Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică [615464]
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
1
UNIVERSITATEA „ALEXANDRU IOAN CUZA” din IAȘI
FACULTATEA DE CHIMIE
Lucrare metodico -științifică
pentru obținerea gradului
didactic I în învățământ
Coordonator științific,
Conf. Univ. Dr. Nicoleta CORNEI
Candidat: [anonimizat] ”Nicolae Stoleru”
Localitatea Baia, Județul Suceava
IAȘI
2018
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
2
UNIVERSITATEA “ALEXANDRU IOAN CUZA” din IAȘI
FACULTATEA DE CHIMIE
Lucrare metodico -științifică pentru obținerea
gradului didactic I în învățământ
„Eficiența metodei modelării în studiul
conceptelor de legătură chimică”
Coordonator științific,
Conf. Univ. Dr. Nicoleta CORNEI
Candidat: [anonimizat] ”Nicolae Stoleru”
Localitatea Baia, județul Suceava
IAȘI
2018
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
3
CUPRINS
INTRODUCERE /5
CAPITOLUL I – LEGĂTURI CHIMICE /7
I.1. Legătura ionică /7
I.1.1. Teoria legăturii ionice: formarea ionilor pozitivi și negativi /8
I.1.2. Rețele c ristaline ale compușilor ionici /11
I.1.3. Proprietățile substanțelor formate din ioni /15
I.2. Legătura covalentă /16
I.2.1.Teoria electronică a covalenței /18
I.2.2.Teoria (metoda) legăturii de valență /20
I.2.2.1.Tipuri de legături chimice covalente /20
I.2.2.2. H ibridizarea orbitalilor atomici /23
1.2.2.3. Interpretarea structurilor speciilor anorganice prin MLV. Exemple /27
I.2.3.Teoria (metoda) orbitalilor moleculari /29
I.2.4. Legătura covalent -coordinativă / 32
I.3. Legătura metalică /34
I.4. Legături intermoleculare /35
I.4.1. Legătura de hidrogen /35
I.4.2. Legături V an der V aals /37
CAPITOLUL al II -lea – ASPECTE DIDACTICE ALE METODEI MODELĂRII ÎN
STUDIUL LEGĂTURILOR CHIMICE /40
II.1. Metode didactice utilizate în predarea -învățarea conceptelor de legătură chimic ă /40
II.2. Aspecte teoretice ale metodei modelări i /44
II.2.2 . Modelarea prin analogie /45
II.2.1.Modelarea similară /46
II.3. Aspecte interdisciplinare /49
CAPITOLUL al III -lea – PROIECTAREA ȘI DESFĂȘURAREA CERCETĂRII /59
III.1. Ipoteza și scopul cercetării /59
III.2. Obiectivele cercetării /60
III.3. Locul și durata cercetării /60
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
4
III.4. Prezentarea eșantioanelor luate în lucru /61
III.5. Conținutul cercetării /63
III.6. Etapele cercetării /69
III.7. Metodologia cercetării /70
CAPITOLUL al IV -lea – PREZENTAREA ȘI ANALIZA REZULTATELOR
CERCETĂRII / 71
IV.1. Prezentarea și analiza rezultatelor claselor din învățământul gimnazial /71
IV.1.1.Prezentarea și analiza rezultatelor clasei a VII -a martor /71
IV.1.2. Prezentarea și analiza rezultatel or clasei a VII -a experimentale /79
IV.1.3. Analiza compara tivă a rez ultatelor claselor din învățământul gimnazial / 89
IV.2. Prezentarea și analiza rezultatelor claselor din învățământul profesional /94
IV.2.1.Prezentarea și analiza rezultatelor clasei a IX -a martor /94
IV.2.2. Prezentarea și analiza rezultatelor clasei a IX-a experimentale /103
IV.2.3. Analiza comparativă a rezultatelor claselor din învățământul profesional / 113
CONCLUZII /118
BIBLIOGRAFIE, WEBOGRAFIE /120
ANEXE /122
Anexa 1 . Chestionare anchetă date la începutul anului școlar /122
Anexa 2 . Chestionare anchetă date la cald claselor experimentale /126
Anexa 3 . Planificări anuale pentru clasele incluse în cercetare /128
Anexa 4 . Proiectarea unităților de învățare pentru clasele incl use în cercetare /131
Anexa 5 . Proiecte didactice /135
Anexa 6 . Teste inițiale /155
Anexa 7 . Teste sumative aplicate la sfârșitul unităților de învățare /160
Anexa 8 . Teste finale aplicate la sfârșitul anului școlar /164
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
5
INTRODUCERE
Încă din primele ore în care elevii clasei a VII -a sunt introduși în frumoasa lume a
chimiei, o disciplină de studiu nouă pentru ei, deși se întâlnesc cu noțiuni din chimie și în clasele
mai mici, este dată și prima definiție a acesteia: Chimia este o știință care se ocupă cu studiul
structurii substanțelor și proprietățile acestora .
Experimentul didactic contribuie în mare măsură la descrierea proprietăților
substanțelor. Fie că este un experiment demonstrativ, o lucrare pe grupe sau chiar un experiment
virtual, această metodă didactică activ -participativă permite elevilor să ia con tact direct cu
substanțele chimice. Lucrând cu acestea, elevii pot descrie ulterior proprietăți fizice sau chimice
ale substanțelor cu care au intrat în contact sau au realizat activitățile experimentale sub
îndrumarea cadrului didactic. De exemplu, intrân d în contact cu sulful, elevii vor ști că acesta se
prezintă sub forma unei pulberi galbene sau că în reacția cu oxigenul, acesta arde cu o flacără
albăstruie, rece. La fel se întâmplă și în cazul clorurii de sodiu, a cărei proprietate de a conduce
curentu l electric în soluție sau topitură poate fi ușor pusă în evidență experimental.
Dacă în ceea ce privește proprietățile substanțelor, însușirea de cunoștințe este ușurată
de către experimentul didactic, lucrurile sunt mai dificile în ceea ce privește însușirea de noțiuni
privind structura substanțelor. Când vorbim despre structura substanțelor ne gândim la structura
particulelor componente ale substanței – atomi, ioni și molecule, dar și la modul în care acestea
se leagă unele de altele – legăturile ch imice. Elevii sunt mai greu de convins că atomul de sulf
prezintă în nucleu șaisprezece protoni și șaisprezece neutroni iar pe învelișul său electronic
orbitează pe straturi și orbitalii aferenți șaisprezece electroni, fără a le arăta direct acei atomi și
particulele lor componente. În acest caz s -ar putea apela la tehnicile de investigare, cum ar fi
microscopul electronic, însă acestea nu se găsesc în dotarea școlilor. Este și mai greu să îi
convingi că la formarea clorurii de sodiu, atomii de sodiu și clo r se transformă în cation,
respectiv anion, și formează o legătură ionică fără le demonstra cum au loc efectiv aceste
procese. S -ar putea apela la fotografii sau filme, dar și acestea în marea lor majoritate prezintă tot
modele ale proceselor și nu procese le însăși. Se pune întrebarea, ce metodă didactică ar fi
eficientă pentru însușirea acestor noțiuni fundamentale ale chimiei?
Un răspuns la această întrebare ar fi folosirea modelării. Lucrarea de față aprofundează
în ce măsură este eficientă această metod ă didactică activ -participativă în studiul legăturilor
chimice de către elevii ciclurilor gimnazial și profesional.
Atomii, ionii sau moleculele ce intră în compoziția unei substanțe chimice furnizează
indicii privind structura și proprietățile acesteia. Î n mod analog și legăturile chimice formate
între componenții acelei substanțe își pun amprenta asupra structurii și proprietăților acelei
substanțe. De exemplu, rețelele cristaline apărute în substanțele ionice nu sunt doar consecința
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
6
prezenței ionilor poz itivi și negativi, ci și a faptului că între aceștia se formează legături chimice
de natură heteropolară (legături ionice).
Dacă în programa școlară a disciplinei Chimie, pentru clasele a VII -a și a VIII -a,
conținuturile privind legăturile chimice cuprind formarea ionilor, a substanțelor ionice și a
moleculelor, legăturile chimice sunt studiate pe larg în învățământul liceal și profesional.
Conținuturile programelor pentru liceu și școala profesională cuprind un capitol dedicat
legăturilor chimice la clasa a IX -a, în care se studiază legătura ionică, legătura covalentă și
legătura covalent -coordinativă dar și conținuturi la clasa a X -a (de exemplu, Legături chimice în
chimia organică).
Astfel, legătura chimică este un concept fundamental, cu care elevii se î ntâlnesc încă din
primii ani de studiu ai chimiei .
În activitatea didactică, am observat la e levi, în special la cei din învățământul
gimnazial , că își formează mai ușor deprinderi în a opera cu noțiuni precum ionii, moleculele sau
valența, atunci când pe lângă modelele figurative sau modelele matematice, utilizez și modele
fizice, precum trusele cu bile și tije, machete sau modele pe calculator. Exersând cu ajutorul
modelelor fizice, elevii de clasa a VII -a au putut modela o serie de molecule ale unor sub stanțe
simple (H 2, O 2,Cl2), compuse (HCl, H 2O, CO 2, NH 3) și chiar molecule organice simple (CH 4,
C2H5-OH). De asemenea, cu ajutorul modelelor virtuale, au reușit să asimileze mai ușor
procesele de ionizare, asociind culoarea albastră cu formarea ionilor po zitivi (numărul de protoni
este mai mare decât cel de electroni) și culoarea roșie cu formarea ionilor negativi (numărul
protonilor este mai mic decât cel al electronilor).
Marea majoritate a elevilor de la învățământul profesional au formate deja pricepe ri și
deprinderi în operarea cu modelele grafice și matematice încă din clasele de gimnaziu, fiindu -mi
mai ușor să abordez conținuturi precum legătura ionică, legătura covalentă sau legătura
coordinativă.
Astfel, la o primă vedere s -ar putea spune că metod a modelării prezintă eficiență și
importanță în studiul legăturilor chimice.
Experiențele avute în decursul anilor la catedră , dar și faptul că legăturile chimice sunt
parte a structurii substanțelor, fiind unul din concept ele fundamental e cu care opereaz ă chimia ,
m-au determinat să aleg această temă în vederea realizării lucrării metodico -științifice pentru
obținerea gradului didactic I.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
7
CAPITOLUL I
LEGĂTURI CHIMICE
Legăturile chimice sunt interacțiuni care au loc între atomii elementelor chimice care se
unesc prin intermediul electronilor de valență și care au ca rezulta t formarea substanțelor chimice
(Vlădescu, 1997)
Principalele tipuri de legături chimice sunt:
A) Legături chimice care se formează între particulele aceleiași substanțe:
legături ionice;
legături covalentă simple: nepolară și polară;
legături covalente multiple: omogene și neomogene;
legături metalice.
B) Legături chimice intermoleculare:
legături de hidrogen;
legături Van der Waals: interacțiuni de dispersie, interacțiuni de ori entare
(dipol -dipol) și interacțiuni de inducție.
Proprietățile unei substanțe sunt determinate de natura forțelor de interacțiune ce se
stabilesc între particulele componente (atomi, ioni, molecule, radicali). Cunoașterea structurii
acesteia înseamnă cuno așterea naturii particulelor ce compun acea substanță, modul de aranjare a
acestora în spațiu și forțele de legătură ce se stabilesc între aceste particule.
I.1. Legătura ionică
Bazele teoretice ale legăturii ionice sau legăturii electrovalente au fost puse de către
chimistul german W. Kossel. Acesta a explicat formarea legăturii ionice pe baza transferului de
electroni de la atomii elementelor care cedează electroni (caracter electropozitiv) către atomii
elementelor care acceptă elec troni (caracter elec tronegativ) (Dobrescu, 1972).
În urma acestui transfer de electroni se formează ioni pozitivi, numiți cationi și ioni
negativi, numiți anioni, care se atrag electrostatic între ei până la distanța minimă permisă de
forțele de repulsie dintre învelișurile l or electronice.
Odată cu modificarea structurii învelișului electronic, se modifică și dimensiunile lui
astfel:
( )
Legătura ionică este întâlnită la compuși formați din elemente cu caracter chimic opus:
elemente cu caracter electropozitiv (metale), capabile să cedeze electroni și elemente cu caracter
electronegativ (nemetale sau radicali), capabile să accepte electroni.
Legăturile ionice prezintă următoarele caracteristici:
apar datorită forțelor electrostatice ce se manifestă între ioni, forțe de natură
fizică ce nu sunt dirijate în spațiu;
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
8
nu formează asociații moleculare închise, ci agregate tridimensionale de ioni,
numite rețele cristaline;
fiecare ion tinde să se înconjoare de un număr maxim de ioni de semn contr ar,
numit număr de coordinare. Acești ioni sunt dispuși la o distanță minimă care
permite echilibrarea forțelor de respingere dintre învelișurile electronice ale
ionilor;
formulele brute ale compușilor ionici sunt în funcție de raportul de combinare al
ionilor și nu de compoziția procentuală a substanței;
nu sunt rigide, lucru ce permite dizolvarea ușoară a substanțelor ionice în
solvenți polari cum ar fi apa.
Energia este cuprinsă între 20 -200 kcal/mol, fiind o legătură puternică;
Nu prezintă fenomenul de saturație (Humelnicu, 2002).
I.1.1. Teoria legăturii ionice: formarea ionilor pozitivi și negativi
Formarea clorurii de sodiu, NaCl, din elementele componente, decurge după următorul
proces general:
( )
Dacă se pornește de la atomi liberi de sodiu, Na și clor, Cl, pentru formarea rețelei
cristaline de NaCl trebuie să se țină seama de următoarele etape:
1) Formarea ionilor Na+ și Cl-. Fiecare atom tinde să își formeze configurația stabilă a
gazului rar cel mai apropi at astfel:
Atomul de sodiu, Na cedează electronul aflat pe ultimul strat și devine cation Na+,
conform reacției:
( )
Reacția este caracterizată de energia de ionizare I = 494,03 kJ/mol
Atomul de Cl acceptă electronul ced at de Na și devine anion clorură, Cl-, conform
reacției:
( )
Reacția este caracterizată de afinitatea pentru electroni a atomului de clor, A = –
347,49 kJ/mol.
2) Formarea compusului ionic clorură de sodiu, NaCl, datorită forței de atracție
electrostatică, proces general redat în fig. I.1:
Figura I.1. Formarea clorurii de sodiu NaCl din elementele componente
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
9
Dacă formarea NaCl ar decurge numai pe baza acestor procese, ea ar trebui să nu se
formeze, deoarece suma energiilor de ionizare, I, a sodiului și afinității pentru electroni a
clorului, A, este pozitivă:
I + A = 494,03 – 347,49 = 146,54 kJ/mol (I.5)
Astfel, formarea substanțelor ionice nu se poate explica numai în baza bilanțului
energetic al celor două p rocese. Formarea legăturii ionice este favorizată de un proces exoterm
ce are loc în t impul transferului de electroni (Humelnicu, 2002).
Deci, formarea ionilor Na+ și Cl- nu are loc spontan, ci numai dacă transferul endoterm
al electronului de la sodiu la clor este însoțit de un proces exoterm care compensează deficitul de
energie al acestuia.
Formarea rețelei cristaline, ca urmare a atracției electrostatice dintre ionii gazoși de
sarcini opuse are loc cu degajare energetică ce determină procesul de formare , numită energie de
rețea și notată cu U. Schematic, acest proces se poate reda prin ecuația:
( ) ( ) ( ) ( )
Această energie, caracterizează rețelele ionice și reprezintă energia eliberată la formarea
unui mol de substanț ă solidă, din ionii gazoși aflați în stare liberă și indică tăria legăturii ionice.
Relația ce redă valoarea energiei de rețea a fost propusă de către chimistul M. Born. Ea
conține termeni de atracție coulombiană, termeni de repulsie coulombiană și termeni de repulsie
Born:
( ), în care:
U – energia de rețea;
NA – Numărul lui Avogadro;
A – constanta lui Madelung (depinde de tipul rețelei)
r0 = rcation+ranion;
q – sarcina electrică;
B – repulsia Born;
n – exponent care se exprimă în funcție de configurația ionilor.
În tabelul nr. I.1 sunt prezentate valori ale constantei Madelung (A) pentru diferite tipuri
de rețea, iar în tabelul I.2 sunt prezentate valori ale exponentului n.
Tabel I.1. Valori ale constantei Madelung
Tip rețea NaCl CsCl Blendă Wurtzit Fluorină Rutil
A 1,74756 1,76267 1,63806 1,641 5,03878 4,816
Tabel I.2.Valori ale exponentului n
Configurația ionilor He Ne Ar Kr Xe
Valoare n 5 7 9 10 12
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
10
La echilibru, forțele de atracție se compensează cu forțele de respingere, iar termenul de
repulsie Born are valoarea:
( )
Introducând această valoare a termenului de repulsie Born în relația I.7, energia de rețea
are valoarea fi nală:
(
) ( )
La energia de rețea își aduc contribuția în mică măsură forțele de atracție Van der Waals
și energiile datorate polarizabilității ionilor.
Dacă se ține cont și de acest lucru, valoarea calculată a energiei de rețea a clorurii de
sodiu, NaCl este U NaCl = 774 kJ/mol.
Dacă se calculează energia de rețea pe baza legilor termochimiei, fiind cunoscute
căldurile absorbite sau degajate în cadrul procesului de formare se va aju nge la aceeași valoare
numerică (Humelnicu, 2002).
Ciclul Haber -Born pentru clorura de sodiu este redat în figura I.2.
Figura I.2 . Ciclul Haber – Born pentru formarea clorurii de sodiu NaCl din
elementele componente (Humelnicu, 2002)
Energia de rețea a NaCl este:
(I.10) , în care:
U – energia de rețea;
S – entalpia de sublimare a sodiului, Na (96,2964 kJ/mol);
D – energia de disociere a clorului, Cl2 (242,82 kJ/mol);
I – energia de ionizare a sodiului, Na (494,04 kJ/mol);
A – afinitatea pentru ele ctroni a atomului de clor, Cl ( -347,38 kJ/mol);
– entalpia standard de formare a clorurii de sodiu, NaCl din elementele
componente ( -410,3 kJ/mol)
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
11
Înlocuindu -se valorile din relația (I.10), valoarea finală a energiei de rețea este U =
774,54 kJ/mol, v aloare aproape identică cu cea găsită prin utilizarea relației (I.9) la care se
adaugă energiile datorate polarizabilității ionilor și forțele Van der Waals.
În concluzie, formarea legăturii ionice se explică:
în baza transferului de electroni de la atomul cu caracter electropozitiv la cel cu
caracter electronegativ;
în baza unui proces exoterm care acoperă deficitul energetic al transferului de
electroni.
Prin legături ionice se formează:
sărurile;
unii oxizi metalici (bazici);
cei mai mulți hidroxizi;
compușii metalo -organici.
I.1.2. Rețele c ristaline ale compușilor ionici
Cunoaștem că substanțele ionice sunt formate din ioni. În marea majoritate a cazurilor,
ionii sunt aranjați ordonat, formându -se astfel cristale ionice ce se pot vedea fie cu ochiul l iber,
fie cu ajutorul microscopului.
Cristalele ionice sunt delimitate de fețe plane, muchii și colțuri, care determină o formă
geometrică spațială.
Aranjamentul ordonat al ionilor într -o rețea geometrică spațială regulată, formează
rețeaua cristalină ioni că, în care unitatea de structură ce se poate repeta poartă numele de celulă
elementară.
Rețelele ionice sunt formate din ioni pozitivi și negativi, acestea formându -se ca rezultat
al coeziunii dintre for țele de atracție electrostatică (Dobrescu, 1972).
Cu ajutorul razelor X s -a observat că substanțele ionice pot forma mai multe tipuri de
rețele ionice.
Factorii ce determină structura cristalină adoptată sunt:
electrovalența ionilor, care din condiția de neutralitate electrică a cristalului, determină
formu la generala a compusului, de exemplu: Na+Cl-, Mg2+2Cl-, Al3+3Cl-, 2Al3+3O2- etc.;
mărimea relativă a ionilor, ce determină modul de așezare a ionilor și numărul de
coordinare al acestora.
Dintre tipurile de rețele cristaline ionice, cele mai întâlnite sunt :
1) Rețeaua cubică de tip NaCl ( cubic centrat pe fețe – CFC) (fig. I.3)
În structura NaCl atât Na+ cât și Cl- se găsesc în structuri cubice centrate pe fețe
decalate între ele cu o jumătate de latură (
). Astfel catonii Na+ sunt poziționați pe mijlocul
muchiilor și în centrul cubului iar anionii Cl- sunt poziționați în vârfurile cubului și în centrul
acestuia. Fiecare ion din celula elementară este înconjurat la distanțe egale de 6 ioni de semn
contrar Na+/Cl- = 6/6. Numărul de coordinare al rețelei este 6.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
12
Celulei elementare îi corespund
ioni Na+ și
ioni Cl-.
Figura I.3. Rețeaua cristalină a clorurii de sodiu, NaCl (sursa: quora.com)
2) Rețeaua cubică de tip CsCl (cubică primitivă) (fig. I.4)
În structura CsCl atât Cs+ cât și Cl- se găsesc în structuri cubice primitive decalate între
ele cu o jumătate din diagonala cubului ( √
).
Figura I.4 . Rețeaua cristalină a clorurii de cesiu, Cs Cl (sursa: college.kangwon.ac.kr )
În colțurile cubului se găsesc anioni Cl- iar în centrul cubului se găsește cationul Cs+.
Fiecare ion din celula elementară este înconjurat, la distanțe egale de 8 ioni de semn contrar
Cs+/Cl- = 8/8. Numărul de coordinare al rețelei este 8.
Celulei elementare îi corespund 1 ion Cs+ și
ioni Cl-.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
13
3) Rețea cubică tip blendă – ZnS (cubic centrat pe fețe) (fig I.5)
Figura I.5 . Rețeaua cristalină a blendei, ZnS (su rsa:chegg.com )
Structura este formată din două structuri CFC (una pentru Zn2+ alta pentru S2-) decalate
cu ¼ după diagonala cubului ( √
).
Anionii sulfură, S2- sunt așezați în colțuri și pe mijlocul fețelor cubului, iar cationii Zn2+
se găsesc în interiorul cubului. Numărul de coordinare al ionilor Zn2+ este 4
Celulei elementare îi corespund 4 cationi Zn2+ și
anioni S2-.
4) Reațea cristalină de tip fluorită, CaF 2 (fig. I.6)
Figura I.6. Celula elementară a fluoritei (sursa: farlabs.edu.au )
Cationii Ca2+ sunt poziționați în vârfurile cubului și pe mijlocul fețelor acestuia în timp
ce anionii F- sunt poziționați în interiorul cubului.
Celulei elementare îi corespund astfel
cationi Ca2+ și 8 anioni F-.
Numerele de coordinare sunt 4 pentru F- și 8 pentru Ca2+.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
14
5) Rețea hexagonală tip wurtzit, ZnO (fig I. 7)
Figura I. 7. Rețeaua cristalină a wurtzitului, ZnO (sursa: pubs.rsc.org)
Liniile îngroșate din desen reprezintă o celulă elementară. Se observă că în celula
elementară, ionii Zn2+ sunt situați în colțurile prismei iar ionii O2- pe muchiile acesteia. În
interiorul prismei se mai găsesc încă un cation Zn2+ și un ani on O2-.
Astfel, unei celule elementare îi corespund
ioni Zn2+ și
ioni O2-.
6) Rețea tetragonală (pătratică) tip rutil – TiO 2 (fig I .8)
Figura I.8. Rețeaua cristalină a rutilului, TiO 2 (sursa: wikipedia.org)
Cationii Ti4+ au numărul de coordinare 6, deoarece sunt înconjurați de 6 anioni oxid, O2-
aflați la distanțe egale, în timp ce anionii oxid, O2- au numărul de coordinare 3, fiind vecini cu 3
cationi Ti4+, deci Ti4+/O2- = 6/3.
Din figura I. 8. se observă că celulei eleme ntare îi corespund
cationi Ti4+ și
anioni O2-.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
15
7) Rețea trigonală (romboedrică) tip corindon, Al 2O3 (fig. I. 9)
Fig. I. 9. Rețeaua cristalină a corindonului, Al 2O3 (sursa:quora .org)
Anionii oxid, O2- formează o sructură hexagonală compactă, cu o alternanță iar ioniiAl3+
ocupă spațiile interstițiale octaedrice.
Structurii din figură îi corespund 6 cationi Al3+ și
anioni O2-.
Numerele de coordinare sunt 6 pentru Al3+ și 4 pentru O2-.
Rețelele cristaline nu sunt întâlnite numai la compușii ionici. În funcție de particulele ce
formează substanțele, mai putem întâlni:
rețele atomice, dacă particulele ce formează rețeaua sunt atomi;
rețele metalice, dacă particulele ce formează rețeaua sunt at omi metalici;
rețele moleculare, dacă particulele ce formează rețeaua sunt molecule.
I.1.3. Proprietățile substanțelor formate din ioni
Starea de agregare. Așa cum s -a arătat în subcapitolul I.1.2, substanțele formate din
ioni sunt, la temperaturi obișnuite, substanțe solide, cristaline.
Comportarea la lovire. Substanțele ionice se sparg ușor, sunt casante. Dacă asupra unui
cristal ionic acționează o forță exterioară, are loc deplasarea planurilor în care sunt situați ionii în
cristal unul față de celălalt. La un moment dat, ionii de același semn din planurile vecine se
apropie unii de alții și apar forțe de respingere electrostatică ce conduc în final la spargerea
cristalului (figura I. 10)
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
16
Figura I. 10. Comportarea la spargere a compușilor ionici: cristal ionic(a), acțiunea forței
exterioare(b), acțiunea forțe lor ce duc la spargerea cristalului (c) (Vlădescu, 1997)
Temperaturi de topire și fierbere. Compușii ionici prezintă temperaturi de topire și
fierbere ridicate. Ele cresc odată cu creșterea sarcinii electrice și scad odată cu creșterea razei
ionice, așa c um sunt prezentate în tabelul I.3.
Tabel I.3. Variați a temperaturilor de topire și fierbere pentru substanțele ionice
Parametru Raza ionică Sarcina electrică
Substanță NaF NaCl NaBr NaF MgF 2
t.t. (oC) 992 801 740 992 1263
t.f. (oC) 1704 1413 1392 1704 2260
Conductibilitatea termică și electrică. În stare solidă, substanțele ionice nu conduc
curentul electric și căldura (sunt izolatoare). În topitură și în soluție, datorită disocierii și
mobilității ionilor, substanțele ionice devin bune conductoare electrice și termice – electroliți
(conductori de ordinul II).
Solubilitatea. Compușii ionici sunt ușor solubile în solvenți polari, cum este apa și greu
solubile în solvenți nepolari.
Micșorarea forțelor electrostatice care rețin ionii în rețeaua cristali nă în timpul hidratării
ionilor explică de ce substanțele ionice sunt ușor solubile în apă.
Combinațiile ionice precum halogenurile de argint, unii oxizi nemetalici sunt greu
solubile, deoarece legătura ionică, prezintă deja un slab caracter covalent (Hume lnicu, 2002).
I.2. Legătura covalentă
Legătura covalentă se realizează prin punerea în comun a electronilor neîmperecheați
din stratul de valență (Albert,1967) .
În funcție de natura atomilor care participă la formarea legăturii, se deosebesc două
tipuri de legături covalente:
a) legătura covalentă nepolară, se stabilește între atomi de același fel iar perechile de
electroni neparticipanți aparțin în mod egal la cei doi atomi, de exemplu moleculele
biatomice: H 2, N 2, O2, F2, Cl 2, Br 2, I2.
b) legătura covalentă polară, se stabilește între doi atomi din specii diferite. Se
caracterizează prin deplasarea perechilor de electroni neparticipanți spre atomul cu
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
17
electronegativitatea mai mare. În urma acestei deplasări, apar sarcini electrice parțiale,
negativă la atomul cu electronegativitatea mai mare și pozitivă la atomul cu
electronegativitate mai mică, de exemplu moleculele hidracizilor halogenilor, HF, HCl,
HBr, HI.
Principalele caracteristici ale legăturii covalente sunt: lungimea legăturii sau distanța
internucleară, energia de legătură, multiplicitatea, polaritatea și unghiul de valență (unghiul
format cu o altă legătură covalentă).
Lungimea covalenței se măsoară prin distanța de echilibru între nucleele atomilor care
se unesc. Se determină de obicei cu ajutorul difracției de raze X sau spectroscopiei moleculare.
Experimental, s -a constatat că lungimea legăturii covalente scade cu creșterea multiplicității
legăturii și nu este influențată decât în mică măsură de prezența al tor covalențe din moleculă.
În tabelul I.4 sunt prezentate lungimile principalelor covalențe si mple, duble și triple
întâlnite (Humelnicu, 2002).
Tabel I.4. Lungimi de legături întâ lnite la legăturile covalente simple și multiple.
Legături simple Legături duble Legături triple
Legătura Lungimea (Å) Legătura Lungimea (Å) Legătura Lungimea (Å)
C–C 1,54 C=C 1,42 C≡C 1,21
C–N 1,47 C=N 1,22 C≡N 1,15
N–N 1,47 N=N 1,25 N≡N 1,09
C–O 1,43 C=O 1,23 C≡O 1,13
N–O 1,36 N=O 1,22 N≡O 1,06
Energia de legătură este energia care se degajă la formarea unei covalențe între doi
atomi care inițial se află în stare liberă. Ea este egală și de semn contrar cu energia de disociere a
legăturii. Se determină din date termochimice, prin metode optice sau ținând cont de
electronegativitățile atomilor implicați, poate fi calculată prin relația lui Pauling .
Pentru o legătură covalentă simplă între două elemente ce au electronegativități diferite,
energia de legătură are valoarea:
( ) ( ) ( ),
în care:
EA–A; EB–B – energii ale legăturilor homonucleare;
χA, χB – coeficienți de electronegativitate ai atomilor ce intră în legătură.
Dacă diferența dintre electronegativitățile atomilor componenți este neglijabilă, iar
legăturile di n moleculă nu se influențează reciproc, suma energiilor tuturor legăturilor din
moleculă este egală cu energia de formare a moleculei din atomi liberi:
( )
Energiile de legătură stau la baza calc ulelor termodinamice și termochimice
(Humelnicu, 2002) .
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
18
I.2.1.Teoria electronică a covalenței
Chimistul G. N. Lewis este cel care în anul 1916 a elaborat fundamentele acestei teorii.
La formarea moleculelor, atomii participanți pun în comun electronii neîmperecheați din stratul
de valență, realizând legături covalent e rigide și orientate în spațiu (Vlădescu, 1997).
În cazul moleculelor biatomice se realizează legături covalente nepolare. Vom
exemplifica formarea legăturii covalente nepolare pentru molec ula de hidrogen, H 2.
Un atom de hidrogen are în orbitalul 1s un singur electron necuplat. Acest lucru
înseamnă că hidrogenul prezintă covalența 1. Doi atomi de hidrogen care prezintă electroni cu
spin opus pun în comun electronii necuplați, realizându -se o covalență printr -un dublet comun de
electroni.
Figura I. 11. Formarea legăturii covalente nepolare la molecula de hidrogen, H 2
Spinii opuși ai electronilor sunt figurați prin săgeți orientate în jos și în sus.
Pentru legătura covalentă formată, Lewis a propus simbolizarea acesteia cu o liniuță
pentru fiecare pereche de electroni neparticipanți.
Clorul, la fel ca și hidrogenul prezintă covalența 1. Formarea moleculei de clor are loc
în mod asemănător hidrogenului, electronul necuplat fiind prezent de acea stă dată pe unul dintre
orbitalii 3p.
Figura I. 12. Formarea legăturii covalente nepolare la molecula de clor, Cl 2
Unii atomi se pot uni și prin mai multe covalențe, formându -se de această dată legături
multiple. Înmolecula de oxigen, O 2, cei doi atomi de oxigen pun în comun câte doi electroni care
nu sunt cuplați în stratul de valență (plasați pe orbitalii 2p); aceștia se unesc printr -o legătură
covalentă dublă, simbolizată cu două liniuțe (două covalențe ce corespund la două dublete
comune).
Figura I. 13. Formarea legăturilor covalente nepolare la molecula de oxigen, O 2
Tot legături covalente nepolare se formează și în cazul unor substanțe formate din atomi
diferiți și care prezintă molecule cu geometrie simetrică (CH 4, CCl 4, CO 2).
Figura I. 14. Formar ea legăturilor covalente nepolare la molecula de dioxid de carbon, CO 2
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
19
În cazul moleculelor formate din specii de atomi diferiți, atomul mai electronegativ
atrage mai puternic electronii puși în comun, formându -se legături covalente polare. Moleculele
form ate sunt alungite și poartă numele de molecule polare (Vlădescu, 1997) .
În cazul moleculei de acid clorhidric, HCl, hidrogenul prezintă un electron necuplat pe
orbitalul 1s, iar clorul, mai electronegativ decât hidrogenul prezintă un electron necuplat pe unul
dintre orbitalii 3p. Dacă se întâlnesc atomi cu spin opus, cei doi electroni sunt puși în comun,
clorul fiind cel care atrage spre el perechea de electroni pusă în comun.
Figura I. 15. Formarea legăturii covalente polare la molecula de acid clorhidri c, HCl
Moleculele diatomice sunt cu atât mai polare cu cât diferența de electronegativitate
dintre atomi este mai mare. Astfel pentru moleculele formate de hidrogen cu halogenii,
polaritatea moleculelor crește în ordinea HI, HBr, HCl, HF.
Datorită deplasăr ii electronilor, caracterul legăturii covalente polare este parțial ionic,
fiind admis faptul că aceasta este intermediară între legătura ionică și legătura covalentă
nepolară.
Ex: – legătură ionică
– legătură covalentă polară
– legătură covalentă nepolară.
Teoria electronică a covalenței are ca principal dezavantaj, faptul că nu poate face
distincția între covalențele de tip σ și cele de tip π sau δ, între covalențele localizate și cele
delocalizate. Din cauza acestui fap t, teoria nu poate explica în mod satisfăcător proprietățile
substanțelor cu aceste tipuri de covalențe. De asemenea, nu există nici posibilitatea efectuării de
calcule matematice cantitative pentru distanța interatomică și energia de legătură, pentru
dove direa stabilității mai mari a moleculel or, comparativ cu atomii liberi (Nenițescu, 1979).
Pe baza ecuației lui Schrödinger s -a dezvoltat teoria mecanico -cuantică a covalenței, ce
consideră moleculele ca un sistem format din nuclee atomice și electroni.
Prima dezvoltare teoretică a legăturii covalente pe baza rezultatelor mecanicii cuantice a
fost realizată în anul 1927 de către Heitler și London, care au realizat calcule simplificate pe o
serie de molecule simple ( , ).
Pentru interpretarea cali tativă a covalenței doar două dintre toate aproximările făcute
prezintă o aplicativitate mai mare. Acestea sunt:
Teoria sau metoda legăturii de valență (M.L.V.) a lui Heitler și London și completată de
către Slater și Pauling;
Teoria sau metoda orbitalilor moleculari (M.O.M.) a lui Mulliken, Hückel și Hund.
Cele două metode pleacă de la faptul că funcția de undă a orbitalului molecular este o
combinație liniară a funcțiilor de undă corespunzătoare orbitalilor atomici (Humelnicu, 2002).
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
20
I.2.2.Teoria (metoda) legăturii de valență
Această teorie consideră că legăturile ce se stabilesc între doi atomi sunt bicentrice.
Legătura covalentă este rezultatul suprapunerii orbitalilor atomici nedeformați.
Pentru realizarea legăturii, atomii partici pă cu același număr de electroni, rezultând
perechi deelectroni cu spin opus. Numărul covalențelor posibile pentru un atom este egal cu
numărul de împerecheri pe care le poate realiza până la obținerea configurației de dublet sau
octet.
Dacă cei doi atomi cu electroni necuplați se apropie unul de celălalt iar spinii sunt
paraleli, se manifestă forțe de respingere de natură electrostatică. Dacă spinii sunt antiparaleli,
are loc apropierea reciprocă a orbitalilor atomici pe o suprafață limitată de forțele de respingere
electrostatică dintre învelișurile electronice ale celor doi atomi. Rezultă un orbital comun ambilor
atomi, ocupat de doi electroni cu spi n opus, numit orbital molecular (Humelnicu, 2002).
De exemplu, la combinarea a doi atomi de hidrogen, H, or bitalii 1s ai acestora se
suprapun în spațiul internuclear. Rezultă molecula de hidrogen, H 2, o structură cu cea mai
scăzută energie și care este cea mai stabilă:
Figura I. 16. Formarea orbitalului molecular la molecula de hidrogen,H 2
I.2.2.1.Tipuri de le gături chimice covalente
Conform acestei teorii, după modul în care orbitalii atomici participanți se suprapun,
distingem:
legătura covalentă σ;
legătura covalentă π.
Legătura covalentă σ se stabilește între electroni ce intră în rezonanță de -a lungul unei
axe de legătură, numiți electroni σ (mail.uaic.ro/~marius.mihasan ).
Există mai multe tipuri de covalențe σ, date de tipurile orbitalilor participanți la
realizarea acesteia:
covalența σ ss – rezultă în urma suprapunerii a doi orbitali atomici de tip s, de exemplu
formarea moleculei de hidrogen, H 2(figura I.1 7):
Figura I.17. Formarea covalenței σ ss la molecula de hidrogen, H 2
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
21
Covalența σ sp – rezultă în urma suprapunerii unui orbital atomi c de tip s cu un lob al unui
orbital atomic de tip p, de exemplu, formarea moleculei de acid clorhidric, HCl (figura
I.18):
Figura I. 18. Formarea covalenței σ sp la molecula de acid clorhidric, HCl
Covalența σ pp – rezultă în urma suprapunerii a doi orbitali atomici de tip p, de exemplu
formarea moleculei de clor, Cl 2 (figura I.1 9):
Figura I.19. Formarea covalenței σ pp la molecula de clor, Cl 2
Covalența σ pd rezultă în urma suprapunerii unui lob al unui orbital atomic de tip p cu un
lob al unui orbital atomic de tip d, de exemplu halogenurile metalelor tranziționale
(figura I. 20):
Figura I. 20. Formarea covalenței σ pd
Principalele caracteristici ale legăturilor σ sunt:
sunt cele mai stabile legături cova lente;
sunt legături de bază în molecule, de terminând configurația acestora.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
22
Legătura covalentă π se formează atunci când, după formarea legăturii σ rămân
electroni necuplați la ambii atomi care participă la legătură (mail.uaic.ro/~marius.mihasan ).
Legătur a covalentă π rezultă din suprapunerea orbitalilor atomici de tip p, d sau f prin
câte doi lobi, luând astfel naștere legături duble, ca în cazul moleculei de oxigen, O 2, sau triple,
ca în cazul moleculei de azot, N 2.
În cazul formării moleculei de oxigen, O2, legarea atomilor se realizează printr -o legătură
σ, formată în urma suprapunerii orbitalilor 2p x și o legătură covalentă π, rezultată prin
suprapunerea orbitalilor 2p y (figura I. 21).
Figura I. 21. Formarea legăturilor covalente σ și π la molecula de oxigen, O 2.
în cazul formării moleculei de azot, N 2, legarea atomilor se realizează printr -o legătură σ,
formată în urma suprapunerii orbitalilor 2p x și două legături covalente π, rezultate prin
suprapunerea orbitalilor 2p y și 2p z (figura I.2 2);
Figura I.22. Formarea legăturilor covalente σ și π la molecula de azot, N 2.
Caracteristici ale legăturilor covalente π:
sunt întretăiate de planul nodal al legăturii σ pe care sunt perpendiculare;
reduce distanțele între atomi;
crește rigiditatea moleculei, dato rită măririi unghiului de valență;
energia de legătură în cazul legăturii π este mai mică decât în cazul legăturii σ, lucru
rezultat din suprapunerea mai redusă a lobilor decât în cazul legăturii σ;
reactivitatea legăturii π este mai mare decât cea a legăt urii σ.
Indiferent dacă se formează legături σ sau π, între electronii cuplați se realizează o
atracție puternică ce are ca rezultat formarea unui sistem stabil, cu caracter dinamic și nu
electrostatic, așa cum se întâmplă în cazul legăturii ionice.
În con cluzie, legătura între atomi, cu formarea de molecule homonucleare sau
heteronucleare are loc numai atunci când electronii de valență pre zintă spin opus (Albert, 1967).
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
23
I.2.2. 2. Hibridizarea orbitalilor atomici.
În multe cazuri, direcțiile după care sunt orientate legăturile covalente din moleculele
diferitelor substanțe, nu coincid cu cele ale orbitalilor atomici inițiali.
Configurația electronică a stratului de valență a unui atom determină, conform teoriei
legăturii de valență, numărul de covalențe pe c are îl formează acesta. S -a observat că unele
elemente precum beriliul, borul sau carbonul, pot forma mai multe legături covalente decât
numărul electronilor neîmperecheați pe care îl au acestea în stratul de valență. De asemenea,
unghiurile dintre covalnț e prezintă valori diferite de cele existente între orbitalii atomici inițiali.
Hibridizarea este combinarea liniară a stratului de valență în urma căreia rezultă orbitali
hibrizi cu formă, stare energetică și distribuție spațială modificate. Atunci când se formează
legăturile chimice, are loc și procesul de hibridizare. Molecula devine mai stabilă deoarece
spațiile între electroni sunt minime.
Hibridizarea orbitalilor atomici se utilizează pentru explicarea formării unui număr de
covalențe superior numărulu i de electroni necuplați din stratul de valență.
Rezultatul hibridizării sunt orbitalii atomici hibrizi, cu distribuție asimetrică a norului
electronic, lucru ce permite realizarea unor legături mai puternice, datorită mai bunei suprapuneri
decât în cazul orbitalilor atomici inițiali. Forma tuturor orbitalilor hibrizi rezultați este aceeași,
prezintă aceeași energie iar orientarea lor în spațiu este cât mai simetrică.
Numărul orbi talilor hibrizi este același cu numărul orbitalilor inițiali. Ei se ocupă cu
electroni în ordinea creșterii nivelului energetic în baza regulii lui Hund și a princip iului de
excluziune a lui Pauli (Humelnicu, 2002).
Există un număr limitat de tipuri de hibridizare. Acestea sunt prezentate în tabelul I.5.
Tabel I.5. Principalele tipuri de hibridizare a orbitalilor atonici.
Tip de
hibridizare Starea de
valență a
atomului Figura
geometrică Orbitali atomici folosiți Numărul
orbitalilor
hibrizi
sp Liniară
(digonală) Linie dreaptă
(180o) ; √
√
2
sp2 Trigonală Triunghi
(120o) 3
sp3 Tetraedrică Tetraedru
(109o28') 4
dsp2 Plan-pătrată Pătrat
(90o) √
√
4
sp3d Bipiramidal
trigonală Bipiramidă
trigonală 5
sp3d2 Octaedrică Octaedru
regulat √
√
6
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
24
Hibridizarea sp (digonală) este întâ lnită la elemente din perioada a doua, cu volum mic.
Se întâlnește la molecule precum BeH 2, BeCl 2, CO 2, CS 2, N2O, HCN.
Un orbital s se combină cu un orbital p, rezultând doi orbitali hibrizi sp, cu energii egale
și valoare intermediară față de energiile orbitalilor atomici inițiali. Norul electronic are densitatea
distribuită simetric (Nenițescu, 1979).
De exemplu, beriliul, Be are în sta re fundamentală configurația electronică 1s22s2.
Privind această configurație ne -am aștepta ca atomul de beriliu să se comporte ca un gaz inert și
să nu formeze legături, deoarece în această configurație, toți electronii sunt împerecheați. Practic,
în toat e combinațiile sale, beriliul formează două covalențe, corespunzătoare la doi electroni
neîmperecheați. Unul dintre cei doi electroni de pe orbitalul 2s trece pe orbitalul 2p x, diferența
energetică dintre cei doi orbitali fiind mică. Orbitalii hibrizi form ați au simetrie digonală,
orientare liniară și formează un unghi de 180o (figura I.2 3).
Figura I.2 3. Hibridizarea sp (digonală) la atomul de beriliu
Hibridizarea sp2 (trigonală) este realizată prin combinarea unui orbital s cu doi orbitali
p. În urma procesului se formează trei orbitali hibrizi sp2 (Nenițescu, 1979).
Figura I. 24. Hibridizarea sp2 (trigonală) la atomul de bor
De exemplu, bor ul prezintă în stare fundamentală configurația electronică 1s22s22p1.
Din configurație, am putea concluziona că prezența unui singur electron neîmperecheat pe
orbitalul 2p x ar face ca borul să fie monovalent.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
25
În realitate, borul este trivalent, hibridizarea trigonală fiind cea care poate explica acest
comportament. Se formează în urma hibridizării trei orbitali hi brizi sp2 de aceeași formă și
energie, simetrie trigonală și unghiurile dintre orbitalii hibrizi de 120o (figura I.2 4).
Hibridizarea sp3 (tetraedrică) este realizată prin combinarea unui orbital s cu trei
orbitali p. În urma pro cesului se formează patru or bitali hibrizi sp3 (Nenițescu, 1979). Este
întâlnită la molecule precum CH 4, CCl 4, SiCl 4 etc.
De exemplu, carbonul în stare fundamentală prezintă configurația , ceea
ce l-ar face să se comporte, teoretic, ca un element divalent, așa cum este cazul unor combinații
precum monoxidul de carbon (CO) sau monosulfura de carbon (CS). În realitate, el este
tetravalent, deoarece, electronii de pe stratul s se decuplează, unul dintre ei migrând pe orbitalul
2pz. Se formează patru orbitali identici sp3, cu energie egală, orientată spre vârfurile unui
tetraedru regulat și cu unghiurile dintre ei de 109o28' (figura I.2 5).
Figura I.2 5. Hibridizarea sp3 (tetraedrică ) la atomul de carbon
Hibridizarea dsp2 (plan pătratică) utilizează orbitalii atomici
√
√
și este întâlnită în cazul compușilor de tip AB 4, cum ar fi și
în cazul unor combinații complexe ale unor metale tranziționale precum Pd(II), Pt(II) , numărul
de coordinare fiind 4 (Humelnicu, 2002). Unghiul dintre hibrizi est e de 90o (figura I.2 6).
Figura I.2 6. Hibridizarea dsp2 (plan pătratică )
Hibridizarea sp3d (bipiramidal -trigonală) utilizează orbitalii atomici .
Este întâlnită în cazul combinațiilor fosforului, care, conform configurației sale electronice în
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
26
stare fundamentală 1s22s22p63s23p3 este trivalent, cum este cazul PH 3, PCl 3. Unul dintre
electronii aflați pe orbitalul 3s trece pe orbitalul 3d,configuraț ia devenind 1s22s22p63s13p33d1, iar
fosforul devine pentavalent, de exemplu în cazul PCl 5, PF 5.
În acest caz se formează cinci hibrizi sp3d, din care trei sunt identici, aflați în același
plan și formează între ei unghiuri de 120o, iar ceilalți doi se află pe planul perpendicular cu
planul primilor trei hibrizi. Forma moleculei este de bipiramidă trigonală (Humelnicu, 2002)
(figura I.2 7).
Figura I. 27. Hibridizarea sp3d (bipiramidal -trigonală )
Hibrid izarea d2sp3 (octaedrică) utilizează orbitalii atomici
√
√
. Este întâlnită la molecule precum SF 6 și la combinații
complexe ale metalelor tranziționale în care atomul central prezintănumărul de coordinare 6, de
exemplu [ ( ) ] , [ ( ) ] etc.
Sulful are în stare fundamentală confi gurația 1s22s22p63s23p4, fiind bivalent, deoarece
are doi electronineîmperecheați, ca de exemplu acidul sulfhidric, H 2S (Humelnicu, 2002).
Dacă un electron s sau p trece pe orbitalii d, atomul de sulf poate deveni tertravalent
(SF 4) sau hexavalent (SF 6), în acest ultim caz, configurația electronică a sulfului devenind
1s22s22p63s13p33d2. Se formează șase hibrizi d2sp3 echivalenți, forma moleculei fiind un
octaedru regulat în care unghiurile dintre hibrizi au toate aceeași valoare, 90o (figura I.2 8).
Figura I. 28. Hibridizarea d2sp3 (octaedrică )
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
27
Prin participarea orbitalilor hibrizi la formarea legăturii covalente se pot realiza numai
legături de tip σ, unde orbitalii se întrepătrund frontal, coaxial, în timp ce legăturile de tip π se
realizează numai prin întrepătrunderea laterală a orbitalilor puri de tip p, d sau f.opus.
1.2.2.3. Interpretarea structurilor speciilor anorganice prin MLV. Exemple
Formarea unor specii anorganice pot fi interpretate cu ajutorul metodei legăturii de
valență. Dintre acestea, vom aminti structurile anionilor fosfit, , fosfat, , nitrat, și
clorat, .
a) Structura anionului fosfit :
P: 1s22s22p63s23p33d0
O: 2s22s22p4
P+3O-
3s 3p3d
OOO–
(hibridizare sp3)
Anionul hidrogenofosfit ( )
(geometrie teraedrică)
b) Structura anionului fosfa t :
P: 1s22s22p63s23p33d0
O: 2s22s22p4
OO O Op-d
sp3
(geometrie tetraedrică )
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
28
c) Structura anionului nitra t, :
N: 1s22s22p3
O: 2s22s22p4
O O-O-pp
sp23O
O
N
OOO
N
O OO
N
O O- – –
(geometrie plană, trigonală)
d) Structura anionului clorat :
Cl: 1s22s22p63s23p5
O: 2s22s22p4
O
pd
pdO O
pd-O
(hibridizare sp3)
Cl
O OOO
(geometrie tetraedrică )
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
29
I.2.3.Teoria (metoda) orbitalilor moleculari
Teoria sau metoda orbitalilor moleculari abordează legătura covalentă prin prisma
mecanicii cuantice. Aceasta descrie starea electronilor în atomii ce compun molecula dar și
starea electronilor în moleculă prin funcții de undă.
Starea electronilor din atom este descrisă de către funcțiile de undă în orbitalii atomici
în timp ce pentru moleculă, starea electronilor este descrisă de către funcțiile de undă în orbitali
moleculari. Nucleele atomilor ce formează molecule influențează formarea orbitalilor moleculari
(Humelnicu, 2002).
Orbitalii moleculari care se formează sunt în același număr cu orbit alii atomici din care
provin, dar formele și energiile sunt diferite de ale acestora.
Calculele matematice pentru rezolvarea funcțiilor de undă ale orbitalilor moleculari sunt
foarte dificile, motiv pentru care se apelează la aproximații ce duc la simplif icări ale modelului.
Cea mai cunoscută astfel de simplificare este combinarea liniară a orbitalilor atomici (CLOA sau
LCAO – liniar combination atomic orbitals ).
De exemplu, la formarea moleculei de hidrogen, H 2, fiecare atom de hidrogen
component prezintă câte un orbital atomic 1s. În momentul realizării legăturii covalente, orbitalii
atomici se transformă îndoi orbitali moleculari astfel:
un orbital de legătură cu energie joasă;
un orbital de antilegătură cu energie înaltă.
Completarea orbitali lor moleculari cu electroni se realizează după aceesași regulă
valabilă și în cazul orbitalilor atomici, adică începând cu orbitalul molecular cu energia cea mai
joasă (figura I.29).
Figura I. 29. Formarea orbitalilor moleculari la molecula de hidrogen, H 2 (Matei, 2012)
Orbitalii moleculari rezultați se notează în funcție de proveniența lor din orbitali atomici
astfel:
orbitalii moleculari ce provin din combinarea orbitalilor atomici de tip s se notează cu
pentru orbitalii moleculari de legătură, respec tiv pentru orbitalii moleculari de
antilegătură;
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
30
orbitalii moleculari ce provin din combinarea unui orbital atomic de tip s cu unul de tip p,
se notează cu pentru orbitalii moleculari de legătură, respectiv pentru orbitalii
moleculari de antileg ătură;
orbitalii moleculari ce provin din combinarea orbitalilor atomici de tip p se notează cu
și pentru orbitalii moleculari de legătură, respectiv și pentru orbitalii moleculari
de antilegătură.
Utilizând această metodă se pot realiza diag rame energetice ale orbitalilor moleculari
pentru alte molecule biatomice simple precum azot,oxigen, fluor sau monoxid de carbon.
În figura I.30 este prezentată diagrama orbitalilor pentru molecula de azot, N 2.
Figura I. 30. Diagrama energetică a orbitalilor moleculari pentru
molecula de azot,N 2 (Matei, 2012)
Configurația electronică a moleculei de azot, N 2 este, după metoda orbitalilor
moleculari: . Aceeași configurație electronică o prezintă și molecula de
monoxid de carbon, CO, de unde concluzionăm că cele do uă molecule sunt izoelectronice
(Matei, 2012).
Se poate observa, atât din configurația electronică cât și din diagramă că molecula de
azot, N 2 prezintă pe orbitalii ocupați numai electroni împerecheați; această moleculă este
diamagnetică.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
31
Ordinul de legătură, calculat ca diferența între numărul de perechi de electroni ce ocupă
orbitali de legătură și numărul de perechi de electroni ce ocupă orbitali moleculari de
antilegătură este pentru mol ecula de azot .
În figura I.3 1 este prezentată diagrama orbitalilor moleculari pentru molecula de oxigen,
O2. Începând cu această moleculă, energia orbitalilor și devine mai mare decât energia
orbitalului , motiv pentru care ordinea en ergetică a acestora se inversează.
Figura I. 31. Diagrama energetică a orbitalilor moleculari
pentru molecula de oxigen, O2(Matei, 2012).
Configurația electronică a moleculei de oxigen, O 2 este .
Atât din diagramă cât și din configurație se observă că molecula de oxigen prezintă și electroni
neîmperecheați pe orbitalii și , aceasta este paramagnetică.
Ordinul de legătură pentru molecula de oxigen este . Odată cu
creșterea ordin ului de legătură scade și lungimea legăturii covalente.
Orbitalii moleculari de nelegătură sunt orbitalii care provin din perechi complet ocupate
de orbitali moleculari de legătură și antilegătură de același tip sau de orbitali atomici ce nu
participă la legătură. Atât pentru molecula de azot, N 2 cât și pentru cea de oxigen, O 2, orbitalii
moleculari de nelegătură sunt și .
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
32
Prezintă importanță și:
orbitalii moleculari cu cea mai mare energie, ocupați cu electroni (H.O.M.O.) – în cazul
azotului, orbi talul iar în cazul oxigenului orbitalii și ;
orbitalii moleculari cu cea mai mică energie, neocupați cu electroni (L.U.M.O.) – în cazul
azotului orbitalii π și π iar în cazul oxigenului orbitalul σ
Pentru speciile polinucleare, a căror d iagrame de orbitale moleculare este mai
complicată, se aplică doar calculul combinării liniare a obitalilor atomici (CLOA) care ne
permite calculul orbitalilor moleculari de legătură și antilegătură și , dar și calculul orbit alilor
moleculari de nelegă tură (Humelnicu, 2002).
I.2.4. Legătura covalent -coordinativă.
Este un caz particular al legăturii covalente în care doar unul dintre atomii ce formează
legătura pune în comun electroni. Acest atom posedă unul sau mai multe dublete (perechi de
electroni) neparticipante la legături și funcționează ca donor de electroni în timp ce atomul care
nu pune în comun electroni s e numește acceptor de electroni (Albert, 1967).
Schematic, formarea legăturii covalent -coordinat ive se reprezintă prin ecuația:
(I.13 ), în care:
D – atom donor de electroni;
A – atom acceptor de electroni (Vlădescu, 1997) .
Acest tip de legătură este întâlnită la:
formarea unor ioni poliatomici (de exemplu cationul amoniu, ionul de hidroniu
etc.);
formarea compușilor coordinativi (combinații complexe, ca de exemplu hidroxidul
tetraaminocupric, [ ( ) ]( ) sau acidul trtracloroferic, H[ ]).
Formarea ionului de amoniu, are loc prin legarea coordinativă la atomul de azot din
amoniac, NH 3 a unui ion de hidrogen H+, cedat de la un acid; la stabilirea legăturii coordinative
iau parte numai cei doi electroni neparticipanți la alte legături ai azotului:
Se observă că în ionul complex format, azotul, este atomul donor iar ionul de hidrogen,
H+ provenit de la acidul clorhidric este acceptor. Ionul complex se scrie între paranteze pătrate
iar legătura covalentă coordinativă se figurează printr -o săgeată orientată spre atomul acceptor de
electroni, în acest caz hidrogenul.
Astfel, în ionul de amon iu, se regăsesc:
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
33
trei legături covalente simple N –H;
legătură covalentă coordinativă N→H (Macarovici, 1972).
La formarea ionului de hidroniu, H 3O+, dintr -o moleculă de apă și un proton, H+, acesta
din urmă (acceptor) se leagă coordinativ la at omul de o xigen din apă (donor).
Se observă că în ionul hidroniu, H 3O+ există:
două legături covalente simple O –H;
legătură covalentă coordinativă O→H.
În ambele cazuri se observă că sarcina electrică pozitivă a protonului se distribuie în
interiorul ionilor p oliatomici.
La formarea compușilor coordinativi participă:
un ion metalic,numit și ion central;
molecule (H 2O, NH 3, CO) sau ioni negativi (F–, Cl–, Br–, I–, ), numite și liganzi.
Liganzii se leagă coordinativ de ionul central, primii fiind donori iar cel din urmă
acceptor.
Numărul liganzilor ce se leagă coordinativ de un ion central se numește număr de
coordinare (Matei, 2012) .
De exemplu, hidroxidul tetraaminocupric, [ ( ) ]( ) ia naștere din reacția
hidroxidului de cupru(II), Cu(OH) 2 cu amoniacul, NH 3. La formarea ionului complex,
tetraaminocupru, [ ( ) ] , ionul central Cu2+ coordinează patru molecule de ligand,
amoniac, NH 3.
În acest caz, moleculele de amoniac, NH 3, donori, s e leagă coordinativ de atmul de
cupru, Cu, acceptor, numărul de coordinare al cuprului fiind 4. Sarcina ionului complex, egală
cusarcina ionului central, este neutralizată de doi ioni hidroxil, HO– existenți inițial în hidroxidul
decupru, Cu(OH) 2 (Vlădescu, 1997).
La formarea acidului tetracloroferic, H[ ] din clorură ferică, FeCl3 și acid
clorhidric, HCl, ionul Fe3+ (central) coordinează patrui ioni negativi clorură, Cl– (liganzi),
forându -se ionul complex tetracloroferic [ ] , conform reacție i:
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
34
Numărul de coordinare al fierului este 4 iar sarcina ionului complex, dată de diferența
dintre sarcina inițială a ionului central (+3) și produsul dintre sarcina ligandului și numărul total
de liganzi ( –1∙4) este neutralizată de ionul H+ existent ini țial în acidul clorhidric, HCl.
Ca și caracteristici ale legăturii coordinative, putem aminti:
este o legătură covalentă polară;
odată formată, prezintă toate caracteristicile unei legături covalente;
electronii sunt puși în comun numai de către atomul don or;
se întâlnește la formarea unor ioni pol iatomici și combinații complexe (Nenițescu, 1979).
I.3. Legătura metalică
Este un caz aparte de legătură chimică ce se formează între atomi metalici de același fel
pentru metalele pure sau atomi asemănători pentru aliaje. Acest tip de legătură nu se aseamănă
nici cu legătura covalentă, nici cu cea ionică iar proprietățile metalelor sunt diferite de cel e ale
compușilor covalenți sau i onici.
Inițial, mineralogul și chimistul de origine norvegiană V.M. Goldschmidt, a presupus că
între atomii unui metal se pot forma legături covalente. Însă, la majoritatea metalelor se întâlnesc
trei tipuri de rețele cristaline.
cubic centrat intern, tip întâlnit la Li, Ba, Na, Cr;
cubic centrat pe fețe,tip întâlnit la Al, Ag, Au;
hexagonal, tip întâlnit la Mg, Zn ( Macarovici , 1972).
Astfel, se observă că în rețelele metalice, numărul de coordinare al atomilor este 8 sau
12, acest număr întrecând cu mult numărul electronilor disponibili pentru a participa la legături.
Conform teoriei lui Pauling, în rețeaua cristalină atomii metalului sunt uniți câte doi,
legături care nu sunt fixe, deoarece se desfac și refac în mod continuu între perechi de atomi
vecini din rețea (figura I.3 2).
Figura I. 32. Formarea legăturilor met alice între atomii d e litiu (Dobrescu, 1972).
Din figură se poate observa că repartiția electronilor este disponibilă într -un număr mare
de posibilități, numărul electronilor de valență determinând numărul maxim de legături pe care îl
poate stabili un atom cu atomii vecini.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
35
Deoarece numărul electronilor de valență este prea mic pentru realizarea unor covalențe,
aceștia se repartizează din punct de vedere statistic între toți atomii în mod egal, mobilitatea lor
fiind foarte mare. Atomii sau ionii metalici adoptă așezările cel e mai sărace din punct de vedere
energetic, deoarece legăturile nu sunt dirijate în spațiu. Acest lucru corespunde cu structurile cele
mai compacte.
Lipsa orientării spațiale este și motivul pentru care metalele își pot schimba forma sub
diferite acțiuni, pot fi prelucrate la cald sau la rece fără a se sparge sau fără a -și distruge
integritatea, spre deosebire de alte solide care sunt casante. Prelucrarea mecanică presupune
deplasarea straturilor rețelei spațiale unele peste altele.
Legăturile dintre stratu ri se păstrează neîntrerupt tot din cauza posibilității redistribuirii
libere a electronilor. Acest lucru este schematizat în figura I.3 3.
Figura I.3 3. Structură metalică (a); deplasarea straturilor în structura metalică (b)
Substanțele străine conținute de un metal distrug omogenitatea structurală a acestuia,
îngreunând alunecarea straturilor rețelei spațiale iar capacitatea de deformare a acestuia este
puternic influențată. Aceste substanțe sunt utilizate în practică pentru obținerea aliajelor.
Metalele au ca principale proprietăți determinate de existența acestui tip de legături
chimice: buna conductibilitate termică și electrică, maleabilitatea, ductilitatea, densități mari și
temperaturi de topire ridicate (Dobrescu, 1972).
I.4. Legături inte rmoleculare.
În afară de legăturile chimice propriu -zise pe care le -am tratat anterior, legături ce se
formează între particulele – atomi, ioni, molecule – ce compun acceași substanță, există și
interacțiuni ce au loc între molecule. Dintre acestea amintim :
legăturile de hidrogen;
legăturile Van der Waals.
Aceste legături sunt mult mai slabe decât leg ăturile chimice intramoleculare (Vlădescu,
1997).
I.4.1. Legătura de hidrogen.
Între moleculele unor substanțe chimice se manifestă interacțiuni specifice, leg ături
orientate, saturate ce duc la formarea unor asociații de molecule.
Astfel de asociații se întâlnesc la substanțele pure, în special lichide precum apa, H 2O,
acidul fluorhidric, HF, alcoolii, R –OH, amoniacul, NH 3, asocierea fiind pusă pe seama
legătur ilor de hidrogen (O'Connor, 1983)
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
36
Din cauza legăturilor de hidrogen, la aceste substanțe întâlnimm temperaturi de topire și
fierbere ridicate, constante dielectrice cu valori mari ș.a.
Dar să vedem cum are loc formarea unei legături de hidrogen, plecându -se de la faptul
că, din cauza volumului său foarte mic, un proton poate ”atinge” doi anioni, realizând o punte de
hidrogen.
Formarea punții de hidrogen are loc în anumiter condiții (Humelnicu, 2002):
legătura trebuie să pornească de la un atom foarte electr onegativ, ce asigură un caracter
parțial ionic al acesteia, lăsând disponibil parțial orbitalul 1s al atomului de hidrogen, ce
se suprapune parțial cu dubletul electronic neparticipant al atomului electronegativ;
atomii trebuie să fie plasați pe acee ași direcție pentru formarea legăturii de
hidrogen, deoarece numai așa valoarea atracției dintre sarcinilel lor electrice este
maximă.
După tăria lor, legăturile de hidrogen se clasifică în:
legături de hidrogen tari (legături de protoni) în care protonul este legat simetric de
atomii pe care îi unește;
legături de hidrogen slabe (punți de hidrogen) în care protonul este legat asimetric de
atomii pe care îi unește.
După lungime, deosebim:
legături de hidrogen scurte (distanța între atomii care interacționea ză este de 2,3 -2,5Å);
legături de hidrogen lungi (distanța dintre atomii care interacț ionează depășește 3Å)
(Humelnicu, 2002).
Legăturile de hidrogen sunt întâlnite numai la atomii cu electronegativitatea cea mai
mare (F>O>N>Cl), formula generală a unei pu nți de hidrogen între doi atomi electronegativi
fiind[ ].
Aceste legături sunt de obicei liniare, dar când structura moleculei nu permite acest
lucru, forma legăturii este unghiulară (figura I.3 4).
Figura I.3 4. Legături de hidrogen: liniară (a), unghiulară (b)
Legăturile de hidrogen intramoleculare se stabilesc între doi atomi ai aceleiași molecule
numai în cazul în care acest lucru este permis de geometria moleculei. Acest proces mai poartă
numele de chelatizare, legătura formată influențând foa rte mult proprietățile substanțelor, în
special cele fizice (puncte de topire și fierbere, solubilitate ș.a.).
Legăturile de hidrogen intermoleculare se formează între molecule diferite din aceeași
substanță (de exemplu în asociațiile moleculare ale apei, acidului fluorhidric și alcoolilor în stare
lichidă) sau substanțe diferite (de exemplu formarea soluțiilor de alcooli – figura I.3 5)
(Nenițescu, 1979).
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
37
Figura I. 35. Formarea legăturilor de hidrogen în asociații moleculare ale apei (a), acidului
fluorhi dric (b), alcoolilor (c) și la formarea soluțiilor de alcooli -apă (d) (Humelnicu, 2002).
Legăturile de hidrogen au rol deosebit în formarea rețelei cristaline stratificate și au fost
puse în evidență prin tehnici de investigație precum razele X, difracția cu neutroni, spectroscopia
IR, rezonanța magnetică nucleară – RMN, spectrele Raman.
Constantele fizice influențate de către legăturile de hidrogen sunt temperaturile de topire
și fierbere, densitatea, vâscozitatea, solubilitatea,prezența legăturilor de hi drogen, determinând în
general creșterea acestora.
Ca și caracteristici ale legăturilor de hidrogen, putem aminti:
sunt rezultatul interacțiunilor ce apar între molecule polare ce conțin în structura lor un
element puternic electronegativ de care se leagă un atom de hidrogen;
energia de legătură este mică, având valori între 2 – 8kcal/mol;
combinațiile chimice ale căror molecule se asociază prin legături de hidrogen,
cristalizează în rețele ce conțin legături de hidrogen;
influențează puternic propriet ățile substanțelor în care apar, î n special proprietățile fizice
(Humelnicu, 2002).
I.4.2. Legături V an der V aals.
Sub denumirea generică de legături Van der Vaals sunt întâlnite trei tipuri de
interacțiuni slabe, de natură fizică, ce se manifestă numai dacă particulele (atomi sau molecule)
sunt suficient de apropiate.
Aceste tipuri de legături sunt:
interacțiuni de dispresie (forțe London);
interacțiuni de orientare (forțe Debye sau dipol -dipol);
interacțiuni de inducție (forțe Keesom) (Matei, 2012) .
Legături le Van der Waals se manifestă, de regulă în stările de agregare solidă și lichidă,
dar acest tip de interacțiuni se întâlnește și la gazele aflate în condiții apropiate de lichefiere,
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
38
deoarece, moleculele acestora sunt apropiate și datorită forței de atrac ție electrostatică electronii
unei molecule și nucleele unei molecule învecinate (Nenițescu, 1979) .
Interacțiunile de dispersie sau forțele London apar ca urmare a interacțiunii nucleelor
din moleculele cu norul electronici format din învelișurile electron ice, luând naștere dipoli
electrici temporari.
Dipolul electric este format din două sarcini electrice de semn contrar caracterizat de
mărimea fizică numită moment electric de dipol (p) ce se calculează ca fiind produsul între
sarcina electrică (q) și dist anța dintre centrele carcinilor electrice pozitive și negative (d).
( )
Acest tip de legături Van der Waals se întâlnește la toate tipurile de molecule, dar este
singurul tip de interacțiune întâlnit și la molecule nepolare cum sunt gazele rare și
halogenii.Datorită dipolului care se formează, aceste interacțiuni pot apărea și la moleculele
simetrice (Albert, 1967) .
Deoarece interacțiunea dintre nucleele moleculelor și norul electronic al acestora are loc
chiar și la temperatură apropiată de 0K, acțiunea forțelor London se manifestă chiar și la aceste
temperaturi. Aceasta explică de ce gaze cu puncte de fierbere foarte scăzute se pot aduce în
anumite condiții în stare lichidă și chiar solidă (de exemplu, heliul lichefiază la tempe ratura T =
4 K și se solidifică la temperatura T = 1 K și presiunea p = 25 atm.).
În cazul moleculelor cu masa molară mare, forțele Van der Waals sunt mai mari și drept
consecință, odată cu creșterea masei molare cresc și punctele de topire și fierbere (ta b. I.6).
Tabel I.6. Puncte de topire și fierbere ale unor molecule biatomice.
Molecula Masa molară Număr total de e–
din moleculă t.t.(oC) t.f.(oC)
H2 2 2 –259 –243
F2 38 18 –220 –188
Cl2 71 24 – 102 –34
Br2 160 70 – 7,2 +58,2
Interacțiunile de orientare (Debye sau dipol -dipol) au natură electrostatică și se
manifestă între moleculele polare. În urma acestor interacțiuni rezultă orientarea dipolilor, așa
cum este și cazul moleculelor de acid clorhidric, HCl (figura I .36) (creeaza.com).
Figura I. 36. Orientarea dipolilor în cazul mole culelor
de acid clorhidric, HCl (sursa: creeaza.com)
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
39
Creșterea momentului de dipol este influențată de creșterea interacțiunilor dintre
molecule, dar și de prezența unor forțe de dispersie.
Interacțiunile de inducție sau forțele Keesom se manifestă înt re moleculele polare și cele
nepolare. Dipolul permanent al moleculelor polare induc un moment instantaneu moleculelor
nepolare aflate în vecinătate, interacțiunile dintre cele două tipuri de dipoli fiind de tip dipol
permanent -dipol indus (Matei, 2012).
Datorită naturii și tăriei lor, legăturile Van der Waals imprimă proprietăți caracteristice
substanțelor moleculare: condensarea, adsorbția, fenomene cu importanță pentru înțelegerea
proceselor de cataliză eteroge nă.
Combinațiile de incluziune precum aducții și clatrați i sunt o importantă grupă de edificii
cristaline în care atomi sau molecule străine sunt incluse în structura unor substanțe și menținute
prin interacțiuni Van der Waals (Humelnicu, 2002).
În concluz ie, ca și caracteristici ale legăturilor Van der Waals amintim:
se manifestă între atomi sau molecule neutre, care prezintă sau nu un dipol permanent;
natura legăturilor Van der Waals este electrostatică și se stabilesc între dipolii permanenți
sau induși ai moleculelor polare, nepolare, atomii gazelor rare;
nu prezintă orientare în spațiu și nici saturație;
energie de interacțiune foarte mică (0,02 -2kcal/mol), mult mai mică decât cea a
legăturilor de hidrogen și mai ales decât cea a legăturilor chimice int ramoleculare;
legăturile Van der Waals se rup ușor;
acțiunea forțelor Van der Waals are loc pe distanțe mici, scăzând foarte repede cu mărirea
distanței.
induc substanțelor proprietăți fizice specifice (Humelnicu, 2002) .
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
40
CAPITOLUL al II-lea
ASPECTE DIDACTICE ALE METODEI MODELĂRII ÎN STUDIUL
LEGĂTURILOR CHIMICE
Metodele de învățământ reprezintă un sistem de modalități, procedee, mijloace, tehnici
și căi adecvate de instruire. Ele asigură eficiența procesului instructiv -educativ, fiind o
importantă componentă a strategiei didactice.
Pentru realizarea sarcinilor didactice legate de conținutul activității de învățare,
profesorul de chimie utilizează în timpul lecțiilor diferite metode, adaptate în funcție de
specificul fiecărei teme predate.
S-au încercat mai multe clasificări ale metodelor didactice, cea mai utilizată fiind cea a
profesorului Ioan Cerghit. După izvorul principal al învățării, la care se adaugă suportul
informațional (Cerghit, I., 2006), metodele didactice se clasifică în:
1) Metode de comunicare orală:
a) metode expozitive: prelegerea, povestirea, descrierea, explicația, enunțul și
demonstrația logică, expunerea, expunerea cu oponent, prelegerea – dezbatere,
informarea, microsimpozionul, instructajul etc.
b) metode conversative: conversația euristică, dezbaterile de diferite tipuri, conversația
în grup, seminarul, variante creative ale dezbaterilor, discuția liberă, colocviul,
problematizarea.
2) Metode de comunicare bazate pe limbajul intern: reflecția personală.
3) Metode de comunicare scrisă: lectura explicativă, lectura independentă.
4) Metode de explorare a realității:
a) metode de explorare directă: observarea, experimentul, cercetarea vestigiilor și
documentelor istorice, studiul comparativ, elaborarea de monog rafii;
b) metode de explorare indirectă (mijlocită): demonstrația cu diferite suporturi,
modelarea.
5) Metode bazate pe acțiune:
a) reală (autentică): exerciții, studii de caz, lucrări practice, lucrări de atelier, activități
de fabricație, activități crea tive, elaborare de proiecte, instrucție prin muncă etc.;
b) fictivă (simulare): jocuri didactice, învățare dramatică, învățare pe simulatoare.
6) Metode de raționalizare: activitatea cu fișe, algoritmizarea, instruirea programată,
instruirea asistată de ca lculator (Șunel, 1997) .
II.1. Metode didactice utilizate în predarea -învățarea conceptelor de legătură
chimic ă
Expunerea este o metodă prin care profesorul comunică elevilor în cuvinte, pe înțelesul
lor, o anumită temă din programa școlară.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
41
Expunerea poate îmbrăca mai multe forme:
a) Povestirea sporește valoarea comunicării datelor propuse, fiind utilizată în lecțiile ce conțin
elemente noi, în predarea teoriilor științifice, a istoricului unor descoperiri, a unor legi
chimice, a unor substanțe cu importanță e conomică și practică etc.;
b) Descrierea însoțește în mod curent demonstrația experimentală. Poate fi utilizată în
descrierea sau prepararea unor substanțe, descrierea unor instalații, modul de formare a
legăturilor chimice etc.;
c) Explicația este o expunere lo gică și argumentată, bazată pe raționament. Utilizând
explicația se poate reda modul de formare a legăturilor chimice, modul de scriere al
ecuațiilor chimice, interpretarea unor noțiuni fundamentale precum electrovalența,
covalența etc.;
d) Prelegerea, este u tilizată, mai ales în ultimele clase ale ciclului liceal (Cucoș, 2008) .
Conversația este o metodă larg folosită în școală, vehiculând cunoștințele prin
intermediul dialogului didactic desfășurat între elevi și profesor. Ea poate fi aplicată în toate
etapel e procesului de învățământ, iar combinată cu alte metode, se poate utiliza în toate tipurile
de lecții.
Ca și în cazul expunerii, întâlnim mai multe feluri de conversație:
a) Conversația euristică susține un dialog bazat pe învățarea conștientă, întrebările a dresându –
se judecății și raționamentului. Poate fi frontală sau individuală;
b) Conversația catehetică, se folosește atunci când profesorul are în vedere constatarea
asimilării de către elevi a unor noțiuni, pe baza cărora se poate preda un nou set de
cunoști nțe;
c) Discuția (Dezbaterea) este un schimb de păreri bazat pe o analiză aprofundată asupra unei
teme științifice sau practice, încheiat cu deliberări aprobate de profesor. Se utilizează în
timpul sesiunilor științifice, lucrărilor de laborator, simpozioane, ș.a. (Cucoș, 2008)
Demonstrația este o metodă de bază, deoarece asigură predarea intuitivă a chimiei.
Constă în prezentarea, descrierea, explicarea unor materiale intuitive, demonstrative, efectuarea
unor activități experimentale.
a) Demonstrarea proprietăți lor substanțelor în condiții naturale , prin prezentarea către elevi
a unor mostre, colecții de materiale etc., perceperea realizându -se prin antrenarea
simțurilor;
b) Demonstrarea cu ajutorul metodelor și materialelor grafice se realizează atunci când
demonst rația nu se poate face în condiții naturale. Intuirea se realizează prin utilizarea de
materiale didactice ce reprezintă realitatea în mod schematic (planșe, grafice, mulaje etc.);
c) Demonstrația prin folosirea tablei pentru scrierea unor formule chimice, fo rmarea unor
molecule, ioni sau scrierea unor ecuații chimice, obișnuiește elevii încă de la început cu
scrierea corectă a formulelor, formarea moleculelor și ionilor sau scrierea ecuațiilor
abordate în timpul predării;
d) Demonstrația cu ajutorul unor mijloac e tehnice moderne. Se pot utiliza filme didactice,
prezentări Powerpoint, lecții AeL ce ușurează selectivitatea perceptivă. De obicei, se
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
42
utilizează în timpul etapei comunicării noilor cunoștințe, deoarece poate înlocui alte
procedee demonstrative;
e) Demonstația cu ajutorul experimentului , joacă un rol hotărâtor în lecțiile de chimie,
celelalte metode fiind doar completări. Fazele experimentului demonstrativ sunt:
cunoașterea aparaturii și a reactivilor, demonstrarea experimentului și stabilirea
conclu ziilor rezultate din experiment (Șunel, 1997).
Modelarea este o metodă de predare – învățare în cadrul căreia mesajul ce urmează a fi
transmis este cuprins într -un model. Aspecte teoretice și practice ale metodei se vor trata într -un
subcapitol special ded icat.
Algoritmizarea constă în utilizarea și valorificarea unei suite de reguli sau operații
efectuate în ordine aproximativ constantă, numite algoritmi. Elevul își însușește cunoștințele prin
parcurgerea unor căi deja stabilite sau cunoscute anterior, aju ngând astfel capabil să rezolve
diferite seturi de probleme de același tip.
Problematizarea crează în mintea elevului o stare conflictuală pozitivă. Determinată de
necesitatea cunoașterii unui fenomen, substanțe, proces, rezolvarea unor probleme pe căi
matematice, logice, experimentale.
a) Situația problemă produce o stare conflictuală puternică și complexă, incluzând aspecte
teoretice sau practice ce se cer rezolvate;
b) Întrebarea problemă produce o stare conflictuală mai restrânsă ca dificultate sau
complexita te, abordând de regulă o singură chestiune. Este utilizată în cadrul verificărilor
curente, examenelor orale;
c) Exercițiul problematizat produce un conflict intelectual sau informațional mai mult sau mai
puțin complex;
d) Fișele de lucru problematizate sunt int egrate pe măsură ce elevii progresează în rezolvarea
exercițiilor problematizate. Pot fi: fișe de instruire, fișe de progres, fișe de exerciții, fișe de
completare, fișe de instruire pe nivel diferențiat ( Marinescu, 2010 ).
Învățarea prin descoperire este o strategie complexă ce oferă elevilor posibilitatea de a
dobândi noi cunoștințe sau de a redescoperi metode utilizate anterior. Metoda asigură
dezvoltarea capacităților intelectuale și profesionale (imaginație, gândire creatoare).
Se poate realiza sub mai multe forme:
a) În fu ncție de gradul de implicare al elevilor în învățare: descoperire dirijată și
independentă, descoperire creativă;
b) În funcție de demersul logico – euristic al actului de descoperire: descoperire inductivă,
descoperire deductivă, descoperir e analogică, descoperire transductivă;
c) În funcție de contribuția adusă în descoperire: descoperire prin documentare informativă și
practică, descoperire experimentală (Cozma, 2009).
Cooperarea este studierea în grup a unei teme complexe, teoretice sau prac tice prin
îmbinarea inteligenței și efortului individual cu inteligența și eforturile grupului. Se folosește în
timpul lecțiilor care conțin efectuarea de sarcini pe grupe de lucru, în cadrul lucrărilor de
laborator, studiul unei bibliografii vaste, invest igații științifice din cadrul cercurilor de chimie.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
43
Echipele de elevi pot fi formate din elevi cu nivele de pregătire asemănătoare, fie din
elevi c u nivele de pregătire diferite ( Marinescu, 2010 ).
Lucrările de laborator sunt experimente individuale efectuate de către elevi su b
îndrumarea cadrului didactic. Ele sunt folosite în predarea chimiei în scopul fixării și consolidării
cunoștințelor, formarea de priceperi și deprinderi practice, dobândirea de noi cunoștințe.
Organizarea și desfăș urare a lucrărilor de laborator se poate realiza frontal și / sau pe
grupe de lucru.
Metodica organizării lucrărilor de laborator, cuprinde, ca și în cazul experimentului
demonstrativ, următoarele etape:
a) Pregătirea elevilor pentru lucru prin cunoașterea apa raturii și a reactivilor;
b) Desfășurarea propriu -zisă a lucrărilor;
c) Prelucrarea rezultat elor și formularea concluziilor (Cozma, 2009).
Exercițiile și problemele sunt necesare, deoarece au rol în formarea unor deprinderi
independente de muncă intelectuală și a unor capacități de gândire argumentată. Ele servesc la
aprofundarea și lărgirea cunoștințelor de chimie, fiind un foarte bun mijloc de aplicare a
noțiunilor teoretice în situații practice.
Tipuri de exerciții:
a) Exerciții pentru fixarea și consolidarea cun oștințelor, pentru însușirea limbajului chimic;
b) Exerciții pentru dobândirea unor deprinderi practice de lucru în laborator.
Tipuri de probleme:
a) Probleme calitative (probleme – întrebări);
b) Probleme cantitative (probleme logico – matematice) (Șunel, 1997).
Lucrul cu manualul. Manualul școlar este un document curricular cu caracter
facultativ. Lucrul cu acest instrument permite elevilor să facă permanent legătura între ceea ce se
predă la lecție și ceea ce se găsește în manualul școlar (Cucoș, 2008).
Brainsto rmingul sau asaltul de idei este o modalitate de a crea anumite idei, modele,
soluții în mod spontan și în flux continuu în cadrul unui grup. Acestea sunt necesare în
rezolvarea unor situații practice sau teoretice.
Etape în folosirea metodei:
a) Anunțarea te mei, a obiectivelor și importanța ei;
b) Emiterea ideilor, soluțiilor de abordare a temei de către elevi;
c) Încheierea ședinței, după acumularea unui număr suficient de sugestii necesare rezolvării
problemei;
d) Evaluarea soluțiilor propuse și formularea concluzii lor.
Studiul de caz pornește de la ideea dezvoltării învățării în acord direct cu realitatea
fenomenelor studiate. Este o metodă în care se depășește limita îndepărtării de o privire
complexă, globală asupra fenomenelor și proceselor supuse atenției.
Prin identificarea unor soluții adaptate, elevul dobândește și exersează noi strategii de
acțiune pe care le poate adapta și în practică, studiul de caz fiind un mod aparte de a privi tehnica
rezolvării de probleme.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
44
Formele studiului de caz pot fi:
a) Discuția;
b) Dezbaterea;
c) Dezbaterea publică;
d) Formatul ”tribunal”;
e) Învățarea prin problematizare;
f) Învățarea în echipă etc ( Cozma, 2009 ).
Instruirea programată sau instruirea asistată de calculator este o strategie de
modernizare a învățământului, în pas cu descoperirile din domeniul științei, ciberneticii,
informaticii și electronicii.
În România, metoda a fost privită inițial cu entuziasm, apoi cu rezerve din cauza
condițiilor social -economice, n umărului redus de calculatoare, pregătirii inadecvate a
profesorilor utilizatori și impactului asupra elevilor. Se impune deci sensibilizarea tuturor
cadrelor didactice, formarea unor programatori pe discipline, dotarea progresivă a școlilor,
organizarea d e cercetări experimentale, rediefinirea rolului profesorului ( Marinescu, 2010).
Metoda asigură o învățare individualizată, oferind posibilitatea realizării concomitente
și imediate, a receptării, înțelegerii, stocării, aplicării și evaluării pe baza cărei a se realizează
feed-back-ul.
Dezbaterea Philips -66 este o metodă interactivă de dialog. Simbolul numeric provine
de la împărțirea clasei în 6 grupe de câte 6 elevi, profesorul putând astfel împărți clasa în mai
multe grupe de discuție în funcție de subiec tul care se discută, problema de rezolvat, cazul de
analizat.
Fiecare grup are un coordonator de discuție, care supraveghează și dirijează dezbaterea,
intervenind numai atunci când simte nevoia.
După ce au avut discuțiile în cadrul grupelor, coordonatorul de la fiecare grupă prezintă
în fața clasei concluziile sau soluțiile adoptate. În final, profesorul asamblează cele expuse și
asigură participarea întregului colectiv al clasei la găsirea soluției optime și motivează
respi ngerea altor variante discutate (Marinescu, 2010)
II. 2. Aspecte teoretice ale metodei modelări i
Modelarea este o metodă didactică ce permite, prin intermediul modelelor,
reproducerea, însușirea unor trăsături esențiale ale unor obiecte sau fenomene. Ea conduce și la
informații relevante despre acestea.
Folosindu -se de modele ca și substituente ale originalului, metoda asigură o mai bună
cunoaștere și înțelegere de către elevi a originalului.
Modelul poate fi o concretizare a unei idei în realitatea obiectivă sau o idealizare a
realității prin ignorarea unor caracteristic i sacundare ale acesteia (Cozma, 2009) .
După natura lor, modelele pot fi grupate în trei categorii:
a) modele obiectuale (fizice, materiale):
modele similare cu originalele: machete, mulaje;
modele miniaturizate: bile, tije;
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
45
b) modele figurative:
scheme;
schițe;
fotografii;
grafice;
diagrame;
tabele;
c) modele ideale (logico – matematice):
formule;
simboluri;
propoziții, etc.
Existența acestor categorii de modele conduce la două tipuri de modelare:
a) modelarea similară, prin intermediul modelelor materiale;
b) modelarea prin analogie, realizându -se modelele ideale.
Cele mai importante caracteristici ale modelelor sunt:
a) simplificarea originalului, fără a se realiza o reproducere minuțioasă a acestuia;
b) ”extinderea originalulu i”, în așa fel încât trăsăturile recunoscute să releve și alte
trăsături, ce se descoperă în momentul folosirii modelului;
c) Să conțină un element ipotetic ce redă trăsăturile generate de ipotezele științifice
făcute asupra originalului. După verificarea val idității acestor ipoteze, elementul
ipotetic dispare;
d) Să prezinte utilitate pentru predare / învățare / cercetare prin:
Accesibilitate pentru atingerea obiectivelor unei lecții;
Fidelitate în raport cu originalul;
Simplitate p entru scopul care a fost propus (Cozma, 2009)
II.2.1.Modelarea similară se poate realiza în chimie prin:
a) Modele de tip sfere – bețișoare (modelul moleculei de acid clorhidric, HCl)
Figura II. 1. Modelul moleculei de acid clorhidric, HCl:
reprezentare schematică (a), model reali zat pe calculator (b).
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
46
b) Modele tip schelet (Dreiding – modelul moleculei de oxigen, O 2):
Figura II. 2. Modelul moleculei de oxigen, O 2.
Prin tipurile de modele redate mai sus se pot reda molecule ca: hidrogen – H2, clor – Cl2,
azot – N2, amoniac – NH 3, metan – CH 4, sulf – S8, fosfor – P4, dioxid de carbon – CO 2, apă – H2O,
acetilenă – C2H2 etc. (Cozma, 2003).
c) Modele instalații , de exemplu instalație virtuală folosită pentru testarea
conductibilității substanțelor ionice, figura II.3. Modelul a fost real izat și inclus în
prezentarea Powerpoint ”Ioni, molecule, valența”, publicată în anul 2013 pe portalul
didactic.ro;
Figura I I. 3. Model de instalație folosită pentru testarea conductibilității substanțelor
ionice:instalația oprită (a), instalația cu sare solidă intercalată (b), instalația cu soluție de
saramură intercalată (c) (capturi de ecran , didactic.ro )
II.2.2 . Modelarea prin analogie are la bază asemănarea dintre model și original, atunci
când se recurge la modele ideale. După natura lor, deosebim următoarele tipuri de modele:
a) Modele grafice: simbol uri chimice , formule brute (empirice) , formule procentuale,
formule moleculare, formule structurale (plane, de proiecție, de configurație, de
conformație). În figura II.4 sunt prezentate formulele plană, de proiecție și de
configurație ale metanului, CH 4, iar în figura II.5 sunt prezentate sunt simbolurile
chimice ale elementelor componente, formula brută, formula procentuală, formula
moleculară și formulele de conformație ale etanului, C 2H6.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
47
Figura II. 4. Metanul, CH 4: formula plană (a); formula de proiecție (b),
formula de conformație (c).
Figura II. 5. Etanul, C 2H6: simboluri ale elementelor chimice componente (a),
formula moleculară (b), formula brută (c), formula procentuală (d),
formula de co nformație eclipsată (e1) și formula de conformație intercalată (e2)
Cercurile mai mari din formulele intercalate reprezintă atomi de carbon, C, iar cercurile
mai mici atomi de hidrogen, H. Liniile pline reprezintă legături C –H din planul apropiat de ochii
privitorului iar liniile punctate reprezintă legături C –H din planul îndepărtat de ochii privitorului.
(Cozma, 2009).
b) Modelele matematice: ecuații ale reacțiilor chimice, formarea compușilor ionici, ș.a.
În figura II.6 sunt redate ecuațiile de ionizare a le sodiului și clorului cu formarea
unei substanțe ionice – clorura de sodiu.
Figura I I. 6. Formarea clorurii de sodiu (Vlădescu, 1997)
c) Graficele prezintă de obicei dependența dintre două variabile: variația razei atomice
în funcție de poziția elementului în sistemul periodic, variația punctului de topire în
funcție de numărul atomic, Z, variația energiei de ionizare în funcție de numărul
atomic, Z. (figura I I.7).
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
48
Figura I I. 7. Grafice: variația temperaturii de topire (a) și a energiei de ionizare (b)
a elementelor chimice, în funcție de numărul atomic, Z (sursa – www.scritub.ro)
d) Modelele logice (propoziționale) sunt repreze ntate de itemii obiectivi (de
completare, de alegere, cu răspuns scurt) . Raporturile dintre fenomene și obiecte
sunt exprimate printr -o succesiune de propoziții. De exemplu, în softul educațional
”Lecții interactive de chimie” realizat de Editura Intuitext, în modulul 2 a l lecției
”Legături chimice”, intitulat ”Câteva proprietăți ale compușilor ionici” se regăsește
un experiment virtual privind modul de comportare al clorurii de sodiu la lovire.
După urmărirea instructajului, elevul este rugat să aleagă unul dintre cele tr ei
răspunsuri posibile afișate. Alegând răspunsul corect poate vizualiza spargerea
cristaluluide clorură de sodiu la acțiunea unei forțe exterioare (figura II.8).
Figura I I. 8. Itemi cu răspuns scurt (de alegere): urmărirea instructajului (a),
confirmar ea răspunsului ales (b) (capturi de ecran)
Demersul de aplicare al metodei este inaugurat de alegerea sau constituirea modelului,
urmat de analiza și confirmarea prin aplicații a acestuia.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
49
Modelarea poate fi combinată cu alte metode didactice ca învățarea prin descoperire și
problematizarea, creându -se astfel demersuri didatice mixte. Prioritare sunt elementele grafice,
apropiate de limbajul știi nțific și rigoarea constructivă (Șunel, 1997).
Necesitatea sintetizării cunoștințelor, cât și comunicarea în mod rapid a acestora,
impune extinderea predării și învățării prin semne grafice, asigurându -se următoarele condiții:
expresivitate superioară față de alte metode didactice în situații de învățare
similare;
justificare logică în raport cu alte metode;
simplificarea logicii mesajelor;
exprimarea sintetică a elementelor verbale; integrarea rapidă a datelor în
contexte verbale, extraverbale, fragmentare sau globale;
respectarea mărimii valorilor la care se referă, evitarea erorilor, fără a se forța
interpr etările sau extrapolările (Cozma, 2003).
Învățarea prin procedee grafice și scheme vizuale se poate aborda independent pe cale:
inductivă, plecând de la un caz particular;
deductivă, plecând de la o reprezentare grafică a procesului / fenomenului;
Legarea modelului grafic de fenomen / proces se realizează prin verbalizare.
Dacă se compară abordarea sprijinită pe acțiunea modelării combinate cu alte metode
didactice în raport cu demersurile ce au la bază doar o singură metodă, putem considera că prima
cale, duce la rezultate superioare ale învățării deoarece:
probabilitatea de reținere pe perioade mari a elementelor semnificative din
situația de învățare crește;
randamentul conținutului este limitat la înțelegerea normală a mesajului de fond;
caracteristicile conținuturilor și pertinența structurilor este păstrată;
ambiguitatea interpretărilor este redusă; se crează o corespondență între simbol
și schemele de bază ale conținutului exprimat în scris sau în oral;
complexitatea situației de învățare este redusă, fără a se afecta adevărul științific
(Cozma, 2009).
II.3. Aspecte interdisciplinare
Acest subcapitol este dedicat unor aspecte interdisciplinare, întâlnite în studiul structurii
unor molecule și al legăturilor chimice. Vor fi redate și modelate structuri ale unor molecule și
modul de redare al legăturilor chimice în modelele realizate.
Ca în mai toate domeniile în care a pătruns, tehnologia informației și comunicării și-a
găsit utilizări și în domeniul chimiei. Au fost cr eate pachete de programe precum Alchemy,
Charmm, Gromos, Hyperchem, MM sau Spartan cu ajutorul cărora se pot investiga proprietăți
structurale și de reactivitate ale unor compuși chimici sau studia unele mecanisme de reacție.
Utilizarea calculatoarelor în obținerea acestor date necesită în primul rând introducerea
unor date care se referă la structura sistemului de investigat. În funcție de programul utilizat se
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
50
pot introduce în sistem fie coordonatele carteziene ale atomilor moleculei, fie coor donatele
interne ale acesteia (Viu, 2008).
În continuare, se va prezenta modul de realizare a unui model al moleculei de dioxid de
carbon, CO 2 ce se poate vizualiza în programul Hyperchem. Pentru realizarea acestui model se
are în vedere introducerea coordonatelor interne ale moleculei. Înainte de introducerea acestora,
se vor nota atomii moleculei: carbon – C, oxigen a – Oa, oxigen b – Ob.
Coordonatele interne reprezintă totalitatea lungimilor de legătură, a unghiurilor de
valență, a unghiurilor diedre și a unghiurilor de deformare în afara planului.
În cazul dioxidului de carbon se cunosc lungimile de legătură la = lb = 1,25Å, și unghiul
de valență α = 180 o ( fig. II.9).
Figura II. 9 . Coordon ate interne ale moleculei de dioxid de carbon, CO 2
Pentru specificarea structur ii molecular e a unui compus utilizând coordonatele interne,
se constr uiește matricea Z a moleculei, ținând cont de natura atomilor, numărul acestora și de
valorile coordonatelor interne.
Numărul liniilor din matricea Z este egal cu numărul atomilor din molecula res pectivă,
în cazul dioxidului de carbon fiind trei.
Numărul coloanelor e ste întotdeauna egal cu zece. În pr ima coloană sunt precizate
tipurile de atomi (tip). În coloanele a doua și a treia sunt precizate lungimea legăturilor (l)
respectiv optimizarea lungimilor de legătură ( opt. l ). În coloanele a patra și a cincia sunt
precizate unghiurile de valență ( α) resp ectiv optimizarea acestora (opt. α ). Unghiul diedru φ sau
unghiul de deviere în afara planului χ și optimizarea unghiului diedru / unghiului de deviere în
afara planului ( opt φ/χ ) sunt precizate în coloanele a șasea, respectiv coloana a șaptea. Ultimele
trei coloane indică numărul atomului de care se leagă atomul curent ( Nl) – coloana a opta ,
numărul atomului cu care atomul curent realizează unghiul de valență ( Nα) – coloana a noua ,
respectiv numărul atomului cu care atomul curent formează unghiul diedru sau unghiul de
deviere în afara planului ( Nφ/χ) – coloana a zecea (Jensen, 1999).
Forma matricei Z a dioxidului de carbon este redată în tabelul nr. II. 1.
Tabel II.1. Matricea Z a dioxidului de carbon, CO 2
Tip l opt. l α opt. α φ /χ opt φ/χ Nl Nα Nφ/χ
Oa
C
Ob 0.0
1.25
1.25 0
1
1 0.0
0.0
180 0
0
1 0.0
0.0
0.0 0
0
0 0
1
2 0
0
1 0
0
0
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
51
Atomul de oxigen O a a fost luat drept atom de referință, orientarea atomului de carbon
și a atomului de oxigen O b făcându -se în funcție de acesta. Optimizările prezintă valoarea 1 dacă
valorile introduse pentru lungimile de legătură , unghiul de valență și unghiul diedru / unghiul de
deviere în afara planului sunt definite și 0 pentru toate celelalte cazuri (Jensen, 1 999).
Matricea Z se scrie într -un fișier Notepad și se salvează cu extincția „ zmt” (figura II.10 ).
Figura II.10. Scrierea matricei Z a dioxidului de carbon în programul Notepad
(captură de ecran)
Fișierul astfel salvat se deschide în programul Hyperchem, unde în spațiul de lucru va
apărea modelul moleculei de dioxid de carbon, CO 2.
Figura II.11. Modelul moleculei de dioxid de carbon, CO 2 în programul Hyperchem
(captură de ecran)
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
52
În modelul din imagine se poate observa ușor că:
atomul de carbon, C este redat cu coloarea turcuaz ;
atomii de oxigen, O sunt redați cu coloarea roșie ;
legăturile covalen te ce se realizează între atomul de carbon și atomii de oxigen
sunt redate prin linii duble , lungimea legăturilor din model nu are valoarea l,
aceasta fiind mult mai mare;
molecula este liniară , unghiul format de legăturile covalente fiind unghiul de
valență, α.
Însă programe precum Hyperchem nu sunt ușor accesibile elevilor, acestea fiind
adresate celor cu vaste cunoștințe de chimie computațională . Modelele realizate pe astfel de
programe pot fi utilizate ocazional, matricile Z fiind realizate în prealabil de către profesor.
Mult mai atrăgătoare și prietenoase, din perspectiv a faptului că sunt ușor de utilizat de
către elevi sunt softuri educațion ale precum AeL, realizat de către SIVECO sau ”Lecții
interactive de Chimie” realizat de către editura Intuitext. Atât programul AeL cât și programul
Intuitext au incluse lecții dedicate legăturilor chimice. De exemplu, în softul AeL, în lecția pentru
clasa a VII -a ”Ioni. Compuși ionici”, este inclus un exercițiu de modelare a proceselor de
ionizare pentru aluminiu, azot, argon, potasiu și oxigen. Prin apăsarea unei buline albastre ce
figurează un electron aflat pe ultimul strat, acesta este cedat, iar prin apăsarea cercului care
indică ultimul strat, este adăugat un electron. Prin cedarea sau primirea numărului de electroni
potrivit, elevii pot modela ușor procesul de ionizare al elementului respectiv (figura II.12).
Ulterior, elevii au posibilitatea să veri fice dacă modelarea procesului de ionizare a fost realizată
corect.
Figura II.12. Modelarea proceselor de ionizare în softul educațional AeL
(captură de ecran)
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
53
Aceste softuri educaționale se pot folosi, în funcție de demersul didactic, fie la un singur
calculator legat la un videoproiector, momentele lecției fiind derulate de către profesor sau de
către elevii solicitați, fie în laboratoarele de informatică, unde toți elevii sau grupele de elevi au
acces la calculatoare.
Deși am folosit și folosesc aces te softuri educaționale, baza materială a școlii
permițându -mi desfășurarea orelor atât în Laboratorul de Chimie cât și în Laboratorul de
Informatică, în paralel cu acestea, am început să realizez și să folosesc materiale proprii, realizate
în special în M icrosoft Office Powerpoint. Aceste prezentări, dintre care amintesc ”Ioni.
Molecule. Valența”, realizat în anul 2013 și publicat pe portalul didactic.ro, fac mult mai ușoară
înțelegerea de către elevi a unor concepte precum legătura ionică, legătura covale ntă, valența
elementelor chimice, ușurându -mi astfel demersul didactic.
La disciplina Biologie , în conținutul programei de clasa a XII -a, aprobată prin Ordinul
Ministrului nr. 5959/22.12.2006, se regăsesc acizii nucleici: structura primară și secundară a
A.D.N, tipuri de A.R.N., structură și funcții, funcția autocatalitică și heterocatalitică.
Acidul dezoxiribonucleic (A.D.N.) și acidul ribonucleic (A.R.N.) sunt purtătorii
informației genetice, jucând un rol fundamental în transmiterea acesteia de la părin ți la urmași,
fenomen cunoscut sub numele de ereditate.
În cele ce urmează, vom insista pe structura pe structura și legăturile chimice ale A.
D.N. -ului. Se va utiliza metoda modelării în replicarea acestui important acid nucleic, proces ce
are loc în timpul diviziunii celulare.
Ca structură primară, A.D.N. -ul este o substanță macromoleculară bicatenară, formată
din două catene de polinucleotide ce se răsucesc helicoidal în jurul unui ax comun.
Din punct de vedere chimic, A.D.N. -ul este un acid nucleic . Noțiunea a fost introdusă de
Jacob Friedrich Meischer în anul 1870, care a descoperit în leucocitul uman o substanță cu cu
caracter slab acid, fără a -i preciza însă și funcțiile. Mult mai târziu, cercetătorii au stabilit că
acesta este o compo nentă impor tantă a cromozomilor (Jurcoane, 2006).
A.D.N. -ul este o macromoleculă sau polinucleotid, unitatea de structură și funcție fiind
monomerul numit nucleotid.
Un nucleotid este alcătuit din:
dezoxiribopiranoza (D) – forma piranozică a dezoxiribozei, o monozaha ridă de tip
pentoză (fig .II.13 );
Figura II.13 . Dezoxiriboza: dezoxiribopiranoza, întâlnită în A.D.N. (a) și dezoxiribofuranoza (b)
(sursa: wikipedia.org)
a) b)
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
54
un rest de acid fosforic (P) – radical fosfat;
o bază azotată.
Dezoxiribopiranoza și radicalul fosfat sunt comune tuturor nucleotidelor din A.D.N.
Bazele azotate (fig .II.14 ) sunt specifice, având rol în procesul de ereditate. Acestea sunt:
baze azotate purinice: adenina (A) și guanina (G);
baze azotate pirimidin ice: citozina (C) și timina (T) (Ene, 1998).
Figura II.14 . Baze azotate purinice: adenina (a), guanina (b) și baze azotate
pirimidinice: citozina (c), timina (d). (sursa: scritub.com)
Astfel, cele patru tipuri de nucleotide întâlnite în macromolecula de A.D.N. sunt:
P.D.A., P.D.G, P.D.C. și P.D.T.
Legăturile chimice întâlnite în A.D.N sunt intracatenare și intercatenare. Ace stea sunt
redate în figura II.15 .
Figura II.15 . Legături chimice în macromolecula de A.D.N. (sursa: scritub.com)
a) b) c) d)
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
55
Legăturile intracatenare sunt legături covalente realizate radicalul fosfat între al treilea
atom de carbon al dezoxiribopiranozei unui nucleotid și al cincilea atom de carbon al
dezoxiribopiranozei nucleotidului următor; aceste legături asigură structura monocatenară a
A.D.N -ului. Tot prin legături covalente, se leagă și bazele azotate de scheletul realizat de
monozaharidă și radicalul fosfat, primul atom de carbon al dezoxiribopiranozei unui nucleot id
legându -se de un atom de azot al bazei azotate.
Legăturile intercatenare sunt legături de hidrogen realizate foarte precis între bazele
azotate ale nucleotidelor celor două catene polinucleotidice. Acestea se realizează întotdeauna
între o bază purinică și o bază pirimidinică astfel:
adenina se leagă întotdeauna de timină și invers, structurile A -T și T -A fiind diferite;
guanina se leagă întotdeauna de citozină și invers, structurile G -C și C -G fiind, de
asemenea, diferite.
Deși există patru tipuri de nu cleotide, posibilitățile de recombinare, codificare și
realizare a eredității ajung să fie infinite, asigurându -se astfel transmiterea
informației genetice de la o generație la alt a în cursul diviziunii celulare (Ene, 1998).
În timpul diviziunii celulare, macromolecula de A.D.N. se desface progresiv,
asemănător unui fermoar sub acțiunea enzimei helicază, fără ca cele două catene să se desfacă
total, iar bazele azotate ale celor două catene inițiale rămân libere. Pe parcursul avansării
procesului, din urmă s e generează două catene noi din nucleotidele aflate în stare liberă în
citoplasma celulei. Acestea se asociază pe baza regulii complementarității cu bazele azotate din
catenele inițiale. Se realizează, legăturile covalente iar apoi, cele două catene „fiice ” rezultate se
leagă prin punți de hidrogen de catenele matriță. Deci, replicarea A.D.N. -ului se realiz ează după
model semiconservativ ( Popescu, 2002 ).
Procesul de replicare se poate reda foarte ușor, utilizând mod ele grafice (fig. II.16 ).
Figura. II. 16. Model grafic al procesului de replicare al acidului dezoxiribonucleic, A.D.N.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
56
În modelul realizat se observă se poate observa ușor că:
Dezoxiribopiranozele și radicalii fosfat ai nucleotidelor sunt reprezentate prin cercuri
notate cu literele D, respe ctiv P;
Legăturile covalente realizate între dezoxiribopiranoze și radicalii fosfat sunt
reprezentate prin linii simple continue;
Bazele azotate sunt reprezentate prin dreptunghiuri notate cu literele A, C, G, T,
pentru adenină, citozină, guanină respectiv timină;
Legăturile covalente realizate între dezoxiribopiranoze și bazele azotate sunt
reprezentate de asemenea prin linii simple continue;
legăturile de hidrogen realizate între bazele azotate ale celor două catene sunt
reprezentate astfel: legături dubl e între adenină și timină, timină și adenină, figurate
prin două linii punctate și legături triple între guanină și citozină, citozină și guanină,
figurate prin trei linii punctate.
La disciplina Fizică , în conținutul programei de clasa a XII -a, filiera teoretică,
tehnologică și vocațională, aprobată prin Ordinul Ministrului nr. 5959/22.12.2006, se studiază
facultativ sau în cadrul unor opționale un capitol de fizica semiconductorilor. Semiconductorii
sunt studiați în cadrul unor discipline modul are și de către elevii liceelor tehnologice cu profilele
electronică, electrotehnică, telecomunicații, automatizări, tehnică de calcul.
În lecția intitulată ”Conducția electrică a corpurilor solide”, proprietatea corpurilor de a
conduce curentul electric p oate fi explicată cu ajutorul legăturilor chimice.
Corpurile solide sunt clasificate în:
Conductori (metale) cu conductivitatea electrică σ m cuprinsă între 106 – 108Ω-1m-1,
constituiți dintr -o rețea de ioni pozitivi pe care se mișcă electronii liberi de pe
straturile de valență;
semiconductori, cu conductivitatea electrică σ m cuprinsă între 10-9 – 105Ω-1m-1;
Izolatori, cu conductivitatea electrică σ m mai mică de 10-9 Ω-1m-1 (Florescu, 2007).
În cazul conductorilor, proprietatea acestora de a conduce curen tul electric poate fi
explicată ușor plecându -se de la faptul că atomii metalici își pun electronii în comun, formând
legături metalice. Electronii mobili sunt purtătorii de sarcină din rețeaua metalică, metalele fiind
numite și conductori de ordinul I. În practică, ca și conductori, cele mai utilizate metale sunt
cuprul, aluminiul, aurul etc.
Semiconductorii (figura II.17) sunt utilizați în electronică, cei mai utilizați fiind siliciul,
Si, germaniul, Ge, dar și combinații ale acestora, precum carbura de s iliciu, arsenura de galiu sau
sulfura de zinc. În cazul acestora, tipică este de această dată legătura covalentă. În cazul
germaniului, acesta își pune cei patru electroni de valență în comun cu alți patru atomi de
germaniu, formând o structură stabilă.
La temperaturi foarte mici, semiconductorii se comportă în mod analog izolatorilor,
adică nu permit trecerea curentului electric. Crescând temperatura, crește și agitația termică din
interiorul semiconductorului, iar un anumit număr de electroni, primesc o a numită cantitate de
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
57
energie, numită energie de activare, legăturile covalente se rup, iar electronii deveniți liberi pot
conduce curentul electric. Acești electroni se numesc electroni de conducție. În același timp, un
număr de legături covalente egal cu c el al electronilor de conducție rămân nesatisfăcute, în aceste
locuri apărând sarcini pozitive, numite goluri. La fel ca și electronii, golurile se comportă ca
niște particule electrice cu sarcină pozitivă +e, co ntribuind și ele la conducția electrică a
semiconductorului (Ciobotaru, 1995).
Totuși, semiconductorii puri nu prezintă interes practic, deoarece aceștia nu sunt buni
conductori, dar nici buni izolatori. Un singur curent este necesar pentru mișcarea electronilor iar
atomii componenți ai semiconductorului au configurația electronică satisfăcută. O importantă
influență asupra conducției acestor materiale o au și impuritățile folosite pentru așa numita
”dopare” semiconductorului. Sunt adăugați atomi impuri din alte specii chimice, lucru c e duce la
modificarea substanțială a conductivității semiconductorilor și la creșterea, după caz a
numărului de electroni sau goluri.
În funcție de predominanța purtătorilor de sarcină din semiconductori distingem:
semiconductori de tip n, unde electroni i sunt în exces, iar golurile sunt insuficente;
semiconductori de tip p, unde golurile sunt în exces, iar electronii insuficienți.
Figura II.17 . Structura unui semiconductor de germaniu, Ge (sursa: fortasigratie.ro )
Din figură se observă că fiecare atom de germaniu își pune în comun electronii
împreună cu cei patru atomi învecinați, realizându -și astfel configurația de octet pe ultimul strat.
Conducția electrică mai este influențată de
câmpul electric extern – dacă într -un semiconductor se aplică un câmp electric
extern, peste mișcarea dezordonată a purtătorilor mobili, datorată agitației termice se
suprapune o mișcare ordonată a acestora pedirecția câmpului;
temperatura – la temperaturi mici, conductivitatea este nulă , semiconductorii
comportându -se ca și izolatori ; odată cu creșterea temperaturii, crește liniar și
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
58
conductivitatea (interval 0 – T1), până la ionizarea tuturor impurităților, după care
rămâne constantă, pân la ușoara scădere datoritădependenței mobilității de
temperatură (interval T 1 – T2); La temperaturi mai mari, conductivitatea crește
exponențial cu temperatura, deoarece apa re generarea termică intrinsecă (figura
II.17 ). Acest comportament este opus față de cel al metalelor, a căror conductibilitate
scade odată cu creșterea tempera turii;
Figura II.18 . Influența temperaturii asupra conductivității semiconductorilor
Semiconductorii și -au găsit numeroase aplicații, fiind nelipsiți din orice aparat
electronic modern precum aparate radio, televizoare, computere, telefoane mobile și m ulte altele.
În cazul calculatoarelor, descoperirile permanente din domeniul semiconductorilor fac posibile
creșterea complexității aparatelor, vitezei procesoarelor și a dispozitivelor de stocare a memoriei
(Florescu, 2007) .
Cele mai cunoscute dispozitive semiconductoare sunt:
diodele – primele dispozitive electronice realizate din semiconductori, sunt utilizate în
special pentru trecerea curentului electric într -o singură direcție (redresare);
L.E.D -urile – sunt diode care la trecerea curentulu i emit semnale luminoase. Culoarea
luminii emise depinde de compoziția și de starea materialului utilizat; În afară de diodele
luminiscente,în aceeași categorie intră și diodele care emit semnale în infraroșu sau
ultraviolet;
tranzistorii – de diferite for me și mărimi, sunt dispozitive care prezintă cel puțin trei
electrozi; sunt utilizați în special pentru amplificarea și comutarea semnalelor electronice
și putere electrică;
celulele fotovoltaice – sunt dispozitive, în special pe bază de siliciu, care tran sformă
energia solară în energie electrică, radiațiiile provenite de la Soare fiind cele care excită
electronii din material, generându -se un curent electric;
Circuitele integrate (Cipurile) – de diferite dimensiuni și număr de terminale, sunt
ansambluri d e diode, tranzistoare, condensatoare, rezistențe, bobine) montate pe un
suport de siliciu. Numărul componentelor încorporate a ajuns în timp la câteva milioane,
așa cu m este cazul microprocesoarelor (creeaza.com).
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
59
CAPITOLUL al III -lea
PROIECTAREA ȘI DESFĂȘURAREA CERCETĂRII
III.1. Ipoteza și scopul cercetării
Așa cum s -a arătat în introducerea lucrării, legătura chimică este unul din conceptele
fundamentale ale chimiei, fiind esențială în studiul structurii substanțelor. Nu se poate vorbi de
structura substanțelor chimice limitându -ne doar la studiul structurii particulelor componente ale
acestora – atomi, ioni, molecule – și fără a lua în considerare modul în care aceste particule
interacționează între ele, formând după caz legături ionice, covalente, metalice, coordinative ș.a.
S-a arătat și că unele dintre proprietățile substanțelor chimice sunt consecințe ale
prezenței unui anumit tip de legătură chimică. Conductibilitatea electrică a metalelor se explică
pe baza prezenței legăturii metalice, în timp ce conductibilitatea electrică a soluțiilor substanțelor
care în stare solidă sunt izolatoare este o consecință a ruperii legăturilor ionice. De asemenea, la
baza formării moleculelor polare și nepolare stau legăturile covalente în timp ce starea de
agreg are lichidă a unor substanțe se dator ează prezenței legăturilor de hidrogen.
Folosirea unor metode de investigare directă precum observația sau experimentul este
utilă în punerea în evidență a acestor proprietăți, dar este foarte dificilă, dacă nu chiar im posibilă
în studiul legăturilor chimice, în special la formarea acestora.
Astfel, pentru studiul acestora sunt utilizate alte metode didactice activ -participative
precum problematizarea și mai ales modelarea. Aceste metode ar trebui să ușureze, cel puțin
teoretic, înțelegerea modului de interacțiune al atomilor, ionilor, moleculelor, cu formarea de
legături chimice, esențiale în studiul structurii substanțelor.
Pornind de la cele ilustrate mai sus, se cuvine să formulăm următorul set de întrebări:
1) Ar putea fi metoda modelării calea spre o mai ușoară înțelegere a modului în care
atomii, ionii, moleculele interacționează între ele, formând o substanță chimică?
2) Ar putea fi modelarea să fie metoda care să ușureze înțelegerea de către elevi a unor
concepte fundam entale ale chimiei așa cum este și legătura chimică?
3) Poate fi modelarea o metodă didactică eficientă în studiul legăturilor ionice,
covalente, coordinative, metalice și intermoleculare?
4) Cum am putea verifica dacă această metodă activ -participativă poate fi într-adevăr
eficientă?
Utilizând metode și mijloace adecvate pentru realizarea acestei cercetări, se va
demonstra dacă metoda didactică a modelării este eficientă în studiul noțiunilor referitoare la
legăturile chimice, formarea acestora și unele proprietăți ale substanțelor ce sunt consecință a
prezenței legăturilor ionice, legăturilor covalente, legăturilor metalice, legăturilor covalent –
coordinative, legăturilor Van der Waals sau legăturilor de hidrogen.
Scopul principal al acestei lucrări este acela de a răspunde celor patru întrebări
formulate mai sus, întrebări ce constituie și ipoteza de lucru a cercetării efectuate.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
60
III.2. Obiectivele cercetării
Obiectivul principal al cercetării metodice a fost realizarea de studii comparative între
clase d e elevi de la ciclurile gimnazial și profesional.
Pentru fiecare din nivelurile de învățământ s -au colectat date de la câte două clase cu
nivele de cunoștințe apropiate. Una dintre clase a rămas clasă martor, unde în activitatea de
predare -învățare s -a utilizat și metoda modelării, dar această metodă nu a fost utilizată ca metodă
principală. Ce -a de a doua clasă a fost clasa experimentală, unde în procesul de predare -învățare
s-a insistat mai mult pe metoda modelării, modelele utilizate fiind dintre cele ma i variate
(modele fizice, modele grafice, modele virtuale etc.).
În urma colectării și prelucrării datelor din cercetare dar și prin analiza rezultatelor
acesteia se va putea răspunde la întrebările formulate în ipoteză.
III.3. Locul și durata cercetării.
Înainte de a descrie locul și durata desfășurării cercetării, se cuvine să prezentăm pe
scurt activitatea desfășurată de -a lungul carierei didactice. Am absolvit Facultatea de Chimie din
cadrul Universității ”Alexandru Ioan Cuza” din Iași, specializarea Ch imie, în anul 2005.
Începând cu anul școlar 2006 – 2007 mi -am început cariera didactică și am funcționat ca
profesor suplinitor la unități școlare din localități apropiate de municipiul Fălticeni: Vulturești,
Valea Moldovei, Mălini, Rădășeni și Baia . În an ul 2012, am finalizat un curs de conversie pentru
cadrele didactice, specializarea Biologie, în cadrul Facultății de Biologie și Geologie din cadrul
Universității ”Babeș -Bolyai” din Cluj -Napoca, iar în anul 2014 m -am titularizat pe postul de
Biologie de la Școala Gimnazială ”Nicolae Stoleru” din localitatea Baia, județul Suceava,
ulterior intrând în acest post și ore de Chimie. Începând cu semestrul al II -lea al anului școlar
2014 – 2015 am fost încadrat la plata cu ora pe ore de Chimie și la Colegiul Tehni c ”Mihai
Băcescu” din municipiul Fălticeni, județul Suceava.
Am susținut examenul de definitivare în învățământ în anul 2011 și examenul pentru
obținerea gradului didactic II în anul 2015, ambele pe specialitatea Chimie.
Revenind la desfășurarea cercetării , aceasta s -a întins pe parcursul anului școlar
2016 – 2017 pentru clasa a VII -a martor și și pe parcursul anului 2017 – 2018 pentru toate
celelalte clase.
Pentru clasele din învățământul gimnazial, cercetarea s -a desfășurat în decursul
ultimilor doi ani școlari la Școala Gimnazială Nr. 2 din localitatea Baia, județul Suceava.
Unitatea de învățământ este, alături de Grădinițele cu program normal Nr. 1 și Nr. 2, structură
fără personalitate juridică arondată Școlii Gimnaziale ”Nicolae Stoleru” din acee ași localitate,
unitate în care funcționez ca profesor titular. În localitate se mai găsește și Școala Gimnazială Nr.
3 Baia, dar aceasta are personalitate juridică și funcționează separat de celelalte unități de
învățământ din localitate.
La Școala Gimnaz ială ”Nicolae Stoleru” Baia și structurile arondate, atât în anul școlar
2016 – 2017 cât și în anul școlar următor au fost câte 3 clase a VII -a și 3 clase a VIII -a, catedra
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
61
de chimie de la nivelul unității având un număr total de 12 ore. Pe aceste ore, în cei doi ani
școlari au fost încadrate două cadre didactice calificate, titulare ale unității de învățământ.
Pentru clasele din învățământul profesional, cercetarea s -a desfășurat la clasele a IX -a
Ap și a IX -a B p de la Colegiul Tehnic ”Mihai Băcescu” din municipiul Fălticeni, județul Suceava.
Numărul mare de specializări și clase de la acest colegiu a adus catedrei de Chimie în anul școlar
2017 – 2018 un număr de 75 de ore pe care au fost încadrate p atru cadre did actice, trei cadre
didactice titulare ale unității de învățământ și un cadru didactic încadrat la plata cu ora.
Încadrarea avută în perioada 2016 – 2018 mi -a permis astfel să desfășor cercetarea la
două cicluri de studii:
învățământ gimnazial, la unitatea în care sunt titular și unde am fost nevoit să desfășor
cercetările pe parcursul a doi ani școlari;
învățământ profesional, la unitatea în care am funcționat la plata cu ora, cercetările
desfășurându -se pe parcursul anului școlar 2017 – 2018;
Numărul tota l de clase pe care am fost încadrat în perioada 2016 – 2018 cu ore de
chimie, precum și numărul total de ore de chimie la cele două unități de învățământ sunt
sintetizate în tabelul III.1. Completarea catedrei s -a realizat cu orele din catedra de biologie,
catedră pe care sunt titular.
Tabel III.1 . Numărul de clase și ore de chimie din încadrare la care în perioada 2016 – 2018
Unitate de învățământ
și clase
An școlar
(total ore chimie) Școala Gimnazială
”N. Stoleru” Baia Colegiul Tehnic ”Mihai Băcescu”
Fălticeni
Nr. clase Total ore
chimie Nr. clase Total ore
chimie VII VIII IX IXp X Xp
2016 – 2017 (13 ore) 1 1 4 2 2 – 1 9
2017 – 2018 (11 ore) 1 1 4 – 2 2 1 7
La Colegiul Tehnic ”Mihai Băcescu din Fălticeni” , clasele a IX -a și a X-a, sunt clase de
liceu, filiera tehnologică iar clasele IX p și X p sunt clase din învățământul profesional. De
asemena, în tabel, clasele la care s -au aplicat instrumentele de cercetare au numărul de ore
figurat cu bold.
III.4. Prezentarea eșantioanelor l uate în lucru
Așa cum aminteam, cercetarea s -a realizat pe câte două clase din învățământul
gimnazial și două clase din învățământul profesional.
Eșantioanele luate în lucru la nivelul de învățământ gimnazial sunt formate din două
clase de la Școala Gimnazială Nr. 2, localitatea Baia, județul Suceava, unitate de învățământ fără
personalitate juridică, unde în anul școlar 2017 -2018 am fost încadrat ca profesor titular pe
catedrele de biologie (6 ore) și chimie (4 ore). Celelalte ore din catedra pe care sunt titular au fost
la unitatea coordonatoare, Școala Gimnazială ”Nicolae Stoleru”, localitatea Baia, județul
Suceava (biologie – 11 ore).
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
62
Întrucât nu am dispus de un număr suficient de ore de chimie pentru realizarea
cercetării în anul școlar 2017 – 2018, clasa martor utilizată în cercetare a fost clasa a VII -a din
anul școlar anterior. La începutul anului școlar 2016 – 2017, în această clasă au fost înscriși 22
de elevi. În timpul acestui an școlar, o elevă s -a transferat la Școala Gimnazială Nr. 3, lo calitatea
Baia, județul Suceava iar o altă elevă s -a transferat la Școala Gimnazială ”Ionel Miron”,
localitatea Ivănești, județul Vaslui. Cele două eleve transferate nu au fost incluse în cercetare,
eșantionul clasei martor de la învățământul gimnazial fii nd de 20 de elevi, 11 fete și 9 băieți.
Clasa experimentală introdusă în cercetare a fost clasa a VII -a din anul școlar curent. La
începutul anului școlar 2017 – 2018, în această clasă au fost înscriși 21 de elevi. În timpul anului
școlar nu au fost elevi care s -au transferat la sau de la alte unități de învățământ, toți cei 21 de
elevi fiind incluși în eșantionul clasei experimentale de la învățământul gimnazial. Dintre aceștia,
10 sunt fete iar 11 băieți.
Elevii claselor a VII -a incluse în cercetare sunt domiciliați în aceeași localitate în care se
află unitatea de învățământ, timpul mediu de deplasare al elevilor la și de la școală fiind de 15
minute. Majoritatea elevilor locuiesc împreună cu părinții, fiind și cazuri de elevi care locuiesc la
bunici sau în grija unor rude, dar și elevi aflați în plasament la asistenți maternali.
Programul de desfășurare al orelor la ciclul gimnazial este 8.00 – 14.00 iar orele de
chimie, atât pentru clasa a VII -a martor cât și pentru clasa a VII -a experimentală au fost
programate, conform orarului în zilele de marți și joi.
La ciclul de învățământ profesional, cercetarea a fost realizată în anul școlar 2017 –
2018, pe două clase de la Colegiul Tehnic ”Mihai Băcescu”, municipiul Fălticeni, județul
Suceava, unde am fost în cadrat la plata cu ora pe un număr de 7 ore. La cele două clase de
învățământ profesional am avut șansa să regăsesc elevi pe care i -am avut și în gimnaziu la Școala
Gimnazială ”Nicolae Stoleru”, cărora le -am fost profesor de biologie, Școala Nr. 2 Baia, un de le –
am fost atât profesor de biologie cât și chimie, dar și de la Școala Gimnazială ”Ion Lovinescu”
din Rădășeni, unde am funcționat ca profesor de chimie în anii trecuți.
Clasa martor folosită în cercetare a fost clasa a IX -a A p, profil Confecționer pro duse
textile, unde la începutul anului școlar 2017 – 2018 au fost înscriși 29 de elevi. În timpul anului
școlar, 4 elevi s -au retras și nu au fost incluși în cercetare, eșantionul final al clasei martor de la
învățământul profesional fiind de 25 de elevi, 14 fete și 11 băieți.
Clasa experimentală utilizată a fost clasa a IX -a B p, profil Mecanic Auto, unde la
începutul anului școlar 2 017 – 2018 au fost înscriși 28 de elevi. În timpul anului școlar, un elev
s-a retras iar alți trei elevi s -au transferat de la alte unități de învățământ: doi elevi de la Liceul
Tehnologic ”Transcom”, municipiul Sibiu, județul Sibiu și un elev de la Colegiul Tehnic
”Samuil Isopescu”, municipiul Suceava, județul Suceava. Cei patru elevi nu au fost incluși în
cercetare, eșantionul clasei experimentale e la învățământul profesional fiind de 27 elevi, toți
fiind băieți.
Elevii claselor a IX -a incluse în cercetare, sunt cu puține excepții, domiciliați în
localități rurale învecinate municipiului Fălticeni, aceștia făcând naveta din și către localitatea de
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
63
domiciliu cu ajutorul microbuzelor sau autocarelor. Timpul mediu de deplasare la și de la școală
este de cica 1 – 1,5ore, cheltuielile cu naveta fiind parțial decontate.
Programul de desfășurare al orelor este 14.00 – 20.00, elevii f iind condiționați și de
plecarea ultimelor curse către localitățile de domiciliu. Uneori aceștia solicită învoiri din timpul
ultimei ore pentru a se deplasa către autogară. Orele de chimie pentru clasa a IX -a martor au fost,
conform schemei orare în zilele de luni și vineri iar cele pentru clasa experimentală, în zilele de
luni și joi.
Eșantioanele luate în lucru în această cercetare sunt prezentate sintetic în Tabelul III. 2.
Tabel III.2 . Eșantioanele de elevi luate în lucru
Ciclu
învățământ Unitate de
învățământ Clasa
(An școlar) Număr
elevi
înscriși Număr
elevi
plecați/
veniți/
retrași Eșantion
luat în
lucru Observații
Învățământ
gimnazial Școala
Gimnazială Nr. 2,
loc. Baia,
jud, Suceava a VII -a
(2016 – 2017) 22 2 20 C.M.
a VII -a
(2017 – 2018) 21 – 21 C.E.
Învățământ
profesional Colegiul Tehnic
”Mihai Băcescu”
mun. Fălticeni,
Jud. Suceava a IX-a A P
(2017 – 2018) 28 4 24 C.M.
a IX-a B P
(2017 – 2018) 28 4 27 C.E.
III.5. Conținutul cercetării
Cercetarea a fost realizată utilizând o gamă variată de instrumente:
Chestionare – anchete;
Partea de proiectare;
Partea de evaluare.
Pe parcursul cercetării s -au administrat două chestionare anchetă. Un prim chestionar
s-a administrat tuturor elevilor. La începutul anului școlar 2017 – 2018 s -a administrat
chestionarul pentru clasele experimentale și pentru clasa martor de la învățământul profesional.
Pentru clasa martor de la învățământul gimnazial, acest chestionar s -a administrat în luna
februarie a anului școlar 2016 – 2017, imediat după susținerea colo cviului pentru admiterea la
gradul I.
Chestionarul a fost structurat pe trei părți cu câte zece întrebări în care s -au vizat:
inserția elevilor în mediul familial;
inserția elevilor în mediul școlar și al clasei;
motivația elevilor pentru studiul Chimiei.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
64
La ambele cicluri de învățământ, întrebările privind inserția elevului în mediul familial
au fost aceleași și au vizat aspecte ce țin de relația elevilor cu părinții lor în ceea ce privește
școala, studiul, susținerea elevului de către părinți pentru conti nuarea studiilor, pentru asigurarea
celor necesare studiilor, implicarea și participarea părinților în activitățile școlii, discuții cu
părinții referitoare la orientarea și viitoarea carieră a elevilor, etc. Tot la fel pentru ambele cicluri
de învățământ au fost și întrebările ce au vizat inserția elevilor în mediul școlar și al clasei.
Întrebrările au privit relația elevului cu școala, colegii, profesorii, noțiunile învățate la școală,
integrarea elevului în colectivului clasei ș.a.
În ceea ce privește mo tivația elevilor pentru studiul chimiei, întrebările au fost diferite
pentru cele două cicluri de învățământ, deoarece elevii de la gimnaziu se aflau în primul an de
studiu al chimiei, în timp ce elevii de la învățământul profesional, aveau deja doi ani de studiu al
accestei discipline.
Întrebările adresate elevilor de la ciclul gimnazial au vizat dacă elevii au luat contact cu
diferite substanțe chimice în gospodărie, dacă au avut cuiriozitatea să răsfoiască manualul pe
care l -au primit în prima zi de școa lă, dacă s -au întâlnit cu anumite noțiuni noi sau din alte
discipline, așteptări de la disciplina chimie și utilitatea acesteia pentru elevi în viitor.
Întrebările adresate elevilor de la ciclul profesional au vizat cunoașterea unor substanțe
care se util izează în viața de zi cu zi, aspecte din orele de chimie făcute de către elevi în ciclul
gimnazial, importanța chimiei, așteptări pentru orele ce se vor desfășura în clasa a IX -a, legătura
chimiei cu specializările pentru care se pregătesc elevii, și utili tate disciplinei pentru elevi.
Anchetele chestionar date la începutul cercetării atât pentru învățământul gimnazial cât
și pentru cel profesional se regăsesc în Anexa 1.
Cel de -al doilea chestionar, care cuprinde un număr de zece întrebări a fost aplicat
numai celor două clase experimentale. Acest chestionar a administrat după predarea unor lecții
din unitățile de învățare ce cuprind noțiuni din legăturile chimice astfel:
la ciclul gimnazial, chestionarul a fost administrat imediat după predarea lecției
”Formarea moleculelor – Covalența ”;
la învățământul profesional, chestionarul a fost administrat imediat d upă predarea lecției
”Legătura ionică ”.
Întrebările din chestionarul administrat clasei a VII -a (an școlar 2017 -2018) au vizat
modul în care elevii și -au însușit noțiunile învățate, utilitatea modelelor de diferite feluri în
predarea -învățarea moleculelor, creativitatea elevilor în utilizarea de modele pentru alte
molecule. Ultima întrebare i -a invitat pe elevi să acorde o notă de la 1 la 10 lecției desfăș urate.
În mod asemănător s -a administrat și chestionarul clasei a IX -a B p (an școlar 2017 –
2018). Viitorii mecanici auto au tre buit să răspundă dacă modelele folosite în predarea lecției
i-au făcut să înțeleagă procesele de ionizare și formarea compușilo r ionici, însușirea acestor
modele, care din modelele utilizate a fost mai accesibil pentru însușirea cunoștințelor, ce model
ar prefera ei, pentru realizarea unor sarcini mai complexe, utilizarea modelelor pentru studiul
legăturilor ionice. La fel ca și e levii de gimnaziu, și elevii școlii profesionale au fost invitați, la
ultima întrebare, să acorde o notă de la 1 la 10 lecției predate.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
65
Cele două anchete chestionar, aplicate claselor experimentale din învățământul
gimnazial, respectiv învățământul profesi onal se regăsesc în Anexa 2.
Aplicarea anchetelor chestionar pentru cele două rânduri de clase este redată sintetic în
tabelul III.3.
Tabel III.3 . Aplicarea anchetelor chestionar pentru clasele incluse în cercetare
Ciclu
învățământ Unitate de
învățământ Clasa
(An școlar) Chestionar I Chestionar II
Învățământ
gimnazial Școala
Gimnazială Nr. 2,
loc. Baia,
jud, Suceava a VII -a
martor DA NU
a VII -a
experimentală DA DA
Învățământ
profesional Colegiul Tehnic
”Mihai Băcescu”
mun. Fălticeni,
Jud. Suceava a IX-a
martor DA NU
a IX-a
experimentală DA DA
Cea de -a doua parte a cercetării, partea de proiectare, cuprinde, atât pentru învățământul
gimnazial cât și pentru cel profesional mai multe documente: planificările anuale, proiectele
unităților de învățare și proiectele lecțiilor incluse în cercetare.
Planificarea anuală pentru clasa a VII -a, respectiv clasa a IX -a învățământ profesional
(Anexa 3). Planificările anuale au fost realizate în baza programelor școlare aflate în vigoare:
programa de chim ie pentru clasele a VII -a și a VIII -a, aprobată prin Ordinul de Ministru nr.
5097/9.09.2009 pentru clasele a VII -a, respectiv programa de chimie pentru învățământul
peofesional de 3 ani, aprobat prin Ordinul de Ministru nr. 5099/9.09.2009 pentru clasele a IX-a.
În planificarea anuală a clasei a VII -a martor (an școlar 2016 – 2017), înregistrată cu
numărul 1636/26.09.2016 a fost inclus un număr total de 70 de ore. Dintre acestea, 68 de ore au
fost cuprinse în 11 unități de învățare, din care 7 în semestrul I (38 de ore) și 4 în semestrul al II –
lea (30 de ore) iar 2 ore au fost dedicate desfășurării de activități extrașcolare în programul
”Școala altfel: să știi mai multe, să fii mai bun”, desfășurat în acel an școlar la Școala Gimnazială
”Nicolae Stoleru” Bai a, în subordinea căreia intră și Școala Gimnazială Nr. 2 în perioada
29 mai – 2 iunie 2017.
În planificarea anuală a clasei a VII -a experimentală (an școlar 2017 – 2018),
înregistrată cu numărul 2602/18.09.2017 a fost inclus de asemenea un număr t otal de 70 de ore.
Dintre acestea, 68 de ore au fost cuprinse în 11 unități de învățare, din care 7 în semestrul I (36
de ore) și 4 în semestrul al II -lea (32 de ore ) iar 2 ore au fost dedicate desfășurării de activități
extrașcolare în programul ”Școala a ltfel: să știi mai multe, să fii mai bun”, desfășurat în anul
școlar curent la școala mai sus amintită în perioada 26 – 30 martie 2018.
În planificarea anuală a a claselor a IX -a, atât clasa martor, cât și clasa experimentală,
înregistrată cu numărul 5341/ 26.09.2017 a fost inclus un număr total de 68 de ore, din care 66 de
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
66
ore au fost cuprinse în 12 unități de învățare, 6 în semestrul I (36 de ore) și 6 în semestrul al II –
lea (30 de ore) iar 2 ore au fost dedicate desfășurării de activități extrașcolare în programul
”Școala altfel: să știi mai multe, să fii mai bun”, desfășurat în anul școlar 2017 – 2018 la
Colegiul Tehnic ”Mihai Băcescu” Fălticeni în perioada 21 – 25 mai 2018.
Proiectele unităților de învățare s -au realizat în baza planificărilor anuale și semestriale,
pentru fiecare clasă și nivel de învățământ incluse în cercetare. Aceste proiecte se regăsesc în
Anexa 4.
Unitatea de învățare ”Ioni. Molecule” din planificarea clasei a VII -a martor, a șasea din
cele 11 unități de învățare incluse în planifi carea anuală, a avut un număr de 5 ore din care două
au fost dedicate ionilor și compușilor ionici, două moleculelor, iar cea de a cinc ea oră a fost
dedicată evaluării cunoștințelor prin test de evaluare (progres). Orele s -au desfășurat în intervalul
12 – 26 ianuarie 2017.
În mod asemănător, și unitatea de învățare ”Ioni. Molecule” din planificarea clasei a
VII-a experimentale, a fost tot cea de a șasea din cele 11 unități de învățare incluse în
planificarea anuală, și a avut un număr de 5 ore din care două au fost dedicate ionilor și
compușilor ionici, două moleculelor, iar cea de a cinc ea oră a fost dedicată evaluării
cunoștințelor prin test de evaluare (progres). Orele s -au desfășurat în intervalul 22 decembrie
2017 – 25 ianuarie 2018.
Unitatea de învățar e ”Legături chimice”, din planificarea claselor a IX -a martor și
experimentală, a fost cea de a cinc ea din cele 12 unități de învățare din planificarea anuală, și a
avut un număr de 9 ore din care două ore au fost dedicate legăturilor ionice, trei legături lor
covalente, o oră legăturilor covalent -coordinative, o oră legăturilor intermoleculare, o oră de
recapitulare și o oră de evaluare prin test (progres). Orele s -au desfășurat în intervalul
4 decembrie 2017 – 26 ianuarie 2018.
Numărul total de ore din pla nificările anuale și proiectele unităților de învățare incluse
în cercetare sunt prezentate schematic în tabelul III.4.
Tabel III.4 . Numărul de ore cuprins în planificările anual e și proiectele unităților de învățare
Ciclu
învățământ Clasa
(An școlar) Planificare anuală Proiectele unității de învățare
Sem. I Sem II. Șc.
Altfel Total
ore Denumire Nr. în pl.
anuală Nr.
ore
Învățământ
gimnazial a VII -a
martor 38 30 2 70 Ioni.
Molecule. 6 5
a VII -a
experimentală 36 32 2 70 Ioni.
Molecule. 6 5
Învățământ
profesional a IX-a
martor
36
30
2
68
Legături
chimice
5
9
a IX-a
experimentală
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
67
Nu în ultimul rând, în partea de proiectare au fost incluse și proiectele didactice ale
lecțiilor incluse în cercetare.
Pentru clasa a VI I-a martor , este atașat proiectul lecției ”Molecule”, desfășurat în data
de 19 ianuarie 2017. Competențele derivate a le lecției au fost: explicarea existenței moleculelor
pornind de la o serie de experimente realizate în clasă, definirea noțiunii de moleculă,
clasific area moleculelor pornind de la numărul de atomi și speciile care sunt implicate î n
formarea acestora și precizarea unor caracteristici ale moleculelor. Strate gia didactică utilizată a
fost frontală și indi viduală, metodele didactice folosite au fost conversația, explicația,
experimentul demonstrativ, descoperirea dirijată, instruirea asistată de calculator,
problematizarea iar mijloacele didactice utilizate au fost tabla, cretă, videoproiector, ecran,
pahar e Berzelius, cerneală, acetonă, parfum. Bibliografia pentru lecție cuprinde manualele de
chimie pentru clasa a VII -a aflate în vigoare și site -ul didactic.ro. Lecția desfășurată a fost o
lecție mixtă.
Pentru clasa a VII -a experimentală, este atașat proiect ul lecției ”Formarea moleculelor –
Covalența”, desfășurat în data de 23 ianuarie 2018. Lecția desfășurată, a fost, ca și în cazul clasei
martor, tot o lecție mixtă. Obiectivele acesteia au fost definirea noțiunilor de moleculă,
covalență, redarea modul ui de formare a moleculelor pornind de la configurația el ectronică a
atomilor componenți, modelarea diferite lor molecule, f olosind trusa de modele atomice și table,
identificarea covalenței unor elemente chimice, plecând de la modul de formare al mo leculelor.
Strategia didactică folosită a fost frontală, individuală și pe grupe, m etode le didactice folosite au
fost conversația, explicația, modelarea, descoperirea dirijată, instruirea asistată de calculator,
problematizarea iar mijloacele didactice utilizate în c adrul acestei lecții au fost tabla, cretă,
caiete, instrumente de scris, trusă de modele atomice. Bibliografia pentru lecție cuprinde tot
manualele de chimie pentru clasa a VII -a aflate în vigoare și site -ul didactic.ro.
La clasa a IX -a A p, clasa martor de la învățământul profesional, lecția inclusă în
cercetare s -a intitulat ”Legătura ionică”, a fost o lecție de predare și s -a desfășurat în data de 7
decembrie 2017. Obiectivele lecției au fost numeroase, amintind aici modelarea formării ionilor
pozitivi și negativi, redarea unor configurații pentru atomi și ionii corespunzători, diferențierea
interacțiunilor de natură chimică (formarea ionilor) și a celor de natură fizică (atracția
electrostatică dintre ioni), definirea atomilor, ionilor și a legăturii io nice, indicarea unor clase de
compuși ionici. Strategia didactică a fost frontală și individuală, ca metode didactice s -au folosit
conversația euristică, problematizarea, brainstorming -ul, studiul de caz, modelarea,
algoritmizarea, iar dintre mijloacele di dactice amintim videoproiectorul, calculator, tabla, creta,
fișa de reactualizare a cunoștințelor, fișa de instruire, flip -chart, planșe didactice, portofoliul,
sistemul periodic, manual. Dintre referințele bibliografice ale acestei lecții s -au numărat
manualele de chimie pentru clasa a IX -a aflate în vigoare și softul educațional ”Lecții interactive
de chimie”, realizat de Editura Intuitext.
Aceeași lecție a fost inclusă în cercetare și pentru clasa a IX -a B p, clasa experimentală
de la învățământul profesi onal, iar lecția s -a desfășurat data de 6 decembrie 2017, având drept
suport același proiect didactic ca și la clasa martor. Aici s -a insistat însă pe metoda modelării,
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
68
utilizându -se pentru procesele de ionizare și formarea compușilor ionici atât modelul m atematic
cu ecuații, utilizat la clasa martor, cât și un model grafic ajutător. Obiectivele, strategia didactică,
mijloacele și metode didactice au fost la fel ca și în cazul clasei martor.
Proiectele didactice ale lecțiilor incluse în cercetare pentru toa te clasele precum și
schițele tablelor lecțiilor se regăsesc în Anexa 5. După realizarea acestor lecții, la clasele
experimentale s -au administrat anchetele chestionar din Anexa 2.
Utilizarea diferitelor tipuri de modele folosite în lecțiile desfășurate la cele patru clase,
este redată sintetic în Tabelul III.5.
Tabel III.5 . Utilizarea diferitelor tipuri de modele în timpul desfășurării lecțiilor
Ciclu
învățământ Clasa
(An școlar) MODELE FOLOSITE
Modele grafice
(desene) Planșe Modele
matematice
(ecuații) Modele fizice
Modele virtuale
Învățământ
gimnazial a VII -a
martor NU DA NU NU
a VII -a
experimentală DA DA NU DA
Învățământ
profesional a IX-a
martor NU NU DA DA
a IX-a
experimentală DA DA DA DA
Cea de -a treia parte a prezentei cercetări a cuprins evaluarea cunoștințelor celor patru
clase la care s -au aplicat chestionarele și s -au predat lecțiile.
Etapa de evaluare a cuprins:
Susținerea testului de evaluare inițială, dat în prima săptămână a anului școlar
2017 – 2018; clasa a VII -a martor a susținut testul de evaluare inițială la începutul anului
școlar 2016 – 2017. Testele de evaluare inițială pentru învățământul gimnazial și
profesional se regăsesc, însoțite de baremele de corectare în Anexa 6.
Susținerea unui test de evaluare curent (de progres), la sfârșitul unităților de învățare
”Ioni. Molecule” la clasa a VII -a, respectiv ”Legături chimice” la clasa a IX -a învățământ
profesional. Testele s -au susținut astfel: clasa a VII -a martor pe data de 26 ianuarie 2017,
clasa a VII -a experimental ă pe data de 25 ianuarie 2018, clasa a IX -a martor pe data de
26 ianuarie 2018 iar clasa a IX -a experimentală pe data de 25 ianuarie 2018. Colectivele
celor patru clase au fost anunțate în timp de susținerea testelor. Testele de progres, atât
pentru clasa a VII -a, cât și pentru clasa a IX -a învățământ profesional se regăsesc în
Anexa 7;
Susținerea testului final, în u ltima săptămână a anului școlar curent; clasa a VII -a martor
a susținut testul final în ultima săptămână a anului școlar anterior. Testele fin ale se
regăsesc pentru ambele cicluri, însoțite de baremele de corectare se regăsesc în Anexa 8.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
69
Rezultatele tuturor testelor de la învățământul gimnazial și profesional au fost
centralizate în tabele, în vederea prelucrării datelor. Alături de răspunsuril e date de către elevi la
întrebările adresate în cele două chestionare, rezultatele obținute în testele date vor duce în final
la formularea unor răspunsuri la întrebările din în ipoteza lucrării, precum și formularea
concluziilor finale, privind eficiența metodei modelării în studiul legăturilor chimice.
III.6. Etapele cercetării.
Aplicarea instrumentelor utilizate în cercetare s -a realizat gradual în următoarea
succesiune:
Realizarea anchetei chestionar;
Susținerea testului inițial;
Predarea lecțiilor și ancheta chestionar dată după predarea lecțiilor;
Susținerea testului de evaluare;
Susținerea testelor finale;
Analiza și interpretarea rezultatelor obținute la fiecare clasă;
Formularea concluziilor finale.
Aplicarea instrumentelor la fiecare clasă inclusă în cercetare este redată sintetic în
tabelul III. 6.
Tabel III.6. Aplicarea instrumentelor de cercetare
Instrument cercetare Clasa a VII -a
martor Clasa aVII -a
experimentală Clasa aIX -a
martor Clasa a IX -a
experimentală
Anchetă chestionar I DA DA DA DA
Test inițial DA DA DA DA
Lecție DA DA DA DA
Anchetă chestionar II NU DA NU DA
Test sumativ (progres) DA DA DA DA
Test final DA DA DA DA
Interpretarea datelor DA DA DA DA
Ancheta chestionar și testele inițiale au fost aplicate elevilor de la toate clasele la
începutul anului școlar 2017 – 2018, iar la clasa a VII -a martor la începutul anului școlar 2016 –
2017. Notele obținute la testele inițiale nu au fost trecute în catal og, acestea fiind punct de
plecare în desfășurarea cercetării și înregistrarea progresului fiecărui elev.
Lecțiile au fost predate la toate clasele în datele prevăzute în planificările calendaristice
anuale și în proiectele unității de învățare. La sfârși tul lecțiilor predate, claselor experimentale li
s-a aplicat ancheta – chestionar privind modelele folosite în predarea lecției.
Testul sumativ (de progres) a fost administrat fiecărei clase în datele prevăzute în
documentele de proiectare a activității di dactice, la sfârșitul unităților de învățare ”Ioni.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
70
Molecule” la clasele a VII -a și ”Legături chimice” la clasele a IX -a. Elevii au fost anunțați în
prealabil că vor susține aceste teste, iar notele obținute vor fi trecute în catalog.
Testele finale au fos t aplicate în ultima săptămână a anului școlar 2016 – 2017 pentru
clasa a VII -a martor și în ultima săptămână a anului școlar 2017 – 2018 pentru toate celelalte
clase. Notele de la testele finale, ca și în cazul notelor de la testele inițiale nu au fost tr ecute în
catalog, acestea fiind instrumente de măsurare și înregistrare a progresului școlar.
În vederea ușurării interpretării rezultatelor obținute, datele au fost centralizate separat
pentru fiecare clasă și pentru fiecare tip de instrument de cercetare folosit.
Pentru învățământul gimnazial, datele au fost analizate, interpretate și comparate în
perioada iunie – iulie 2018 pentru fiecare elev în parte (s -a urmărit progresul) și pentru fiecare
clasă. Ulterior s -a realizat comparația între clasa martor ș i clasa experimentală.
În mod asemănător s -a procedat și pentru datele de la învățământul profesional, unde s -a
urmărit progresul fiecărui elev, rezultatele clasei martor și rezultatele clasei experimentale. La
sfârșit s -a făcut și la acest nivel comparaț ia între cele două clase. Prelucrarea datelor s -a realizat
în perioada iunie – iulie 2018, în paralel cu prelucrarea datelor de la învățământul gimnazial.
Datele fiecărei clase sunt prezentate pe larg în capitolul al IV -lea al lucrării.
Pe baza informațiilor obținute din analiza datelor s -au formulat concluziile finale ale
cercetării. Acestea se regăsesc la sfârșitul lucrării.
III.7. Metodologia cercetării.
Instrumentele folosite în cercetare au fost realizate în așa fel încât acestea să aibă
relevanță în buna desfășurare a acesteia, iar datele obținute în urma acestora să ofere un răspuns
adecvat întrebărilor din ipoteza cercetării.
La ciclul gimnazial, pentru realizarea chestionarelor m -am consultat cu colegii din
Comisia pentru Evaluarea și Asi gurarea Calității de la Școala Gimnazială ”Nicolae Stoleru”, pe
care o coordonez de la data de 1 septembrie 2015, dar și cu colegii din comisia metodică
”Matematică, Științe și Tehnologii”. Chestionarele pentru învățământul profesional au fost
realizate as emănător chestionarelor date la gimnaziu. Pentru elaborarea lor m -am consultat cu
colegele din catedra de Chimie a Colegiului Tehnic ”Mihai Băcescu”.
Documentele de proiectare a activității didactice – planificările anuale, proiectele
unităților de învățar e și proiectele didactice s -au realizat respectând programele școlare aflate în
vigoare: programa de chimie pentru clasele a VII -a și a VIII -a, aprobată prin Ordinul de Ministru
nr. 5097/9.09.2009 pentru clasele din învățământul gimnazial, respectiv progra ma de chimie
pentru învățământul profesional de 3 ani, aprobat prin Ordinul de Ministru nr. 5099/9.09.2009
pentru clasele din învățământul profesional.
Testele inițiale au fost realizate împreună cu colegii de catedră de la cele două instituții
de învățămâ nt unde am fost încadrat, iar testele de progres și cele finale au fost adaptate nivelului
de cunoștințe ale elevilor din clasele luate în cercetare.
Interpretarea rezultatelor chestionarelor și testelor s -a realizat numeric, procentual,
grafic și statistic.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
71
CAPITOLUL al IV -lea
PREZENTAREA ȘI ANALIZA REZULTATELOR CERCETĂRII
În acest capitol se vor prezenta și analiza rezultatele, obținute în urma aplicării
instrumentelor de cercetare, la clasele luate în lucru. Se vor prezenta pe rând, rezultatele claselor
de la învățământul gimnazial, respectiv învățământul profesional în următoarea ordine:
prezentarea rezultatelor clasei martor, prezentarea rezultatelor clasei experimentale, analiza
comparativă a rezultatelor celor două clase.
IV.1. Prezentarea și analiza rezultatelor claselor din învățământul gimnazial
În continuare se vor prezenta și analiza rezultatele claselor a VII -a martor și a VII -a
experimentală, de la Școala Gimnazială Nr. 2 Baia, anii școlari 2016 – 2017 respectiv
2017 – 2018. D atele au fost culese în decursul anilor școlari amintiți pentru fiecare clasă în parte,
iar interpretarea acestora s -a realizat în perioada iunie – iulie 2018.
IV.1.1.Prezentarea și analiza rezultatelor clasei a VII -a martor
Clasa a VII -a martor a avut un eșantion reprezentativ de 20 de elevi incluși în cercetare.
Acestora li s -au aplicat toate instrumentele folosite în cercetare cu excepția chestonarului dat la
cald, după predarea lecției ”Molecule”. Acest chestionar nu s -a aplicat clasei martor, deoarece le
predarea temei nu s -a insistat pe metoda modelării.
În tabelul IV.1 sunt centralizate numeric răspunsurile elevilor clasei martor la
chestionarul de inserție (chestionar 1), primul instrument de cercetare, aplicat acestei clase în
data de 15 septembrie 2016. În interiorul tabelului, datele colectate sunt figurate cu Bold.
Tabel IV.1. Centralizarea numerică a rezultatelor cla sei martor la chestionarul de inserție.
I. Inserția elevilor în mediul familial:
Răspunde la următoarele întrebări referitoare la relația
cu părinții tăi. Foarte
des Des Așa și
așa Rar Foarte
rar
Număr răspunsuri
1. Părinții îți fac rost de cărțile și rechizitele școlare de
care ai nevoie. 3 6 4 4 3
2. Părinții te încurajează să citești lecturile obligatorii. 2 8 6 3 1
3. Părinții tăi discută cu tine despre planurile tale de viitor
(școală și meserie). 3 8 5 3 1
4. Părinții te întreabă despre întâmplările de la școală. 3 7 7 1 2
5. Părinții te întreabă despre lucrurile învățate în timpul
orelor. 3 8 5 2 2
6. Părinții îți cer să te străduiești la școală. 4 7 7 – 2
7. Părinții urmăresc dacă îți înveți lecțiile și îți faci
temele. 3 6 4 4 2
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
72
8. Părinții tăi te ajută la teme/lecții. 3 3 6 3 5
8. Părinții tăi participă la ședințele cu părinții. 2 8 5 3 2
10. Părinții te răsplătesc pentru rezultatele bune obținute
la școală. 2 4 8 4 2
II. Inserția elevilor în mediul școlar și al clasei
Care din următoarele afirmații ți se potrivesc cel mai
bine? Foarte
mult Mult Așa și
așa Puțin Deloc
Număr răspunsuri
1. Îmi place la școala. 5 8 5 2 –
2. Vin cu plăcere la școala în care studiez. 7 8 4 1 –
3. La școală mi se pare distractiv, interesant. 5 7 3 3 2
4. Mă simt în siguranță la școală. 9 8 3 – –
5. Mă plictisesc la școală. 2 3 3 7 5
6. Învăț lucruri noi la școală. 5 9 5 1 –
7. Ceea ce învăț la școală îmi folosește în viața de zi cu zi
/ îmi va folosi mai târziu. 5 7 4 2 2
8. Mă înțeleg cu colegii de clasă. 9 9 – 2 –
9. Profesorii mă tratează cum trebuie. 9 8 3 – –
10. Vreau să termin școala pe care am început -o 12 8 – – –
III. Motivația elevilor pentru studiul Chimiei
Obs. la întrebările unde răspunsuril e sunt scrise cu majuscule, s -a permis numai un singur răspuns iar acolo
unde sunt în soțite de litere a, b) etc. s -au permis mai multe răspunsuri
1. Numește câteva dintre substanțele chimice pe care tu și părinții tăi le utilizați acasă:
sare 7 zahăr 8 apă 12 oțet 7
detergenți 6 sodă caustică 2 piatră vânătă 1 ulei 6
benzină 5 bicarbonat 4 var 6
2. Ai avut curiozitatea să răsfoiești manualul de Chimie? (un singur răspuns este posibil)
Obs: La întrebările 3 – 6 au răspuns doar cei care la întrebarea 2 au ales răspunsul DA
DA 15 NU 5
3. Cum ți s -a părut?
INTERESANT 12 PLICTISITOR 3
4. Din ce alte discipline ai întâlnit noțiuni în manualul de Chimie?
a) Matematică 8 b) Fizică 5 c) Biologie 4 d) Altele 4
5. Răs foind manualul de Chimie ai întâ lnit noțiunile:
a) materie 12 b) fenomen 6 c) soluție 7 d) atom 8
e) electron 5 f) moleculă 9 e) valență 3
h) formulă chimică 6 i) reacție chimică 8
6. Ce te -a ”speriat” în manualul de chimie, răsfoindu -l?
a) tabelul periodic al elementelor; 9 b) formulele chimice ale substanțelor; 8
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
73
c) ecuațiile reacțiilor chimice; 5 d) altceva, anume: _______________ . 2
7. Consider că cu ajutorul profesorului și al materialelor disponibile, studiul chimiei va fi:
UȘOR 6 DIFICIL 3 INTERESANT 8 PLICTISITOR 3
8. În orele de chimie îmi doresc să văd:
a) exerciții și probleme 3 b) lecții interdisciplinare 5 c) experimente 12
9. Îmi doresc ca orele de chimie să se desfășoare în:
a) Cabinetul de Științe 11 b) Laboratorul AeL 9 c) Sala de clasă –
10. Consider că noțiunile de chimie îmi vor fi utile pe viitor:
DA 16 NU 4
Tabelul IV.2 prezintă centralizarea procentuală a rezultatelor clasei martor la
chestionarul de inserție. În tabel, rezultatele procentuale sunt figurate cu Bold.
Tabel IV.2. Centralizarea procentuală a rezultatelor cla sei martor la chestionarul de inserție.
I. Inserția elevilor în mediul familial:
Răspunde la următoarele întrebări referitoare la relația
cu părinții tăi. Foarte
des Des Așa și
așa Rar Foarte
rar
Procente răspunsuri(%)
1. Părinții îți fac rost de cărțile și rechizitele școlare de
care ai nevoie. 15 30 30 20 15
2. Părinții te încurajează să citești lecturile obligatorii. 10 40 30 15 5
3. Părinții tăi discută cu tine despre planurile tale de viitor
(școală și meserie). 15 40 25 15 5
4. Părinții te întreabă despre întâmplările de la școală. 15 35 35 5 10
5. Părinții te întreabă despre lucrurile învățate în timpul
orelor. 15 40 25 10 10
6. Părinții îți cer să te străduiești la școală. 20 35 35 – 10
7. Părinții urmăresc dacă îți înveți lecțiile și îți faci
temele. 15 30 20 20 10
8. Părinții tăi te ajută la teme/lecții. 15 15 30 15 25
8. Părinții tăi participă la ședințele cu părinții. 10 40 25 15 10
10. Părinții te răsplătesc pentru rezultatele bune obținute
la școală. 10 20 40 20 10
II. Inserția elevilor în mediul școlar și al clasei
Care din următoarele afirmații ți se potrivesc cel mai
bine? Foarte
mult Mult Așa și
așa Puțin Deloc
Procente răspunsuri(%)
1. Îmi place la școala. 25 40 25 10 –
2. Vin cu plăcere la școala în care studiez. 35 40 20 5 –
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
74
3. La școală mi se pare distractiv, interesant. 25 35 15 15 10
4. Mă simt în siguranță la școală. 45 40 15 – –
5. Mă plictisesc la școală. 10 15 15 35 25
6. Învăț lucruri noi la școală. 25 45 25 5 –
7. Ceea ce învăț la școală îmi folosește în viața de zi cu zi
/ îmi va folosi mai târziu. 25 35 20 10 10
8. Mă înțeleg cu colegii de clasă. 45 45 – 10 –
9. Profesorii mă tratează cum trebuie. 45 40 15 – –
10. Vreau să termin școala pe care am început -o 60 40 – – –
III. Motivația elevilor pentru studiul Chimiei
Obs. la întrebările unde răspunsuril e sunt scrise cu majuscule, s -a permis numai un singur răspuns iar acolo
unde sunt în soțite de litere a, b) etc. s -au permis mai multe răspunsuri
1. Numește câteva dintre substanțele chimice pe care tu și părinții tăi le utilizați acasă:
sare 10,93 zahăr 12,5 apă 18,75 oțet 10,93
detergenți 9,37 sodă caustică 3,12 piatră vânătă 1,56 ulei 9,37
benzină 7,81 bicarbonat 6,25 var 9,37
2. Ai avut curiozitatea să răsfoiești manualul de Chimie? (un singur răspuns este posibil)
Obs: La întrebările 3 – 6 au răspuns doar cei care la întrebarea 2 au ales răspunsul DA
DA 75 NU 25
3. Cum ți s -a părut?
INTERESANT 80 PLICTISITOR 20
4. Din ce alte discipline ai întâlnit noțiuni în manualul de Chimie?
a) Matematică 38,09 b) Fizică 23,8 c) Biologie 19,04 d) Altele 19,04
5. Răs foind manualul de Chimie ai întâ lnit noțiunile:
a) materie 19,04 b) fenomen 9,52 c) soluție 11,11 d) atom 12,69
e) electron 7,93 f) moleculă 14,28 e) valență 4,76
h) formulă chimică 9,52 i) reacție chimică 12,69
6. Ce te -a ”speriat” în manualul de chimie, răsfoindu -l?
a) tabelul periodic al elementelor; 37,5 b) formulele chimice ale substanțelor; 33,33
c) ecuațiile reacțiilor chimice; 20,83 d) altceva, anume: _______________ . 8,33
7. Consider că cu ajutorul profesorului și al materialelor disponibile, studiul chimiei va fi:
UȘOR 30 DIFICIL 15 INTERESANT 40 PLICTISITOR 15
8. În orele de chimie îmi doresc să văd:
a) exerciții și probleme 15 b) lecții interdisciplinare 25 c) experimente 60
9. Îmi doresc ca orele de chimie să se desfășoare în:
a) Cabinetul de Științe 55 b) Laboratorul AeL 45 c) Sala de clasă –
10. Consider că noțiunile de chimie îmi vor fi utile pe viitor:
DA 80 NU 20
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
75
Din tabelele IV.1 și IV.2 se poate observa că majoritatea elevilor clasei a VII -a martor
sunt bine integrați atât în familie cât și în colectivul clasei. Majoritatea elevilor au indicat
răspunsuri favorabile în relația lor cu părinții sau reprezentanții lor legali și cu modul în c are
aceștia se implică în procesul educațional. Se observă că părinții au preocupări în ceea ce
privește calitatea actului educațional de care copiii lor beneficiază în unitatea de învățământ.
Aceștia discută cu elevii despre cele întâmplate la clasă, desp re viitoarea carieră, despre lecțiile
sau temele pe care copiii lor le au de pregătit pentru orele următoare, încurajează lectura, procură
cele necesare elevilor. Acest lucru s -a reflectat și în rezultatele obținute de către elevi, nu doar în
testele inclu se în cercetare, ci și în general.
Se observă și un procent care deși mai mic, se apropie de 25%, de părinți mai puțin sau
deloc interesați de copiii lor, lucru ce s -a reflectat și în rezultatele obținute la teste, interesul
manifestat pentru orele de chimie și pentru școală în general.
În ceea ce privește interesul pentru școală, colectivul de elevi al clasei martor este atras
de unitatea de învățământ, de spațiile puse la dispoziție (cabinete, laboratoare, teren de sport, sală
de sport, holuri). Toți elevii se simt în siguranță în unitate a de învățământ și au o relație bună cu
colegii lor și cu cadrele didactice de la clasă.
Majoritatea (80 -85%) elevilor consideră că lucrurile învățate la școală sunt utile și
necesare pe viitor, iar toți elevii clasei își doresc să finalizeze studiile, pen tru a se putea înscrie
mai departe în învățământul liceal sau profesional.
Un procent mai mic (15 -20%) din elevi prezintă interes scăzut pentru școală, dar și
aceștia își doresc să finalizeze cursurile învățământului gimnazial.
Cea de a treia parte a chest ionarului, a vizat interesul și curiozitatea elevilor pentru
chimie, disciplină, pe atunci nouă pentru ei. Se cuvine să comentăm răspunsurile la fiecare dintre
întrebările adresate, pentru a le compara ulterior cu răspunsurile date un an mai târziu de cătr e
clasa a VII -a experimentală.
La întrebarea numărul 1, care îi ruga pe elevi să denumească substanțe întâlnite în viața
de zi cu zi, elevii au indicat substanțe contabilizate într -un număr total de 64 de răspunsuri.
Marea majoritate, și aici s -a cunoscut numărul ceva mai mare de fete din clasă, au indicat
substanțe utilizate în bucătărie: apă (18,75%), zahăr (12,5%), sare (10,93%), oțet(10,93%), ulei
(9,37%), bicarbonat (6,25%). S -au mai indicat substanțe folosite la curățenie (detergenți –
9,37%, var – 9,37%), sodă caustică, piatră vânătă, benzină.
Curiozitatea elevilor pentru chimie a fost testată la întrebările 2 – 6, care au vizat dacă
aceștia au răsfoit manualul de chimie și s -au întâlnit cu noțiunile cuprinse între coperțile
manualului, noțiuni atât d e chimie cât și din alte științe. Trei sferturi dintre ei, au răspuns
afirmativ la întrebarea 2 și au putut răspunde și la întrebările 3 – 6. La întrebarea 3, 80% dintre
elevi au găsit conținutul manualului ca fiind interesant, în timp ce 20% l -au găsit ca fiind
plictisitor. Aici, pot acuza faptul că încă nu cunoșteau aproape nimic din conținutul manualului.
La întrebarea 4, cei mai mulți (aproape 40%) au găsit în manual noțiuni din matematică și în
procente mai mici, noțiuni de fizică, biologie, istorie, t ehnologie.La întrebarea 5, au fost
identificate în procente mai mari noțiunile întâlnite la începutul manualului (materie, atom,
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
76
moleculă, fenomen, soluție) și în procente mai mici noțiunile întâlnite spre sfârșitul acestuia
(valență, formulă chimică). La ultima din întrebările despre manualul de chimie, elevii au trebuit
să săspundă ce consideră ei ca fiind un ”bau -bau” între coperțile cărții ce îi va însoți la fiecare
oră de chimie din clasa a VII -a. Aproape 40% au indicat tabelul periodic și 35% reacțiil e
chimice. Ca o încurajare, le -am spus elevilor că la sfârșitul clasei a VII -a le vor cunoaște și că le
vom învăța în timp.
La întrebarea 7, aproape trei sferturi au indicat că învățarea chimiei va fi ușoară și
interesantă, în timp ce un sfert s -au decis c ă va fi dificil sau plictisitor.
La întrebarea 8, 60% dintre elevi își doresc experimente în timpul orelor de chimie în
timp ce 25% își doresc ca noțiunile de chimie să fie corelate și cu conținuturi din alte discipline.
Doar 15% dintre elevi vor să vadă c um sunt exercițiile și problemele de chimie.
Toți elevii clasei martor își doresc ca orele să se desfășoare în Cabinetul de Științe
(55%) sau în Laboratorul AeL(45%), nici unul neidentificând sala de clasă ca spațiu propice
pentru desfășurarea orelor de ch imie.
La ultima întrebare, patru cincimi dintre elevi consideră că noțiunile de chimie vor fi
utile pe viitor în timp ce o cincime consideră că noțiunile de chimie învățate nu le vor fi utile.
Astfel, contabilizând toate răspunsurile de la acest chestionar se poate spune că interesul
clasei a VII -a martor pentru disciplina Chimie a fost stârnit.
La această clasă au mai fost aplicate testele inițiale, testele de progres și testele finale.
S-au urmărit progresul general al clasei și progresul pentru fiecare e lev, precum și înregistrarea
rezultatelor în vederea comparării cu rezultatele clasei a VII -a experimentale.
Testul inițial a fost aplicat elevilor clasei martor în data de 15 septembrie 2016, odată cu
aplicarea chestionarului de inserție. Testul a fost st ructurat pe două părți și a vizat în special
noțiuni de matematică, fizică și biologie. La acest test, doi dintre elevii incluși în eșantionul
reprezentativ au absentat.
Testul de progres dat la sfârșitul unității de învățare ”Ioni. Molecule” a fost admini strat
elevilor clasei martor în data de 26 ianuarie 2017. Acest test a avut 5 itemi de diferite tipuri ce au
vizat însușirea noțiunilor de ioni și molecule, apelând inclusiv la metoda modelării. La acest test
nu au fost absenți, deoarece elevii au fost inf ormați din timp de necesitatea susținerii testului,
având în vedere că se apropia și încheierea situației școlare pe semestrul I.
Testul final a fost aplicat la clasa martor în data de 13 iunie 2017. Testul a fost structurat
pe două părți, prima parte cupr inzând itemi de alegere în timp ce partea a în partea a doua a
testului au fost propuse două probleme. În scopul rezolvării testului, a fost ”sacrificată” și
jumătate din ora de biologie desfășurată în acea zi, întrucât rezolvarea itemilor necesita un timp
mai mare de lucru. La acest test, au lipsit cei doi elevi care au fost absenți și la testul inițial.
Testele au fost corectate în intervalele solicitate de către Comisia Metodică ”Științe și
Tehnologii”, Comisia de Curriculum și Comisia pentru Evaluarea ș i Asigurarea Calității.
Pentru ușurarea calculelor în realizarea cercetării, am folosit notele rotunjite de la cele
trei tipuri de teste date, modul de lucru fiind asemănător și la celelalte trei clase incluse în
cercetare. Notele au fost trecute într -un tabel centralizator.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
77
Întrucât noua lege privind protecția datelor personale nu ne permite să ilustrăm numele
elevilor claselor incluse în cercetare fără a avea acordul părinților sau reprezentanților legali ai
minorilor, în tabelele centralizatoare vor fi t recute doar inițialelele numelor.
În tabelul IV.3 se prezintă rezultatele celor douăzeci de elevi ai clasei a VII -a martor
incluși în cercetare la toate cele trei teste susținute, precum și progresul sau regresul realizat de
acești elevi pe parcursul anulu i școlar 2016 – 2017.
Tabel IV.3. Rezultatele elevilor clasei a VII -a martor la testele aplicate în cercetare
Nr.
crt. Elev Notă
test inițial Notă
test progres Notă
test final Progres(P)/Regres(R)
T.I.→T.P. T.P.→T.F. General
1 A. V. 4 4 6 – P P
2 A. N. – 4 – P R –
3 A. D. 4 5 7 P P P
4 A. I. 6 8 8 P – P
5 B. G. 6 7 7 P – P
6 B. N. 4 4 6 – P P
7 C. M. 9 8 9 R P –
8 C. A. 7 9 9 P – P
9 C. N. – 4 – P R –
10 G. V. 6 8 8 P – P
11 G. A. 5 6 6 P – P
12 M. V. 9 9 10 – P P
13 M. D. 5 6 7 P P P
14 R. E. 10 10 10 – – –
15 S. D. 8 9 10 P P P
16 S. G. 4 5 5 P – P
17 S. I. 5 7 7 P – P
18 U. V. 6 6 7 – P P
19 V. A. 7 8 7 P R –
20 Z. P. 9 9 10 – P P
Datele din tabel atată că din cei 20 de elevi incluși în cercetare, la 15 (75%) dintre ei s-a
putut cuantifica un progres școlar. Dintre ceilalți elevi, unul a avut note de 10 la toate cele trei
teste, iar pentru ceilalți , de la un test la altul s -a putut cuantifica alternativ progres/regres sau
invers. Din aceste date preliminarii se poate sp une că clasa a avut o evoluție a notelor favorabilă.
Mediile clasei au fost următoarele:
Media clasei la testul inițial: 6,33(șase și 33%) – în calculul mediei nu s -a ținut cont de
elevii absenți;
Media testului de progres: 6,75(șase și 75%);
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
78
Media testulu i final 7,72(șapte și 72%) – în calculul mediei nu s-a ținut cont de elevii
absenți.
Studiind cele trei medii ale testelor aplicate clasei a VII -a martor, se observă de
asemenea progresul clasei.
Rata de promovabilitate a testelor a fost următoarea:
Test i nițial: 70% – s-a ținut cont și de elevii absenți, aceștia fiind înregistrați ca
nepromovați;
Test de progres: 80%;
Test final: 90% – s-a ținut cont și de elevii absenți, aceștia fiind înregistrați ca
nepromovați.
Progresul clasei este de asemenea vizibil și din analiza ratelor de promovare a testelor.
Numărul de note obținute la test pentru elevii clasei a VII -a martor este prezentat
sintetic în tabelul IV.4, iar în figura IV.1 este reprezentată distribuția grafică a numărului de note
obținute de către cla sa a VII -a martor la cele trei teste.
Tabel IV.4. Numărul de note obținut la testele aplicate în cercetare clasei a VII -a martor
Testul aplicat Număr note obținute
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Test inițial – – – 4 3 4 2 1 3 1
Test de progres – – – 4 2 3 2 4 4 1
Test final – – – – 1 3 6 2 2 4
Figura IV.1. Distribuția numărului obținute de clasa a VII -a martor la
testele aplicate în cercetare
0123456
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Test inițial Test de progres Test final
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
79
Progresul clasei a VII -a martor este vizibil și din analiza graficului de mai sus. Dacă la
testul inițial, marcat pe grafic cu culoarea albastră, se observă coloane mai mari în dreptul
notelor de 4, 5 și 6, la testul de progres marcat pe grafic în culoarea roșie se pot observa coloane
mai mari în dreptul 4, 8 și 9 iar la testul final, marcat pe grafic cu culoarea verde, se observă
coloane mai mari în dreptul notelor 7 și 10.
Rezultatele înregistrate în aceasă cercetare de clasa a VII -a martor reflectă real itatea și
confirmă interesul pentru chimie și pentru învățătură în general, a celei mai mari părți dintre
elevi. Această clasă a finalizat ciclul gimnazial la finalul anului școlar 2017 – 2018, iar
rezultatele obținute la Evaluarea Națională le -a permis el evilor să se înscrie în învățământul
gimnazial sau profesional, peste 80% fiind admiși la unitățile de învățământ liceal din municipiul
Fălticeni.
IV.1.2 . Prezentarea și analiza re zultatelor clasei a VII -a experimentale.
Clasa a VII -a experimentală a avut un eșantion reprezentativ de 21 de elevi incluși în
cercetare. Toții elevii clasei au fost incluși în eșantion, deoarece aici nu s -au întegistrat mișcări
(transferuri la și de la alte unități de învățământ, abandon etc.) în rândul elevilor. La această clas ă
s-au aplicat toate instrumentele utilizate în cercetare.
Pentru început se vor prezenta rezultatele centralizării numerice și procentuale a
chestionarelor aplicate, după care se va realiza comentarea pe scurt acestora.
În tabelul IV.5 sunt centralizate numeric răspunsurile elevilor clasei experimentale la
chestionarul de inserție (chestionar 1), instrument de cercetare ce a fost aplicat acestei clase în
data de 14 septembrie 2017. Datele colectate sunt figurate în tabel cu Bold.
Tabel IV.5 . Centralizar ea nume rică a rezultatelor clasei experimentale la chestionarul de
inserție.
I. Inserția elevilor în mediul familial:
Răspunde la următoarele întrebări referitoare la relația
cu părinții tăi. Foarte
des Des Așa și
așa Rar Foarte
rar
Număr răspunsuri
1. Părinții îți fac rost de cărțile și rechizitele școlare de
care ai nevoie. 2 7 5 5 2
2. Părinții te încurajează să citești lecturile obligatorii. 3 8 5 3 2
3. Părinții tăi discută cu tine despre planurile tale de viitor
(școală și meserie). 4 7 5 3 2
4. Părinții te întreabă despre întâmplările de la școală. 3 8 5 2 3
5. Părinții te întreabă despre lucrurile învățate în timpul
orelor. 4 8 6 2 1
6. Părinții îți cer să te străduiești la școală. 3 9 7 1 1
7. Părinții urmăresc dacă îți înveți lecțiile și îți faci
temele. 3 7 4 5 2
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
80
8. Părinții tăi te ajută la teme/lecții. 3 7 4 5 2
8. Părinții tăi participă la ședințele cu părinții. 4 8 6 2 1
10. Părinții te răsplătesc pentru rezultatele bune obținute
la școală. 2 5 8 4 2
II. Inserția elevilor în mediul școlar și al clasei
Care din următoarele afirmații ți se potrivesc cel mai
bine? Foarte
mult Mult Așa și
așa Puțin Deloc
Număr răspunsuri
1. Îmi place la școala. 4 10 4 2 1
2. Vin cu plăcere la școala în care studiez. 6 10 3 2 –
3. La școală mi se pare distractiv, interesant. 5 8 4 2 2
4. Mă simt în siguranță la școală. 9 10 2 – –
5. Mă plictisesc la școală. 1 1 5 8 6
6. Învăț lucruri noi la școală. 6 10 2 2 1
7. Ceea ce învăț la școală îmi folosește în viața de zi cu zi
/ îmi va folosi mai târziu. 6 7 5 2 1
8. Mă înțeleg cu colegii de clasă. 10 8 2 1 –
9. Profesorii mă tratează cum trebuie. 10 8 2 1 –
10. Vreau să termin școala pe care am început -o 15 6 – – –
III. Motivația elevilor pentru studiul Chimiei
Obs. la întrebările unde răspunsuril e sunt scrise cu majuscule, s -a permis numai un singur răspuns iar acolo
unde sunt în soțite de litere a, b) etc. s -au permis mai multe răspunsuri
1. Numește câteva dintre substanțele chimice pe care tu și părinții tăi le utilizați acasă:
sare 7 zahăr 9 apă 15 oțet 4
detergenți 9 sodă caustică 6 piatră vânătă 2 ulei 8
benzină 11 bicarbonat 6 var 9 Acid baterie 10
2. Ai avut curiozitatea să răsfoiești manualul de Chimie? (un singur răspuns este posibil)
Obs: La întrebările 3 – 6 au răspuns doar cei care la întrebarea 2 au ales răspunsul DA
DA 13 NU 8
3. Cum ți s -a părut?
INTERESANT 9 PLICTISITOR 4
4. Din ce alte discipline ai întâlnit noțiuni în manualul de Chimie?
a) Matematică 9 b) Fizică 6 c) Biologie 3 d) Altele 1
5. Răs foind manualul de Chimie ai întâ lnit noțiunile:
a) materie 13 b) fenomen 10 c) soluție 8 d) atom 7
e) electron 6 f) moleculă 8 e) valență 4
h) formulă chimică 5 i) reacție chimică 6
6. Ce te-a ”speriat” în manualul de chimie, răsfoindu -l?
a) tabelul periodic al elementelor; 8 b) formulele chimice ale substanțelor; 8
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
81
c) ecuațiile reacțiilor chimice; 6 d) altceva, anume: _______________ . 1
7. Consider că cu ajutorul profesorului și al materialelor disponibile, studiul chimiei va fi:
UȘOR 5 DIFICIL 5 INTERESANT 6 PLICTISITOR 5
8. În orele de chimie îmi doresc să văd:
a) exerciții și probleme 2 b) lecții interdisciplinare 4 c) experimente 15
9. Îmi doresc ca orele de chimie să se desfășoare în:
a) Cabinetul de Științe 8 b) Laboratorul AeL 13 c) Sala de clasă –
10. Consider că noțiunile de chimie îmi vor fi utile pe viitor:
DA 15 NU 6
Tabelul IV.6 prezintă centralizarea procentuală a rezultatelor clasei experimentale la
chestionarul de inserție. La fel ca și în tabelul cu rezultatele numerice și în acest caz rezultatele
sunt figurate cu Bold.
Tabel IV.6. Centralizarea procentuală a rezultatelor cla sei experimentale la ch estionarul de
inserție.
I. Inserția elevilor în mediul familial:
Răspunde la următoarele întrebări referitoare la relația
cu părinții tăi. Foarte
des Des Așa și
așa Rar Foarte
rar
Procente răspunsuri(%)
1. Părinții îți fac rost de cărțile și rechizitele școlare de
care ai nevoie. 9,52 33,33 23,8 23,8 9,52
2. Părinții te încurajează să citești lecturile obligatorii. 14,28 38,09 23,8 14,28 9,52
3. Părinții tăi discută cu tine despre planurile tale de viitor
(școală și meserie). 19,04 33,33 23,8 14,28 9,52
4. Părinții te întreabă despre întâmplările de la școală. 14,28 38,09 23,8 9,52 14,28
5. Părinții te întreabă despre lucrurile învățate în timpul
orelor. 19,04 38,09 28,56 9,52 4,76
6. Părinții îți cer să te străduiești la școală. 14,28 42,85 33,33 4,76 4,76
7. Părinții urmăresc dacă îți înveți lecțiile și îți faci
temele. 14,28 33,33 19,04 23,8 9,52
8. Părinții tăi te ajută la teme/lecții. 14,28 33,33 19,04 23,8 9,52
8. Părinții tăi participă la ședințele cu părinții. 19,04 38,09 28,56 9,52 4,76
10. Părinții te răsplătesc pentru rezultatele bune obținute
la școală. 9,52 23,8 38,09 19,04 9,52
II. Inserția elevilor în mediul școlar și al clasei
Care din următoarele afirmații ți se potrivesc cel mai
bine? Foarte
mult Mult Așa și
așa Puțin Deloc
Procente răspunsuri(%)
1. Îmi place la școala. 19,04 47,61 19,04 9,52 4,76
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
82
2. Vin cu plăcere la școala în care studiez. 28,57 47,61 14,28 9,52 –
3. La școală mi se pare distractiv, interesant. 23,8 38,09 19,04 9,52 9,52
4. Mă simt în siguranță la școală. 42,85 47,61 9,52 – –
5. Mă plictisesc la școală. 4,76 4,76 23,8 38,09 28,57
6. Învăț lucruri noi la școală. 28,57 47,61 9,52 9,52 4,76
7. Ceea ce învăț la școală îmi folosește în viața de zi cu zi
/ îmi va folosi mai târziu. 28,57 33,33 23,8 9,52 4,76
8. Mă înțeleg cu colegii de clasă. 47,61 38,09 9,52 4,76 –
9. Profesorii mă tratează cum trebuie. 47,61 38,09 9,52 4,76 –
10. Vreau să termin școala pe care am început -o 71,43 28,57 – – –
III. Motivația elevilor pentru studiul Chimiei
Obs. la întrebările unde răspunsuril e sunt scrise cu majuscule, s -a permis numai un singur răspuns iar acolo
unde sunt în soțite de litere a, b) etc. s -au permis mai multe răspunsuri
1. Numește câteva dintre substanțele chimice pe care tu și părinții tăi le utilizați acasă:
sare 7,29 zahăr 9,37 apă 15,62 oțet 4,16
detergenți 9,37 sodă caustică 6,25 piatră vânătă 2,08 ulei 8,33
benzină 11,45 bicarbonat 6,25 var 9,37 Acid baterie 10,41
2. Ai avut curiozitatea să răsfoiești manualul de Chimie? (un singur răspuns este posibil)
Obs: La întrebările 3 – 6 au răspuns doar cei care la întrebarea 2 au ales răspunsul DA
DA 61,91 NU 38,09
3. Cum ți s-a părut?
INTERESANT 69,23 PLICTISITOR 30,77
4. Din ce alte discipline ai întâlnit noțiuni în manualul de Chimie?
a) Matematică 47,36 b) Fizică 31,57 c) Biologie 15,78 d) Altele 5,26
5. Răs foind manualul de Chimie ai întâ lnit noțiunile:
a) materie 19,40 b) fenomen 14,92 c) soluție 11,94 d) atom 10,44
e) electron 8,95 f) moleculă 11,94 e) valență 5,97
h) formulă chimică 7,46 i) reacție chimică 8,95
6. Ce te -a ”speriat” în manualul de chimie, răsfoindu -l?
a) tabelul periodic al elementelor; 34,78 b) formulele chimice ale substanțelor; 34,78
c) ecuațiile reacțiilor chimice; 26,08 d) altceva, anume: _______________ . 4,34
7. Consider că cu ajutorul profesorului și al materialelor disponibile, studiul chimiei va fi:
UȘOR 23,8 DIFICIL 23,8 INTERESANT 28,57 PLICTISITOR 23,8
8. În orele de chimie îmi doresc să văd:
a) exerciții și probleme 9,52 b) lecții interdisciplinare 19,04 c) experimente 71,43
9. Îmi doresc ca orele de chimie să se desfășoare în:
a) Cabinetul de Științe 38,09 b) Laboratorul AeL 61,91 c) Sala de clasă –
10. Consider că noțiunile de chimie îmi vor fi utile pe viitor:
DA 71,43 NU 28,57
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
83
Din cele două tabele se poate observa că și majoritatea elevilor din clasea a VII -a
experimentală s -au integrat atât în sânul familiei cât și în colectivul clasei. Elevii au indicat
răspunsuri favorabile în relația lor cu părinții sau reprezentanții lor le gali și cu modul în care
aceștia se implică în procesul educațional. Părinții elevilor acestei clase au, la fel ca și în cazul
părinților de la clasa a VII -a martor, preocupări în ceea ce privește calitatea actului educațional
desfășurat la unitatea de înv ățământ,unde copiii lor sunt înscriși. Aceștia discută cu elevii despre
cele întâmplate la clasă, despre viitoarea carieră, despre lecțiile sau temele pe care copiii lor le au
de pregătit pentru orele următoare, încurajează lectura, procură cele necesare e levilor. Acest
lucru se reflectă și în rezultatele obținute de către elevii clasei.
Procentul de părinți mai puțin sau deloc interesați este ceva mai mare decât în cazul
clasei a VII -a martor, apropiindu -se de 30%. Rezultatele obținute de către elevii ca re au indicat
în chestionar aceste răspunsuri, manifestă în gerneral un interes scăzut pentru școală în general și
pentru chimie în particular, lucru ce s -a reflectat și în rezultatele obținute la teste.
În ceea ce privește interesul pentru școală, și cole ctivul de elevi al clasei experimentale
este atras de unitatea de învățământ și de spațiile puse la dispoziție de aceasta. Elevii se simt în
siguranță în unitatea de învățământ, procentul indicat fiind de 100% și au, cu foarte puține
excepții o relație bun ă cu colegii lor și cu cadrele didactice de la clasă.
Circa 80% din elevi consideră că lucrurile învățate la școală sunt utile și necesare pe
viitor, iar toți elevii acestei clase își doresc, ca și colegii lor de la clasa martor să finalizeze
studiile. Chi ar și elevii care prezintă interes scăzut pentru școală, și al căror procent se apropie de
30% își doresc să finalizeze cursurile învățământului gimnazial.
A de a treia parte a chestionarului, a dezvăluit dacă elevii clasei experimentale au fost și
vor fi atrași de chimie. Vom comenta, ca și în cazul clasei martor, răspunsurile la fiecare dintre
întrebările adresate, pentru a le compara ulterior cu răspunsurile date cu un an înainte de elevii
clasei martor.
La întrebarea numărul 1, care îi ruga pe elevi să denumească substanțe întâlnite în viața
de zi cu zi, elevii au indicat substanțe contabilizate într -un număr total de 96 de răspunsuri. În
acest caz, au fost indicate într -un procent mai mare apa(15,62%), substanțe utilizate la mașini
(benzină – 11,45%, ac id de la baterie – 10,41%),detergenți (9,37%), substanțe utilizate în
alimentație(sare – 7,29%, zahăr – 9,37%, oțet – 4,16%,ulei – 8,33%,bicarbonat – 9,37%), sodă
custică (6,25%), var (9,37%).
Întrebările 2 – 6, au vizat dacă elevii au răsfoit manualul de chimie și s -au întâlnit cu
noțiunile cuprinse între coperțile acestuia, noțiuni atât din chimie cât și din alte științe. Procentul
de elevi interesați a fost mult mai mic, doar 61,91% răspunzând afirmativ la întrebarea 2. S -a
constatat fetele au fost mai c onștiincioase și au avut curiozitatea să răsfoiască manualul noii
discipline de studiu. Elevii care au răspuns afirmativ la această întrebare au putut răspunde și la
întrebările 3 – 6. La întrebarea 3, aproape 70% dintre elevi au găsit conținutul manualulu i ca
fiind interesant, în timp un pic peste 30% l -au găsit ca fiind plictisitor. Ca și în cazul clasei
martor pot acuza faptul că încă nu cunoșteau aproape nimic din conținutul acestui manual. La
întrebarea 4, cei mai mulți (aproape 47%) au găsit în manual noțiuni din matematică și în
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
84
procente mai mici, noțiuni de fizicăși biologie. Unul dintre elevi a indicat că a găsit noțiuni de
istorie. La întrebarea 5 au fost identificate în procente mai mari, ca și în cazul clasei martor,
noțiuni întâlnite la începutu l manualului (materie, atom, moleculă, fenomen, soluție) și în
procente mai mici noțiuni întâlnite spre sfârșitul acestuia (valență, formulă chimică). La ultima
din întrebările despre manualul de chimie, elevii au trebuit să răspundă ce anume i -a speriat d in
manualul de clasa a VII -a. Cei mai mulți au indicat, ca și în cazul clasei martor tabelul periodic
și formulele chimice, cele două răspunsuri adunând împreună aproape 70% dintre răspunsuri. La
fel colegilor de la clasa martor, le -am spus că la sfârșitul clasei a VII -a le vor cunoaște aceste
noțiuni și că este nevoie de timp pentru a le învăța.
La întrebarea 7, aproape doar 55% au indicat că învățarea chimiei va fi ușoară și
interesantă, în timp ce 45% s -au decis că va fi dificil sau plictisitor.
La între barea 8, peste 70% dintre elevi își doresc experimente în timpul orelor de
chimie, 20% își doresc ca noțiunile de chimie să fie corelate și cu conținuturi din alte discipline
iar 10% vor să vadă cum sunt exercițiile și problemele de chimie.
Toți elevii cla sei martor își doresc ca orele să se desfășoare în Cabinetul de Științe
(38%) sau în Laboratorul AeL(62%), băieții în mod special fiind pasionați de calculatoare. Nici
în acest caz nu au fost elevi care să indice sala de clasă ca spațiu propice pentru desf ășurarea
orelor de chimie.
La ultima întrebare, 72% dintre elevi consideră că noțiunile de chimie vor fi utile pe
viitor în timp ce 28% consideră că noțiunile de chimie învățate nu le vor fi utile.
Astfel, contabilizând toate răspunsurile de la acest chest ionar se poate spune că interesul
clasei a VII -a experimentale pentru disciplina Chimie a fost de asemenea stârnit, dar într -o
măsură ceva mai mică decât la clasa a VII -a martor.
La clasa a VII -a experimentală a fost aplicat și cel de al doilea chestionar, care a vizat
obținerea unor impresii din partea elevilor, cu privire la aspecte din lecția ”Formarea moleculelor
– Covalența”. Chestionarul a fost aplicat în data de 23 ianuarie 2018, imediat după finalizarea
lecției. La întrebările unde variantele scrise cu majuscule a fost permis numai un singur răspuns
în timp ce la variantele unde răspunsurile au fost însoțite de literele a), b) au fost permise mai
multe răspunsuri. Întrebările 4, 5 și 10 au fost cu răspuns liber.
În continuare se vor prezenta numeric și procentual rezultatele obținute în urma aplicării
chestionarului, datele fiind centralizate în tabelele IV.7 respectiv IV.8.
Tabelul IV.7. Centralizarea numerică a rezultatelor chestionarului dat după predarea lecției
”Formarea moleculelor – Covalența”
Răspunde la următoarele întrebări :
1. Din puctul tău de vedere, lecția de astăzi a fost interesantă.
DA 17 NU 4
2. Ai reușit să înțelegi noțiunile predate în lecția de astăzi?
DA 17 NU 4
3. Care din materialele utilizate de către profesor te -a ajutat să înțelegi mai bine noțiunile
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
85
predate?
a) manualul 2 b) desenele realiz ate pe tablă 17
c) trusa cu bile și tije 16 d) altele, anume ________________ 4
4. Referitor la modelul grafic (desenele de pe tablă), ce reprezintă o liniuță, trasă între doi
atomi de același fel sau diferiți?
Răspunsul așteptat 16 Alt răspuns 5
5. Referitor la trusa de modele atomice, ce reprezintă o biluță și ce semnifică culoarea acestora?
Răspunsul așteptat 18 Alt răspuns 3
6. Consideri că e bună utilizarea modelelor în predarea moleculelor?
DA 21 NU –
7. Au fost ușoare exercițiile propuse după predarea lecției?
DA 17 NU 4
8. Ai fi tentat să realizezi și tu modele pentru molecule simple sau mai complexe?
DA 6 DA, CU AJUTOR DE LA PROFESOR 12 NU 3
9. Ce fel de modele ai folosi?
a) Desene 14 b) Trusa de modele 19 c) Altele, a nume_________ 6
10. Pe o scară de la 1 la 10, nota ta pentru lecția de astăzi este _______
Nota 7 1 Nota 8 3 Nota 9 2 Nota 10 15
Tabelul IV.8 . Centralizarea procentuală a rezultatelor chestionarului dat după predarea lecției
”Formarea moleculelor – Covalența”
Răspunde la următoarele întrebări :
1. Din puctul tău de vedere, lecția de astăzi a fost interesantă.
DA 80,95 NU 19,05
2. Ai reușit să înțelegi noțiunile predate în lecția de astăzi?
DA 80,95 NU 19,05
3. Care din materialele utilizate de către profesor te -a ajutat să înțelegi mai bine noțiunile
predate?
a) manualul 5,12 b) desenele realiz ate pe tablă 43,58
c) trusa cu bile și tije 41,02 d) altele, anume ________________ 10,25
4. Referitor la modelul grafic (desenele de pe tablă), ce reprezintă o liniuță, trasă între doi
atomi de același fel sau diferiți?
Răspunsul așteptat 76,19 Alt răspuns 23,81
5. Referitor la trusa de modele atomice, ce reprezintă o biluță și ce semnifică culoarea acestora?
Răspunsul așteptat 85,71 Alt răspuns 14,28
6. Consideri că e bună utilizarea modelelor în predarea moleculelor?
DA 100 NU –
7. Au fost ușoare exercițiile propuse după predarea lecției?
DA 80,95 NU 19,05
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
86
8. Ai fi tentat să realizezi și tu modele pentru molecule simple sau mai complexe?
DA 28,57 DA, CU AJUTOR DE LA PROFESOR 57,14 NU 14,28
9. Ce fel de modele ai folosi?
a) Desene 35,89 b) Trusa de modele 48,71 c) Altele, a nume_________ 15,38
10. Pe o scară de la 1 la 10, nota ta pentru lecția de astăzi este _______
Nota 7 4,76 Nota 8 14,28 Nota 9 9,52 Nota 10 15
La întrebarea nr. 1, un procent de aproape 81% dintre elevi au apreciat lecția desfășurată
ca fiind interesantă, ceilalți 19% apreciind că această lecție nu le -a stârnit și lor interesul.
La cea de a doua întrebare, același procent de elevi au răspuns că noțiunile predate în
cursul lecției au fost înțelese și că pot fi aplicate ulterior.
La întrebarea nr. 3 marea majoritate a elevilor au înclinat spre modelul grafic utilizat –
desenele și spre modelul fizic – trusa cu bile și tije, cele două răspunsuri contabilizând împreună
aproape 85% din numărul total de răspunsuri. Restul elevilor au mers pe mâna manualului – 5%
și planșelor – 10%.
La întrebarea nr. 4, întrebare cu răspuns liber, puțin peste 76% din elev i au indicat că o
liniuță trasă între doi atomi identici sau diferiți semnifică o legătură covalentă simplă, ceea ce
înseamnă că au dat răspunsul așteptat. Ceilalți aproape 24% din elevi au indicat alte răspunsuri.
Acest lucru înseamnă că majoritatea elevi lor și -au însușit lucrul cu modelul grafic.
La întrebarea nr. 5, de asemenea întrebare cu răspuns liber, lucrurile au fost și mai clare.
Peste 85% dintre subiecți au răspuns că biluțele reprezintă atomi iar culoarea acestora reprezintă
un anume tip de atom , acesta fiind de altfel și răspunsul așteptat. Ceilalți aproape 15% au indicat
alte răspunsuri. În urma analizei acestor răspunsuri, se poate spune că modelul grafic i -a prins
foarte bine pe elevii clasei a VII -a experimentale.
La întrebarea nr. 6, elevii au apreciat în unanimitate că utilizarea diferitelor tipuri de
modele în predarea moleculelor este benefică, iar acestea pot ușura înțelegerea lecțiilor.
Exercițiile propuse după predarea lecției au fost apreciate ca fiind ușoare de aproape
81% dintre ele vi, ceilalți 19% apreciind că exercițiile au fost grele.
La întrebările 8 și 9 marea majoritate a elevilor ar fi tentați să realizeze modele noi, cei
mai mulți (aproape 50%) solicitând ajutor și de la profesor. Aproape 85% dintre ei ar utiliza
tipurile de modele care au fost utilizate și în predarea lecției: trusa de modele atomice și
desenele.
La ultima întrebare din chestionar, elevii au fost invitați să aprecieze cu o notă calitatea
lecției predate în acea zi. Din fericire nu au existat note sub 7, dar u n elev a apreciat lecția ca
fiind de 7, trei elevi au apreciat -o ca fiind de 8, 2 ca fiind de 9 iar restul ca fiind de 10. Media
generală a notelor a fost 9,47(nouă și 47%), ceea ce înseamnă că elevii au apreciat în mare
măsură calitatea demersului didacti c realizat.
În concluzie, se poate spune că analizând aceste rezultate, modelele au un rol important
în predarea și învățarea moleculelor.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
87
La clasa a VII -a experimentală au fost aplicate și cele trei tipuri de teste (inițial, de
progres și final), urmărind u-se progresul general al clasei și progresul pentru fiecare elev,
precum și înregistrarea rezultatelor în vederea comparării cu rezultatele clasei a VII -a martor.
Testul inițial a fost aplicat elevilor clasei experimentale în data de 14 septembrie 2017,
înainte de administrarea chestionarului de inserție. Testul a fost structurat pe două părți și a vizat
în special noțiuni de matematică, fizică și biologie. La acest test, toți elevii clasei experimentale
au fost prezenți.
Testul de progres dat la sfârșitul unității de învățare ”Ioni. Molecule” a fost administrat
elevilor clasei martor în data de 25 ianuarie 2018. Acest test a avut 5 itemi de diferite tipuri ce au
vizat însușirea noțiunilor de ioni și molecule, apelând inclusiv la metoda modelării. Nici la a cest
test nu au fost absenți, deoarece elevii au fost informați din timp de necesitatea susținerii testului,
având în vedere că se apropia și încheierea situației școlare pe semestrul I.
Testul final a fost aplicat la clasa martor în data de 12 iunie 2018. Testul a fost structurat
pe două părți, prima parte cuprinzând itemi de alegere în timp ce partea a în partea a doua a
testului au fost propuse două probleme. Și la această clasă, s -a apelat și jumătate din ora de
biologie desfășurată în acea zi, pentru b una rezolvare a subiectelor din test. La acest test un elev
a absentat.
Testele au fost corectate în intervalele solicitate de către Comisia Metodică ”Științe și
Tehnologii”, Comisia de Curriculum și Comisia pentru Evaluarea și Asigurarea Calității.
Pentru ușurarea calculelor în realizarea cercetării, s -au folosit note rotunjite de la cele
trei tipuri de teste date, modul de lucru fiind asemănătorcelui descris la clasa a VII -a martor.
În tabelele centralizatoare au fost trecute doar inițialelele numelor ele vilor, respectându –
se astfel legea privind protecția datelor personale. Aceste rezultate, precum și progresul realizat
de către elevi în anul școlar 2017 – 2018 sunt sintetizate în tabelul IV.9.
Tabel IV.9 . Rezultatel e elevilor clasei a VII -a experimentale la testele aplicate în cercetare
Nr.
crt. Elev Notă
test inițial Notă
test progres Notă
test final Progres(P)/Regres(R)
T.I.→T.P. T.P.→T.F. General
1 A.V. 4 5 6 P P P
2 A.A. 7 8 8 P – P
3 A.I. 6 8 8 P – P
4 B.S. 9 10 10 P – P
5 B.N. 6 7 7 P – P
6 C.F. 4 6 6 P – P
7 C.V. 4 5 5 P – P
8 C.B. 7 8 9 P – P
9 C.C. 5 7 6 P R P
10 C.A. 8 9 9 P – P
11 I.G. 4 4 – – R R
12 L.F. 10 10 10 – – –
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
88
13 L.D. 4 5 6 P P P
14 L.N. 5 5 5 – – –
15 M.M. 8 8 9 – P P
16 M.N. 6 7 7 P – P
17 P.M. 4 4 4 – – –
18 P.R. 4 5 5 P – P
19 P.S. 5 6 7 – P P
20 R.P. 6 8 9 P P P
21 T.A. 7 8 9 P – P
Analizând notele din tabel, se observă că la toate cele trei teste, nici un elev nu a luat
note mai mici de 4.
Datele din tabel atată că din cei 21 de elevi ai clasei a VII -a experimentale, la 17
(80,95%) dintre ei s -a putut cuantifica un progres școlar. Dintre ceilalți elevi, trei au fost
constanți, obținând aceeași notă la toate cele 3 teste (unul 10, unul 5 și unul 4),iar la un elev s -a
înregistrat regres. La un alt elev s -a înregistrat progres după administrarea testului de progres și
regres după administrarea testului final. Întrucât nota de la testul final a fost mai mare decât cea
de la testul inițial, am considerat că trendu l general al elevului este progres. Din aceste date
preliminarii se poate spune că și această clasă a avut o evoluție a notelor favorabilă.
Mediile clasei au fost următoarele:
Medi a clasei la testul inițial: 5,90(cinci și 90 %);
Media testului de progres: 6 ,80(șase și 80 %);
Media testului final 7,25(șapte și 25 %) – în calculul mediei nu s -a ținut cont de elevul
absent .
Studiind cele trei medii generale ale testelor aplicate clasei a VII -a experimentale, se
observă de asemenea progresul clasei.
Rata de promov abilitate a testelor a fost următoarea:
Test inițial: 76,19% ;
Test de progres: 90,47% ;
Test final: 90,47% – s-a ținut cont și de elevul absent, acesta fiind înregistrat ca
nepromovat .
Progresul clasei este de asemenea vizibil și din analiza ratelor de promovare a testelor.
Dacă la testul de progres, se observă un progres real al ratei de promovare, comparativ cu testul
inițial, la compararea ratelor de promovare la testul final și de progres nu se observă un progres
vizibil, rata de promovare fiind acce ași. Dacă nu se ține cont de elevul care a absentat, rata de
promovare a testului final ajunge la 95%, ceea ce înseamnă că poate fi cuantificat și aici un
progres al clasei. Trendul general este însă de progres, întrucât, rata de promovare a testului final
este mai mare decât cea de la testul inițial.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
89
Numărul de note obținute la test pentru elevii clasei a VII -a experimentale este prezentat
sintetic în tabelul IV.10. iar în figura IV.2. este reprezentată distribuția grafică a numărului de
note obținute de către clasa a VII -a experimentală la cele trei teste susținute.
Tabel IV.4. Numărul de note obținut la testele aplicate în cercetare clasei a VII -a experimentale
Testul aplicat Număr note obținute
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Test inițial – – – 7 3 4 3 2 1 1
Test de progres – – – 2 5 2 3 6 1 2
Test final – – – 1 3 4 3 2 5 2
Figura IV.2 . Distribuția numărului obținute de clasa a VII -a experimentală la
testele aplicate în cercetare.
Progresul clasei a VII -a experimentale este vizibil și din analiza graficului de mai sus.
Dacă la testul inițial, marcat pe grafic cu culoarea albastră, se observă coloane mai mari în
dreptul notelor de 4, 5 și 6, la testul de progres marcat pe grafic în c uloarea roșie se pot observa
coloane mai mari în dreptul 5, 7 și 8 iar la testul final, marcat pe grafic cu culoarea verde, se
observă coloane mai mari în dreptul notelor 6, 7 și 9.
Rezultatele înregistrate de clasa a VII -a experimentală în această cercet are, reflectă de
asemenea realitatea și confirmă interesul pentru chimie și pentru învățătură în general, a celei
mai mari părți dintre elevii acestei clase.
IV.1.3 . Analiza comparativă a rezultatelor claselor din învățământul gimnazial.
Înainte de a trece la analiza propriu -zisă a rezultatelor, se cuvine să precizăm că cele
două clase de gimnaziu incluse în cercetare prezintă un nivel de cunoștințe apropiat, fiind ușor
superior cel al clasei a VII -a martor. Motivul principal ar fi concurența dintre vârfuri le clasei,
01234567
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Test inițial Test de progres Test final
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
90
dorința acestora de a se afirma dar și faptul în urma acestei dorințe sunt antrenați și ceilalți elevi.
În schimb, l a clasa a VII -a experimentală , lipsa unei concurențe între vârfuri, trage în jos nivelul
general al clasei, dar acest lucru nu înseamnă că aici nu există elevi dornici de cunoaștere.
S-a văzut din răspunsurile date de cele două clase la chestionarul de inserție că ambele
clase, prezintă colective bine integrate în familie și în colectivul clasei, toți elevii apreciază
unitatea de î nvățământ, spațiile puse la dispoziție de aceasta, au relații bune cu colegii și cu
dascălii lor. C ei mai mulți dintre elevi, apreciază cele învățate la școală și toți sunt dornici să
finalizeze studiile.
În ceea ce privește disciplina chimie, cei mai mul ți dintre elevii ambelor clase s -au
arătat încântați de conținutul manualului, au reușit să identifice noțiuni de chimie și din alte
discipline, au dat exemple de substanțe întâlnite în viața de zi cu zi și au apreciat utilitatea
noțiunilor învățate la ace astă disciplină.
Toți elevii își doresc ca orele să se desfășoare în spații dedicate, precum Cabinetul de
Științe sau Laboratorul AeL și vor să vadă experimente, activități cu conținut interdisciplinar dar
și exerciții și probleme în orele de Chimie. Elevi i clasei experimentale au arătat prin răspunsurile
lor în cel de -al doilea chestionar utilitatea modelelelor în predarea lecțiilor ce privesc formarea
legăturilor chimice, acestea făcând mai ușoară înțelegerea noțiunilor predate.
În continuare, se prezintă comparativ, numeric și grafic, numărul de note obținut de cele
două clase la testul inițial.
Tabel IV.11 . Numărul de note obținut la test ul inițial de colectivele celor două clase a VII -a
Clasa Număr note
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Cl. a VII -a martor – – – 4 3 4 2 1 3 1
Cl. a VII -a experimentală – – – 7 3 4 3 2 1 1
Figura IV.3 . Distribuția numărului obținute de cele două clase a VII -a la testul inițial.
01234567
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Cl. a VII-a martor Cl. a VII-a experimentală
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
91
Analiza datelor din tabelul IV.11 și din figura IV.3, arată ușoara superioritate a clasei
martor, marcată pe grafic cu culoarea roșie, unde se observă o coloană mai mare în dreptul notei
9. Nu trebuie neglijată nici coloana din dreptul notelor de 4. În dre ptul clasei experimentale,
marcată pe grafic cu culoarea verde, cele mai mari coloane se observă în dreptul notelor de 4 și
6.
Clasa martor a fost avantajată și de absența a doi elevi, care dețin un nivel mai redus de
cunoștințe, acest lucru reflectându -se și în media generală mai mare – 6,33(șase și 33%) , medie
care a fost cu 0,43 puncte mai mare decât media clasei experimentale, unde nu s -au înregistrat
absenți – 5,90(cinci și 90%).
În tabelul IV.12 și în figura IV.4 sunt prezentate rezultatele obținute de cele două clase
la testul de progres, instrumentul cu impactul cel mai mare în desfășurarea cercetării:
Tabel IV.12 . Numărul de note obținut la test ul de progres de colectivele celor două clase a VII -a
Clasa Număr note
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Cl. a VII-a martor – – – 4 2 3 2 4 4 1
Cl. a VII -a experimentală – – – 2 5 2 3 6 1 2
Figura IV.4 . Distribuția numărului obținute de cele două clase a VII -a la testul de progres.
La acest test, se văd rezultatele mai bune ale clasei experimentale, care a beneficiat în
timpul predării lecțiilor de o gamă mai variată de modele. La această clasă, modelarea a fost
folosită ca metodă principală. Se observă, deci coloane mai mari la toate notele, cu excepția
notelor 4, 6 și 9
0123456
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Cl. a VII-a martor Cl. a VII-a experimentală
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
92
Clasa martor în schimb a beneficiat de utilizarea unui număr restrâns de modele în
predarea lecțiilor, modelarea fiind folosită ca metodă secundară. Numărul de note mai mari a fost
mai mic decât în cazul clasei experimentale. De asemenea, aici nu s -au înregistrat absenți, așa
cum s -a întâmpl at la testul inițial.
Mediile claselor au fost 6,75(șase și 75%) la clasa martor în timp ce media clasei
experimentale a fost cu 0,3punte mai mare – 7, 05(șapte și 5%).
Analizând aceste medii, se explică de ce elevii clasei experimentale au arătat în
chest ionarul dat după predarea lecției ”Formarea moleculelor – Covalența” că utilizarea
modelelor este benefică.
În tabelul IV.14 și figura IV.5 sunt prezentate rezultatele obținute de cele două clase la
testul final, susținute de către clasa a VII -a martor și clasa a VII -a experimentală la sfârșitul
anului școlar 2016 – 2017, respectiv 2017 – 2018.
Tabel IV.13 . Numărul de note obținut la test ul final de colectivele celor două clase a VII -a
Clasa Număr note
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Cl. a VII -a martor – – – – 1 3 6 2 2 4
Cl. a VII -a experimentală – – – 1 3 4 3 2 5 2
Figura IV.5 . Distribuția numărului obținute de cele două clase a VII -a la testul final.
La acest test, au absentat doi elevi de la clasa martor și unul de la clasa experimentală.
Din grafic se observă că la clasa a VII -a experimentală marcată și aici în culoarea verde, se
observă coloane mai mari în dreptul notelor 4, 5, 6 și 9, în tiimp ce l a clasa a VII -a martor,
0123456
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Cl. a VII-a martor Cl. a VII-a experimentală
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
93
marcată în roșu, se observă coloane mai mari în dreptul notelor 7 și 10. Nota 8 a fost obținută la
fiecare clasă de câte doi elevi.
Comparația mediilor generale, înclină balanța din nou în favoarea clasei a VII -a
martor – 7,72 (șapte și 72%), unde au absentat cei doi elevi cu nivel scăzut, absenți și la testul
inițial. Media este cu 0,47puncte mai mare decât cea a clasei a VII -a experimentală – 7,25(șapte
și 25%), chiar dacă și aici, elevul absent are un nivel de cunoștințe scă zut.
Dacă se realizează o medie finală între mediile obținute la cele trei teste, pentru fiecare
clasă, se obțin mediile 6,93(șase și 93%) pentru clasa martor și 6,73 (șase și 73%) pentru clasa
experimentală, în condițiile în care la teste nu s -au prezenta t toți elevii. Dacă se consideră că
elevii absenți au fost prezenți la test și au obținut nota 1, se constată o scădere a mediilor clasei
martor la testul inițial și testul final și a mediei clasei experimentale la testul final. Aceste medii
sunt prezentat e în tabelul IV.14.
Tabel IV.14. Mediile la teste,dacă se ține cont de prezența tuturor elevilor claselor a VII -a.
Clasa Medii generale ale testelor Media Generală
Test inițial Test de progres Test final
a VII -a martor 5,80 6,75 7,30 6,61(șase și 61%)
a VII -a experimentală 5,90 7,05 6,91 6,62(șase și 62%)
Dacă se refac mediile generale ale claselor a VII -a, ținându -se cont și de acest fapt, se
constată un avans minim al clasei experimentale, la care s -au utilizat mai multe tipuri de modele.
Fig. IV.6 Medii generale la teste le susținute de clasele a VII -a, dacă elevii absenți au fost
considerați prezenți și notați cu 1
012345678
Test inițial Test de progres Test final Media generală5,8 6,75 7,3
6,61
5,9 7,05 6,95 6,62
Cl. a VII-a martor Cl. a VII-a experimentală
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
94
Dacă, pentru fiecare clasă în parte s -a realizat o comparație a ratelor de promovare a
testelor susținute, în scopul dovediri i progresului școlar al fiecărei clase, nu s -a realizat și
comparația acestor rate între cele două clase, aceste date fiind irelevante pentru cercetare.
IV.2. Prezentarea și analiza rezultatelor claselor din învățământul profesional
Clasele din învățământul profesional asupra cărora s -a realizat cercetarea au fost incluse
în planul de școlarizare pentru anul școlar 2017 – 2018 la Colegiul Tehnic ”Mihai Băcescu” din
municipiul Fălticeni. De precizat că la învățământul profesional, elevii celor dou ă clase, aveau
deja doi ani de studiu al chimiei, din clasele gimnaziale.
Unitatea de învățământ i -a întâmpinat pe absolvenții clasei a VIII -a cu trei specializări
în învățământul profesional, ”Confecționer produse textile”, ”Mecanic auto” și
”Ospătar(Chel ner)-vânzător în unități de alimentație”, oferta fiind în concordanță cu piața muncii
și cerințele unităților economice din municipiul Fălticeni. Dintre acestea, la ultimele două
specializări s -a înregistrat o concurență mai mare, organizându -se testare su plimentară. Toate
locurile au fost ocupate încă de la prima sesiune de admitere din luna iunie 2017. La
specializarea ”Confecționer produse textile”, locurile s -au ocupat după cea de a doua sesiune de
înscrieri, din luna septembrie 2017, fără a se da test area suplimentară.
Dintre cele trei clase de învățământ profesional, am avut în încadrare clasa de viitori
mecanici auto – clasa a IX -a B P, ce a fost utilizată ca și clasă experimentală și clasa de viitori
confecționeri – clasa a IX -a A P, utilizată în cerc etare ca și clasă martor.
IV.2.1.Prezentarea și analiza rezultatelor clasei a IX -a martor
Clasa a IX -a martor a avut un eșantion reprezentativ de 25 de elevi incluși în cercetare,
din totalul de 29 de elevi. Acestora li s -au aplicat toate instrumentele fol osite în cercetare cu
excepția chestonarului dat la cald, după predarea lecției ”Legătura ionică”. Acest chestionar nu
vs-a aplicat clasei martor, deoarece le predarea temei nu s -a insistat pe metoda modelării.
În tabelul IV.15 sunt centralizate numeric ră spunsurile elevilor clasei a IX -a martor la
chestionarul de inserție (chestionar 1), primul instrument de cercetare, aplicat acestei clase în
data de 15 septembrie 2017. În interiorul tabelului, datele colectate sunt figurate cu Bold.
Chestionarul este str ucturat pe trei părți, primele două fiind identice cu cel de la învățământul
gimnazial, în timp ce partea a treia a fost special adaptată pentru clasele a IX -a.
Tabel IV.1 5. Centralizarea numerică a rezultatelor cla sei a IX -a martor la chestionarul de
inserție.
I. Inserția elevilor în mediul familial:
Răspunde la următoarele întrebări referitoare la relația
cu părinții tăi. Foarte
des Des Așa și
așa Rar Foarte
rar
Număr răspunsuri
1. Părinții îți fac rost de cărțile și rechizitele școlare de
care ai nevoie. 4 6 12 2 1
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
95
2. Părinții te încurajează să citești lecturile obligatorii. 3 5 6 9 2
3. Părinții tăi discută cu tine d espre planurile tale de viitor 5 12 4 2 2
4. Părinții te întreabă despre întâmplările de la școală. 1 6 5 10 3
5. Părinții te întreabă despre lucr urile învățate la ore 2 3 8 10 2
6. Părinții îți cer să te străduiești la școală. 2 7 10 2 4
7. Părinții urmăresc dacă îți înveți lecțiile și îți faci
temele. 2 7 10 2 4
8. Părinții tăi te ajută la teme/lecții. 1 4 5 13 2
8. Părinții tăi participă la ședințele cu părinții. 2 6 10 3 4
10. Părinții te răsplătesc pentru rezultatele bune obținute
la școală. 2 6 15 1 1
II. Inserția elevilor în mediul școlar și al clasei
Care din următoarele afirmații ți se potrivesc cel mai
bine? Foarte
mult Mult Așa și
așa Puțin Deloc
Număr răspunsuri
1. Îmi place la școala. 2 3 14 2 4
2. Vin cu plăcere la școala în care studiez. 2 3 14 2 4
3. La școală mi se pare distractiv, interesant. 3 4 12 3 3
4. Mă simt în siguranță la școală. 6 7 10 2 –
5. Mă plictisesc la școală. 2 3 14 2 4
6. Învăț lucruri noi la școală. 3 4 12 3 3
7. Ceea ce învăț la școală îmi folosește în viața de zi cu zi
/ îmi va folosi mai târziu. 3 4 12 3 3
8. Mă înțeleg cu colegii de clasă. 6 8 10 1 –
9. Profesorii mă tratează cum trebuie. 4 7 9 4 1
10. Vreau să termin școala pe care am început -o 6 8 11 1 –
III. Motivația elevilor pentru studiul Chimiei
Obs. la întrebările unde răspunsuril e sunt scrise cu majuscule, s -a permis numai un singur răspuns iar acolo
unde sunt în soțite de litere a, b) etc. s -au permis mai multe răspunsuri
1. Chimia studiază:
a)structura substanțelor 17 b) proprietățile substanțelor 18
2. Din punctul meu de vedere, Chimia este o știință:
a) interesantă 14 b) plictisitoare 12
c) accesibilă 11 d) imposibil de înțeles 7
3. În gimnaziu am fost interest de studiul Chimiei:
DA 16 NU 9
4. În gimnaziu, am făcut ore de Chimie în laboratoare/cabinet dedicate:
DA 15 NU 10
5. În gimnaziu, am realizat experimente de Chimie:
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
96
a) Da, sing ur, sub
îndrumarea profesorului 8 b) Da, profesorul a rea lizat
experimente demonstrative 16 c) Nu, nu
am realizat 9
6. Exercițiile și problemele de chimie sunt:
a) ușoare 7 b) dificile 9 c) accesibile 12 d) nu m -au interesat 10
7. La orele de Chimie îmi doresc să:
a) realizez experimente 17 b) să cunosc structura substanțelor 8
c) să văd lecții care să aibă legătură cu specializarea pentru care mă pregătesc 11
8. Numește câteva dintre substanțele chimice pe care tu și părinții tăi le utilizați în gospodărie
Apă 17 Zahăr 9 Sare 12 Bicarbonat 6
Oțet 8 Detergenți 6 Var 8 Sodă caustică 6
Amoniac 8 Acid sulfuric 5 Benzină 9 Săpun 10
Gaz metan 6 Apă oxigenată 12 Îngrășământ 8 Acetonă 12
9. Consider că în școala profesională, chimia va fi:
a) mai ușoară decât în gimnaziu 3 b) la fel ca în gimnaziu 12
c) mai grea decât în gimnaziu 5 d) nu mă interesează 5
10. Consider că noțiunile de chimie îmi vor fi utile pe viitor:
DA 17 NU 8
Rezultatele clasei a IX -a martor la chestionarul de inserție, sunt centralizate procentual
în tabelul IV.16. În tabel, rezultatele procentuale sunt figurate cu Bold.
Tabel IV.1 6. Centralizarea procentuală a rezultatelor cla sei a IX-a martor la chestionarul de
inserție.
I. Inserția elevilor în mediul familial:
Răspunde la următoarele întrebări referitoare la relația
cu părinții tăi. Foarte
des Des Așa și
așa Rar Foarte
rar
Procent răspunsuri(%)
1. Părinții îți fac rost de cărțile și rechizitele școlare de
care ai nevoie. 16 24 48 8 4
2. Părinții te încurajează să citești lecturile obligatorii. 12 20 24 36 8
3. Părinții tăi discută cu tine despre p lanurile tale de viitor 20 48 16 8 8
4. Părinții te întreabă despre întâmplările de la școală. 4 16 20 40 12
5. Părinții te întreabă despre lucr urile învățate la ore 8 12 32 40 8
6. Părinții îți cer să te străduiești la școală. 8 28 40 8 16
7. Părinții urmăresc dacă îți înveți lecțiile și îți faci
temele. 8 28 40 8 16
8. Părinții tăi te ajută la teme/lecții. 4 16 20 52 8
8. Părinții tăi participă la ședințele cu părinții. 8 24 40 12 16
10. Părinții te răsplătesc pentru rezultatele bune obținute
la școală. 8 24 60 4 4
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
97
II. Inserția elevilor în mediul școlar și al clasei
Care din următoarele afirmații ți se potrivesc cel mai
bine? Foarte
mult Mult Așa și
așa Puțin Deloc
Procent răspunsuri(%)
1. Îmi place la școala. 8 12 56 8 16
2. Vin cu plăcere la școala în care studiez. 8 12 56 8 16
3. La școală mi se pare distractiv, interesant. 12 16 48 12 12
4. Mă simt în siguranță la școală. 24 28 40 8 –
5. Mă plictisesc la școală. 8 12 56 8 16
6. Învăț lucruri noi la școală. 12 16 48 12 12
7. Ceea ce învăț la școală îmi folosește în viața de zi cu zi
/ îmi va folosi mai târziu. 12 16 48 12 12
8. Mă înțeleg cu colegii de clasă. 24 32 40 4 –
9. Profesorii mă tratează cum trebuie. 16 28 36 16 4
10. Vreau să termin școala pe care am început -o 24 32 40 4 –
III. Motivația elevilor pentru studiul Chimiei
Obs. la întrebările unde răspunsuril e sunt scrise cu majuscule, s -a permis numai un singur răspuns iar acolo
unde sunt în soțite de litere a, b) etc. s -au permis mai multe răspunsuri
1. Chimia studiază:
a) structura substanțelor 48,57 b) proprietățile substanțelor 51,42
2. Din punctul meu de vedere, Chimia este o știință:
a) interesantă 31,81 b) plictisitoare 27,87
c) accesibilă 25 d) imposibil de înțeles 15,9
3. În gimnaziu am fost interest de studiul Chimiei:
DA 64 NU 36
4. În gimnaziu, am făcut ore de Chimie în laboratoare/cabinet dedicate:
DA 60 NU 40
5. În gimnaziu, am realizat experimente de Chimie:
a) Da, sing ur, sub
îndrumarea profesorului 24,24 b) Da, profesorul a rea lizat
experimente demonstrative 48,48 c) Nu, nu
am realizat 27,27
6. Exercițiile și problemele de chimie sunt:
a) ușoare 18,42 b) dificile 23,68 c) accesibile 31,57 d) nu m -au interesat 26,31
7. La orele de Chimie îmi doresc să:
a) realizez experimente 47,22 b) să cunosc structura substanțelor 22,22
c) să văd lecții care să aibă legătură cu specializarea pentru care mă pregătesc 30,56
8. Numește câteva dintre substanțele chimice pe care tu și părinții tăi le utilizați în gospodărie
Apă 11,88 Zahăr 6,29 Sare 8,39 Bicarbonat 4,19
Oțet 5,59 Detergenți 4,19 Var 5,59 Sodă caustică 4,19
Amoniac 5,59 Acid sulfuric 3,49 Benzină 6,29 Săpun 6,99
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
98
Gaz metan 4,19 Apă oxigenată 8,39 Îngrășământ 5,59 Acetonă 8,39
9. Consider că în școala profesională, chimia va fi:
a) mai ușoară decât în gimnaziu 12 b) la fel ca în gimnaziu 48
c) mai grea decât în gimnaziu 20 d) nu mă interesează 20
10. Consider că noțiunile de chimie îmi vor fi utile pe viitor:
DA 68 NU 32
Din tabelele IV.1 5 și IV.16 se poate observa că majoritatea elevilor clasei a IX -a martor
sunt bine integrați atât în familie cât și în colectivul clasei. Cei mai mulți dintre elevi au indicat
răspunsuri favorabile în relația lor cu părinții sau reprezentanții lor legali ș i cu modul în care
aceștia se implică în procesul educațional. Se observă că părinții au preocupări în ceea ce
privește calitatea actului educațional de care copiii lor beneficiază în unitatea de învățământ, dar
interesul este mai scăzut decât în cazul păr inților de la ciclul gimnazial. Aceștia discută cu elevii
despre cele întâmplate la clasă, despre viitoarea carieră, despre lecțiile sau temele pe care copiii
lor le au de pregătit pentru orele următoare, încurajează lectura, procură cele necesare elevilor .
Procentul de părinți mai puțin sau deloc interesați de copiii lor se apropie de 35 – 40%,
lucru ce s -a reflectat și în rezultatele obținute la teste, interesul manifestat pentru orele de chimie
și pentru școală în general.
În ceea ce privește interesul pentru școală, elevii clasei a IX -a A p apreciază unitatea de
învățământ, spațiile puse la dispoziție (sală de clasă, cabinete, laboratoare, ateliere, teren și sală
de sport, holuri). Din păcate, deși există oportunități reale pentru angajare după finaliz area
studiilor, în Fălticeni fiind două unități mari ce își desfășoară activitatea în industria confecțiilor,
cu câteva excepții, toți ceilalți elevi admiși în prima etapă de admitere au fost redistribuiți de la
celelalte specializări din învățământul prof esional, aceștia obținând note mai mici la testările
speciale. Elevii care au intrat în etapa a doua de admitere au promovat clasa a VIII -a după
desfășurarea examenelor de corigență și au participat la această etapă numai pe locurile rămase
disponibile. De aceea, colectivul clasei martor, prezintă un nivel de cunoștințe mai mic decât cel
al clasei a IX -a experimentale.
Toți elevii se simt în siguranță în unitatea de învățământ și au o relații bune cu colegii
lor și cu cadrele didactice de la clasă.
În jur d e 75% din elevi consideră că lucrurile învățate la școală sunt utile și necesare pe
viitor, cei mai mulți dintre ei își doresc să finalizeze studiile, fie pentru a se integra pe piața
muncii, fie a continua studiile liceale pe ruta progresivă.
Procentul e levilor care prezintă interes scăzut pentru școală se apropie de 25 – 30%.
În a treia parte a chestionarului, elevii clasei martor au fost întrebați despre relația lor cu
disciplina Chimie, modul în care au desfășurat orele de chimie în gimnaziu, așteptări de la
această disciplină pentru anii din școala profesională. Ca și în cazul claselor de gimnaziu, vom
comenta pe larg această parte a chestionarului, pentru compararea datelor cu cele de la clasa a
IX-a experimentală.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
99
La întrebarea numărul 1, elevii au f ost rugați să aleagă care dintre cele două răspunsuri
se potrivesc obiectului de studiu al chimiei. Aproape 40% dintre ei au încercuit ambele
răspunsuri, dar rezultatele finale, derivate din numărul total de răspunsuri încercuite, au fost de
48% pentru str uctura substanțelor și 52% pentru proprietățile acestora.
La întrebarea nr. 2, un sfert dintre răspunsuri au indicat chimia ca fiind o disciplină
accesibilă, 32% atrăgătoare, 28% plictisitoare iar 16% imposibil de înțeles. Bănuiesc că aici, la
fel ca și l a celelalte întrebări, cauza principală ce a dus la aceste răspunsuri a fost lipsa
laboratorarelor sau cabinetelor în unele școli, dotarea slabă sau lipsa dotării din unele laboratoare
precum și faptul că în unele școli, disciplina Chimie este predată în c ompletare de catedră de
către profesori calificați pe alte discipline sau profesori necalificați.
La întrebările 3 și 4, 64% dintre elevii chestionați au spus că au fost interesați de studiul
chimiei, în timp ce 36% nu au fost interesați de studiul acestei a. 60% dintre elevi au desfășurat
ore în laboratoare și cabinete dedicate în timp ce 40% și -au desfășurat orele, cel mai probabil în
sălile de clasă.
La întrebarea 5, o mare parte dintre elevi a avut ocazia să privească desfășurarea unor
experimente realiz ate în cadrul orelor de chimie, unii dintre ei având șansa de a lucra singuri, sub
îndrumarea profesorilor. În total, răspunsurile au fost: Da, am realizat singur, sub îndrumarea
profesorului – 24,24%, Da, experimente demonstrative realizate de profesor sa u colegi –
48,48%. Ceilalți 27,27% nu au avut ocazia să vadă experimente de chimie, chiar dacă includerea
acestora în desfășurarea unor ore este obligatorie.
La întrebarea nr. 6, care viza interesul elevilor pentru exercițiile și problemele de
chimie, 32% din repondenți au le -au apreciat ca fiind accesibile, 24% – dificile, 18% – ușoare în
timp ce 26% nu au fost interesați de acestea.
La întrebarea nr. 7, la fel ca și elevii de gimnaziu, și elevii din învățământul profesional
își doresc ca orele de chimie s ă fie presărate cu experimente – 47%, lecțiile să aibă legătură cu
specializarea pentru care se pregătesc – 31% sau să cunoască structura substanțelor – 22%.
Paleta de substanțe chimice utilizate în viața de zi cu zi și identificate de elevii de la
învățăm ântul profesional la întrebarea nr. 8 a fost, evident mai largă decât cea de la învățământul
gimnazial. Numărul mai mare de fete din clasă, și -a spus cuvântul, acestea identificând substanțe
folosite la îngrijirea personală și curățenie (detergenți – 4,19, săpun – 6,99%, amoniac – 5,59%,
apă oxigenată – 8,39% sau acetonă – 8,39%), substanțe utilizate în bucătăie (apă – 11,88%, zahăr
– 6,29%, sare – 8,39%, bicarbonat – 4,19%, oțet – 5,59%). Alte substanțe indicate în procente
mai mici au fost: var, sodă caus tică, acid sulfuric, îngrășăminte etc.
La întebarea nr. 9, cei mai mulți dintre elevi au răspuns că Chimia va fi la fel sau mai
ușoară decât în gimnaziu – 60%, 20% au indicat că va fi mai grea în timp ce 20% s -au declarat
neinteresați.
La ultima întrebare care a vizat utilitatea cunoștințelor de chimie, 68% dintre elevi au
indicat un răspuns favorabil, în timp ce 32% dintre elevi au spus că aceste cunoștințe nu îi vor
ajuta pe viitor. Uitându -mă la aceste procente, nu am părut încântat, dar mi -am propus, pr in
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
100
demersul didactic aplicat, să fac din Chimie o disciplică care să -i atragă pe toți elevii clasei a IX –
a A p.
Contabilizând aceste date, se poate spune că la clasa a IX -a martor există un anumit
interes pentru disciplina Chimie, chiar dacă acesta este mai scăzut decât în cazul claselor de
gimnaziu.
Chestionarul privind metoda modelării nu a fost aplicat la această clasă, deoarece,
metoda a fost folosită în majoritatea lecțiilor din unitatea de învățare ca metodă secundară,
utilizându -se un număr restrâns d e modele.
Au mai fost aplicate testele inițiale, testele de progres și testele finale, unde s -au urmărit
progresul general al clasei și progresul pentru fiecare elev, precum și înregistrarea rezultatelor în
vederea comparării cu rezultatele clasei a IX -a experimentale.
Testul inițial a fost aplicat elevilor clasei a IX -a martor în data de 15 septembrie 2017,
odată cu aplicarea chestionarului de inserție. Testul a avut cinci subiecte ce vizau cunoștințele
acumulate de elevi în clasele a VII -a și a VIII -a.
Testul de progres dat la sfârșitul unității de învățare ”Legături chimice” a fost
administrat elevilor clasei martor în data de 26 ianuarie 2018. Acest test a avut 5 itemi de diferite
tipuri ce au vizat însușirea conținuturilor din această unitate de învăța re, apelând inclusiv la
metoda modelării.
Testul final a fost aplicat la clasa martor în data de 4 iunie 2018. Testul a fost structurat
pe două părți, ce au vizat întreaga materie predată în clasa a IX -a.
La niciunul dintre cele trei teste nu au fost elev i absenți.
Testele au fost corectate în intervalele solicitate de către Catedra de Chimie, Comisia de
Curriculum și Comisia pentru Evaluarea și Asigurarea Calității din cadrul Colegiului
Tehnic”Mihai Băcescu” Fălticeni.
Pentru ușurarea calculelor în realiz area cercetării, am folosit ca și la gimnaziu, notele
rotunjite de la cele trei tipuri de teste date, notele fiind trecute într -un tabel centralizator.
În tabelul IV.17 se prezintă rezultatele celor douăzeci și cinci de elevi ai clasei a IX -a
martor incluș i în cercetare la toate cele trei teste susținute, precum și progresul sau regresul
realizat de acești elevi pe parcursul anului școlar 2017 – 2018. În locul numelor elevilor, sunt
trecute, ca și în celelalte cazuri doar inițialele acestora.
Tabel IV.17 . Rezultatele elevilor clasei a IX -a martor la testele aplicate în cercetare
Nr.
crt. Elev Notă
test inițial Notă
test progres Notă
test final Progres(P)/Regres(R)
T.I.→T.P. T.P.→T.F. General
1 A. M. 6 6 7 – P P
2 A. A. 5 5 6 – P P
3 B. M. 6 5 6 R P –
4 C. N. 3 4 4 P – p
5 C. C. 4 5 5 P – p
6 C. I. 7 8 8 P – P
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
101
7 D. M. 3 4 4 P – P
8 F. L. 4 5 5 P – P
9 F. N. 4 5 5 P – P
10 H. N. 4 5 5 P – P
11 M. L. 5 6 6 P – P
12 M. M. 5 7 7 P – P
13 M. S. 6 7 8 P P P
14 N. N. 3 4 4 P – P
15 P. E. 3 4 4 P – P
16 P. P. 4 4 5 – P P
17 R. N. 7 8 8 P – P
18 R. V. 7 8 8 P – P
19 S. A. 4 5 5 P – P
20 T. P. 5 7 7 P – P
21 T. F. 6 7 7 P – P
22 T. G. 4 3 4 R P –
23 T. I. 6 6 6 – – –
24 V. C. 4 5 5 P – P
25 Z. I. 4 6 6 P – P
Datele din tabel atată că din cei 25 de elevi incluși în cercetare, la 22 (88%) dintre ei s -a
putut cuantifica un progres școlar, chiar dacă acesta a însemnat trecerea de la nota 3 la nota 4.
La doi elevi s -a remarcat regres la testul sumativ comparativ cu testul inițial și apoi
progresul la testul final comparativ cu testul de progres. Deoarece nota la testul final a fost
aceeași cu nota de la testul inițial, nu s -a putut contabiliza un progres general.
Unul dintre elevi a avut un tras eu constant, înregistrând aceeași notă la toate cele trei
teste.
Mediile clasei au fost următoarele:
Medi a clasei la testul inițial: 4,72(patru și 72 %)
Media testului de progres: 5,56(cinci și 56 %);
Media testului final 5,80(cinci și 80 %)
În urma analize i mediilor testelor, se observă de asemenea progresul general al clasei.
Rata de promovabilitate a testelor a fost următoarea:
Test inițial : 48% ;
Test de progres: 76%;
Test final: 80%
Progresul general al acestei clase este vizibil, de asemenea și din analiza ratelor de
promovare a testelor.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
102
Numărul de note obținute la test pentru elevii clasei a IX -a martor este prezentat sintetic
în tabelul IV.18, iar în figura IV.7 este reprezentată distribuția grafică a numărului de note
obținute de către clasa a IX -a martor la cele trei teste.
Tabel IV.18 . Numărul de note obținut la testele ap licate în cercetare clasei a IX -a martor
Testul aplicat Număr note obținute
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Test inițial – – 4 9 4 5 3 – – –
Test de progres – – 1 5 8 4 4 3 – –
Test final – – – 5 7 5 4 4 – –
Figura IV.7 . Distribuția grafică a numărului obținute de clasa a IX -a martor la
testele aplicate în cercetare.
Progresul clasei a IX -a A p este vizibil și din analiza graficului de mai sus. Dacă la testul
inițial, marcat pe grafic cu culoarea albastră, se observă coloane mari în dreptul notelor de 3 și 4,
la testul de progres marcat pe grafic în culoarea roșie, coloana din dreptul notei 3 e ste mult mai
mică iar cea din dreptul notei 4 s -a redus la aproape jumătate. Se observă însă coloane mai mari
la notele 5, 6 și 7 în timp ce apare ocoloană nouă la nota 8. La testul final marcat pe grafic în
culoarea verde, dispare coloana de la nota 3, sc ade coloana de la nota 5 și cresc coloanele de la
notele 6 și 8, la notele 4 și 7 menținându -se constante.
Rezultatele înregistrate în aceasă cercetare de clasa a IX -a martor reflectă realitatea și
confirmă interesul mai scăzut al unei părți însemnate a el evilor din această clasă pentru
învățătură în general și pentru chimie în particular.
0123456789
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Test inițial Test de progres Test final
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
103
IV.2.2 . Prezentarea și analiza rezultatelor clasei a IX -a experimentale
Clasa a IX -a experimentală a avut un eșantion reprezentativ de 27 de elevi. Acestora li
s-au apli cat toate instrumentele utilizate în cercetare.
Elevii de la clasa a IX -a B p și-au dorit această specializare, și au intrat, după ce au
susținut o testare scrisă suplimentară, toate fiind ocupate încă din prima etapă de admitere. Și
pentru ei există oportunități reale de angajare, în Fălticeni și în împrejurimi, fiind multe servic e-
uri auto. Elevii au și exemplul colegilor lor mai mari, dare, deși se află încă pe băncile școlii
profesionale, sunt chemați la service -uri pentru dobândirea experienței în vederea angajării
ulterioare. Deși este format exclusiv din băieți, colectivul cl asei experimentale, prezintă un nivel
de cunoștințe ușor mai mare decât cel al clasei a IX -a martor.
În tabelul IV.19 sunt centralizate numeric răspunsurile elevilor clasei a IX -a
experimentale la chestionarul de inserție (chestionar 1), primul instrument de cercetare, aplicat
acestei clase în data de 14 septembrie 2017. În interiorul tabelului, datele colectate sunt figurate
cu Bold. Chestionarul dat a fost același care s -a aplicat clasei a IX -a martor.
Tabel IV.19. Centralizarea numerică a rezultatelor c lasei a IX -a experimentale la chestionarul
de inserție.
I. Inserția elevilor în mediul familial:
Răspunde la următoarele întrebări referitoare la relația
cu părinții tăi. Foarte
des Des Așa și
așa Rar Foarte
rar
Număr răspunsuri
1. Părinții îți fac rost de cărțile și rechizitele școlare de
care ai nevoie. 4 7 11 3 2
2. Părinții te încurajează să citești lecturile obligatorii. 5 8 9 3 2
3. Părinții tăi discută cu tine despre planurile tale de viitor 4 11 8 2 2
4. Părinții te întreabă despre întâmplările de la școală. 3 5 5 8 6
5. Părinții te întreabă despre lucrurile învățate la ore 1 6 5 14 1
6. Părinții îți cer să te străduiești la școală. 3 9 10 2 3
7. Părinții urmăresc dacă îți înveți lecțiile și îți faci
temele. 2 5 6 9 5
8. Părinții tăi te ajută la teme/lecții. 1 5 6 10 5
8. Părinții tăi participă la ședințele cu părinții. 3 7 8 4 5
10. Părinții te răsplătesc pentru rezultatele bune obținute
la școală. 1 5 12 6 3
II. Inserția elevilor în mediul școlar și al clasei
Care din următoarele afirmații ți se potrivesc cel mai
bine? Foarte
mult Mult Așa și
așa Puțin Deloc
Număr răspunsuri
1. Îmi place la școala. 5 4 12 3 3
2. Vin cu plăcere la școala în care studiez. 5 5 11 2 4
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
104
3. La școală mi se pare distractiv, interesant. 4 6 10 3 4
4. Mă simt în siguranță la școală. 9 13 5 – –
5. Mă plictisesc la școală. 3 3 12 4 5
6. Învăț lucruri noi la școală. 5 5 10 4 3
7. Ceea ce învăț la școală îmi folosește în viața de zi cu zi
/ îmi va folosi mai târziu. 5 5 10 4 3
8. Mă înțeleg cu colegii de clasă. 8 10 9 – –
9. Profesorii mă tratează cum trebuie. 6 7 7 6 1
10. Vreau să termin școala pe care am început -o 10 9 7 1 –
III. Motivația elevilor pentru studiul Chimiei
Obs. la întrebările unde răspunsurile sunt scrise cu majuscule, s-a permis numai un singur răspuns iar acolo
unde sunt însoțite de litere a, b) etc. s -au permis mai multe răspunsuri
1. Chimia studiază:
a)structura substanțelor 21 b) proprietățile substanțelor 24
2. Din punctul meu de vedere, Chimia este o știință:
a) interesantă 17 b) plictisitoare 8
c) accesibilă 10 d) imposibil de înțeles 8
3. În gimnaziu am fost interest de studiul Chimiei:
DA 18 NU 9
4. În gimnaziu, am făcut ore de Chimie în laboratoare/cabinet dedicate:
DA 18 NU 9
5. În gimnaziu, am realizat experimente de Chimie:
a) Da, singur, sub
îndrumarea profesorului 12 b) Da, profesorul a realizat
experimente demonstrative 16 c) Nu, nu
am realizat 11
6. Exercițiile și problemele de chimie sunt:
a) ușoare 8 b) dificile 10 c) accesibile 15 d) nu m -au interesat 9
7. La orele de Chimie îmi doresc să:
a) realizez experimente 20 b) să cunosc structura substanțelor 11
c) să văd lecții care să aibă legătură cu specializarea pentru care mă pregătesc 16
8. Numește câteva dintre substanțele chimice pe care tu și părinții tăi le utilizați în gospodărie
Apă 20 Zahăr 6 Sare 8 Antigel 12
Piatră vânătă 3 Detergenți 5 Detartrant 6 Motorină 10
Amoniac 6 Acid sulfuric 9 Benzină 12 Săpun 4
Gaz metan 7 Petrol 7 Îngrășământ 8 Alcool 19
9. Consider că în școala profesională, chimia va fi:
a) mai ușoară decât în gimnaziu 6 b) la fel ca în gimnaziu 15
c) mai grea decât în gimnaziu 3 d) nu mă interesează 3
10. Consider că noțiunile de chimie îmi vor fi utile pe viitor:
DA 20 NU 7
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
105
Rezultatele clasei a IX -a experimentală la chestionarul de inserție, sunt centralizate
procentual în tabelul IV.20. În tabel, rezultatele procentuale sunt figurate cu Bold.
Tabel IV.20. Centralizarea procentuală a r ezultatelor clasei a IX -a experimentală la
chestionarul de inserție.
I. Inserția elevilor în mediul familial:
Răspunde la următoarele întrebări referitoare la relația
cu părinții tăi. Foarte
des Des Așa și
așa Rar Foarte
rar
Procent răspunsuri (%)
1. Părinții îți fac rost de cărțile și rechizitele școlare de
care ai nevoie. 14,81 25,92 40,74 11,11 7,4
2. Părinții te încurajează să citești lecturile obligatorii. 18,51 29,62 33,33 11,11 7,4
3. Părinții tăi discută cu tine despre planurile tale de viitor 14,81 40,74 29,62 7,4 7,4
4. Părinții te întreabă despre întâmplările de la școală. 11,11 18,51 18,51 29,62 22,22
5. Părinții te întreabă despre lucrurile învățate la ore 3,7 22,22 18,51 51,85 3,7
6. Părinții îți cer să te străduiești la școală. 11,11 33,33 37,03 7,4 11,11
7. Părinții urmăresc dacă îți înveți lecțiile și îți faci
temele. 7,4 18,51 22,22 33,33 18,51
8. Părinții tăi te ajută la teme/lecții. 3,7 18,51 22,22 37,03 18,51
8. Părinții tăi participă la ședințele cu părinții. 11,11 25,92 29,62 14,81 18,51
10. Părinții te răsplătesc pentru rezultatele bune obținute
la școală. 3,7 18,51 44,44 22,22 11,11
II. Inserția elevilor în mediul școlar și al clasei
Care din următoarele afirmații ți se potrivesc cel mai
bine? Foarte
mult Mult Așa și
așa Puțin Deloc
Număr răspunsuri
1. Îmi place la școala. 18,51 14,81 44,44 11,11 11,11
2. Vin cu plăcere la școala în care studiez. 18,51 18,51 40,74 7,4 14,81
3. La școală mi se pare distractiv, interesant. 14,81 22,22 37,03 11,11 14,81
4. Mă simt în siguranță la școală. 33,33 48,14 18,51 – –
5. Mă plictisesc la școală. 11,11 11,11 44,44 14,81 18,51
6. Învăț lucruri noi la școală. 18,51 18,51 37,03 14,81 11,11
7. Ceea ce învăț la școală îmi folosește în viața de zi cu zi
/ îmi va folosi mai târziu. 18,51 18,51 37,03 14,81 11,11
8. Mă înțeleg cu colegii de clasă. 29,62 37,03 33,33 – –
9. Profesorii mă tratează cum trebuie. 22,22 25,92 25,92 22,22 3,7
10. Vreau să termin școala pe care am început -o 37,03 33,33 25,92 3,7 –
III. Motivația elevilor pentru studiul Chimiei
Obs. la întrebările unde răspunsurile sunt scrise cu majuscule, s -a permis numai un singur răspuns iar acolo
unde sunt însoțite de litere a, b) etc. s -au permis mai multe răspunsuri
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
106
1. Chimia studiază:
a)structura substanțelor 46,66 b) proprietățile substanțelor 53,34
2. Din punctul meu de vedere, Chimia este o știință:
a) interesantă 39,53 b) plictisitoare 18,6
c) accesibilă 23,25 d) imposibil de înțeles 18,6
3. În gimnaziu am fost interest de studiul Chimiei:
DA 66,67 NU 33,33
4. În gimnaziu, am făcut ore de Chimie în laboratoare/cabinet dedicate:
DA 66,67 NU 33,33
5. În gimnaziu, am realizat experimente de Chimie:
a) Da, singur, sub
îndrumarea profesorului 30,76 b) Da, profesorul a realizat
experimente demonstrative 41,02 c) Nu, nu
am realizat 28,2
6. Exercițiile și problemele de chimie sunt:
a) ușoare 19,04 b) dificile 23,8 c) accesibile 35,71 d) nu m -au interesat 21,42
7. La orele de Chimie îmi doresc să:
a) realizez experimente 42,55 b) să cunosc structura substanțelor 23,4
c) să văd lecții care să aibă legătură cu specializarea pentru care mă pregătesc 34,04
8. Numește câteva dintre substanțele chimice pe care tu și părinții tăi le utilizați în gospodărie
Apă 14,08 Zahăr 4,22 Sare 5,63 Antigel 8,45
Piatră vânătă 2,11 Detergenți 3,52 Detartrant 4,22 Motorină 7,04
Amoniac 4,22 Acid sulfuric 6,33 Benzină 8,45 Săpun 2,81
Gaz metan 4,92 Petrol 4,92 Îngrășământ 5,63 Alcool 13,38
9. Consider că în școala profesională, chimia va fi:
a) mai ușoară decât în gimnaziu 22,22 b) la fel ca în gimnaziu 55,55
c) mai grea decât în gimnaziu 11,11 d) nu mă interesează 11,11
10. Consider că noțiunile de chimie îmi vor fi utile pe viitor:
DA 74,08 NU 25,92
Din tabelele IV.19 și IV.20 se poate observa că majoritatea elevilor clasei a IX -a
experimentale sunt bine integrați atât în familie cât și în colectivul clasei. Cei mai mulți dintre
elevi au indicat răspunsuri favorabile în relația lor cu părinții sau reprezentanții lor legali și cu
modul în care aceștia se implică în procesul educațional. Părinții prezintă și la această clasă
preocupări în ceea ce privește calitatea actului educațional realizat în unitatea de învățământ, dar
interesul fiind un pic mai ridicat decât la clasa a IX -a martor, dar de asemenea mai scăzut decât
la învățământul gimnazial. Aceștia discută cu elevii despre cele întâmplate la clasă, despre
viitoarea carieră, despre lecțiile sau temele pe care copiii lor le au de pregătit pentru orele
următoare, încurajează lect ura, procură cele necesare elevilor.
Un procent de 30 – 35% dintre părinți este mai puțin sau deloc interesat de activitatea
copiilor de la școală, lucru ce s -a reflectat și în rezultatele obținute la teste, interesul manifestat
pentru orele de chimie și p entru școală în general.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
107
În ceea ce privește interesul pentru școală, elevii clasei a IX -a B p apreciază unitatea de
învățământ și spațiile puse la dispoziție de aceasta – sala de clasă, cabinete, laboratoare, ateliere,
teren și sală de sport, holuri. Așa cum aminteam, interesul elevilor acestei clase pentru învățătură
este mai ridicat, întrucât a ici nu sunt elevi care au susținut examenede corigență la sfârșitul clasei
a VIII -a, așa cum a fost cazul uneii părți dintre elevii clasei martor.
Toți elevii se simt în siguranță în unitatea de învățământ și au o relații bune cu colegii
lor și cu cadrele didactice de la clasă.
În jur de 75% din elevi consideră că ce se învață la școală va fi util și necesar și pe
viitor, în cariera de mecanic auto și în viață, în general. Aproape toți își doresc să finalizeze
studiile, atât pentru a se integra pe piața mu ncii cât și a continua studiile liceale pe ruta
progresivă.
Procentul elevilor care prezintă interes mai scăzut pentru școală se apropie de 25 –
30%,dar și aceștia vor să finalizeze studiile.
În a treia parte a chestionarului, elevii clasei experimentale au fost întrebați de asemenea
despre relația lor cu Chimia, modul în care au desfășurat orele de chimie în gimnaziu și ce
așteaptă ei de la această disciplină pentru anii din școala profesională. Ca și în cazul clasei a IX -a
martor, s -au obținut rezultate asemănătoare și vom comenta această parte a chestionarului, pentru
compararea datelor cu cele de la clasa a IX -a martor.
La întrebarea numărul 1, elevii au fost rugați să aleagă care dintre cele două răspunsuri
se potrivesc obiectului de studiu al chimiei. Aproape 45% dintre ei au încercuit ambele
răspunsuri, dar rezultatele finale, derivate din numărul total de răspunsuri încercuite, au fost de
47% pentru structura substanțelor și 53% pentru proprietățile acestora.
La întrebarea nr. 2, 23% răspunsuri au i ndicat chimia ca fiind o disciplină accesibilă,
39% atrăgătoare, 19% plictisitoare iar 19% imposibil de înțeles. Și aici înclin să cred că
răspunsurile negative de datoresc, și aici dar și la celelalte întrebări, acelorași cauze care au
generat răspunsuri negative și la clasa martor: lipsa laboratorarelor sau cabinetelor în unele școli,
dotarea slabă sau lipsa dotării din unele laboratoare precum și faptul că în unele școli, disciplina
Chimie este predată în completare de catedră de către profesori califica ți pe alte discipline sau
profesori necalificați.
La întrebările 3 și 4, două treimi dintre elevii chestionați au spus că au fost interesați de
studiul chimiei, în timp ce o treime nu au fost interesați de studiul acesteia. 66,66% dintre elevi
au desfășura t ore în laboratoare și cabinete dedicate în timp ce 33,34% și -au desfășurat orele, cel
mai probabil în sălile de clasă.
La întrebarea 5, o mare parte dintre elevi a avut ocazia să privească desfășurarea unor
experimente realizate în cadrul orelor de chimi e, unii dintre ei având șansa de a lucra singuri, sub
îndrumarea profesorilor. În total, răspunsurile au fost: Da, am realizat singur, sub îndrumarea
profesorului – 31%, Da, experimente demonstrative realizate de profesor sau colegi – 41%.
Ceilalți 28% nu au avut ocazia să vadă experimente de chimie, chiar dacă includerea acestora în
desfășurarea unor ore este obligatorie.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
108
La întrebarea nr. 6, care viza interesul elevilor pentru exercițiile și problemele de
chimie, 36% din repondenți au le -au apreciat ca fi ind accesibile, 24% – dificile, 19% – ușoare în
timp ce 21% nu au fost interesați de acestea.
La întrebarea nr. 7, la fel ca și ceilalți elevi, 43% din viitorii mecanici auto își doresc ca
orele de chimie realizeze experimente, 34% ca lecțiile să aibă legă tură cu specializarea pentru
care se pregătesc iar 22% să cunoască mai bine structura substanțelor.
Substanțele chimice utilizate în viața de zi cu zi și identificate de elevii de la clasa a IX –
a experimentală la întrebarea nr. 8, au fost în special din do meniul auto (antigel – 8,45%, benzină
– 8,45%, motorină – 7,04%, alcool – 13,38%, acid sulfuric – 6,33%), domeniul alimentar (apă –
14,08%, sare – 5,63%, zahăr – 4,22%), curățenie (detergenți – 3,52%, săpun – 2,81%, detartrant
– 4,22%) și altele.
La înteba rea nr. 9, cei mai mulți dintre elevi au răspuns că Chimia va fi la fel sau mai
ușoară decât în gimnaziu – 78%, 11% au indicat că va fi mai grea în timp ce 11% s -au declarat
neinteresați.
La ultima întrebare care a vizat utilitatea cunoștințelor de chimie, 74% dintre elevi au
indicat un răspuns favorabil, în timp ce 26% dintre elevi au spus că aceste cunoștințe nu îi vor
ajuta pe viitor.
Urmărind aceste procente, se poate observa că procentul de elevi interesați de chimie
este ușor mai mare decât în cazul clasei a IX -a martor.
La clasa a IX -a experimentală a fost aplicat și cel de al doilea chestionar, care a vizat
obținerea unor impresii din partea elevilor, cu privire la aspecte din lecția ”Legătura ionică”.
Acest chestionar a fost aplicat în data de 25 i anuarie 2018, imediat după finalizarea lecției. La
întrebările unde variantele scrise cu majuscule a fost permis numai un singur răspuns în timp ce
la variantele unde răspunsurile au fost însoțite de literele a), b) au fost permise mai multe
răspunsuri. În trebarea 10 a fost singura întrebare care a permis un răspuns liber.
Datele numerice și procentuale obținute în urma aplicării chestionarului la această clasă,
sunt centralizate în tabelele IV.21 respectiv IV.22.
Tabelul IV.21. Centralizarea numerică a r ezultatelor chestionarului dat la clasa a IX -a
experimentală, după predarea lecției ” Legătura ionică ”
Răspunde la următoarele întrebări :
1. Din puctul tău de vedere, lecția de astăzi a fost interesantă.
DA 20 NU 7
2. Ai reușit să înțelegi noțiunile predate în lecția de astăzi?
DA 21 NU 6
3. Care din materialele utilizate de către profesor te -a ajutat să înțelegi mai bine formarea
legăturii ionice?
a) manualul 3 b) modelele realizate pe tablă (grafice și matematice) 21
c) planșele 3 d) altele, anume ________________________________ –
4. Referitor la formarea legăturii ionice, ionii pozitivi și ionii negativi se formează prin:
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
109
CEDARE, RESPECTIV ACCEPTARE DE PROTONI 2
CEDARE, RESPECTIV ACCEPTARE DE ELECTRONI 23
ACCEPTARE, RESPECTIV CEDARE DE ELECTRONI 2
5. Referitor la modelele realizate pe tablă, te -a ajutat mai bine:
a) modelul matematic 9 b) modelul grafic 18
6. Consideri că e de bun augur utilizarea modelelor în predarea legăturilor ionice?
DA 21 NU 6
7. Au fost ușoare exercițiile propuse după predarea lecției?
DA 19 NU 8
8. Ai fi tentat să realizezi modele și pentru alte substanțe ionice, mai complexe?
DA 5 DA, CU AJUTOR DE LA PROFESOR 14 NU 8
9. Dacă ai preda această lecție ce fel de model ai folosi?
a) Desen 19 b) Ecuații 4 c) Alt model, anume _____________ 4
10. Pe o scară de la 1 la 10, nota ta pentru lecția de astăzi este _______
Nota 7 2 Nota 8 6 Nota 9 10 Nota 10 9
Tabelul IV.22. Centralizarea procentuală a rezultatelor chestionarului dat la clasa a IX -a
experimentală, după predarea lecției ” Legătura ionică ”
Răspunde la următoarele întrebări :
1. Din puctul tău de vedere, lecția de astăzi a fost interesantă.
DA 74,07 NU 25,93
2. Ai reușit să înțelegi noțiunile predate în lecția de astăzi?
DA 77,78 NU 22,22
3. Care din materialele utilizate de către profesor te -a ajutat să înțelegi mai bine formarea
legăturii ionice?
a) manualul 11,11 b) modelele realizate pe tablă (grafice și matematice) 77,78
c) planșele 11,11 d) altele, anume ________________________________ –
4. Referitor la formarea legăturii ionice, ionii pozitivi și ionii negativi se formează prin:
CEDARE, RESPECTIV ACCEPTARE DE PROTONI 7,4
CEDARE, RESPECTIV ACCEPTARE DE ELECTRONI 85,18
ACCEPTARE, RESPECTIV CEDARE DE ELECTRONI 7,4
5. Referitor la modelele realizate pe tablă, te -a ajutat mai bine:
a) modelul matematic 33,33 b) modelul grafic 66,67
6. Consideri că e de bun augur utilizarea modelelor în predarea legăturilor ionice?
DA 77,78 NU 22,22
7. Au fost ușoare exercițiile propuse după predarea lecției?
DA 70,37 NU 29,62
8. Ai fi tentat să realizezi modele și pentru alte substanțe ionice, mai complexe?
DA 18,51 DA, CU AJUTOR DE LA PROFESOR 51,85 NU 29,62
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
110
9. Dacă ai preda această lecție ce fel de model ai folosi?
a) Desen 70,37 b) Ecuații 14,81 c) Alt model, anume _____________ 14,81
10. Pe o scară de la 1 la 10, nota ta pentru lecția de astăzi este _______
Nota 7 7,4 Nota 8 22,22 Nota 9 37,05 Nota 10 33,33
La întrebarea nr. 1, un procent de 74% dintre elevi au apreciat lecția desfășurată ca fiind
interesantă, ceilalți 26% apreciind că lecția nu le-a stârnit și lor interesul. Un procent ceva mai
mare, 78 % a răspuns la cea de -a doua întrebare că noțiunile predate în cursul lecției au fost
înțelese și că pot fi aplicate ulterior, ceilalți 22% având probabil nevoie de reluarea conținutului.
La întrebarea nr. 3 cei mai mulți dintre elevi au apreciat că modelele grafice
șimatematice utilizate le -au ușurat înțelegerea noțiunilor, în timp ce 11% au mers pe mâna
planșelor iar ceilalți 11% pe mâna manualului.
La întrebarea nr. 4, 85% dintre elevii cla sei experimentale au reușit să indice răspunsul
corect, în timp ce 15% au indicat răspunsuri greșite.
La întrebarea următoare, două treimi dintre elevi au spus că modelul grafic i -a ajutat să
înțeleagă noțiunile predate în timp ce doar o treime au înțeles noțiunile folosindu -se de modelul
matematic, nici el complicat. În urma analizei acestor răspunsuri, se poate spune că modelul
grafic i -a ajutat foarte bine pe viitorii mecanici auto, la fel ca și pe elevii de la învățământul
gimnazial.
La întrebarea nr. 6 , 78% dintre elevi apreciază utilizarea modelelor în predarea legăturii
ionice.
Exercițiile propuse după predarea lecției au fost apreciate ca fiind ușoare de aproape
71% dintre elevi, ceilalți 29% apreciind că exercițiile au fost grele.
La întrebările 8 ș i 9 marea majoritate a elevilor ar fi tentați să realizeze modele noi, cei
mai mulți (aproape 52%) solicitând ajutor și de la profesor. Aproape 70% dintre ei ar utiliza
desenele, 15% modelul matematic iar 15% planșele.
La ultima întrebare din chestionar, e levii au fost invitați să aprecieze cu o notă calitatea
lecției predate în acea zi. La fel ca și la învățământul gimnazial nu au existat note sub 7, dar doi
elevi au apreciat lecția cu acestă notă, șase elevi au apreciat -o ca fiind de 8, zece ca fiind de 9 iar
restul ca fiind de 10. Media generală a notelor a fost 8,64(opt și 64%), ceea ce înseamnă că elevii
au apreciat în bună măsură calitatea lecției realizate.
În concluzie, se poate spune că analizând aceste rezultate, modelele au un rol important
în pre darea și învățarealegăturii ionice, metoda modelării potrivindu -se și pentru abordarea
lecțiilor predate elevilor școlilor profesionale.
La această clasă s -au aplicat și cele trei teste aplicate și celorlalte clase, unde s -au
urmărit progresul general al c lasei și progresul pentru fiecare elev, precum și înregistrarea
rezultatelor în vederea comparării cu rezultatele clasei a IX -a martor.
Testul inițial a fost aplicat elevilor clasei a IX -a experimentale în data de 14 septembrie
2017, odată cu aplicarea che stionarului de inserție. Testul a avut cinci subiecte ce vizau
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
111
cunoștințele acumulate de elevi în clasele a VII -a și a VIII -a și a fost același test care a fost
aplicat și clasei a IX -a martor.
Testul de progres dat la sfârșitul unității de învățare ”Legăt uri chimice” a fost
administrat elevilor clasei experimentale în data de 25 ianuarie 2018. Acest test a avut 5 itemi de
diferite tipuri ce au vizat însușirea conținuturilor din această unitate de învățare, apelând inclusiv
la metoda modelării.
Testul fina l a fost aplicat la clasa experimentale în data de 4 iunie 2018. Testul a fost
structurat pe două părți, ce au vizat întreaga materie predată în clasa a IX -a.
La niciunul dintre cele trei teste nu au fost elevi absenți.
Testele au fost corectate în interv alele solicitate de către Catedra de Chimie, Comisia de
Curriculum și Comisia pentru Evaluarea și Asigurarea Calității din cadrul Colegiului
Tehnic”Mihai Băcescu” Fălticeni.
Pentru ușurarea calculelor în realizarea cercetării, am folosit ca și la gimnaziu, notele
rotunjite de la cele trei tipuri de teste date, notele fiind trecute într -un tabel centralizator.
În tabelul IV.23 se prezintă rezultatele celor douăzeci și șapte de elevi ai clasei a IX -a
experimentale incluși în cercetare la toate cele trei teste susținute, precum și progresul sau
regresul realizat de acești elevi pe parcursul anului școlar 2017 – 2018. În locul numelor elevilor,
sunt trecute, ca și în celelalte cazuri doar inițialele acestora.
Tabel IV.23 . Rezultatele elevilor clasei a IX -a martor la testele aplicate în cercetare
Nr.
crt. Elev Notă
test inițial Notă
test progres Notă
test final Progres(P)/Regres(R)
T.I.→T.P. T.P.→T.F. General
1 A. M. 4 6 5 P R P
2 A. I. 5 5 6 – P P
3 A. A. 5 5 6 – P P
4 A. D. 6 7 7 P – P
5 B. S. 5 6 6 P – P
6 B. A. 3 6 4 P R P
7 B. V. 8 9 9 P – P
8 B. M. 4 6 6 P – P
9 C. B. 5 6 5 P R –
10 C. A. 4 6 5 P R P
11 C. I. 5 6 6 P – P
12 C. T. 6 6 7 – P P
13 F. A. 6 6 4 – R R
14 G. P. 5 6 7 P P P
15 I. C. 4 5 5 P – P
16 M. C. 6 7 7 P – P
17 M. D. 4 6 6 P – P
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
112
18 N. G. 7 8 7 P R –
19 N. C. 7 7 8 – P P
20 O. P. 7 8 9 P P P
21 O. G. 5 6 6 P – P
22 P. A. 8 8 7 – R R
23 P. R. 4 5 5 P – P
24 P. V. 5 4 5 R P –
25 U. P. 6 6 7 – P P
26 V. M. 6 6 7 – P P
27 Z. D. 6 7 6 P R –
Datele din tabel atată că din cei 27 de elevi incluși în cercetare, la 21 (77,78%) dintre ei
s-a putut cuantifica un progres școlar, la elevi s -a constatar regresul iar alți 4 nu au înregistrat
progres sau regres (s -a înregistrat progres sau regres pe parcursul unei etape, nu pe traseul
general).
Mediile clasei au fost următoarele:
Medi a clasei la testul inițial: 5,40(cinci și 40 %)
Media testului de progres: 6,25(șase și 25 %);
Media testului final 6,22%(șase și 22 %)
În urma analizei mediilor testelor, se observă de asemenea progresul general al clasei,
chiar dacă între administrarea testului sumativ și cea a testului final se observă un regres de 0,03
puncte.
Rata de promovabilitate a testelor a fost următoarea:
Test inițial : 74,07% ;
Test de progres: 96,29 %;
Test final: 92,59 %
Progresul general al acestei clase este vizibil, de asemenea și din analiza ratelor de
promovare a testelor, chiar dacă rata de promovabilitate a testului final este mai mică decât cea a
testulu i de progres.
Numărul de note obținute la test pentru elevii clasei a IX -a experimentale este prezentat
sintetic în tabelul IV.24, iar în figura IV.8 este reprezentată distribuția grafică a numărului de
note obținute de către clasa a IX -a experimentală la cele trei teste.
Tabel IV.24 . Numărul de note obținut la testele ap licate în cercetare clasei a IX -a martor
Testul aplicat Număr note obținute
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Test inițial – – 1 6 8 7 3 2 – –
Test de progres – – – 1 4 14 4 3 1 –
Test final – – – 2 6 8 8 1 2 –
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
113
Figura IV.8 . Distribuția grafică a numărului obținute de clasa a IX -a experimentale la
testele aplicate în cercetare.
Progresul clasei este vizibil și din reprezentarea grafică. Dacă la testul inițial, marcat pe
grafic cu culoarea albastră, apare coloană îndreptul notei 3 iar coloanele din dreptul notelor 4, 5
și 6 sunt mai mari, la testul de progres, marcat pe grafic cu culoarea roșie dispare coloana din
dreptul notei 3, coloana din dreptul notei 6 este cea mai înaltă de pe grafic și apare coloană în
dreptul notei 9. La testul final, marcat pe grafic în culoarea verde, coloane mai mari se observă în
dreptul notelor 5, 6 și 7 iar coloana din dreptul notei 9 este mai înaltă decât cea de la testul de
progres.
Lanici unul dintre teste n u s-au înregistrat note maxime.
Rezultatele înregistrate în aceasă cercetare de clasa a IX -a experimentală reflectă
realitatea și confirmă nivelul de cunoștințe ușor superior clasei martor, interesul celei mai mari
părți a elevilor pentru învățătură în gen eral și pentru chimie în particular.
IV.2.3 . Analiza comparativă a rezultatelor claselor din învățământul profesional.
Răspunsurile date de cele două clase din învățământul profesional la chestionarul de
inserție că ambele clase, prezintă colective bine i ntegrate în familie și în colectivul clasei, toți
elevii apreciază unitatea de învățământ, spațiile puse la dispoziție de aceasta, prezintă relații bune
cu colegii și profesorii lor. De asemenea, cei mai mulți dintre elevi, apreciază cele învățate la
școal ă iar marea lor majoritate sunt dornici să finalizeze studiile, un număr mai mare de elevi
interesați găsindu -se în colectivul clasei a IX -a experimentale.
În ceea ce privește disciplina chimie, cei mai mulți dintre elevii ambelor clase s -au
arătat încânt ați de disciplina Chimie, au considerat -o o disciplină atrăgătoare și accesibilă chiar
dacă în gimnaziu, au fost privați de realizarea orelor în săli dedicate (cabinete, laboratoare) sau
de realizarea experimentelor, fie din cauza dotărilor existente sau a cadrelor didactice
necalificate pe această disciplină.
02468101214
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Test inițial Test de progres Test final
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
114
Toți elevii își doresc ca în timpul orelor să se realizeze experimente iar orele să aibă
conținut adecvat specializării pentru care se pregătesc. Elevii clasei experimentale au arătat prin
răspunsuril e lor în cel de -al doilea chestionar utilitatea modelelelor în predarea lecțiilor ce
privesc formarea legăturilor chimice, acestea făcând mai ușoară înțelegerea noțiunilor predate.
Elevii de la clasa a IX -a experimentală au arătat în răspunsurile date în c hestionarul
privind utilizarea modelelor, că utilizarea acestora este utilă și binevenită în desfășurarea unui act
didactic de calitate,aceștia recomandând utilizarea unor tipuri variate de modele, în special
modele grafice sau fizice.
Interesul pentru înv ățătură este, în general ușor mai scăzut decât la învățământul
gimnazial, dar asta nu înseamnă că dorința de cunoaștere nu este prezentă și în rândul elevilor de
la învățământul profesional.
Unii dintre elevii celor două clase au avut avantajul continuităț ii, fiindu -le profesor de
chimie și în ciclul gimnazial iar alții au avut ocazia să mă revadă, după ce în ciclul gimnazial le –
am fost profesor pe disciplina Biologie.
În continuare, se vor prezinta numeric și grafic, numărul de note obținut de cele două
clase la testul inițial, dat la începutul anului școlar 2017 – 2018.
Tabel IV.25 . Numărul de note obținut la test ul inițial de colectivele celor două clase a IX -a
Clasa Număr note
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Cl. a IX -a martor – – 4 9 4 5 3 – – –
Cl. a IX -a experimentală – – 1 6 8 7 3 2 – –
Figura IV.9 . Distribuția numărului obținute de cele două clase a IX-a la testul inițial.
0123456789
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Clasa aIX-a martor Clasa a IX-a experimentală
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
115
Din grafic se observă coloane mai mari în dreptul notelor 3, 4, 5 și 6 pentru clasa
martor, marcată cu culoarea roșie și coloane mai mari în dreptul notelor 4, 5, 6 și 7 pentru clasa a
IX-a experimentală. De asemenea,îndreptul acesteia apare o coloană și în dreptul notei 8,
corespunzătoare celor două note obținute. Media generală a clasei experimentale – 5,40(cinci și
40%) este cu 0,78 superioară mediei generale de la clasa a IX -a martor – 4,72(patru și 72%).
În tabelul IV.26 și în figura IV.10 sunt prezentate rezultatele obținute de cele două clase
la testul de progres, instrumentul cu impactul cel mai mare în desfășurarea cercetăr ii:
Tabel IV.26 . Numărul de note obținut la test ul de progres de colectivele celor două clase a IX -a
Clasa Număr note
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Cl. a IX-a martor – – 1 5 8 4 4 3 – –
Cl. a IX-a experimentală – – – 1 4 14 4 3 1 –
Figura IV.10 . Distribuția numărului obținute de cele două clase a IX -a la testul de progres.
La acest test se observă de asemenea că la clasa a IX -a experimentală, marcată pe grafic
în culoarea verde sunt rezultate mai bune, concretizate lipsa coloaneidindreptul note i 3 prin
coloana mare din dreptul notei 6 și existența unei note de 9. La clasa a IX -a martor se observă
coloane mari în dreptul notei 5 și 4 dar și existența unei note de 3.
Media generală la clasa a IX -a experimentală – 6,25(șase și 25%) este mai mare cu
0,69puncte decât madia clasei a IX -a martor – 5,56(cinci și 56%), ceea ce înseamnă că utilizarea
unei game mai mari de modele a avantajat clasa de viitori mecanici auto. Clasa martor în schimb
02468101214
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Clasa aIX-a martor Clasa a IX-a experimentală
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
116
a beneficiat de utilizarea unui număr restrâns de modele în pr edarea lecțiilor, modelarea fiind
folosită ca metodă secundară.
Analizând aceste medii, se explică de ce elevii clasei experimentale au arătat în
chestionarul dat după predarea lecției ”Legătura ionică” că utilizarea modelelor de diferite tipuri
este bene fică.
În tabelul IV.27 și figura IV.11 sunt prezentate rezultatele obținute de cele două clase la
testul final, susținute de către cele două clase la sfârșitul anului școlar 2017 – 2018.
Tabel IV.27 . Numărul de note obținut la test ul final de colectivele celor două clase a IX -a
Clasa Număr note
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Cl. a IX-a martor – – – 5 7 5 4 4 – –
Cl. a IX-a experimentală – – – 2 6 8 8 1 2 –
Figura IV.11 . Distribuția numărului obținute de cele două clase a IX -a la testul final.
Aici se observă coloane mai mariîn dreptul notelor 4, 5 și 6 pentru clasa martor, marcată
în culoarea roșie. O creștere importantă se observă și în dreptul notelor 7 și 8. Pentru clasa a IX -a
experimentală, marcată în culoarea verde, coloane mai mari se observă în dreptul notelor 5, 6 și
7, dar și coloana din dreptul notei 9, inexistentă la clasa martor.
Media generală a testului, este de asemenea mai mare la clasa experimentală – 6,22(șase
și 22%), cu toate că clasa martor s -a apropiat la 0,42puncte de aceasta, av ând media generală
5,80(cinci și 80%).
Dacă se realizează o medie finală între mediile obținute la cele trei teste, pentru fiecare
clasă, se obțin mediile 5,36(cinci și 36%) pentru clasa martor și 5,95(cinci și 93%), la aceste
teste fiind prezenți toți ele vii. Se observă avansul, de această dată mai consistent de 0,59puncte
012345678
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Clasa aIX-a martor Clasa a IX-a experimentală
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
117
al clasei experimentale, unde metoda modelării a fost prezentată pe scară largă, fără a se proceda
la nici un fel de artificiu.
Mediile generale sunt prezzentate în tabelul IV.28 și comp arativ în figura IV.12.
Tabel IV.28 . Mediile la teste,dacă se ține cont de prezența tuturor elevilor claselor a IX -a.
Clasa Medii generale ale testelor Media Generală
Test inițial Test de progres Test final
a IX-a martor 4,72 5,56 5,80 5,36(cinci și 36%)
a IX-a experimentală 5,40 6,25 6,22 5,95(cinci și 95%)
Fig. IV.12 Medii generale la teste le susținute de clasele a IX -a
Dacă, pentru fiecare clasă în parte s -a realizat o comparație a ratelor de promovare a
testelor susținute, în scopul dovedirii progresului școlar al fiecărei clase, nu s -a realizat și
comparația acestor rate între cele două clase, aceste date fiind irelevante pentru cercetare.
01234567
Test inițial Test de progres Test final Media generală4,72 5,56 5,80
5,36 5,4 6,25 6,22 5,95
Cl. a IX-a martor Cl. a IX-a experimentală
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
118
CONCLUZII GENERALE
Așa cum am subliniat și în introducere, dar și pe parcursul acestei lu crări, legătura
chimică este unu l dintre termenii fundamentali ai chimiei, fiind alături de particulele compo nente
ale materiei, concept de bază în prezentarea structurii substanțelor.
Dimensiunile extrem de mici ale particulelor componente ale substanțelo r – atomi, ioni,
molecule – precum și legăturile pe care le formează acestea între ele, reunite sub numele de
legături chimice, nu permit studiul direct al acestora decât în laboratoare și unități dotate cu
tehnică avansată de investigare directă.
În unită țile de învățământ în masă, studierea directă a materiei la nivel atomic este,
practic imposibilă, cadrele didactice fiind nevoite să apeleze la alte metode didactice activ –
participative, care să atragă elevii în studiul substanțelor chimice și în particul ar al legăturilor
dintre particulele componente ale substanțelor chimice. Dintre aceste metode, se remarcă
modelarea, metodă ce ar putea suplini cu brio tehnicile de investigare, dar are ca dezavantaj,
faptul că modelele doar simulează realitatea, fără a o reda întocmai.
Obiectivul principal al cercetării a fost acela de verifica dacă metoda modelării se
dovedește a fi eficientă în studiul legăturilor chimice.
Pe baza măsurătorilor și a rezultatelor obținute de la cele două seturi de clase, din
învățământul gimnazial și profesional, se pot formula concluziile generale, pornind de la cele
patru întrebări adresate în ipoteza lucrării.
În timpul lecțiilor predate, elevii celor două clase experimentale au utilizat mai multe
tipuri de modele decât colegii lor de la clasele martor. Dacă elevii de la gimnaziu, au modelat, în
special grafic formarea unor molecule simple, punând în evidență formarea legăturii covalente,
elevii din învățământul profesional au modelat formarea unor substanțe ionice, prin cele două
etape : formarea ionilor și pozitivi și atracția electrostatică dintre cei doi ioni, utilizând atât
modele matematice cât și modele grafice. La clasele martor s -au folosit planșe pentru
învățământul gimnazial și modelul matematic pentru învățământul profesional.
Prin răspunsurile date la întrebările din chestionarele aplicate la sfârșitul predării
lecțiilor, elevii de la clasele experimentale au remarcat că, în special prin utilizarea modelelor
grafice, și -au putut însuși mai ușor modul în care atomii, ionii și moleculele interacționează între
ele, formând o substanță chimică. Astfel, s -a putut răspunde la primele trei întrebări din ipoteză,
răspunsul fiind favorabil folosirii metodei modelării.
Astfel, am putea concluziona că metoda modelării este o metodă efic ientă în
ușurarea înțelegerii de către elevi a modului în care se formează legăturile chimic e,
interacțiuni ce au loc între atomi, ioni, molecule și au ca rezultat final formarea
substanțelor chimice.
Modelând diversele tipuri de legături chimice, elevii p ot formula ulterior concluzii
referitoare la structura substanțelor chimice, și la unele proprietăți ale acestora
determinate de prezența unui anumit tip de legătură chimică.
Utilizând modelele, elevii au putut recunoaște unele aspecte ale formării legătur ilor
chimice (de exemplu, formarea cationilor și anionilor prin cedare, respectiv acceptare de
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
119
electroni), sau elemente ale legăturii (atomii de diferite tipuri, figurați prin bile de diferite culori,
tijele care reprezintă o legătură covalentă s.a.).
Pe lângă modelele grafice, fizice sau matematice, elevii au apreciat și modelele virtuale
folosite în demersul didactic. De exemplu, elevilor de la învățământul profesional le -am
prezentat modelul virtual al instalației ce verifică conductibilitatea substanțel or ionice. În acel
model, în circuit se pot intercala clorură de sodiu solidă sau soluție de clorură de sodiu. În funcție
de ce alegeau elevii, la închiderea circuitului electric, se aprindea sau nu un LED.
Verificarea eficienței metodei modelării s -a realizat prin interpretarea chestionarelor și
compararea rezultatelor obținute la teste de către cele două seturi de clase, din învățământul
gimnazial și profesional.
Dacă la testele inițiale, la ambele clase din fiecare ciclu de învățământ s -au obținut
rezultate mai slabe, asemănătoare, la testele sumative și finale, clasele la care s -a utilizat pe larg
metoda modelării au obținut rezultate superioare claselor martor, lucru care întărește concluziile
deja formulate.
Cea mai mare diferență în favoarea clase lor experimentale s -a văzut la testele sumative,
dar și în mediile generale finale ale claselor, Această diferență este mai pronunțată între cele
două clase din învățământul profesional, și aproape minimă la clasele din învățământul
gimnazial.
Am putea for mula, pe baza acestor diferențe, dar și în urma analizei rezultatelor de la
celelalte instrumente folosite în cercetare și răspunsul la ultima întrebare din ipoteză.
Metoda modelării în studiul legăturilor chimice, este eficientă, iar utilizarea ei,
duce î n general la performanțe mai bune în rândul elevilor și colectivelor claselor unde este
folosită.
Utilizarea modelării în demersul didactic a dus la creșterea interesului pentru studiul
legăturilor chimice, pentru înțelegerea structurii substanțelor chimice și pentru chimie, în
general.
În viitor, cercetările se vor extinde și la alte clase din învățământul gimnazial și
profesional și vo r fi extinse și la clase din învățământul liceal, în situația în care încadrarea o va
permite.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
120
BIBLIOGRAF IE, WEBOGRAFIE
1. Albert, F.M. (coordonator), ”Chimie generală” , Editura Didactică și Pedagogică, București,
1967
2. Bâclea, D., Constantinescu, M .,”Chimie. Planuri de lecție” , Ed. Polirom, Iași, 1999;
3. Berdan, I., ”Structura și reactivitatea substanțelor anorganice”, Editura Universității
”Alexandru Ioan Cuza”, Iași, 1992;
4. Berdan, I., Calu, N., ”Chimie anorganică. Nemetale”, Editura Universității, Iași, 1992;
5. Calu, N., Berdan, I., Sandu, I., ”Chimie anorganică. Meta le (I și II)”, Editura I.P.I, Iași,
1987;
6. Cerghit, I., ”Metode de învățământ”, Ed. Didactică și Pedagogică, București, 1997;
7. Ciobotaru, D., Angelescu, T., Munteanu, I., Melnic, M., Gall, M., ”Fizică – Manual pentru
clasa a XII -a”, Editura Didactică și Peda gogică, București, 1995 ;
8. Cozma, D. G., ”Elemente de didactica chimiei” , Ed. Spiru Haret, Iași, 2003;
9. Cozma, D.G., Pui, A., ”Concepte și metode în predarea – învățarea chimiei” , Ed. Matrix
Rom, București, 2001;
10. Cozma, D. G., Pui, A., ”Didactica chimiei – teorie și aplicații”, Ed. Performantica, Iași,
2009;
11. Cucoș, C., ”Pedagogie” , Ed. Polirom, Iași, 2008.
12. Curriculum Național – pentru clasele VII –XII;
13. Dobrescu, F., ”Chimie generală” , Editura Didactică și Pedagogică”, București, 1972;
14. Dolfi, A. ”A.D.N. –ul”, http://anatomie.romedic.ro/adn ;
15. Ene, S., Sandu, Ghe., Brebenel, G., Iancu, E., ”Biologie – Manual pentru clasa a XII -a”, Ed.
Gimnasium, București, 1998.
16. Fătu, S., ” Metodica predării chimiei în liceu ”, Editura Corint, București, 1997;
17. Fătu, S., Jinga, I., ”Învățarea eficientă a conceptelor fundamentale de chimie”, Ed. Corint,
București,1997;
18. Florescu, N., Popescu, V., Popescu, A., ”Fizică – Manual pentru clasa a XII -a”, Editura
Gimnasium, Târgoviște, 2007.
19. Foca, N., Condurache, D., Goanță, M., Oancea, S., ”Chimie Anorganică”, Editura
”Gheorghe Asachi”, Iași, 2002.
20. Jensen, F., ” Introduction to Computational Chemistry ”, Wiley, Chichester, 1999;
21. Jurcoane, Ș., Cornea, P., Stoica, I., Vassu, T., ” Tratat de biotehnologie ”, vol II, Ed. Tehnică,
București, 2006;
22. http://imake.lefo.ro/~laurentiu.bulgaru/ael/;
23. https://ro.wikipedia.org/wiki/ADN;
24. http://www.creeaza.com/referate/chimie/Legaturi -intermoleculare -legat556.php;
25. http://www.creeaza.com/referate/fizica/Structura -materialelor -Starea -711.php;
26. https://www.didactic.ro/materiale -didactice/ioni -molecule -valenta ;
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
121
27. https://mail.uaic.ro/~marius.mihasan/teaching/pdfs/general_chemistry_courses/CURS%205.p
df;
28. https://www.quora.com/;
29. Humelnicu, D., ”Introducere în chimie anorganică” , Editura Universității ”Alexandru Ioan
Cuza”, Iași, 2002;
30. Humelnicu, I., Curs ”Modelarea proceselor fizico -chimice din mediu” , predat Universitatea
”Al. I. Cuza” din Iași, Facultatea de Chimie, secția Master Chimia Mediului în anul școlar
2005 – 2006;
31. Macarovici, C. ”Chimie anorganică – metale” , Editura Didactică și Pedagogică, București,
1972
32. Manualele de chimie – clasele VII – XII în vigoare;
33. Marinescu, M. “Didactica biologiei – teorie și aplicații” , Ed. Paralela 45, Pitești, 2010;
34. Matei, C., Berger, D.C., Răzvan, A., Isope cu, D.R., Danciu, T.D., Costache, C., Simonescu,
C., Dancilă, A.M, ”Suport de curs pentru programele Privim către viitor -e-Chimie, Basic IT
skills, TIC -Chimie, Inovare în predarea și învățarea chimiei – Volumul I: Chimie
Anorganică și Chimie Analitică” , Editura Politehnica Press, București, 2012;
35. Nenițescu, C. D., ”Chimie generală”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1979;
36. O'Connor, P., Davis, J., Haenisch, E., MacNab, W., McCellan, A.L., ”Chimie: experiențe și
principii” , Editura Științifică și En ciclopedică, București, 1983;
37. Popescu, A., Dinu , V., Trutia, E., Popa -Cristea, E., ”Biochimie medicală” , Ed. Medicală,
București, 2002;
38. Pui, A., Cornei, N., Cozma, D.G., ”Analiză structurală anorganică”, Editura Performantica,
Iași, 2008;
39. Șunel, V., Ciocoiu, I., Rudică, T, Bîcu, E. ”Metodica predării chimiei – pentru concursul de
titularizare, examenul de definitivat și gradele didactice II, I” , Editura Marathon, Iași, 1997;
40. Viu, F. ”Utilizarea programelor de calculator în reprezentarea structurilor moleculare” , revista
”Inițiative didactice” , nr. 44, pag 19 – 20, Pitești, noiembrie 2008, ISSN 1841 -1509;
41. Vlădescu, L., Petrescu, O., Cosma, I., ”Chimie – Manual pentru clasa a IX -a”, Editura
Didactică și Pedagogică, București, 1997.
42. www.dida ctic.ro
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
122
ANEXE
Anexa 1 . Chestionare anchetă date la începutul anului școlar
Chestionar – Anchetă la început de an școlar (Învățământ Gimnazial)
Clasa VII Sexul M Domiciliul Urban
Vârsta(ani) F Rural
I. Inserția elevilor în mediul familial:
Răspunde la următoarele întrebări referitoare la relația cu
părinții tăi. Foart
e des Des Așa și
așa Rar Foart
e rar
5 4 3 2 1
1. Părinții îți fac rost de cărțile și rechizitele școlare de care
ai nevoie.
2. Părinții te încurajează să citești lecturile obligatorii.
3. Părinții tăi discută cu tine despre planurile tale de viitor
(școală și meserie).
4. Părinții te întreabă despre întâmplările de la școală.
5. Părinții te întreabă despre lucrurile învățate în timpul
orelor.
6. Părinții îți cer să te străduiești la școală.
7. Părinții te urmăresc dacă îți înveți lecțiile și îți faci
temele.
8. Părinții tăi te ajută la teme/lecții.
8. Părinții tăi participă la ședințele cu părinții.
10. Părinții tăi te răsplătesc pentru rezultatele bune
obținute la școală.
II. Inserția elevilor în mediul școlar și al clasei:
Care din următoarele afirmații ți se potrivesc cel mai
bine? Foarte
mult Mult Așa și
așa Puțin Deloc
5 4 3 2 1
1. Îmi place la școala,
2. Vin cu plăcere la școala în care studiez.
3. La școală mi se pare distractiv, interesant.
4. Mă simt în siguranță la școală.
5. Mă plictisesc la școală.
6. Învăț lucruri noi la școală.
7. Ceea ce învăț la școală îmi folosește în viața de zi cu zi /
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
123
îmi va folosi mai târziu.
8. Mă înțeleg cu colegii de clasă.
9. Profesorii mă tratează cum trebuie.
10. Vreau să termin școala pe care am început -o
III. Motivația elevilor pentru studiul Chimiei:
Răspunde la următoarele întrebări (la întrebările unde răspunsurile sunt scrise cu majuscule, este permis numai un
singur răspuns iar acolo unde sunt însoțite de litere a, b) etc. Sunt permise mai multe răspunsuri)
1. Nume ște câteva dintre substanțele chimice pe care tu și părinții tăi le utilizați acasă:
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
2. Ai avut curiozitatea să răsfoiești manualul de Chimie? (un singur răspuns este posibil)
DA NU
(Dacă ai ales răspunsul NU, la întrebările 3 – 6 nu vei răspunde)
3. Cum ți s -a părut?
INTERESANT PLICTISITOR
4. Din ce alte discipline ai întâlnit noțiuni în manualul de Chimie?
a) Matematică; b) Fizică c) Biologie; d) Altele.
5. Răsfoind manualul de Chimie ai întîlnit noțiunile:
a) materie; b) fenomen; c) soluție;
d) atom; e) electron; f) moleculă;
e) valență; h) formulă chimică; i) reacție chimică.
6. Ce te -a ”speriat” în manualul de chimie, răsfoindu -l?
a) tabelul periodic al elementelor; b) formulele chimice ale substanțelor;
c) ecuațiile reacțiilor c himice; d) altceva, anume:________________________________.
7. Consider că cu ajutorul profesorului și al materialelor disponibile, studiul chimiei va fi:
UȘOR DIFICIL INTERESANT PLICTI SITOR
8. În orele de chimie îmi doresc să văd:
a) exerciții și probleme; b) lecții cu conținut interdisciplinar; c) experimente.
9. Îmi doresc ca orele de chimie să se desfășoare în:
a) Cabinetul de Științe; b) Laboratorul AeL c) Sala de clasă.
10. Consider că noțiunile de chimie îmi vor fi utile pe viitor:
DA NU
Vă mulțumesc!
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
124
Chestionar – Anchetă la început de an școlar (Învățământ profesional)
Clasa IX Sexul M Domiciliul Urban
Vârsta(ani) F Rural
I. Inserția elevilor în mediul familial:
Răspunde la următoarele întrebări referitoare la relația cu
părinții tăi. Foart
e des Des Așa și
așa Rar Foart
e rar
5 4 3 2 1
1. Părinții îți fac rost de cărțile și rechizitele școlare de care
ai nevoie.
2. Părinții te încurajează să citești lecturile obligatorii.
3. Părinții tăi discută cu tine despre planurile tale de viitor
(școală și meserie).
4. Părinții te întreabă despre întâmplările de la școală.
5. Părinții te întreabă despre lucrurile învățate în timpul
orelor.
6. Părinții îți cer să te străduiești la școală.
7. Părinții te urmăresc dacă îți înveți lecțiile și îți faci
temele.
8. Părinții tăi te ajută la teme/lecții.
8. Părinții tăi participă la ședințele cu părinții.
10. Părinții te răsplătesc pentru rezultatele bune obținute la
școală.
II. Inserția elevilor în mediul școlar și al clasei
Care din următoarele afirmații ți se potrivesc cel mai
bine? Foarte
mult Mult Așa și
așa Puțin Deloc
5 4 3 2 1
1. Îmi place la școala.
2. Vin cu plăcere la școala în care studiez.
3. La școală mi se pare distractiv, interesant.
4. Mă simt în siguranță la școală.
5. Mă plictisesc la școală.
6. Învăț lucruri noi la școală.
7. Ceea ce învăț la școală îmi folosește în viața de zi cu zi /
îmi va folosi mai târziu.
8. Mă înțeleg cu colegii de clasă.
9. Profesorii mă tratează cum trebuie.
10. Vreau să termin școala pe care am început -o
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
125
III. Motivația elevilor pentru studiul Chimiei
Răspunde la următoarele întrebări (la întrebările unde răspunsurile sunt scrise cu majuscule,
este permis numai un singur răspuns iar acolo unde sunt însoțite de litere a, b) etc. Sunt permise
mai multe răspunsuri)
1. Chimia studiază:
a)structura substanțelor; b) proprietățile substanțelor.
2. Din punctul meu de vedere, Chimia este o știință:
a) interesantă; b) plictisitoare; c) accesibilă; d) imposibil de înțeles.
3. În gimnaziu am fost interest de studiul Chimiei:
DA NU
4. În gimnaziu, am făcut ore de Chimie în laboratoare/cabinet dedi cate:
DA NU
5. În gimnaziu, am realizat experimente de Chimie:
a) Da, singur, sub îndrumarea profesorului;
b) Da, profesorul a realizat experimente demonstrative;
c) Nu, nu am realizat.
6. Exercițiile și problemele de chimie sunt:
a) ușoare; b) dificile; c) accesibile, în limita cunoașterii noțiunilor de bază;
d) nu m -a interesat.
7. La orele de Chimie îmi doresc să:
a) realizez experimente; b) să cunosc structura substanțelor,
c) să văd lecții care să aibă legătură cu specializarea pentru care mă pregătesc.
8. Numește câteva dintre substanțele chimice pe care tu și părinții tăi le utilizați în gospodărie:
_________________________________ ____________________________________________
_____________________________________________________________________________
9. Consider că în școala profesională, chimia va fi:
a) mai ușoară decât în gimnaziu; b) la fel ca în gimnaziu;
c) mai grea decât în gimnaziu; d) nu mă interesează.
10. Consider că noțiunile de chimie îmi vor fi utile pe viitor:
DA NU
Vă mulțumesc!
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
126
Anexa 2 . Chestionare anchetă date la cald claselor experimentale
Chestionar a nchetă – dată la cald, după predarea și utilizarea lecției
”Formarea moleculelor – Covalența”, clasa a VII -a
Răspunde la următoarele întrebări (la întrebările unde răspunsurile sunt scrise cu majuscule, este permis numai un
singur răspuns iar acolo unde sunt însoțite de litere a, b) etc. Sunt permise mai multe răspunsuri)
1. Din pu nctul tău de vedere, lecția de astăzi a fost interesantă.
DA NU
2. Ai reușit să înțelegi noțiunile predate în lecția de ast ăzi?
DA NU
3. Care din materialele utilizate de către profesor te -a ajutat să înțelegi mai bine noțiunile
predate?
a) manualul; b) desenele realizate pe tablă cu ajutorul cretei (modelele grafice);
c) trusa cu bile și tije (modelul fizic); d) altele, anume ________________________________.
4. Referitor la modelul grafic (desenele de pe tablă), ce reprezintă o liniuță, trasă între doi atomi
de același fel sau diferiți?
_____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________ .
5. Referitor la trusa de modele atomice, ce reprezintă o biluță și ce semnifică culoarea acestora?
_____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________ .
6. Consideri că e bună utilizarea modelelor în predarea moleculelor?
DA NU
7. Au fost ușoare exercițiile propuse după predarea lecției?
DA NU
8. Ai fi tentat să realizezi și tu modele pentru molecule simple sau mai complexe?
DA DA, CU AJUTOR DE LA PROFESOR NU
9. Ce fel de modele ai folosi?
a) Desene b) Trusa de modele c) Altele, anume________________ .
10. Pe o scară de la 1 la 10, nota ta pentru lecția de as tăzi este _______ .
Vă mulțumesc!
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
127
Chestionar a nchetă – dată la cald, după predarea și utilizarea lecției
”Legătura ionică”, clasa a IX -a, învățământ profesional
1. Din puctul tău de vedere, lecția de astăzi a fost interesantă.
DA NU
2. Ai reușit să înțelegi noțiunile predate în lecția de astăzi?
DA NU
3. Care din materialele utilizate de către profesor te -a ajutat să înțelegi mai bine formarea
legăturii ionice?
a) manualul;
b) modelele realizate pe tablă (modelele grafice și matematice);
c) planșele;
d) altele, anume ________________________________.
4. Referitor la formarea legăturii ionice, ionii pozitivi și ionii negativi se formează prin :
CEDARE RESPECTIV ACCEPTARE DE PROTONI
CEDARE RESPECTIV ACCEPTARE DE ELECTRONI
ACCEPTARE RESPECTIV CEDARE DE ELECTRONI
5. Referitor la modelele realizate pe tablă, te -a ajutat mai bine:
a) modelul matematic; b) modelul grafic;
6. Consideri că e de bun augur utilizarea modelelor în predarea legăturilor ionice?
DA NU
7. Au fost ușoare exercițiile propuse după predarea lecției?
DA NU
8. Ai fi tentat să realizezi modele și pentru alte substanțe ionice, mai complexe?
DA DA, CU AJUTOR DE LA PROFESOR NU
9. Dacă ai preda această lecție ce fel de model ai folosi?
a) Desen b) Ecuații c) Alt model, anume________________ .
10. Pe o scară de la 1 la 10, nota ta pentru lecția de astăzi este _______ .
Vă mulțumesc!
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
128
Anexa 3 . Planificări anuale pentru clasele incl use în cercetare
Clasa a VII -a martor (An școlar 2016 – 2017)
Școala Gimnazială ”Nicolae Stoleru”
Comuna Baia, Județul Suceava
Disciplina: CHIMIE , 2 ore /săpt.
Profesor: Florin VIU
An școlar: 2016 – 2017
Nr. 1636/26.09.2016 AVIZAT
Director:
Prof. Ioan NATU
Sef de catedră:
Prof. Angelica IFTIME
PLANIFICARE ANUALĂ
C l a s a a V I I -a
Nr.
Crt. Semestrul Unitatea de învățare Competente specifice Nr. de ore Data
1.
I
(38 ore) Noțiuni introductive 2.1, 4.1, 4.2, 5.1 4 S1 – S2
2. Corp. Substanță. Amestec 1.1, 2.1, 3.1, 3.2, 4.1, 5.1 7 S3 – S6
3. Soluții 1.1, 2.1, 3.1, 4.1, 5.1 7 S6 – S9
4. Structura substanțelor. Atomul 1.1, 2.2, 4.2, 5.2 8 S10 – S13
5. Sistemul periodic al elementelor 1.1, 2.2, 4.2, 5.2 5 S14 – S16
6. Ioni. Molecule 1.2, 2.2, 3.3, 4.2, 5.2 5 S16 – S18
7. Recapitulare semestrială 3.2, 4.2, 4.3 2 S19
8.
II
(32 ore) Formule chimice 1.2, 2.2, 3.3, 4.2, 5.2 6 S1 – S3
9. Calcule pe baza formulelor chimice 1.1, 3.2, 3.3, 4.1, 5.1, 5.2 8 S4 – S7
10. Reacții chimice 1,2, 2.3, 2.4, 3.4, 4.3, 5.2 14 S8 – S13, S15
11. Recapitulare finală 3.2, 4.2, 4.3 2 S16
Săptămâna ”Școala Altfel: Să știi mai multe, să fii mai bun!” – 29 mai – 2 iunie 2017 (S14, Sem II)
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
129
Clasa a VII -a experimentală (An școlar 2017 – 2018)
Școala Gimnazială ”Nicolae Stoleru”
Comuna Baia, Județul Suceava
Disciplina: CHIMIE , 2 ore /săpt.
Profesor: Florin VIU
An școlar: 2017 – 2018
Nr. 2602/18.09.2017 AVIZAT
Director:
Prof. Roxana -Maria
POTLOG
Sef de catedră:
Prof. Angelica IFTIME
PLANIFICARE ANUALĂ
C l a s a a V I I -a
Nr.
Crt. Semestrul Unitatea de învățare Competente specifice Nr. de ore Data
1.
I
(36 ore) Noțiuni introductive 2.1, 4.1, 4.2, 5.1 4 S1 – S2
2. Corp. Substanță. Amestec 1.1, 2.1, 3.1, 3.2, 4.1, 5.1 6 S3 – S6
3. Soluții 1.1, 2.1, 3.1, 4.1, 5.1 6 S7 – S9
4. Structura substanțelor. Atomul 1.1, 2.2, 4.2, 5.2 8 S10 – S13
5. Sistemul periodic al elementelor 1.1, 2.2, 4.2, 5.2 5 S14 – S15
6. Ioni. Molecule 1.2, 2.2, 3.3, 4.2, 5.2 5 S16 – S17
7. Recapitulare semestrială 3.2, 4.2, 4.3 2 S18
8.
II
(34 ore) Formule chimice 1.2, 2.2, 3.3, 4.2, 5.2 8 S1 – S4
9. Calcule pe baza formulelor chimice 1.1, 3.2, 3.3, 4.1, 5.1, 5.2 8 S5,S6,S8,S9
10. Reacții chimice 1,2, 2.3, 2.4, 3.4, 4.3, 5.2 14 S10 – S16
11. Recapitulare finală 3.2, 4.2, 4.3 2 S17
Săptămâna ”Școala Altfel: Să știi mai multe, să fii mai bun!” – 26-30 martie 2017 (S7, Sem II)
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
130
Clasa a IX -a A P(clasă martor), Clasa aIX -a B P(clasă experimentală) (An școlar 2017 – 2018)
Colegiul Tehnic ”Mihai Băcescu”
Disciplina: CHIMIE , 2 ore /săpt.
Profesor: Florin VIU
An școlar: 2017 – 2018
Nr. 5341/26.09.2017
AVIZAT
Director,
Prof. Claudia SUSEANU
Șef catedră,
Prof. Gabriela BĂDĂRĂU
Nr.
Crt. Semestrul Unitatea de învățare Competente specifice Nr. de ore Data
1.
I
(36 ore) Recapitulare din clasele VII, VIII 1.1 – 5.2 4 S1 – S2
2. Atomul, componentă a materiei 1.2, 3.2, 4.1 5 S3 – S5
3. Sistemul periodic 1.1, 2.1 2.2, 2.3, 3.1, 3.2, 4.2, 5.1 9 S5 – S9
4. Structura electronică și proprietățile elementelor
1.1, 2.1,2.2, 2.3, 3.1,
3.2, 4.1, 4.2, 5.1,5.2 6 S10 – S12
5. Legături chimice. 1.1, 2.1, 2.2, 2.3, 3.1,
3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 9 S13 – S17
6. Recapituare și consolidare 1.1 – 5.2 3 S17 – S18
7.
II
(32 ore) Starea gazoasă 3.2, 4.2 5 S1 – S3
8. Soluții apoase 1.2, 1.3, 2.1, 3.2, 3.3, 4.2, 5.1, 5.2 7 S3 – S6
9. Echilibru chimic 1.1, 2.1, 2.2, 2.3, 3.1, 3.2, 4.2 4 S7 – S8
10. Acizi și baze 1.1, 1.2, 1.3, 2.1, 3.2, 4.2, 5.1, 5.2 5 S9 – S11
11. Procese redox. Aplicații ale reacțiilor redox
1.1, 1.3, 2.1, 2.2, 2.3, 3.2,
3.3, 4.1, 4.2, 5.2 7 S11 – S13, S15
12. Recapitulare și consolidare. 1.1 – 5.2 2 S16
Săptămâna ”Școala Altfel: Să știi mai multe, să fii mai bun!”: 21 – 25 mai 2018 (S14, Sem II)
Practică comasată: S17 – S21, Sem. Al II -lea (11.VI – 13.VII.2018)
PLANIFICARE CALENDARISTICĂ ANUALĂ
Clasa a IXAp, IXBp
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
131
Anexa 4. Proiectarea unităților de învățare pentru clasele incluse în cercetare.
Clasa a VII -a martor (An școlar 2016 – 2017)
Școala Gimnazială ”Nicolae Stoleru” Baia
Disciplina Chimie
Profesor Florin Viu Clasa a VII -a, 2ore/săpt.
An școlar 2016 – 2017
PROIECTUL UNITĂȚII DE ÎNVĂȚARE Nr. 6
”IONI. MOLECULE” (5 ore)
Detalii de
conținut C.S. Activități de învățare Resurse Evaluare
Nr.
ore Resurse procedurale Resurse
materiale
Formarea
ionilor 1.2
2.2 Modelarea procesului de ionizare a atomilor
Clasificarea ionilor
Reprezentarea comparativă a structurii atomice cu cea a
ionilor
Formularea de ipoteze referitoare la caracteristicile
ionilor 1 Problematizarea,
Conversația, Modelarea
Explicația,
Descoperirea dirijată,
Instruirea atestată de
calculator Tablă, cretă
Sistem periodic
Manual
Calculator
Videoproiector
Planșe Observarea
sistematică
Probe orale
Fise de lucru
Evaluare AeL
Substanțe
ionice 1.2
2.2 Definirea compușilor ionici
Punerea în evidență a unor proprietăți ale substanțelor
ionice 1 Problematizarea
Algoritmizarea
Conversația, Descrierea Tablă, cretă
Manual
Calculator
Videoproiector Observarea
sistematică
Fișe de lucru
Probe orale
Molecule 1.2
2.2 Formularea de ipoteze referitoare la caracteristicile
moleculelor
Modelarea moleculelor: H 2, Cl 2,N2, HCl, H 2O, NH 3, CH 4
Exerciții de stabilire a covalentei prin reprezentarea unor
molecul e
Clasificarea moleculelor după felul/numărul atomilor
componenți 2 Conversația, Explicația,
Experimentul
demonstrativ
Descoperirea dirijată
Instruirea asistată de
calculator,
Problematizarea. Tablă, cretă
Manual
Sistem periodic
Planșă Observarea
sistematică
Fișe de lucru
Probe orale
Evaluare 1.2
2.2 Susținerea unui test de evaluare 1 Teste Probă scrisă
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
132
Clasa a VII -a experimentală (An școlar 2017 – 2018)
Școala Gimnazială ”Nicolae Stoleru” Baia
Disciplina Chimie
Profesor Florin Viu Clasa a VII-a, 2ore/săpt.
An școlar 2017 – 2018
PROIECTUL UNITĂȚII DE ÎNVĂȚARE Nr. 6
”IONI. MOLECULE” (5 ore)
Detalii de
conținut C.S. Activități de învățare Resurse Evaluare
Nr.
ore Resurse procedurale Resurse
materiale
Formarea
ionilor 1.2
2.2 Modelarea procesului de ionizare a atomilor
Clasificarea ionilor
Reprezentarea comparativă a structurii atomice cu cea a
ionilor
Formularea de ipoteze referitoare la caracteristicile
ionilor 1 Problematizarea,
Conversația, Modelarea
Explicația,
Descoperirea dirijată,
Instruirea atestată de
calculator Tablă, cretă
Sistem periodic
Manual
Calculator
Videoproiector
Planșe Observarea
sistematică
Probe orale
Fise de lucru
Evaluare AeL
Substanțe
ionice 1.2
2.2 Definirea compușilor ionici
Punerea în evidență a unor proprietăți ale substanțelor
ionice 1 Problematizarea
Algoritmizarea
Conversația, Descrierea Tablă, cretă
Manual
Calculator
Videoproiector Observarea
sistematică
Fișe de lucru
Probe orale
Molecule 1.2
2.2 Formularea de ipoteze referitoare la caracteristicile
moleculelor
Modelarea moleculelor: H 2, Cl 2,N2, HCl, H 2O, NH 3, CH 4
Exerciții de stabilire a covalentei prin reprezentarea unor
molecule
Clasificarea moleculelor după felul/numărul atomilor
componenți 2 Experimentul
demonstrativ
Modelarea
Conversația, Explicația,
Descoperirea dirijată
Problematizarea. Tablă, cretă
Manual
Sistem periodic
Planșă Observarea
sistematică
Fișe de lucru
Probe orale
Evaluare 1.2
2.2 Susținerea unui test de evaluare 1 Teste Probă scrisă
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
133
Clasa a IX -a A p (Clasă martor, an școlar 2017 – 2018)
Clasa a IX -a B p (Clasă experimentală, an școlar 2017 – 2018)
Școala Gimnazială ”Nicolae Stoleru” Baia
Disciplina Chimie
Profesor Florin Viu Clasa a IX-a, înv. profesional , 2ore/săpt.
An școlar 2017 – 2018
PROIECTUL UNITĂȚII DE ÎNVĂȚARE Nr. 5
”LEGĂTURI CHIMICE” (9 ore)
Detalii de conținut C.S. Activități de învățare Resurse Evaluare
Nr.
ore Resurse procedurale Resurse materiale
Legătura ionică. 1.1
2.1
2.2
2.3
3.1
3.2
4.1
4.2
5.1
5.2 Definirea și clasificarea legăturilor chimice.
Generarea de ipoteze asupra formării legăturii ionice.
Cercetarea caracterului electrochimic și chimic al
elementelor între care se stabilește legătura ionică.
Enumerarea unor caracteristici specifice legăturii ionice.
Identificarea claselor de compuși care prezintă legătură
ionică. 1 Asaltul de idei.
Problematizare
Conversația euristică.
Modelarea. Tablă, cretă
Manual
Calculator
Videoproiector
Fișe de lucru Observare
sistematică
Probe orale
Fișe de lu cru
Cristalul de clorura de
sodiu: structură,
proprietăți fizice,
utilizări. Explicarea structurii rețelei cristaline în cazul NaCl
Proiectarea și realizarea corectă a experimentelor în
urma cărora se obțin substanțe ionice, se verifică
proprietățile substanțelor ionice.
Modelarea legăturii ionice în anumiți compuși ionici. 1 Conversația euristică.
Modelarea.
Experimentul
Problematizarea Tablă, cretă
Manual
Calculator
Videoproiector
Planșe Observare
sistematică
Probe orale
Legătura covalentă. Generarea de ipoteze asupra formării legăturii covalente.
Clasificarea legăturii covalente în funcție de natura
atomilor care participă la formarea legăturii.
Explorarea structurii unor compuși în care apar legături
simple, duble și triple.
Enumerarea unor proprietăți specifice legăturii
covalente. 1 Asaltul de idei.
Conversația euristică.
problematizare Tablă, cretă
Manual
Calculator
Videoproiector
Planșe
Fișe de lucru Observare
sistematică
Probe orale
Fișe de lucru
Polaritatea legăturii
covalente. Identificarea caracterului electrochimic al elementelor
între care se stabilește legătura covalentă.
Recunoașterea claselor de compuși cu legături covalente
polare și nepolare. 1 Conversația euristică.
problematizare Tablă, cretă
Manual
Calculator
Videopr oiector Observare
sistematică
Probe orale
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
134
Molecule polare și
nepolare . Identificarea diferențelor dintre o moleculă polară și
nepolară.
Modelarea legăturii covalente polare și nepolare în
anumiți compuși. 1 Modelarea.
Problematizare
Conversația euristică.
Asaltul de idei. Tablă, cretă
Calculator
Videoproiector
Fișe de lucru Observare
sistematică
Probe orale
Fișe de lucru
Legătura covalentă
coordinativă. Generarea de ipoteze asupra formării legăturii covalente
coordinative.
Stabilirea diferențelor dintre legătura covalentă și
legătura covalentă coordinativă.
Modelarea formării legăturii covalente coordinative în
anumiți compuși.
Stabilirea claselor de compuși în care este specifică
legătura covalentă coordinativă. 1 Asaltul de idei.
Conversația euristică.
Modelare Tablă, cretă
Manual
Calculator
Videoproiector
Planșe Observare
sistematică
Probe orale
Interacții
intermoleculare –
legătura de hidrogen,
forțe van der Waals. Stabilirea diferențelor dintre legăturile chimice care se
stabilesc între atomi prin intermediul electronilor de
valență și legăturile intermoleculare.
Clasificarea legăturilor intermoleculare.
Enumerarea compușior chimici care prezintă legătură de
hidrogen, dipol -diplol, Van der Waals. 1 Asaltul de idei.
Conver sația euristică.
Modelare Tablă, cretă
Manual
Calculator
Videoproiector
Fișe de lucru Observare
sistematică
Probe orale
Fișe de lucru
Probleme. Consolidarea și sistematizarea cunoștințelor referitoare
la legăturile chimice între ioni, atomi, legături
intermoleculare. 1 Conversația
Problematizarea Tablă, cretă
Manual
Fișe del lucru Observare
sistematică
Probe orale
Fișe de lucru
Evaluare Susținerea unui test de evaluare 1 Probă scrisă
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
135
Anexa 5. Proiecte didactice
Clasa a VII -a martor (An școlar 2016 – 2017)
PROIECT DIDACTIC
A. ELEMENTE DE IDENTIFICARE
Data: 19 Ianuarie 2017
Disciplina: Chimie
Unitatea de învățământ: Școala Gimnazială Nr. 2 Baia
Clasa: a VII -a
Propunător: Prof. Viu Florin
Titlul lecției: Molecule
Tipul lecției: Lecție de predare
Durata: 50 minute
Competențe specifice:
1.2. Clasificarea particulelor elementare, elementelor, ionilor, moleculelor după unul sau mai
multe criterii;
2.2. Formularea ipotezelor referitoare la caracteristicile structurale ale diferiților atomi, ioni și
molecule
Obiective operaționale:
La sfârșitul acestei lecții, elevii vor fi capabili:
O1 – Să explice existența moleculelor pornind de la experimentele realizate;
O2 – Să definească noțiunea de moleculă;
O3 – Să clasifice mol eculele pornind de la numărul de atomi și speciile care sunt
implicate în formarea acestora;
O4 – Să precizeze caracteristici ale moleculelor.
Strategia didactică: frontală, individuală.
Metode didactice folosite: conversația, explicația, experimentul demo nstrativ, descoperirea
dirijată, instruirea asistată de calculator, problematizarea.
Mijloace didactice: tabla, cretă, videoproiector, ecran, pahare Berzelius, cerneală, acetonă,
parfum.
Bibliografie:
1. Stănescu, S., Constantinescu, R. – „Chimie – manual pe ntru clasa a VII -a ”, Editura
Sigma, 2000
2. Fătu, S., Stroe, F., Stroe, C. – „Chimie – manual pentru clasa a VII -a ”, Editura Corint,
București, 2000
3. Gheorghiu, C. „Chimie – manual pentru clasa a VII -a ”, Editura Corint, București, 2000
4. www.didactic.ro
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
136
B. DESFĂȘURAREA LECȚIEI
Secvența lecției
Activități desfășurate de către: Strategii didactice Evaluare
profesor Elevi Metode
didactice Mijloace
didactice Forme de
organizare
1.Moment
organizatoric
( 2 minute ) Creează climatul psihologic și
atmosfera necesară desfășurării
activității Își pregătesc materialele necesare Conversația caiete și
instrumente de
scris Activitate
frontală observarea
comportamentului
2.Verificara
cunoștințelor
dobândite în
lecția
anterioară
(10 minute ) Aplică elevilor un test fulger
(ANEXA 1)
Afișează baremul de corectare.
Solicită elevilor să își evalueze colegii. Rezolvă testul fulger
Corectează testele colegilor în funcție de
indicațiile date de profesor. Conversația
Instruirea
asistată de
calculator . Videoproiector Activitate
frontală
Activitate
individuală
Probă scrisă
Interevaluare
3.Anunțarea
temei noi și a
obiectivelor
propuse (2 min ) Scrie pe tablă titlul lecției „Molecule”.
Anunță obiectivele lecției
Își notează titlul lecției pe caiete și
ascultă cu atenție Conversația Tabla, cretă Activitate
frontală
4. Captarea
atenției (5min)
Captarea atenției – Se realizează prin
următoarele experimente simple:
1.Profesorul pulverizează parfum de
câteva ori în sala de clasă, apoi întreabă
elevii dacă au simțit mirosul degajat.
2. Solicită unui elev să apropie de nas
un pahar cu acetonă și să miroasă, apoi
să apropie un al doilea pahar cu aceeași
substanță, dar acoperit cu o coală de
sugativă.
3. Într -un pahar Berzelius cu apă, se
adaugă câteva picături de cerneală.
Solicită apoi elevilor să numească
fenomenul și dacă s -a întâmplat ceva
asemănător și în cazul primelor două
experimente
Elevii solicitați răspund întrebării.
Elevul solicitat realizează experimentul.
Colegii răspund întrebărilor adresate.
Răspund la întrebări.
Conversația
Explicația
Experimentul
demonstrativ
Parfum,
Acetonă
Apă
Cerneală
Pahare
Berzelius.
Activitate
frontală
Probă orală
Probă practică
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
137
5. Predarea
noilor
cunoștințe
(23min)
Adresează elevilor întrebarea: ce s -a
pus în evi dență în cele trei
experimente?
Definiție. Molecula este cea mai mică
particulă dintr -o substanță care poate
exista în stare liberă și care prezintă
toate proprietățile s ubstanței
respective.
Prezintă apoi elevilor pe tablă, o serie
de modele moleculare, apoi solicită
elevilor să realizeze o clasificare a
moleculelor:
– model substanță simplă
monoatomică;
– model substanță simplă biatomică;
– model substanță simplă poliato mică;
– model substanță compusă biatomică;
– model substanță compusă
poliatomică;
Adresează elevilor următoarele
întrebări:
1.Din ce sunt alcătuite moleculele?
2. Care sunt caracteristicile atomilor?
3. Cum sunt atomii ce compun
moleculele?
4. Cum era mișcarea moleculelor de
cerneală din experimentul 3? Formulează concluzia: În urma
experimentelor, am pus în evidență
prezența moleculelor.
Notează definiția în caiete:
Realizează clasificarea:
MOLECULE:
1.SUBSTANȚE SIMPLE:
– monoatomice;
– biatomice;
– poliatomice;
2. SUBSTANȚE COMPUSE:
– biatomice;
– poliatomice.
Împreună cu profesorul stabilesc
caracteristicile moleculelor:
-sunt particule materiale neutre din
punct de vedere electric, cu masă și
dimensiuni extrem de reduse;
-au în componență lor atomi identici
sau diferiți;
-sunt în mișcare continuă și
dezordonată;
-participă efectiv în procesele chimice. Conversația
Conversația
Explicația
Observația
Problematizarea
Conversația
Explicația
caiete și
instrumente de
scris
Trusa modele
Caiete
Tablă, cretă.
Caiete
Tablă, cretă.
Activitate
frontală
Activitate
frontală
Activitate
frontală
Probă orală
Probă orală
Probă orală
6.Fixarea
cunoștințelor
(6min) Împarte elevilor fișele de lucru
(ANEXA 2) și solicită elevilor să
rezolve exercițiul. Rezolvă exercițiul Exercițiul Fișe de lucru Activitate
frontală
Probă orală
7. Anunțarea
temei pentru
acasă (2min) Propune un experiment, prin care să
dovedești difuzia unei substanțe solide
într-o substanță lichidă. Își notează tema pe caiete.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
138
C. ANEXE
ANEXA 1
TEST FULGER
1.Completează spațiile libere:
a) Ionii pozitivi se formează prin _____________________ de electroni.
b) Ionii negativi se formează prin ___________________ de electroni.
c) Procesul de transformare al atomilor în ioni se numește ______________________ .
d) Substanțele formate din ioni se numesc __________________________ .
2. La ionii pozitivi:
a) numărul protonilor este mai mare dec ât numărul electronilor;
b) numărul protonilor este mai mic decât numărul electronilor;
c) numărul protonilor este egal cu numărul electronilor.
3.Ce variantă dintre cele de mai sus ai încercui în cazul ionilor negativi?
4.Pentru :
a) Model ează procesele de ionizare;
b) stabilește caracterul chimic și electrochimic;
c) Stabilește electrovalența.
Barem de corectare:
1. a) cedare 0,5 puncte
c) acceptare 0,5 puncte
c) ionizare 0,5 puncte
d) substanțe ionice 0,5 puncte
2. a) 1 puncte
3. b) 1 puncte
4. a) F + 1e – = F- 1 puncte
b) Caracter chimic – nemetal
Caracter electrochimic – electronegativ 0,5 puncte
0,5 puncte
c) Electrovalența – -1 0,5 puncte
a) Mg – 2e- = Mg2+ 1 puncte
b) Caracter chimic – metal
Caracter electrochimic – electropozitiv. 0,5 puncte
0,5 puncte
c) Electrovalența – +2 0,5 puncte
Din oficiu 1 puncte
TOTAL 10 puncte
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
139
ANEXA 2
FIȘĂ DE LUCRU
Se dau moleculele:
a) Hidrogen – H2
b) Acid clorhidric – HCl
c) Oxigen – O2
d) Metan – CH 4
e) Heliu – He
f) Ozon – O3
g) Amoniac – NH 3
h) Acid iodhidric – HI
i) Dioxid de carbon – CO 2
j) Apă – H2O
k) Acid fluorhidric – HF
l) Azot – N2
m) Argon – Ar
n) Sulf – S8
o) Fosfor – P4
p) Acid sulfuric – H2SO 4
q) Clor – Cl2
r) Neon – Ne
Încadrează moleculele de mai sus în clasificarea realizată în clasă.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
140
D. SCHIȚA TABLEI
Molecule formate din
atomi ai aceleiași specii
chimice (substanțe
simple):
1.molecule monoatomice
Ex:He, Ar, Ne (gaze rare)
2.molecule diatomice
Ex: H 2, O 2, N 2, Cl 2
3.molecule poliatomice
Ex: O 3, S8, P4
Molecule formate din
atomi din specii chimice
diferite (substanțe
compuse ):
1.molecule bi atomice
Ex:HCl, HI, HF
2.molecule poliatomice
Ex: CH 4, NH 3, CO 2, H 2O,
H2SO 4.
Molecula este cea mai mică
particulă dintr -o substanță care
poate exista în stare liberă și
care prezintă toate proprietățile
substanței respective.
– sunt particule materiale neutre
din punct de vedere electric, cu
masă și dimensiuni extrem de
reduse;
– au în componență lor atomi
identici sau diferiți;
– sunt în mișcare continuă și
dezordonată;
– participă efectiv în procesele
chimice.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
141
Clasa a VII experimentală (An școlar 2017 – 2018)
PROIECT DIDACTIC
A. ELEMENTE DE IDENTIFICARE
Data: 23 Ianuarie 2018
Disciplina: Chimie
Unitatea de învățământ: Școala Gimnazială Nr. 2 Baia
Clasa: a VII -a
Propunător: Prof. Viu Florin
Titlul lecției: Formarea moleculelor – Covalența
Tipul lecției: Lecție de predare
Durata: 50 minute
Competențe specifice:
1.2. clasificarea particulelor elementare, elementelor, ionilor, moleculelor după unul sau mai
multe criterii;
2.2. formularea ipotezelor referitoare la caracteristicile structurale ale diferiților atomi, ioni și
molecule
Obiective operaționale:
La sfârșitul acestei lecții, elevii vor fi capabili:
O1 – Să definească noțiunea de moleculă, covalență;
O2 – Să redea modul de formare a moleculelor pornind de la configurația electronică a
atomilor componenți;
O3 – Să modeleze diferite molecule, folosind trusa de modele atomice;
O4 – Să identifice covalența unor elemente chimice, plecând de la modul de formare al
moleculelor.
Strategia didactică: frontală, individuală, pe grupe.
Metode didactice folosite: conversația, explicația, descoperirea dirijată, instruirea asistată de
calculato r, problematizarea.
Mijloace didactice: tabla, cretă, caiete, instrumente de scris, trusă de modele atomice..
Bibliografie:
1. Stănescu, S., Constantinescu, R. – „Chimie – manual pentru clasa a VII -a ”, Editura
Sigma, 2000
2. Fătu, S., Stroe, F., Stroe, C. – „Chimie – manual pentru clasa a VII -a ”, Editura Corint,
București, 2000
3. Gheorghiu, C. „Chimie – manual pentru clasa a VII -a ”, Editura Corint, București, 2000
4. www.didactic.ro
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
142
B. DESFĂȘURAREA LECȚIEI
Secvența lecției
Activități desfășurate de către: Strategii didactice Evaluare
profesor Elevi Metode
didactice Mijloace
didactice Forme de
organizare
1.Moment
organizatoric
(2 minute ) Creează climatul psihologic și
atmosfera necesară desfășurării
activității
Își pregătesc materialele
necesare Conversația caiete și
instrumente de
scris Activitate
frontală observarea
comportamentului
2.Verificara
cunoștințelor
dobândite în
lecția anterioară
(8 minute )
Se realizează p rin următorul set de
întrebări:
1.Ce sunt moleculele?
2. Care sunt principalele caracteristici
ale moleculelor?
3. Cum clasificăm moleculele?
4. Dați exemple de molecule.
5. Ce sunt ionii?
6. Cum se formează ionii pozitivi?
Exemplificați în cazul K.
7. Cum se formează ionii negativi?
Exemplificați în cazul Cl
8. Cum se formează clorura de potasiu,
KCl?
Răspund întrebărilor adresate.
Elevii numiți vor face
rezolvarea întrebărilor la tablă
Conversația
Explicația
Tablă, cretă
Caiete,
instrumente de
scris
Activitate
frontal ă
Activitate
individuală
Probă orală
3.Anunțarea
temei noi și a
obiectivelor
propuse ( 2 min )
Scrie pe tablă titlul lecției „Formarea
moleculelor”.
Anunță obiectivele lecției
Își notează titlul lecției pe
caiete și ascultă cu atenție Conversația Tabla, cretă Activitate
frontală
4. Captarea
atenției și
predarea noilor
cunoștințe
(30min) Invită elevii să modeleze diferite
molecule cu ajutorul trusei de
modele atomice: H 2, O 2, N 2, HCl,
H2O, NH 3, CH 4.
Indică elevilor și culorile bilelor Elevii vor modela cu ajutorul
trusei, modelele moleculelor
respectând culorile și alte
indicații date de profesor.
Conversația
Explicația
Învățarea prin
descoperire
Observația Trusă de
modele
atomice
Activitate
frontală
Activitate pe
grupe
Probă practică
Observare sistematică
Probă orală
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
143
folosite:
Alb – Hidrogen
Roșu – Oxigen
Negru – Carbon
Verde – Clor
Albastru – Azot.
Pentru fiecare moleculă, un elev este
invitat la tablă să indice modul de
formare a moleculelor.
Precizează că fiecare pereche de
electroni puși în comun se legătură
covalentă sau co valență.
Invită apoi elevii să formuleze
concluzia referitoare la modul de
formare al moleculelor.
Introduce noțiunea de covalență și apoi
invită elevii să identifice covalențele
elementelor chimice întâlnite în
modelele realizate.
Elevii solicitați vor scrie la
tablă procesul de formare al
moleculelor respective.
Își notează apoi informația pe
caiete.
Formulează concluzia:
”Molecu lele se formează prin
punere în comun de
electroni”
Își notează informația pe
caiete.
Identifică covalențele
elementelor chimice.
Conversația
Explicația
Problematizarea
Conversația
Tablă, Cretă
Caiete,
instrumente de
scris
Activitate
frontală
Activitate
individuală
Activitate
frontală
Probă orală
Probă orală
5. Consolidarea
noilor cunoștințe
(5 min) Propune elevilor următorul exercițiu:
Pentru:
a) Cl2;
b) CO 2;
I. Scrieți modul de formare a
moleculei;
II. Identificați covalențele elementelor
chimice care compun moleculele.
Rezolvă exercițiul propus pe
caiete. Conversația
Explicația Tablă, cretă
Caiete,
instrumente de
scris Activitate
frontală Probă orală
6. Aprecieri
asupra lecției și
anunțarea temei
pentru acasă
(3min) Face aprecieri asupra lecției și notează
elevii care s -au remarcat în timpul
lecției.
Anunță tema pentru acasă: Ex: 2.1/86,
Manual. Își notează tema pe caiete.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
144
C. SCHIȚA TABLEI
Modele cu ajutorul trusei de modele și a desenelor de pe tablă pentru următoarele molecule:
hidrogen – H2, oxigen – O2, azot – N2, acid clorhidric – HCl, apă – H2O, amoniac – NH 3, metan
– CH 4. Scrie pe caiet, modul de formare al acestor molecule.
Moleculele se formează prin punere în comun de electroni.
Covalența este valoarea esprimată prin numărul de electroni, pe care un atom îl poate pune în
comun cu unul sau mai mulți atomi.
Elemente cu covalența 1 (monovalente): H, Cl
Elemente cu covalența 2 (divalente): O
Elemente cu covalența 3 (trivalente): N
Elemente cu covalența 4 (tetravalente): C
Aplicație:
Pentru:
a) Cl2;
b) CO 2;
I. Scrieți modul de formare a moleculei;
II. Identificați covalențele elementelor chimice care compun moleculele.
Temă: Ex 2.1/86
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
145
Clasa a IX -a Ap (Clasă martor, an școlar 2017 – 2018)
PROIECT DIDACTIC
Data: 7 Decembrie 2017
Disciplina: Chimie
Unitatea de învățământ: Colegiul Tehnic”Mihai Băcescu” Fălticeni
Clasa: a IX-a A p
Propunător: Prof. Viu Florin
Titlul lecției: Legătura ionică
Tipul lecției: Lecție de predare
Durata: 50 minute
Competențe specifice:
Dezvoltarea unui limbaj adecvat chimiei generale și anorganice;
Încurajarea gândirii critice de tip asociativ;
Prezentarea unei viziuni științifice interdisciplinare chimie – matematică – fizică.
Implicarea elevilor în emiterea de algoritmi specifici sau în aplicarea lor.
Obiective oper aționale:
La sfârșitul lecției, elevii trebuie :
O1 – Să modeleze formarea ionilor pozitivi și negativi;
O2 – Să redea configurații electronice pentru atomi și ionii corespunzători;
O3 – Să simbolizeze ionii unor elemente din sistemul periodic pe baza bilanțului sarcinilor din
nucleu și învelișul electronic al acestora.
O4 – Să identifice corect valența atomilor unor elemente în funcție de numărul de electroni
implicați la formarea de c onfigurații electronice stabile;
O5 – Să diferențieze între interacțiile de natură chimică și cele de natură fizică;
O6 – Să redea etapele formării legăturii ionice;
O7 – Să indice clasele de compuși ionici.
Strategia didactică: frontal, individual
Metode didactice: conversația euristică, problematizarea, brainstorming -ul, studiul de caz,
modelarea, algoritmizarea, etc.
Mijloace didactice: mijloace multimedia, calculator, fișa de reactualizare a cunoștințelor, fișa de
instruire, flip -chart, planșe didactic e, portofoliul, sistemul periodic, manual.
Bibliografie:
1. Manuale de chimie pentru clasa a IX -a aflate în vigoare;
2. Soft educațional ”Lecții interactive de chimie”, Editura Intuitext
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
146
B. DESFĂȘURAREA LECȚIEI:
Moment organizatoric:
Profesorul salută elevii, notează absenții și crează climatul adecvat pentru desfășurarea
lecției.
Elevii se pregătesc pentru lecție.
Reactualizarea cunoștințelor:
Elevii primesc fișe de exerciții pentru reactualizarea și evaluarea stadiului cunoștințelor
dobândite (Anexa 1). Profesorul indică elevilor modul de completare și stabilește timpul de lucru
de 15 minute.
Elevii predau apoi fișele de lucru completate, iar profesorul prezintă la
videoretroproiector un exemplu de fișă rezolvată. Astfel se realizează autoevaluarea și
reactualizarea cunoștințelor pentru lecția nouă.
Anunțarea lecției noi:
Profesorul anunță titlul lecției noi, ”Legătura Ionică” și anunță obiectivele lecției. Apoi
prezintă elevilor la videoproiector lecția „Legătura ionică, interacție de natură chimică într e ioni”
din softul educațional ”Lecții interactive de Chimie”, Ed. Intuitext.
Elevii răspund diverselor intrebări adresate de profesor în timpul prezentării:
Cum se formează ionii?
Ce sunt forțele de atracție electrostatică?
Ce alte tipuri de forțe ați studiat la fizică?
Elevii sunt solicitați să completeze pe flipchart aspecte ținând de configurații electronice
ale ionilor care nu sunt redate în program. Elevii notează în caiete exemplele de modelare a
legăturii ionice vizualizate pe ecranul videoproi ectorului.
Profesorul apreciază și numește elevii care au participat activ la lecție.
Fixarea temei pentru acasă :
Elevii vor completa pentru următoarea oră fișa de instruire dată de profesor (Anexa 2).
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
147
C. ANEXE
Anexa 1
Fișă de autoevaluare
Subiectul I:
Completați spațiile libere astfel încât enunțul să fie correct:
Caracterul metalic reprezintă tendința atomilor unor elemente de a ________________un număr
de_______________trecând în____________________cu configurație stabilă de octet.
Subiectul II:
Asociați în mod logic următoarele informații și trasați săgeți între coloane:
Afinitate de electroni mare Metalele alcaline
Reprezintă interacții între atomi și ioni Legăturile chimice
Valența III Forțele de natură fizică
Raza atomică mare Halogenii
Au în curs de completare substratul de tip p Aluminiul
Subiectul III:
Scrieți configurațiile electronice pentru Mg (Z=12) și Cl (Z=17).
Descrieți procesele de ionizare corespunzătoare atomului fiecărui element dat, precizând
configurațiile electronice și simbolurile ionilor acestora.
Indicație: Folosiți diagrama energetică a orbitalilor și sistemul periodic al elementelor.
Barem de corectare:
15 puncte subiectul I,
25 puncte subiectul II,
50 puncte subiectul III
10 puncte din oficiu.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
148
Anexa 2
FIȘĂ DE LUCRU
1. Cum se formează legătura ionică?
W. Kossel a explicat formarea legăturii ionice pe baza ____________________de la atomii
elementelor cu caracter_________________la atomii elementelor cu caracter_______________ .
2. Cine participă la formarea legăturii ionice în funcție de caracterul chimic?
metale sub formă de __________________obținuți prin ________________de electroni,
având configurație stabilă.
nemetale sub formă de________________obținuți prin________________de ele ctroni,
având configurație stabilă.
3. Care sunt etapele formării legăturii ionice?
Etapa I. Atomii participanți își formează configurație _____________prin transformarea lor
în________________, astfel:
Mg (Z=12) Mg2+
___________________ ____________________
S (Z=16) S2-
___________________ ___________________
Etapa a II -a. Între ionii de semn__________________apar forț e ______________________care
determină formarea compusului___________________.cu formula _________________din
clasa sărurilor.
Na+ + ____ _______
4. Precizează alte două clase de substanțe ionice, alte le decât sărurile.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
149
D. SCHIȚA TABLEI
LEGĂTURA IONICĂ
Definiție: Legătura ionică este legătura chimică ce se formează între ioni de semn contrar.
Ex:
Na – 1e– → Na+
Cl + 1e– → Cl–
Na+ + Cl– → NaCl (clorură de sodiu, compus ionic)
Legătura ionică se formează prin transferul de electroni de la elementele cu caracter
electropozitiv (capabile să cedeze electroni) la elementele cu caracter electronegativ (capabile să
accepte electroni).
La formarea legăturii ionice participă:
metalele, sub formă de ioni pozitivi, rezultați în urma cedării electronilor;
nemetalele sau radicalii sub formă de ioni negativi, rezultați în urma acceptării de la
metale.
Etapele formării legăturii ionice:
Formarea ionilor pozitivi și negativi (interacțiuni de natură chimică);
Interacțiunea electrostatică dintre ioni, cu formarea legăturii ionice (interacțiuni de natură
fizică).
Clase de compuși ionici:
Sărurile;
Oxizii metalici (CaO)
Bazele (NaOH).
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
150
Clasa a IX -a Bp (Clasă experimentală, an școlar 2017 – 2018)
PROIECT DIDACTIC
Data: 6 Decembrie 2017
Disciplina: Chimie
Unitatea de învățământ: Colegiul Tehnic”Mihai Băcescu” Fălticeni
Clasa: a IX-a B p
Propunător: Prof. Viu Florin
Titlul lecției: Legătura ionică
Tipul lecției: Lecție de predare
Durata: 50 minute
Competențe specifice:
Dezvoltarea unui limbaj adecvat chimiei generale și anorganice;
Încurajarea gândirii critice de tip asociativ;
Prezentarea unei viziuni științifice interdisciplinare chimie – matematică – fizică.
Implicarea elevilor în emiterea de algoritmi specifici sau în aplicarea lor.
Obiective operaționale:
La sfârșitul lecției, elevii trebuie :
O1 – Să modeleze formarea ionilor pozitivi și negativi;
O2 – Să redea configurații electronice pentru atomi și ionii corespunzători;
O3 – Să simbolizeze ionii unor elemente din sistemul periodic pe baza bilanțului sarcinilor din
nucleu și învelișul electronic al acestora.
O4 – Să identifice corect valența atomilor unor elemente în funcție de numărul de electroni
implicați la formarea de c onfigurații electronice stabile;
O5 – Să diferențieze între interacțiile de natură chimică și cele de natură fizică;
O6 – Să redea etapele formării legăturii ionice;
O7 – Să indice clasele de compuși ionici.
Strategia didactică: frontal, individual
Metode didactice: modelarea, conversația euristică, problematizarea, brainstorming -ul, studiul
de caz, algoritmizarea, etc.
Mijloace didactice: mijloace multimedia, calculator, fișa de reactualizare a cunoștințelor, fișa de
instruire, flip -chart, planșe didactic e, portofoliul, sistemul periodic, manual.
Bibliografie:
3. Manuale de chimie pentru clasa a IX -a aflate în vigoare;
4. Soft educațional ”Lecții interactive de chimie”, Editura Intuitext
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
151
B. DESFĂȘURAREA LECȚIEI:
Moment organizatoric:
Profesorul salută elevii, notează absenții și crează climatul adecvat pentru desfășurarea
lecției.
Elevii se pregătesc pentru lecție.
Reactualizarea cunoștințelor:
Elevii primesc fișe de exerciții pentru reactualizarea și evaluarea stadiului cunoștințelor
dobândite (Anexa 1). Profesorul indică elevilor modul de completare și stabilește timpul de lucru
de 15 minute.
Elevii predau apoi fișele de lucru completate, iar profesorul prezintă la
videoretroproiector un exemplu de fișă rezolvată. Astfel se realizează autoevaluarea și
reactualizarea cunoștințelor pentru lecția nouă.
Anunțarea lecției noi:
Profesorul anunță titlul lecției noi, ”Legătura Ionică” și anunță obiectivele lecției. Apoi
prezintă elevilor la videoproiector lecția „Legătura ionică, interacție de natură chimică într e ioni”
din softul educațional ”Lecții interactive de Chimie”, Ed. Intuitext.
Elevii răspund diverselor intrebări adresate de profesor în timpul prezentării:
Cum se formează ionii?
Ce sunt forțele de atracție electrostatică?
Ce alte tipuri de forțe ați studiat la fizică?
Profesorul insistă pe modelul matematic și modelul grafic al proceselor de ionizare ale
sodiului și clorului, precum și formarea compusului ionic clorură de sodiu.
Elevii sunt solicitați să completeze pe flipchart aspecte ținând de con figurații electronice
ale ionilor care nu sunt redate în program. Elevii notează în caiete exemplele de modelare a
legăturii ionice vizualizate pe ecranul videoproiectorului.
Profesorul apreciază și numește elevii care au participat activ la lecție.
Fixarea temei pentru acasă :
Elevii vor completa pentru următoarea oră fișa de instruire dată de profesor (Anexa 2).
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
152
C. ANEXE
Anexa 1
Fișă de autoevaluare
Subiectul I:
Completați spațiile libere astfel încât enunțul să fie correct:
Caracterul metalic reprezintă tendința atomilor unor elemente de a ________________un număr
de_______________trecând în____________________cu configurație stabilă de octet.
Subiectul II:
Asociați în mod logic următoarele informații și trasați săgeți între coloane:
Afinitate de electroni mare Metalele alcaline
Reprezintă interacții între atomi și ioni Legăturile chimice
Valența III Forțele de natură fizică
Raza atomică mare Halogenii
Au în curs de completare substratul de tip p Aluminiul
Subiectul III:
Scrieți configurațiile electronice pentru Mg (Z=12) și Cl (Z=17).
Descrieți procesele de ionizare corespunzătoare atomului fiecărui element dat, precizând
configurațiile electronice și simbolurile ionilor acestora.
Indicație: Folosiți diagrama energetică a orbitalilor și sistemul periodic al elementelor.
Barem de corectare:
15 puncte subiectul I,
25 puncte subiectul II,
50 puncte subiectul III
10 puncte din oficiu.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
153
Anexa 2
FIȘĂ DE LUCRU
1. Cum se formează legătura ionică?
W. Kossel a explicat formarea legăturii ionice pe baza ____________________de la atomii
elementelor cu caracter_________________la atomii elementelor cu caracter_______________ .
2. Cine participă la formarea legăturii ionice în funcție de caracterul chimic?
metale sub formă de __________________obținuți prin ________________de electroni,
având configurație stabilă.
nemetale sub formă de________________obținuți prin________________de electroni,
având configurație stabilă.
3. Care sunt etapele formării legăturii ionice ?
Etapa I. Atomii participanți își formează configurație _____________prin transformarea lor
în________________, astfel:
Mg (Z=12) Mg2+
___________________ ____________________
S (Z=16) S2-
___________________ ___________________
Etapa a II -a. Între ionii de semn__________________apar forțe ______________________care
determină formarea compusului____________ _______.cu formula _________________din
clasa sărurilor.
Na+ + ____ _______
4. Precizează alte două clase de substanțe ionice, altele decât sărurile.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
154
D. SCHIȚA TABLEI
LEGĂTURA IONICĂ
Definiție: Legătura ionică este legătura chimică ce se formează între ioni de semn contrar.
Ex:
Na – 1e– → Na+
Cl + 1e– → Cl–
Na+ + Cl– → NaCl (clorură de sodiu, compus ionic)
Legătura ionică se formează prin transferul de electroni de la elementele cu caracter
electropozitiv (capabile să cedeze electroni) la elementele cu caracter electronegativ (capabile să
accepte electroni).
La formarea legăturii ionice participă:
metalele, sub formă de ioni pozitivi, rezultați în urma cedării electronilor;
nemetalele sau radicalii sub formă de ioni negativi, rezultați în urma acceptării de la
metale.
Etapele formării legăturii ionice:
Formarea ionilor pozitivi și negativi (interacțiuni de natură chimică);
Interacțiunea electrostatică dintre ioni, cu formarea legăturii ionice (interacțiuni de natură
fizică).
Clase de compuși ionici:
Sărurile;
Oxizii metalici (CaO)
Bazele (NaOH).
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
155
Anexa 6. Teste de evaluare inițială
Clasa a VII -a martor, clasa a VII -a experimentală
TEST DE EVALUARE INIȚIALĂ
Disciplina CHIMIE – Clasa a VII -a
Numele și prenumele elevului:___________________________________
Data susținerii testului: _____________________________
PARTEA I ( 45p )
1. Citește cu atenție afirmațiile de mai jos. Pentru fiecare afirmație încercuiește A dacă apreciezi
că este adevărată, sau F dacă apreciezi că este falsă:
a) Apa mării se găsește în stare de agregare solidă A F
b) Metanul folosit la încălzirea mâncării este în stare gazoasă. A F
c) Zahărul este o substanță ce se dizolvă greu în apă. A F
(18p)
2. În următoarea listă sunt prezentate transformări de stare de agregare: fierbere (vaporizare),
topire, solidificare, condensare. Completează în fiecare căsuță, denu mirea transformării de
stare corespunzătoare:
(15p)
3. Substanțele chimice sunt de două tipuri: simple și compuse. Ele se întâlnesc pretutindeni în
jurul nostru.
Realizați legături le corecte dintre elementele coloanei A cu cele ale coloanei B prin notarea
cifrei corespunzătoare în căsuțe:
A B
bronz 1. substanță lichidă
cupru 2. aliaj
aer 3. metal bun conducător electric
acetonă 4. amestec gazos (12p)
PARTEA a II -a (45p)
Pentr u subiectele 1 și 2 încercuiți răspunsurile pe care le considerați corecte:
1. La introducerea unei sticle de 0,5l cu apă în congelator:
a) volumul scade, sticla micșorându -și suprafața;
b) temperatura scade ajungând spre punctul de îngheț;
c) volumul crește existând pericolul de spargere al sticlei;
d) temperatură crește într -un timp scurt. (8p)
2. Sunt materiale sintetice ( fabricate de om ):
a) Apa și aerul;
b) Cauciucul și plastilina;
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
156
c) Cuprul și fierul;
d) Polistirenul și plasticul. (8p)
3. Bronzul este un aliaj al cuprului, staniului și plumbului. Determină cantitatea din fiecare
component al acestui aliaj știind că se iau în calcul 50g aliaj și componentele se găsesc în
procentele următoare: 15% plumb, 35% staniu și restul cupru.
(14p)
4. Iată reprezentările unor instrumente de lucru folo site în laboratorul de chimie.
(1) (2) (3) (4)
Notează denumirile fiecărui instrument și precizează un mod de utilizare al acestuia în
laboratorul de chimie.
(5p)
5. Având la dispoziție o pâlnie, un pahar cilindric și un tifon realizați un desen în care să separați
zerul de brânza dintr -o soluție de lapte stricat. Explicați pe scurt metoda de separare folosită.
(10p)
NOTĂ: Din oficiu se acordă 10p.
Timp de lucru: 40 min.
MULT SUCCES!
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
157
BAREM DE EVALUARE SI DE NOTARE
Se punctează oricare alte formulări/ modalități de rezolvare corectă a cerințelor.
Nu se acordă punctaje intermediare, altele decât cele precizate explicit prin barem. Nu se
acordă fracțiuni de punct.
Se acordă 10 puncte din oficiu. Nota finală se calculează prin împărțirea punctajului total
acordat pentru test la 10.
PARTEA I ( 45p )
1. Aprecierea corectă:
a) F (6p)
b) A (6p)
c) F (6p)
(18p)
2. Completarea corectă:
Condensare ( 4p ); Topire ( 4p ); Solidificare ( 4p); Vaporizare ( 3p).
(15p)
3. Notarea corectă a corespondențelor:
2 bronz (3p)
3 cupru (3p)
4 aer (3p)
1 acetonă (3p) (12p)
PARTEA a II -a (45p)
1. Încercuirea afirmațiilor corecte:
b) (4p)
c) (4p) (8p)
2. Încercuirea afirmațiilor corecte:
b) (4p)
d) (4p) (8p)
3. Procentul de cupru: 50% (2p)
Masa de plumb: 7,5g (4p)
Masa de staniu: 17,5g (4p)
Masa de cupru: 25g (4p)
(14p)
4. Denumirile corecte:
(1) Ceas (2p)
(2) Balanță (1p)
(3) Termometru (1p)
(4) Cilindru gradat (1p)
grfcvfhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh (5p)
5. Desen (5p)
Descrierea metodei (5p)
(10p)
2
2
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
158
Clasa a IX -a mar tor, clasa a IX -a experimentală
TEST DE EVALUARE INIȚIALĂ
Disciplina CHIMIE – Clasa a IX -a
Numele și prenumele elevului:___________________________________
Data susținerii testului: _____________________________
SUBIECTELE (90p )
I. Scrieți simbolurile chimice, configurația electronică, determinați poziția în sistemul periodic, pentru
următoarele elemente:
a)aluminiu (Z=13); b)calciu (Z=20) c)sodiu (Z=11); d)fosfor (Z=15). (16p)
II. Substanțe compuse. For mule chimice ale substanțelor compuse.
1. Scrieți formulele următoarelor substanțe compuse:
o oxid de aluminiu;
o acid sulfhidric;
o hidroxid de natriu;
o pentaoxid de fosfor; o carbonat de calciu;
o hidroxid de magneziu;
o acid azotic;
o sulfură de aluminiu.
2. Pentru substanțele de la A, completați tabelul: (16p)
oxid acid bază sare
III. Completați ecuațiile reacțiilor chimice, stabiliți coeficienții și precizați tipul reacțiilor date:
1. KClO 3 → …….+…….↑
2. Al + ……→ Al 2(SO 4)3 + …….↑
3. Fe + Cl 2 →…….
4. Na2CO 3 + H 2SO 4 →……. + ….… +……↑ (18p)
IV.Alege răspunsul corect :
1. În urma reacției de neutralizare se obține :
a)sare și apă; b)sare și bază; c)sare și acid; d) acid și bază.
2. Denumirea uzuală pentru CaCO 3 este:
a)vitriol; b)calcar; c)sodă caustică; d)var stins.
3. Numărul ato mic Z reprezintă:
a)numărul electronilor de pe ultimul strat; b)numărul protonilor din nucleu;
c)numărul electronilor și neutronilor; d)numărul protonilor și neutronilor din nucleu.
4. Un acid are întotdeauna în componența lui :
a)metal și nemetal; b)metal și oxigen;
c)hidrogen și radical acid; d)grupare hidroxil și metal. (10p)
V. 20g CaCO 3 se tratea ză cu o soluție de HCl de concentrație 20 %.
a) ce cantitate de soluție de HCl 20 % se consumă ?
b) ce cantitate de sare rezultă? (g, moli).
Se dau: A Ca=40, A C=12, A O=16, A H=1, A Cl=35,5. (30p)
NOTĂ: Din oficiu se acordă 10p.
Timp de lucru: 50 min.
MULT SUCCES!
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
159
BAREM DE EVALUARE SI DE NOTARE
Se punctează oricare alte formulări/ modalități de rezolvare corectă a cerințelor.
Nu se acordă punctaje intermediare, altele decât cele precizate explicit prin barem. Nu se
acordă fracți uni de punct.
Se acordă 10 puncte din oficiu. Nota finală se calculează prin împărțirea punctajului total
acordat pentru test la 10.
Subiect Cerințe PUNCTAJ
TOTAL
I. simbol element -1p
configurație electronică – 1p
Poziție în S.P.:
– grupă – 1p
– perioadă -1p
× 4
16p
II. 1. Formule corecte – 1p
2. Încadrarea corectă a substanțelor – 1p
× 8 16p
III. completarea ecuației – 2p
stabilirea coeficienților – 1p
tipul reacției – 1,5p
× 4
18p
IV. 1. a)
2. b)
3. b)
4. c)
× 2,5
10p
V. scrierea ecuației chimice – 4p
stabilirea coeficienților – 3p
formula concentrației procentuale – 4p
calcularea masei de dizolvat – 3p
calcularea masei de soluție – 4p
calcularea cantității de sare în g – 3p
transformarea în moli – 3p
calcularea maselor moleculare – 2p × 3subst. – 6p
30p
Din oficiu 10p
TOTAL 100p
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
160
Anexa 7. Teste sumative aplicate la sfârșitul unităților de învățare
Clasa a VII -a martor, clasa a VII-a experimentală
TEST DE EVALUARE
Disciplina CHIMIE – Clasa a VII -a, Unitatea de învățare ”Ioni. Molecule”
Numele și prenumele elevului:___________________________________
Data susținerii testului: _____________________________
SUBIECTELE (90p )
I. Să se completeze spațiile libere din afirmațiile următoare:
a) Ionul este un __________________încărcat cu________________________ .
b) Molecula este cea mai mică particulă de ________________________ care este stabilă și
prezintă toate_______________________din care provine. (12p)
II. Tăiați unul dintre cele 2 cuvinte din paranteză, astfel încât afirmația astfel obținută să fie
corectă:
Nemetalele formează ioni (pozitivi/negat ivi) prin (cedare/acceptare) de
(electroni/protoni) . Ionii sunt (stabili/instabili) . Moleculele sunt (stabile/instabile) . Un dublet
este o structură de (2/8) electroni pe un strat electronic. Atomii unui element din grupa a V -a
principală (cedează/acceptă) câte 3 electroni. Molecula nepolară cuprinde atomi (diferiți/de
același fel) .
(16p)
III. Consultând sistemul periodic, clasificați următoarele elemente: Mg, Na, O, N, U, Ag, F, K,
Pb, Br, Cl, Al, Ni, C, Ne, Fe, Cu, S, Ca, H.
Metale: …………….. …………………………………………………………………………………………….
Nemetale: ……………………………………………………………………………………………………. …. (20p)
IV. Modelați procesul de ionizare pentru următorii atomi și stabiliți electrovalența fiecărui atom:
a) Mg
b) F
c) S
d) K (20p)
V. Modelați formarea următoarelor molecule și scrieți la fiecare tipul acesteia și covalențele
atomilor participanți:
a) clor, Cl 2;
b) acid fluorhidric, HF. (22p)
NOTĂ: Din oficiu se acordă 10p.
Timp de lucru: 50 min.
MULT SUCCES!
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
161
BAREM DE EVALUARE SI DE NOTARE TEST DE EVALUARE
Disciplina CHIMIE – Clasa a VII -a, Unitatea de învățare ”Ioni. Molecule”
Se punctează oricare alte formulări/ modalități de rezolvare corectă a cerințelor.
Nu se acordă punctaje intermediare, altele decât cele precizate explicit prin barem. Nu se
acordă fracțiuni de punct.
Se acordă 10 puncte din oficiu. Nota finală se calculează prin împărțirea punctajului total
acordat pen tru test la 10.
Subiect Cerințe PUNCTAJ
TOTAL
I. Atom – 4p
Sarcină electrică – 4p
Substanță – 4p
Proprietățile substanței – 4p
12p
II. Se obțin afirmații corecte prin tăierea cuvintelor:
Pozitivi – 2p
Cedare – 2p
Protoni – 2p
Stabili – 2p
Instabile – 2p
8 – 2p
Cedează – 2p
Diferiți – 2p
16p
III. Metale: Ca, U, Ag, K, Pb, Al, Ni,
Fe, Cu, Mg, Na.
Nemetale: H, F, Br, Cl, C, S, O, N.
2p pentru fiecare atom
încadrat corect
20p
IV. Modelare proces ionizare – 3p
Stabilire electrovalență – 2p
× 4
20p
V. Modelare formare moleculă – 5p
Stabilire tip moleculă – 3p
Stabilire covalențe – 3p
× 2
22p
Din oficiu 10p
TOTAL 100p
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
162
Clasa a IX -a martor, clasa a IX -a experimentală
TEST DE EVALUARE
Disciplina CHIMIE – Clasa a IX -a, Unitatea de învățare ”Legături chimice”
Numele și prenumele elevului:___________________________________
Data susținerii testului: _____________________________
SUBIECTELE (90p )
I. Răspunde următoarelor întrebări, referitoare la cristalul de clorură de sodiu, NaCl:
a) Prin ce tip de legătură se unesc elementele chimice Na și Cl pentru formarea NaCl?
b) Ce tip de celulă elementară prezintă cristalul clorurii de sodiu?
c) În ce raport de coordinare se găsesc sodiul ș i clorul? (15p)
II. Pentru substanțele din coloana A, alege tipul de legătură chimică corespunzător din coloana
B:
Na2CO 3
O2
HF
NH 4Cl
H2S a) Legătură ionică;
b) Legătură covalentă polară;
c) Legătură covalentă nepolară.
(25p)
III. Completează spațiile punctate prin cuvintele necesare, pentru ca afirmațiile să fie adevărate:
a) Un element din grupa 1 ( IA) și un element din grupa 17 (VIIA) se unesc
prin________________________ .
b) Cristalele ionice au la temperaturi obișnuite stare de agregare ____________________ .
c) Legătura dintre atomii de hidrogen și atomii halogenilor este _____________________ .
d) Nemetalele care au electronegativități egale se un esc prin _______________ . (10p)
IV. Analizează cu atenție afirmațiile de mai jos, completați spațiul punctat cu A dacă afirmația
este adevărată sau F, acolo unde afirmația este falsă. În cazul afirmațiilor false, corectați
afirmația în așa fel încât aceasta să devină adev ărată.
a) ____ Topiturile cristalelor ionice sunt alcătuite din ioni mobili;
b) ____ Sulful și acidul clorhidric se dizolvă în sulfura de carbon;
c) ____ Legăturile de hidrogen dintre moleculele apei determină temperatura de fierbere
ridicată a acesteia;
d) ____ Model ul H–H reprezintă o moleculă polară. (20p)
V. Peste 200g CaCO 3 se toarnă soluția substanței HCl:
a) Precizează ce fel de legături chimice întâlnești în CaCO 3 și HCl;
b) Ce cantitate de substanță ionică se obține?
c) Ce volum de gaz cu moleculă triatomică se degajă? (în condiții normale de temperatură și
presiune, V = 22,4mol/dm3).
Se dau: A Ca = 40, A C = 12,A O = 16, A H = 1, A Cl = 35,5 (20p)
NOTĂ: Din oficiu se acordă 10p.
Timp de lucru: 50 min.
MULT SUCCES!
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
163
BAREM DE EVALUARE SI DE NOTARE TEST DE EVALUARE
Disciplina CHIMIE – Clasa a IX -a, Unitatea de învățare ”Legături chimice”
Se punctează oricare alte formulări/ modalități de rezolvare corectă a cerințelor.
Nu se acordă punctaje intermediare, altele decât cele precizate explicit prin barem. Nu se
acordă fracțiuni de punct.
Se acordă 10 puncte din oficiu. Nota finală se calculează prin împărțirea punctajului total
acordat pentru test la 1 0.
Subiect Cerințe PUNCTAJ
TOTAL
I. a) legătură ionică – 5p
b) celulă cubică – 5p
c) 6:6 – 5p
15p
II. a) legătură ionică: Na 2CO 3, NH 4Cl;
b) legătură covalentă polară: HF, H 2S;
c) legătură covalentă nepolară: O 2.
Câte 5p pentru fiecare tip de legătură indicat corespunzător.
25p
III. a) legături ionice – 2,5p
b) solidă – 2,5p
c) legături covalente polare – 2,5p
d) legături covalente nepolare – 2,5p
10p
IV. Afirmațiile a), b), c) – adevărate: 3×4p
Afirmația d) – falsă – 4p
Corectarea afirmației: Modelul H –H reprezintă o moleculă
nepolară. – 4p
20p
V. Indicarea tipului de legături chimice în HCl și Na 2CO 3 – 4p
Ecuația reacției chimice – 6p
Calcularea cantității de CaCl 2 – 5p
Calcularea volumului de CO 2 – 5p
20p
Din oficiu 10p
TOTAL 100p
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
164
Anexa 8. Teste finale aplicate la sfârșitul anului școlar
Clasa a VII -a martor, clasa a VII -a experimentală
TEST FINAL
Disciplina CHIMIE – Clasa a VII -a
Numele și prenumele elevului:___________________________________
Data susținerii testului: _____________________________
PARTEA I ( 50p )
Alege răspunsul corect la urmatoarele enunțuri:
1. Andrei are multe cartoane de la cutiile din casă. S -a hotărât să le rupă în bucăți mai mici, să le lege și să
le ducă la un centru de colectare pentru a contribui la salvarea arborilor. Ruperea hartiei reprezintă:
a) fenomen fizic; b) fenomen chim ic; c) proprietate fizică; d) proprietate chimică.
2. Ionel a preferat să iasă în curte și să ardă hârtiile și cartoanele care nu îi folosesc. Arderea hârtiei și
gestul lui Ionel reprezintă:
a) o proprietate fizică – a procedat corect;
b) o proprietate chimică – trebuia să le ducă la centrul de colectare;
c) un fenomen fizic – a procedat corect;
d) un fenomen chimic – trebuia să le ducă la centrul de colectare.
3. Tatăl lui Andrei a adus un bulgăre de sare de la Salina Cacica. Bucuroasă, mama a zis că vrea să
folosească sarea în bucătărie. Dar, când s -a uitat mai bine, bulgărele avea impurități sub formă de pământ
și nisip. Andrei care este în clasa a VII -a s-a oferit sa obțină sare pură sub formă de cristale. Operațiile
facute de Andrei au fost:
a) Marunti re, dizolvare, decantare, filtrare, cristalizare; b) Dizolvare, cristalizare;
c) Sublimare, cristalizare; d) Decantare, cristalizare.
4. Pentru a prepara tinctura de iod, farmacistul dizolvă iod în alcool etilic. Rolul celor două substanțe în
soluția formată este:
a) Iodul – dizolvant iar alcoolul – dizolvat; b)Iodul – dizolvat iar alcoolul – dizolvant;
c) Iodul – solvat iar alcoolul dizolvat; d) Iodul – solvent iar alcoolul dizolvant.
5. Pentru a scoate o pată de grăsime de pe pantaloni, Andrei s -a gândit la un dizolvant în care aceasta să
fie solubilă. Dizolvantul pentru grăsime es te:
a) Apa; b) apa sărată; c) benzina; d) apa dulce.
6. Când a gustat saramura necesară conservelor de toamnă, bunica a constat că nu este suficient de sărată.
A vrut să mai adauge sare, dar a găsit cutia goală. Pentru a concentra saramura, bunica a procedat astfel:
a) A mai adaugat apă până a ajuns la concentrația dorită;
b) A pus saramura în alt vas mai mic;
c) A fiert saramura pentru a îndepărta o parte din apă până a ajuns la concentrația dori tă;
d) A pus saramura în alt vas mai mare.
7. Cele trei particule elementare: protonul, neutronul si electronul și -au luat sarcina electrică și s -au
așezat la locul lor din atom. Sarcina și locul particulelor este:
a) p0 si n+ in nucleu iar e- in inve lisul de electroni;
b) p- si n0 in invelisul de electroni iar e+ in nucleu;
c) p+ si n0 in nucleu iar e- in invelisul de electroni;
d) p+ si e0 in nucleu iar n- in invelisul de electroni.
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
165
8. La ora de chimie elevii au avut ca sarcina de lucru să scrie simbolurile elementelor: Clor, Azot, Calciu,
Potasiu, Carbon, Sodiu, Mercur, Fosfor. Simbolurile elementelor au fost scrise corect in ordinea
precizată:
a) Ca, Az, Cl, Na, C, K, Hg, N; b)C, Az, Cl, P, Ca, Na, P, Hg;
c) Cl, N, C, P, Ca, K, Hg, K; d) Cl, N, Ca, K, C, Na, Hg, P.
9.Maria a enumerat substante chimice intâlnite in jurul nostru: apa, azotul, hidroxidul de calciu (var
stins), clorura de sodiu (sarea de bucatarie). Formulele chimice ale substanțelor scrise în ordinea
enumerată sunt:
a) H 2O, Az, CaOH, NaCl 2; b) H 2O, Az 2, Ca(OH) 2, KCl 2;
c) H 2O, N 2. Ca(OH) 2, NaCl; d)H 2O, N 2. Ca(OH) 2, KCl.
10. Ioana a con tinuat șirul substantelor cu: carbonat de calciu (calcar), oxigen, metan, azotat de amoniu
(îngrășământ agricol).Formulele chimice ale substanțelor scrise în ordinea enumerată sunt:
a) CaCO 2, O 2, NH 3, NH 4NO 2; b) CaCO 3, O 2, CH 4, NH 4NO 3;
c) CaCO 3, O 2, NH 3, NH 4NO 3; d) CaCO 2, O 2, CH 4, NH 4NO 2.
PARTEA a II -a ( 40p )
1. Bunica lui Andrei se pregătește să prepare săpun de casă după rețeta pe care are din străbuni: la 10g de
grăsime se adaugă 40mL soluție de sodă caustică de concentrație 40%. La început bunicuța cântărește
grăsimea și constată că are 4kg. Are și 6 pungi de de sodă caustică a câte 1 kg fiecare. Nu știe dacă
trebuie să se ducă să mai cumpere. Andrei se oferă să o ajute la determinarea cantităților de substanțe și
îsi ia caietul și creionul. Se cere:
a) Care este volumul de soluție de sodă caustică exprimat în litri, necesar celor 4kg de grăsime;
b) Care este masa soluției de sodă caustică știind că are densit atea ρ sol = 1,2 kg/L;
c) Care este masa de sodă caustică necesară preparării săpunului;
d) Care este masa de apă necesară preparării soluției de sodă? Dar volumul de apă dacă ρapă= 1kg/L
e) Are bunica suficientă sodă? Dacă nu, care este cantitatea necesar ă și câte pungi de 1kg mai trebuie
să cumpere?
f) Precizați câte un instrument folosit de bunica la determinarea masei substanțelor și a volumului de
soluție. (20p)
2. Acidul sulfuric cunoscut și sub denumirea de vitriol este considerat și “sângele industriei” deoarece
toate ramurile industriei folosesc în precesele lor tehnologice acest acid. Să se determine:
a) Care este raportul de masă H:S:O în care trebuie să se combine aceste elemente pentru a se obține
acid sulfuric;
b) Care este masa de sulf conținută în 980 g de acid sulfuric.
c) Pentru un atom de sulf determină numărul de particule elementare: protoni, neutroni, electroni (se
dau: Z S = 16 iar A S = 32)
d) Care este numărul de moli de sulfură de zinc (numită și blendă) ce conține aceeași masă de sulf ca
cele 980g acid sulfuric. (Notă: printr -un șir de reacții pe care le veți învăța ulterior, din blendă se
obține acid sulfuric iar sulful face legătura ca ntitativă între acestea). (20p)
Se dau masele atomice: H – 1, S – 32, O – 16, Zn – 65.
NOTĂ: Din oficiu se acordă 10p.
Timp de lucru: 75 min.
MULT SUCCES!
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
166
BAREM DE EVALUARE SI DE NOTARE TEST FINAL
Disciplina CHIMIE, Clasa a VII -a
Se punctează oricare alte formulări/ modalități de rezolvare corectă a cerințelor.
Nu se acordă punctaje intermediare, altele decât cele precizate explicit prin barem. Nu se
acordă fracțiuni de punct.
Se acordă 10 puncte din oficiu. Nota finală se calculează prin împărțirea punctajului total
acordat pentru test la 10.
PARTEA I …………………………………………………..…………10 itemi x 5p = 50 puncte
1 – a; 2 – d; 3- a; 4 – b; 5 –c; 6 – c; 7 – c; 8 –d; 9 – c 10 – b.
PARTEA A II -a ………………………………………………………………………… 40 puncte
1. 20puncte
a) V s = 16L (4 puncte)
b) m s = 19,2kg sol sodă caustică (4 puncte)
c) m d = 7,68kg sodă caustică (4 puncte)
d) m apă = 11,52kg (3 puncte);
Vapă = 11, 52L (3 puncte).
e) Nu are suficientă sodă (0,25 p); m necesar = 7,68 – 6 = 1, 68kg [1 p = masa cele 6 pungi (0,5 p) +
calcul necesar (0,5 p)]; nr. pungi= 2 (0,25p)
f) 2 instrumente x 0,25 p = 0,5 puncte
2. 20puncte
a) 6 puncte:
formula chimică H 2SO 4(1p);
masa molară M = 98g/mol(3p);
raport masă H:S:O = 1:16:32 (2p)
b) 4 puncte: m = 320g sulf
c) 2 puncte: 16 p+; 16 n0; 16 e-
d) 8 puncte:
formula chimică ZnS (1p);
masa molară M = 97g/mol(1p);
mZnS = 970g (3p)
nZnS = 10moli (3p)
DIN OFICIU 10puncte
TOTAL 100puncte
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
167
Clasa a IX -a martor, clasa a IX -a experimentală
TEST FINAL
Disciplina CHIMIE – Clasa a IX -a
Numele și prenumele elevului:___________________________________
Data susținerii testului: _____________________________
PARTEA I ( 40p )
1. Scrieți, pe foaia de test, termenul din paranteză care completează fiecare dintre următoarele
afirmații:
a) Legătura ..………………. este caracteristica substanțelor care conțin în moleculă atomi
de hidrogen legați de atomi cu afin itate mare pentru electroni și volum mic (covalentă
nepolară/ de hidrogen).
b) In molecula de azot, cei doi atomi de azot pun în comun câte ……………electroni
necuplați din stratul de valență (doi/ trei).
c) Izotopul 14C conține………………..( 14 nucleoni/14 electroni).
d) Creșterea solubilității gazelor cu…………….. presiunii, explică de ce sifonul se obține
prin dizolvarea CO 2 în H 2O la o presiune de câteva atmosfere (creșterea/scăderea).
e) Numărul de oxidare al argintului din ionul complex al reactivului Tollens, hidroxid de
diaminoargint (I), [Ag(NH 3)2]OH este …………( -1/+1).
15 puncte
2. Pentru fiecare item al acestui subiect, notați pe foaia de examen litera corespunzătoare
rǎspunsului corect.
A. Un element din grupa 14( IV A) are configurația electronică a stratului de valență(n):
a) nd10 ns2; b) ns2 np2 ; c) ns2 (n-1)d2 ; d) ns1np3.
B. Masa molară a unei substanțe elementare gazoase care cântărește 195g și ocupă un volum
egal cu 164L la 91° C și presiunea p=0,5 atm, este:
a) 142 g/mol b) 17,75g/mol; c) 71 g/mol; d) 35,5 g/mol .
C. În molecula clorului, legǎturile chimice sunt:
a) covalente polare; b)covalente nepolare; c) coordinative; d) ionice .
D. Grupul d e specii care conțin și legături covalent –coordinative sunt:
a) H 2O și NH 3; b) NH 4+ și H 2O; c) OH- și H 3O+; d) NH 4+ și H 3O+.
E. Substanța chimicǎ cu cel mai mare conținut procentual masic de hidrogen este :
a) H 2S; b) H 2O; c) C 2H2; d) CaH 2.
15 puncte
3. Citiți cu atenție enunțurile următoare. În spațiul punctat din dreptul fiecărui enunț scrieți litera
A, dacă apreciați că enunțul este adevărat sau litera F, dac ă apreciați că enunțul este fals.
a) Legătura covalentǎ este orientatǎ în spațiu, este rigidǎ, este saturatǎ, este foarte
puternicǎ. …….
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
168
b) În molecula apei legǎturile chimice oxigen –hidrogen sunt covalente multiple nepolare.
……
c) Legǎtura de hidrogen reprezintǎ o interacție intermolecularǎ. ……
d) Pentru a prepara 500 ml soluție de KNO 3 de concentrație 0,1M,trebuie cântǎritǎ o
cantitate de KNO 3 egalǎ cu 10,1g. ……
10 puncte
PARTEA a II -a ( 50p )
1. Permanganatul de potasiu elibereazǎ în reactie cu acidul sulfuric oxigen atomic,[O] ,conform
ecuatiei reactiei chimice:
KMnO 4 + H 2SO 4 → MnSO 4 + K 2SO 4 + H 2O + [O]
a) Notați coeficienți stoechiometrici ai ecuației reacției chimice; 3 puncte
b) Precizați natura legǎturilor chimice din molec ula de apǎ, modelați formarea acestei
molecule folosind simbolurile elementelor chimice și punctele pentru reprezentarea
electronilor. 10 puncte
c) Deversarea petrolului în apǎ în urma accidentelor maritime, produce catastrofe
ecologice. Explicați de ce petrolul și apa sunt douǎ lichide nemiscibile.
5 puncte
d) Izotopul 14C se folosește pentru determinarea “vârstei“ materialelor arheologice. Scrieți
configurația electronicǎ a atomului de carbon și precizați compoziția nuclearǎ
(protoni,neutroni) a izotopului 14C. 7 puncte
2. Se dau transformǎrile chimice:
a + b → c + d
d + MgSO 4 → Mg(OH) 2 +Na 2SO 4
Substanța a conține Na:C:O=23:6:24, iar substanța c conține 40% Ca ,12% C și 48% O.
Se cere:
a) identificați substanțele a,b,c,d și scrieți ecuațiile reacțiilor chimice; 15 puncte
b) determinați masa de substanțǎ a necesarǎ preparǎrii a 160 kg substanțǎ d . 10 puncte
Mase atomice: H -1, C-12, O -16, N -14,Na -23, S -32, K -39, Ca -40.
Constanta molarǎ a gazelor : R = 0,082 L*atm/mol*K
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
169
BAREM DE EVALUARE SI DE NOTARE TEST FINAL
Disciplina CHIMIE, Clasa a IX -a
Se punctează oricare alte formulări/ modalități de rezolvare corectă a cerințelor.
Nu se acordă punctaje intermediare, altele decât cele precizate explicit prin barem. Nu se acordă
fracțiuni de punct.
Se acordă 10 puncte din oficiu. Nota finală se calculează prin împărțirea punctajului total acordat
pentru test la 10.
PARTEA I (40 de puncte)
1.
a) de hidrogen.
b) trei.
c) 14 nucleoni.
d) scăderea.
e) +1.
5×3puncte = 15puncte
2. A.b; B.c; C.b; D.d; E.b.
5×3puncte = 15puncte
3. a.A; b. A; c.A; d.F
2,5×4puncte = 10puncte
PARTEA II (50 d e puncte)
1.a. 2KMnO 4 + 3H 2SO 4 → 2MnSO 4 + K 2SO 4 + 3H 2O +5 [O] 3 puncte
1.b. Legaturi covalente polare 4 puncte
modelarea formării molecule 6puncte
1.c. Petrolul și apa sunt lichide nemiscibile, nu formează soluții. 5puncte
1.d precizare structură izotop 14C 7 pu ncte
2.a. a -Na2CO 3; b-Ca(OH) 2;c-CaCO 3; d-NaOH. 4×2,5 puncte
Na2CO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + 2NaOH 2×2,5 puncte
2NaOH +MgSO 4 = Mg(OH) 2 +Na 2SO 4
2.b. 10 puncte(3 puncte×2 –calcularea maselor moleculare,1 punct -calcul pe baza ecuatiei
reactiei chimice, 3 puncte -rezultat corect) 10puncte
90kg 2×40kg
Na2CO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + 2NaOH
x 160kg
μNaOH =23+16+1=40g/mol
μNa 2CO 3=23×2+12+16×3=90g/mol
x= 180kg Na 2CO 3
DIN OFICIU 10puncte
TOTAL 100puncte
Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică
170
Declarație de autenticitate,
Subsemnatul/a …….. …………. …………………………………………………………….. ……….,
căsătorită ……………………… ………………………..…………, cadru didactic
la școala……………………………… ………………………………….. ……..din
localitatea. ………… ..……………………, județ ul …… ………………………. …………….,
înscris/ă la examenul de acordare a gradului didactic I,
seria …….. ………………….., cunoscând dispozițiile articolului 326 Cod penal cu
privire la falsul in declarații, declar pe propria răspundere următoarele:
a) lucrarea a fost elaborată personal și îmi a parține în întregime;
b) nu am folosit alte surse decât cele menționate în bibliografie;
c) nu am pre luat texte, date sau elemente de grafică din alte lucrări sau din
alte surse fără a fi citate și fără a fi precizată sursa preluării, inclusiv în
cazul în care sursa o reprezintă alte lucrări ale
subsemnatului…… …………………………………. ………………… ;
d) lucrarea nu a mai fost folosită în alte contexte de examen sau de concurs.
Dau prezenta declarație fiindu -mi necesară la predarea lucrării metodico –
științifice în vederea avizării de către conducătorul științific,
domnul/doamna… …………………………………………………… .
Declarant ,
(nume, prenume )………………………………… ………………
( semnătura)…………………………………
Data……………
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Eficiența metodei modelării în studiul conceptelor de legătură chimică [615464] (ID: 615464)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.