (automat, manual etc.)

Zgomotul – exprimat în decibeli (dB);

În funcție de tehnica de tipărire utilizată, există patru mari tipuri de imprimante:

Imprimante matriciale (cu pini/ace);

Imprimante cu jet de cerneală;

Imprimante cu laser;

Imprimante termice.

Imprimante matriciale

Caracterele se obțin prin puncte create prin lovirea unei panglici tușate de un anumit număr de ace (pini).

Cu cât numărul de ace este mai mare, cu atât calitatea imaginii obținute este mai bună. Există imprimante cu 9, 16, 24 și 36 de ace.

Avantaje:

Ieftine

Consumabilele sunt ieftine

Dezavantaje:

Calitate slabă a listării

Listarea se face pe hârtie specială, perforată pe margini

Listare zgomotoasă

Imprimante cu jet de cerneală

Caracterele sunt formate din puncte obținute prin stropi fini de cerneală, proiectați dintr-un cartuș prin duze speciale.

Avantaje:

Hârtia de scris e normală

Costul e rezonabil

Calitate bună

Sunt silențioase

Dezavantaje:

Listarea e relativ lentă

Consumabilele sunt scumpe (tușul)

Imprimante cu laser

Folosesc aceeași tehnologie ca și copiatoarele; pentru imprimare utilizează toner și hârtie normală.

Avantaje:

Calitate foarte bună

Listarea se face pe hârtie normală

Sunt silențioase

Sunt rapide

Dezavantaj:

Sunt scumpe

Imprimante termice

Folosesc o hârtie specială sensibilă la căldură pentru a realiza imprimarea. Principalul dezavantaj este că imprimarea își pierde calitatea în timp.

Plotterul

Este un periferic special pentru desenarea pe hârtie a unor planuri și desene tehnice, folosind una sau mai multe penițe.

Constă dintr-o platformă pe care se așează hârtia pe care se va face desenarea și un braț mobil, dotat cu una sau mai multe penițe, care se plimbă deasupra hârtiei și execută desenul.

Boxe (difuzoare)

Sunt folosite ca dispozitive de ieșire pentru sunet. Sunt legate la placa de sunet (eventual, se pot folosi căști în locul lor).

Proiector

Este un periferic de ieșire destinat proiectării pe un ecran de pânză/carton a unor imagini care, în mod normal, ar apărea pe monitorul calculatorului.

Se folosește, de obicei, în scopuri didactice.

Conectarea se face, uzual, la portul de ieșire al plăcii video.

Dispozitive de intrare/ieșire

Modemul Este un dispozitiv care permite calculatorului să transmită date prin liniile telefonice. Informațiile prelucrate de calculator sunt stocate digital, în timp ce informațiile ce pot fi transmise prin liniile telefonice sunt transmise analogic.

Motivul pentru care e nevoie de un modem este că pe liniile telefonice pot apărea inductanțe și capacități externe, parazite, care pot afecta informațiile. Prin urmare, este nevoie de un dispozitiv care să poată transmite informațiile la distanță pe o linie telefonică fără ca acestea să fie denaturate.

Pentru două calculatoare legate într-o rețea există câte un modem apropiat fiecăruia. În funcție de sensul de transfer al informațiilor (de exemplu, la emisie), modemul compune șirul de informații binare (0 și 1) cu o undă purtătoare, pe care o trimite pe linia telefonică spre calculatorul receptor; la calculatorul receptor, un alt modem elimină unda purtătoare, păstrând „trenul“ de impulsuri de 1 și 0.

Din punctul de vedere al modului de conectare la sistem, un modem poate fi:

Intern – o placă de circuit imprimat, legată în slotul corespunzător din placa de bază;

Extern – în acest caz, placa de circuit este inclusă într-o carcasă separată.

Principala caracteristică de performanță a unui modem este viteza teoretică de transfer, măsurată în kb/s (uzual, 56 kb/s), dar această valoare depinde, din punct de vedere practic, de traficul din rețea.

Touch screen

Este un tip de ecran de afișare, acoperit de o folie transparentă, sensibilă la atingere, punctarea elementelor făcându-se cu degetele. Acest aspect poate fi considerat ca un avantaj (interfață naturală), dar și un dezavantaj, punctarea cu acuratețe fiind imposibilă.

Memoria flash/stick (pen drive)

Este o memorie nevolatilă, externă, care nu are nevoie de sursă de alimentare pentru păstrarea informațiilor. Are aspectul unui mic „stilou“ (de unde și numele), care se conectează la portul USB al sistemului de calcul. Capacitățile standard sunt 1, 2, 4, 8 GB.

Dispozitive de stocare

Hard-Discul (discul fix)

Este un disc magnetic pe care se pot stoca date și programe într-un calculator. Marea majoritate a programelor și datelor de pe un calculator sunt memorate pe hard-discuri.

La nivel fizic, sunt organizate ca zone circulare concentrice numite piste, fiecare împărțită, la rândul ei, în câte 12 arce numite sectoare. Memorarea se face prin magnetizarea suprafețelor elementare din aceste sectoare într-un sens sau altul, corespunzător lui 0 și 1 binar.

Hard-diskurile au capacități mari, în general peste 40 GB (actualmente, capacitățile uzuale sunt de 60, 80, 120, 160 GB, dar pot ajunge până la 500 GB).

În hard-disk au loc două mișcări:

mișcarea de translație a capetelor de citire-scriere;

mișcarea de rotație a discului în jurul axului (3600-15000 rpm, uzual 5400 și 7200 rpm).

Caracteristicile tehnice care determină viteza unui hard-disc sunt:

timpul de acces la date – timpul necesar pentru accesul la un sector (85…65 ms); cu cât viteza de rotație este mai mare, cu atât accesarea datelor se realizează mai rapid;

viteza de transmisie a datelor – cantitatea de informații citite într-o secundă.

În general, hard-diskurile sunt interne, în sensul că sunt nedetașabile, dar există și hard-discuri externe. Un hard-disc extern este situat într-un sertar al calculatorului, având conectori pentru legare la magistrala de date a calculatorului. Un calculator poate avea mai multe hard-discuri. Acestea vor fi desemnate prin literele C: D: etc.

.

CD-ROM (Compact-Disc Read Only Memory)

Compact discul este un tip de disc optic pe care stocarea și accesarea datelor se realizează prin mijloace optice (un laser de mică putere ce „sapă“ în suprafața activă a discului).

CD-urile permit stocarea unor cantități mari de informații, capacitatea sa standard fiind de 700 MB.

Unitățile de CD pot fi de două tipuri:

CD-ROM – care permit doar citirea CD-urilor deja inscripționate;

CD-RW – care permit atât citirea CD-urilor cât și memorarea informațiilor pe ele.

Din punct de vedere al posibilității de refolosire, există două categorii de CD-uri:

CD-R – imprimabile o singură dată;

CD-RW – imprimabile de mai multe ori.

Principalele caracteristici de performanță ale unităților de CD sunt:

timpul de acces – are aceeași semnificație ca la hard-discuri, dar are valori mai mari decât la acestea (adesea, în intervalul 100…200 ms);

viteza de transmitere a datelor –se referă la cantitatea de informație ce se transferă într-o secundă și poate fi cuprinsă între 150kB/s (la primele tipuri de unități de CD) și 7800 kB/s (la unitățile moderne);

viteza de lucru –se stabilește în raport cu primul tip de unitate CD, care lucra cu un transfer de 150kB/s (1X), actualmente ajungându-se la 52X (7800 kB/s).

Din cauza capacității relativ mari, CD-urile sunt cele mai bune medii de stocare pentru aplicațiile multimedia. Termenul de multimedia desemnează o metodă de prezentare a informației pe un computer, folosindu-se simultan text, imagini, sunete, imagini video etc.

Sistemele de operare identifică, în general, unitatea de CD prin D:.

DVD

Un DVD este asemănător, din punct de vedere al principiul de imprimare, cu un CD, diferența constând în densitatea de stocare (și, implicit, capacitatea care, aici, ajunge la 4,7 GB sau chiar 8,5 GB – cele duale). Un DVD arată ca un CD obișnuit, dar zonele elementare purtătoare de informație binară (0 și 1) sunt mult mai mici și mai apropiate unele de altele. Pentru a putea citi informațiile de pe un DVD e nevoie de o unitate de DVD, asemănătoare, din punct de vedere fizic, cu una de CD.

Ca și la CD-uri, și aici există unități DVD-R și unități DVD-RW.

Disc ZIP

Discurile ZIP sunt discuri magnetice detașabile, de capacități 100…300MB, utilizate mai ales la stocarea de fișiere mari și la transportarea lor dintr-un loc în altul.

Specificații tehnice:

timp mediu de căutare: 29 ms;

rata de transfer: 0,79…1,40MB/sec;

dimensiuni: 0,6 cm x 10,2 cm x 10,2 cm (încap într-un buzunar);

greutatea: 30g.

Disc Jaz

Discurile Jaz sunt discuri magnetice detașabile, de capacități de până la 2GB, utilizate mai ales la stocarea de fișiere mari, aplicații multimedia și la transportarea lor dintr-un loc în altul.

Discurile Jaz sunt mai rapide decât majoritatea hard-discurilor și prezintă avantajul portabilității.

Specificații tehnice:

rata medie de transfer: 5,53MB/sec;

timpul mediu de căutare: 12ms;

timpul de acces: 17ms;

Discheta (floppy-discul)

Discheta este un disc magnetic flexibil, portabil, cu timp de acces mare și capacitate mică (în general, 1,44MB).

Dimensiunea fizică e de 3,5" (cele mai vechi aveau diametrul de 5,25").

Ca și hard-discurile, și dischetele sunt organizate în piste și sectoare.

Pentru a putea lucra cu discheta, aceasta trebuie inițial formatată (deși, la dischetele de tip mai nou, acestea sunt deja formatate). Formatarea este necesară pentru ca discheta să fie compatibilă cu sistemul de operare folosit. Prin formatare, sistemul de operare șterge toate informațiile legate de gestiunea suportului, testează și eventual marchează zonele defecte, astfel încât acestea să nu mai poată fi folosite pe viitor.

Avantajele utilizării dischetelor:

toate calculatoarele au unitate de dischetă, astfel încât o dischetă poate fi citită/scrisă pe orice calculator;

costul de achiziție este foarte redus.

Dezavantaje:

se defectează foarte ușor;

au capacitate de stocare redusă.

Se caracterizează printr-o capacitate de memorare mică și o viteză de lucru redusă. Au însă avantajul că pot fi transportate cu mare ușurință la calculatorul dorit.

Programele de sistem și aplicațiile se livrează prin intermediul dischetelor. În prezent, se utilizează dischete având dimensiuni de 3.5" sau 5.25".

Sistemele de operare desemnează unitatea de dischetă prin A:.

COMPONENTA SOFTWARE.IDENTIFICAREA TIPURILOR și CARACTERISTICILOR COMPONENTEI SOFTWARE.

Tipuri de software

Un sistem de calcul nu poate să prelucreze date fără să fie programat. Un program constă dintr-o succesiune de instrucțiuni a căror execuție duce la soluționarea problemei date.

Există două mari categorii de programe:

programe de sistem – coordonează funcționarea sistemului și acordă asistență în funcționarea programelor de aplicații. Acestea alcătuiesc așa-zisul software de bază și constau în programe de nivel jos (low level) care interacționează cu calculatorul la nivelul său de bază.

Programele de sistem sunt proiectate astfel încât să faciliteze utilizarea eficientă a resurselor sistemului de calcul și să ofere instrumente pentru dezvoltarea și execuția programelor de aplicație. Aceste programe sunt elaborate pentru anumite tipuri de sisteme de calcul și nu se pot folosi pe alte tipuri. Ele sunt furnizate de către producătorii sistemelor de calcul sistemelor de calcul sau de către firme specializate.

programe de aplicații – sunt destinate rezolvării unor probleme specifice unei aplicații; totalitatea lor formează software de aplicații.

Aceste programe efectuează prelucrări ale datelor, în concordanță cu cerințele informaționale necesare, fiind realizate în principal de către firme specializate de software.

Sisteme de operare

Sistemul de operare (SO) este un ansamblu de proceduri și module de program de sistem prin care se gestionează resursele sistemului de calcul (procesoare, memorie, periferice, informații) și care asigură utilizarea eficientă a acestor resurse și care oferă utilizatorului o interfață cât mai comodă pentru utilizarea sistemului de calcul.

Așadar, sistemul de operare poate fi considerat ca reprezentând interfața dintre utilizator și componentele hardware.

Pentru a răspunde rolului de interfață hardware-utilizator, majoritatea sistemelor de operare sunt organizate pe două nivele:

fizic – mai apropiat de hardware, cu care interferează printr-un sistem de întreruperi;

logic – mai apropiat de utilizator, interferând printr-un sistem de comenzi, limbaje de programare, programe utilitare.

Corespunzător acestor două niveluri, sistemele de operare cuprind în general două categorii de programe:

de comandă și control (nivelul fizic) – pentru coordonarea și controlul tuturor funcțiilor (procese de intrare/ieșire, execuția întreruperilor etc.);

de servicii (prelucrări) (nivelul logic) – executate sub supravegherea celor din prima categorie, utilizate de programator pentru dezvoltarea programelor sale de aplicație.

1.9.3 Principalele funcții ale unui sistem de operare

Principalele funcții ale unui sistem de operare sunt:

Gestiunea prelucrărilor – oferă posibilități de pregătire și lansare a programelor de aplicație. Pentru aceasta, sistemul de operare trebuie să dispună, în mod obligatoriu, de: un editor de texte – pentru introducerea și modificarea unui program sursă (program scris într-un limbaj de programare); un translator pentru limbajul de programare folosit (asamblor, compilator, interpretor) pentru traducerea instrucțiunilor din programul sursă într-un limbaj recunoscut de sistemul de calcul (programul obiect); un editor de legături – pentru realizarea de legături între modulele obiect în vederea construirii structurii pe segmente necesare execuției programului (program direct executabil). Acesta se încarcă în memorie de către o componentă a sistemului de operare numită încărcător (loader) și, din acel moment, execuția poate începe.

Gestiunea resurselor – identificarea programelor ce se execută, a necesarului de memorie, a dispozitivelor periferice și a cerințelor privind protecția datelor.

Gestiunea fișierelor – realizează separarea fișierelor încărcate în memorie și grupează fișierele pe diferiți utilizatori.

Facilități puse la dispoziția utilizatorului referitor la compresia datelor, sortarea, interclasarea, catalogarea și întreținerea bibliotecilor prin programele utilizator disponibile.

Planificarea execuției lucrărilor după anumite criterii (timp de execuție, priorități etc.), astfel încât unitatea centrală să fie utilizată eficient.

Coordonarea execuției simultane a mai multor programe, prin urmărirea modului de executare a instrucțiunilor, depistarea și tratarea erorilor, lansarea în execuție a operațiilor de intrare/ieșire.

Asistarea execuție programelor de către utilizator, printr-o interfață prietenoasă, atât la nivel hardware, cât și la nivel software.

Planificarea execuției lucrărilor după anumite criterii (timp de execuție, priorități etc.), astfel încât unitatea centrală să fie utilizată eficient.

Coordonarea execuției simultane a mai multor programe – prin urmărirea modului de executare a instrucțiunilor, depistarea și tratarea erorilor, lansarea în execuție a operațiilor de intrare/ieșire.

Asistarea execuției programelor de către utilizator – printr-o interfață prietenoasă, atât la nivel hardware cât și la nivel software;

Facilități puse la dispoziția utilizatorului – compresia datelor, sortarea, catalogarea și întreținerea bibliotecilor prin programele utilizator disponibile.

Cele mai cunoscute sisteme de operare sunt: Windows, Linux, Unix, Novell, Mac Operating System.

1.9.4 Aplicații software

Aplicațiile informatice sunt reprezentate de acele programe ce sunt realizate pentru utilizatori cu scopul de a folosi calculatorul într-o problemă specifică și pentru a îndeplini o anumită sarcină (procesare de text, facturare, aplicații grafice).

Există diferite programe, fiecare având o funcție specifică, de exemplu:

Programe de comunicații: – cu ajutorul acestora se pot trimite mesaje și se poate comunica cu diferite persoane, indiferent de localizarea geografică a acestora; exemple: Yahoo Messenger, Outlook Express;

Programe de manipulare și gestiune a fișierelor: – pentru crearea, ștergerea sau redenumirea fișierelor; exemple: Windows Explorer, WinCmd, Apple OS 9;

Programe de navigare pe WEB – pentru accesarea diferitelor pagini de Internet; exemple: Netscape Navigator, Internet Explorer;

Programe de procesare de text – cu acestea se accesează informațiile sub formă de text, având posibilitatea de editare, salvare și imprimare a documentului; exemple: Word, Notepad;

Programe de calcul tabelar – pentru manipularea datelor numerice existente în tabelele de calcul; exemplu: Excel, Lotus 1-2-3, StarOffice Spreadsheet;

Programele de gestiune a bazelor de date – organizează colecții mari de date, pentru ca informația să fie disponibilă utilizatorului prin realizarea interogărilor și a extragerilor de date; exemple: Microsoft Access, FileMaker Pro, Microsoft Access, Appleworks, Visual FoxPro, CAVO, dBASE etc.;

Alte programe – folosite în domenii diverse, specializate; exemple: Adobe Illustrator, Quark Express, Windows Media Player, programe specifice de contabilitate etc.

Interfața grafică cu utilizatorul (GUI)

Interfața Grafică cu Utilizatorul (GUI – Graphical User Interface) e un program ce utilizează o interfață grafică utilizând, de obicei, un sistem de operare bazat pe ferestre. Acest program afișează în ferestrele de pe ecran meniuri, simboluri, suprafețe de lucru și ferestre de aplicații, dispozitive grafice folosite în interacțiunea cu un computer, pictograme, butoane, casete de dialog etc., iar utilizatorul controlează aceste ferestre cu ajutorul mouse-ului.

Avantajele folosirii GUI sunt:

Interacțiune mai ușoară și mai eficientă a utilizatorului cu calculatorul;

Simplificarea instrucțiunilor complexe, realizată cu ajutorul pictogramelor și meniurilor;

Inițiere intuitivă a comenzilor către computer;

Programele și fișierele sunt mai ușor de mânuit și organizat.

Componentele de bază ale interfeței grafice sunt:

indicator sau punctator (cursor) – în general arată ca o săgeată oblică sau ca o bară verticală;

dispozitiv de punctare – pentru selectarea obiectelor de pe ecran – mouse, trackball;

pictograme (icons) – mici desene care reprezintă comenzi, fișiere sau ferestre, ce pot fi activate cu ajutorul mouse-ului;

desktop – fereastra de bază (zona de pe ecran pe care se află pictogramele);

ferestre (windows) – zone ale ecranului în care se pot executa diverse activități;

meniuri (menus) – conțin comenzile care se pot selecta pentru a fi executate.

Etapele realizării aplicațiilor software

Etapele standard ale realizării unui program:

Semnalarea necesității programului – studiu de fezabilitate; reprezintă realizarea unui studiu pentru a vedea cerințele, condițiile pe care trebuie să le îndeplinească programul (etapa de analiză);

Proiectarea programului (design) – realizarea bazelor de date, stabilirea funcțiilor necesare prelucrărilor;

Realizarea programului (programming)– etapa de programare;

Testarea programului (testing) – implementarea programului în paralel cu cel deja existent sau testarea lui în cadrul unei secții sau a unui departament;

Implementarea programului – odată testat și eventual îmbunătățit, programul este gata pentru implementare, de data aceasta în totalitate, fără a mai necesita un alt program în paralel.

Verificarea – studierea modului în care programul răspunde cerințelor beneficiarului;

Întreținere – actualizarea programului în funcție de schimbarea condițiilor reale

CAPITOLUL 2

NOȚIUNI GENERALE REFERITOARE LA REȚELE DE CALCULATOARE

2.1 Introducere

Dezvoltarea extraordinară în ultimii ani a industriei calculatoarelor și a comunicațiilor a făcut ca în zilele noastre majoritatea calculatoarelor să fie conectate la o rețea. Practic nu mai putem să analizăm funcționarea unui calculator de sine-stătător ci se impune să avem o abordare din prisma rețelei de calculatoare la care acesta este conectat.

Definiția unanim acceptată de toate lumea (chiar dacă există mai multe definiții pentru termenul rețea de calculatoare) este aceea că o rețea de calculatoare (îi vom spune pe scurt, rețea) este o colecție de două sau mai multe calculatoare intreconectate între ele. Avantajul imediat al conectării la o rețea este evident: utilizatorii pot partaja fișiere și dispozitive periferice (imprimante, modemuri, unități de backup, unități CD-ROM, etc.). În cazul în care rețele din mai multe locații sunt interconectate prin serviciile oferite de furnizorii de servicii Internet (linii telefonice, cablu, antene), utilizatorii pot folosi aplicații extrem de răspândite astăzi, precum cele de e-mail, chat, video-chat, video-conferința cu alți utilizatori conectați la rețea și situați oriunde pe glob.

2.2 Topologii

Una dintre primele noțiuni prezentate atunci când se vorbește despre o rețea de calculatoare este noțiunea de topologie, care înseamnă, de fapt, structura rețelei. Topologia poate fi atât fizică, cât și logică. O topologie fizică reprezintă modalitatea de așezare în spațiu a componentelor rețelei, pe când topologia logică se referă la modalitatea de acces la mediu a dispozitivelor conectate la rețea.

2.2.1 Topologii fizice

Cele mai răspândite topologii fizice sunt următoarele:

Topologia de magistrală (bus)

Această topologie folosește un singur cablu de conexiune principal iar dispozitivele din rețea sunt conectate toate la această conexiune (magistrală) (figura 2.1).

Fig 2.1 Topologiile de magistrală și bus

Topologia de inel (ring)

În această topologie fiecare dispozitiv este conectat de următorul, de la primul până la ultimul, ca într-un lanț de interconectare (precum zalele unei brățări) (figura 2.1).

Topologia de stea (star)

În această topologie toate cablurile de conexiune ale dispozitivelor sunt legate la un dispozitiv central (denumit concentrator). De regulă, acest concentrator este un hub sau un switch. (figura 2.2).

Fig. 2.2 Topologiile de stea și stea extinsă

Topologia de stea extinsă (extended star)

Topologia de stea extinsă unește topologiile stea intermediare la un concentrator central (hub sau switch) (figura 2.2).

Topologia ierarhică (hierarchical)

Această topologie este asemănătoare cu cea de stea extinsă, în care rețelele locale sub formă de stea sunt conectate la un computer ce controlează traficul în rețea (figura 2.3).

Fig. 2.3 Topologia ierarhică și cea complet interconectată

Topologia complet interconectată (mesh)

În această variantă topologică fiecare dispozitiv din rețea este interconectat cu toate celelalte (figura 2.3). În cazul în care numărul de gazde din rețea este n, numărul conexiunilor necesare este n*(n-1)!

2.2.2 Topologii logice

În general există două tipuri de topologii logice (modalități de comunicație în rețea): topologia de tip broadcast și cea de tip tokenpassing.

2.2.2.1 Topologia broadcast

Cea mai cunoscută tehnologie broadcast este tehnologia Ethernet (apărută încă de la sfârșitul anilor 1970), larg utilizată în toate rețelele locale LAN (Local Area Network) din lume. Modalitatea de funcționare a rețelelor Ethernet se bazează pe CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access withCollision Detection), un protocol de comunicație în rețea. Ideea de bază este simplă: o stație din rețeaua Ethernet poate trimite pachete de date în rețea atunci când nu există alte pachete de date care circulă în rețea (rețeaua este "liberă"). În caz contrar, stația care dorește să transmită pachete de date în rețea așteaptă până când rețeaua devine "liberă", exact ca o persoană care dorește să intre într-o conversație și așteaptă politicoasă ca altă persoană să termine de vorbit. Dacă mai multe stații din rețea încep să transmită date în același timp, apare fenomenul de "coliziune". După apariția unei coliziuni, fiecare stație așteaptă un timp (de durată aleatoare) după care încearcă din nou să trimită pachetele de date. Dacă se întâmplă să se contorizeze 16 astfel de încercări nereușite de trimitere a pachetelor de date în rețea, aplicația care a generat operația de trimitere de date trebuie să reia cererea de transmitere de pachete de date în rețea.

Într-o rețea Ethernet, cu cât numărul utilizatorilor (stațiilor de lucru) crește, cu atât va crește și numărul coliziunilor, al erorilor și al cererilor de retransmisie, cu efect de multiplicare asemănător cu acela al "bulgărului de zăpadă". Fenomenul de apariție al coliziunilor este normal să se întâmple într-o rețea Ethernet, dar prea multe coliziuni vor duce la încetinirea funcționării rețelei. În cazul în care este utilizată mai mult de 50% din lățimea de bandă a rețelei, coliziunile încep să "gâtuiască", să încetinească rețeaua, producând fenomenul de congestie. Într-un astfel de moment, toate activitățile din rețea sunt încetinite: aplicațiile se deschid mai greu, transferul fișierelor durează mai mult, tipărirea la imprimanta de rețea se face mai greu și utilizatorii sunt obligați să aștepte. Dacă traficul de rețea depășește 60% din lățimea de bandă, deja rețeaua este supra-încărcată și există posibilitatea chiar ca rețeaua să "cadă". Standardul clasic Ethernet are asigură o lățime de bandă de 10 Mbps, în timp ce mai noile standarde Fast Ethernet (denumită și 100BaseT) și Gigabit Ethernet (sau 1000BaseT) funcționează în același mod cu Ethernet-ul clasic, dar la viteze de 100 Mbps, respectiv 1000 MBps.

2.2.2.2 Topologia token passing

Cea mai cunoscută tehnologie "token passing" este tehnologia Token Ring, construită ca alternativă la metoda Ethernet de detecție a coliziunilor. Ideea rețelei Token Ring este următoarea: în rețea circulă de la o stație la alta un token (jeton de acces) care "întreabă" stația respectivă dacă dorește sau nu să transmită pachete de date în rețea . Rețeaua Token Ring are o topologie fizică de tip inel (după cum ne spune, de altfel, și numele).

În momentul în care o stație din rețea dorește să transmită date, preia token-ul și îl convertește într-un cadru de date pe care îl transmite în rețea. Acest cadru de date circulă în rețea, fiecare stație retransmite aceste date în jurul inelului iar stația destinație copiază acest cadru de date în memorie. În momentul în care cadrul trimis se întoarce înapoi la stația care l-a trimis, stația respectivă eliberează un nou token de acces în rețea.

Rețelele Token Ring operează la viteze de 4 sau 16 Mbps, dar costurile scăzute și ușurința în exploatare a rețelelor Ethernet au făcut ca standardul Token Ring să fie din ce în ce mai puțin utilizat în noile implementări de rețea din zilele noastre.

2.3 Echipamente de rețea

Dispozitivele care sunt interconectate într-o rețea se numesc gazde de rețea sau, pe scurt, gazde (hosts). Există o serie întreagă de dispozitive ce pot exista într-o rețea, dar elementele de bază într-o rețea simplă sunt următoarele: cel puțin două calculatoare, o interfață de rețea (placă de rețea) instalată pe fiecare calculator în parte, un mediu de conexiune (tipic un cablu, dar există și conexiuni fără fir – wireless) și un sistem de operare de rețea (Unix, Linux, Windows 95, 98, 2000, XP, NT sau Novell Netware). De asemenea, majoritatea rețelelor posedă și un hub sau un switch pentru interconectarea gazdelor din rețea.

Placa de rețea

Fig. 2.5 Placă de rețea PCMCIA pentru laptop Fig. 2.4 Adaptor (placă) de rețea

Placa de rețea (figura 2.4), denumită și interfață de rețea sau adaptor de rețea sau NIC (Network Interface Card), reprezintă un element de bază într-o rețea de calculatoare, având în vedere că orice calculator conectat la rețea trebuie să posede un astfel de adaptor.

Placa de rețea este o placă cu circuite electronice sau o placă PCMCIA (pentru laptop – figura 2.5) și are rolul de a asigura conexiunea la rețea a unui echipament (calculator, imprimantă etc.). Fiecare placă de rețea are o adresă unică, numită și adresă fizică sau adresă MAC (Media Access Control).

Atunci când se alege o placă de rețea pentru un calculator sau pentru alt dispozitiv pe care vrem să îl conectăm la o rețea trebuie să luăm în considerare următoarele:

Tipul rețelei (Ethernet, Token Ring, etc.);

Tipul mediului de conexiune (cablu coaxial, fibră optică, cablu UTP sau legătură wireless);

Tipul magistralei de sistem (PCI, ISA, etc.).

Echipamente gazdă într-o rețea

Toate calculatoarele, indiferent de tipul lor, imprimantele sau serverele conectate la o rețea se numesc gazde (figura 2.6).

Fig. 2.6 Echipamente gazdă într-o rețea

Repetorul (repeater)

Un echipament foarte simplu întâlnit în rețele este repetorul (repeater-ul), dispozitiv care nu face altceva decât să amplifice și să regenereze semnale la nivel de biți de-a lungul rețelei. Aceste echipamente se întâlnesc atunci când se dorește extinderea dimensiunii maxime pentru tipul de cablu respectiv și prezintă din punct de vedere constructiv un port de intrare și un port de ieșire.

Hub-ul

Hub-ul acționează tot la nivel de bit și de regenerare a semnalelor, fiind denumit, de fapt, repetor multiport, deoarece prezintă un port de intrare, dar mai multe porturi de ieșire. Introducerea unui hub în rețea crează un punct de conexiune centrală (la care sunt legate toate gazdele) și mărește fiabilitatea. Hub-urile pot fi de mai multe tipuri, unele fiind hub-uri active, ce folosesc energie electrică pentru a regenera semnalele, în timp alte hub- uri sunt hub-uri pasive care doar împart semnalele la mai mulți utilizatori. Hub-urile pasive nu regenerează biții, nu extind lungimea cablării și nu permit ca două sau mai multe gazde să fie conectate pe același segment de cablu. Există, de asemenea, și hub-uri inteligente, care pot fi programate pentru a se administra traficul în rețea.

Bridge-ul

Bridge-ul acționează la un nivel superior (nivelul 2 din modelul OSI), conectând două segmente de rețea. De asemenea, un bridge filtrează traficul în rețea pe baza adreselor MAC, regula generală fiind următoarea: traficul local (ce provine din același segment de rețea) este menținut local iar traficul din afara segmentului de rețea este direcționat în afara segmentului de rețea. Un bridge creează și administrează niște tabele de adrese MAC pe baza cărora poate face filtrarea traficului după regula de mai sus.

Switch-ul

Switch-ul este tot un echipament de rețea ce acționează la nivelul 2 din modelul OSI, fiind denumit și bridge multiport. Deciziile de direcționare a traficului din rețea se fac tot pe baza adreselor MAC, comutarea semnalelor transmise făcându-se către portul unde este conectat calculatorul destinație (cel căruia i se adresează pachetul de date). Switch-urile arată oarecum asemănător cu un hub dar administrează transmisiunile de pachete de date mult mai eficient, combinând capacitatea de conectivitate a hub-ului cu reglarea traficului din rețea (pe care o face un bridge) la nivelul fiecărui port de conexiune.

Router-ul

Router-ul este un echipament de rețea mai complex (și mai scump, de asemenea) ce acționează la nivelul 3 din modelul OSI. Acest dispozitiv poate lua decizii de direcționare a pachetelor de date din rețea pe bază de clase de adrese logice (adrese IP), putând conecta diferite tehnologii de nivel 2 OSI, cum ar fi Ethernet, FDDI, Token Ring etc. Routerele reprezintă elementele centrale ale Internetului, ele examinează pachetele de date de intrare și le direcționează către interfețele respective de ieșire. Un router este asemănător cu un calculator, având procesor, memorie, interfețe de intrare/ieșire, având deci putere de procesare și de luare a unei decizii de direcționare a unui pachet de date către o anumită interfață pe baza unor așa numite protocoale de rutare.

Simbolurile grafice utilizate pentru realizarea diagramelor de rețea sunt prezentate în figura 2.7.

Fig. 2.7 Simbolurile grafice

2.4 Modele utilizate în dezvoltarea și studiul rețelelor de calculatoare

Primele rețele de calculatoare din lume erau formate, de regulă, din calculatoare ce proveneau de la același producător, neexistând posibilitatea de a face să coopereze computere și echipamente de rețea produse de firme diferite. Pe măsură ce numărul de calculatoare a crescut și complexitatea rețelelor s-a mărit, a apărut necesitatea de a putea fi integrate împreună soluții provenite de la mai mulți fabricanți de computere și tehnologii de rețea. La sfârșitul anilor 1970, Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO – International Organization for Standardization) a început dezvoltarea primului model arhitectural – denumit OSI (Open Systems Interconnection) pe baza căruia să se rezolve această necesitate.

Acest model s-a impus ca un standard bine cunoscut în lumea rețelelor de calculatoare, iar pentru că organizația ISO a conceput acest model, numele complet al său este modelul ISO-OSI. Acest model dorește să fie un ajutor pentru ca producătorii de calculatoare și de echipamente de rețea să aibă produse interoperabile cu cele similare ale altor producători. Modelul ISO-OSI este modelul arhitectural de bază al rețelelor de calculatoare, descriind modul în care aplicațiile de pe un computer comunică prin intermediul mediilor de rețea cu aplicațiilor de pe un alt computer aflat în rețea.

Alte două modele arhitecturale de rețea sunt modelul TCP/IP și modelul ierarhic Cisco. Toate aceste modele au o caracteristică principală comună, în sensul că abordarea problematicii rețelistice se face pe nivele.

2.4.1 Necesitatea unui model ierarhic

Pentru a înțelege mai bine de ce a apărut necesitatea existenței unui model după care să fie proiectate, dezvoltate, analizate și depanate rețelele de calculatoare trebuie să definim noțiunea de flux informațional. Considerând exemplul a două calculatoare aflate într-o rețea (figura 5.8), comunicarea dintre acestea se face pe baza unui schimb de date; această deplasare a datelor de la calculatorul sursă la cel destinație poartă numele de flux de date sau, pe scurt, flux.

Fig. 2.8 Fluxul de date între sursă și destinație

Putem face analogii ale scurgerii fluxului de date cu numeroase exemple din viața de zi cu zi: traficul mașinilor pe stradă, scurgerea apei într-o conductă sau drumul parcurs de o scrisoare de la expeditor la destinatar. În toate aceste exemple este vorba de o mișcare a unor obiecte (fie că este vorba de mașini, apă sau scrisori) dintr-un loc în altul, iar această mișcare reprezintă un flux. În legătură cu fluxul de date dintr-o rețea de calculatoare, apar o serie de întrebări care trebuie lămurite: Care este fluxul? Care sunt diferitele forme de flux? Ce reguli guvernează acest flux? Unde apare acest flux?

2.4.2 Modelul ISO-OSI

Lansat oficial în 1984, modelul ISO-OSI reprezintă modelul arhitectural principal pe baza căruia rețelele de calculatoare sunt proiectate, analizate, dezvoltate, implementate sau depanate. Acest model este conceput să trateze rețelele de calculatoare pe mai multe nivele, făcând astfel ca problemele comunicației (fluxurile din rețea) să fie divizate în probleme mai simple și mai ușor de analizat, corespunzătoare unui nivel din rețea. Cu ajutorul modelului OSI se îmbunătățește transferul datelor dintre nodurile unei rețele, având în vedere că una dintre caracteristicile sale principale este aceea de a asista modalitatea de transfer a datelor între două sisteme terminale din rețea.

Fig. 2.9 Nivelele modelului OSI

Modelul OSI este practic un set de principii de bază pe care dezvoltatorii de aplicații de rețea îl pot folosi pentru a crea și implementa aceste aplicații. De asemenea, modelul oferă cadrul specific pentru crearea și implementarea standardelor de rețea, a echipamentelor și a schemelor de interconectare în rețea. Modelul OSI descrie modalitatea în care datele și informațiile din rețea sunt transmise de la o aplicație de pe un computer către o altă aplicație de pe alt computer; acest lucru se face folosind o abordare pe 7 nivele. Cele 7 nivele ale modelului OSI sunt împărțite în două grupuri. Primul grup, format din cele trei nivele superioare definește modul de comunicare între aplicațiile de pe stațiile terminale din rețea și modul de comunicare cu utilizatorii. Cel de-al doilea grup, format din cele 4 nivele inferioare definește modul de transmitere a datelor de la o sursă la o destinație. În figura 2.9 sunt prezentate cele 7 nivele ale modelului OSI împreună cu câteva caracteristici principale ale fiecărui nivel.

Modalitatea de funcționare a nivelelor din modelul OSI este următoarea: fiecare nivel oferă servicii nivelului imediat superior (nivelul fizic oferă servicii nivelului legătură de date, nivelul legătură de date oferă servicii nivelului rețea ș.a.m.d.), excepție făcând nivelul aplicație care nu are un alt nivel superior. Comunicarea între două sisteme terminale din rețea se face, de asemenea, pe baza unor protocoale corespunzătoare nivelelor din modelul OSI la care acestea activează. Astfel, nivelul aplicație al uni sistem terminal comunică cu nivelul aplicație al celuilalt sistem, nivelul rețea cu nivelul rețea etc.

2.4.2.1 Nivelul aplicație

Nivelul aplicație din modelul OSI este folosit de către utilizatori pentru asigurarea interfeței cu calculatorul. Acest nivel se ocupă cu identificarea și stabilirea partenerului de comunicație și determină dacă există suficiente resurse pentru stabilirea comunicației dorite. În timp ce unele aplicații necesită numai resurse locale, alte aplicații pot necesita componente ce provin de la mai multe aplicații de rețea – exemple pot fi: transferuri de fișiere, localizarea de informații, poșta electronică (e-mail), acces la distanță, management de rețea etc.

Dacă în trecut comunicația dintre aplicații se facea de regulă la nivelul unei organizații sau firme, există o tendință generală în ultimii ani de a mări spectrul acestor comunicații la nivel interorganizațional, dezvoltându-se aplicații interrețea precum:

WWW (World Wide Web) – sau prescurtat Web, asigură conexiunea dintre servere din întreaga lume folosind diverse formate. Programele de navigare Web (denumite browsere) precum Netscape Navigator, Internet Explorer, Opera și altele ne ajută să accesăm și să vizualizăm site-urile Web.

EDI (Electronic Data Interchange) – reprezintă o colecție de standarde și procese ce facilitează fluxul de operații ce includ contabilizarea, transportul/recepția, inventarierea datelor interschimbate între diferite companii.

Utilitare pentru navigare Internet – acestea includ aplicații precum Gopher, WAIS sau motoare de căutare ca Yahoo!, Lycos, Alta Vista, Google, Excite care ajută utilizatorii să localizeze informațiile dorite.

Servicii pentru tranzacții financiare – acestea colectează și oferă informații referitoare la investiții, piețe financiare, active financiare, rate de schimb valutar, etc. pentru clienții permaneți sau ocazionali.

Sisteme BBS (Bulletin Board System) – acestea sunt baze de date de produse software unde putem găsi o mulțime extrem de mare de programe din diverse domenii. Software-ul existent aici este, de regulă, gratis sau promoțional, adică programele nu funcționează cu toate facilitățile până când nu sunt cumpărate (de tip shareware).

2.4.2.2 Nivelul prezentare

După cum spune și numele său, acest nivel oferă o modalitate de prezentare a datelor nivelului superior, nivelului aplicație. Nivelul prezentare acționează ca un translator oferind funcții de codificare și conversie. Modalitatea de a asigura o transmisie cu succes a datelor este aceea de a codifica datele într-un format cunoscut înaintea începerii transmisiunii. Acest lucru se face deoarece computerele sunt astfel construite pentru a recepționa date formatate generic și a le converti într-un format nativ pentru citire (de exemplu folosind codul ASCII, EBCDIC sau Unicode). Prin oferirea de servicii de translatare, nivelul prezentare asigură faptul că datele transmise de nivelul aplicație al unui sistem terminal sunt înțelese de nivelul aplicație al altui sistem terminal.

Modelul OSI oferă o serie de protocoale standard pentru acest nivel, protocoale ce definesc modalități de formatare a datelor. Operații precum criptarea, decriptarea, compresia sau decompresia datelor sunt în strânsă legătură cu acest nivel. Majoritatea standardelor acestui nivel se referă la operații multimedia. Exemple de astfel de standarde sunt:

GIF (Graphic Interchange Format) – este un format pentru fișiere de tip grafic;

PICT (PICTure) – acest format grafic este folosit de programe Macintosh sau PowerPC pentru transferul de grafice QuickDraw;

TIFF (Tagged Image File Format) – este un format standard grafic pentru imagini de înaltă rezoluție;

JPEG (Joint Photographic Expert Group) – este un alt format grafic;

MIDI (Musical Instrument Digital Interface) este folosit pentru crearea de fișiere ce conțin muzică în format digital;

AVI (Audio Video Interleave) este un format pentru fișiere de sunet și video dezvoltat de Microsoft. El reprezintă formatul standard pentru PC-uri, făcând parte integrantă din distribuția "Video for Windows (VfW)" a sistemului de operare Windows;

MPEG (Moving Picture Experts Group) – este un standard pentru compresia și codificarea fișierelor ce conțin imagini în mișcare – oferă rate de transfer de până la 1,5 Mbps;

QuickTime – este un alt format popular pentru fișiere ce conțin date audio/video – dezvoltat inițial pe platforme Macintosh și PowerPC.

2.4.2.3 Nivelul sesiune

Acest nivel este responsabil cu inițierea, administrarea și încheierea sesiunilor de comunicație între entitățile nivelului prezentare. De asemenea, nivelul sesiune oferă un control al dialogului între nodurile terminale și coordonează comunicația între sisteme. Există trei moduri de comunicație între sistemele terminale: simplex, half-duplex și full-duplex•. Exemple de protocoale ale nivelului sesiune:

NFS (Network File System) – este un sistem de fișiere de rețea dezvoltat de Sun Microsystems și folosit împreună cu Unix și TCP/IP pentru a permite accesul transparent la resurse din rețea;

X Window – este o interfață grafică extrem de folosită de către terminalele inteligente pentru comunicarea cu computere Unix din rețea.

SQL (Structured Query Language) – dezvoltat de compania IBM pentru a oferi utilizatorilor o modalitate simplă și standardizată de a își specifica necesitățile pentru informații aflate pe stația de lucru locală sau în altă parte în rețea;

RPC (Remote Procedure Call) reprezintă un instrument client/server folosit în medii de rețea. Procedurile sunt create pe clienți și operează pe servere;

AppleTalk Session Protocol (ASP) este un alt mecanism client/server care stabilește și administrează sesiuni de comunicație între un client AppleTalk și un server.

2.4.2.4 Nivelul transport

Nivelul transport oferă servicii care segmentează și reasamblează datele provenite de la aplicații de nivel superior, unificându-le într-un flux de date. De asemenea, acest nivel din modelul OSI asigură servicii de transport între sursă și destinație, putând stabili o conexiune logică între sistemul transmițător și sistemul destinație dintr-o rețea. Exemple de protocoale folosite la acest nivel sunt TCP (Transmission Control Protocol) și UDP (User Datagram Protocol).

Modul simplex implică faptul că transmisia de date se face într-un singur sens între stația sursă și cea destinație. Modul half-duplex oferă posibilitatea transmisiei în ambele sensuri între două sisteme terminale, dar într-un singur sens la un moment dat, în timp ce modul full-duplex semnifică faptul că transmisia se poate efectua în ambele sensuri la același moment dat.

Nivelul transport este responsabil cu asigurarea mecanismelor pentru multiplexarea datelor provenite de la nivelele superioare, stabilirea sesiunilor de comunicație și stoparea circuitelor virtuale. Noțiunile fundamentale ce trebuie luate în considerare la acest nivel sunt: controlul fluxului, comunicații orientate pe conexiune, windowing sau transmisia de confirmări.

Una dintre sarcinile de bază ale nivelului transport o constituie asigurarea integrității datelor. Acest lucru este realizat prin controlul fluxului de date și prin asigurarea unui mecanism fiabil de transport de date între un sistem sursă și un sistem destinație. Controlul fluxului împiedică faptul ca un sistem transmițător să transmită mai multe date decât sistemul receptor poate primi, deoarece un astfel de eveniment poate duce la pierderi de date. Transportul fiabil al datelor între sursă și destinație implică o sesiune de comunicație orientată pe conexiune iar protocoalele implicate în acest fenomen vor asigura următoarele:

Transmițătorul va primi o confirmare din partea receptorului pentru segmentele de date transmise și recepționate;

Toate segmentele care nu primesc această confirmare vor fi retransmise;

Segmentele ajunse la destinatar vor fi aranjate în ordinea corespunzătoare transmisiei, indiferent de ordinea la care au ajuns la destinație;

Se va asigura un control al fluxului de date pentru a evita congestiile, supraîncărcarea sau pierderea de date.

Comunicații orientate pe conexiune

Modalitatea de lucru a unei comunicații orientate pe conexiune este următoarea: pentru a se asigura un transport fiabil de date de la sursă la destinație, sistemul care trimite date stabilește într-o primă etapă o sesiune orientată pe conexiune cu sistemul său pereche cu care comunică. În acest caz, programele aplicație de pe cele două sisteme terminale încep prin a trimite un semnal sistemelor de operare care anunță faptul că se va iniția o conexiune. Cele două sisteme de operare comunică între ele prin trimiterea de mesaje de-a lungul rețelei confirmând că se aprobă transferul de date și că acesta poate începe. Din momentul realizării sincronizării între sisteme, se poate spune că a fost creată o conexiune și transferul de date se poate iniția. Un astfel de procedeu se mai numește three-way-handshake, adică stabilirea conexiunii în trei etape (figura 2.10).

Fig 2.10 Comunicația de tip tree-way-handshake

Detaliat, conexiunea de tip three-way-handshake presupune următoarele etape: la început, stația transmițătoare inițiază (trimite un apel SYN) conexiunea prin trimiterea unui pachet de date ce are un număr de secvență n și care conține un bit în header care indică faptul că secvența reprezintă o cerere de conexiune. În faza a doua, stația receptoare primește pachetul, înregistrează secvența n și răspunde cu o confirmare (ACK nowledgement) n+1 și include secvența inițială proprie ce are numărul m. Confirmarea cu numărul n+1 semnifică faptul că stația receptoare a primit toți octeții de date până la n și așteaptă secvența următoare n+1.

Din momentul inițierii comunicației, cele două sisteme terminale comunică prin intermediul unui protocol anume pentru a asigura transferul corect al datelor pe toată durata transmisiunii.

O altă tehnică obișnuită de transmitere fiabilă a datelor este PAR (Positive Acknowledgement and Retransmission) în care stația sursă trimite un pachet de date, pornește un contor de timp și așteaptă o confirmare înainte de a trimite următorul pachet. Dacă timpul scurs până la primirea confirmării depășește valoarea specificată, stația sursă retransmite acel pachet de date și pornește din nou contorul de timp.

În timpul unui transfer de date poate apărea la un moment dat o congestie. Acest lucru se întâmplă atunci când un computer transmite date cu o mare viteză generând un trafic prea rapid pentru rețea sau atunci când mai multe computere transmit simultan date prin intermediul unei singure porți (gateway) către destinație. În acest din urmă caz, fie poarta de transmitere fie destinația pot deveni aglomerate iar cauza problemei nu provine de la un singur sistem terminal. Congestia în rețea este similară cu traficul de mașini de pe o autostradă: un număr prea mare de mașini ce utilizează autostrada conduce la un trafic aglomerat și la apariția de gâtuiri ale traficului (așa numitele ambuteiaje). În momentul în care o stație din rețea recepționează datagrame (structuri de date) prea rapid pentru a le putea procesa, acestea sunt stocate într-o zonă de memorie tampon numită buffer. Această modalitate de a copia datagramele în memoria tampon rezolvă problema doar dacă acest trafic supraaglomerat este de scurtă durată. Dacă supraîncărcarea persistă, memoria tampon va deveni insuficientă pentru stocarea tuturor datagramelor primite și datagramele ulterioare primite se vor pierde. Tocmai pentru a se evita astfel de pierderi de date a fost creată funcția de transport ce controlează fluiditatea traficului de date din rețea.

Un alt procedeu utilizat pentru transmiterea datelor de la o sursă la o destinație se numește windowing. Deoarece viteza efectivă de transfer a datelor ar fi prea înceată dacă stația care transmite ar aștepta o confirmare pentru fiecare segment de date trimis, după inițierea comunicației se pot transmite mai multe pachete de date înainte de a primi o confirmare din partea destinatarului. Numărul de segmente transmise până la primirea unei confirmări poartă numele de window (îi vom spune fereastră de date). Există mai multe tipuri de folosire a acestei tehnici: în timp ce unele protocoale cuantifică informația trimisă într-o fereastră de date ca multiplu de pachete, alte protocoale (între care și TCP/IP) folosesc multiplii de octeți pentru ferestrele de date. Figura 2.11 ilustrează acest procedeu folosind două dimensiuni window: 1 și 3. În cazul unui window de mărime 1, transmițătorul așteaptă o confirmare pentru fiecare segment de date transmis înainte de a trimite alt segment de date. În cazul unui window de dimensiune 3, se vor transmite 3 pachete de date fără a se aștepta confirmarea.

Fig. 2.11 Ilustrarea procedeului windowing cu o "fereastră" de dimensiune 3

Protocolul TCP utilizează o astfel de tehnică de windowing denumită sliding-window (fereastră glisantă). Denumirea semnifică faptul că dimensiunea ferestrei de date "glisează", adică este negociată dinamic în timpul transmisiunii.

2.4.2.5 Nivelul rețea

Nivelul rețea din modelui OSI este responsabil cu direcționarea (rutarea) datelor între rețele și cu adresarea interrețea. Acest lucru înseamnă că nivelul rețea are grijă de datele transmise între echipamente care nu sunt în aceeași rețea locală. Dispozitive speciale numite rutere funcționează la acest nivel OSI oferind servicii de rutare într-o interrețea. În funcție de nivelul OSI la care activează, spunem că echipamentul respectiv este un echipament de nivel corespunzător; astfel, ruterele se mai numesc și echipamente de nivel 3.

Porturile de comunicație în rețea ale unui ruter se numesc interfețe. Primul lucru care se face atunci când un pachet de date ajunge la o interfață a unui ruter este să se verifice adresa destinație (adresa IP -Internet Protocol). Dacă acest pachet nu are ca adresă de destinație chiar ruterul, atunci ruterul consultă un tabel de adrese de rețea ce se numește tabelă de rutare (routing table). În continuare pachetul se trimite la o interfață de ieșire a ruterului pentru a fi descompus în cadre și trimis în rețeaua locală. În situația în care adresa destinație nu se regăsește în tabela de rutare atunci pachetul este "aruncat".

La nivelul rețea OSI se utilizează două tipuri de pachete:

Pachetele de date sunt folosite pentru a transporta datele utilizatorilor în cadrul inter-rețelei iar protocoalele folosite pentru acest tip de trafic se numesc protocoale rutate (routed protocols), categorie din care fac parte și protocoalele IP și IPX.

Pachetele ce conțin informații de reîmprospătare a rutelor sunt utilizate pentru a aduce la zi rutele vecine provenite de la ruterele conectate în inter-rețea. Protocoalele utilizate în acest sens se numesc protocoale de rutare (routing protocols) și ca exemple pot fi date RIP (Routing Information Protocol – cel mai utilizat protocol de rutare din Internet), EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) sau OSPF (Open Shortest Paths First).

Tabelele de rutare memorate și folosite de către rutere conțin următoarele informații: adrese de rețea, denumiri de interfețe și metrică.

Adresele de rețea sunt specifice protocoalelor folosite; un ruter trebuie să administreze o tabelă de rutare pentru fiecare protocol în parte deoarece acestea gestionează rețelele folosind scheme de adresare diferite. Putem compara această situație cu aceea a incripționării denumirii unei străzi în mai multe limbi care sunt vorbite de către locuitorii de pe acea stradă. Denumirile de interfață specifică interfața de ieșire pe care pachetul o va urma atunci când este adresat unei anumite rețele.

Metrica reprezintă distanța către rețeaua destinație, distanță care se calculează în funcție protocolul de rutare utilizat. În cazul protocoalelor bazate pe vectorul-distanță metrica (hop-count) este de numărul de rutere intermediare existente până la acea rețea. Alte tipuri de metrice includ calculul lățimii de bandă, întârzierile sau un contor de timp (tick-count, cu o valoare de 1/18 dintr-o secundă).

Cel mai utilizat protocol pentru transferul informațiilor de rutare între rutere direct conectate este RIP. Acest protocol interior de rutare (IGP – Interior Gateway Protocol) calculează distanțele până la destinație, permițând ruterelor să-și reîmprospăteze tabelele de rutare la intervale programabile, de regulă la fiecare 30 de secunde. Dezavantajul acestui procedeu este acela că se generează trafic suplimentar în rețea..

În cazul în care avem mai multe rute până la destinație, protocolul RIP selectează ruta cu numărul minim de hopuri, care însă nu este neapărat cea mai rapidă rută. Cu toate acestea, RIP rămâne foarte popular și răspândit printre protocoalele de rutare folosite. O altă problemă a protocolului RIP este aceea că acesta nu poate alege rute ce au numărul de hopuri până la destinație mai mare de 15.

Ruterele sunt dispozitive ce nu iau în considerare domeniile de tip broadcast. Ele delimitează atât domenii de broadcast cât și domenii de coliziuni, lucru pe care îl fac însă și dispozitivele nivelui 2 din modelul OSI, nivelul legătură de date. Fiecare interfață a ruterului reprezintă o rețea separată și trebuie să i se atribuie un număr de identificare unic. În acest caz fiecare sistem terminal conectat la ruter trebuie să utilizeze același număr de rețea. Caracteristicile cele mai importante ale ruterelor sunt următoarele:

Ruterele folosesc adrese logice în header-ul nivelului rețea pentru a determina ruta pe care să direcționeze pachetul de date spre destinație;

Ruterele nu direcționează pachete de tip broadcast sau multicast ;

Ruterele pot folosi liste de acces setate de administratorul rețelei pentru a asigura securitatea rețelei și a controla pachetele de date care intră sau ies din ruter;

Ruterele pot asigura simultan atât servicii de nivel 2 de tip bridging cât și servicii de rutare de nivel 3;

Echipamentele de nivel 3 (în acest caz ruterele, dar pot exista și switch-uri cu funcții de nivel 3) pot oferi conexiuni între rețele virtuale LAN (Virtual LAN).

2.4.2.6 Nivelul legăturii de date

Nivelul legăturii de date (data link) din modelul OSI are două funcțiuni principale: asigură faptul că mesajele sunt transmise dispozitivului corespunzător și translatează aceste mesaje provenite de la nivelul superior (nivelul rețea) în biți pe care îi transmite mai departe nivelului fizic. Mesajele sunt formatate în cadre de date (data frames) și li se adaugă un header ce conține adresele hardware pentru destinație și pentru sursă. Aceste informații adiționale formează un fel de înveliș (capsulă) ce înconjoară mesajul original, de aceea acest procedeu se mai numește și procedeul de încapsulare a datelor.

Dispozitivele ce activează la nivelul 2 OSI se numesc switch-uri (comutatoare) și bridge-uri (punți). Dacă ruterele ce activează la nivelul rețea iau decizii privind direcționarea pachetelor de date inter-rețele, switch-urile și bridge-urile se ocupă cu identificarea destinației pachetelor în cadrul rețelei locale. Atunci când un sistem terminal sursă dorește să transmită date către un sistem terminal destinație, nivelul legătură de date folosește adresarea hardware (spre deosebire de nivelul rețea care folosește adresarea software). Atunci când un pachet de date este schimbat între două rutere, este transformat într-un cadru prin adăugarea informației de control la nivelul legătură de date, dar această informație este înlăturată de către ruterul destinație și este considerat doar pachetul original de date. Acest procedeu de încapsulare în cadre a pachetului continuă până ce pachetul ajunge la destinație. Este important să înțelegem că pachetul de date rămâne intact pe toată durata transportului, încapsularea cu diverse tipuri de informație de control (în funcție de mediul de transmisie) neafectând conținutul său.

Nivelul legătură de date are două subnivele:

Subnivelul MAC (Media Access Control) 802.3 care definește modalitatea în care pachetele sunt trimise spre mediul de transmisie. Accesul la mediul de transmisie (pe scurt, mediu) se face pe baza regulii primul venit, primul servit, atunci când este partajată întreaga lățime de bandă. Tot aici se definește și adresarea fizică precum și topologia locală. De asemenea, la acest subnivel pot apărea funcții legate de notificarea erorilor, transmiterea în ordine a cadrelor sau controlul fluxului.

Nivelul LLC (Logical Link Control) 802.2 se ocupă cu identificarea protocoalelor de nivel superior pe care le încapsulează. Un header LLC specifică nivelului legătură de date cum să acționeze cu un pachet de date atunci când se primește un cadru. De exemplu, un sistem terminal ce recepționează un cadru examinează header-ul LLC pentru a vedea dacă pachetul este detinat protocolului IP de la nivelul rețea. Subnivelul LLC poate oferi, de asemenea, controlul fluxului și controlul secvențelor de biți.

2.4.2.7 Nivelul fizic

Nivelul fizic din modelul OSI se ocupă cu recepția și transmiterea șirurilor de biți, comunicând direct cu diversele tipuri de medii de transmisiune. Fiecare mediu de transmisie reprezintă valorile biților (0 sau 1) în mod diferit. Astfel, unele dintre acestea folosesc pentru reprezentare tonuri audio, altele tranziții de stare (schimbări de voltaj) etc. Pentru fiecare mediu de transmisiune în parte este necesar să se specifice un protocol pentru specificarea modelelor de biți folosite, modalitatea de codificare a biților în semnale media precum și diverse caracteristici fizice ale interfețelor și conectorilor corespunzătoare mediilor de transmisiune.

Specificațiile nivelului fizic includ caracteristicile electrice, mecanice, procedurale și funcționale necesare pentru activarea, administrarea și dezactivarea legăturilor fizice între sistemele terminale din rețea. La nivelul fizic sunt identificate, spre exemplu, interfețele între echipamentele terminale DTE (Data Terminal Equipment) și echipamentele DCE (Data Circuit-Terminating Equipment). Echipamentele DCE sunt de regulă localizate la furnizorul de servicii de rețea în timp ce echipamentele DTE sunt echipamentele atașate. Serviciile disponibile unui DTE sunt cel mai des accesate prin intermediul unui modem sau a unui echipament CSU/DSU (Channel Service Unit / Data Service Unit). Conectorii existenți la nivelul fizic precum și diferitele topologii fizice sunt definite de către OSI ca și standarde, permițând comunicația dintre sisteme terminale diferite.

Dispozitivele de rețea ce acționează la nivelul fizic sunt repetoarele și hub-urile. Un repetor (repeater) recepționează un semnal digital pe care îl amplifică și îl trimite mai departe sau îl regenerează, direcționându-l către toate porturile active de ieșire fără a examina conținutul datelor. Hub-ul acționează în același mod, fiind de fapt un repetor multiport. Fiecare semnal digital recepționat la un port de intrare al hub-ului este regenerat sau amplificat și trimis apoi către toate porturile hub-ului. În acest caz, toate dispozitivele atașate hub-ului spunem că se află în același domeniu de coliziuni și în același domeniu broadcast. Un domeniu broadcast este un domeniu în care echipamentele din segmentul de rețea respectiv "ascultă" toate semnalele de tip broadcast de pe acel segment. La fel ca și repetoarele, hub-urile nu analizează traficul de date pe timpul retransmiterii lor. Hub-urile generează o rețea fizică de tip stea (star) în care hub-ul este nodul central la care sunt conectate dispozitivele în formă de stea. Standardul Ethernet pentru rețele LAN folosește o topologie logică de tip magistrală (bus), în care semnalele sunt transmise de la un capăt la altul al rețelei și fiecare echipament conectat la hub "ascultă" dacă un alt echipament transmite date.

2.4.3 Modelul TCP/IP

Modelul de referință TCP/IP este modelul utilizat de strămoșul tuturor rețelelor de calculatoare, care este ARPANET-ul și de către succesorul acestuia, Internetul. Concepută inițial ca o rețea extrem de fiabilă și care să ofere posibilitatea interconectării diferitor tipuri de echipamente, rețeaua ARPANET a Departamentului de Apărare a SUA a condus în cele din urmă la realizarea arhitecturii TCP/IP sau, altfel spus, modelul de referință TCP/IP. Arhitectura TCP/IP a fost definită pentru prima dată în 1974 de către autorii Cerf și Kahn. Ulterior ea este dezvoltată de către Leiner în 1985 iar filozofia din spatele modelului este analizată de către Clark (1988). Modelul TCP/IP conține 4 nivele:

Nivelul gazdă-la-rețea (host-to-network)

Nivelul Internet

Nivelul transport

Nivelul aplicație

Figura 2.12 ne prezintă comparativ modelul TCP/IP și modelul OSI.

Fig. 5.12 Comparație între modelul TCP/IP și modelul OSI

2.4.4.1 Nivelul aplicație

Spre deosebire de modelul OSI, modelul TCP/IP nu conține nivelurile sesiune și prezentare, ele nefiind incluse deoarece nu s-a simțit nevoia lor. Experiența oferită de modelul OSI a dovedit că această viziune a fost corectă deoarece în majoritatea aplicațiilor cele două nivele nu aduc un real folos. Practic, funcțiunile nivelelor sesiune și prezentare din modelul OSI au fost în cazul modelului TCP/IP încorporate în nivelul aplicație.

Nivelul aplicație se situează deasupra nivelului transport și are în componență toate protocoalele de nivel înalt. Printre aceste protocoale se află TELNET (pentru conexiuni pe calculatoare la distanță), FTP (File Transfer Protocol – transfer de fișiere), SMTP (Simple Mail Transmission Protocol – pentru poșta electronică), DNS (Domain Name Service – pentru stabilirea corespondenței între numele gazdelor și adresa de rețea) și HTTP (HyperText Transfer Protocol – pentru aducerea paginilor web).

Nivelul transport

Este următorul nivel de sus în jos după nivelul aplicație și este astfel conceput încât să permită conversații între entitățile pereche din sistemul terminal sursă și cel destinație, într-un mod asemănător cu nivelul transport din modelul OSI. La acest nivel se află implementate două protocoale: TCP (Transmission Control Protocol) și UDP (User Datagram Protocol). TCP este protocolul sigur și fiabil orientat pe conexiune care permite ca un flux de octeți trimiși de la o sursă să ajungă la destinație fără erori, în timp ce UDP este un protocol nesigur, fără conexiune, destinat aplicațiilor care doresc să utilizeze propria lor secvențiere și control al fluxului și nu cele oferite de TCP.

Nivelul Internet

Nivelul Internet reprezintă coloana vertebrală a întregii arhitecturi TCP/IP. Rolul acestui nivel este acela de a permite sistemelor gazdă să trimită pachete în orice rețea și de a face ca pachetele să circule independent până la destinație. Pachetele de date pot sosi într-o ordine diferită de aceea în care au fost transmise, caz în care rearanjarea lor în ordinea corectă trece în sarcina nivelelor superioare. La nivelul Internet se definește un format standard de pachet de date (pachet IP) și un protocol denumit IP (Internet Protocol), sarcina nivelului fiind aceea de a livra pachetele IP către destinație. Probleme apar la dirijarea pachetelor în rețea și la evitarea congestiei; de aceea putem spune că nivelul Internet din modelul TCP/IP acționează ca și nivelul rețea din modelul OSI.

Se poate face o analogie a funcționalității acestui nivel cu aceea a sistemului poștal internațional. Atunci când trimitem o scrisoare la destinație sistemul poștal știe să direcționeze scrisoarea către destinatar, dar noi nu cunoaștem mecanismele prin care se face acest lucru; singurul lucru care ne interesează este ca scrisoarea să ajungă în bune condițiuni și în timp util la destinație.

2.4.4.4 Nivelul gazdă-la-rețea

Nivelul gazdă-la-rețea (denumit și nivelul de acces la rețea) este cel mai puțin specificat dintre toate nivelele modelului TCP/IP. Numele său este oarecum prea general și confuz; acest nivel se ocupă cu toate chestiunile legate de conexiunile fizice pe care trebuie să le străbată pachetele IP pentru a ajunge în bune condițiuni la destinație. El include specificații tehnologice legate de rețele LAN și WAN, precum și toate detaliile corespunzătoare nivelelor fizic și legătură de date prezente în modelul OSI.

2.4.5 Noțiunile de LAN, MAN, WAN, GAN

În funcție de aria de întindere, rețelele se pot clasifica în:

Local Area Network (LAN) – rețea locală, în care calculatoarele sunt localizate foarte aproape unele de altele, în aceeași unitate sau clădire;

Metropolitan Area Network (MAN) – rețea metropolitană, se întinde pe teritoriul unui oraș sau al unui spațiu aglomerat;

Wide Area Network (WAN) – rețea de largă acoperire: sunt conectate calculatoare aflate la mare distanță (chiar în altă țară);

Global Area Network (GAN) – rețea globală, cuprinde toată lumea; cea mai mare și renumită rețea globală este Internetul.

După arhitectura rețelei, acestea pot fi:

rețele punct la punct (peer to peer) – toate stațiile au capacități și responsabilități echivalente (fiecare calculator are acces la resursele, programele, bazele de date aflate pe celelalte calculatoare);

rețele client/server – fiecare calculator este fie client, fie server; server-ul coordonează activitatea în rețea și accesul clienților la resursele rețelei.

Din punct de vedere al dotării hardware al fiecărui nod din rețea, acesta poate fi:

terminal inteligent – deține capacitate proprie de procesare și poate prelua o parte din instrucțiunile de procesare de la server;

terminal neinteligent – nu deține capacitate proprie de procesare și funcționează ca un mod de accesare la computerul principal sau la alt echipament.

Internetul și rețelele de calculatoare

Trebuie să lămurim de la început că nu se poate da o definiție complexă a termenului de Internet în câteva rânduri. Având însă câteva noțiuni de bază și o serie de caracteristici lămurite, ne putem face o privire de ansamblu asupra concepției de Internet.

Internetul este o rețea de calculatoare (este, de fapt, o rețea de rețele) la nivel mondial prin intermediul cărora sunt interconectate milioane de echipamente de calcul (aici sunt incluse și calculatoarele personale) din întreaga lume. O rețea de calculatoare reprezintă o colecție de calculatoare interconectate între ele, adică sunt capabile să schimbe informație între ele. Pe de altă parte, Internetul este denumirea celei mai vaste grupări de surse de informație din lume. Rețeaua de care vorbeam mai înainte are o dimensiune extinsă la mărimea planetei noastre și cuprinde o cantitate inimaginabilă de resurse fizice, logice, informaționale.

Printre echipamentele interconectate se găsesc: calculatoare personale, stații de lucru Unix, servere de Web sau de e-mail, laptop-uri, pagere, telefoane mobile, etc. Toate aceste echipamente sunt denumite sisteme gazdă (hosts sau end systems). Aplicațiile Internet care ne sunt tuturor foarte familiare (poșta electronică sau web-ul) sunt de fapt, aplicații de rețea ce rulează pe aceste sisteme gazdă.

Pentru a comunica între ele, sistemele gazdă folosesc așa numitele protocoale pentru controlul transmiterii, recepției și corecției informațiilor care circulă prin Internet. Mai multe despre protocoale în continuarea capitolului. Dintre aceste protocoale, TCP (Transmission Control Protocol) și IP (Internet Protocol) sunt cele mai importante protocoale folosite în Internet. De asemenea, pentru asigurarea conexiunii între ele, sistemele gazdă folosesc legături de comunicație ce constau din diverse tipuri de cabluri, printre care cablu coaxial, torsadat, fibră optică sau pot fi conexiuni fără fir, prin unde radio, de exemplu. Una dintre caracteristicile importante ale acestor legături este viteza teoretică de transfer a datelor care este denumită lățime de bandă (bandwidth) și care se exprimă în biți sau multipli ai acestora pe secundă (1 Mb/s = 1000 biți/s).

Formatul informațiilor care sunt recepționate și transmise mai departe între rutere și sistemele gazdă sunt precizate de protocolul IP. Acest protocol reprezintă "limbajul universal" al Internetului și de aceea se mai numește și "Internet dial tone". Drumul pe care îl parcurg informațiile de la transmițător la receptor poartă numele de rută (route sau path) în rețea.

Topologia Internetului (structura sistemelor conectate la Internet) este ierarhizată în modul următor: la bază sunt sistemele gazdă conectate la un ISP (Internet Service Provider – Furnizor de Servicii Internet) local prin intermediul unor rețele de acces, furnizorii locali sunt conectați la niște furnizori naționali sau internaționali, iar aceștia din urmă sunt conectați împreună la cel mai înalt nivel din această ierarhie.

Este interesant de remarcat faptul că pot fi adăugate noi componente sau nivele (noi rețele sau noi rețele de rețele) în această topologie ierarhică într-o manieră foarte simplă, așa cum ai adăuga noi piese într-un joc de Lego. Internetul a crescut în ultimii ani și continuă să crească într-un ritm exponențial: dacă în prima jumătate a lui 1996 au fost adăugate aproximativ 3.000.000 de host-uri (sisteme gazdă) [Network 1996], în prima jumătate a lui 2001 au apărut 16.000.000 de noi host-uri conectate la Internet [Network 2001].

Această rețea uriașă care este Internetul nu ar fi s-ar fi putut crea dacă nu ar fi fost create, testate și implementate o serie de standarde. Dacă în faza incipientă a rețelelor de calculatoare (anii 1970) era imposibil să interconectezi computere provenite de la diverși producători (un computer IBM cu un server Gateway, spre exemplu) datorită incompatibilității protocoalelor folosite, treptat s-a ajuns la concluzia că trebuie folosite standarde generalizate de comunicație pentru a putea interconecta diverse echipamente provenite de la diverși producători. Astfel au luat ființă așa numitele standarde deschise (open-standards) și necesitatea conectivității indiferent de platformă (cross-platform). Aceste standarde sunt dezvoltate de organisme internaționale specializate, precum IETF (Internet Engineering Task Force) ale căror documente poartă denumirea de documente RFC (Request For Comments). După cum reiese și din denumirea originală (cereri pentru observații, comentarii), RFC-urile s-au născut pentru a rezolva problemele arhitecturale ale predecesorilor Internetului.

Documentele RFC au evoluat astfel încât acum sunt adevărate standarde, documente tehnice și detaliate, care cuprind definiții de protocoale cum ar fi TCP (Transmission Control Protocol), IP (Internet Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) sau HTTP (Hyper Text Transfer Protocol). La ora actuală există peste 2000 de documente RFC. Copii ale documentelor RFC sunt găzduite de numeroase site-uri Web.

Internetul este un domeniu public, care cuprinde, după cum am mai spus, o varietate de rețele publice ale unor companii private, instituții educaționale sau guvernamentale. Există însă și rețele asemănătoare private, ale căror calculatoare gazdă nu sunt accesibile din afara rețelei respective. O astfel de rețea se numește intranet și de regulă folosește aceleași tehnologii ca cele folosite în Internet.

2.5.1 Definiția unui protocol de rețea

Unul din termenii cei mai folosiți atunci când este vorba de o rețea de calculatoare sau de Internet este termenul de "protocol". Probabil că cea mai bună modalitate de a înțelege noțiunea de protocol este aceea de a considera pentru început o serie de analogii cu intercomunicarea din lumea umană. Să considerăm exemplul în care întrebăm pe cineva unde se află o anume stradă (figura 2.13).

Bunele maniere (protocolul uman) ne fac să spunem întâi "Bună ziua!" pentru a începe comunicarea cu o altă persoană. Răspunsul ar trebui să fie, desigur, tot "Bună ziua!", ca o confirmare a faptului că este acceptată comunicarea. Interpretarea răspunsului ca un accept al comunicării ne permite acum să formulăm întrebarea care ne interesează. Dacă raspunsul inițial al persoanei căreia îi adresăm "Bună ziua!" ar fi fost "Lasă-mă în pace, sunt ocupat!" sau ceva asemănător, atunci ar fi însemnat că nu există posibilitatea comunicării. În acest caz, nu mai are rost să formulăm întrebarea al cărei răspuns dorim să-l aflăm. Uneori este posibil să nu primim nici un răspuns la o întrebare, caz în care de regulă renunțăm a mai repeta întrebarea.

Regulile intercomunicării umane (protocolul uman) sunt astfel reprezentate de mesajele pe care le trimitem și de acțiunile specifice pe care le întreprindem corespunzătoare răspunsului primit de la interlocutor sau producerii altor evenimente. Mesajele transmise și cele recepționate joacă un rol fundamental în cazul protocoalelor umane; dacă o persoană are obiceiuri diferite sau folosește un limbaj străin altei persoane, atunci protocoalele diferite nu vor permite intercomunicarea între respectivele persoane. Același lucru este valabil și în cazul comunicării între entitățile dintr-o rețea de calculatoare. Pentru a putea comunica, respectivele entități trebuie să folosească (să ruleze) același protocol de rețea.

Un protocol de rețea este asemănător unui protocol uman, excepție făcând obiectele comunicării: în loc să avem de-a face cu oameni, avem de-a face cu componente hardware sau software ale rețelei. Toate activitățile dintr-o rețea de calculatoare (deci și din Internet) sunt bazate pe funcționarea unui anumit set de protocoale. De exemplu, comunicarea dintre două calculatoare în rețea se face prin protocoale implementate în hardware la nivelul plăcii de rețea pentru controlul fluxurilor de biți transmiși prin intermediul suportului fizic; protocoalele de control al congestiilor au grij ă să controleze viteza de transmitere a datelor între un transmițător și un receptor iar protocoalele de poștă electronică guvernează modalitatea de transmitere și de recepție a mesajelor de tip e-mail.

Fig. 2.13 Analogie între un protocol uman și un protocol de rețea

În figura 2.13 este prezentat cazul în care un calculator face o cerere unui server Web (asta se întâmplă în momentul în care scriem adresa web în fereastra browserului), se primește un răspuns afirmativ de conexiune din partea serverului și apoi calculatorul folosește un mesaj de tip "GET" pentru a recepționa pagina respectivă. În cele din urmă, serverul returnează conținutul fișierului calculatorului care a făcut cererea.

Ca urmare a analogiei cu comportamentul uman, putem da următoarea definiție a protocolului: un protocol definește formatul și ordinea mesajelor schimbate între două sau mai multe entități ce comunică între ele, precum și acțiunile ce sunt întreprinse odată cu transmiterea sau recepția unui mesaj sau a unui alt eveniment.

2.5.2 Nașterea stivei de protocoale TCP/IP

Nașterea Internetului a dus în 1973 la începutul dezvoltării stivei de protocoale TCP/IP, care se dorea a fi o colecție de protocoale de rețea bazate pe software care să permită oricărui sistem să se conecteze cu orice alt sistem, folosind orice topologie de rețea. Cinci ani mai târziu, în 1978, era gata versiunea 4 IP, adică aceeași versiune pe care o folosim și astăzi.

Imediat după aceea au început să apară o serie de semnale pozitive în legătură cu recunoașterea TCP/IP: Universitatea Berkeley din California a încorporat stiva de protocoale TCP/IP în versiunea proprie de UNIX-FreeBSD (distribuită gratis) ce avea să devină cel mai folosit sistem de operare în comunitățile academice și de cercetare.

Introducerea la scară largă a suitei de protocoale TCP/IP a produs o serie de schimbări majore în lumea rețelelor de calculatoare. În primul rând, topologia de bază a unei rețele era concentrată pe un nod central, în care fiecare sistem atașat trimitea datele unui nod central (pe post de dispecer) pentru a fi procesate. Cu alte cuvinte, utilizatorii din rețea nu aveau independență în lucru, orice procesare, tipărire la imprimantă etc. trebuind să treacă pe la nodul central.

O dată cu introducerea TCP/IP, lucrurile s-au schimbat: s-a introdus "descentralizarea", astfel încât fiecare echipament din rețea era tratat independent și complet funcțional, fără a mai depinde de un nod central. Comunicarea cu alt echipament din rețea se putea face acum direct, fără să se comunice mai întâi cu nodul central. Rețelele bazate pe protocolul IP sunt oarecum anarhice, fiecare echipament acționând pe cont propriu ca o unitate autonomă, responsabilă pentru serviciile de rețea proprii [Hall 2000]. Această concepție arhitecturală a permis partajarea aplicațiilor și a resurselor la scară largă, având în vedere că un model centralizat top-down nu era viabil în cazul existenței a milioane de echipamente larg răspândite. În plus, acest model oferea siguranță în exploatare în cazul "căderii" unei componente din rețea, în contrast cu modelul centralizat în care toată funcționarea se oprea în cazul "căderii" nodului central.

2.5.3 Arhitectura Internetului

De-a lungul timpului, ARPAnet a evoluat într-o "rețea de rețele", folosind TCP/IP și conectând între ele diverse organizații comerciale, educaționale, politice etc. A rezultat astfel o structură generală destul de neregulată a Internetului (figura 2.14).

Fig. 2.14 Arhitectura generală a Internetului (ISP Internet Service Provider – Furnizor de servicii Internet NSP Network Service Provider – Furnizor de servidi de rețea NAP Network Access Point – Punct de acces la rețea)

În rețeaua Internet există:

Furnizorii de servicii Internet care asigură clienților acces la Internet – ISP (Internet Service Provider);

Furnizorii de servicii de rețea, care asigură conexiunile între furnizorii de acces la Internet din întreaga lume – NSP (Network Service Provider sau Backbone Provider); În figură se mai pot observa așa numitele NAP (Network Access Points) care reprezintă punctele de acces la rețea.

În zilele noastre se tinde spre o arhitectură mai structurată, organizată ierarhic ca un arbore (figura 2.15). La primul nivel din arbore se află câțiva furnizori de servicii care oferă majoritatea serviciilor de interconectare la nivel unei țări sau la nivel mondial, care se numesc furnizori naționali. Majoritatea acestor firme sunt mari companii de telecomunicații specializate în rețele de scară largă.

Fig. 2.15 Structura ierarhică a Internetului

Pe următorul nivel în arbore găsim furnizorii de acces Internet sau de servicii Internet (întâlniți uneori și sub denumirea de IAP – Internet Access Providers) pe care îi denumim furnizori regionali. Aceștia oferă acces la nivel unei localități sau regiuni geografice restrânse, având servicii de conexiune la viteze mai reduse decât furnizorii naționali.

Următorul nivel îl constituie clienții rețelei (fie ei clienți PC sau servere) ce sunt conectați prin intermediul unui furnizor de servicii Internet la un punct de acces la rețea, de unde se face legătura spre întreaga rețea Internet. Punctele de acces la rețea sunt, de regulă, bazate pe tehnologie ATM și FDDI.

2.5.4 Componente Internet

2.5.6.1 Calculatoare gazdă, clienți și servere

Computerele folosite în jargonul rețelelor de calculatoare sunt denumite, de regulă, calculatoare gazdă (hosts) sau sisteme terminale (endsystems). Denumirea de calculator gazdă provine de la faptul că acesta găzduiește programe de nivel aplicație (program de e-mail, navigator web sau program de chat). Denumirea de sisteme terminale provine de la faptul că ele se află la "marginea" Internetului (vezi figura 2.16).

Fig 2.16 Componente ale internetului

Calculatoarele gazdă se împart în două categorii: clienți și servere. Clienții sunt reprezentați de calculatoare PC sau stații de lucru, în timp ce serverele sunt calculatoare mai puternice care au de obicei funcționalități specifice: pot fi servere de baze de date, servere de mail sau servere de Web, etc. Sintagma client/server este însă cu mult mai importantă în cadrul rețelelor de calculatoare, având în vedere faptul că majoritatea acestora folosesc modelul client/server. Conform acestui model, un program client ce rulează pe un sistem terminal cere și primește informații de la un program server ce rulează pe alt sistem terminal. Cele mai multe aplicații Internet (Web, e-mail, ftp, telnet) folosesc acest model; datorită faptului că un program client rulează pe un calculator și programul server rulează alt calculator, aceste aplicații se mai numesc și aplicații distribuite.

Dacă cele mai multe sisteme terminale sunt formate din calculatoare personale, stații de lucru și servere, în ultimul timp au apărut din ce în ce mai multe echipamente conectate la Internet ca sisteme terminale (camere digitale, sisteme WebTV etc.) [Dertouzous 1999].

2.5.6.2 Servicii orientate pe conexiune

Sisteme terminale aflate în rețea comunică între ele și fac schimb de informații conform unui protocol de comunicație. Serverele, ruterele, legăturile fizice și alte componente ale Internetului oferă mijloacele transportării acestor mesaje între aplicațiile sistemelor terminale. Serviciile de conexiune oferite se împart în două tipuri: servicii neorientate pe conexiune (connectionless) și servicii orientate pe conexiune (connection- oriented).

În cazul serviciilor bazate (orientate) pe conexiune, programele client și server trimit pachete de control unul altuia înainte de a trimite pachetele cu date. Acest procedeu se numește handshaking ("strângere de mână") și are rolul de a atenționa atât clientul cât și serverul că urmează să aibă loc schimbul de date.

O dată încheiată procedura de handshaking, se spune că se stabilește o conexiune între cele două sisteme terminale. Sistemele terminale sunt informate despre această conexiune dar modalitatea prin care pachetele care sunt trimise de la sursă la destinație prin Internet nu permite stocarea unor informații legate de starea conexiunii. Serviciul orientat pe conexiune din Internet oferă și alte servicii ce țin de transferul sigur al datelor, de controlul fluxului sau de controlul congestiilor.

Transferul sigur al datelor (reliable data transfer) înseamnă faptul că o aplicație se poate baza pe conexiune pentru a transmite datele fără erori și în ordinea corectă. Siguranța transmisiei datelor în Internet se face prin utilizarea confirmărilor și a retransmisiilor. Pentru a ne face o idee generală asupra modului în care funcționează acest lucru, să presupunem că a fost stabilită o conexiune între două sisteme terminale X și Y. Atunci când X primește un pachet de la Y, îi trimite o confirmare; atunci când Y primește confirmarea, atunci el știe că respectivul pachet a ajuns la destinație. Dacă sistemul Y nu primește confirmarea, atunci presupune căpachetul respectiv nu a fost primit de către X și în acest caz retransmite pachetul.

Controlul fluxului este folosit pentru a ne asigura de faptul că nici una dintre părțile implicate în conexiune nu-și aglomerează "interlocutorul" trimițând mai multe date decât acesta este capabil să recepționeze în unitatea de timp. Într-adevăr, o aplicație de la unul dintre capetele conexiunii poate să nu fie în stare să proceseze informația la fel de repede așa cum ea sosește, existând riscul supraîncărcării. Serviciul de control al fluxului forțează sistemul ce transmite datele să reducă viteza de transmitere ori de câte ori apare riscul supraîncărcării.

Serviciul de control al congestiilor previne intrarea într-o situație de blocaj. Când un ruter devine congestionat, dimensiunea memoriilor sale tampon poate fi depășită și să se producă pierderi de pachete. În astfel de situații, dacă fiecare dintre sistemele pereche ce comunică continuă să trimită pachete în rețea, are loc un blocaj și astfel puține dintre aceste pachete vor mai ajunge la destinație. Internetul evită această problemă forțând sistemele terminale să-și reducă ratele de transfer la cer trimit pachete în rețea în astfel de perioade de congestie. Sistemele terminale sunt atenționate de existența congestiilor atunci când nu mai primesc confirmări pentru pachetele pe care le-au trimis la destinație.

Transferul sigur de date, controlul fluxului și controlul congestiilor nu reprezintă caracteristicile generale ale unui serviciu orientat pe conexiune; orice serviciu sau protocol orientat pe conexiune are la bază doar procedura de handshaking pentru inițierea transferului de date între cele două sisteme terminale. Serviciul orientat pe conexiune al Internetul este TCP (Transmission Control Protocol), definit inițial în documentul RFC 793. Caracteristicile TCP includ transferul sigur de date, controlul fluxului și controlul congestiilor.

2.5.6.3 Servicii neorientate pe conexiune

După cum ne putem aștepta, într-un astfel de serviciu de conexiune nu există procedura de handshaking. În momentul în care una dintre aplicațiile ce comunică trimite pachete celeilalte aplicații, transmițătoarea trimite pur și simplu pachetele de date. Având în vedere că nu mai există procedura inițială de stabilire a conexiunii, înseamnă că datele pot fi transmise mai rapid. Cum nu există nici confirmări de primire a pachetelor, înseamnă că cel care trimite datele nu este niciodată sigur că acestea au ajuns la destinație. Acest tip de serviciu nu se ocupă nici cu controlul fluxului, nici cu controlul congestiilor. Serviciul neorientat pe conexiune din Internet poartă numele de UDP (User Datagram Protocol), definit în documentul RFC 768.

Printre aplicațiile Internet ce folosesc serviciul TCP se numără: TELNET – conectare la distanță, SMTP – poștă electronică, FTP – transfer de fișiere, HTTP – World Wide Web. Exemple de aplicații Internet care folosesc UDP sunt: Internet phone, audio-la-cerere (audio-on-demand) și video conferința.

CAPITOLUL 3

ELEMENTE DE METODICA PREDĂRII INFORMATICII ÎN ÎNVĂȚĂMANTUL PREUNIVERSITAR

3.1 Delimitări conceptuale asupra termenului de strategie didactică

Strategia a fost definită ca un mod de combinare și organizare cronologica a ansamblului de metode și mijloace alese pentru a atinge anumite obiective.

Strategia didactică este un termen unificator, integrator, care reunește sarcinile de învățare cu situațiile de învățare, reprezentând un sistem complex și coerent de mijloace, metode, materiale și alte resurse educaționale care vizează atingerea unor obiective. Ea este necesara în orice act pedagogic, ocupând un loc central în cadrul activității didactice, deoarece proiectarea și organizarea lecției se realizează în funcție de decizia strategică a profesorului. Ea este concepută ca un scenariu didactic complex, în care sunt implicați actorii predării – învățării, condițiile realizării, obiectivele și metodele vizate. Astfel, strategia prefigurează traseul metodic cel mai potrivit, cel mai logic și mai eficient pentru abordarea unei situații concrete de predare și învățare. În acest fel, prin proiectare strategică se pot preveni erorile, riscurile și evenimentele nedorite din activitatea didactică.

În calitate de elemente factice, metodele sunt co-substanțiale strategiilor. Cu alte cuvinte, strategia nu se confunda cu metoda sau cu metodologia didactică, deoarece acestea din urma vizează o activitate de predare – învățare – evaluare, în timp ce strategia vizează procesul de instruire în ansamblu și nu o secvență de instruire.

Principalele componente ale strategiei didactice sunt:

– sistemul formelor de organizare și desfășurare a activității educaționale,

– sistemul metodologic respectiv sistemul metodelor și procedeelor didactice,

– sistemul mijloacelor de învățământ, respectiv a resurselor utilizate,

– sistemul obiectivelor operaționale.

Strategia didactică are următoarele caracteristici:

– implica pe cel care învață în situații specifice de învățare;

– raționalizează și adecvează conținutul instruirii la particularitățile psiho-individuale;

– creează premise pentru manifestarea optimă a interacțiunilor dintre celelalte componente ale procesului de instruire ;

– presupune combinarea contextuală, originală, unică, uneori, a elementelor procesului instructiv-educativ.

Construirea unei strategii adecvate intereselor elevilor și nivelului lor de pregătire, reprezintă din acest punct de vedere o provocare continuă și un efort permanent de creativitate didactică din partea profesorului.

Dintre strategiile didactice mai importante menționam:

strategii inductive, al căror demers didactic este de la particular la general;

strategii deductive, ce urmează calea raționamentului invers față de cele inductive, pornind de la general la particular, de la legi sau principii la concretizarea lor în exemple;

strategii analogice, în cadrul cărora predarea și învățarea se desfășoară cu ajutorul modelelor;

strategii transductive cum sunt explicațiile prin metafore;

strategii mixte: inductiv-deductive și deductiv-inductive;

strategii algoritmice: explicativ-demonstrative, intuitive, expozitive, imitative, programate și algoritmice propriu-zise;

strategii euristice de elaborare a cunoștințelor prin efort propriu de gândire, folosind problematizarea, descoperirea, modelarea, formularea de ipoteze, dialogul euristic, experimentul de investigare, asaltul de idei, având ca efect stimularea creativității.

De cele mai multe ori specialiștii din învățământ folosesc strategiile mixte, îmbinând armonios elementele de dirijare și independență, cu accent pe predare – învățare semidirijată.

Strategiile didactice sunt realizate cu ajutorul metodelor de predare și învățare, informative și activ-participative, de studiu individual, de verificare și evaluare.

3.2 Metode de învățământ

Metodele de învățământ – reprezintă acele căi prin care elevii ajung, în procesul de învățământ, sub coordonarea educatorilor, la dobândirea de cunoștințe, deprinderi, la dezvoltarea capacitaților intelectuale și la valorificarea aptitudinilor specifice.

Se definește metoda ca: drum sau cale de urmat în activitatea comuna a educatorului și educaților, pentru îndeplinirea scopurilor învățământului, adică pentru informarea și formarea educaților.

Metoda este un plan de acțiune, o succesiune de operații realizate în vederea atingerii unui scop; ea este un instrument de lucru în activitatea de cunoaștere și de formare a abilitaților sau un ansamblu de operații mintale și practice ale binomului educațional; gratie acestora subiectul cunoscător (elevul) dezvăluie sau i se dezvăluie esența evenimentelor, proceselor, fenomenelor, cu ajutorul profesorului sau în mod independent.

În sens mai larg, metoda este o practică raționalizată, o generalizare confirmata de experiența curentă sau de experimentul psiho – pedagogic și care servește la transformarea și ameliorarea naturii umane.

În sens restrâns, metoda este o tehnică de care profesorul și elevii se folosesc pentru efectuarea acțiunii de predare-învățare; ea asigura realizarea în practică a unei activități proiectate mintal, conform unei strategii didactice. Deci, metoda pune în evidenta o modalitate de lucru, o maniera de a acționa practic, sistematic și planificat, un demers programat menținut în atenția și sub reflecția continuă a profesorului.

Metodele de instruire și educare privesc atât modul cum se transmit și asimilează cunoștințele, cat și dezvoltarea unor calități intelectuale și morale, precum și controlul dobândirii cunoștințelor și al formarii abilitaților.

Metoda reprezintă de fapt un anumit mod de a proceda care tinde sa plaseze elevul intr-o situație de învățare, mai mult sau mai puțin dirijata, mergându-se pana la una similara aceleia de cercetare științifică, de urmărire și descoperire a adevărului și de raportare a lui la aspectele practice ale vieții. În acest sens privită, metoda poate deveni o "cale de descoperire a lucrurilor descoperite".

Principalele funcții ale metodelor de învățământ sunt:

– cognitivă – de dirijare a cunoașterii în scopul însușirii unor cunoștințe;

– normativă – aspecte metodologice, respectiv, modul cum sa predea profesorul și cum sa învețe elevul;

– motivațională – de stimulare a interesului cognitiv, de susținere a procesului de învățare;

– formativ –educativ –compensatorie – de exersare, antrenare și dezvoltare a proceselor psihice.

Fiind strâns legată de practică, metoda reflectă caracterul procesual acțiunii didactice.

Analizând literatura de specialitate, putem efectua următoarele clasificări ale metodelor de învățământ:

1. din punct de vedere istoric:

a) metode clasice sau tradiționale – expunerea, conversația, exercițiul, demonstrația;

b) metode de data mai recentă sau moderne – problematizarea, expunerea însoțită de mijloace tehnice, modelarea, algoritmizarea, instruirea programată;

2. în funcție de modalitatea principala de prezentare a cunoștințelor:

a) metode verbale – bazate pe cuvântul scris sau rostit;

b) metode intuitive – bazate pe observarea directă, concret-senzorială a obiectelor și fenomenelor realității sau a substitutelor acestora; sau:

a) metode de comunicare orală: metode expozitive – povestirea, expunerea, prelegerea, explicația, descrierea; – metode interogative – conversația euristica; – metode care presupun discuții și dezbateri – problematizarea, brainstorming-ul;

b) metode bazate pe contactul cu realitatea – demonstrația, modelarea, experimentul;

3. după gradul de angajare a elevilor la lecție:

a) metode expozitive sau pasive-pun accent pe memoria reproductiva și ascultarea pasiva;

b) metode activ-participative – favorizează activitatea de explorare personală și interacțiunea cu ceilalți colegi;

4. după forma de organizare a muncii:

a) metode individuale – adresate fiecărui elev în parte ;

b) metode de predare – învățare în grupuri de elevi (omogene sau eterogene);

c) metode frontale – aplicate în activitățile cu întregul efectiv al clasei;

d) metode combinate – alternări/îmbinări intre variantele de mai sus ;

5. după funcția didactică principală:

a) metode de predare și comunicare;

b) metode de fixare și consolidare;

c) metode de verificare și apreciere a rezultatelor activității școlare;

6. în funcție de axa învățare prin receptare (învățare mecanică) – învățare prin descoperire (învățare conștientă), Moise identifică:

a) metode bazate pe învățare prin receptare – expunerea, demonstrația cu caracter expozitiv;

b) metode care aparțin preponderent descoperirii dirijate – conversația euristică, observația dirijată, instruirea programata, studiul de caz etc.;

c) metode de descoperire propriu-zisa – observarea independenta, exercițiul euristic rezolvarea de probleme, brainstorming-ul etc.

Metode și mijloace valorizate prin utilizarea TIC în procesul didactic la disciplinele informatice

3.2.1 Metode și tehnici tradiționale

3.2.1.1 Expunerea didactică

Metoda expunerii constă din prezentarea verbală monologată a unui volum de informație, de către educator către educație, în concordanță cu prevederile programei și cu cerințele didactice ale comunicării.

Sub aspectul funcției didactice principale, se înscrie între metodele de predare; după mijloacele cu care operează pentru vehicularea conținuturilor, avem a face cu o metodă verbala; după gradul de angajare a elevului, este o metodă expozitivă, deci care situează elevul mereu în postura de receptor.

Importanța utilizării metodei expunerii în general reiese din faptul că, pe de o parte, scurtează timpul însușirii de către elevi a culturii multimilenare a omenirii, ceea ce prin metode bazate pe descoperire ar fi mult mai dificil; pe de altă parte, ea constituie o ocazie permanentă pentru educator de a oferi educatului un model de ordonare, închegare, argumentare, sistematizare a informației din diverse domenii.

3.2.1.2. Conversatia didactica

Este metoda de învățământ constând din valorificarea didactică a întrebărilor și răspunsurilor. Ea este o metodă tot verbală, ca și expunerea, dar mai activă decat aceasta.

Conversația euristică

Conversația euristică prezintă un dialog, ce are loc între profesor și elev, trezind interesul elevului printr-un set de întrebări, care în final duc la obținerea unui răspuns la o problemă dată.

Întrebarea, este granița dintre știu și nu știu și de aceea are succes în cazul oricărei situații de învățare.

Întrebarea reprezintă o parte a răspunsului, cealaltă parte fiind căutată în bagajul de cunoștințe existent.

Prin această metodă, elevii sunt determinați să facă propriile conexiuni între cunoștințele dobândite cu scopul de dobândi noi cunoștințe.

O întrebare trebuie formulată clar și precis.

În educație, întrebările au un rol determinant. Întrebarea este începutul cunoașterii și al dezvoltării, și adevărata cunoaștere nu se află în răspuns, ci în punerea întrebărilor și urmărirea neîncetată a răspunsurilor, care la rândul lor trezesc alte întrebări, și care conduc, în final, la găsirea unor soluții.

În sistemul educativ, există un dialog permanent între participații la demersul didactic.

Acest tip de formă de predare cere o inteligență productivă, curiozitate, libertate și independență în gândire.

În rezolvarea unei probleme, profesorul este cel care ghidează dialogul, întrebările fiind puse elevilor astfel încât aceștia să fie cei care reușesc să rezolve problema. Setul de întrebări se poate schimba, în funcție de răspunsurile elevilor.

Elevii au șansa să dezvolte idei, să caute și să găsească răspunsuri.

Profesorii nu trebuie să raporteze răspunsurile la ceea ce ar răspunde ei, ci să determine elevii, ca prin răspunsurile lor, să ajungă la obiectivul propus.

Trebuie să avem în vedere că intervenția profesorului în cadrul discuțiilor poate avea urmări negative, elevii pot să evite participarea la dialog sau să participe formal la această secvență de învățare.

Profesorul trebuie să încerce să realizeze un parteneriat cu elevii, să încurajeze participarea acestora la dialog și să adapteze șirul întrebărilor astfel încât răspunsurile să conducă la rezolvarea problemei propuse.

Întrebarea, este cea care schimbă moduri de gândire, efectuează trecerea de la o informație limitată la una concretă și clară.

Întrebarea este o invitație la acțiune, reprezintă un instrument, cu ajutorul căruia se pot obține cunoștințe.

Întrebarea poate schimba unele păreri existente anterior. O întrebare este calificată ca fiind corectă dacă:

problema supusă interogării are sens;

cel întrebat poate da răspunsuri;

nu este ambiguă.

Tipul întrebărilor trebuie să fie flexibil, adaptat la demersul didactic:

întrebări de tip reproductiv: ce?, când?, unde?;

întrebări de tip ipotetic: dar?, dacă?, dar dacă ?;

întrebări de tip evaluativ: de ce?,care este mai bun, eficient?

În conversația euristică întrebările se succed dinamic, în dependență de legăturile și completările dintre ele. O întrebare poate genera o altă întrebare dar în același timp poate ascunde o întrebare neformulată.

Conversația poate fi susținută, pe tot parcursul ei, de o serie de resurse TIC. Tabla interactivă („Smart Board") este doar una dintre ele. Succesiunea de întrebări poate fi dirijată și de impactul vizual. Această tablă nu a fost creată pentru a sta în fiecare clasă. Cel puțin deocamdată.

3.2.1. 3 Metoda demonstrației

Toate lucrările de didactică leagă numele demonstrației de același verb latin demonstro-demonstrare, cu sensul de a arăta, a înfățișa. Noi o vom defini ca metodă de predare – învățare, în cadrul căreia mesajul de transmis către elev se cuprinde într-un obiect concret, o acțiune concrete sau substitutele lor.

Demonstrația este prezenta într-o formă sau alta, în toate materiile de învățământ.

S-ar putea delimita cinci forme de demonstrație relativ distincte, în funcție de mijlocul pe care se bazează fiecare:

(1) demonstrația cu obiecte în stare naturală;

(2) demonstrația cu acțiuni;

(3) demonstrația cu substitutele obiectelor, fenomenelor, acțiunilor;

(4) demonstrația de tip combinat;

(5) demonstrația cu mijloace tehnice.

3.2.1.4. Metoda observării

Consta din urmărirea sistematica de către elev a obiectelor și fenomenelor ce constituie conținutul învățării, în scopul surprinderii însușirilor semnificative ale acestora. Potrivit unor autori consacrați în problema metodelor de învățământ, observarea reprezintă una dintre metodele de învățare prin cercetare și descoperire. Funcția metodei nu este în primul rând una informativă, ci mai accentuată apare cea formativa, adică de introducere a elevului în cercetarea științifică, pe o cale simplă.

3.2.1.5. Lucrul cu manualul

O definiție cu total provizorie a acestei metode ar suna astfel: metoda didacticii în cadrul căreia învățare a are ca sursa esențiala și ca instrument de formare a elevului cartea școlară sau alte surse similare. Finalitatea ei este dublă: dobândirea de către elevi a fondului aperceptiv necesar înțelegerii textului în general, precum și captarea deprinderii de a utiliza cartea, și ea are variante diferite, după cum elevul se afla mai la începutul experienței de învățare sau intr-o faza mai avansata. Pentru început, se utilizează metoda lecturii explicative. Definirea ei cea mai simpla este: metoda de învățământ bazata pe citirea din manual și explicarea, în clasa, sub îndrumarea stricta a educatorului. Are și o desfășurare specifica, pornind de la lectura integrală, continuând cu analiza pe părți sau aspecte și încheind cu încercarea de redare a întregului și aplicațiile aferente.

3.2.1.6. Metoda exercițiului

Definiția pe care am considerat-o mai completă a fost: executarea repetată și conștientă a unei acțiuni în vederea însușirii practice a unui model dat de acțiune sau a îmbunătățirii unei performanțe

Exercițiul nu se limitează doar la formarea deprinderilor, ci vizează în același timp consolidarea unor cunoștințe, care reprezintă aspectul teoretic al acțiunilor implicate în exercițiu. Aplicarea exercițiului este compatibila cu orice conținut de învățământ, dat fiind ca fiecare materie, fie ea teoretică sau practică, implică o parte executorie.

Exercițiile pot fi grupate în funcție de cel puțin doua criterii. Astfel, după forma, se pot grupa în exerciții orale, exerciții scrise, exerciții practice. După scopul și complexitatea lor, rezultă, în principiu, patru tipuri:

– exerciții de introducere într-un model dat sau exerciții introductive;

– exerciții de însușire sau consolidare a modelului dat;

– exerciții de legare a cunoștințelor și deprinderilor mai vechi cu cele noi;

– exerciții de creație sau euristice;

Exercițiul este metoda cea mai intim împletită cu toate celelalte metode de predare și învățare . Drept urmare, am putea afirma că fiecare dintre acestea se pot transforma în exercițiu, odată preluate de către elev, după modelul profesorului. Este lucrul care ne dovedește o dată în plus ca separarea netă a metodelor didactice este posibilă doar teoretic, nu însă și în practica utilizării lor.

3.2.1.7. Algoritmizarea

Algoritmizarea este o metodă care se bazează pe folosirea algoritmilor în actul predării cu scopul de a familiariza ii cu o serie de scheme procedurale (modele de acțiune), logice sau de calcul, care îi vor ajuta să rezolve o serie largă de sarcini de instruire. Metoda constă în formarea unor deprinderi de gândire și acțiune, de rezolvare de probleme sau luare de decizii generale și stabile, care vor permite elevilor rezolvarea unor sarcini din ce în ce mai complexe.

Algoritmii reprezintă un număr de indicații care prescriu succesiunea de operații care trebuie parcurse pentru obținerea unui rezultat. Ei pot fi grupați în mai multe categorii:

de rezolvare – care reprezintă reguli de rezolvare a unor exerciții sau probleme;

de sistematizare a materiei – care reprezintă reguli de ordonare logică a materiei și care permit analiza și sinteza cunoștințelor;

de consolidare a cunoștințelor – care permit perfecționarea unor deprinderi intelectuale sau de calcul;

de identificare – care permit sesizarea unei clase de probleme și realizarea unei clasificări sau sinteze;

de creație – care reprezintă tehnici de gândire divergentă productivă;

3.2.1.8. Problematizarea

Este denumită și predare prin rezolvare de probleme sau, mai precis, predare prin rezolvare productivă de probleme.

Este o metodă didactică ce constă din punerea în fața elevului a unor dificultăți create în mod deliberat, în depășirea cărora, prin efort propriu, elevul învață ceva nou. (C. Moise în Cucoș 2005, 159)

Școala românească a fost dintotdeauna axată pe transmiterea de cunoștințe de la profesor către elev.

Esența acestei metode constă în crearea, pe parcursul învățării, a unor „situații-problemă" și rezolvarea acestora de către elevi, pornind de la cunoștințe anterior însușite. Noile cunoștințe nu mai sunt astfel „predate" elevilor gata elaborate ci sunt obținute prin efort propriu.

O „situație-problemă" desemnează o situație contradictorie, conflictuală, ce rezultă din trăirea simultană a două realități: experiența anterioară (cognitiv-emoțională) și elementul de noutate și de surpriză, necunoscutul cu care se confruntă subiectul. (Cucos 2002, 296) Contradicția poate apărea între:

teorie și aspectele practice;

cazul general și un caz particular;

vechile cunoștințe și cerințele impuse de rezolvarea unei noi situații;

experiența emipirică și cunoștințele științifice etc. „Situațiile-problemă" pot lua naștere dacă:

se produce o tensiune intre achizițiile anterioare și noua situație;.

există dorința de a cunoaște sau explica noua situație ;

există condiții cognitive-emotiv-motivaționale de rezolvare;

există climat favorabil creativității și rezolvării de probleme.

Pașii învățării prin problematizare sunt:

Formularea problemei

confruntarea cu problema

perceperea și conștientizarea problemei

primii indici orientativi pentru rezolvare problemei

Studierea aprofundată

înțelegerea problemei

restructurarea datelor sale

Căutarea soluțiilor posibile la problema pusă:

Selectarea și actualizarea unor achiziții

Analiza condițiilor sarcinii problematice

Formularea ipotezelor de soluționare a sarcinii problematice

Verificarea ipotezelor emise

Descoperirea unor adevăruri, corelații, reguli, legități

Obținerea rezultatului final

Validarea soluției

Instruirea prin problematizare se poate realiza la diferite nivele:

expunerea problematizată de către profesor a materialului de învățat;

crearea de către profesor a unei situații problemă și rezolvarea ei de către elevi împreună cu profesorul;

crearea de către profesor a unei situații problemă și rezolvarea ei de către elevi în mod independent; sesizarea și rezolvarea problemei de către elevi.

Problematizarea este o metodă cu un înalt potențial formativ ce contribuie la dezvoltarea operațiilor gândirii, a capacităților creatoare, la cultivarea motivației intrinseci, la educarea independenței și autonomiei în activitatea intelectuală.

Acest tip de învățare dezvoltă cunoștințe și capacități într-un domeniu prin sarcini de lucru extensive, care promovează investigația și demonstrațiile autentice ale învățării prin rezultate și performanțe.

Problematizarea poate deveni un procedeu eficient de activare a elevilor în cadrul altor metode (expunere, demonstrație) sau poate căpăta o extindere mai mare în metoda studiului de caz (cazul este o problemă mai complexă).

Această metodă este pusă în valoare prin utilizarea TIC întrucât prezentarea „situației- problemă" și rezolvarea ei are un impact mult mai mare atunci când se utilizează astfel de resurse. Softurile educaționale reprezintă doar un exemplu în care TIC sprijină procesul de învățare prin problematizare.

3.2.1.9 Învățarea prin descoperire

Apare ca o întregire a metodei problematizării. Se evidențiază trei modalități principale de învățare prin problematizare și descoperire: modalitatea inductivă, modalitatea deductivă și modalitatea prin analogie.

Aplicarea acestei metode presupune parcurgea următoarelor etape:

confruntarea cu o situație problemă, etapă în care se manifestă interesul pentru căutare și explorare;

realizarea actului descoperirii, prin structurarea și interpretarea datelor, utilizarea operațiilor gândirii și evidențierea noului;

verbalizarea generalizărilor și formularea concluziilor;

exersarea în ceea ce s-a descoperit prin aplicarea celor descoperite în noi contexte situaționale.

Avantajele utilizării acestei metode sunt:

creează mediul favorabil unei activități intelectuale intense;

rezultatele descoperirilor reprezintă achiziții trainice, contribuind și la asigurarea motivației intrinseci;

contribuie la însușirea unor metode euristice, de descoperire;

permite monitorizarea progresiei învățării și schimbul informațional consistent de la elev la profesor.

Informatica își propune formarea unei gândiri algoritmice, sistematice și riguroase, care să promoveze creativitatea, să stimuleze imaginația și să combată rutina.

Integrarea TIC în aplicarea acestei metode constituie un avantaj, stimulând interesul elevilor pentru analiza și rezolvarea problemelor care izvorăsc din situații reale din diferite sfere ale vieții, alegerea structurilor de date pe care se mulează informația oferită de mediul înconjurător, stabilirea pașilor algoritmilor și programarea în sine.

Problemele propuse pot fi inspirate din viața cotidiană, din cunoștințele dobândite prin studiul altor discipline, din generalizarea unor probleme de informatică rezolvate anterior, probleme de perspicacitate, jocuri, etc.

Problematizarea și descoperirea fac parte dintre metodele formativ-participative, care solicită gândirea creatoare a elevului, îi pun la încercare voința, îi dezvoltă imaginația, îi îmbogățește experiența. Cele două metode sunt caracteristice unor lecții de aplicații practice de laborator.

Metoda învățării prin descoperire este frecvent aplicată în momentul în care sunt folosite programe utilitare, soft-uri de aplicație, integrându-se eficient TIC-ul în procesul educațional.

Folosind metoda învățării prin descoperire, se va lansa o provocare spre explorări și muncă individuală sau în echipă, prin documentare și activități aplicative, prin investigație științifică și tehnică.

3.2.1.10. Instruirea programată

Caracterizarea care i se potrivește cel mai bine ar fi: metoda multifuncțională, cuprinzând o înlănțuire de algoritmi, dar și de probleme de rezolvat, prezentate preponderent în forma verbală, dar și cu includerea unor aspecte intuitive.

Principiile instruirii programate, sunt:

1. Principiul pașilor mici. Materia de învățat se împarte în fragmente, până la nivelul de înțelegere al copiilor. Mărimea acestor pași poate să difere în funcție de nivelul la care s-ar afla cei care învăță.

2. Principiul răspunsului efectiv. Potrivit lui, pentru a se putea merge mai departe, nu sunt îngăduite golurile de răspuns sau ,,săriturile". Explicația se află în faptul că, de regulă, fiecare răspuns se sprijină pe rezolvarea altora anterioare lui.

3. Principiul confirmării imediate, care pretinde că, după fiecare răspuns formulat, elevul să-l confrunte cu lista sau "cheia" răspunsurilor exacte. Rostul acestei confirmări este de a informa elevul dacă poate sau nu să continue cu secvența următoare.

4. Principiul ritmului individual, reieșind din faptul că fiecărui elev i se poate pune la dispoziție programul de învățat, pe care îl parcurge în funcție de posibilitățile sale.

Programarea combinata interpune secvențe lineare și ramificate, în funcție de necesitățile învățării. Iar, în realitate, așa se petrec lucrurile cel mai frecvent, dată fiind alternarea, în învățământ, a situațiilor când elevul trebuie sa formuleze din memorie răspunsul sau sî discearnă varianta proprie și sa o aleagă corect.

Mijloacele utilizate în instruirea programată pot fi: fișele programate, manualele programate, mașinile de învățat, între acestea din urmă cele mai riguroase fiind calculatoarele, care, pe lângă afișarea programelor pe ecran, realizează și conducerea învățării,

Avantajele instruirii programate sunt susținute în legătura directă cu principiile enumerate: posibilitatea sporită de înțelegere, prin divizare, a materiei; înlăturarea inconvenientelor de ritm al învățării, dată fiind individualizarea; captarea treptată a independentei de către elev, de unde atenuarea măcar parțiala a efectului lipsei de cadre didactice, sau lipsei asistenței didactice în familia elevului; unii autori menționează chiar economia de timp, deși alții o neagă.

3.2.1.11. Metodele de simulare (jocul de rol)

Metoda presupune implicarea cât mai directă a participanților în situații și circumstanțe simulate ce poate lua forme foarte variate, începând cu jocurile de simulare, învățarea prin dramatizare, învățarea pe simulatoare, până se ajunge la asumarea și exersarea unor roluri reale, nesimulate.

Simularea face parte din categoria metodelor bazate pe acțiune practică. Ea constă în reproducerea / simularea în diferite moduri a unor situații, fenomene reale sau științifice. Practic este vorba de execuția unui model. Această metodă are avantajul de a-i pune pe elevi în situația de a participa la propria instruire. Utilizând simularea ca metodă didactică, se urmărește realizarea unei ambianțe cât mai asemănătoare cu cea reală, atât ca proces de executare cât și ca finalitate. Ușurează studierea și explicarea acțiunilor complexe, facilitează observarea părților și funcționarea lor, execuția operațiilor, formarea unor abilități tehnice specifice.

Literatura de specialitate clasifică simulărilor efectuate cu produse software și executate pe calculator, astfel:

° Simulare veritabilă care constă în execuția modelului. Elevul manipulează după propria voință variabilele pentru a studia în ce fel acestea afectează proprietățile obiectului/ fenomenului/ conceptului studiat.

° Pseudosimularea – simularea în care elevul răspunde unei solicitări făcute de calculator și după ce se execută calculele ce țin de model și natura simulării, va lua cunoștință de rezultat Prin asocierea modelului cu softul educațional și prezentarea acestuia sub forma unui film didactic reușita procesului instructiv educativ este garantată. Lecția simulată pe calculator vine în sprijinul profesorului, dar și al elevilor eliminând astfel unele bariere în ceea ce privește comunicarea și înțelegerea mesajului scris sau vorbit.

Softul educațional are ca principiu de bază – simularea. Pot fi găsite nenumărate exemple în lecțiile Ael.

Jocul de rol este o metoda activa de predare-invatare, bazata pe simularea unor functii, relatii, activitati, fenomene, sisteme etc. Elevii sunt priviti ca niste "actori" ai vietii sociale pentru care se pregatesc, în sensul ca ei în societate vor ocupa pozitii sau statusuri profesionale, culturale, stiintifice etc., pentru efectuarea carora este necesar sa "joace" anumite roluri corespunzatoare acestor statusuri, adica sa-si formeze anumite abilitati, atitudini, convingeri etc. De exemplu, un viitor muncitor, conductor, cadru didactic, medic, specialist intr-un domeniu oarecare trebuie ca odata cu cunostintele de specialitate sa-si formeze și tipuri de comportamente necesare abordarii, intelegerii și influentarii partenerilor de interactiune, altfel spus, este necesar sa invete rolul corespunzator statusului.

Metoda jocurilor de rol urmărește formarea comportamentului uman pornind de la simularea interactiunii ce caracterizeaza o structură, relatie sau situatie social de grup, prin distribuirea în randul participantilor la instruire a unui set de statusuri foarte bine precizate și relationate intre ele. Se remarca o serie de avantaje ale metodei:

– activizeaza elevii din punct de vedere cognitiv, afectiv, actional, punadu-i în situatia de a interactiona;

– interactiunea participantilor asigura un autocontrol eficient al conduitelor și achizitiilor;

– pune în evidenta modul corect sau incorect de comportare în anumite situatii;

– este una din metodele eficiente de formare rapida și corecta a convingerilor, atitudinilor și comportamentelor.

Predarea-învățarea cu ajutorul metodelor problematizării și descoperirii necesită utilizarea unor tehnici care să determine elevul să conștientizeze conflictul dintre informația dobândită și o nouă informație, implicându-l activ în acțiunea de descoperirea a unor noi proprietăți ale fenomenului/obiectului studiat.

3.2.2 Metode și tehnici moderne

3.2.2.1 Brainstorming

Nimic nu se critică, nimic nu se șterge, fără atitudini sau prejudecăți, cât mai multe idei!

Brainstorming-ul sau „evaluarea amânată” ori „furtuna de creiere” este o metodă interactivă de dezvotare de idei noi ce rezultă din discuțiile purtate între mai mulți participanți, în cadrul căreia fiecare vine cu o mulțime de sugestii. Rezultatul acestor discuții se soldează cu alegerea celei mai bune soluții de rezolvare a situației dezbătute.

Această metodă permite stimularea unor calități imaginative, a spontaneității, a toleranței, deblochează creativitatea prin amânarea examinării obiective a ideilor emise.

Ca metodă de discuție și de creație în grup, brainstorming-ul (brain = creier, storming = furtunos) a fost sistematizat în 1948 de către profesorul de la Universitateadin Buffalo (SUA), Alexander Osborn, care a preluat metoda din budismul Zen. Metoda urmărește găsirea celei mai adecvate soluții a unei probleme de rezolvat, printr-o mobilizare a ideilor tuturor participanților la discuție.Rezultatele experimentelor au fost publicate de Osborn în 1961 în lucrarea Applied imagination.

Metoda „asaltului de idei” sau „cascada ideilor” are drept scop emiterea unui număr cât mai mare de soluții, de idei, privind modul de rezolvare a unei probleme, în speranța că, prin combinarea lor se va obține soluția optimă. Calea de obținere a acestor idei este aceea a stimulării creativității în cadrul grupului, într-o atmosferă lipsită de critică, neinhibatoare, rezultat al amânării momentului evaluării. Altfel spus, participanții sunt eliberați de orice constângeri, comunică fără teama că vor spune ceva greșit sau nepotrivit, care va fi apreciat ca atare de către ceilalți participanți. Interesul metodei este acela de a da frâu liber imaginației, a ideilor neobișnuite și originale, a părerilor neconvenționale, provocând o reacție în lanț, constructivă, de creare a „ideilor pe idei.” În acest sens, o idee sau sugestie, aparent fără legătură cu problema în discuție, poate oferi premise apariției altor idei din partea celorlalți participanți.

Branistorming-ul se desfășoară în cadrul unei reuniuni formate dinr-un grup nu foarte mare (maxim 30 de persoane), de preferință eterogen din punct de vedere al pregătirii și al ocupațiilor, sub coordonarea unui moderator, care îndeplinește rolul atât de animator cât și de mediator. Durata optimă este de 20–45 de minute.

Specific acestei metode este și faptul că ea cuprinde două momente:

– unul de producere a ideilor

– momentul evaluării acestora (faza aprecierilor critice).

Regulile de desfășurare ale brainstorming-ului sunt următoarele :

Cunoașterea problemei pusă în discuție și a necesității soluționării ei, pe baza expunerii clare și concise din partea moderatorului discuției;

Selecționarea cu atenție a participanților pe baza principiului eterogenității în ceea ce privește vârsta, pregătirea, fără să existe antipatii;

Asigurarea unui loc corespunzător (fără zgomot), spațios, luminos, menit să creeze o atmosferă stimulativă, propice descătușării ideilor;

Admiterea și chiar încurajarea fomulării de idei oricât de neobișnuite, îndrăznețe, lăsând frâu liber imaginației participanților, spontaneității și creativității;

În prima fază, accentul este pus pe cantitate, pe formularea de cât mai multe variante de răspuns și cât mai diverse;

Neadmiterea nici unui fel de evaluări, aprecieri, critici, judecăți din partea participanților sau a coordonatorului, pentru a nu inhiba spontaneitatea și a evita un blocaj intelectual;

Construcția de „idei pe idei”;

Programarea sesiunii de brainstorming în perioada când participanții sunt odihniți și dispuși să lucreze;

Înregistrarea discretă, exactă și completă a discuțiilor de către o persoană desemnată special să îndeplinească acest rol (sau pe bandă)

Evaluarea este suspendată și se va realiza mai târziu de către coordonator;

Valorificarea ideilor ce provin după perioada de „incubație” într-o nouă sesiune, a doua zi participanții puntându-se reîntâlni;

toate ideile sunt „cunoștințe“, nici o sugestie nu se critică,

membrii grupului vor fi încurajați să construiască pe căile altora,

ideea-finală e „produsul“ întregului grup, toți membrii grupului participă la discuții,

calitatea e mai importantă decât cantitatea.

Pentru a iniția o sesiune de brainstorming , Zlate propune următoarele etape și faze:

1. Etapa de pregătire care cuprinde:

a) faza de investigare și de selecție a membrilor grupului creativ;

b) faza de antrenament creativ;

c) faza de pregătire a ședințelor de lucru; (pe scurt : reunirea unui grup preferabil eterogen de 5-12 persoane care timp de o oră dezvoltă cât mai multe idei pe o temă;)

2. Etapa productivă, de emitere de alternative creative, care cuprinde:

a) faza de stabilire a temei de lucru, a problemelor de dezbătut;

b) faza de soluționare a subproblemelor formulate;

c) faza de culegere a ideilor suplimentare, necesare continuării demersului creativ;

3. Etapa selecției ideilor emise, care favorizează gândirea critică:

a) faza analizei listei de idei emise până în acel moment;

b) faza evaluării critice și a optării pentru soluția finală.

Are loc o „perioadă de incubare“ (reflecție, evoluare, selecție a ideilor și soluțiilor; grupul evaluator poate fi compus din aceleași persoane care au emis ideile sau din alte persoane).

Avantajele utilizării metodei brainstorming sunt multiple. Dintre acestea enumerăm:

obținerea rapidă și ușoară a ideilor noi și a soluțiilor rezolvitoare;

costurile reduse necesare folosirii metodei;

aplicabilitatea largă, aproape în toate domeniile;

stimulează participarea activă și crează posibilitatea contagiunii ideilor;

dezvoltă creativitatea, spontaneitatea, încrederea în sine prin procesul evaluării amânate;

dezvoltă abilitatea de a lucra în echipă;

S-a constatat experimental că metoda îmbunătățește productivitatea unui grup antrenat pentru acest mod de lucru dar nu a unui grup constituit „ad-hoc“. Pedagogic, recomandarea e evidentă: cursanții trebuie în prealabil antrenați pentru utilizarea acestei metode.

3.2.2.2 Metoda cubului

Metoda cubului este o metodă de învatare prin cooperare ce presupune explorarea unui subiect din mai multe perspective, permițând abordarea complexă și integratoare a unei teme. Se recomandă, în general, parcurgerea următoarelor etape:

Realizarea unui cub pe ale cărui fețe sunt scrise cuvintele: DESCRIE, COMPARĂ, ANALIZEAZĂ, ASOCIAZĂ, APLICĂ, ARGUMENTEAZĂ.

Anunțarea subiectului pus în discuție.

Împărțirea clasei în șase grupe, câte una pentru fiecare față a cubului.

Există mai multe modalități de stabilire a celor șase grupuri. Modul de distribuire se poate face aleatoriu (fiecare grupă rostogolește cubul și primește ca sarcină de lucru perspectiva înscrisă pe fața de sus) sau poate fi decis de profesor, în funcție de anumite criterii care vizează responsabilitatea individuală și de grup, specializarea pe sarcini a membrilor echipelor și oportunități de grup.

Colaborarea și redactarea materialului la nivelul fiecărui grup.

Afișarea formei finale a materialelor astfel încât toți elevii să poată vizualiza rezultatele. Cunoașterea colaborativă reprezintă o modalitate de a genera cunoștințe prin coordonarea

unor activități comune în cadrul unui grup.

Integrarea TIC în aplicarea acestei metode conduce la alegerea unor produse care:

solicită gândirea elevului;

dezvoltă abilități de comunicare;

lărgește viziunea asupra temei;

oferă elevilor posibilitatea de a-și dezvolta competențele necesare unei abordări complexe a temei, deoarece presupune abordarea temei din mai multe perspective;

încurajează exprimarea punctelor de vedere individuale;

Soluțiile TIC, facilitează foarte mult colaborarea dintre elevi. Aceștia pot folosi Internetul pentru a găsi informații și pentru a realiza anumite sarcini.

Pentru a nu uita de unde au luat informațiile, profesorul îi poate învăța să folosească un sistem de bookmarking colaborativ (de exemplu, http://del.icio.us/) și să-și salveze link-urile către paginile sursă.

Elevii fiecărui grup pot realiza materialul comun utilizând GoogleDocs, documentele realizate pot fi uploadate pe platforma Moodle, fiecare elev își poate exprima punctul de vedere în legătură cu tema propusă în cadrul forumului dedicat acestei teme.

Metoda cubului este foarte bine susținută de TIC atunci când profesorul inițiază pe Wiki un proiect aferent temei la care să participe cele 6 echipe.

Wiki este o tehnologie Web 2.0 care se bazează pe principiul colaborării dintre mai mulți utilizatori cu scopul de a dezvolta un conținut comun.

Punctele slabe ale metodei sunt:

eficiența scăzută în grupurile mari;

imposibilitatea cuantificării exacte a contribuției fiecărui elev la rezolvarea sarcinii de lucru; Oportunitățile acestei metodei se identifică în:

stimularea creativității elevilor;

crearea unui mediu colaborativ;

Atunci când profesorul alege să folosească această metodă trebuie să țină cont de amenințările :

unii elevi pot domina grupul;

nu se realizează un echilibru la nivel de grup; se poate obține un randament scăzut al elevilor emotivi;

3.2.2.3.Învățarea prin colaborare și cooperare

Metoda consideră elevii ca membri ai unui grup, dar implică, de asemenea, fenomene precum negocierea sau partajarea înțelesurilor – inclusiv construirea și întreținerea conceptelor de sarcini – ce sunt realizate interactiv în procesele de grup. Acest tip de învățarea implică și învățarea individuală fără a fi reductibilă la ea.

TIC-ul oferă elevilor mari oportunități în direcția cooperării și colaborării cu colegii, tutori, experți, profesioniști, părinți, etc., facilitând și favorizând prin instrumentele sale schimbul de idei și discuții, dezvoltând spiritul critic, obiectivitatea și reflexiunea discursivă

Științele învățării ca întreg și-au modificat obiectivele de la viziunea îngustă a învățării individuale la incorporarea atât a învățării individuale, cât și a celei de grup. Trăsăturile dominate ale acestor metode sunt:

Transferul cunoștințelor și al informațiilor între profesori și elevi. Profesorii pot structura resursele (materiale pe suport electronic, mijloace audio-video etc.) necesare desfășurării activității propuse, pot organiza activitatea, pot sprijini elevii pentru a-și aduce o contribuție la activitate. Profesorii încurajează participarea colegilor, a părinților și a membrilor comunității în activitatea propusă. Astfel, profesorii furnizează informații elevilor și în același timp dobândesc ei înșiși noi cunoștințe, experiențe, strategii pe care elevii le produc în diferite situații de învățare.

Modificarea rolurilor profesorului și elevului. Metoda implică elevii în fixarea obiectivelor de învățare, în etapizarea activităților, în evaluarea procesului de învățare. Profesorii cooperanți încurajează elevii în a-și folosi propriile cunoștințe, în a le împărtăși cu colegii și a produce noi cunoștințe pe baza strategiilor de învățare folosite. Astfel, elevii sunt încurajați să cunoască opiniile fiecăruia, să-și dezvolte gândirea critică și creativă, să participe deschis la discuțiile pe tema propusă, devenind responsabilitate prin a-și planifica propria lui activitate. Profesorul devine mediator de cunoștințe, sprijinind elevii în a se conecta la noi surse de informații pentru îmbogățirea experienței lor, îi învață cum să învețe.

Formarea echipelor. Se realizează în funcție de următoarele repere: 1) obiectivele clare de grup; 2) responsabilitatea personală; 3) specializarea pe sarcini a membrilor echipelor; 4) adaptarea la nevoilor individuale; 5) oportunități de grup bine definite; 6) competiție în cadrul grupului; 7) lucrul de grup să fie bine structurat și cu o finalitate bine stabilită; 8) alegerea unei sarcini de grup bine definită, plurivalentă, suficient de complexă, lipsită de ambiguități, orientată spre scopuri sociale pentru a stimula activități și atitudini sociale, astfel încât să provoace interacția coordonată. Beneficiul utilizării acestor metode este dat de provocarea unei interacțiuni intense între participanți.

Avantajele utilizării acestor metode:

Elevii pot profita de pe urma faptului că trebuie să își coordoneze interacțiunile, explicându-și raționamentul și înțelegând modul celuilalt de a reacționa și argumenta.

Pot duce la un așa-numit conflict socio-cognitiv atunci când se confruntă cu informații noi sau contradictorii venite de la parteneri.

Stimulează procesele cognitive deoarece fiecare trebuie să își susțină punctul său de vedere cu argumente, să-și pună de acord informațiile cu cele ale partenerilor, să învețe să se asculte reciproc și să evalueze soluțiile posibile la probleme.

Se dezvoltă spiritul competitiv.

Se realizează depășirea sentimentului de izolare, a cărui apariție este posibilă într-un mediu de învățare bazat pe tehnologie, și poate contribui la dezvoltarea aptitudinilor sociale de comunicare. Sa constatat că unii elevi mai puțini la discuțiile din clasă sunt mult mai activi la discuțiile on-line, dispărând factorii inhibitori.

Se constată o influență pozitivă a motivației elevilor în ceea ce privește autoeficiența, conștientizarea scopului, învățării și evaluarea intrinsecă a sarcinilor de învățare. Factorii care generează aceste efecte sunt: impactul motivațional pozitiv al suportului dat de colegi în învățare, suportul dat de grup atunci când se confruntă cu dificultatea sarcinii, creșterea interesului elevilor față de materia subiect sau față de sarcina primită spre rezolvare, necesitatea de a explica propriile cunoștințe și de a le expune judecății grupului.

Asigură un climat afectiv pozitiv care induce majorității elevilor rezultate mai bune.

Activități specifice acestor metode:

munca independentă;

activități experimentale diferențiate;

documentarea urmată de dezbateri sau susținerea de referate;

realizarea unor portofolii;

realizarea unor dispozitive, albume, machete, planșe, prezentări, soft educațional, etc;

activități de evaluare asistate de calculator.

Dificultăți și factori de risc:

cooperarea și colaborarea nu se produce spontan fiind necesar un timp pentru formarea deprinderilor de lucru;

3.2.2.4.Fishbowl – tehnica acvariului

Tehnica „acvariului“ (fishbowl) presupune extinderea rolului observatorului în grupurile de interacțiune didactică.

Scaunele din încăpere se așează sub forma a două cercuri concentrice înainte ca studenții/elevii să intre în încăpere. Ei își aleg apoi locul preferat.

Cei din cercul interior primesc 8-10 minute pentru a discuta o problemă controversată (în prealabil au completat jurnalele de activitate cu răspunsuri la anumite întrebări legate de temă).

In discuție, clarifică și consolidează; discută aprins pe baza unor reguli evidente; orice idee trebuie susținută de dovezi; sunt de acord cu antevorbitorul și aduc argumente suplimentare; dacă nu sunt de acord, argumentez poziția mea.

Regulile pot fi extinse de comun acord. Cei din cercul exterior, între timp, ascultă ceea ce se discută în cercul interior; fac observații (scrise) referitoare la relații, consens, microclimat, conflict, strategii de discuție; ei completează niște fișe/protocoale de observare, specifice.

Apoi studenții își schimbă locurile (cercul interior trece în exterior și invers) – rolurile de observator/observat se inversează.

Este indicat să se abordeze, în discuție, o altă temă/problemă.

Rolul profesorului poate fi foarte variat: observator, participant, consultant, suporter, arbitru, reporter, ghid etc.

Tehnica are, prin urmare, infinite variante.

Ea reprezintă avantajele:

îmbină elemente din „tehnica mesei rotunde“,

dezbatere,

panel formal,

forum,

simpozion;

asigură un mediu controlat dar dinamic de discuție;

permite schimbarea „programată“ a perspectivei asupra rolului unui membru al grupului.

3.2.2.5 Mozaicul

Metoda "mozaic" este o metodă de învățare prin colaborare și are la bază împărțirea grupului mare de cursanti în mai multe grupe de lucru, coordonate de formator.

C. F. Herreid vorbește despre cercetările lui Harold Aarons în domeniul învățării prin cooperare, acest autor fiind cel care a propus numele de mozaic (jigsaw) pentru metoda în cauză. Metoda se bazează pe un principiu relativ simplu: fiecare dintre grupurile de studiu primește o parte specifică a unei probleme pe care trebuie să o trateze din punctul de vedere propriu. Pentru ca acest lucru să se îndeplinească, ei devin „experți" în această parte a problemei. În timpul în care membrii unuia dintre grupuri desfășoară un astfel de proces, membrii celorlalte grupuri se află într-un proces similar, doar că ei trebuie să devină „experți" într-o altă parte a problemei (aceasta din urmă a fost divizată de la bun început de către profesor într-un număr egal de „părți" cu numărul grupurilor implicate în respectiva activitate). Fiecare grup ia cunoștință și se focalizează doar pe partea care i-a fost atribuită de către instructor. În momentul în care grupurile consideră că membrii proprii au atins gradul de expertiză necesar, instructorul dispune o redispunere a întregului colectiv de cursanți: noile grupuri formate vor conține câte un „expert" din fiecare dintre grupurile anterioare (în acest mod se reasamblează problema). În acest mod se constituie „mozaicul", din părți ale aceleiași probleme care trebuie, printr-un efort a noilor grupuri constituite să se armonizeze și să funcționeze ca un întreg.

Implementarea metodei se poate realiza prin utilizarea instrumentelor TIC de comunicare, prin intermediul unui forum de discuții care permite elevilor să intre inițial în contact cu un grup de alți colegi (ales aleatoriu) și prin intermediul forumului învață un text, împreună, prin cooperare. Apoi acest forum se închide și el este alocat altui grup de discuții unde se formează mozaicul (fiecare dintre cei ce compun noul grup au învățat câte o bucată a mozaicului). Din acest moment mozaicul decurge ca și în maniera tradițională.

Avantaje ale folosirii metodei:

Are caracter formativ.

Stimulează încrederea în sine a participanților

Dezvoltă abilități de comunicare argumentativă și de relaționare în cadrul grupului.

Dezvoltă gândirea logică, critică și independentă.

3.2.2.6 Metoda proiectului

Învățarea bazată pe proiecte este un model de instruire centrat pe elev. Acest tip de învățare dezvoltă cunoștințe și capacități în domeniul informaticii prin sarcini de lucru extensive, care promovează investigația și demonstrațiile autentice ale învățării prin rezultate și performanțe. Educația prin metoda proiectului este orientată de întrebări cheie ale curriculumului care fac legătura între standardele de performanță (obiective de referință și competențe specifice), capacitățile cognitive de nivel superior ale elevilor și contexte din viața reală. Unitățile de învățare care utilizează metoda proiectului includ strategii de instruire variate, menite să îi implice pe elevi indiferent de stilul lor de învățare. Disciplinele informatice, prin esența lor, conduc spre dezvoltarea de proiecte, ca o finalitate a procesului de predare-învățare. Tehnologia este utilizată tot pentru a sprijini învățarea și documentarea în realizarea produsului finit. Pe întreg parcursul desfășurării proiectului, sunt incluse diferite metode de evaluare pentru a asigura calitatea activităților de învățare.

Proiectul are obiective operaționale clare, care sunt în conformitate cu standardele de performanță (obiectivele de referință și competențele specifice) și se concentrează pe ceea ce trebuie să știe elevii ca rezultat al activităților de învățare. Concentrându-se pe obiective, profesorul definește în planul de evaluare modalitățile corespunzătoare prin care elevii demonstrează ceea ce au învățat și organizează activitățile de învățare și procesul de instruire.

Activitățile proiectului au drept rezultat produsele elevilor și performanțe legate de sarcini realizate de aceștia, precum prezentările convingătoare, care demonstrează că au înțeles obiectivele operaționale și standardele de performanță.

Introducerea unei unități de învățare bazate pe un proiect se realizează prin intermediul unor întrebări care exprimă idei importante și durabile, cu un caracter transdisciplinar. Elevii sunt provocați să cerceteze mai în profunzime subiectul cu ajutorul întrebărilor de conținut, care se concentrează pe obiectivele operaționale și pe standarde de performanță. Există trei tipuri de întrebări cheie ale curriculumului: esențiale, specifice unității de învățare și specifice conținuturilor. Întrebările esențiale au un caracter general și sunt întrebări deschise care abordează idei importante și concepte durabile pe care oamenii se străduiesc să le înțeleagă. Acestea depășesc de multe ori granița unei singure discipline și îi ajută pe elevi să vadă legătura dintre subiecte. Întrebările unității sunt direct legate de proiect și sprijină investigațiile cu privire la întrebarea esențială. Acestea ajută la demonstrarea înțelegerii de către elevi a conceptelor de bază ale proiectului. Întrebările de conținut au mai mult un caracter factual și sunt conforme standardelor de performanță.

Proiectele au relevanță pentru viața elevilor și pot implica reprezentanți ai comunității sau experți din exterior, care asigură un context pentru învățare.

Cu ajutorul tehnologiei, elevii au un control mai mare asupra produselor finale, precum și posibilitatea de a personaliza aceste produse. Elevii pot depăși limitele sălii de clasă colaborând cu alți elevi aflați la distanță prin intermediul email-ului sau al propriilor site-uri sau prezentându-și rezultatele învățării cu ajutorul instrumentelor multimedia. Activitățile proiectului sprijină dezvoltarea atât a capacităților cognitive, cât și a celor metacognitive, precum colaborarea, auto- monitorizarea, analiza datelor sau evaluarea informațiilor. Pe parcursul proiectului, întrebările cheie ale curriculumului îi provoacă pe elevi să gândească și să facă legătura cu concepte care contează în lumea reală.

Organizarea activităților de realizare a proiectelor presupune din partea profesorului următoarele activități:

Stabilirea titlului: profesorul poate să decidă tema proiectului sau poate să permită elevilor să o facă

Stabilirea grupelor de lucru: se va face de către profesor după consultarea prealabilă a elevilor Stabilirea timpului de lucru: profesorul trebuie să proiecteze atât timpul alocat elevilor pentru realizarea proiectului cât și timpul pentru prezentarea și evaluarea proiectelor

Stabilirea obiectivelor și a competențelor vizate

Ghidarea activității: presupune îndrumarea elevilor cu privire la rolul și sarcinile de lucru ale fiecăruia, indicații la părțile pe care elevii nu știu să le dezvolte, indicarea de bibliografie suplimentară

Evaluarea: profesorul decide criteriile după care vor fi evaluați elevii

Avantajele învățării prin metoda proiectului sunt:

Încurajarea spiritului investigativ și a gândirii de nivel superior (Thomas, 1998)

participare mai bună, sporirea încrederii în sine și ameliorarea atitudinii cu privire la învățare (Thomas, 2000)

Achizițiile în domeniile cunoașterii sunt egale sau mai bune decât cele generate de alte metode, iar elevii implicați în proiecte își asumă o responsabilitate mai mare în ceea ce privește propriul studiu decât pe parcursul activităților didactice tradiționale (Boaler, 1999; SRI, 2000)

Oportunități de formare a unor competențe complexe, cum ar fi capacități de gândire de nivel superior, rezolvare de probleme, abilități de colaborare și competențe de comunicare (SRI)

Accesul la o gamă mai largă de oportunități de învățare în clasă, constituind o strategie de implicare a elevilor care provin din diverse medii culturale (Railsback, 2002) Învățarea prin metoda proiectului este un model de instruire care implică elevii în investigarea unor probleme captivante.

Proiectele care oferă mai multe oportunități de învățare pot fi semnificativ diferite în ceea ce privește aria tematică sau scopul și pot fi aplicate la clase diferite și la mai multe niveluri de studiu. Proiectele angajează elevii în roluri active, cum ar fi: luarea deciziei, investigare; documentare

Proiectele servesc obiective operaționale specifice, semnificative. Proiectele nu reprezintă abateri de la programa școlară, activități suplimentare sau activități cu o temă comună. Curriculumul prin proiecte este orientat de întrebări importante care leagă obiectivele operaționale și gândirea de nivel superior a elevilor cu viața de fiecare zi. Elevii își asumă deseori roluri din viața reală și trebuie să îndeplinească sarcini pline de semnificație.

În timp ce lucrează la proiecte, elevii își dezvoltă competențe pentru lumea reală, corespunzătoare secolului XXI – multe din acestea fiind solicitate de angajatorii din zilele noastre – cum ar fi capacitatea de a: colabora; lua decizii; avea inițiativă; rezolva probleme complexe; comunică eficient.

Din categoriile de proiecte care pot fi dezvoltate la disciplinele informatice amintim:

Complemente de informatică (teme studiate la clasă care pot fi aprofundate sau extinse)

Aplicații din viața cotidiană (baze de date)

Probleme interdisciplinare

Jocuri

Softuri educaționale

Web design

La disciplina Informatică, metoda proiectului poate fi utilizată la toate clasele, indiferent de profil

3.2.2.7 Jocurile de spargerea ghetii – Ice Breacking

Aceasta metoda este metoda jocurilor educative. Metoda jocurilor educative reușește să stabilească un echilibru în activitatea elevilor, fortificând energiile intelectuale și fizice ale acestora. Jocul devine o prezență indispensabilă în ritmul muncii școlare, iar profesorul reușește să afle povestea fiecărui elev.

Tipuri de jocuri:

1. jocuri de introducere:

„Cine suntem?”

Elevii trebuie să se prezinte cu ajutorul a cinci cuvinte. De exemplu: eu sunt calm, răbdător, jucăuș, drăguț, sincer.

2. jocuri pentru dezvoltarea comunicării nonverbale:

„Exprimă sentimentul”

Pe o bucată de hârtie sunt descrise sentimente, după care sunt introduse într-o căciulă din care fiecare elev extrage una. Fiecare elev trebuie să prezinte sentimentul, emoția respectivă cu ajutorul mimicii, gesturilor și al posturii, iar colegii trebuie să ghicească ce sentiment a fost prezentat. La sfârșit se poate discuta despre situații reale de viață în care apar sentimentele, diferențele de exprimare care pot apărea.

3. jocuri pentru dezvoltarea autocunoașterii, autoevaluării, imaginii de sine, exprimării verbale și autoafirmării:

„Cartea mea de vizită”

Se folosesc creioane colorate, carton sau hârtie colorată. Se cere elevilor să deseneze un simbol despre ei care îi caracterizează. Agățând pe piept „cartea de vizită”, elevii se așază în cerc și își prezintă aceste simboluri explicând fiecare în parte de ce a ales acest simbol și ce reprezintă.

„Îmi placi, pentru că…”

Elevii sunt luați pe rând și colegii spun despre ei câte o trăsătură pozitivă. Propozițiile pot începe astfel: „Îmi placi pentru că …”, „Îmi place la tine faptul că …”, „Îmi place când …”, etc.

4. jocuri pentru dezvoltarea capacității de cooperare-colaborare:

„Oglinda”
Elevii se așază în perechi, stând față în față. Unul este „oglinda” și imită gesturile partenerului care se mișcă încet, fără să vorbească. După un minut se schimbă rolurile. După joc se discută: când a fost mai plăcut, fiind oglinda sau stând în fața oglinzii?

Cum și-a dat seama? În ce măsură au reușit să fie spiriduși? Cum s-au comportat cu celălalt?.

5. jocuri de dezvoltare a creativității, fanteziei și imaginației:

„O nouă zi”

Ce ar fi dacă săptămâna nu ar conține șapte zile, ci opt? Cum s-ar numi a opta zi, ce caracteristici ar avea? Ar fi zi lucrătoare sau nu, cine și-ar sărbătorii ziua onomastică, ce evenimente importante s-au petrecut de-a lungul timpului în ziua respectivă, etc?

6. jocuri de încheiere:

„Cadoul”
Fiecare elev va primi o foaie de hârtie, pe care va trebui să deseneze un cadou unui membru din grup, ales de el. După terminarea desenelor se împarte „poșta”, așezând desenele pe scaunele destinatarului. Se prezintă cadourile primite.

Utilizarea jocurilor ca metodă de învățare nu este lipsită de dificultăți întâmpinate de elevi: dificultăți de ordin cognitiv, dificultăți de atitudine, de ordin psihosocial, dificultăți de reglaj/autoreglaj, dificultăți de ordin tactic, dificultăți de adaptare s.a..

Metodele activ-participative dezvoltă gândirea critică a elevilor. Învătarea devine eficientă iar cunostintele nou însusite pot fi aplicate în alte situatii sau în rezolvarea unor probleme (sarcini de lucru). În acest fel elevul participă activ la procesul de învătare care se îmbunătăteste considerabil în momentul în care scolarii folosesc un repertoriu de gândire și experienta lor anterioară.

Se recomandă folosirea extensivă, dar nu exclusivă a instrumentelor TIC în predarea disciplinelor informatice. Acestea din urmă au un caracter profund aplicativ. Locul ideal de desfășurare a unei lecții de informatică sau TIC este laboratorul de informatică. În cazul în care lecțiile se desfășoară într-o sală de clasă obișnuită, profesorul are totuși posibilitatea să utilizeze instrumente TIC. El poate aduce la clasă un laptop, un proiector și un ecran susținând astfel lecția la parametri calitativi superiori, prin prezentări și demonstrații frontale.

În laboratorul de informatică conectat la Internet, întreaga gama de metode și mijloace poate fi utilizată.

3.3 Mijloace de învățământ

Într-o definiție primară, mijloacele tehnice de instruire sunt considerate ansambluri de procedee mecanice, optice, electrice și electronice – de înregistrare, păstrare și transmiterea informației.

Mijloacele de învățământ reprezintă ansamblul de obiecte, instrumente, produse, aparate, echipamente și sisteme tehnice care susțin și facilitează transmiterea unor cunoștințe, formarea unor deprinderi, evaluarea unor achiziții și realizarea unor aplicații în cadrul procesului instructiv-educativ.

În literatura pedagogică românească, mijloacele tehnice de instruire sunt definite ca ansamblu al mijloacelor de învățământ cu suport tehnic și care pretind respectarea unor norme tehnice de utilizare speciale, respectiv echipamentele tehnice-aparatele dispozitivele, mașinile, utilajele, instalațiile utilizate în procesul didactic.

Clasificarea mijloacelor tehnice de instruire, se face în funcție de analizatorul solicitat precum și de caracterul sistemic sau dinamic al celor prezentate. În funcție de aceste criterii, întâlnim următoarele mijloace tehnice de instruire :

– mijloacele tehnice vizuale : retroproiectorul, hărți, fișe de lucru;

– mijloacele tehnice auditive : radioul, casetofonul, etc.

– mijloacele tehnice audio-vizuale : video-player, tv, calculatorul;

Sintagma ,,mijloace tehnice de instruire" include ansamblul cerințelor pedagogice de utilizare eficienta a lor, în următoarele scopuri didactice:

– sensibilizarea elevilor în vederea desfășurării activității didactice ;

– sprijinirea perceperii noului de către elevi ;

– comunicarea, transmiterea, demonstrarea/ilustrarea noului;

– înțelegerea noului de către elevi;

– aplicarea și exersarea noilor cunoștințe teoretice și practice;

– fixarea și consolidarea noilor cunoștințe și competente;

– verificarea și evaluarea cunoștințelor și abilitaților elevilor.

De altfel, utilitatea mijloacele tehnice moderne consta, în principal, în ușurința de a recrea în permanenta situația educațională, prin includerea în câmpul educației a noilor achiziții din domeniul științelor educației.

Cele mai importante caracteristici ale mijloacelor tehnice de instruire, care le conferă valoarea pedagogica si, totodată anumite limite în utilizare, sunt următoarele:

Flexibilitatea sau adaptabilitatea, reprezintă trăsătura care se referă la posibilitățile de adaptare la necesitățile de moment.

Generalitatea reprezintă o proprietate asociată flexibilității și se referă la posibilitatea de a codifica în diferite forme, informațiile mesajelor transmise spre receptorul uman.

Paralelismul este proprietatea care se referă la posibilitatea utilizării simultane a aceluiași mijloc în mai multe scopuri sau de către mai mulți utilizatori, în aceeași unitate de timp.

Accesibilitatea este o proprietate a mijloacelor tehnice determinata de complexitatea lor și de ușurința cu care ele pot fi utilizate. Firește, cu cat un mijloc tehnic este mai complex, cu atât accesul utilizatorilor depinde în mai mare măsura de programe speciale de instruire pentru cunoașterea și mânuirea aparatelor.

Siguranța și funcționare este reprezintă o caracteristică aflata în corelație cu fiabilitatea și întreținerea și se refera la respectarea anumitor reguli și operații la punerea în funcțiune, la utilizarea și la oprirea aparatelor.

Având în vedere proprietățile mijloacelor tehnice, se poate spune că, pentru stabilirea calității mijloacelor tehnice de instruire, se iau în considerare, simultan, patru categorii de factori, pe care trebuie să-i aibă în vedere atât cei care le produc, cat și cei care le utilizează. Este vorba de factori pedagogici – notați cu P, tehnici – notați cu T, economici – notați cu EC și ergonomici – notați cu Er. Astfel, calitatea mijloacelor tehnice de instruire – notată cu Cmi este funcție de aceste categorii de factori.

Desigur că, profesorul este acela care proiectează și creează situații didactice în care se utilizează mijloace de învățământ, organizează și îndrumă activitatea elevului, ajutându-1 să învețe. Procesul învățării nu are la bază simpla percepție, ci el presupune activitatea intelectuală efectivă a elevului. Prin urmare, soft-urile prezentate o dată cu utilizarea mijloacelor de învățământ, nu sunt simple materiale intuitive care să fie observate de elevi; ele își îndeplinesc funcția didactică numai dacă sunt utilizate efectiv de aceștia. Altfel spus, eficiența oricărui mijloc de învățământ presupune asigurarea caracterului complementar al predării – învățării.

Utilizarea unui singur mijloc de învățământ, indiferent din ce categorie face parte și indiferent cat de bine conceput și realizat ar fi el, nu poate da maximul de eficiență. Mijloacele de învățământ trebuie selectate, utilizate și îmbinate în funcție de contextul pedagogic concret, respectiv de celelalte elemente constitutive ale strategiilor didactice: sistemul de metode didactice, formele de organizare a activității didactice etc. Un mijloc de învățământ nu este eficient în sine, ci numai ca element component al unui sistem de mijloace de învățământ, care se sprijină reciproc și care se integrează într-o strategie de instruire sau autoinstruire coerentă.

Eficienta mijloacelor tehnice de instruire depinde, în mare măsură, de pregătirea profesorului, de nivelul la care el stăpânește materialul ce urmează a fi utilizat, de măsura în care este familiarizat cu aparatele în același timp fiind necesară și pregătirea elevilor pentru a utiliza în activitatea lor, suporturile audio-vizuale.

Elevii nu poseda capacitatea de a ,,lectura" dintr-o simplă privire o imagine, fie ea chiar simplă. Profesorul este acela care urmează să orienteze și să focalizeze atenția elevilor asupra aspectelor esențiale ale conținuturilor transmise, în funcție de scopul secvenței educative respective: identificarea anumitor elemente, descrierea componentelor prezentate, interpretarea unei imagini etc.

Indiferent de mijloacele tehnice utilizate, procesul instructiv-educativ presupune și momente de conversație profesor-elevi și elevi-elevi, discuții de grup, jocuri de simulare, adică asigurarea unor condiții interactive între elevi, profesor și mijlocul tehnic folosit. Pentru ca strategia didactică bazată pe utilizarea unui mijloc tehnic de instruire sa fie eficientă, este necesar ca informațiile transmise cu ajutorul mijloacelor tehnice și fie supuse unor prelucrări, interpretări, restructurări, să se realizeze verbalizări, corelații etc., iar noile cunoștințe să fie integrate în sistemul cognitiv al elevilor.

De aceea, este necesară pregătirea clasei în vederea perceperii eficiente a mesajului audio-vizual. Aceasta pregătire constă într-o discuție prealabilă cu elevii, în cadrul căreia se reactualizează ceea ce elevii cunosc deja despre subiectul discutat, se precizează ideea fundamentală pe care o transmite mesajul „ formulează câteva întrebări la care elevii vor căuta răspunsuri în timpul perceperii mesajului. Este important ca profesorul să formuleze întrebări ,,de descoperire", pentru a obliga elevii să gândească și să asimileze în mod conștient informațiile. În comentariile sale, profesorul nu se va limita la simpla descriere și nici nu va epuiza explicațiile; dimpotrivă le va lăsa elevilor o zonă de necunoscut și de investigare în legătură cu imaginile prezentate, oferind, dacă este necesar – puncte de sprijin.

Asigurarea condițiilor interactive între profesor, elevi și mijloacele tehnice utilizate, vizează creșterea eficientei procesului de învățare prin:

– aprofundarea proceselor de analiză și sinteză;

– clarificarea aspectelor insuficient sesizate prin lectura imaginii ;

– asigurarea pătrunderii prin gândire a celor receptate ;

– formarea la elevi a unei viziuni de ansamblu asupra celor studiate ;

– integrarea noilor cunoștințe în sistemul cognitiv propriu al elevilor.

Selectarea și utilizarea corecta a mijloacelor de învățământ sunt condiționate de cunoașterea funcțiilor pedagogice, dintre care, amintim:

– Funcția de instruire;

– Funcția de motivare a învățării și de orientare a intereselor profesionale ale elevilor;

– Funcția demonstrative ;

– Funcția formativa și estetică;

– Funcția de școlarizare substitutivă sau de realizare a învățământului la/de la distanță;

– Funcția de evaluare a randamentului elevilor;

Mijloacele de învățământ pot fi grupate în doua mari categorii:

a) mijloace de învățământ care cuprind mesajul didactic:

– obiecte naturale, originale – animale vii sau conservate, ierbare, insectare, diorame, acvarii, materiale

– suporturi figurative și grafice – harți, planșe, albume, panouri;

– mijloace simbolic-raționale – tabele cu formule sau simboluri, planșe cu litere, cuvinte, scheme structurale sau funcționale;

– mijloace tehnice audiovizuale – diapozitive, filme, suporturi audio și/sau video;

b) mijloace de învățământ care facilitează transmiterea mesajelor didactice :

– instrumente, aparate și instalații de laborator;

– echipamente tehnice pentru ateliere;

– instrumente muzicale și aparate sportive;

– mașini de instruit, calculatoare și echipamente computerizate;

– jocuri didactice obiectuale, electrotehnice sau electronice;

– simulatoare didactice, echipamente pentru laboratoare fonice;

Aceasta clasificare are un caracter relativ și, nu de puține ori, mijloacele care cuprind mesaj didactic sunt și suporturi pentru facilitarea transmiterii noilor cunoștințe, după cum și suporturile însele induc, direct sau indirect, mesaje educaționale.

Selecția, stabilirea și integrarea mijloacelor de învățământ în cadrul unei lecții se realizează prin racordarea permanentă a acestora la obiectivele instruirii, la conținuturile concrete ale unităților de învățare/lecțiilor, la metodele și procedeele didactice.

3.4 Forme de organizare a procesului de învățământ

Practica didactică a identificat trei moduri de organizare a activității didactice, în funcție de maniera de desfășurare, fiecare configurând conținuturi, relații, suporturi și resurse specifice: activități frontale, activități de grup și activități individuale.

Activitățile frontale cuprind: lecția, seminarul, laboratorul, activitățile în cabinetele pe specialități, vizita, excursia, spectacolul etc.

Predarea frontală se bazează pe principiul tratării nediferențiate, al muncii egale cu toți elevii din aceeași clasă.

Predominantă este aici activitatea profesorului, bazată exclusiv pe expunere, pe transmitere de cunoștințe unei clase întregi de elevi, ceea ce reduce învățarea la achiziționarea pasivă de cunoștințe și limitează foarte mult activitatea colectivă propriu-zisa. Motiv pentru care cei mai buni profesori se dezic, în multe feluri, de ea.

Este adevărat, elevii urmăresc aceleași scopuri, numai ca identitatea de scopuri nu este totuna cu comunitatea de scopuri; identitatea de sarcini nu este tot una cu rezolvarea prin eforturi comune a acestora.

Într-o asemenea situație, elevii execută în același timp și în același sistem, aceleași sarcini, dar fiecare lucrează strict individual, fără a se stabili legături de interdependență între ei. Comunitatea între colegi și posibila învățare prin cooperare sunt reduse la maximum, ele având loc numai în afara predării, în pauze și în timpul liber. Aflați în raporturi de dependența fața de profesor, ei rămân, oarecum, unii față de ceilalți.

Totuși, această formă de activitate este de preferat atunci când se intenționeaza expunerea unor noțiuni fundamentale, sintetizarea unei informații mai cuprinzătoare, efectuarea unor demonstrații, sensibilizarea și câștigarea adeziunii pentru o idee, ori atunci când se caută modelarea unor opinii și atitudini prin abordarea unor teme profund caracter emoțional-educativ.

Organizarea frontală a activității elevilor care presupune, îndrumarea și controlarea activității tuturor elevilor din clasă, simultan, într-un anumit interval de timp, în conformitate cu obiective educaționale comune.

Activitățile de grup dirijate cuprind: consultații, meditații, exerciții independente, vizita în grupuri mici, cercul de elevi, întâlniri cu specialiști (oameni de știință, scriitori), concursuri și dezbateri școlare, sesiuni de comunicări și referate, reviste școlare.

Grupul permite elevului să-și dezvăluie multe aspecte ale lui însuși și concomitent, să perceapă diferite fapte al altora, de aici rezultând o îmbunătățire a imaginii de sine.

Grupele sunt alcătuite, de obicei, din 3-8 elevi și pot fi omogene –micro-colectivități formale, respectiv alcătuite după criterii bine stabilite în prealabil și cu o structură precisă (de exemplu, elevi cu același nivel de pregătire la disciplina respectivă, cu aceleași nevoi educaționale, cu aceleași interese sau motivații) sau neomogene/ eterogene – micro colectivități informale, respectiv constituite prin inițiative spontane, individuale, după preferințele elevilor și care au un coordonator.

Activitățile individuale cuprind studiul individual, efectuarea temelor pentru acasă, studiul în biblioteci, lectura suplimentara și de completare, întocmirea de proiecte, referate, desene, scheme, alte lucrări scrise, comunicări științifice, alte proiecte practice.

Formele individuale de activitate pun accentul pe munca independentă, fară supraveghere directă și consultantă din partea profesorului. Ele își găsesc o triplă justificare în datele psihologiei, sociologiei și pedagogiei.

Psihologic – învățarea este, prin natura ei, individuală. Acasă sau în școală, o bună parte din învățare se realizează prin studiu individual și independent. Deși, o clasă de elevi este supusă acelorași experiențe, procesul de învățare este relativ diferit pentru fiecare în parte, pentru că fiecare se angajează cu propria experiență anterioară, cu propriile sale potențialități, cu propria istorie a devenirii sale în procesul învățării; în plus, indivizii nu învață – nici aceleași lucruri, nici în același ritm.

Din punct de vedere sociologic – studii și cercetări recente întăresc ideea că „…marea temă specifică pentru sfârșitul secolului al XX-lea este triumful individului…", că, după o lungă perioadă de amenințare a totalitarismului, „…individul este acum, în prejma sfârșitului de mileniu, mai puternic ca oricând". Intrăm, așadar, într-o eră a individualității. Este vorba de o filosofie etică, prin care individul este înălțat la un nivel global", cultivarea personalității umane devenind o cerință contrară tendințelor de omogenizare, de uniformizare.

Pe acest fundal, al unei perioade noi, în care forța de creație și de comunicare a individului este în evidentă creștere, în care forța personalității individuale devine o necesitate cardinală, este natural ca efortul, autonom de învățare să fie în creștere.

În ordine psiho – pedagogică, promovarea formelor individuale își găsește justificare în orientările și tendințele actuale imprimate evoluției învățământului, o evoluție marcată de trecerea de la un învățământ bazat predominant pe transmitere de cunoștințe spre unul axat pe exercițiul forțelor mintale, de la un învățământ intelectualist la unul centrat pe forme active de învățare, în care efortul gândirii se îmbină cu acțiunea practică.

Condițiile noi de învățare atrag după ele forme noi de organizare a învățării și a muncii, de natură să pună mai bine în valoare potențialitățile fiecăruia dintre elevi.

O serie de tehnici noi de învățare prin descoperire, prin rezolvări de probleme se însușesc cel mai bine în cadrul activităților individuale și de echipă.

Totodată, creșterea cerințelor de învățare continua (educație permanentă) și de autoinstruire, fac necesară deprinderea elevilor cu studiul independent și intensificarea acestei modalități de lucru.

Instruirea bazată pe forme de muncă individuale se poate realiza prin:

• studiu independent (studiu auto-dirijat, semi- autodirijat);

• învățare programată;

• învățare asistată de calculator;

• adoptarea unui sistem tutorial, învățare deplină" (de tipul un profesor — 3-4 elevi);

• planuri de activitate individuală;

• elaborări de proiecte;

• activități de cercetare;

• programe individualizate auto-propuse (autonome);

• programe puternic independente etc.

Organizarea individuală a activității elevilor se asigură în doua categorii de situații educaționale diferite:

– în situațiile în care profesorul îsi exercită influențele educative asupra unui singur elev (formă care se menține în educația estetica, muzicală, fizică, în învățământul special, în cazul consultațiilor, meditațiilor și al activităților independente, desfășurate cu sau fără ajutor partea cadrului didactic)

– în situațiile în care fiecare elev realizează sarcinile de instruire mod independent de colegii săi, cu sau fără sprijin din partea profesorului sau se autoinstruiește.

Se impune aici precizarea că termenii "individual" și "independent" nu sunt superpozabili. Activitatea individuala a elevilor poate fi independentă – atunci când elevii rezolvă sarcinile fără ajutor/ sprijin din partea profesorului sau îndrumată de către profesor, în timp ce activitatea independentă poate, fi individuala și pe grupe și presupune auto-informarea elevilor, autoorganizarea și auto-învățare.

Există mai multe variante de organizare individuală a activității elevilor: cu sarcini de instruire comune pentru toți elevii, cu teme diferențiate pe grupe de nivel, cu teme diferite pentru fiecare elev. În acest ultim caz, activitatea se numește individualizata sau personalizată, pentru că ține cont de particularitățile fizice și psihice ale fiecărui elev, de nivelul pregătirii sale, aptitudinile lui, de nevoile lui educaționale.

Cele trei forme de desfășurare a activității didactice sunt complementare și se pot desfășura concomitent, în funcție de obiectivele și conținutul didactic. Dintre ele, lecția este considerata cea mai importanta, fiind cea mai eficienta forma de organizare a activității de predare – învățare – evaluare. Totuși profesorul va organiza activitățile didactice astfel încât sa sporească șansele de reușita a atingerii obiectivelor propuse, adoptând o varietate de activități la specificul și potențialul elevilor săi.

În concluzie, se poate spune că fiecare dintre formele amintite prezintă evidente avantaje, dar și unele dezavantaje. Dezavantajele uneia pot fi, însă, compensate prin avantajele alteia

3.5 Interacțiunea obiective – conținuturi-strategii în instruirea școlară

Orice act instructiv-educativ performant impune și tinde spre o forma optimala de planificare. Orice efort în acest sens vizează coordonatele active, dinamice ale activității, adică zona tehnologiei și strategiilor didactice.

Pedagogii susțin ca "variabila cu cea mai puternica forța de influențare asupra adoptării unei anume strategii de instruire este relația didactica dintre scop – conținut – metode/mijloace. Aceasta triada constituie axul generativ al întregului demers pragmatic al conduitei metodologice a majorității profesorilor.

Educatorul ajunge în timp la un adevărat repertoriu de strategii didactice experimentând și aplicându-le diferențiat. Relația dintre obiective, conținuturi și strategii conferă specificitatea unui program de instruire. Strategia are un caracter normativ în sensul ca sugerează un traseu general de parcurs, dar totodată ea nu este un traseu unic și definitiv, deoarece ea nu exclude modificări și ajustări în raport de derularea procesului și de obiectivele propuse. Strategia, fiind legata de obiective operaționale și conținuturi școlare, are implicații directe privind performanta școlară, deoarece rezultatele școlare sunt dependente de modul de aplicare și dirijare de către profesor a interacțiunilor dintre strategiile didactice și obiectivele didactice.

O strategie didactică prescrie modul în care elevul este pus în contact cu conținutul de învățare, adică traiectoria pe care urmează sa-i fie condus efortul de învățare. Ea conferă soluții de ordin structural procedural cu privire la proiectarea și combinarea diferitelor metode, mijloace, forme și resurse de predare-învățare, pentru ca elevii sa ajungă la achizițiile dorite, iar obiectivele educaționale sa fie atinse.

Relație obiective –conținuturi – strategii în instruirea școlară exprimă algoritmul ce trebuie urmat în elaborarea proiectării didactice:

• se stabilesc la început obiectivele-cadru (generale), apoi cele de referință și operaționale, precizându-se activitățile de învățare;

• urmează analiza resurselor umane (clasa de elevi), ținând seama de nivelul de inteligență al elevilor, de motivația învățării și de aptitudinile lor. Se vor avea în vedere golurile din cunoștințe, nivelul de cunoștințe al elevilor, deprinderile și modul de învățare;

• conținuturile procesului de predare – învățare se stabilesc în funcție de obiective, de resursele umane și materiale existente;

• strategiile didactice și metodele de predare – învățare – evaluare se stabilesc în raport de obiectivele educaționale și de conținuturi;

• în funcție de obiective, conținuturi și strategii se precizează formele de organizare a activităților didactice, adică tipurile de lecții și alte activități educaționale;

• toate acestea se realizează de către profesor prin comportamentul său didactic.

Rolul sistemelor de management al învățării

În această categorie de instrumente software, se încadrează NetSupportSchool, ca instrument de management al clasei, precum și platforme Web ca Oracle Academy, Platforma de e- learning Moodle, Live@Edu, W3Schools, Platforma IT Essentials.

NetSupportSchool se distinge prin faptul că profesorul are un control total asupra tuturor calculatoarelor din subrețea. Profesorul are posibilitatea să prezinte clasei propriul ecran, să trimită fișiere sau sa colecteze fișierele de pe stațiile elevilor, să seteze teste și să evalueze centralizat. Sistemul Ael are facilități asemănătoare, iar în mod suplimentar, pune la dispoziția elevilor un număr mare de lecții predefinite. Nu se recomandă utilizarea ambelor sisteme în cadrul aceleiași lecții.

Rolul platformelor de învățare

Platformele de învățare se utilizează în raport cu tipul lecției pe care profesorul dorește să o desfășoare. Platformele care pun la dispoziție tutoriale și/sau simulatoare, așa cum este de pildă w3schools.com s-au dovedit extrem de eficiente în învățare. În conjuncție cu aceste platforme, se pot aplica diverse metode: învățarea prin descoperire, problematizarea, conversația euristică, modelarea, sau simularea. Implicarea elevilor este efectivă, aceștia sunt puși în situația să descopere și să creeze, iar rezultatele sunt de cele mai multe ori pozitive. Există și riscuri în utilizarea acestor platforme, care decurg mai ales din desincronizarea activităților elevilor. Profesorul îi revine un efort considerabil, deoarece este obligat să supravegheze și să îndrume activitatea fiecărui elev în mod separat.

Metoda proiectului este una importantă în contextul disciplinelor informatice. Caracterul aplicativ al acestor discipline impune concretizarea cunoștințelor și a competențelor dobândite. Proiectele întăresc, amplifică aceste competențe și de aceea această metodă trebuie să fie aplicată în mod periodic de către profesorul de informatică. Se pot utiliza cu succes în acest scop, platforme ca Moodle, GoogleDocs, Windows Live.

Rolul platformelor de evaluare

Există o mare varietate de platforme Web, care pun la dispoziția profesorului instrumente TIC de evaluare. Acesta trebuie să aleagă instrumentul în raport cu tipul de evaluare pe care dorește să o facă și de conținutul evaluării.

Pentru evaluarea soluțiilor problemelor de algoritmică, profesorul poate alege site-uri cu evaluatoare online: infoarena.ro, .campion, topcoder.com/tc, etc. În această situație, profesorul trebuie să aleagă doar problemele conținute în arhivele respective. Platforma INSAM conține o bază de date apreciabilă cu itemi la nivelul programei școlare. Profesorul are posibilitatea de a produce propriile teste, în cazul în care dorește. Aplicația Evaluator OJI are avantajul ca este o aplicație desktop, cu care se poate lucra online. Profesorul poate crea probleme proprii, potrivite clasei de elevi pe care o conduce, urmând apoi să utilizeze sistemul pentru o evaluare automată.

La nivel mondial s-a constatat că metodele și mijloacele TIC contribuie în mod esențial la îmbunătățirea performanței școlare. Din acest motiv, rolul mijloacelor digitale în educație va crește în anii următori și în țara noastră.

CAPITOLUL 4

PROIECTAREA ACTIVITĂȚILOR INSTRUCTIV-EDUCATIVE LA DISCIPLINA TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI ȘI COMUNICAȚILOR

Procesul de învățământ și conținuturile educaționale se obiectivează prin documente școlare sau documente (produse) curriculare. Exista mai multe tipuri de asemenea produse, după importanța lor:

– obiectivări primare (planul de învățământ și programele școlare);

– obiectivări secundare (manuale și metodicile speciale);

– obiectivări terțiare (orare, planificări calendaristice, proiecte pedagogice).

Planul de învățământ este un document oficial în care se structurează conținutul învățământului pe niveluri și profiluri de scoli. În planul de învățământ se stabilește numărul de ore (maxim și minim) pe diferite discipline sau arii curriculare. Acest document are caracter reglator-strategie și reflectă filosofia și politica educațională a sistemului de învățământ național. Totodată, el exprimă, în forma sintetică, concepția pedagogică și în special teoria curriculară care fundamentează științific procesul instructiv-educativ la nivel național. Prin efectele sale imediate pe linia managementului sistemului de învățământ, planul-cadru influențează strategia de alocare a resurselor umane și materiale în domeniul învățământului, sistemul de evaluare și de examinare, sistemul de formare inițială și continuă a personalului didactic.

Programa școlară. Reprezintă acel document care configurează conținutul procesului instructiv – educativ la o disciplină a de învățământ. Programa școlară este instrumentul de la care se pornește în proiectarea didactică, având o valoare operațională și instrumentală deosebită. Ea indică obiectivele, temele și subtemele la fiecare disciplină, timpul afectat pentru fiecare dintre acestea. În unele circumstanțe, programa poate suplini locul unui manual, dat fiind ca ea cuprinde următoarele informații: importanța disciplinei în planul de învățământ, valoarea ei instructiv-educativă; obiectivele de atins la disciplina respectivă, pe obiective cadru și de referință; natura și volumul cunoștințelor /abilitaților ce trebuie predate /însușite de către elevi concretizate în enumerarea temelor și subtemelor; timpul afectat pentru fiecare capitol, subcapitol, lecție; indicații metodologice privind predarea și evaluarea; temele suplimentare; referințe bibliografice; standarde de performanță. În funcție de tipul disciplinei programa include lucrările practice circumscrise capitolelor sau lecțiilor, numărul de ore de laborator, alte forme de aplicare a cunoștințelor.

Structura unei programe școlare conceputa din perspective curriculara, și adaptata actualei reforme curriculare din tara noastră se compune, dintr-o componenta generala, valabila pentru toate ariile curriculare și una particularizata la o arie curriculara anume.

Planificarea școlară poate sugera mecanismele posibile de operaționalizare a obiectivelor în contextul resurselor de spațiu și timp aflate la dispoziția cadrului didactic. Aceasta presupune avansarea unor structuri de proiectare flexibile care vizează : Capitolul – Numărul de ore săptămânal – Succesiunea activităților didactice/lecțiilor etc. – Termenele stabilite – Obiectivele propuse – Conținuturile necesare – Strategiile didactice posibile – Criteriile de evaluare – Observațiile care se impun.

Manualul școlar. Manualul reprezintă instrumentul de lucru cel mai important, atât pentru elevi cât și pentru profesori, deoarece el îndeplinește trei funcții fundamentale: de informare, de selecție a informațiilor, simplificări și organizări a cunoștințelor conform cu programa școlară; de structurare logică a învățării și de ghidare a învățării în funcție de metodele de predare-învățare privilegiate și de principiile didacticii.

Alte suporturi curriculare. Curriculum suport, constând în materiale didactice sau de documentare destinate elevilor și profesorilor, devine deosebit de necesar în strategia actualei reforme curriculare. Libertatea de opțiune oferita profesorilor necesita abilitare curriculara prin care sa se formeze și sa se dezvolte competente didactice diferite fata de cele reclamate de rolul de profesor dirijat de autoritatea centrala. O parte integranta a strategiei de abilitare curriculara o constituie elaborarea și difuzarea de ghiduri metodologice, pachete de formare și de autoformare, liste de teme pentru diverse arii curriculare și inventării de sugestii de realizare didactică a lor etc. Pentru elevi, în completarea manualelor, se cer elaborate și diversificate culegeri de texte literare, filosofice, culegeri de exerciții și probleme, soft didactic, atlase, etc.

În contextul accelerării mutațiilor din mediul tehnic și informațional, dar și din politica educațională, în ultimele ghiduri metodologice de aplicare a noului curriculum din țara noastră, se vorbește tot mai mult de noile tehnologii ale formării. Acestea cuprind:

– pe de o parte, suporturi pedagogice (scrise, audio și vizuale) altele decât manualul și culegerea sau caietul didactic tradiționale și aici intră tabla magnetică sau de hârtie, casetele audio, transparentele, diapozitivele, casetele video, videoscopul;

– pe de altă parte, mijloacele multimedia care se referă la limbajele de programare (cu aplicație în matematică, geometrie, informatică, contabilitate, gramatică, limbi străine, de la nivel inițiere, la nivel avansați), jocurile educative, CD-interactiv, internetul, bazele de date, e-learning, învățamânt la distanță asistat de calculator.

4.1 Proiectarea unui sistem software pentru Învățarea, evaluarea și dezvoltarea de aplicații și implementarea sistemului pentru cazul "Rețele de calculatoare"

În demersul educațional, o clasificare a softurilor educaționale poate fi este realizată după funcția pedagogică specifică pe care o pot îndeplini:

Softuri de exersare (Drill-and-Practice) – intervin ca un supliment al lecției din clasă, permițând exersarea individuală necesară însușirii unor date, proceduri, tehnici sau formării unor deprinderi specifice; ele permit fiecărui elev să lucreze în ritm propriu și să aibă un feedback continuu prin aprecierea de către program a corectitudinii răspunsului dat.

Softuri interactive pentru învățarea unor noi cunoștințe – creează un dialog (asemănător dialogului profesor-elev) între elev și programul (mediul) respectiv. Interacțiunea poate fi controlată de computer (dialog tutorial) sau de elev (dialog de investigare). Termenul generic de tutor desemnează softul în care "drumul" elevului este controlat integral de computer. De regulă, un tutor preia una din funcțiile profesorului, fiind construit pentru a-l conduce pe elev, pas cu pas, în însușirea unor noi cunoștințe sau formarea unor deprinderi după o strategie stabilită de proiectantul softului

Proiectarea unui soft educațional are la bază proiectarea pedagogică (designul educațional) ce conturează o strategie educațională. Pe baza designului educațional are loc realizarea informatică ce se concretizează într-un soft educațional ce are caracteristicile funcționale solicitate prin proiectul pedagogic.

Realizarea informatică cuprinde proiectarea interfeței, stabilirea modelului de accesibilitate, dezvoltarea tehnică a resurselor multimedia și integrarea informatică.

Competențele necesare profesorului dezvoltator de software sunt corelate cu principiile menționate anterior:

cunoașterea operațiilor hard și soft de bază;

cunoașterea aplicațiilor informatice utile pentru dezvoltarea de software;

cunoașterea navigatoarelor web, a softurilor pentru comunicații și a softurilor de prezentare;

capacitatea de a ști unde, când și cum să utilizeze tehnologiile în activitățile didactice;

abilitatea de a utiliza tehnologiile în activitățile cu toată clasa, în grupuri mici sau individuale și de a asigura accesul echitabil la acestea;

deținerea de competențe tehnologice;

cunoașterea resurselor web ce permit dobândirea de cunoștințe suplimentare în domeniul informaticii și pedagogiei, care să sprijine dezvoltarea profesională;

abilitatea de a aplica cunoștințele aprofundate din domeniul informaticii în mod flexibil și într-o varietate de situații;

capacitatea de a crea probleme complexe pentru a măsura gradul de înțelegere al elevilor;

cunoașterea unei varietăți de instrumente și aplicații specifice disciplinelor informatice, pe care să le utilizeze în mod flexibil într-o varietate de situații bazate pe rezolvarea problemelor și pe proiecte;

abilitatea de a utiliza resurse web pentru a-i ajuta pe elevi să colaboreze, să acceseze informații și să comunice pentru a analiza și a rezolva probleme;

capacitatea de a crea medii de învățare flexibile, în care să integreze activitățile centrate pe elevi și să aplice în mod flexibil tehnologiile pentru a sprijini colaborarea;

capacitatea de a realiza designul educațional al unei aplicații pornind de la competențele specifice și analizarea grupului țintă;

capacitatea de a crea și a administra proiecte complexe;

abilitatea de a colabora cu alți profesori și experți în vederea dezvoltării aplicațiilor;

capacitatea de a modela, cu sprijinul produsului informatic realizat, în mod deschis, procesele de învățare, de a organiza situații în care elevii pot să-și dezvolte capacitățile cognitive;

capacitatea de a dezvolta comunități online bazate pe cunoaștere;

capacitatea de experimentare și învățare continuă;

Indiscutabil, învățarea în societatea modernă nu mai este rigid legată de sala de clasă. Aceasta permite dezvoltarea unor metode de învățare orientate spre învățarea individuală și a unor grupuri mari; învățarea sincronă și asincronă; învățarea grupurilor divizate geografic.

Dezvoltatorul de e-learning este un specialist în educație și formare profesională care asigură managementul și dezvoltarea programelor de educație și formare prin e-learning. Dezvoltatorul de e-learning realizează următoarele sarcini:

analizează nevoile de e-learning la nivel individual și la nivel de organizație;

analizează contextul organizațional al beneficiarului de e-learning și stabilește obiectivele organizației în domeniul e-learning-ului;

elaborează și implementează politicile și strategiile de e-learning și evaluează eficiența acestora;

promovează programele de educație/formare prin e-learning;

definește obiectivele programelor de educație/formare prin e-learning;

proiectează și implementează programele de educație / formare prin e-learning;

proiectează curriculum-ul și scenariile didactice pentru programele de educație / formare prin e-learning;

analizează caracteristicile sistemului de educație / formare prin e-learning și stabilește specificațiile și arhitectura soluțiilor pentru LMS (Learning Management System);

stabilește și proiectează conținuturile și materialele suport utilizate în programele de educație / formare prin e-learning;

asigură dezvoltarea conținuturilor și materialelor suport pentru sistemele de educație / formare prin e-learning;

stabilește instrumentele de evaluare a programelor de educație / formare prin e-learning;

evaluează programele de educație / formare prin e-learning, conținuturile și materialele suport;

integrează TIC în procesele de formare inițială și continuă;

implementează standardele de calitate specifice domeniului de activitate.

Experiența implementării în ultimele decenii a diverselor forme de TIC în sălile de clasă și în alte formule de instruire demonstrează că realizarea deplină a beneficiilor oferite de TIC pentru educație nu va fi automată. O integrare eficientă a TIC în sistemul educațional este un proces complex, multi component, care implică aspectele curriculare și pedagogice și competențe ale cadrelor didactice.

Integrarea instrumentelor software

AeL

Reprezintă o platformă e-learning ce oferă diverse facilități de gestionare și prezentare de conținut educațional, precum materiale interactive tip multimedia, ghiduri interactive, exerciții, simulări și teste. Are la bază principii și standarde educaționale moderne, fiind conceput ca un instrument complementar metodelor clasice de predare/învățare. AeL oferă suport pentru toți participanții la procesul educațional (elevi, profesori, directori de școli, personal administrativ, părinți, societatea civilă) și poate fi folosit cu succes în procesul de predare și învățare, pentru testare și evaluare, pentru administrarea conținutului educațional și monitorizarea rezultatelor procesului de instruire și evaluare.

AeL facilitează studiul în ritmul cursantului, crește performanța de învățare, standardizează cantitatea de cunoștințe prin teste care asigură un nivel uniform de cunoștințe, furnizează rapoarte asupra planului de training în ansamblu și performanței fiecărui cursant, permite studiul de la distanță cu beneficiile instruirii bazate pe profesor.

Pentru a avea acces la resursele aplicației utilizatorii trebuie să se autentifice folosind un nume de utilizator și o parola.

AeL Educațional este o platformă complexă care oferă posibilitatea unui proces de învățare facil pentru elevi și aduce un instrument util și suplimentar de predare pentru profesori. Este structurat pe patru categorii de elemente componente: biblioteca virtuală, clasa virtuală, administrare și testare. În plus, conține un dicționar integrat cu toate celelalte module.

Meniul CLASA VIRTUALĂ este dedicat susținerii de lecții interactive. Acest meniu este dedicat activităților didactice și poate fi accesat doar de către profesor și elevi în cadrul unei sesiuni sincrone de predare și evaluare. Sesiunea de curs este inițiată și condusă de către profesor. AeL permite învățarea sincronă, în cadrul unei clase virtuale, indiferent de locația cursanților. Profesorul controlează lecția, decide ce părți din aceasta sunt prezentate elevilor și în ce ordine, și urmărește interacțiunea elevilor cu materialul prezentat.

Într-o clasă virtuală, profesorul poate să controleze transferul lecției către cursanți, să controleze nivelul de interacțiune al acestora cu AEL, să administreze și să monitorizeze testele, să comunice cu elevii prin forumuri de discuții, să monitorizeze ecranele de lucru și rapoartele on-line ale cursanților, să adapteze desfășurarea orei conform ritmului și progreselor fiecărui elev, să obțină rapoarte diverse și complexe privind desfășurarea cursului, să modifice parametrii de intrare ai unei probleme, pentru ca elevii să observe influența acestora asupra rezultatelor, inclusiv sub formă grafic Pentru susținerea unei lecții este necesară îndeplinirea următoarelor pre-condiții.

lecția care urmează a fi predată trebuie să fie creată în prealabil;

ora trebuie să fie prevăzută în orar;

sala de clasă trebuie să fie configurată;

elevii și profesorul trebuie să aibă conturi de utilizatori pentru autentificarea în sistem.

La inițierea unei sesiuni de curs profesorul are la dispoziție un îndrumător care îl conduce, în ordine, prin toți pașii necesari pentru pornirea unei lecții. sesiunea, materia, anul de studiu, clasa, lecția, sala de clasă. La final profesorului i se prezintă un rezumat al alegerilor făcute.

Pentru a începe predarea lecției se apasă butonul”Intra în clasa virtuala”. Pagina lecției este structurată pe trei cadre.

cadrul de sus al paginii afișează informații despre sesiunea de curs deschisa și momentul curent al planului de lecție. În același cadru se găsesc și butoanele de navigare între etapele planului de lecție, de transmitere material către elevi și de ascundere/vizualizare a planului de lecție sau a calculatoarelor din sala de clasă.

cadrul din partea stânga prezintă planul de lecție;

cadrul din partea dreaptă prezintă informații despre structura sălii de clasă virtuală și despre elevii conectați la sesiunea de curs.

Biblioteca virtuală oferă acces controlat la materialele educaționale (lecții), posibilitatea de consultare sistematică sau căutarea în vaste volume cu conținut text și multimedia, crearea de conținut prin editoare HTML editoare de formule matematice, editoare de teste și tutoriale, editoare de glosare și dicționare, import și export de conținut educațional din formate consacrate: (fișiere MS Powerpoint, MS Word, HTML, PDF, RTF, fotografii și filme), arhive sau directoare întregi, formate bazate pe standarde precum SCORM, adaptarea sau modificarea conținutului, organizarea conținutului în cursuri, crearea propriilor lecții din componentele standard de conținut

4.2 Aplicația Edu-Integrator

Aplicația EDU Integrator are un grad mare de complexitate, punând la dispoziția utilizatorului o mulțime de obiecte predefinite care au scopul de a facilita dezvoltarea de soft educațional și de a întâmpina necesitățile impuse de stadiul actual al programului de educație, care întrevede existența atât a unor platforme de lucru pentru elevi, cât și a unor programe specializate și dedicate procesului de învățare. Utilizatorul acestei aplicații au un grad mare de libertate în ceea ce privește aranjarea obiectelor în cadrul containerelor predefinite, precum și posibilitatea implementării mai multor metode de testare, având la dispoziție două variante de itemi de evaluare.

Prin cunoștințele teoretice dar și activitățile practice propuse, aplicația constituie un ghid pentru crearea, salvarea, eventual modificarea unui astfel de scenariu didactic. Scenariile didactice vor fi elaborate etapă cu etapă, având în vedere diferitele momente ale unei lecții. Pentru fiecare moment al lecției se va specifica exact componenta interactivă dorită pentru utilizare. Acest mod de lucru va permite o viziune clară a scenariului, dând posibilitatea revenirii la o anumită secvență pentru a o optimiza. Scopul realizării unui scenariu didactic în acest mod este acela de a dezvolta ulterior un produs software cu caracter educațional având la bază scenariul respectiv.

Scenariul respectiv va fi implementat software, iar produsul educațional rezultat va putea fi folosit cu succes la clasă.

Utilizarea aplicatiei EduIntegrator presupune instalarea Aplicatiei xammp și pornirea a doua servicii: Apache și MySql.

Înainte să pornim instalarea să avem toate programele închise, în special Skype.

După ce instalăm xampp și pornim cele 2 servicii, execută fișierul eduintegrator.exe și pe desktop apare apare o iconita EDU Integrator.

Pașii pentru realizarea unei lectii utilizand aplicatia EduInterator

P1. În EduIntegrator se face clic pe butonul Lecție nouă:

P2. Apoi se completează Denumire lecție:

P3. Se completează Denumire momente în panoul din partea stângă, cu numele momentului de lecție:

P4. Apoi se completează și zona din partea dreaptă, adică conținutul momentului; completați Adăugați titlul lecției aici, apoi Adăugați titlul momentului aici,

Precizați sarcinile de lucru ale elevului aici, Adăugați materia și clasa aici:

P5. Se completează conținutului momentului și se alege cu click pe pictograma corespunzătoare momentului (ochelarii – semnifică faptul că momentul de lecție are ca scop evaluarea elevilor; creionul – momentul transmite noi cunoștințe, filmul – momentul de lecție cuprinde elemente multimedia) :

P6. se face click pe butonul Salvare, apoi în browser este încărcată o nouă fereastră/filă în care este afișat cum va rămâne salvat momentul curent:

P7. Revenim în fereastra inițială și se face click pe butonul Generează lecție și click pe Da.

Obs: Acum s-a creat un director în C:\xampp\htdocs\repository\ cu numele lecției, acest director cuprinde un subdirector cu numele momentului creat:

Tot în directorul lecției s-a creat directorul resurse_lectie și două fișier: index.html (fișierul pentru lansarea/vizualizarea lecției în browser) și meniu.html (fișierul care conține numele momentelor și ordinea lor)

P8. Se repetă pașii P3-P7 pentru crearea fiecărui moment de lecție dorit.

Obs:

Dacă se dorește ca un moment din lecție să fie creat cu alt program (Word, PowerPoint, Dreamweaver etc), în acest caz în EduIntegrator nu se completează conținutul momentului (practic nu se efectuează P4 și P5), dar se continuă pașii P6–P7, iar apoi se șterge conținutul directorului momentului din C:\xampp\htdocs\repository\nume lectie\nume moment

Se deschide Word-ul, aici se completează conținutul momentului, apoi se salvează ca pagină web, cu denumirea index.html în directorul momentului de lecție creat în EduIntegrator C:\xampp\htdocs\repository\nume lectie\nume moment

Pentru introducerea de coduri HTML într-o pagină web: se face click dreapta pe fișierul pagină web index.html din directorul momentrului, selectăm Open with (Deschidere cu) și se alege NotePad. Se inserează (Paste sau Lipire) codul HTML la sfârșitul documentului după care se închide fereastra NotePad cu click pe butonul Yes (Da) – cu salvarea modificărilor.

CONCLUZII

Evoluția societății în ultimele decenii, marcată fundamental de transformarea ei într-o societate digitală, și-a pus amprenta pe toate subsistemele sale, impunând – prin noul suport tehnologic – un ritm accelerat al progresului și, mai ales, necesitatea unei mai clare orientări a strategiilor, a direcțiilor de acțiune și a adecvanței mijloacelor utilizate.

Așa cum este prevăzut în documentul "O Agendă digitală pentru Europa", Capitolul 2.6, elaborat la Bruxelles, în 26.08.2010, era digitală trebuie să însemne responsabilizare și emancipare, iar originea socială sau competențele nu ar trebui să constituie o barieră în calea accesului la acest potențial .

Documentul vizează două direcții de acțiune și anume:

Competențele și „alfabetizarea" digitală în care este prevăzut că este esențial ca toți cetățenii europeni să utilizeze TIC și media digitale și, îndeosebi, să se atragă tinerii înspre educația în materie de TIC. Trebuie să crească, atât cantitativ, cât și calitativ, competențele TIC și de e-business, respectiv acele competențe necesare pentru inovare și creștere. În plus, carierele din sectorul TIC trebuie să devină mai atrăgătoare, inclusiv în domeniul producției și proiectării de tehnologii, pentru cele 30 de milioane de femei cu vârste cuprinse între 15 și 24 de ani. Toți cetățenii trebuie informați cu privire la potențialul pe care îl reprezintă TIC pentru toate tipurile de profesii. În acest scop, va fi nevoie să se creeze parteneriate multilaterale între părțile interesate, să se consolideze formarea și recunoașterea competențelor digitale în sistemele oficiale de educație și formare profesională. Sunt necesare acțiuni de sensibilizare, precum și modalități de formare și certificare eficace în domeniul TIC în afara acestor sisteme, inclusiv utilizarea de instrumente online și a media digitale pentru recalificarea și perfecționarea.

Servicii digitale incluzive prin care toată lumea trebuie să poată profita de beneficiile societății digitale.

Statele membre, România în particular, trebuie să integreze învățarea digitală (eLearning) în politicile naționale de modernizare a educației și formării profesionale, inclusiv în programele de învățământ, în evaluarea rezultatelor procesului de învățământ și în calificarea profesională a profesorilor și formatorilor.

În acest context, sistemele de învățământ, educația, se află în fața unei provocări capitale: ele trebuie să-și regândească întregul arsenal – conținuturi, metode, structuri – prin prisma unor jaloane orientative, deduse din tendințele de dezvoltare a societății.

În contextul schimbărilor rapide sociale și a nevoii continue de pregătire și formare vorbim și pentru învământul preuniversitar și în particular pentru predarea disciplinelor informatice despre noi paradigme educaționale cum ar fi:

individualizarea învățării. Fiecare persoană care învață este diferită, în sensul unui stil diferit de învățare, a unor cunoștințe anterioare (background) diferite, cu diferite interese și motivații..

motivarea. Individualizarea procesului de instruire determină, în general, o creștere a motivației persoanei instruite. În același timp, caracterul ludic al utilizării unor anumite programe determină o întărire a motivației.

învățarea interactivă. Elevul are un rol activ. Interactivitatea susține procesele de învățare creativă, prin descoperire.

individualizarea conținutului. Elevul poate avea controlul conținutului și al căilor de învățare a acestuia, pentru adaptarea interacțiunii la diferite stiluri de învățare.

schimbări în statutul profesorului. Profesorul organizează resursele de instruire, oferă recomandări cu privire la ceea ce este bine să se realizeze în timpul interacțiunii educaționale.

schimbări în tehnicile de evaluare. Cu ajutorul calculatorului, testarea și instruirea se pot realiza concomitent. Evaluarea poate fi o activitate continuă.

schimbări în cadrul organizatoric de desfășurare a activității de instruire. Se poate fructifica, în acest sens, flexibilitatea inerentă a interactivității. Grupele de studiu pot varia ca dimensiune, criteriile de constituire fiind deosebit de flexibile. Se poate practica de asemenea sistemul de instruire la distanță. Introducerea în școala a tehnologiei educaționale bazate pe TIC are un puternic impact asupra strategiilor didactice și a dezvoltării unor forme de organizare a instruirii care nu sunt posibile cu ajutorul metodelor și mijloacelor tradiționale. Actul învățării nu mai este considerat a fi efectul demersurilor profesorului, ci rodul unor interacțiuni ale elevului cu cel care conduce învățarea, cu calculatorul, cu sursele de informare puse la dispoziție (Internet, enciclopedii etc.).

Metodele de învățare programată ca: algoritmizarea, modelarea și simularea, învățarea prin joc, trebuie îmbinate în mod eficient cu cele euristice pentru formarea stilului de muncă de tip participativ, prospectiv și creativ. Autoinstruirea, învățarea angajată capătă o pondere din ce în ce mai mare, profesorii devenind ghizi, consilieri, chiar componenți ai unor echipe create special pentru a investiga o anumită situație.

Implementarea TIC în predarea disciplinelor informatice presupune identificarea obiectivelor și a competențelor prevăzute în programa școlară, alegerea software-ului didactic potrivit și evident asigurarea hardware-ului necesar.

În contextul necesității dezvoltării competențelor profesionale ale cadrelor didactice cu responsabilități de monitorizare și control, precum și a competențelor profesionale generale ale cadrelor didactice, de optimizare a activității prin integrarea competențelor TIC în proiectarea curriculară, obiectivele generale urmărite sunt:

Să identifice motivația pentru care este necesară utilizeze să folosească TIC în educație;

Să identifice instrumente TIC specifice disciplinei;

Să cunoască și să dezvolte competențe aparținând tehnologiei informației și comunicației în contexte mono – și trans-disciplinare;

Să analizeze factorii favorizanți și blocanți ai învățării prin TIC în scopul identificării de soluții pentru eficientizarea procesului de predare-învățare-evaluare;

Să înțeleagă și să promoveze metodele și mijloacele de utilizare TIC adecvate la specificul disciplinei, în procesul de predare-învățare-evaluare.

Oportunități

Transformarea calculatorului într-un adevărat mijloc de muncă și instruire, a condus la constituirea unui mediu informatizat, determinat de știința prelucrării automate a informațiilor, mediu care mijlocește utilizarea pe scară largă a calculatoarelor și a mijloacelor multimedia. Rezultatele din domeniul informaticii și al echipamentelor hardware obligă societatea să țină seama că nu pot fi obținute progrese în domenii precum industrie sau servicii, atâta timp cât educația rămâne la nivelul metodelor utilizate cu 25 de ani în urmă. În acest sens, utilizarea resurselor TIC în cadrul disciplinelor informatice se poate îmbunătăți calitativ și se poate extinde, deoarece există surse de finanțare externă care sprijină acest efort, dar mai ales pentru că:

există resurse hardware și software, inclusiv pentru elevii cu cerințe speciale

profesorii de informatică au pregătirea necesară pentru a utiliza resursele existente dar și

pentru a elabora noi resurse software

există free software, dedicat pentru e-learning,

există platforme de învățare puse la dispoziția cadrelor didactice

există posibilitatea accesării informațiilor specifice fără constrângeri temporale

există o disponibilitate a elevilor pentru utilizarea tehnologiilor moderne

Nivelul performanței școlare depinde de metodele de predare/evaluare aplicate. Se constată o creștere calității instruirii, în cazul în care metodele tradiționale se înlocuiesc sau se completează cu metode moderne, care implică noile tehnologii. Se constată o creștere în acest caz a nivelului performanțelor școlare și motivației pentru învățare.

Utilizarea TIC în demersul didactic constituie o formă adecvată și firească în care elevii sunt pregătiți pentru a se integra într-o societate informatizată, asigurând un avantaj major, atât pentru cadrele didactice cât și pentru elevi.

BIBLIOGRAFIE

Andreica Alina, Horea Todor, "Societatea informationala si evolutia informaticii. Prelucrari birotice", 338p., Editura EFES, 2001.

Brad, R., "Rețele Locale de Calculatoare", Editura Universitatii Lucian Blaga, Sibiu 1998

Cerghit, Ioan, (1997), "Metode de învățământ", Editura Didactică și Pedagogică, București, 1996;

Antoanela Naaji, "Arhitectura Calculatorului Personal", Editura Univ. "Vasile Goldiș", 2002

Nicolae Ionescu Cruțan "Calculatorul personal: configurare, optimizare", 2003,

Gabriel Dima "PC – ABC-ul utilizarii", Ed. Teora

Mircea Băduț "Calculatorul în trei timpi", ed.II-a, Ed. Polirom

Cerghit, Ioan, Neacșu Ion, "Prelegeri pedagogice", Polirom, Iași, 2001

Clara Ionescu, "Metodica predării informaticii", Ed. Polirom, Cluj, 2004.

Cristian Masalagiu, Ioan Asiminoaei, Maxim Iulian, "Metodica predării informaticii", Ed. MatrixRom, Bucuresti, 2001

Cozma, Teodor, (1997), "Educația formală, nonformală și informală, în Psihopedagogie", Editura Spiru Haret, Iasi;

Cristea C. Gabriela (2002), "Pedagogie generală", Editura Didactică și Pedagogică, București;

Held G., "Comunicatii de date", Editura Teora 1998,

David A.Patterson, John Hennessy "Organizarea și proiectarea calculatoarelor. Interfața hardware/software", Ed. ALL Educational, 2002, traducere Bogdan și Octavian Cărbunar

Klander L., "Anti-hacker. "Ghidul securității rețelelor de calculatoare", ALL Educational, Bucuresti 1998.

Tanenbaum A.S., "Rețele de calculatoare", Ed. Computer Press Agora, 1997.

Tanenbaum A.S., "Rețele de calculatoare", (editia a 4-a), Ed. Biblos, 2003

Tanenbaum A.S., Organizarea structurala a calculatoarelor, Computer Press Agora, 1999

Albeanu G., Arhitectura sistemelor de calcul, Editura FRM, 2007

Cristea Sorin, "Pedagogie scolara si managementul educatiei"”, E.D.P. , 1996.

Cucoș Constantin, "Psihopedagogie pentru examenul de definitivare si grade didactice", Polirom, Iasi 1998.

Ionescu Constantin, "Metodica predarii informaticii", Univ. Babes-Bolyai Cluj 1998.

Ionescu Miron, Radu Ioan, "Didactica moderna", Ed. Dacia, Cluj-Napoca 1995.

Masalagiu Cristian , Asiminoaei Ioan, "Didactica predarii informaticii", Ed. Polirom, Iasi 2004.

Maxim Ion, "Metodica predarii informaticii", Univ. Stefan cel Mare, Suceava 1997.

Petre Carmen., Iliescu Camelia , Metodica predarii informaticii si tehnologieiinformatiei, Ed. Arves, Craiova, 2002

Cristea, Sorin, (2002), "Dicționar de pedagogie", Grupul Editorial Litera Educațional, Chișinău;

Cucoș Constantin, "Pedagogie", Polirom, Iași, 2002.

Liliana Ursache,George Vâju, Cătălin Donici, Cosmin Herman, "Moodle Administrare, utilizare, evaluare", Ed.Tutimex, Arad, 2011.

Magdaș Ioana, "Didactica informaticii-de la teorie la practică", Ed. Clusium 2007.

Ministerul Educației și Cercetării, Consiliul Național pentru Curriculum, (2002), "Ghid metodologic, Tehnologia Informației și a comunicațiilor în procesul didactic", Editura Aramis.

Ionescu Ion Radu, "Didactica modernă", Ed, Dacia, Cluj -Napoca, 1995

Niculescu Rodica, "Pedagogie preșcolară", Ed. Pro Humanitate, București, 1999;

Sălăvăstru Dorina, "Didactica psihologiei", Polirom, Iași, 2002

Suport de curs "Profesorul-creator de soft educațional", PROIECT POSDRU/57/1.3/S/34533

Daniela Vlădoiu, "Tehnologia informației -didactica tehnologiei informației și comunicării", 2005;

Cerghit, I. ( 2007). "Metode de învățământ", Ed. a IV-a, Polirom, Iași ,

Tomșa, Gheorghe, "Psihopedagogie preșcolară și școlară", M.E.C, București, 2005

***, "Competențele cheie pentru Educația pe tot Didactica tehnologiei informației și comunicării parcursul vieții -Un cadru de referință european, Grupul de lucru B „ Competențe cheie", Implementarea programului de lucru „Educație și instruire 2010", noiembrie 2004.

*** Les technologies de l'information et de la communication dans les systèmes educatifs européens, EURYDICE, Bruxelles, 2002.

*** , Programe școlare, www.curriculum.edu.ro.

http://advancedelearning.com/index.php/articles/c3112/

http://advancedelearning.com/materiale/cataloage/ro/cat inf ro.pdf

http://dppd.wikispaces.com/file/view/DidacticaTic.pdf,

http://www.brown.edu/Departments/Advanced_Materials_Research/facilities/reserve/ma nuals/netmeeting.pdf

https://sites.google.com/site/scportofolio/ghid-moodle/i-notiuni-generale-tic-si-e- learning

ANEXE

Anexa 1

Plan cadru de învățământ pentru clasele a IX-a și a X-a

Liceu tehnologic –profil tehnic

TC = trunchi comun; CD = curriculum diferențiat (pe profil); CDS = curriculum la decizia școlii;

Total = total ore pe arie curriculară/ disciplină

ANEXA 2

Unitatea școlară ………………………………………………….

Disciplina: Tehnologia Informației și a Comunicațiilor Profesor: ……………..…………….……………

Clasa a IX-a, 2 ore / săptămână

Planificare calendaristică

Anul școlar 2011-2012

Programa aprobată cu O.M. Nr.5099/09.09.2009

Filiera teoretică, toate profilurile și specializările

Competențe specifice:

Identificarea componentelor hard și soft ale unui calculator personal

Descrierea funcționării unui calculator personal

Definirea conceptului de rețea de calculatoare și enumerarea avantajelor lucrului în rețea

Argumentarea necesității securizării computerelor și a rețelelor

Descrierea implicațiilor utilizării calculatorului, din punct de vedere al sănătății

Descrierea aspectelor de bază legale privind utilizarea soft-ului

Operarea corectă la nivel elementar

2.2. Descrierea interfeței sistemului de operare

2.3. Descrierea organizării informațiilor pe suport extern

2.4. Dobândirea deprinderilor de lucru cu discuri logice, directoare, fișiere

2.5. Utilizarea unor accesorii ale sistemului de operare Windows

2.6. Aplicarea modalității de tipărire a unui fișier

2.7. Realizarea unor aplicații practice

2.8. Cunoașterea tastaturii ca dispozitiv de introducere a datelor și în special de editare. Funcțiile mouse-ului

2.9. Dobândirea deprinderilor de utilizare a tastaturii în procesul de procesare text sau grafică

2.10. Operarea ergonomică și eficientă cu tastatura

2.11. Operarea ergonomică și eficientă cu tastatura

2.12. Enumerarea și aplicarea operațiilor de bază necesare prelucrării unui text

2.13. Utilizarea operațiilor de bază în procesarea textului

2.14. Aplicarea diferitelor modalități de formatare a textului

2.15. Utilizarea avansată a editorului de texte

2.16. Formatarea finală a unui document

2.17. Descrierea și aplicarea corectă a modului de tipărire a unui document

2.18. Descrierea facilităților de utilizare a poștei electronice, faxului și prezentării oferite de editor

2.19. Realizarea unor aplicații practice

2.20. Deprinderea redactării corecte și rapide a unor documente

3.1. Definirea noțiunilor legate de „arhitectura” Internetului

3.2. Enumerarea serviciilor oferite în Internet și descrierea acestora

3.3. Enumerarea componentelor necesare accesului la Internet

3.4. Clasificarea și folosirea modului de adresare în Internet

3.5. Utilizarea posibilităților de căutare a informațiilor

3.6. Aplicarea modalităților de folosire a serviciului de e-mail

3.7. Descrierea și aplicarea măsurilor de securitate în utilizarea Internetului

3.8. Utilizarea serviciului de conversație

3.9. Utilizarea corectă a regulilor de comportare în rețeaua Internet

3.10. Realizarea unor aplicații practice

3.11. Utilizarea operațiilor de bază necesare realizării unei pagini HTML

3.12. Folosirea elementelor de bază pentru inserarea în pagină a elementelor: text, imagine

3.13. Aplicarea operațiilor de bază necesare pentru realizarea unei pagini – copiere, mutare, ștergere

3.14. Enumerarea și aplicarea modalităților de a realiza o hiper-legătură

3.15. Utilizarea tabelelor într-o pagină WEB

3.16. Realizarea unor aplicații practice

3.17. Transformarea documentelor text obișnuite sau a prezentărilor PPT în pagini web

ANEXA 3

MINISTERUL EDUCAȚIEI, CERCETĂRII ȘI INOVĂRII

PROGRAME ȘCOLARE TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI ȘI A COMUNICAȚIILOR

CLASA A IX-A CICLUL INFERIOR AL LICEULUI

Filiera tehnologică, toate profilurile și specializările

Aprobată prin ordin al ministrului Nr. /

București, 2009

NOTĂ DE PREZENTARE

Prezentul document conține programa școlară pentru disciplina Tehnologia informației și a comunicațiilor, studiată în clasa a IX-a, cu o oră/ săptămână în trunchiul comun, pentru filiera tehnologică – toate profilurile și specializările.

Programa școlară este parte componentă a curriculumului național. Aceasta reprezintă documentul școlar de tip reglator – instrument de lucru al profesorului – care stabilește, pentru fiecare disciplină, oferta educațională care urmează să fie realizată în bugetul de timp alocat pentru un parcurs școlar determinat, în conformitate cu statutul și locul disciplinei în planul-cadru de învățământ.

Programa școlară pentru învățământul liceal are următoarele componente:

notă de prezentare

competențe cheie europene vizate prin studiul disciplinei

competențe generale

valori și atitudini

competențe specifice și conținuturi

sugestii metodologice.

Nota de prezentare a programei școlare descrie parcursul disciplinei de studiu, argumentează structura didactică adoptată și sintetizează o serie de recomandări considerate semnificative din punct de vedere al finalităților studierii disciplinei respective.

Competențele generale se definesc pentru fiecare disciplină de studiu și au un grad ridicat de generalitate și complexitate.

Valorile și atitudinile orientează dimensiunile axiologică și afectiv-atitudinală aferente formării personalității elevului din perspectiva fiecărei discipline. Realizarea lor concretă derivă din activitatea didactică permanentă a profesorului, constituind un element implicit al acesteia.

Competențele specifice se formează pe parcursul unui an de studiu, sunt deduse din competențele generale și sunt etape în formarea acestora. Conținuturile învățării sunt mijloace prin care se urmărește formarea competențelor specifice și implicit a competențelor generale propuse. Unitățile de conținut sunt organizate tematic.

Sugestiile metodologice propun modalități de organizare a procesului de predare-învățare-evaluare. Pentru formarea competențelor specifice pot fi organizate diferite tipuri de activități de învățare. Exemplele de activități de învățare sunt construite astfel încât să pornească de la experiența concretă a elevului și să se integreze unor strategii didactice adecvate contextelor variate de învățare.

Transformările societății românești din ultimii ani, dezvoltarea și răspândirea informaticii, pătrunderea elementelor moderne de comunicații și tehnologii informatice în țara noastră, impun o pregătire diversificată a tinerilor în acest domeniu. Disciplina „Tehnologia informației și a comunicațiilor", din cadrul ariei curriculare „Tehnologii", trebuie să asigure dobândirea unor cunoștințe de utilizare a calculatorului și a programelor, de tehnologia informației și comunicării la nivel de cultură generală, necesare unor activități cu caracter aplicativ utile în mediul în care își vor desfășura activitatea.

Pornind de la faptul că nu există domeniu de activitate unde să nu se prelucreze și să nu se transmită informații atât în cadrul domeniului respectiv cât și spre exteriorul lui, afirmăm că azi informația este foarte prețioasă, ea trebuie stocată, prelucrată și transmisă în condiții care asigură corectitudine și exactitate, deci la nivel profesional.

Dezvoltarea deprinderilor moderne de utilizator, adică pregătirea elevilor astfel încât să poată beneficia de lumea calculatoarelor, respectiv să poată folosi avantajele științei calculatorului, trebuie să stea în atenția învățământului preuniversitar.

Tehnologia informației și a comunicațiilor, clasa a IX-a, ciclul inferior al liceului – filiera tehnologică toate 2 profilurile și specializările Tehnologia informației a pătruns astăzi în cele mai variate domenii, deci indiferent de profesia pe care o va alege un tânăr, la viitorul lui loc de muncă în mileniul III, cu siguranță va avea nevoie de cunoașterea modului de utilizare a unor instrumente informatice. Este nevoie ca inițierea tinerilor din toate școlile în utilizarea calculatoarelor să se facă la un nivel pe care îl numim azi nivel de cultură generală.

Tehnologia informației, prin specificul ei, este esențial legată de lucrul individual pe un calculator, deci dezvoltă deprinderea de a lucra individual. Pe de altă parte, prin intermediul rețelelor de calculatoare este posibil schimbul de informații între mai mulți utilizatori de calculatoare mult mai eficient decât prin orice altă metodă clasică.

Educarea elevilor în spiritul unei activități desfășurate în grup, în colaborare, se finalizează prin predarea tehnologiei informației și comunicațiilor orientată pe proiecte. Obișnuirea elevilor cu responsabilități, cu răspunderea privind finalizarea propriei munci și asigurarea înlănțuirii unor elemente realizate în paralel, îi va pregăti în mod cât se poate de clar pentru o activitate pe care cu siguranță o vor întâlni în viitor.

Educarea elevilor pentru realizarea unor produse utilizabile, dezvoltarea spiritului inventiv și creator apare ca un obiectiv impus de sistemul economic în care trăim și vom trăi și în viitor. Indiferent de conținutul aplicației, ceea ce realizează elevul trebuie să fie utilizabil; altfel spus, trebuie să aibă toate calitățile unui produs.

Datorită implicației pe care tehnologia informației o are azi în toate profesiile, rezultă caracterul ei interdisciplinar. Deci, nu putem vorbi despre tehnologia informației pur și simplu. Ea nu poate fi privită ca o disciplină independentă și nu poate fi ținută între bariere create artificial.

Elevii trebuie să înțeleagă conexiunile dintre tehnologia informației/ utilizarea calculatorului și societate și să fie capabili să se adapteze dinamicii schimbărilor determinate de aceste conexiuni.

Actualul plan de învățământ cuprinde în trunchiul comun disciplina „Tehnologia informației și a comunicațiilor". Avantajele pe care le prezintă actuala programă pentru disciplina „Tehnologia informației și a comunicațiilor" sunt următoarele:

curriculum centrat pe raționalizarea activităților de învățare, în funcție de competențele generale și de competențele specifice;

încurajarea cooperării între elevi prin activități de grup cu asumarea de roluri individuale pentru realizarea unor sarcini de lucru;

conținuturile sunt adaptabile resurselor locale.

COMPETENȚELE CHEIE EUROPENE VIZATE PRIN STUDIUL DISCIPLINEI

Pe baza rezultatelor studiilor efectuate la nivelul Comisiei Europene au fost stabilite opt competențe cheie, fiind precizate, pentru fiecare competență cheie, cunoștințele, deprinderile și atitudinile care trebuie dobândite, respectiv formate elevilor în procesul educațional.

Aceste competențe cheie răspund obiectivelor asumate pentru dezvoltarea sistemelor educaționale și de formare profesională în Uniunea Europeană și, ca urmare, stau la baza stabilirii curriculumului pentru educația de bază.

Principalele competențe cheie europene vizate prin studiul disciplinei sunt:

Competențe digitale

Competențe în matematică și competențe de bază în științe și tehnologie

COMPETENTE GENERALE

9

Dezvoltarea deprinderilor moderne de utilizator

Cunoașterea modului de utilizare a unor medii informatice de lucru

Elaborarea unor produse utilizabile care să dezvolte spiritul inventiv și creativitatea

VALORI ȘI ATITUDINI

Cunoașterea și utilizarea conceptelor specifice tehnologiei informației și comunicației

Exprimarea unui mod de gândire creativ, în structurarea și rezolvarea sarcinilor de lucru

Conștientizarea impactului social, economic și moral al utilizării calculatorului

Formarea obișnuințelor de alegere corespunzătoare a aplicațiilor în abordarea sarcinilor de lucru

Manifestarea unor atitudini favorabile față de știință și de cunoaștere în general

Manifestarea disponibilității de a evalua/autoevalua activități practice

Manifestarea inițiativei și disponibilității de a aborda sarcini variate

Formarea capacității de a utiliza instrumente informatice

Formarea și dezvoltarea capacității de a comunica utilizând mijloacele specifice unui sistem informațional

Înțelegerea impactului tehnologiilor informatice în societate precum și a conexiunilor dintre tehnologia informației și comunicației și alte obiecte de studiu.

COMPETENȚE SPECIFICE ȘI CONȚINUTURI

SUGESTII METODOLOGICE

Predarea-învățarea disciplinei Tehnologia informației și a comunicației va fi orientată pe rezolvarea unor sarcini de lucru, utilizându-se preponderent metoda învățării și a formării deprinderilor prin rezolvarea unei game cât mai variate de aplicații practice și punându-se accent pe realizarea cu exactitate și la timp a cerințelor sarcinilor de lucru . Realizarea proiectelor în cadrul activităților practice va urmări dezvoltarea abilităților de lucru în echipă.

Locul de desfășurare a instruirii se recomandă a fi un laborator de informatică în care – pentru optimizarea demersului didactic – este necesar să existe o dotare minimală care presupune un număr de calculatoare egal cu numărul elevilor din clasă, conectate în rețea și cu acces la toate serviciile INTERNET. Configurația calculatoarelor trebuie să permită rularea aplicațiilor prin care vor fi formate competențele specifice.

Profesorii vor alege cele mai potrivite aplicații în funcție de specialitate.

În laborator trebuie să existe de asemenea, o imprimantă și dispozitive periferice și de memorare externă. Prezența unui videoproiector va îmbunătăți instruirea interactivă.

Pentru a se asigura contactul cu echipamente specifice domeniului care nu există în unitatea de învățământ se recomandă efectuarea unor vizite didactice la agenți economici de profil, institute de cercetare și proiectare (exemple: calculatoare de proces, sisteme de control și siguranța traficului, etc.)

Specificul disciplinei impune metode didactice interactive, recomandând cu precădere aplicațiile practice individuale, metoda descoperirii, a demonstrației, conversația euristică.

Dinamica acestui domeniu, extrem de rapidă, determină actualizarea permanentă a produselor soft prin prezentarea celor mai noi versiuni, astfel încât absolvenților să le fie mai ușor să se adapteze evoluțiilor ulterioare din activitatea productivă.

Pentru a evita disfuncțiile provocate de eventualele erori ale elevilor pe parcursul instruirii, este necesar ca profesorul să urmărească strict fiecare elev, ceea ce presupune recurgerea la un sistem ordonat de prezentare, pas cu pas, în ritm impus, a facilităților unui program. După aceea, ritmul de instruire poate diferi în funcție de particularitățile fiecărui elev. Pregătirea în laboratorul de informatică are o specificitate care se bazează, în principal, pe realizarea etapă cu etapă, de către fiecare elev, a instrucțiunilor profesorului: nerespectarea acestei cerințe conduce la "pauze" nedorite pentru a realiza reconstituirea simultaneității acțiunilor.

Aplicațiile prezentate efectiv elevilor, cu care aceștia vor lucra, trebuie să aibă ca obiect, pe cât posibil, probleme concrete ale activităților productive din domeniul de activitate pentru a sublinia avantajele utilizării sistemelor informatice. Achiziția treptată a cunoștințelor și deprinderilor poate fi stimulată printr-o prezentare atractivă și motivantă a programelor.

Evaluarea trebuie să vizeze mai ales interpretarea creativă a informațiilor și capacitatea de a rezolva o situație-problemă cu ajutorul calculatorului.

Instruirea interactivă specifică acestei discipline contribuie și la conștientizarea faptului că un bun utilizator al calculatorului are șanse mai mari de reușită în acțiunea de integrare socio-profesională.

Pentru buna desfășurare a orelor și aplicarea programei se sugerează următoarele activități de învățare specifice tuturor liceelor:

La liceul tehnologic – profil resurse:

realizarea unor documente specifice domeniului: rețete de fabricație, buletine de analiză pentru materii prime și materiale și produs finit, fișă de evidență a materiilor prime și auxiliare, raport de fabricație, fișe de evidență pentru produsele finite, situații de consum specific, evidența materiilor prime și a materialelor, rapoarte lunare, trimestriale și anuale privind consumul de materii prime și materiale, realizarea de bilanțuri parțiale și totale, etc.

La liceul tehnologic – profil servicii:

realizarea unor documente specifice domeniului: cerere de oferte, ofertă, scrisoare comercială, procese verbale, rapoarte de gestiune, de sinteză a activității economice, etc.

folosirea aplicațiilor pentru realizarea proiectelor ce au în vedere bagajul de cunoștințe economice dobândite de elev la disciplinele de specialitate

La liceul tehnologic – profil tehnic:

folosirea aplicațiilor pentru realizarea proiectelor ce au în vedere bagajul de cunoștințe tehnice dobândite de elev la disciplinele de specialitate

aplicații care să cuprindă tabele pentru evidența materialelor folosite, a măsurătorilor realizate, a fișelor tehnice

Sarcinile de lucru alese pot fi atât din domeniul tehnic (industrial) cât și din domeniul monitorizării condițiilor de mediu (aplicații în ecologie), al serviciilor (transport în comun, distribuție energie electrică) sau al informatizării habitatului.

PENTRU TOATE SPECIALIZĂRILE

discuții cu elevii asupra necesității validării datelor în conformitate cu normele și standardele în vigoare.

găsirea unor date reprezentative pentru cazuri generale, respectiv descoperirea a cât mai multe dintre cazurile particulare

formularea întrebărilor de tipul "Ce s-ar întâmpla dacă…?"

dezbateri pe tema fixării rolurilor în echipă în funcție de interesele și aptitudinile individuale

formularea unor probleme care să poată fi realizate în grupuri de elevi pe baza unor discuții preliminare și analiza problemei

educarea elevilor în ideea că orice activitate se finalizează cu un produs care trebuie să funcționeze conform condițiilor impuse de beneficiar, să fie însoțit de o documentație, să fie verificat, testat și evaluat

prezentarea și dezbaterea aplicațiilor realizate

Rezultatul sarcinilor de lucru trebuie să aibă un mod de prezentare adecvat atât din punct de vedere științific cât și al interfeței grafice cu utilizatorul. Lucrul simultan profesor-elev presupune o monitorizare foarte strictă a fiecărui elev, astfel încât erorile să fie depistate înainte de trecerea la pasul următor. Imposibilitatea unui elev de a realiza corect o anumită etapă, nedetectată la timp, va necesita un timp sporit pentru remedierea erorilor pe care elevul, cuprins de "panică", le-a făcut în încercarea de a se corecta și de a ajunge din urmă prezentarea cadrului didactic.

Înaintea începerii studierii unui anumit software este benefic ca elevilor să le fie prezentată o aplicație demonstrativă complexă. Vor crește astfel interesul și motivarea pentru angrenarea într-un proces de învățare care în prima sa parte cel puțin este anevoios și lipsit de rezultate spectaculoase. Sublinierea creșterii șanselor de ocupare a unui loc de muncă în situația existenței cunoștințelor de utilizare a calculatorului conduce de asemenea la o implicare mai accentuată a elevilor în procesul de învățare.