Consultant în probleme de metodică: [309312]

[anonimizat] I

Coordonator științific:

Prof.Dr.Ing. Cristian DUDESCU

Consultant în probleme de metodică:

Prof.dr.ing. Carmen BAL

Candidat: [anonimizat]. Simona DRAGOȘ

COLEGIUL TEHNIC “ANGHEL SALIGNY”

[anonimizat]

2020

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ NAPOCA

DEPARTAMENTUL PENTRU PREGĂTIREA PERSONALULUI DIDACTIC

Sisteme optice de scanare tridimensională.

[anonimizat]:

Prof.Dr.Ing. Cristian DUDESCU

Consultant în probleme de metodică:

Prof.Dr.Ing. Carmen BAL

Candidat: [anonimizat]. Simona DRAGOȘ

COLEGIUL TEHNIC “ANGHEL SALIGNY”

[anonimizat]

2020

Aviz depunere lucrare grad didactic

Subsemnatul Prof.dr.ing. [anonimizat]-științifice cu titlul “Sisteme optice de scanare tridimensională. [anonimizat]”, elaborată de doamna profesor ing. [anonimizat], în vederea onținerii gradului didactic I.

Data: Semnătura:

…………………… …………………………..

SISTEME OPTICE DE SCANARE TRIDIMENSIONALĂ

1. INTRODUCERE

1.1 Actualitatea și relevanța temei

Scanarea tridimensională este disponibilă de mai mult de 15 ani, cu toate acestea mulți nu au auzit de ea și puțini oameni știu aplicațiile acestei tehnologii. Scanarea 3D este cunoscută sub numele de digitalizare 3D, [anonimizat]-contact, pentru a capta forma obiectelor și pentru a [anonimizat]-o rețea foarte densă de puncte (xyz) ca o reprezentare grafică 3D.

Cei mai mulți producatori de automobile folosesc în prezent metrologia 3D bazată pe sisteme optice sau laser pentru a valida calitatea produselor.

Piesele sunt măsurate inițial prin scanare 3D, apoi acestea sunt comparate cu modelul conceput (fisier CAD) folosind un soft specializat. Prin această comparație poate interveni foarte rapid în procesul de fabricație pentru a [anonimizat](Reverse Engineering ). Precizia generală poate varia de la microni de milimetru și dimensiunea achiziționarii de la câteva puncte la mii de puncte pe secundă.

Tehnica de imprimare 3D este o latură relativ nouă a tehnologiei, [anonimizat].

Companiile adoptă noi tehnici și încearcă noi metode de a-[anonimizat], [anonimizat].

Procesul de scanare și posteditare poate avea loc în doar 4-5 ore,timp de economosire pe care îl căștigă companiile pentru a raspunde rapid schimbărilor pe piață.

[anonimizat] o [anonimizat]-digitizare precum:

Reverse–engeneering (RE), [anonimizat]-o fază de reconstrucție a suprafețelor prin intermediul unor softuri speciale;

-Metrologie-control –calitate, pentru măsurarea precisă a pieselor omogene cu forme complexe cu dimensiuni foarte variate, în scopul selectării statistice a unui proces, pentru corelarea anumitor parametrii ai lanțului de fabricație;

Biomedical, pentru adaptarea protezelor inaintea intervențiilor sau tratamentelor estetice;

Digitalizare,înainte sau după prototiparea rapidă a sistemelor de copiere prin prelucrare pe CNC-uri;

Cinematodrafie și animație video (imagini virtuale), etc;

În lucrarea de față scanarea tridimensională este utilizată cu succes în industria auto, pentru piese cu o toleranță ridicată, un prag destul de ridicat al calității datelor,toleranțele acceptate în majoritatea cazurilor fiind cuprinse intre ±0,001mm… ±0,01mm, tehnicile de scanare și prototipare rapidă jucând rol important în tehnica reverse –engeneering (RE).

Aplicația concretă a lucrării stiințifice prezente se va face prin concepția și realizarea fizică a unui echipament mecatronic adaptabil familiei de repere complexe din industria auto (arbore cotit , biela , cuzinet, organe de masini simple).

1.2 Obiectivele lucrării

Lucrarea de față are ca scop obținerea de către autorul ei a gradului didactic I, prin certificarea experienței de profesor și a cunoștintelor și competentelor didactice, pedagogice și tehnico-știintifice din domeniul tehnic, specializarea mecanică.

Subiectul ei a fost ales ținând seama atât de preocupările autorul în domeniul tehnic, industria constructoare de mașini, precum și inclinații în predarea disciplinelor tehnice precum “ UtilIizarea aplicațiilor de tip CAD ”,“ Realizarea desenelor în 2D “, “ Modelarea 3D “, module aplicabile la ciclul superior al liceului, nivel 4, în diverse specializari cum ar fi –Tehnician proiectant CAD-cât și a veni cu propuneri în realizarea modulului de curriculum în dezvoltare locală pe tema scanarii și imprimării 3D, cunoștințe utile pentru tinerii absolvenți care vor urma studii universitare sau care vor lucra în intreprinderi pe CNC-uri, la executarea pieselor și semifabricatelor.

Prin urmare, importanța deosebită pe care o au în activitățile noastre cotidiene în domeniul scanarii tridimensionale precum și lipsa unor publicații sî aparatură de specialitate, în care acestea să fie prezentate exhaustiv, au fost factorii determinanți în alegerea subiectului acestei lucrări.

Totodată, având în vedere că în programele școlare, la disciplinele de specialitate, predarea cunoștintelor despre aceste dispozitive și tehnologii de scanare tridimensională, ocupă un loc necorespunzător importanței lor, am luat decizia ca această lucrare să conțină elemente de metodologie didactică referitoare la predarea acestor cunoștințe.

Lucrarea de față conține în cea mai mare parte informații culese din literatura de specialitate, din diverse publicații tipărite sau în format electronic, din specificațiile tehnice ale producătorilor, din rezultatele unor teste și observații efectuate de către utilizatori precum și rezultatele unor studii și experimente efectuate de către autor.

Toate aceste informații și îndrumări au fost cuprinse într-un tot unitar în aceasta lucrare. Astfel, se oferă atât informații despre caracteristicile acestor dispozitive, în vederea unei corecte alegeri a lor pentru o anumită utilizare cât și îndrumări privind corecta lor exploatare, în vederea obținerii de performanțe maxime din punct de vedere tehnico-funcțional și economic.

În măsura în care lucrarea va trezi interesul elevilor, corpului profesoral, factorilor de decizie din învățământ, ea poate sta la baza unui viitor ghid, util în pregătirea elevilor în domeniul tehnic.

2. NOȚIUNI DE METROLOGIE

2.1. Introducere în metrologie

Metrologia este știința măsurărilor și a aplicațiilor acestora. Aceasta stabilește o înțelegere comună a unităților, esențială în corelarea activităților umane. Metrologia modernă își are rădăcinile în revoluția franceză, cu motivația politică de a standardiza unități în Franța, atunci când a fost propus un standard de lungime bazat pe o sursă naturală. Acest lucru a dus la crearea sistemului metric zecimal în anul 1795, stabilind un set de standarde pentru toate tipurile de măsurători.

În fiecare țară există un sistem național de măsurare ca rețea de laboratoare, unități de etalonare și organisme de acreditare care implementează și întrețin infrastructura de metrologie. Sistemul național de măsurătoare afectează modul în care sunt efectuate măsurătorile într-o țară și recunoașterea lor de către comunitatea internațională, cu impact amplu în societate (inclusiv economie, energie, mediu, sănătate, industrie și încrederea consumatorilor). Efectele metrologiei asupra comerțului și economiei au un impact foarte ușor de observat asupra societății. Pentru a facilita comerțul echitabil, trebuie să existe un sistem de măsurare convenit la nivel internațional.

Fig. 2.1. Reprezentarea unui sistem național de metrologie

Metrologia este definită de Biroul Internațional de Măsuri și Greutăți (BIPM) ca fiind "știința măsurării, cuprinzând determinări experimentale și teoretice la orice nivel de incertitudine în orice domeniu al științei și tehnologiei". Ea stabilește o înțelegere comună a unităților, esențiale pentru activitatea umană. Metrologia este împărțită în trei activități de bază care se suprapun. Prima este definirea unităților de măsură, a doua este realizarea acestor unități în practică și ultima este trasabilitatea, care se referă la corelarea măsurătorilor făcute în practică cu standardele de referință. Aceste activități suprapuse sunt utilizate în diferite grade de cele trei sub-domenii de bază ale metrologiei.

Ramurile fundamentale ale metrologiei sunt:

Metrologia științifică sau fundamentală, care se referă la stabilirea unităților de măsură.

Metrologia aplicată, tehnică sau industrială, adică aplicarea măsurătorilor la procesele de fabricație și alte procese din societate.

Metrologia legală, care acoperă reglementările și cerințele legale privind instrumentele de măsură și metodele de măsurare.

Metrologia științifică are în vedere stabilirea unităților de măsură, dezvoltarea de noi metode de măsurare, realizarea standardelor de măsurare și transferul trasabilității de la aceste standarde către utilizatorii din societate. Acest tip de metrologie este considerat cel mai înalt nivel de metrologie care se străduiește să asigure cel mai înalt grad de acuratețe. BIPM menține o bază de date a capacităților metrologice de calibrare și măsurare a institutelor din întreaga lume. Aceste institute, ale căror activități sunt evaluate reciproc, oferă punctele fundamentale de referință pentru trasabilitatea metrologică. În domeniul măsurătorilor, BIPM a identificat nouă arii metrologice, cum ar fi acustica, electricitatea și magnetismul, lungimea, masa, fotometria și radiometria, radiația ionizantă, timpul și frecvența, termometria și chimia.

Metrologia aplicată, tehnică sau industrială se referă la aplicarea măsurătorilor la procesele de fabricație și alte procese similare, precum și la utilizarea lor în societate, asigurând adecvarea instrumentelor de măsurare, calibrarea acestora și controlul calității. Efectuarea unor măsurători bune este importantă în industrie, deoarece are un impact asupra valorii și calității produsului final și un impact de 10-15% asupra costurilor de producție. Deși accentul în acest domeniu al metrologiei se pune pe măsurătorile înseși, este necesară trasabilitatea calibrării dispozitivului de măsurare pentru a asigura încrederea în măsurare. Recunoașterea competenței metrologice în industrie poate fi realizată prin acorduri de recunoaștere reciprocă, revizuire sau acreditare. Metrologia industrială este importantă pentru dezvoltarea economică și industrială a unei țări, iar starea programului industrial-metrologic al unei țări poate indica starea sa economică.

Sistemul internațional de unități (SI) definește șapte unități de bază: lungimea, masa, timpul, curentul electric, temperatura termodinamică, cantitatea de substanță și intensitatea luminii. Prin convenție, fiecare dintre aceste unități este considerată independentă una de cealaltă; însă, în realitate, acestea sunt interdependente, având în vedere că unele definiții conțin și alte unități SI de bază. Toate celelalte unități SI provin din cele șapte unități de bază.

Deoarece unitățile de bază reprezintă punctele de referință pentru toate măsurătorile efectuate în unități SI, dacă valoarea de referință a modificat toate măsurătorile anterioare ar fi incorecte. Dacă o bucată din kilogramul prototip internațional s-ar rupe, ar fi în continuare definită ca un kilogram; toate valorile măsurate anterior ale unui kilogram ar fi mai grele. Importanța unităților SI reproductibile a determinat BIPM să înceapă definirea unităților SI de bază în termeni de constante fizice. Prin definirea unităților SI de bază cu privire la constantele fizice, ele sunt realizabile cu un nivel mai ridicat de precizie și reproductibilitate. Odată cu redefinirea unităților SI care apar în 20 mai 2019, kilogramul, amperul, Kelvinul și molul vor fi apoi definiți prin stabilirea unor valori numerice exacte pentru constanta Planck (h), sarcina electrică elementară (e), constanta Boltzmann (k) și constanta Avogadro (NA), respectiv. Contorul și candela sunt deja definite prin constante fizice, sub rezerva corecției cu definițiile lor actuale. Noile definiții vizează îmbunătățirea SI fără a schimba dimensiunea unităților, asigurând astfel continuitatea cu măsurătorile existente.

Realizarea unei unități de măsură este transformarea ei în realitate. Trei metode posibile de realizare sunt definite de vocabularul internațional de metrologie: o realizare fizică a unității prin definiția ei, o măsurătoare foarte reproductibilă ca o reproducere a definiției (cum ar fi efectul Hall cuantum pentru ohm) și utilizarea unui obiect fizic ca standard de măsurare.

Un standard (sau etalon) este un obiect, sistem sau experiment cu o relație definită printr-o unitate de măsură a unei cantități fizice. Standardele reprezintă referința fundamentală pentru un sistem de greutăți și măsuri prin realizarea, păstrarea sau reproducerea unei unități față de care pot fi comparate dispozitivele de măsurare. Există trei niveluri de standarde în ierarhia metrologiei: standarde primare, secundare și de lucru. Standardele primare (cea mai înaltă calitate) nu se raportează la nici un alt standard. Standardele secundare sunt calibrate cu referire la un standard primar. Standardele de lucru, utilizate pentru calibrarea (sau verificarea) instrumentelor de măsurare sau a altor măsuri materiale, sunt etalonate în ceea ce privește standardele secundare. Ierarhia păstrează calitatea standardelor superioare. Un exemplu de standard ar fi blocurile de măsură pentru lungime. Un etalon este un bloc de metal sau ceramică, cu două fețe opuse, plate și paralele, de precizie ridicată și la o distanță exactă. Lungimea căii de lumină în vid în timpul unui interval de timp de 1 / 299,792,458 dintr-o secundă este cuprinsă într-un standard de artefact cum ar fi un etalon; acest bloc de măsură este apoi un standard primar care poate fi utilizat pentru calibrarea standardelor secundare prin intermediul comparatoarelor mecanice.

Fig. 2.2. Set de etaloane pentru lungimi

Trasabilitatea metrologică este definită ca „proprietatea unui rezultat de măsurarea prin care acesta poate fi legat de o referință printr-un lanț de calibrări documentat, fiecare contribuind la incertitudinea de măsurare”. Aceasta permite compararea și verificarea măsurătorilor cu un rezultat anterior din același laborator (măsurat cu un an în urmă) sau cu rezultatul unei măsurători efectuate oriunde altundeva în lume. Lanțul de trasabilitate permite ca orice măsurătoare să fie relaționată cu niveluri mai ridicate de măsurători trasând înapoi la definiția originală a unității.

Metoda cel mai des folosită pentru obținerea trasabilității este calibrarea, procedeu care stabilește relația dintre o indicație pe un instrument de măsură (sau un standard secundar) și valoarea standardului. Procesul va determina valoarea de măsurare precum și incertitudinea dispozitivului care este calibrat și va crea o legătură de trasabilitate cu standardul de măsurare.

Motivele principale pentru calibrare sunt:

Asigurarea trasabilității

Asigurarea că instrumentul (sau standardul) este compatibil cu alte măsurători

Determinarea acurateții

Stabilirea fiabilității

Trasabilitatea funcționează ca o piramidă. La cel mai înalt nivel se află standardele internaționale, pe nivelul următor se situează institutele naționale de metrologie, care sunt responsabile cu calibrarea standardelor primare prin realizarea unităților care creează lanțul de trasabilitate dintre standardul primar și definiția unității. Prin calibrări ulterioare între institutele naționale de metrologie, laboratoarele de calibrare și laboratoarele din industrie și de testare se propagă definiția unității înspre părțile de jos ale piramidei. Lanțul de calibrare funcționează în sus din partea inferioară a piramidei, unde măsurătorile efectuate de industrie și laboratoarele de testare pot fi legate direct de definiția unității din partea de sus prin lanțul de trasabilitate creat cu ajutorul calibrării.

2.2 Metrologia 3D

Metrologia 3D este știința măsurării în trei dimensiuni (x, y, z). Măsurarea 3D este adesea folosită în inspecția calității, de exemplu:

Măsurători manuale: Operatorii umani calificați utilizează instrumente de măsură manuale cu indicatori pentru a lua măsurătorile necesare ale unei părți fabricate în anumite puncte de pe suprafața sa.

CMM (mașină de măsurare a coordonatelor): Ca un etrier automat, un CMM utilizează senzori de atingere pentru a măsura suprafața dorită a unui obiect.

Scanere 3D: Folosind lumina (sau laserele) în detrimentul contactului, întreaga suprafață a unui obiect este scanată în câteva secunde pentru a obține un “nor de puncte” dens al suprafeței obiectului.

Un instrument de măsură, în știință și inginerie, este un dispozitiv folosit pentru a efectua măsurători sau pentru a afișa anumite informații dimensionale. Există o mare varietate de instrumente care servesc unor astfel de funcții, variind de la piese simple de material, la care dimensiunile pot fi măsurate până la bucăți complexe de mașini. În funcție de utilizare, un indicator poate fi descris ca fiind "un dispozitiv pentru măsurarea unei cantități fizice", de exemplu "pentru a determina grosimea, spațiul gol, diametrul materialelor sau presiunea debitului", dispozitiv care afișează măsurarea unui sistem monitorizat prin utilizarea unui ac sau a unui pointer care se mișcă de-a lungul unei scale calibrate ".

O mașină de măsurat în coordonate (CMM) este un dispozitiv care măsoară geometria obiectelor fizice prin detectarea punctelor discrete pe suprafața obiectului cu o sondă. Diferite tipuri de sonde sunt utilizate în CMM-uri, inclusiv lumini mecanice, optice, laser și albe. În funcție de mașină, poziția sondei poate fi controlată manual de un operator sau poate fi controlată de calculator. CMM-urile specifică de obicei poziția unei sonde în ceea ce privește deplasarea acesteia dintr-o poziție de referință într-un sistem tridimensional de coordonate carteziene (adică cu axele XYZ). Pe lângă mișcarea sondei de-a lungul axelor X, Y și Z, multe mașini permit, de asemenea, unghiul sondei să fie controlat pentru a permite măsurarea suprafețelor care altfel ar fi inaccesibile.

Mașinile de măsurare a coordonatelor includ trei componente principale:

Structura principală care include trei axe de mișcare

Sistemul de sondare (capul de măsură)

Sistemul de colectare și reducere a datelor include de obicei un controler de mașină, un computer desktop și software de aplicație

Fig 2.3. Mașină de măsurat în coordonate

(http://www.lkmetrology.com)

Metrologia optică pentru măsurarea coordonatelor 3D este un instrument devenit standard de control al calității în industrie. Automatizarea continuă să crească ca element important în lanțurile de procese industriale. Soluțiile 3D de măsurare permit companiilor să integreze metrologia optică fără probleme în procesele lor de asigurare a calității și să stabilească noi standarde în ceea ce privește siguranța procesului și ușurința de operare.

2.3 Scanere 3D

Sistemele de măsurare bazate pe principiul non-contact sunt utilizate din ce în ce mai mult în metrologia din domeniul ingineriei datorită eficienței lor atunci când se măsoară un obiect imposibil de măsurat cu ajutorul mașinilor în coordonate sau atunci când măsurarea acestora poate deveni foarte complicată. Inspecția elementelor individuale din desene în timpul controlului calității a fost un proces extrem de intens înainte să fie posibilă verificarea full-field a acestora. Prin urmare, industria a optat pentru migrarea către metrologia optică.

b)

c) d)

Fig. 2.4. Scanere 3D: a)GOM Atos Core, b)VIUscan 3D, c)Scan in a Box, d)Einscan SE

Un sistem optic 3D de digitizare, măsoară forma completă a pieselor. Această tehnologie este folosită în principal în industria de automobile în aplicații de inginerie inversă, analiză și control al calității:

Prima inspecție a articolului

Controlul ansamblului

Producerea și optimizarea sculelor

Monitorizarea producției

Inspectarea componentelor de intrare

Principalele avantaje ale acestei tehnologii relativ noi sunt:

acoperirea și vizualizarea pieselor complete în 3D, precum și compararea cu datele CAD

proces de măsurare rapidă în comparație cu sistemele de măsurare tradiționale cu senzor tactil cum ar fi mașinile de măsurare a coordonatelor

rezoluție și precizie ridicată care depășesc cerințele aplicațiilor și aplicațiilor conexe

mobilitatea sistemului care permite măsurarea pieselor în locuri diferite.

Importanța acestei tehnologii va crește și mai mult pe viitor, deoarece îmbunătățește activitatea de proiectare – dezvoltare, micșorează timpii de control și scurtează reacția la monitorizarea producției.

Sistemele optice de măsurare pot fi ușor integrate în diferite standuri de testare. În același timp, ele pot determina deformări statice și dinamice prin inspecții bazate pe puncte

individuale și full-field. Rezultatele sunt disponibile imediat după măsurare și pot fi afișate în diagrame, videoclipuri și imagini ușor de înțeles.

Prin utilizarea unor metode precum proiecția franjelor de lumină și triangularea, algoritmii de machine vision pot fi utilizați pentru a crea o reprezentare digitală 3D a unui obiect fizic. Dacă reprezentarea 3D este precisă din punct de vedere al dimensiunilor, poate fi numită scanner 3D destinat aplicațiilor metrologice, cum ar fi un scaner 3D GOM. Metrologia de scanare 3D de clasă este deosebit de eficientă pentru inspecția de calitate a pieselor care au forme complexe, curbe compuse și caracteristici multiple.

Un domeniu important în care se utilizează date obținute prin măsurări 3D este verificarea modelelor simulate. Sistemele mecatronice moderne sunt extrem de complexe, astfel încât totul este simulat în timpul procesului de dezvoltare. Pentru a compara simulările cu realitatea, sunt necesare date complete de măsurare 3D, în loc de doar câteva semnale individuale. Rezultatele permit utilizatorilor să revadă și să îmbunătățească parametrii de simulare, precum și să optimizeze procesele de proiectare actuale și viitoare. Astfel, pot reduce numărul de teste costisitoare și, prin urmare, accelerează dezvoltarea produselor. În același timp, rezultatele măsurătorilor 3D permit să se tragă concluzii privind riscurile de siguranță, durabilitatea pieselor, precum și procesele de fluaj și îmbătrânire. Aceasta crește nu numai siguranța, ci și durata de viață a produselor.

Un alt exemplu utilizare a metrologiei optice este în domeniul confecțiilor plastice sau metalice, și anume capacitatea de a identifica potențialele probleme care apar în mod frecvent în procesul de fabricație. Rezultatele măsurării full-field permit identificarea acestora cu promptitudine, identificarea locației lor și generarea datelor tehnice care să le susțină. Acesta este un mare avantaj pentru producătorii din industrie, deoarece aceștia pot vedea rapid dacă și cum trebuie să intervină în geometria sculei sau dacă parametrii de pe mașina de prelucrare trebuie să se schimbe. Cu ajutorul comparației de suprafață cu datele CAD, inginerii din industrie pot chiar să detecteze dacă o problemă specifică apare datorită sculei sau în procesul de prelucrare sau injecție/turnare.

2.4 Metrologia suprafețelor

Metrologia suprafețelor înseamnă măsurarea deviației de la forma inițială stabilită prin proiectare a unei piese prelucrate. Aceasta include aspecte precum deviațiile suprafețelor, precum și abaterile de circularitate, planeitate, cilindricitate, etc. De asemenea in acest domeniu intră și textura suprafețelor.

Fig. 2.5. Comparația suprafeței prelucrate față de modelul CAD [www.gom.com]

Multe tipuri de trăsături geometrice pot fi considerate abateri de suprafață. Exemple sunt abateri de la forma geometrică, erori de cilindricitate sau conicitate sau paralelism. Această caracterizare nu este atât de simplă pe cât pare la prima vedere. De exemplu, raza unui cerc poate fi considerată ca aparținând metrologiei dimensionale, în timp ce curbura locală a cercului se află în domeniul metrologiei suprafeței.

Probabil, cel mai bun mod de a plasa rolul metrologiei suprafețelor este de a lua în considerare ceea ce trebuie măsurat pentru a permite o piesă prelucrată să funcționeze conform scopului pentru care a fost proiectată. Presupunând că materialul a fost specificat corect și că piesa de prelucrat a fost executată din acesta, primul lucru care trebuie făcut este măsurarea dimensiunilor. Acestea vor fi specificate pe desen sub formă de toleranță. În această categorie sunt incluse măsurarea lungimii, ariei, poziției, razei și așa mai departe.

Astfel, metrologia dimensională este un prim obiectiv deoarece asigură că dimensiunea piesei de prelucrat este conform dorinței designerului. Aceasta, la rândul său, asigură faptul că piesa se va asambla corect într-un motor, cutie de viteze sau așa mai departe; caracteristicile statice fiind, prin urmare, îndeplinite. Acest lucru nu este suficient totuși pentru a se asigura că piesa de prelucrat va satisface funcția sa; este posibil de exemplu să nu poată să se rotească sau să se miște. Aici devine importantă metrologia suprafeței.

Metrologia suprafețelor asigură că toate aspectele geometrice ale suprafeței sunt cunoscute și de preferință controlate. Dacă forma și textura piesei de prelucrat sunt corecte, aceasta va fi capabilă să se deplaseze la viteze, sarcini și temperaturi specificate în proiect. Prin urmare, caracteristicile dinamice sunt de asemenea satisfăcute.

Fig. 2.6. Locul măsurătorilor în procesul de fabricație

3. SISTEME DE MĂSURARE BAZATE PE PROIECȚIA FRANJELOR

3.1 Sistemul ATOS

ATOS este un scaner 3D industrial, de mare rezoluție bazat pe tehnologie optică. Sistemul ATOS generează date măsurate tridimensional pentru orice tip de componente industriale. Ex: piese obținute prin aschiere, turnare, forjare sau injecție, elemente din tablă ambutisata, matrițe (turnătorie, injecție, forjă) palete de turbină și rotori paletați.

Spre deosebire de sistemele deja clasice de masura CMM ce masoară tactil, punct cu punct, sistemul ATOS masoară fara contact întreaga suprafața a obiectului generând un "nor de puncte" foarte dens ce înmagazinează cu deosebită acuratețe detaliile reperului.

Fig. 3.1. Sistemul de scanare 3D ATOS [www.gom.com]

Sistemul optic 3D de digitizare ATOS măsoară forma completă a pieselor. Această tehnologie este folosită în principal în industria de automobile în aplicații de inginerie inversă, analiză și control al calității:

Prima inspecție a articolului

Controlul calității (dimensiuni și abateri)

Producerea și optimizarea sculelor

Monitorizarea producției

Inspecția pieselor (defecte de suprafață, duloare, amplasare componente electronice, etc.)

Principalele avantaje ale acestei tehnologii relativ noi sunt:

Acoperirea și vizualizarea părților complete în 3D, precum și compararea cu datele CAD

Proces de măsurare rapidă în comparație cu sistemele de măsurare bazate pe sondă tactilă tradițională, cum ar fi mașinile de măsurat coordonatele

Acuratețe și rezoluție înaltă care depășesc cerințele aplicațiilor curente

Mobilitatea sistemului care permite măsurarea pieselor în locuri diferite

Importanța acestei tehnologii va crește și mai mult pe viitor, deoarece îmbunătățește activitatea de proiectare – dezvoltare, micșorează timpii de control și scurtează reacția la monitorizarea producției.

Fig. 3.2. Componentele sistemului ATOS [www.gom.com]

Scanerul are in componență un sistem optic format din doua camere video care lucreaza utilizând principiul triangulație și un sistem de proiecție a franjelor de lumină numită “Heterodyne Phase-Shift”. Lucrind in conexiune se obțin coodonatele 3D ale punctelor ce materializează suprafața obiectului cu o deosebită acuratețe

Fig. 3.3. Sistemul de camere stereo [2]

3.2 Principiul metodei

Sistemul ATOS se bazează pe principiul triangulării: Unitatea senzorială proiectează diferite modele de franje pe obiectul care urmează să fie măsurat și le observă cu cele două camere (figura 3.4). Pe baza ecuațiilor de transformare optică, calculatorul procesează automat coordonatele 3D pentru fiecare pixel cu mare precizie. În funcție de rezoluția camerei, pentru fiecare măsurătoare individuală rezultă un nor de puncte de până la 4 milioane de puncte de suprafață.

Fig. 3.4. Unitatea senzorială ATOS [2]

Franjele luminoase reprezintă proiecția unei suprafețe luminoase cu un model liniar pe piesa destinată scanării. Astfel se creează „linii de intersecție” de-a lungul suprafeței obiectului, linii care oferă informații privind adâncimea obiectului scanat.

Imaginea liniilor este achiziționată de către senzorul digital (detectorul) al camerei video. Fiecărui pixel de pe CCD activat de lumina liniei îi corespunde un punct de pe suprafață. Corespondența este calculată utilizând principiul triangulației. Suprafața scanată este vizualizată digital sub forma unui nor de punce în spațiul 3D.

Fig. 3.5. Sistemul de proiecție al franjelor de lumină [2]

Ca reguli de proiecție a franjelor, acestea sunt:

Cu lățime variabilă (de regulă, 4 valori pentru lățimi)

Decalate la un sfert de lungime de undă

Un ciclu de scanare durează de regulă, 2 secunde și astfel este crescută densitatea norului de puncte obținut în urma scanării.

Fig. 3.6. Tipurile de franje proiectate pe obiect [2]

Detecția optică heterodinică este o metodă de extragere a informațiilor codificate ca modulare a fazei, frecvenței sau ambelor radiații electromagnetice în banda de lungime de undă a luminii vizibile sau infraroșii. Semnalul de lumină este comparat cu lumina standard sau de referință de la un "oscilator local" (LO) care ar avea o decalare fixă în frecvență și fază din semnal dacă acesta din urmă a purtat informații nul. "Heterodina" semnifică mai mult de o frecvență, spre deosebire de frecvența unică utilizată în detecția homodinelor.

Comparația celor două semnale luminoase este în mod uzual realizată prin combinarea lor într-un detector cu fotodiodă, care are un răspuns liniar în energie și, prin urmare, patrat în amplitudinea câmpului electromagnetic. În mod obișnuit, cele două frecvențe luminoase sunt destul de similare încât diferența sau frecvența de puls produsă de detector este în banda radio sau cea a microundelor care poate fi prelucrată convenabil prin mijloace electronice.

Această tehnică a devenit pe scară largă aplicabilă imagisticii topografice și a imagisticii sensibile la viteză odată cu invenția din anii 1990 a detecției heterodinică cu matrice sintetică. Lumina reflectată dintr-o cadru țintă este focalizată pe un fotodetector format dintr-un singur pixel fizic mare, în timp ce o altă frecvență LO este, de asemenea, concentrată pe fiecare pixel virtual al acestui detector, rezultând un semnal electric de la detectorul care poartă un amestec de frecvențe de puls care pot fi izolate electronic și distribuite spațial pentru a prezenta o imagine a cadrului.

3.3 Determinarea reliefului obiectelor

3.3.1 Modularea fazei (Phase-Shifting)

Configurația geometrică a proiecției franjelor pentru măsurarea formei și deformării în afara planului este prezentată în figura 3.7, în care axele proiectorului și ale camerei CCD sunt simetrice față de o axă verticală. Când modelele sunt proiectate pe o suprafață de testare, imaginile franjelor deformate sunt captate de o cameră CCD. Conform principiului măsurării prin triangulare, diferența de fază a modelului de franje deformat este legată de informațiile de înălțime ale specimenului. Deoarece OAB și ODC sunt asemenea din punct de vedere geometric, înălțimea poate fi obținută prin formula:

Relația dintre diferența de fază și poate fi descrisă sub forma: , unde este frecvența spațială a franjelor proiectate

Fig. 3.7. Schema configurației sistemului de proiecție de franje și de măsurare a deformațiilor out-of-plane [8]

Dacă distanța de lucru a obiectivelor este suficient de mare în comparație cu specimenul de testare, relația dintre diferența de fază și înălțimea obiectului poate fi descrisă sub forma ecuației:

, unde k este un coeficient optic, ce se referă la configurația sistemului.

Prin această metodă se poate determina conturul obiectului. Deformarea în afara planului acestuia poate fi calculată prin scăderea hărții de contur a punctelor deformate și a eșantionului de referință după formula:

Pentru a îmbunătăți precizia coordonatelor imaginii punctelor obținute, tehnica 2-D de corelare digitală a imaginilor este folosită pentru a obține câmpurile deplasărilor și . În general, și ale punctului deformat de pe obiect sunt valori non-întregi (la nivel de sub-pixeli) și, prin urmare, procesul de interpolare trebuie aplicat pe o hartă a conturului pentru a obține datele potrivite.

Tehnica de „phase-shifting” a fost folosită pe scară largă pentru recuperarea fazelor în interferometrie și proiecție a franjelor, datorită preciziei sale înalte. Astfel, este folosit un algoritm de deplasare a fazelor în patru pași cu un defazaj de și astfel, cele patru imagini pot fi scrise sub forma:

reprezintă intensitatea fundalului, este modularea intensității și este faza care urmează a fi determinată. Rezolvând cele patru ecuații simultan, poate fi obținută distribuția fazelor la fiecare punct :

Astfel, poate fi preluată harta de fază continuă după efectuarea procesului de desfacere. Prin efectuarea procesului de calibrare, poate fi determinată relația dintre informațiile de fază și cele de înălțime.

3.3.2 Principiul triangulației

În trigonometrie și geometrie, triangularea este procesul de determinare a locului unui punct prin formarea de triunghiuri de la puncte adiacente cunoscute.

Sistemele de măsurare 3D optice utilizează acest principiu pentru a determina dimensiunile spațiale și geometria unui element. Practic, configurația constă din doi senzori care respectă elementul. Unul dintre senzori este de obicei un aparat de fotografiat digital, iar celălalt poate fi de asemenea un aparat de fotografiat sau un proiector de lumină. Centrele de proiecție ale senzorilor și punctul considerat pe suprafața obiectului definesc un triunghi (spațial). În acest triunghi, distanța dintre senzori este baza b și trebuie cunoscută. Prin determinarea unghiurilor dintre razele de proiecție ale senzorilor și baza, punctul de intersecție, și astfel coordonatele 3D, se calculează din relațiile triunghiulare.

Unitatea de proiecție și camerele sunt integrate în capul de scanare al senzorului ATOS. Configurația geometrică a sistemului și parametrii distorsionării lentilelor sunt calibrate folosind metode fotogrametrice. Utilizatorul poate apoi să poziționeze capul senzorului pe stand în fața piesei de scanat manual sau folosind tehnologie robotică auxiliară. Markerii aplicați pe obiectul însuși și/sau pe elementul de fixare servesc ca puncte de referință pentru scaner.

Un mesh poligonal este o colecție de vârfuri, muchii și fețe care definesc forma unui obiect poliedric în grafica 3D și modelare a solidelor. Fețele constau, de obicei, din triunghiuri (meshuri triunghiulare) sau alte poligoane simple convexe, deoarece aceasta simplifică randarea, dar pot fi de asemenea compuse din mai multe poligoane concave sau poligoane cu găuri.

Varietatea operațiunilor efectuate pe mesh-uri poate include logica booleană, netezirea, simplificarea și multe altele. Meshurile volumetrice se deosebesc de meshurile poligonale prin faptul că ele reprezintă în mod explicit suprafața și volumul unei structuri, în timp ce meshurile poligonale reprezintă doar suprafața (volumul este implicit). Deoarece meshurile poligonale sunt utilizate pe scară largă în grafica computerizată, există și algoritmi pentru urmărirea razei, detectarea coliziunilor și dinamica corpului rigid.

Obiectele create cu meshuri poligonale trebuie să conțină diferite tipuri de elemente. Acestea includ vârfuri, muchii, fețe, poligoane și suprafețe. În multe aplicații, sunt stocate numai vârfuri, muchii și fețe sau poligoane. Un renderer poate suporta doar fețe cu 3 părți, astfel încât poligoanele trebuie să fie construite din mai multe astfel de fețe. Cu toate acestea, aplicațiile de randare pot suporta atât poligoane cu 4 fețe, cât și poligoane superioare, sau pot transforma poligoanele în triunghiuri într-un timp foarte scurt, ceea ce face inutilă stocarea unei rețele într-o formă triunghiulară.

Nodurile: O poziție (de obicei în spațiul 3D) împreună cu alte informații, cum ar fi culoarea, vectorul normal și coordonatele de textură.

Muchiile: O conexiune între două noduri.

Fețele: O mulțime de muchii, în care o față triunghiulară are trei uchii, și o față patrulateră are patru margini. Un poligon este un set coplanar de fețe. În sistemele care suportă poligoane cu mai multe fețe, poligoanele și fețele sunt echivalente. Cu toate acestea, majoritatea echipamentelor de randare suportă numai poligoane cu 3 sau 4 fețe, astfel încât poligoanele sunt reprezentate ca fețe multiple. Din punct de vedere matematic, un mesh poligonal poate fi considerat drept o rețea nestructurată sau un grafic nedirecționat, cu proprietăți adiționale de geometrie, formă și topologie.

Suprafețele: Mai des numite grupuri de netezire, sunt utile, dar nu sunt necesare pentru gruparea regiunilor netede. Pentru umbrirea netedă a laturilor, toate normalele de suprafață trebuie să fie orientate orizontal de la centru, în timp ce normalele fețelor superioare trebuie să fie verticale. Randate ca o singură suprafață, vârfurile ar avea normale incorecte. Astfel, este necesar un mod de a determina unde să înceteze netezirea pentru a grupa părțile netede ale unei suprafețe de mesh. Ca o alternativă la furnizarea de suprafețe sau grupuri de netezire, un mesh poate conține și alte date pentru calcularea acelorași date, cum ar fi un unghi de despicare (poligoane cu normale deasupra acestui prag sunt fie tratate automat ca grupuri de netezire separate, fie ca o tehnică cum ar fi divizarea sau ștanțarea este aplicată automat la marginea dintre ele). În plus, meshurile de rezoluție foarte înalte sunt mai puțin supuse unor probleme care ar necesita grupări netezitoare, deoarece poligoanele lor sunt atât de mici încât să facă nevoia irelevantă. Mai mult, există o altă alternativă în posibilitatea de a detașa pur și simplu suprafețele de restul meshului. Softul de randare nu încearcă astfel să neteze margini pe poligoane încontinuu.

Coordonate UV: Cele mai multe formate de meshuri suportă, de asemenea, o formă de coordonate UV care sunt reprezentare separată 2D a meshului "desfășurată" pentru a arăta ce porțiune a unei hărți de textură bidimensională se aplică diferitelor poligoane ale ochiului de plasă. De asemenea, este posibil ca rețelele să conțină alte informații despre atributele vertexului, cum ar fi culoarea, vectorii tangente, hărțile greutăților pentru a controla animația etc. (uneori numite și canale).

Pentru a digitaliza complet un obiect, sunt necesare mai multe măsurători individuale din diferite perspective. Transformarea într-un sistem global de coordonate se face automat prin intermediul punctelor de referință. Utilizatorul poate observa continuu progresul digitizării pe ecran. Fiecare măsurătoare individuală completează construirea modelului 3D al obiectului care urmează să fie scanat. În final, la sfârșitul procesului de digitizare, un mesh poligonizat de înaltă rezoluție a suprafeței descrie complet obiectul. În general, acest mesh este bazat pe curbură subțire pentru a reduce cantitatea de date.

Fig. 3.8. Rezultatul digitizării [4]

Pentru obiecte cu dimensiuni ce depășesc volumul de măsură al sistemului ATOS, punctele de referință pot fi capturate anterior scanării 3D cu ajutorul sistemului TRITOP, astfel acuratețea datelor nu va fi alterată și timpul de măsurare va fi redus semnificativ.

3.3 Caracteristicile sistemului

Senzorii ATOS returnează coordonatele 3D full-field distribuite pentru fiecare măsurare individuală. Până la 16 milioane de puncte independente sunt capturate în câteva secunde. Datele de măsurare sunt caracterizate printr-o reproducere foarte precisă, ceea ce permite măsurarea unor componente până la cele mai mici detalii.

Principiul „Triple Scan”: Modele de franje de înaltă precizie sunt proiectate pe suprafața obiectului scanat, acestea fiind citite de către cele două camere ale senzorului pe principiul camerelor stereo. Datorită calibrării în avans a traseelor celor două camere și cel al proiectorului, punctele 3D de pe suprafață pot fi calculate din intersecția a trei raze diferite: camera stângă cu camera dreaptă și ambele individual cu proiectorul de franje. Acest principiu oferă avantaje în măsurarea suprafețelor cu reflecții și a obiectelor cu indentări. În cazul în care una dintre intersecțiile de raze nu este posibilă din varii motive, celelalte două sunt utilizate. Rezultatul este o distribuție completă și uniformă a punctelor de măsură, fără spații sau puncte neregulate.

Fig. 3.9. Principiul „Triple Scan” [19]

Tehnologia „Blue Light”: Dispozitivul de proiecție utilizează o lumină LED albastră cu o lungime de undă joasă și foarte îngustă , fapt care ajută la filtrarea oricărui tip de lumină ambientală. Astfel, datele obținute sunt de o calitate superioară datorită lipsei de reflexii sau zgomot din mediu. De asemenea, sursa de lumină este una de putere înaltă astfel încât să permită măsurători rapide chiar și pe suprafețe mai dificile.

Referențierea Dinamică: Combinarea sistemului stereo-camera cu marcherii de referință GOM oferă pentru fiecare măsurătoare individuală un sistem de ecuații supradeterminat. Acest lucru ne permite să verificăm in timp real starea de calibrare, calitatea datelor sau miscarea echipamentului.

Monitorizare integrată : Prin combinarea tuturor acestor verificări pe durata măsurării se asigură un proces stabil și sigur de digitizare 3D și implicit o precizie foarte bună a datelor obținute. Astfel, sunt asigurate:

Aliniere automată a măsurătorilor individuale

Date măsurate și pozitionate fără intervenția operatorului

Urmărire live a poziției senzorului relativ la obiect

Poziționare independentă a obiectului față de senzor

Monitorizare live a mișcarii obiectului/ senzorului și a condițiilor de iluminare

Prevenirea erorilor de măsurare

Monitorizare live a stării de calibrare a senzorului

Certitudinea acurateței măsurătorilor obținute

Fig. 3.10. Sistemele de monitorizare integrată [2]

Proiecția elementelor virtuale pe suprafața obiectelor reale, cu scopul de a ușura identificarea zonelor neconforme sau poziționarea corectă din modelul CAD față de modelul real.

Aplicații în industrie:

Marcarea rapidă a zonelor neconforme

Marcarea poziționării din mașina CNC

Curbe de design (ex: pentru design auto)

Fig. 3.11: Sistemul „Back Projection” [2]

Urmărirea în timp real a elementelor permite alinierea și poziționarea componentelor precum și transferul poziției virtuale în sistemul de coordonate real

Fig. 3.12: Urmărire în timp real a componentelor [2]

3.4 Configurații hardware ale sistemelor GOM

ATOS Core este varianta specializată în măsurarea tridimensională a componentelor mici cu o dimensiune de până la 500 milimetri. Senzorul constituie baza pentru o gamă variată de sarcini de măsurare – de la scanarea simplă 3D până la procesele de măsurare și inspecție complet automatizate. ATOS Core este utilizat pentru măsurarea tridimensională a obiectelor mici și mijlocii, cum ar fi miezurile ceramice și piesele turnate sau din material plastic.

Senzorul este dotat cu camere stereo de 5 megapixeli cu timpi de scanare de aproximatic o secundă și există în șapte configurații nemodulare cu volumule de măsură de 45mm, 80mm, 135mm, 185mm, 200mm, 300mm, 500mm. Sistemul utilizează tehnologiile Blue Light și Triple Scan, acesta având posibilitatea de a fi montat și în mașina complet automatizată de măsurare ATOS ScanBox. Conexiunea cu unitatea de calcul este realizată prin cablu Ethernet la viteză Gigabit.

Fig. 3.13. Sistemul ATOS Core [14]

Tabel 3.1: Datele tehnice ale sistemului ATOS Core [9]

ATOS Compact Scan este varianta axată în primul rând pe portabilitate, pentru măsurători pe teren sau în condiții dificile. Datorită construcției modulare, poate fi adaptat cu ușurință la rezoluția și volumul de măsură necesar diverselor aplicații.

Senzorul este dotat cu camere stereo de 5 sau 12 megapixeli cu timpi de scanare de aproximativ o secundă și există în trei configurații modulare cu volumule de măsură de 45mm, 80mm, 170mm, 350mm, 600mm, 700mm, 1200mm. Sistemul utilizează tehnologiile Blue Light și Triple Scan, iar măsurătorile în zone cu acces optic dificil pot fi asistate cu ajutorul GOM Touch Probe. Conexiunea cu unitatea de calcul este realizată prin cablu Ethernet la viteză Gigabit.

Fig. 3.14. Sistemul ATOS Compact Scan [14]

Tabel 3.2: Datele tehnice ale cadrului destinat măsurării obiectelor de dimensiuni mici [9]

Tabel 3.3: Datele tehnice ale cadrului de 300 mm [9]

Tabel 3.4: Datele tehnice ale cadrului de 500 mm [9]

ATOS Capsule este o mașină de măsurare optică de precizie (OPMM) pentru digitizarea completă a geometriei pieselor, pentru control dimensional și/sau pentru aplicații de inginerie inversă. Sistemul de proiecție de franje al seriei ATOS este utilizat pentru asigurarea calității producției pieselor mici și mijlocii și excelează prin înaltă precizie pentru detalii fine. ATOS Capsule este utilizat, de exemplu, pentru inspecția în primul rând a uneltelor, a lamelor de turbină și a roților, precum și a părților medicale.

Datorită designului carcasei, ATOS Capsule asigură stabilitatea proceselor pentru aplicațiile automate. Carcasa unibody construită din aluminiu fabricat cu precizie asigură o rigiditate maximă și rezultate precise de măsurare pentru uz industrial. Componentele optice și electronice sunt protejate împotriva prafului și a stropilor de apă. Modularitatea este de asemenea asigurată prin posibilitatea de schimbare a volumelor de măsură.

Senzorul este dotat cu camere stereo de 8 sau 12 megapixeli cu timpi de scanare de aproximativ 0,5 secunde și există în două configurații modulare cu volumule de măsură de 70mm, 120mm, 200mm, 320mm, cu o distanță focală de 290mm. Sistemul utilizează tehnologiile Blue Light și Triple Scan, acesta având posibilitatea de a fi montat și în mașina complet automatizată de măsurare ATOS ScanBox și totodată, beneficiază de tehnologiile auxiliare ATOS Plus și GOM Touch Probe. Conexiunea cu unitatea de calcul este realizată prin cablu Ethernet la viteză 10xGigabit.

Fig. 3.15: Sistemul ATOS Capsule [16]

Tabel 3.5: Datele tehnice ale sistemului ATOS Capsule [9]

ATOS Triple Scan este de câțiva ani vârful de gamă în tehnologia de scanare 3D. Datorită volumelor de măsură interschimbabile, cu ajutorul scanerului putem măsura piese de dimensiunea unei monezi până la dimensiuni comparabile cu ale unui avion de pasageri.

Precizia, rezoluția și volumul de măsură sunt complet adaptabile necesitătii aplicației urmărite. Varianta mobilă a echipamentului permite efectuarea operațiilor de măsurare atât în laboratorul de metrologie cât și în hala de producție, un avantaj major în cazul pieselor ce nu pot fi deplasate din poziția de lucru. Versiunea staționară (semiautomatizată) cât și variantele de celule robotizate de scanare 3D ofera un grad sporit de automatizare.

Senzorul este dotat cu camere stereo de 5, 8 sau 16 megapixeli cu timpi de scanare de aproximatic o secundă și există în trei configurații modulare cu volumule de măsură de la 38 x 29 mm² până la 2,000 x 1,500 mm². Sistemul utilizează tehnologiile Blue Light și Triple Scan, acesta având posibilitatea de a fi montat și în mașina complet automatizată de măsurare ATOS ScanBox și totodată, beneficiază de tehnologiile auxiliare ATOS Plus și GOM Touch Probe. Conexiunea cu unitatea de calcul este realizată prin cablu Ethernet la viteză Gigabit.

Fig. 3.16: Sistemul ATOS Triple Scan [15]

Tabel 3.6: Datele tehnice ale sistemului ATOS Triple Scan [19]

ATOS 5/5X este noua generație de scanere dezvoltate de compania germană GOM. Noile modele redefinesc standardele în scanarea 3D industrială, atât prin viteza de achiziție cât și prin suprafața ce poate fi măsurată dintr-o singură poziție de scanare. Sistemul obține date de înaltă precizie într-un timp de măsurare foarte scurt, viteza de achiziție pornind de la 0,2 secunde.

Calitatea datelor generate cu noile sisteme este evidențiată prin claritatea detaliată a modelelor 3D, de exemplu, prin afișarea precisă a celor mai mici detalii (raze înguste ale paletelor de turbină, muchiile pieselor deformate plastic la rece, etc.).

Senzorul este dotat cu camere stereo de 8 sau 12 megapixeli cu timpi de scanare de aproximativ 0,2 secunde și există în trei configurații modulare cu volumule de măsură de 320mm, 500mm, 700mm, 1000mm și o distanță focală de 880mm. Sistemul utilizează tehnologiile Blue Light și Triple Scan, acesta având posibilitatea de a fi montat și în mașina complet automatizată de măsurare ATOS ScanBox și totodată, beneficiază de tehnologiile auxiliare ATOS Plus și GOM Touch Probe. Conexiunea cu unitatea de calcul este realizată prin cablu Ethernet la viteză 10xGigabit.

Fig. 3.17: Sistemul ATOS 5/5X [14]

Tabel 3.7: Datele tehnice ale sistemelor ATOS 5/5X [9]

ATOS ScanBox este o mașină completă de măsurare optică 3D dezvoltată de compania GOM pentru un control eficient al calității procesului de fabricație si productie. Nouă modele sunt disponibile pentru diferite dimensiuni și aplicații.

ScanBox este un sistem all-in-one format din hardware, software-ul ATOS Professional și un modul software suplimentar – Camera de măsurare virtuală (VMR). Înainte de a fi executate, toate mișcările robotului sunt simulate în camera de măsurare virtuală și verificate pentru siguranță. După achiziționarea datelor, software-ul calculează automat mesh-ul poligonal al suprafeței piesei și datele reale ale planului de caracteristici de inspecție. Datele reale sunt comparate cu datele nominale și afișate într-un raport.

Fig. 3.18: Sistemul ATOS ScanBox [17]

3.5 Caracteristici software ale sistemelor GOM

Pentru a asigura precizia măsurătorilor și a inspecției, sistemele ATOS sunt folosite înpreună cu pachetele software GOM, testate și certificate de cele două institute PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt) și NIST (National Institute of Standards and Technology). Acuratețea software-ului de inspecție este confirmată de compararea rezultatelor obținute cu rezultatele de referință. Software-ul GOM a fost plasat în categoria 1, categoria cu cele mai mici deviații de măsurare.

Meshurile 3D ale pieselor și componentelor sunt calculate din nori de puncte 3D pentru vizualizare, simulare, reconstrucție de suprafață și comparație nominal-real. Acestea sunt de asemenea potrivite pentru asamblarea virtuală bazată pe măsurători din diferite surse. Meshurile poligonale precise pot fi exportate în mai multe formate standard, cum ar fi STL, G3D, JT Open, ASCII și PLY. Meshurile poligonale pot fi exportate în format STL și pentru aplicații cum ar fi imprimarea 3D.

Procesarea meshurilor 3D: Meshurile poligonale pot fi netezite, rărite și finisate. În plus, găurile din mesh pot fi umplute și curburile pot fi extrase. Meshurile sunt procesate folosind algoritmi și toleranțe bazate pe curbură. Software-ul oferă utilizatorului o previzualizare live a fiecărui pas de procesare. Mai mult, un mesh de aur poate fi determinat prin găsirea celui mai bun mesh sau prin calcularea unei medii a meshurilor.

Fig. 3.19: Procesarea meshurilor 3D [13]

Importul modelelor CT: Volumele scanate pot fi vizualizate și evaluate direct în software. Datele captate cu ajutorul tomografiilor computerizate pot fi importate prin drag & drop în formate comune (.vgi, .vgl, .pcr, .exv, .rek) sau ca date brute și pot fi evaluate direct. În plus, diferitele materiale ale unui obiect scanat pot fi importate ca niște meshuri separate de suprafață. Pe lângă obiectele scanate separat, software-ul permite de asemenea importarea seturilor de date care includ mai multe obiecte care au fost scanate simultan cu un CT. Până la 32 de obiecte pot fi importate simultan ca mese individuale. Software-ul GOM Inspect oferă diferite moduri de poligonizare pentru importul de date.

Importul modelelor CAD: Formatele CAD neutre, cum ar fi IGES, JT Open și STEP, precum și formate native precum CATIA, NX, Solidworks și Pro/E, pot fi importate în GOM Inspect Professional. Formatele individuale de date sunt importate prin drag & drop și sunt identificate și atribuite automat de software.

Compararția real-nominal: Meshul poligonal calculata descrie suprafețele libere și geometriile standard. Acestea pot fi comparate cu desenul sau direct cu setul de date CAD cu ajutorul unei comparații de suprafață. O analiză 3D a suprafețelor, precum și o analiză 2D a secțiunilor sau punctelor pot fi implementate în software. Este posibilă și generarea unor geometrii standard, cum ar fi linii, planuri, cercuri sau cilindri, bazate pe CAD.

Fig. 3.20: Comparația actual-nominal [13]

Alinierea: Software-ul GOM 3D conține toate funcțiile de aliniere standard. Acestea includ: alinierea RPS (Reference Point System), alinierea ierarhică bazată pe elementele de geometrie, alinierea într-un sistem local de coordonate, utilizarea punctelor de referință și a diferitelor alinieri de tipul best-fit, cum ar golbal best-fit și local best-fit. De asemenea, inginerul poate utiliza propriile alinieri specifice, de ex. pentru lamele de turbină, cum ar fi fasciculul echilibrat sau balama egalizată.

Fig. 3.21: Funcția de aliniere CAD – Mesh [13]

Analiză GD&T: Elementele GD&T corespunzătoare sunt, de exemplu, planeitatea, paralelismul sau cilindricitatea. Este posibilă o analiză standardizată a distanțelor în 2 puncte și a cerințelor maxime de material, precum și a toleranței de poziție în sistemele de referință și de coordonate locale. Software-ul GOM acceptă standardele ISO, precum și standardele ASME și implementează continuu actualizările standardelor în software.

Fig. 3.22: Proprietatea de analiză GD&T [13]

PMI: În concepte cum ar fi PLM (Product Lifetime Management), se colectează cât mai multe informații despre proces și parte, sub forma informațiilor PMI (Product Manufacturing Information), pentru a asigura o gestionare cuprinzătoare și la nivel de companie a lanțurilor de producție. Software-ul GOM suportă interfețe pentru transferurile digitale ale caracteristicilor de inspecție. Criteriile de calitate și sistemele de date care au fost implementate printr-o construcție semantică în CAD pot fi transferate digital și evaluate într-un mod contextual. Întrucât planul de inspecție este generat direct în timpul importului modelului CAD, nu mai este necesară programarea suplimentară.

Inspecția bazată pe curbe: Pe baza datelor full-field digitalizate, funcțiile de construcție pot fi aplicate pentru curbe, iar caracteristicile acestora pot fi vizualizate. Curbele de margine pot fi, de exemplu, scanate, razele și liniile de proiectare pot fi analizate și pot fi create curbe de tip spline. De asemenea, inspecția bazată pe curbe este folosită pentru evaluarea golurilor și a degajărilor.

Fig. 3.23: Inspecția bazată pe curbă [13]

Inspecția bazată pe puncte: Funcția de evaluare poate fi folosită și pentru nori de puncte. Aceasta include, de exemplu, măsurarea distanțelor dintre punctele individuale și compararea punctelor cu modelul CAD. Funcțiile de construcție pot fi apoi aplicate pentru a crea geometrii standard bazate pe mai multe puncte. Aceasta permite o analiză a preciziei dimensionale sau a unei analize GD&T asupra elementelor geometrice generate, inclusiv planeitate, cilindricitate sau precizie pozițională.

Fig. 3.24: Inspecția bazată pe puncte [13]

Inspecția defectelor de suprafață: Metrologia optică permite o evaluare asistivă și reproductibilă a defectelor de suprafață. Rezultatele sunt obiective și disponibile într-un timp mai scurt decât cu metoda convențională a pietrei de moară. Pentru ca harta de defecte de suprafață să corespundă direct formei piesei, software-ul GOM Inspect face o inspecție a defectelor de suprafață chiar și în cazul direcțiilor curbe. Mai mult, software-ul calculează în mod automat direcția normală a suprafețelor. Pentru inspecția mai multor suprafețe mari care urmează a fi analizate în aceeași direcție în conformitate cu planul de inspecție este necesară o singură hartă a defectelor.

Fig. 3.25: Inspecția defectelor de suprafață [13]

Analiza mișcării și a deformării este efectuată utilizând un concept bazat pe componente. Punctele sunt împărțite în grupuri distincte și definite ca și componente. Transformările sau corecțiile la mișcările corpului rigid pot fi apoi calculate pentru aceste componente. Analiza pe 6 grade de libertate servește la determinarea mișcărilor de translație și rotație pe toate direcțiile. Câmpurile vectoriale ajută apoi la vizualizarea mișcărilor fiecărui punct și a deformării în timp.

Fig. 3.26: Analiza mișcării și a deformării [13]

Inspecția profilelor: Sunt disponibile funcții speciale pentru controlul calității lamelor de turbină, care pot fi utilizate, de exemplu, pentru a inspecta linia medie a profilului, linia coardei profilului sau grosimea profilului paletelor turbinei pe baza secțiunilor 2D. Centrul de greutate al profilului, razele și conturul pot fi de asemenea calculate.

Fig. 3.27: Inspecția profilelor [13]

Inspecție parametrică: Software-ul GOM se bazează pe un concept parametric, care formează baza fundamentală pentru fiecare funcție. Această abordare parametrică asigură faptul că toți pașii procesului sunt trasabili, garantând astfel fiabilitatea procesului pentru măsurarea rezultatelor și rapoartelor.

Fig. 3.28: Parametrizarea procesului de inspecție [13]

Analiza trendului, SPC și a deformării: Abordarea bazată pe parametri a software-ului GOM permite analiza tendințelor pentru evaluări multiple, de ex. pentru controlul statistic al proceselor (SPC) sau analiza deformării. În consecință, mai multe părți sau etape dintr-un singur proiect pot fi evaluate într-o manieră full-field și se pot determina valori de analiză statistică, cum ar fi Cp, Cpk, Pp, Ppk, Min, Max, Avg și Sigma.

Fig. 3.29: Analiza trendului, SPC și a deformării [13]

Raportare: Modulul de raportare permite utilizatorilor să creeze rapoarte care conțin instantanee, imagini, tabele, diagrame, text și grafică. Rezultatele pot fi vizualizate și editate în interfața cu utilizatorul, precum și exportate într-un document PDF. Șabloanele personalizate sunt reutilizabile și fiecare cadru stocat într-un raport poate fi restabilit în fereastra 3D.

Fig. 3.30: Pagină a unui raport de inspecție 3D [13]

4. APLICAȚII ALE SISTEMULUI ATOS CORE

În lucrarea de față s-a realizat scanarea 3D a unei piese cu grosime constanta având o formă geometrică complexă. Reperul este prezentat în fig 4.1 si a fost realizat la firma S.C. RAMIRA S.A. Baia Mare.

Reperul ales reprezintă o placă îndoită de formă neregulată, fiind prezentat în figura 4.1. În ceea ce privește geometria reperului ales, acesta are cotele de gabarit de 90 mm lățime, 103 mm lungime și 6 mm grosime. Reperul are în partea laterală un canal străpuns cu lățimea de 7 mm și cu degajare la unul dintre capete. Reperul mai conține o gaură de M6 străpunsă precum și o înclinație a suprafeței de 155,2°.

Fig.4.1: Imagine 3D a reperului realizat pe softul CAD Catia V5

Rolul acestui reper este de ghidare și așezare a elementelor ce vin în contact cu întregul utilaj. Utialajul prezentat în figura 4.2, reprezintă o parte dintr-un ansamblu mare din industria de roboți industriali.

Fig. 4.2 : Imagine cu ansamblul din care face parte reperul ales

În ceea ce privește procesul de prelucrare a reperului de tip placă, în tabelul de mai jos sunt prezentate etapele procesului tehnologic:

Tabel 4.1:Etapele procesului tehnologic de realizare a reperului

Materialul din care se va prelucra reperul ales este S355J2, este numit oțel normal de construcții, îndeplinește într-o mare măsura condițiile impuse în mod normal oțelurilor în construcții. Mai este denumit și „moale” sau „ductil”. Componența chimică a acestuia este compusă din C 0.22%, Si 0.55% Mn 1.6%, P 0.03%, S 0.03%, Cu 0.55% etc.

Tratamentele termice sunt limitate iar acestea sunt prezentate în tabelul următor:

Tabel 4.2: Tratamentele termice aplicate oțelului S355J2

S355J2 este oțel structural, ușor de sudat, cu un conținut scăzut de carbon, cu o rezistență ridicată la tracțiune, poate fi ușor sudat la alte oțeluri sudabile. Pentru echivalentul său redus de carbon, are proprietăți bune de formare la rece.

Oțel carbon cu o rezistență medie și cu bună sudabilitate și tenacitate. În ceea ce privește caracteristicile mecanice, este un foarte bun înlocuitor al C25 și C35. Rezultate acceptabile la cementarea pieselor cu răspundere limitată. Se utilizează, de obicei, pentru producția de lanțuri, arbori de căi ferate, tije și structuri metalice. Acesta are o conductivitate electrică moderată înaltă între oțelurile din fier forjat sau oțelurile nealiate din baza de date.

Denumirile echivalente ale acestui oțel folosite în întreaga lume sunt prezentate în tabelul următor:

Tabel 4.3:Denumirile echivalente a oțelului S355J2

Proprietățile mecanice ale oțelurilor S355J2 sunt următoarele:

-Rezistența la tracțiune a oțelului nealiat S355J2, trebuie să fie de cel puțin 450 N/mm2 (MPa).

-Rezistența la încovoiere a oțelului nealiat S355J2, trebuie să fie de cel puțin 275 N/mm2 (MPa).

-Proprietatea de alungire a oțelului 1.0577 variază în funcție de procesul de tratare termică și grosime, dar este indicat de obicei de la 17% la 22%.

-Energia de impact în mod longitudinal este de aproximativ 27 J la temperaturi diferite prin metoda de încercare a impactului Charpy cu crestătură în V.

Principalele aplicații de folosință a acestui oțel sunt elemente de construcții metalice sudate sau îmbinate prin alte procedee ca: poduri de șosea și cale ferată, rezervoare, stâlpi, elemente de structuri portante de mașini și utilaje, batiuri sudate, organe de mașini supuse la tensiuni moderate, lanțuri, plase sudate pentru beton armat.

Pentru compararea rezultatelor măsurătorilor cu reperul ideal a fost realizat un model CAD utilizînd softeware-ul CATIA V5. Dimensiunile reperului analizat sunt prezentate in figura 4.3.

Fig. 4.3: Desenul de execuție al reperului

Scanarea reperului cu ajutorul sistemului ATOS Core a presupus parcurgerea următoarelor etape de lucru:

Pregatirea suprafeței reperului și plasarea markerilor

Pentru a obține rezultate optime este necesar ca suprafața obiectului scanat să fie una difuză. În această scop piesele se pot acoperi cu un stat foarte fin de pulbere albă (similar celei utilizate în defectoscopie) care să confere acestuia proprietăți optice necesare unei scanari de calitate. De asemenea este necesară plasarea unor markeri autoadezivi calibrați cu ajutorul cărora să poată fi identificate diferitele suparafețe și realizat modelul 3D (fig. 4.4.). Numărul markerilor și poziția lor se stabilește în așa fel încît sa fie vizibili cel puțin trei markeri. Piesa pregătită de scanare este prezentată în figura 4.5.

Fig. 4.4. Markeri autoadezivi utilizați la identificarea suprafețelor măsurare.

Fig. 4.5. Piesa pregătită pentru scanare.

Scanarea piesei și obținerea modelului 3D

Scanarea piesei presupune expunerea succesivă a acesteia în zona de scanare. Interfața software-ului de scanare GOM Scan este prezentată în figura 4.6. Pentru obținerea tuturor suprafețelor prin expuneri multiple se utilizează masa rotativă din dotarea sistemului (fig. 4.7.). În urma scanării se obține modelul digitalizat al reperului în format STL.

Fig. 4.6. Interfața software-ului de scanare GOM Scan.

Fig. 4.7. Scanarea piesei cu sistemul GOM Atos Core (Laboratorul de Rezistența Materialelor – Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca).

Fig. 4.8. Modelul digital al reperului a) mesh și b) suprafață.

Evaluarea dimensională a reperului scanat

Evaluarea dimensională a reperului scanat se realizează cu modului software GOM Inspect a cărui interfață este prezentată în figura 4.9. Pentru analiza comparativă este necesară încărcarea modelului CAD și a celui măsurat.

Fig. 4.9. Interfața GOM Inspect.

Pentru reperul analizat au fost realizate studii comparative, respectiv au fost determinate câteva cote dimensionale importante. Rezultatele sunt prezentate sub forma unui raport în (format PDF) figurile de mai jos:

Fig. 4.10. CAD vs. Mesh.

Software-ul GOM Inspect permite compararea suprafețelor măsurate în raport cu supratața reală Fig.4.10 ( CAD vs. Mesh) și stabilirea unor cote dimensionale , zonă în care intervine partea de metrologie.

Scanerul 3D scanează complet suprafețele fără contact, folosind milioane de puncte măsurate, iar software-ul GOM Inspect calculează automat coordonatele 3D sub forma unui nor de puncte de înaltă rezoluție (mesh STL triangulat). Acest mesh poligonizat cuprinde întreaga geometrie a piesei ce poate fi evaluată pe baza desenelorde execuție sau direct prin aliniere cu modelul CAD urmărindu-se analiza completă a formei și dimensiunilor.

Abaterile față de modelul CAD sunt afișate sub forma unei hărți de culori, fig. 4.11, fig. 4.12, putându-se adopta măsuri corective doar pe baza acesteia.

Pentru inspecția prin comparație cu modelul CAD, software-ul GOM oferă posibilitatea importului a numeroase formate precum IGES, STEP, CATIA, NX Solidworks și Pro/E. Elemente FTA (Functional Tolerances&Annotations) și planuri de măsurare (ASCII-, DMI-, IPP, CSV-) pot fi de asemenea importate în software.

GOM Inspect Suite include toate funcțiile standard de aliniere: aliniere ierarhică bazată pe elemente de geometrie , aliniere într-un sistem de coordonate locale sau poate executa alinieri specifice cerințelor clienților( exemplu pentru paletele turbinelor ,precum Balanced Beam sau Eguilized Nested ) [19].

Alinierea după muchii sau puncte de reper , din CAD și mesh , da posibilitatea software-ului sa compare suprafețele prin suprapunere ,generând un spectru de culori de la rosu , zona de maxim, față de normala la suprafața și albastru , zona de minim.

De la o primă comparație ne dam seama de problemele de fabricație la reperul ales, venind din zona de indoire, și la cota de 60 mm, zona fiind distorsionată prin procedeul de debitare cu plasmă.

Reperul ales este unul simplu , ca și comparație nu este foarte sugestiv, deoarece la piese mai complexe se fac mai multe scanari pentru determinarea abaterilor dimensionale și încadrarea în toleranțe admise.

După ce am generat suprafața, software-ul ne lasă să generăm și cotele de care avem nevoie, iar prin stabilirea unor limite de toleranțe ne dăm seama dacă piesa se incadrează în cote, totodată avem efectuat și controlul calitații produsului.

În tabelul de mai sus sunt generate atât cotele liniare, cât și cele unghiulare, generate de soft, ca și comparație față de reper și desenul în CAD, din care se poate vedea sugestiv în coloana Check (pe baza culorilor) unde sunt cote care nu sunt cuprinse în intervalul de toleranțe.

Pentru determinarea altor cote care nu au fost generate , se poate încărca în soft piesa, pentru a defini ulterior orice cotă dorim, avantaj față de mașinile în coordonate(CMM), unde nu avem aceasta posibilitate.

Reperul ales la care am generat raport , poate fi reper de studiu în producția de serie , fiind din punct de vedere al execuției incadrat în cămpul de tolerantă.

5.CONCLUZII ȘI CONTRIBUȚII PERSONALE

Scanarea 3D constă în digitalizarea unui obiect real. Scanerul 3D va prelua forma obiectului și o va transforma într-un nor de puncte în coordonate X, Y, Z, și ulterior acest nor de puncte prin postprocesare se va obține un model 3D virtual (mesh).

Sistemul optic de scanare 3D, GOM-Atos Core este utilizat în etapele de dezvoltare, controlul calității și producției în scopul reducerii timpilor și a costurilor aferente. Cu ajutorul softuware-ului de inspecție pot fi efectuate analize 3D ale suprafețelor, anlize 2D în secțiuni sau puncte.

De asemenea pornind de la modelul CAD, pot fi construite și evaluate elemente primitive precum linii, plane, cercuri sau cilindrii.

GOM-Atos Core este utilizat în industria auto, aeronautică, aerpațială și a bunurilor de larg consum, a furnizorilor acestora precum și în institute de cercetare și universități.

Domeniile de aplicare includ inspecția 3D a prototipurilor, reverse engeneering, verificarea pieselor reale în comparație cu modelul CAD, analiza deformării sau gradul de uzura a pieselor, inspecția prelucrării pe mașini CNC , inspecția completă a dimensiunilor și abaterilor de formă și de poziție ale pieselor din diverse ramuri industriale, înainte de intrarea în producție (ISR-Inițial Sample Resort).

În urma studiului utilizării acestor sisteme tridimensionale în raport cu sistemele clasice, s-a constatat că acestea prezintă o serie de avantaje și dezavantaje cum sunt:

Avantaje:

-Rezultatul este un fișier CAD tridimensional cu posibilitate nelimitată de analiză ulterioară;

-Posibilitatea utilizării măsurătorilor la fabricarea diversă a reperelor (3D Printing, aplicare prin procedeul RE – Reverse –engeneering )

-Creșterea eficienței în controlul calității;

-Precizie ridicată, acuratețe și rezoluție înaltă față de aplicațiilor curente;

-Posibilitatea de automatizare a măsurătorilor și a generării rapoartelor;

– Proces de măsurare rapidă în comparație cu sistemele de măsurare tradițională (CMM).

Dezavantaje:

-Necesită pregătirea suprafețelor măsurate;

-Aplicarea unor markeri ( embleme ) pentru a fi detectați de franja de lumină (necesită timp);

-Calibrarea sistemului de fiecare dată când se încep măsurătorile;

-Nu pot fii scanate piese transparente;

-Preț de cost ridicat de ordinul miilor de euro.

Ca și contribuție personală privind lucrarea realizată aș evidenția următoarele:

-Studiul bibliografic privind sistemele de scanare tridimensională;

-Realizarea desenului CAD a unui reper utilizat în industrie;

-Realizarea măsurătorilor utilizând sistemul Gom Atos Core;

-Generarea unui raport tehnic comparativ între piesa reală și modelul CAD;

-Evidențierea avantajelor și dezavantajelor utilizarii unor sisteme de scanare tridimensionale în raport cu sistemele clasice(CMM).

Dezvoltarea și implementarea tehnologiilor de scanare „ Blue Light” sau „Triple Scan” au adus un plus de acuratețe măsurării, timp redus de măsurare o reperului, reducerea influenței suprafețelor lucioase asupra măsuratorilor.

6.BIBLIOGRAFIE

[1] http://spectromas.ro/gama-atos-sisteme-de-scanare-3d-non-contact/

[2] Bulgaru M., Curs sisteme optice de măsurare 3D, Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, Cluj-Napoca, România

[3] https://www.youtube.com/user/GOMMetrology

[4] Galanulis K., Reich C., Thesing J., Winter D., Optical Digitizing by ATOS for Press Parts and Tools, GOM Optical Measuring Techniques, Braunschweig, Germania

[5] https://www.atos-core.com/ro/industries.php#design

[6] https://www.atos-core.com/ro/features.php

[7]http://spectromas.ro/wp-content/uploads/2018/07/GOM_brochure_ATOS_for_Education_A4_EN.pdf

[8] Hongjian S., Hongwei J., Guobiao Y., Xiaoyuan H., Shape and deformation measurement system by combining fringe projection and digital image correlation, Tongji University, Shanghai, China

[9] https://www.capture3d.com/3d-metrology-solutions/3d-scanners

[10]http://spectromas.ro/wp-content/uploads/2018/07/GOM_Brochure_Sheet_Metal_Forming_RevB_EN.pdf

[11]http://spectromas.ro/wp-content/uploads/2018/07/GOM_Industry-Insight_Casting_EN.pdf

[12]http://spectromas.ro/wp-content/uploads/2018/07/GOM_Industry-Insight_Injection_Molding_EN.pdf

[13] https://www.gom.com/3d-software.html

[14]http://spectromas.ro/wp-content/uploads/2018/07/GOM_Brochure_ATOS_Core_EN.pdf

[16]http://spectromas.ro/wp-content/uploads/2018/07/GOM_Brochure_ATOS_TripleScan_EN.pdf

[16]http://spectromas.ro/wp-content/uploads/2018/07/GOM_Brochure_ATOS_Capsule_EN.pdf

[17]http://spectromas.ro/wp-content/uploads/2018/07/GOM_ATOS_ScanBox_Brochure_EN.pdf

[18] http://spectromas.ro/gama-atos-sisteme-de-scanare-3d-non-contact/

[19] http://scanare3d.com/categorie-produs/scanare3d/

[20] Ioan Păstrav, Mircea Cristian Dudescu (2009): Lucrări de laborator de metode optice de analiză a tensiunilor. Editura U.T.Pres, Cluj-Napoca, ISBN 978-973-662-452-0

[21] Zhang, Song, ed. Handbook of 3D machine vision: Optical metrology and imaging. CRC press, 2013.

Metode moderne de predare, învațare și evaluare în licee tehnologice

1. ASPECTE METODICE MODERNE ÎN CONTEXTUL PREDARII-EVALUARII DISCIPLINELOR TEHNICE

1.1 Generalitați

Educația membrilor unei societăți este o problemă vitală pentru evoluția acesteia. Ea cuprinde diverse forme iar atenția maximă a factorilor responsabili este evident orientată pe activitățile de formare a tinerei generații.

Un rol deosebit în acest sens îi revine învățământului, a cărei principală sarcină este de a forma și perfecționa forța de muncă necesară pentru toate domeniile social-economice. Dacă importul de tehnică și tehnologie, soluție la care apelează sistematic țările în curs de dezvoltare, susține parțial și vremelnic progresul lor economic, fară un sistem educațional adecvat care să asigure formarea cadrelor necesare prelucrării și dezvoltării tehnologiilor importate, efectul lor benefic este repede înlocuit cu problemele generate de datoria externă astfel creată. Așadar introducerea progresului tehnic amplificarea și diversificarea performanțelor societății trebuie să fie susținute de ridicarea nivelului de pregătire a forței de muncă.

Procesul de învățământ atât ca proces de comunicare cât și ca proces de cunoaștere dirijată presupune interacțiunea a doi factori: unul care comunică – profesorul și altul care receptează – elevul. Profesorul are misiunea de a realiza procesul de comunicare a noilor cunoștințe dar și obligația de a asigura accesibilitatea și receptarea acestora de către elev. Elevul este factorul căruia îi este consacrat întregul proces de învățământ fiind în permanență studiat de acesta sub raport psihopedagogic și este supus acțiunilor educative în mod gradat, deci este obiect al educației. Dar educația modernă impune ca elevul să participe în procesul devenirii sale și ca subiect, adică el însuși să stabilească și să desfășoare acțiuni formative care să-i perfecționeze personalitatea.

Învățământul, definit de obicei ca domeniu al practicii sociale specializat în procesul instructiv-educativ are în cazul însușirii cunoștințelor tehnice și un pronunțat caracter formativ. În procesul formării tehnice, cunoștințele și abilitățile noului specialist evoluează în sensul impus de creșterea utilității sale în societate. Tocmai de aceea, activitățile de asimilare a tehnicii și tehnologiei moderne precum și integrarea socio-profesională a tehnicienilor astfel formați reprezintă o problemă de prim rang între problemele sociatății contemporane datorită complexității și importanței acestui produs.

Pentru a contribui la evoluția societății, învățământul tehnic trebuie să fie constituit ca un sistem deschis, perfectibil, ușor adaptabil la evoluțiile tehnologice. El trebuie să poată fi restructurat și ameliorat din mers, în concordanță cu interesele curente, dar mai ales de perspectivă ale societății. Fără o asemenea flexibilitate, dintr-un puternic instrument de formare și de integrare socio-profesională, învățământul tehnic riscă să devină o frână a societății și o cauză principală a stagnării.

În acest sens, rolul deosebit îi revine profesorului de specialitate, care trebuie să dezvolte la elevi o atitudine pozitivă în raport cu profesia aleasă, de prețuire a lucrului bine făcut să dezvolte creativitatea în găsirea de noi soluții pentru aspectele tehnice analizate și exigență față de proprile realizări având dorința de autoevaluare și autodepășire.

1.2 Învațământul profesional și tehnic – factor hotărâtor în formarea tinerilor specialiști de mâine

Școala are ca funcție esențială educarea tinerei generații, fiind în strânsă legătură cu mediul industrial care asigură climatul prielnic de desfăsurare a stagiilor de instruire practică pentru elevii din invațământul profesional și tehnic, precum și a statului care dispune de fonduri pentru dotarea cu laboratoare și ateliere de specialitate, modernizarea bazei tehnico-materile a scolii pentru desfăsurarea în bune condiții a procesului de invățământ.

Rolul decisiv în calificarea muncitorului industrial îl are priceperea, competența intelectuală și manuală [17] de a utiliza și a conduce funcționarea mașinilor unelte în procesul tehnologic în continuă perfecționare. Astăzi, formele de instruire tehnico-practice se apropie tot mai mult de specificul producției industriale, oferind elevilor cadrul de aplicare și de exersare a cunoștințelor însușite în școală.

Lecțiile de instruire practică trebuie să cuprindă următoarele cerințe pedagogice:

Asuguarea unui conținut științific de specialitate corespunzător specializării în care se pregătesc elevii;

Asugurarea unei strânse corelații între cunoștințele de tehnologie a meseriei și a altor discipline înrudite în scopul înțelegerii tezelor științifice cu caracter interdisciplinar;

Efectuarea unor lucrări cu caracter util, ceea ce contribuie la responsabilizarea și conștientizarea elevului față de pregătirea sa;

Organizarea și dotarea laboratoarelor și atelierelor școlare în raport cu tehnica modernă astfel încât să contribuie la integrarea rapidă a elevilor în procesul de producție după absolvirea școlii.

Educația profesională are ca scop pregătirea tinerilor pentru o activitate utilă într-un anumit domeniu al vieții social economice. Face din om o ființă utilă pentru sine și pentru societate.

Ocupația este activitatea social-utilă depusă de o anumită persoană într-o anumită ramură a vieții sociale, ca urmare a unei pregătiri de specialitate, a unei calificări profesionale.

Profesia este ocupația obținută prin studiul profesional de specialitate; concept a fi folosit mai mult pentru desemnarea specialiștilor.

Meseria este ocupația obținută printr-o calificare într-un liceu tehnologic și în practică; denumire folosită în deosebi pentru desemnarea muncitorilor calificați.

Meșteșugul este ocupația obținută prin calificarea la locul de muncă, prin practică, adesea păstrată prin tradiție.

Numărul meseriilor și muncitorilor care solicită forță fizică și abilități manuale se va micșora continuu. Apare o deplasare continuă a meseriilor și profesiilor spre o sferă superioară a muncii prin recalificare, calificare profesională mai înaltă punând accent pe creativitate, măiestrie, inteligență, capacitate de aplicare în practică, abilități manageriale. Vor fi avantajați profesioniștii și cei care își perfecționează pregătirea profesională.

Cerințele progresului tehnico-economic și condițiile concurenței pe piața muncii impun desfășurarea unui proces de învățământ care să asigure o cultură generală, pe fondul căreia să se dezvolte gândirea tehnică, să promoveze o reacție pozitivă față de mediul tehnic și să formeze premizele tehnice și practice ale însușirii în condiții bune a disciplinelor ce sigură o calificare și o specializare înaltă.

Fig.1.1:Planul de învățământ tehnic[17]

Obiectivele educației profesionale sunt:

Dobândirea de cunoștințe profesionale de specialitate – cultură tehnică generală și de specialitate care să asigure o pregătire de specialitate de profil larg, evitându-se pregătirea de specialitate îngustă. Se oferă astfel specialistului posibilitatea de adaptare la schimbările și mutațiile din știință în tehnică, producție și profesie pe baza unei pregătiri intelectuale corespunzătoare nivelului de calificare.

Formarea unor deprinderi și abilități practice de specialitate de profil larg care să asigure exercitarea cu randament a unei profesii și posibilitatea de adaptare la schimbări. Specializarea se va realiza după absolvirea școlii, în producție. Pentru atingerea acestui obiectiv trebuie ca laboratoarele și atelierele să fie dotate corespunzător cerințelor moderne și să se asigure o practică de specialitate în unități productive de profil.

Formarea și dezvoltarea capacităților și aptitudinilor profesionale cum ar fi: imaginația și gândirea tehnică, artistică și economică.

Formarea și dezvoltarea dragostei față de profesia pentru care se pregătesc și față de munca pe care o vor desfașura. Omul este creatorul muncii și nu instrumentul ei. O condiție importantă a succesului profesional, a îndeplinirii năzuințelor personale și ale societății este ca munca să fie făcută din și cu plăcere iar nu din constrângere.

Educarea spiritului de deontologie profesională. Aceasta presupune aprecierea corectă a muncii personale și a celorlalți, lupta împotriva neajunsurilor, rutinei, plafonării, spirit de cooperare și întrajutorare, acceptarea competiției, evaluarea corectă a rezultatelor, lupta pentru înlăturarea infracțiunii profesionale.

1.3 Rolul cadrului didactic în procesul de formarea a tinerilor care urmează domeniul tehnic

În etapa actuală de dezvoltare a societății noatre, formarea și pregătirea forței de muncă capabilă să răspundă cerințelor galopante de dezvoltare și descoperire a noului, un rol important îl are profesorul inginer de a cărui activitate, talent și pricepere depinde în general integrarea în producție a absolvenților. Dacă profesorii de la catedră îi oferă elevului posibilitatea să cunoască tainele științei și tehnicii, profesorul inginer este acela care finalizează orientarea elevului către practica vieții sociale, către formarea deprinderilor și priceperilor într-o anumită profesie .

Trasmiterea cunoștințelor tehnice și formarea tehnico-practică necesită cunoașterea de către cadrul didactic tehnic a planului de învațamânt, a programelor și manualelor școlare și în stăpânirea modalităților de planificare a muncii didactice, a metodelor și procedeelor tehnologice.

Acțiunea instructiv-educativă asupra elevului necesită, bineînțeles, și cunoașterea lui psihopedagogică temeinică. Sarcini distincte revin cadrului didactic tehnic si în sfera asigurării si utilizării bazei materiale pentru instruirea tehnică, teoretică și practică, dotarea corespunzătoare a laboratoarelor, cabinetelor și atelierelor, preocuparea și confecționarea materialelor didactice și ilustrative, asigurarea condițiilor organizatorice, profesionale și pedagogice pentru pregătirea practică a elevilor din școală și a parteneriatele cu agenții economici din unitățile de producție.

Pentru realizarea sarcinilor sale de instruire a elevilor, cadrul didactic tehnic trebuie să posede competență tehnică ridicată și adaptabilitate la specializări de actualitate pe piața muncii. Acțiunea instructivă este implicit, o acțiune educativă. Pe parcursul instruirii se relizează nu numai un proces de transmitere – însușire a cunoștințelor teoretice și de formare a deprinderilor practice, ci și un proces de formare intelectuală a elevilor, de dezvoltare a procesului de cunoaștere, a intereselor și motivației, astfel că prin definiție, cadrele didactice tehnice sunt nu numai instructori, ci și educatori. Lor le revin sarcini permanente în educarea elevilor, contribuind la educarea lor morală, ideologică și civică. Includerea acestor componente a educației în procesul pregătirii tehnico-practice și pregătirii profesionale este de o semnificație deosebită, realizându-se o legătură esențială între pregătirea pentu muncă și profesiune și pregătirea pentru viața socială.

2. STRATEGII DE ÎNVĂȚARE ACTIVĂ ȘI DIFERENȚIATĂ CENTRATE PE ELEVI

2.1 Procesul de învățământ ca relație predare-învățare-evaluare

Procesul de învățământ [16] reprezintă un ansamblu complex și variat de acțiuni introductiv-educaționale, exercitate în mod conștient și sistematic de către educatori, îndreptate asupra educaților într-un cadru organizat, în vederea formării personalității acestora în concordanță cu cerințele idealului educațional.

Considerat ca sistem, învățământul comportă mai multe elemente:

un flux de intrare – reprezentat prin resursele umane și materiale (școli, dotări tehnice, personal didactic, contingentele de elevi etc.);

un proces – în speță procesul de învățământ care angajează resursele în vederea atingerii obiectivelor;

un flux de ieșire – reprezentat prin seriile de absolvenți înzestrați cu competențe și aptitudini prevăzute de cererea socială de educație, ca rezultat al sistemului (figura 2.1)

Fig. 2.1: Procesul de învățământ [16]

Sistemul școlar nu funcționează în vid. El se înscrie ca subsistem în ansamblul sistemului social și este influențat de mutațiile acestuia (figura 2.2).

Fig. 2.2: Componentele procesului de învățământ [16]

Componentele principale ale procesului de învățământ [16] desprinse din analize socio-pedagogice:

Obiectivele (finalitățile procesului de învățământ) – condensează cerințele de instruire și educație puse de societate cât și tipul de rezultate scontate.

Ele stabilesc ce urmează să cunoască elevii (ca informație) ce anume să știe să facă ei (ca acțiune/deprindere), ce aptitudini și judecăți să-și apropie etc.

Resursele umane sau agenții acțiunii – profesorii și elevii – la care se adună participarea părinților, reuniți în același efort comun.

Didactica modernă pune în centrul atenției elevul, ținând să-l facă părtaș la propria sa formare, profesorului revenindu-i răspunderea organizării câmpului educațional, rolul lui fiind acela de a proiecta, de a conduce și îndruma activitățile multiple din școală, în vederea formării inteligenței și conduitei elevilor.

Conținutul format din bazele științifice și ale culturii – procesul de învățământ vehiculează conținuturi științifice, tehnice, literar-artistice, filosofice, religioase etc., programate după o anumită logică în funcție de nivelurile de dificultate. Esențial este să se valorifice întreg potențialul instructiv și educațional al conținutului, ceea ce depinde de calitatea activității didactice.

Mijloacele de învățământ și materialul didactic. Tehnicile tradiționale (mijloace verbale, creta, tabla) și aparatura audiovizuală (diapozitive, filme) împletite cu cele moderne – calculatorul, inter și intranetul – amplifică posibilitățile de realizare ale actului didactic. Procesul de instruire este susținut tot mai multe de mijloace tehnice menite să înlesnească predarea și însușirea cunoștințelor și deprinderilor în care sunt încorporate cuceririle pe plan teoretic și practic ale generațiilor.

Forme de organizare – organizarea învățământului pe clase sau la distanță și lecții traduționale și online. Procesul de învățământ îmbracă diferite forme care asigură cadrul de organizare a acestuia: lecțiile, activitățile practice, activitatea cercului de elevi, exerciții didactice și vizite cu formații de lucru specifice.

Câmpul educațional – reprezintă spațiul creat de relațiile psihosociale cum sunt: relații profesori-elevi, elev-elev, cu valențe formative sigure. Școala, grupul-clasă, formația culturală sau sportivă, cercul de elevi etc. devin, practic, un laborator de învățare socială.

Desfășurarea în timp a procesului de învățământ se reflectă în: an școlar, semestru, săptămâni de școală, zile de școală, ore. Conținutul învățământului apare segmentat în unități de timp: profesorul își planifică, eșalonează și fracționează activitatea sa în timp. Elevul lucrează în mod necesar în dimensiunea unică a timpului, dar ceea ce învață este multidimensional.

Procesul de învățământ constituie ca o rețea complexă de interacțiuni, care formează un sistem deschis, în continuă schimbare și echilibrare. Între variabilele care concură la realizarea acestui proces complex unele au statutul de cauze sau condiții determinate, altele apar ca efecte, rezultate, cum sunt cunoștințele și deprinderile elevilor. Relația dintre condițiile determinate și rezultate este una circulară: efectele obținute sugerează modificările ce se impun în acțiunile întreprinse, fapt care va duce la îmbunătățirea rezultatelor ulterioare. Reglajul continuu prin efecte se datorează conexiunii inverse.

Feedback-ul sau conexiunea inversă desemnează informația provenită prin “ieșirea” sistemului, semnalând rezultatul atins. Această informație se adresează din nou “intrării” sistemului pentru ca acesta să-și modifice datele activității în funcție de scopul propus. Se asistă astfel la o desfășurare ciclică în care conexiunea inversă asigură închiderea continuă a configurație.

Predarea [15] reprezintă acțiunea cadrului didactic de transmitere a cunoștințelor la nivelul unui model de comunicare unidirecțional, aflat în concordanță cu anumite cerințe metodologice care condiționează învățarea, în general, învățarea școlară în special.

Predarea este o schimbare provocată a ceea ce este în ceea ce trebuie să fie – finalitate a actului de învățare, prin angajarea elevilor într-o nouă experiență de învățare. Calitatea activității de predare este dată de potențialul ei cognitiv, afectiv și psihomotor transformator. În modelele didactice tradiționale predarea se rezuma la o simplă prezentare a materiei, în timp ce didactica modernă privește predarea ca pe un complex de funcții și acțiuni multiple și variate.

Predarea este o activitate dominantă a profesorului și o variabilă cauzală de care depinde, în mare măsură, starea de pregătire a elevilor. Abordările moderne s-au axat pe o reprezentare duală a predării:

una deductivă, care beneficiază de unele suporturi ale teoriilor învățării de tip behaviorist, cognitiv și umanist;

alta inductivă, dezvoltată prin aportul paradigmatic al etnometodologiei, axată pe observarea faptelor de predare, a situațiilor și a metodelor de comportament comune cadrelor didactice.

Principalele accepții ale predării sunt următoarele: predarea ca transmitere, predarea ca ofertă de experiențe, predarea ca formă de dirijare a învățării, predarea ca gestiune a învățării și predarea ca ansamblu de comportamente didactice specifice.

Predarea ca transmitere – În practica instrucției tradiționale, activitatea de predare este văzută ca transmitere de cunoștințe și tehnici de acțiune. A preda înseamnă a da, a oferi, a transmite în mod sistematic cunoștințe specifice unei discipline; a prezenta materia, a informa, a mijloci un transfer de informații; a comunica o serie de cunoștințe, de rezultate, de cercetări științifice; a expune o lecție ect.

Predarea ca ofertă de experiențe – În această perspectivă, predarea se definește ca ofertă a unei progresii de experiențe cognitive, acționale și afective determinate și dirijate în mod intenționat spre valori (axiologic). Prin trăirea conștientă și implicată a acestor experiențe, elevul își dezvoltă propriile experiențe în virtutea cărora se aproprie de adevăr, pătrunde în miezul lucrurilor, surprinde esența și semnificația umană și socială a acestora. Esențial este ca elevii să extragă tot ce se poate extrage din aceste experiențe.

Predarea ca formă de dirijare a învățării – A preda, cu sensul de a dirija, se referă astfel la ceea ce face profesorul pentru a-i motiva, a-i încuraja și a-i inspira pe elevi să atingă obiectivele de studiat.

Predarea s-ar construi astfel atât dintr-un ansamblu de proceduri de prezentare a materiei, cât și dintr-un complex de prescripții (indicații, aprecieri, orientări, încurajări etc.), utilizate pentru ghidarea eforturilor elevilor în învățarea conținuturilor date. Mai exact, este vorba despre dirijarea proceselor de recuperare cognitivă: centrarea atenției, receptarea codurilor (decodarea codurilor), redarea informației, stimularea asociațiilor dintre informațiile stocate la nivelul memoriei operante (de scurtă durată) și cele din memoria permanentă (de lungă durată) etc.

Predarea ca management al învățării – Din perspectiva managementului învățării, predarea se definește ca o intervenție pedagogică multifuncțională și deliberat orientată în direcția promovării și obținerii modificărilor de comportament așteptate sau dorite în mod explicit. Calitatea predării se apreciază, prin urmare, în funcție de virtuțile transformatoare de care este în stare.

Astfel, a preda înseamnă:

a prevedea (a planifica, a proiecta, a programa) producerea schimbărilor dorite;

a orienta într-o direcție precisă aceste schimbări, a le da un sens, adică a preciza obiectivele învățării;

a stabili natura respectivelor schimbări, ceea ce echivalează cu a determina conținutul acestora, a selecta, a reelabora, a organiza materia;

a prezenta materia nouă, în diferite moduri;

a dirija producerea schimbărilor, a îndruma evoluția acestora în direcția prestabilită;

a stimula angajarea activă a elevilor în actul învățării;

a organiza condițiile care vor furniza apariția schimbărilor presupuse;

a oferi momente de feedback în vederea întăririi și eventual a corectării și ameliorării schimbărilor în curs de producere;

a asigura condițiile necesare reținerii și transferurilor (aplicării) noilor achiziții;

a controla (a evalua) efectele sau schimbările produse;

a evalua eficacitatea acțiunilor întreprinse, inclusiv rezonanța lor formativă și educativă;

a investiga condițiile psihosociale și pedagogice de natură să promoveze noi soluții viitoarelor probleme specifice predării .

După cum se poate deduce, predarea are o mulțime de funcții care nu se limitează la ceea ce se întâmplă în clasa de elevi, ci se extind la ceea ce se petrece înainte și după ceea ce se realizează aici. Tocmai această multitudine de funcții conferă predării semnificația unei activități de gestionare a învățării, de management al schimbărilor numite învățare.

În concluzie, predarea este o activitatea fundamentală a procesului de învățământ care prezintă câteva caracteristici:

este organizată și condusă de către profesor;

implică interrelaționarea celor doi poli ai educației – profesorul și elevul sau clasa de elevi ;

presupune strategii de declanșare a învățării la elevi;

motivează, coordonează, susține activitatea de învățare a elevilor;

gestionează resursele pe care le are la dispoziție în vederea atingerii finalităților stabilite;

interacționează cu învățarea și evaluarea etc.

Învățarea, în sens psihopedagogic [15] este un proces existent numai la om. Activitate (pe care o desfășoară elevul în școală sau orice om în situație similară) pentru însușirea de cunoștințe și dobândirea de deprinderi în toate sectoarele vieții psihice-cunoaștere, emotivitate, voință.

În sensul cel mai larg, învățarea este considerată procesul de dobândire a experienței individuale de comportare, de noi competențe și noi forme de comportament și presupune fie dobândirea unor comportamente noi, fie modificarea, restructurarea sau schimbarea celor deja existente, în scopul unei adaptări cât mai bune a individului la noile situații și la dinamica accentuată a vieții. Învățarea nu se corelează cu toată gama de schimbări comportamentale, ci doar cu acele restructurări eficiente și stabile care implică participarea întregului psihic uman la realizarea lor și care nu sunt rezultatul maturizării organice sau al evoluției neurofuncționale.

Învățarea realizată în cadrul procesului de învățământ prin organizarea pedagogică a experiențelor de cunoaștere, afectiv-motivaționale și practice ale elevilor poartă numele de învățare școlară. Ea presupune asimilarea de către elevi a anumitor valori (cunoștințe, abilități, comportamente, atitudini, competențe etc.), construcția și dezvoltarea de structuri cognitive, psihomotorii și afective și modelarea personalității lor.

Instruirea interactivă este asociată cu un tip superior de învățare, care se realizează grație eforturilor intense ale celor ce învață, se formează și contribuie prin propriile forțe la atingerea obiectivelor, tip numit învățarea (inter) activă-aceasta presupune ambianțe interactive și medii de învățare activizante și creative, care permit elevilor să reflecteze asupra propriei cunoașteri și asupra modalităților de cunoaștere, să se întrebe, să discute, să asculte, să întrebe, să scrie, să citească, să rezolve, să aplice, să simuleze, să cerceteze, să propună, să soluționeze, să descopere, să problematizeze ș.a.m.d.

Învățarea activă este un tip de învățare care are la bază implicarea individuală profundă-intelectuală, psihomotorie, afectivă și volițională -a subiectului învățării în dobândirea noului, respectiv angajarea propriilor sale eforturi intelectuale și psihomotorii în însușirea activă și creativă a cunoștințelor, în construirea cunoașterii, în formarea și dezvoltarea abilităților, capacităților, competențelor, comportamentelor etc.

Comunicarea socială, interpersonală, promovată în instruirea activă este una activă, ea presupunând interacțiuni și schimburi intelectuale, verbale, social-emoționale și afective: profesor-elev(i) și elev(i)-profesor, mediate de conținuturile curriculare, interacțiuni profitabile pentru toți participanții la procesul educațional.

Învățarea interactivă este un tip de învățare care are la bază implicarea colaborativă profundă- intelectuală, psihomotorie, afectivă și volițională- a subiectului învățării în dobândirea activă și interactivă a noului, respectiv angajarea propriilor sale eforturi intelectuale și psihomotorii în însușirea cunoștințelor, în construirea cunoașterii, în formarea și dezvoltarea abilităților, capacităților, competențelor, comportamentelor etc.; eforturile proprii ale elevului, care îi permit acestuia accesul la cunoștințe, sunt înscrise în schimburi sociale active, în interacțiuni intelectuale, sociale, afective, care asigură progresul cunoașterii, ajungându-se la o gândire care depășește posibilitățile unui singur individ.

În mod excepțional, atât instruirea activă, cât și instruirea interactivă valorizează și promovează activismul individual, interacțiunea individului cu sine însuși, în limbaj intern, comunicarea intra-personală, pe care o consideră o condiție sine qua non pentru declanșarea activității și efervescenței mentale, precum și pentru angajarea afectiv-volițională a individului în activitatea didactică.

Atât în învățarea activă, cât și în cea interactivă sunt angajate ,,capacități productiv – creative, operațiile de gândire și de imaginație, [se] apelează la structurile mentale – structurile operatorii și structurile cognitive de care dispune elevul și de care el se folosește ca de niște instrumente în susținerea unei noi învățări'' [7].

2.2 Strategii didactice de predare-învățare

2.2.1 Conceptul de strategie didactică

Strategia didactică este „un ansamblu de acțiuni și operații de predare-învățare în mod deliberat structurate sau programate, orientate în direcția atingerii, în condiții de maximă eficacitate a obiectivelor prestabilite” [7].

Conceptul de strategie didactică prezintă două înțelesuri [8]:

într-un sens mai larg, acesta definește și exprimă un anumit mod de concepere, organizare și realizare a unui set de acțiuni de predare-învățare prin parcurgerea cărora se ating, în condiții de maximă eficacitate și eficiență obiectivele activității educaționale;

în sens restrâns, strategia didactică este echivalentă cu metoda de învățământ, fiind înțeleasă și definită ca un ansamblu de procedee prin care se realizează conlucrarea dintre profesori și elevi în vederea predării și învățării unui volum de informații, a formării unor priceperi și deprinderi, a dezvoltării personalității umane;

Strategia didactica este un sistem complex si coerent de mijloace, metode, materiale și alte resurse educaționale care vizează atingerea unor obiective:

ocupa un loc central în cadrul activitatii didactice, deoarece proiectarea și organizarea lecției se realizează în funcție de decizia strategică a profesorului;

este concepută ca un scenariu didactic complex, în care sunt implicați actorii predarii – învățării, condițiile realizării, obiectivele și metodele vizate;

prefigureaza traseul metodic cel mai potrivit, cel mai logic și mai eficient pentru abordarea unei situații concrete de predare și învătare( astfel se pot preveni erorile, riscurile și evenimentele nedorite din activitatea didactică);

este rezultatul interacțiunii mai multor procedee, este o succesiune de operații, urmărind multiple obiective didactice. De acea alegerea unei strategii se face în funcție de anumite criterii: conținutul informațional, particularitățile de vârstă și individuale, situația concretă, etc;

este o manifestare și expresie a personalității cadrului didactic, oglindind tehnica de lucru și concepția celui care o utilizează;

este realizată cu ajutorul metodelor de predare și învățare (informative și activ-participative, de studiu individual, de verificare și evaluare).

Strategia nu se confundă cu metoda sau cu metodologia didactică. Metoda vizează o activitate de predare-învățare-evaluare. Strategia vizează procesul de instruire în ansamblu și nu o secvență de instruire.

Strategia didactică presupune mai multe dimensiuni [1]:

Dimensiunea epistemologică, în sensul că aceasta este un construct teoretic, congruent intern și coextensiv anumitor reguli științifice;

Dimensiunea pragmatică, în sensul că suita de intervenții și operații didactice trebuie să fie rezonată cu situațiile didactice concrete și trebuie să le modeleze eficient;

Dimensiunea operațională, în sensul că strategia trebuie să „adune” mai multe operații, să le coreleze și să le exploateze maximal în vederea generării efectelor scontate;

Dimensiunea metodologică, întrucât strategia se va compune prin asamblări de metode și de procedee didactice consonante și compatibile reciproc.

Strategia este un semn al raționalizării și al dorinței de reușită, de eficientizare și de pragmatizare ale demersurilor didactice.

Strategiile de instruire comportă o împărțire și o clasificare după mai multe criterii (cf. Iucu, 2001, p. 101)

După domeniul conținuturilor instrucționale adiacente:

Strategii cognitive;

Strategii psihomotrice;

Strategii afectiv atitudinale;

Strategii mixte.

După operațiile cognitive predominante:

Strategii inductive (cu traiectul de la concret la abstract);

Strategii deductive (de la abstract la concret);

Strategii analogice (bazate prin translarea unor note sau explicații de la un domeniu la altul);

Strategii transductive (prin apelul la raționamente mai sofisticate, de natură metaforică, estetică, jocuri de limbaj etc.);

Strategii mixte (prin imbricarea procedeelor de mai sus).

După gradul de structurare a sarcinilor de instruire:

Strategii algoritmice (pe bază de structuri fixe, repetitive de acțiuni mintale sau de altă natură);

Strategii semi-precise (cu registre largi privind libertatea de intervenție, privind schimbarea traiectelor etc.);

Strategii euristice (ce încurajează căutarea, descoperirea pe cont propriu, prin încercare și eroare etc.).

Strategia didactică este un dispozitiv acțional ce se poate construi pe mai multe paliere sau componente:

Mediul de organizare a situațiilor de învățare:

Formal, la nivelul orei înscrise în program;

Semiformal (perișcolar), în spațiile și contextele de dinainte sau de după intervale stricte ale programului;

Extrașcolar, prin acțiuni corelative și complementare traseelor didactice.

Forma de organizare a educaților:

Individuală;

Pe grupe;

Formală.

După gradul de explicitare a conținuturilor:

Directe;

Sugerate;

Ascunse.

După dimensiunea (cantitatea) conținutului transmis:

Secvențe;

Integrat, pe unități tematice;

Global.

După gradul de intervenție sau asistență a cadrului didactic:

Permanent;

Episodic;

Combinat.

După coeziune și gradul de legătură dintre diferitele secvențe:

Episoade independente, autonome;

Episoade corelate pe un plan sincronic;

Episoade derivate pe un plan diacronic.

2.2.2 Componentele strategiei didactice

Componentele prezente în orice strategie trebiue cunoscute de cel care elaborează strategia și să le integreze în acea formă a lor care ar conferi strategiei un efect maxim în condițiile date. Acestea sunt:

sistemul obiectivelor operationale;

sistemul metodologic respectiv sistemul metodelor si procedeelor didactice;

sistemul mijloacelor de învatamânt, respectiv a resurselor utilizate;

sistemul formelor de organizare si desfasurare a activitatii educationale.

Primă componentă a unei strategii didactice este sistemul obiectivelor operaționale. Obiectivele educaționale sunt enunțuri cu caracter intențional care anticipează o schimbare în personalitatea elevului ca urmare a implicării acestuia într-o activitate instructiv-educativă.

A doua componentă a unei strategii este sistemul metodologic, respectiv sistemul metodelor și procedeelor didactice. Acestea sunt căi, modalități de acțiune sau de lucru utilizate de profesori și elevi de care aceștia se folosesc pentru asigurarea procesului de instruire.

O altă componentă este sistemul mijloacelor de învățământ adică acela al resurselor utilizate. Acestea pot fi considerate ca fiind ansamblul de obiecte, instrumente, produse, aparate, echipamente și sisteme tehnice care susțin și facilitează transmiterea unor cunoștințe, formarea unor deprinderi, evaluarea unor achiziții și realizarea unor aplicații în cadrul procesului instructiv-educativ.

O ultimă componentă a strategiei didactice este sistemul formelor de organizare și desfășurare a activității educaționale, acestea reprezentând modul sau maniera de desfășurare a procesului de învățământ, în care se realizează legătura profesor-elev. Profesorul poate, în funcție de particularitățile disciplinei predate dar și al tipului de lecție să aleagă una dintre aceste forme.

2.2.3 Caracteristicile strategiei didactice

O strategie didactică trebuie să fie adaptată condițiilor concrete în care se desfășoară procesul educativ, pentru obținerea, așa cum am arătat mai sus, a efectelor maxime. De aceea, ea trebuie să posede unele caracteristici care să o facă aptă pentru îndeplinirea scopului său.

Câteva caracteristici ale strategiei [19] didactice dintre care le amintim pe următoarele:

Prin orice strategie de instruire se urmărește "apariția și stabilirea unor relații optime între activitatea de predare și cea de învățare"; opțiunea pentru o variantă sau alta a strategiei didactice nu constituie un scop în sine sau o modalitate de "a da culoare" activității profesorului, ci reprezintă un mecanism menit să genereze efecte pozitive în învățarea elevilor. Acest obiectiv constituie, de altfel, argumentul cel mai convingător al necesității perpetue de instituire de noi strategii educaționale în instituția școlară.

Actualizarea oricărei strategii didactice impune "îmbinarea între activitatea profesorului și cea a elevului". Pe de altă parte, opțiunea pentru o strategie concretă de instruire trebuie să aibă ca repere decisive ritmul și calitatea rezultatelor activității desfășurate de elevi.

Instituirea unei strategii de instruire se produce într-un "câmp de factori" și într-un registru variabil de posibilități deoarece în orice strategie sunt prezenți și factori întâmplători, cu o pondere și cu un rol necontrolabil în cadrul acțiunii pedagogice, "finalitatea ei include un oarecare grad de probabilitate".

Strategiile de instruire/autoinstruire mai pot avea și următoarele caracteristici :

funcția strategiilor de instruire este de a structura și modela înlănțuirea situațiilor de învățare în care sunt puși elevii și de a declanșa la aceștia mecanismele psihologice ale învățării;

elementele componente ale strategiilor de instruire alcătuiesc un sistem; între ele se stabilesc conexiuni, interrelații și chiar interdependențe;

au caracter normativ, dar nu și rigiditatea unei reguli sau a unui algoritm de desfășurare; constituie componenta dinamică și deschisă a situațiilor de instruire, caracterizată prin flexibilitate și elasticitate internă;

strategia didactică vizează procesul instruirii în ansamblul său, nu o singură secvență de instruire;

strategiile nu se asimilează cu lecția, întrucât ele pot fi și trebuie să fie valorificate nu doar în cadrul lecțiilor și al activităților didactice desfășurate în clasă, ci în cadrul tuturor tipurilor de activități desfășurate de binomul profesor-elev;

strategiile au caracter probabilistic, stocastic; există un mare număr de variabile și subvariabile care intervin în acest proces.

2.2.4 Tipuri de strategii didactice

Strategiile didactice se clasifică dupa modul în care se desfășoară demersul didactic, procesul de achiziție a cunoștințelor, aptitudinilor și deprinderilor, ținând cont de rolul profesorului, elevului dar și de felul în care sunt utilizate mijloacele de învățământ în acest proces.

Constituirea strategiilor didactice este reflectarea realității potrivit căreia elevii, ca și profesorii, pot și trebuie să stăpânească mai multe moduri de abordare a învățării. Existența unui număr mare de strategii de instruire aplicate sau aplicabile în experiența educațională, a impus cerința, de a le ordona, de a le tipologiza, adică de a concepe taxonomii ale strategiilor după un ansamblu de criterii.

Ordonarea strategiilor didactice după gradul de dirijare/ nondirijare a învățării evidențiază următoarele categorii:

Strategiile didactice, după logica gândirii și după gradul de dirijare/ nondirijare a învățării, următoarele tipuri [20]:

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

strategii deductive (invers față de cele inductive): general -> particular,legi sau

principii-> concretizarea lor în exemple;

strategii analogice – predarea și învățarea se desfășoară cu ajutorul modelelor;

4. strategii transductive cum sunt explicațiile prin metafore;

5. strategii mixte: inductiv-deductive și deductiv-inductive;

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

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

Strategiile didactice sunt realizate cu ajutorul metodelor de predare și învățare( informative și activ-participative, de studiu individual, de verificare si evaluare). Strategia nu se confunda cu metoda sau cu metodologia didactica. Metoda vizeaza o activitate de predare-învatare-evaluare. Strategia vizeaza procesul de instruire în ansamblu si nu o secventa de instruire.

2.2.5 Strategii moderne de învățare

Progresele cunoașterii umane cer școlii să formeze un om modern, cu alte capacități mintale, intelectuale, iar prioritară trebuie să devină gândirea novatoare, creatoare și inventivă, inteligența ageră și critică, flexibilitatea și ingeniozitatea minții, toate corespunzătoare noilor cerințe și condiții ale societății moderne.

Pentru ca obiectivele cuprinse în curriculumul național să poată fi realizate, sunt necesare:

schimbare de percepție asupra procesului de învâțământ din partea cadrului didactic;

alegerea unor strategii și tehnici moderne de predare centrate pe elevi;

alegerea unor strategii și tehnici moderne de evaluare a randamentului școlar.

Strategia didactică constă în organizarea unei înlănțuiri de situații de învățare, prin parcurgerea cărora elevul își însușește materialul de învățat.

Prin strategie didactică modernă se înțelege demersul proiectiv al cadrului didactic, care vizează adoptarea unui anumit mod de abordare a învățării, prin combinarea eficientă a unor metode, procedee, mijloace didactice, reunite logic și funcțional într-o anumită metodologie, în contextul unei forme de organizare a procesului de învățământ.

Proiectarea unor strategii didactice eficiente este un proces rațional care obligă la cel puțin trei categorii de operații de selectare, de combinare și de imaginare, toate necesare creerii situațiilor optime de realizare a sarcinilor cu „ținta” pe obiectivele operaționale.

Din punct de vedere al educatorului, sistemul celor 3M (metode, materiale, mijloace) este o strategie focalizată pe obiective. Necesitățile proiectării strategiilor focalizate pe obiective nu ridică doar problema alegerii metodei potrivite, ci și pe aceea a combinării diferitelor metode, ba uneori este necesară inventarea unor procedee și metode noi care să servească atingerii eficiente a obiectivelor propuse.

Strategia didactică modernă, centrată pe elev, trebuie să dea răspuns complex, corelativ, următoarelor întrebări:

De ce? Pentru ce? cu ce obiective se pornește și în direcția cărui scop, corelat tipului de lecție ales.

Ce? conținut urmează a fi abordat, cu ce specific.

Cu cine? particularitățile elevilor cu care se lucrează.

Când? în ce moment al anului/semestrului/săptămânii/zilei.

În cât timp? ora de 45 sau 50 de minute, 1-2 sau mai multe ore.

Cum? cu ce metode și procedee didactice.

Cu ce? mijloace didactice iși propune să lucreze.

Strategiile didactice moderne se caracterizează prin încercarea de a transforma elevul din obiect în subiect activ al propriei formări, prin încercarea de conjugare funcțională a educației cu autoeducația, pentru a se da o perspectivă reală acțiunii pricipiului educației permanente. Așadar, strategii didactice moderne pun pe plan central elevul.

Dintre strategiile didactice moderne amintim:

a. Strategii euristice:

Caracteristici:

preconizează folosirea de strategii mentale de exploatare, care stimulează operațiile gândirii, judecățile și raționamentele elevilor, dându-le acestora posibilitatea să dobândească cunoștințele descoperindu-le singuri sub îndrumarea profesorilor.

metodele și procedeele utilizate vizează activitatea elevului, descoperirea, căutarea, imaginarea de soluții, asigurând independența în gândire, dezvoltarea gândirii divergente a elevilor și formarea atitudinilor pozitive față de muncă și creație.

accentul este pus pe învățarea activă, predarea fiind un aspect coordonator al învățării.

metodele folosite în elaborarea strategiilor euristice sunt: conversația euristică, dezbaterea, problematizarea, descoperirea, asaltul de idei.

b. Strategii didactice de tip algoritmizat:

Caracteristici:

succesiunea stabilă a operațiilor antrenate în procesul de învățare

dirijarea pașilor învățării nu ține atât de cadrul didactic cât de structura specifică a algoritmului;

rezultatele se concretizează în formarea unor prototipuri de gândire și acțiune care, odată formate, devin mijloace pentru rezolvarea altor probleme.

metodele folosite în elaborarea strategiilor de tip algoritmizat sunt: algoritmizarea, instruirea programată, exercițiul.

c. Strategii didactice experimental faptice și de învățare prin cercetare:

Caracteristici:

elevul este integrat într-o activitate directă de percepere și chiar de acțiune asupra lumii înconjurătoare;

învățarea poate fi: dirijată de către profesor sau coordonată de către profesor indirect și realizată prin efortul explicit al elevului;

învățarea se realizează prin descoperire, elevul asimilând cunoștințele în urma acțiunii proprii și elaborându-și treptat deprinderi și priceperi în plan cognitiv și psihomotor;

metodele folosite pentru elaborarea acestor strategii sunt: observația sistematică, demonstrația, proiectul, observația independentă, tema de cercetare.

Schimbările de politică educațională au impus și o altă perspectivă asupra actului de predare-învățare-evaluare. Noul Curriculum Național este conceput în acord cu o nouă filozofie didactică. Atât didactica generală, cât și didacticile speciale se configurează după principii ce favorizează personalizarea predării și formarea autonomiei educatului. Prevalența unor programe centrate pe achizițiile elevilor determină un anumit sens al schimbării în didactica fiecărei discipline [1].

Tabel 2.1: Strategii didactice

Fiecare profesor posedă un arsenal metodologic propriu de instruire și actualizează multiple variante de strategii didactice. Experiența educațională a relevat faptul că valoarea sau calitatea acțiunii pedagogice este dependentă nu doar de numărul, de “cât de multe” metode poate operaționaliza un pedagog, ci și de inspirația sau "neobișnuitul" strategiei didactice concepute și aplicate (sau aplicabile). Putem accepta caracterul limitat (din punct de vedere numeric) al metodelor, însă nu și pe acela al strategiilor de instruire. Cele din urmă sunt nelimitate (desigur, în termeni relativi), deoarece depind, alături de experiența profesională și de cultura psihopedagogică și metodologică, de creativitatea și imaginația formatorului, de nivelul comprehensiunii și adecvării profesorului la specificul fiecărei situații de predare/ învățare etc. În ultimă instanță, competența metodologică a cadrului didactic se exprimă prin capacitatea acestuia de a elabora și actualiza strategii didactice eficiente.

2.3 Sensul actual al modernizării învățământului

O direcție importantă o constituie modernizarea strategiilor didactice. Metodele de învățare pot fi instrumente importante pe care educatorii le pot utiliza pentru a face lecțiile mai interesante, să ajute elevii să realizeze judecăți de substanță și fundamentate, să sprijine elevii în înțelegerea conținuturilor pe care să fie capabili să le aplice în viața reală.

Linii fundamentale spre care tinde perfecționarea metodologiei învățământului :

În direcția activizării maxime a tuturor metodelor și procedeelor de instruire

În direcția aplicării unor metode care reușesc să cultive întregul potențial individual.

Dezvoltarea gândirii critice constituie un important obiectiv de tip formativ și se realizează prin folosirea cu precăderea a unor strategii activ-participative. Aceste strategii nu trebuie rupte de cele tradiționale, ele marcheză un nivel superior în spirala modernizării strategiilor didactice.

Metoda de învățământ reprezintă instrumentul cu ajutorul căruia elevii, sub îndrumarea profesorului sau în mod independent, avansează în acțiunea de cunoaștere și de formare a priceperilor și deprinderilor.

Caracteristic metodelor de învățământ este că au o triplă finalitate și anume:

unor scopuri de cunoaștere;

unor scopuri de instruire;

unor scopuri formative.

Metodologia didactică a suferit restructurări de ansamblu, orientate în direcția modernizării. Direcțiile de modernizare sunt:

restructurarea metodelor tradiționale în scopul transformării lor în strategii eficiente de activizare și mobilizare a elevilor;

asigurarea unui caracter dinamic și deschis metodologiei didactice prin acceptarea noilor teorii de psihologie și pedagogie în care elevul este subiect activ al cunoașterii, profund implicat în propria sa cunoaștere;

diversificarea metodologiei didactice impusă de necesitatea punerii de acord a diferitelor teorii ale învățării cu posibilitățile reale ale elevilor;

optimizarea relației metode-mijloace de învățământ în măsura în care predarea-învățarea se va realiza în laboratoare, cabinete, intreprinderi.

Metodele de predare-învățare se împart în două categorii:

Tabel 2.2: Metode didactice de predare

Varietatea formelor de lucru cu elevii depinde și de stilul didactic [17], deosebește următoarele tipuri de relații profesor-elev:

1. Învățământul tradițional:

2. Învățământul modernizat:

3. Învățământul modern:

Alegerea metodelor de învătământ:

Ajunși în acest stadiu al programării demersului didactic, urmează sa precizăm formele de organizare și participare a elevilor, miljoacele de invațamânt și alegerea metodei de instruire , conform schemei de mai jos:

Fig.2.3: Interrelațiile dintre sursele didactice

2.4. Metode de instruire cu valențe activizatoare aplicate la disciplinele tehnice

Activizarea predării – învățării presupune folosirea unor metode, tehnici și procedee care să-l implice pe elev în procesul de învățare, urmărindu-se dezvoltarea gândirii, stimularea creativității, dezvoltarea interesului pentru învățare. Astfel, elevul este ajutat să înțeleagă lumea în care trăiește și să aplice în diferite situații de viață ceea ce a învățat.

Metodele pentru învățarea activa se pot clasifica în:

-Metode care favorizează înțelegerea conceptelor și ideilor, valorifică experiența proprie a elevilor, dezvoltă competențe de comunicare și relaționare, de deliberare pe plan mental și vizează formarea unei atitudini active: discuția, dezbaterea, jocul de rol etc.;

-Metode care stimulează gândirea și creativitatea, îi determină pe elevi să caute și să dezvolte soluții pentru diferite probleme, să facă reflecții critice și judecăți de valoare, să compare și să analizeze situații date: studiul de caz, jocul didactic, rezolvarea de probleme, exercițiul, etc.;

-Metode prin care elevii sunt învățați să lucreze productiv cu alții și să-și dezvolte abilitățile de colaborare și ajutor reciproc: mozaicul, cafeneaua, proiectul în grupuri mici, etc.

Aceasta metodă de predare a pornit de la premisa că informația anterioară a elevului trebuie luată în considerare atunci când se predau noi informații.

Aplicarea metodei Știu/Vreau să știu/Am învățat presupune parcurgerea a trei pași:

accesarea a ceea ce știm;

determinarea a ceea ce dorim să învățăm;

reactualizarea a aceea ce am învățat.

Primii doi pași se pot realiza oral, pe bază de conversație, iar cel de-al treilea se realizează în scris, fie în timp ce se parcurge lecția sau la final când demersul didactic a fost parcurs integral.

Metoda constă în completarea unei fișe de lucru, prin activități individuale sau de grup.

În timp ce elevii realizează o listă cu cerințele date, profesorul construiește pe tablă un tabel cu trei coloane:

Etapa „Știu” implică două nivele ale accesării cunoștințelor anterioare: un brainstorming cu rol de anticipare și o activitate de categorizare. Brainstorming-ul se realizează în jurul unui concept cheie. Întrebări generale de felul Ce știți despre…? se recomandă atunci când elevii dețin un nivel scăzut de informații despre conceptul în cauză. Pe baza informațiilor obținute în urma brainstorming-ului se efectuează operații de generalizare și categorizare. Elevilor li se cere să analizeze ceea ce știu și să observe pe cele care au puncte asemănătoare și pot fi incluse într-o categorie generală. Dacă ne gândim la ceea ce știm, ne ajută să ne îndreptăm atenția asupra a ceea ce nu știm.

Etapa „Vreau să știu” presupune formularea unor întrebări, care apar prin evidențierea punctelor de vedere diferite apărute ca rezultat al brainstorming-ului . Aceste întrebări au rolul de a orienta și personaliza actul materialului prezentat.

Etapa „Am învățat” se realizează de către elevi în scris, după ce conținutul lecției a fost predat. Dacă textul este de întindere mare, completarea acestei rubrici se poate face după fiecare fragment semnificativ. Se cere elevilor să scrie întrebările la care au găsit răspuns, iar pentru cele rămase cu răspuns parțial sau fără, se sugerează lecturi cu explicații suplimentare .

În încheierea lecției, pentru a se realiza un scurt feedback, elevii revin la schema S/V/A și decid ce au știut la începutul lecției, ce au vrut să învețe pe parcursul ei și ce au învățat din lecție.

În cadrul acestei metode se utilizează unele procedee didactice cum sunt: conversația, demonstrația, explicația, problematizarea, exercițiul.

Aplicând acestă metodă în predare se obțin: o lecție activă, o rată crescută a retenției informației, creșterea capacității de a se forma idei, interes crescut pentru învățare.

Demonstrația constă în prezentarea în fața elevilor a unor obiecte sau fenomene reale sau a unor substitute ale acestora în vederea dobândirii și însușirii temeinice de noi cunoștințe [8].

Scopul urmărit prin metoda demonstrației este de a forma elevilor un bogat suport de imagini și reprezentări concrete, care vor facilita cunoașterea unor aspecte ale realității, sau identificarea reproducerilor care stau la baza unor comportamente (tehnologii, instalații) de ordin practic.

Demonstrația cu ajutorul obiectelor tehnice. Metodă folosită pentru a facilita înțelegerea elementelor componente, structura, principiului de funcționare și de utilizare a anumitor aparate, instrumente,dispozitive, etc [8].

Această metodă se bazează pe ideea că se poate învăța nu numai din experiența directă ci și din cea simulată. A simula este similar cu a mima, a te preface, a imita, a reproduce în mod fictiv situații, acțiuni, etc.

Prin jocul de rol elevii pot învăța despre ei înșiși, despre persoanele și lumea din jur. Simularea prin joc de rol duce la creșterea gradului de adaptabilitate și la ameliolarea relațiilor dintre persoane, dezvoltând în același timp gândirea critică, capacitatea de exprimare și pe cea empatică.

Etapele metodei:

1. Profesorul stabilește tema/problema pe care jocul de rol trebuie să o ilustreze și personajele de interpretat;

2. Se pregătesc de către profesor fișele cu descrierile de rol;

3. Se decide împreună cu elevii câți dintre ei vor juca roluri, câți vor fi observatori;

4. Se stabilește modul în care se va desfășura jocul de rol, ca o povestire în care un narator povestește desfășurarea acțiunii și diferite personaje o interpretează ca o scenetă în care personajele interacționează inventând dialogul odată cu derularea acțiunii ca un proces care respectă în mare măsură procedura oficială;

5. Se acordă elevilor câteva minute pentru a analiza situația și pentru a-și pregăti rolurile;

6. Elevii interpretează jocul de rol;

7. În timpul interpretării, uneori este util ca profesorul să întrerupă interpretarea într-un anumit punct, pentru a le cere elevilor să reflecteze la ceea ce se întâmplă;

8. În final, este important ca elevii să reflecteze la activitatea desfășurată ca la o experiență de învățare.

Profesorul evaluează activitatea împreună cu „actorii” și „spectatorii”, punând întrebări de genul: „Ce părere aveți în legură cu rolurile interpretate ”; „A fost o interpretare conformă, cu realitatea ”; „A fost rezolvată problema conținută de situație Cum ”; „Ce ar fi putut fi diferit în interpretare ”; „Ce ați învățat din această experiență ”

Simulatoarele didactice sunt sisteme sau modele tehnice analoage cu cele reale, prezentate la o anumită scară, care permit înțelegerea unei structuri, a unui fenomen, observarea reacției sistemului dat la anumiți parametri interiori sau exteriori etc [ 8].

Simularea didactică reprezintă experimentarea prin observarea comportamentului „unui model” la modificările unor parametrii; rezultatele simulării pot fi comparate cu cele ale modelului real [8]. Tehnicile de simulare sunt utilizate cănd:

nu este posibilitatea de a recurge la o experimentare direct;

nu se dispune de baza materială sau teoretică solidă.

Simularea permite elevului o participare activă și o învățare eficientă a conținuturilor prezentate la lecție. Un rol important, în învățarea cu simulatoare didactice, îl constituie soft-urile educaționale. Acestea sunt create cu scopul de a veni în sprijinul profesorului și al elevilor, dar și ca mijloc de evaluare în cadrul procesului de instruire.

Situația-problemă este o situație contradictorie, conflictuală, care rezultă din trăirea simultană a două realități: experiența anterioară, cognitiv-emoțională și elementul de noutate, necunoscutul cu care se confruntă subiectul. Acest conflict incită la căutare și descoperire, la intuirea unor soluții noi, a unor relații aparent inexistente între ceea ce este cunoscut și ceea ce este nou pentru subiect.

Etape în abordarea unei situații-problemă:

Definirea punctului de plecare și a scopului urmărit;

Punerea problemei prin cunoașterea profundă a situației de plecare și selectarea informației;

Organizarea informației;

Tranformarea informației pe calea raționamentului, inducției și deducției, a intuiției și analogiei;

Luarea deciziei-opțiunea pentru soluția optimă;

Verificarea soluției alese și a rezultatelor.

Utilizarea problematizării presupune o antrenare a personalității elevilor, a componentelor intelectuale stimulând spiritul de explorare, formarea unui stil activ de muncă, cultivă autonomia și curajul în afișarea unor poziții proprii.

Etimologic, brainstorming provine din limba engleză, din cuvintele „brain” = creier și „storm”= furtună, ceea ce înseamnă „furtuna în creier” – aflux de idei, o stare de intensă activitate imaginativă, un asalt de idei.

Prin folosirea acestei metode se provoacă și se solicită participarea activă a elevilor, se dezvoltă capacitatea de a trăi anumite situații, de a le analiza, de a lua decizii în ceea ce privește alegerea soluțiilor optime și se exersează atitudinea creativă și exprimarea personalității.

Etapele metodei:

Se alege tema și se anunță sarcina de lucru;

Se solicită exprimarea rapidă, în fraze scurte, a tuturor ideilor – fără cenzură (idei neobișnuite, chiar trăznite, absurde, fanteziste, așa cum vin ele în minte), legate de rezolvarea unei situații – problemă conturate. Se suspendă orice gen de criticism, nimeni nu are voie să facă observații negative;

Toate ideile se înregistrează în scris, pe tablă, flipchart, video, etc;

Se lasă o pauză de 15 minute, uneori chiar și o zi pentru „așezarea” ideilor emise și recepționate;

Se reiau pe rând ideile emise, iar grupul găsește criterii de grupare a lor pe categorii-simboluri, cuvinte-cheie, imagini care reprezintă posibile criterii;

Grupul se împarte în subgrupe, în funcție de categoriile de idei listate pentru dezbatere. În această etapă are loc analiza critică, evaluarea, argumentarea și contraargumentarea ideilor emise anterior. Se selectează ideile originale. Se discută liber, spontan, riscurile și contradicțiile care apar;

Se afișează ideile rezultate de la fiecare subgrup, în forme cât mai variate și originale: cuvinte, propoziții, colaje, imagini, desene, cântece, joc de rol, pentru a fi cunoscute de ceilalți.

Profesorul trebuie să fie un autentic catalizator al activității care să încurajeze exprimarea ideilor, fără inhibiții și să stimuleze explozia de idei.

Forme de organizare:

elevii sunt organizați în grupuri de trei sau patru

această metodă necesită mișcarea elevilor în sala de clasă.

Etapele metodei:

Elevii organizați în grupe de trei sau patru, primesc o sarcină de învățare susceptibilă de a avea mai multe perspective de abordare;

Produsele muncii grupului se materializează într-o schemă, diagramă, inventar de idei notate pe un poster. Posterele se expun pe pereții clasei, transformați într-o veritabilă galerie (expozițională);

La semnalul profesorului, grupurile trec pe rând pe la fiecare poster pentru a examina soluțiile propuse de colegi. Comentariile și observațiile “vizitatorilor” sunt scrise pe posterul analizat;

După ce se încheie “ turul galeriei”, grupurile revin la poziția inițială și fiecare echipă își reexaminează produsul muncii lor, comparativ cu al celorlalți și discută observațiile și comentariile notate de colegi pe propriul poster.

Evaluarea se realizează asupra modalităților folosite de elevi pentru a rezolva o sarcină. Împreună, colaborând unii cu alții, elevii produc idei și soluții noi, le discută supunându-le analizei și evaluării critice.

Explozia stelară-este o metodă de stimulare a creativității, o modalitate de relaxare a elevilor și se bazează pe formularea de întrebări pentru rezolvare de probleme și noi descoperiri.

Aceasta prezintă următoarele obiective: Formularea de întrebări și realizarea de conexiuni între ideile descoperite de elevi în grup prin interacțiune și individual pentru rezolvarea unei probleme.

Materiale utile: o stea mare, cinci stele mici de culoare galbenă, cinci săgeți roșii, jetoane, etc.

Descrierea metodei:

Elevii așezați în semicerc propun problema de rezolvat. Pe steaua mare se scrie sau desenează ideea centrală;

Pe 5 steluțe se scrie câte o întrebare de tipul: CE? CINE? UNDE? DE CE? CÂND? Iar cinci elevi din grupă extrag câte o întrebare;

Fiecare elev din cei cinci își alege câte trei-patru colegi organizându-se astfel cinci grupuri;

Grupurile cooperează în elaborarea întrebărilor;

La expirarea timpului, copiii revin în semicerc în jurul steluței mari și comunică întrebările elaborate, fie un reprezentant al grupului, fie individual, în funcție de potențialul grupei / grupului;

Elevii celorlalte grupuri răspund la întrebări sau formulează întrebări la întrebări. Se apreciază întrebările copiiilor, efortul acestora de a elabora întrebări corecte precum și modul de cooperare și interacțiune.

Beneficiile metodei:

Este o nouă cale de realizare a obiectivelor programei;

Se utilizează în activități: lecturi după imagini, convorbiri, povestiri, jocuri didactice, activități matematice, în activități de evaluare;

Stimulează creativitatea în grup și individuală;

Facilitează crearea de întrebări la întrebări în grup și individual, pentru rezolvarea problemei propuse, dezvoltă și exersează gândirea cauzală, divergentă, deductivă, inteligențele multiple, limbajul, atenția distributivă.

Îmbinarea metodelor, procedeelor și mijloacelor tradiționale cu cele moderne, este cea mai sigură cale pentru realizarea modernizării învățământului.

„Metodele de învățământ sunt metode de predare din punctul de vedere al profesorului și metode de învățare din punctul de vedere al elevului”[2].

Metoda modernă este aceea care duce la promovarea originalității și creativității, la

cultivarea însușirilor fundamentale ale omului contemporan: aptitudini intelectuale, gândire

creatoare, spirit critic, atitudine exploratoare, etc. Valoarea unei metode este dată de felul în care este folosită pentru a realiza obiectivele propuse, „deci metodele didactice nu sunt rele sau bune în sine, cele tradiționale nu trebuie înlăturate, ci restaurate în consens cu obiectivele principale ale învățământului, ale disciplinei, ale lecției de specialitate”.

Astăzi, când mijloacele audio – vizuale câștiga tot mai mult teren, există tendința de a renunța la metodele tradiționale. Nu trebuie sa renunțăm definitiv la ele, ci să le optimizăm, să le adaptăm la noile cerințe, la transformarea monologului în dialog, încurajarea muncii independente și la studiul individual.

3.STRATEGII DE EVALUARE ÎN PROCESUL INSTRUCTIV EDUCATIV

Precizări conceptuale

Prin evaluare se obțin informații asupra elevului, profesorului, programului, curriculum-ului cu ajutorul unui instrument de evaluare, în scopul elaborării unor judecăți de valoare care sunt raportate la criteriile propuse asupra acestor informații. Pe baza lor, apoi, se pot lua o serie de decizii privind conținutul metodelor, strategiilor, demersul sau produsul.

O definiție specifică domeniului evaluării și examinării descrie evaluarea ca o operație ce vizează determinarea sistematică și obiectivă a impactului, eficacității și eficienței unor activități educaționale în relația cu obiectivele lor în vederea ameliolării activităților și, pe de altă parte, în vederea planificării, programării și luarii unor decizii [17].

Evaluarea, privită generic, îndeplinește un set de funcții și roluri, necesar a fi cunoscută și asumate, fiind în același timp [21]

mijloc de relaționare eficientă a formării elevilor cu necesitățile societății aflate într-un anumit moment al evoluției sale;

modalitate de control al impactului investigațiilor financiare și, eventual, de altă natură, pe care societatea le face în sistemul educațional;

mecanism de autocontrol, realizând o cunoaște transparentă a stării sistemului, precum și descrierea, în termeni de politică educațională, a efectului feed-back și a impactului acestuia;

subsistemul educațional creditat cu rolul major de activare și de punere în practică a relațiilor complexe dintre directorii-manageri de școală, educatori, elevi și părinți.

Succesul unui proces de evaulare este dat de gradul de coerență atins între: scopuri, obiectivele, instrumentele evaluării, de adecvarea demesurilor proiectate, de claritatea comunicării între cei implicati în procesul de evaluare. În proiectarea procesului de evaluare, stabilirea scopului constitue pasul cel mai important. Pentru un astfel de proces, formularea explicită a scopului asigură delimitarea față de alte tipuri de activități. Evaluarea se poate astfel raporta la unul sau mai multe scopuri: [16]

fundamentarea unei decizii;

conștientizarea unei anumite probleme;

influența evoluției sistemului educațional.

Comparând și analizând mai multe definiții ale evaluării, Daniel L. Suffebeam propune trei grupe de definiții specifice evaluării:

evaluare = măsurare

evaluare = congruență

evaluare = judecare

Prima definiție evaluare = măsurare exprimă măsura care înseamnă a atribui un număr obiectelor sau evenimentelor potrivit unor reguli sau proceduri .

A doua abordare conceptuală evaluare = congruență, reprezintă nivelul de concordanță, de suprapunere între evenimente simultane sau succesive.

A treia echivalență evaluare = judecare, implică producerea unei judecăți de valoare cu privire la conduita sau performanțele elevului.

Pornind de la structura clasică a procesului educativ și de la noile achiziții în domeniu, N C Stan propune un model secvențial pentru acest demers.[16]

Fig.3.1: Modelul secvențial al evaluării

Evaluarea face parte integrantă din învățământ și este în raport direct cu progresul și calitatea învățării. Eficiența învățării se referă la capacitatea sistemului de învățământ de a produce rezultatele preconizate concretizate în comportamentele și atitudinile absolvenților.

3.2 Scopul și funcțiile evaluării

Evaluarea școlară reprezintă un ansamblu de activități care depind de obiective, se raportează la o serie de funcții și scopuri. Scopul evaluării nu este numai de a obține unele date ci, mai ales, de a perfecționa procesul educativ găsind strategii educative adaptate particularităților situației didactice, elevilor, condițiilor economice și instituționale [21].

Scopul evaluării pregătirii elevilor este înțeles în sensul că, prin evaluare, li se atrage atenția acestora, de către profesori, că nu știu ceea ce li s-a explicat foarte clar. Nimic mai greșit, deoarece, în realitate, evaluarea la acest nivel trebuie să le arate, atât elevilor cât și profesorilor, unde se află față de ceea ce și-au propus prin obiectivele pedagogice proiectate. Scopul evaluării este de a preveni eșecul școlar sau de a-l diminua la minimum, asigurând o evoluție ascendentă a tuturor elevilor.

Funcțiile evaluării se referă la sarnile, obiectivele, rolul ți destinația ei. Aceste funcții pot fi clasificate în mai multe categorii, luând în considerare diverse criterii psihopedagogice, sociologice, docimologice. Principalele funcții sunt [21], [16]:

Funcția educativă;

Funcția de diagnosticare și progniză;

Funcția de conexiuni inverse;

Funcția selectivă și competițională;

Funcția social – economică;

Funcția motivațională.

Funcția educativă. Este funcția cea mai specifică și mai importantă a evaluării, care urmărește stimularea (dinamizarea) obținerii de performanțe în pregătirea elevilor, ca urmare a influențelor psihomotivaționale și sociale ale rezultatelor ce le obțin prin evaluare. Îndeplinirea funcției educative necesită conștientizarea rezultatelor evaluării în situațiile succesului, insuccesului și mediocrității școlare; este cunoscut că succesul școlar bucură, oferă satisfacție, sporind rezultatele la învățătură; de asemenea, insuccesul școlar supără, determină insatisfacție, dar dacă este conștientizat ca fiind corect și obiectiv și acesta poate dinamiza înlăturarea nereușitei la învățătură.

Funcțiile: diagnostică și prognostică. Funcția diagnosică pe bază de testare, evidențiază valoarea, nivelul și performanțele pregătirii elevului la un moment dat – semestru, an școlar, terminarea unui ciclu de studii etc. Funcția prognostică – pe baza analizei datelor oferite de diagnoză, în comparație cu obiectivele și cerințele documentelor școlare (plan de învățământ, programă analitică, manual, predarea profesorului etc.), prevede probabilistic, valoarea nivelul și performanțele ce ar putea să le obțină elevul în etapa următoare de pregătire.

Funcția de conexiune inversă sau de feedback (de reglaj sau autoreglaj). Analizând finalitățile învățământului – rezultatele pregătirii elevului, evidențiate de apreciere și notare, deci a ieșirilor, din care se stabilește mărimea de corectare a intrărilor, se stipulează optimizarea procesului de predare – învățare, aplicându-se principiul feedback-ului.

Funcția selectivă și competițională. Aceasta este funcția de competiție care asigură ierarhizarea și clasificarea elevilor sub raport valoric și al performanțelor în cadrul grupului studios. Funcția selectivă asigură satisfacția și recompensarea elevilor prin obținerea prin concurs a unui loc într-un nou profil sau grad superior de învățământ, prin câștigarea prin concurs a unui loc de muncă, pe baza de competiție profesională.

Funcția social – economică. Această funcție se referă și evidențiază eficiența învățământului în planul macro–socio-economic, care influențează hotărârile factorilor de decizie privind dezvoltarea și perfecționarea învățământului în funcție de valoarea și calitatea „produsului” școlii – „omul pregătit prin studii, care asigură așezarea „omului pregătit la locul potrivit” pe bază de concurs.

Funcția motivațională – activează și stimulează autocunoașterea, autoaprecierea, valențele metacognitive în raport cu obiectivele procesului educațional stabilite de la început sau în funcție de obiectivele de evaluare comunicate anterior. Analizând rezultatele pregătirii elevilor evidențiate de apreciere și notare se stabilește modul de notare, modul de corectare. Stimularea sau diminuarea efortului în funcție de dinamica rezultatelor elevului. Se optimizează procesul de predare – învățare aplicând principiul feed-back-ului.

Evaluarea are o valoare motivațională: dorința de succes, respectiv teama de eșec sunt imbolduri importante în învățare. Succesul sistematic înscrie motivația învățării pe o spirală ascendentă, în timp ce eșecul poate duce la “demotivare”.

3.3 Efectele educaționale ale evaluării

Actele de evaluare se finalizează print-o judecată de valoare cu impact asupra elevului și furnizează informații privind anumite secvențe ale procesului educațional și efectele acestora asupra elevilor sau a rezultatelor lor. Aceste informații pot avea efecte asupra relației curriculum – evaluare. Dacă analizăm aceste aspecte pot fi definite două tipuri de efecte ale acțiunii relației curriculum-evaluare [16] :

Efectul de feedback – cel mai cunoscut efect al evaluării asupra predării și învățării, consemnat în literatura de specialitate. Se concretizează în informațiile furnizate de către demersurile evaluative profesorilor și elevilor, cu repercusiuni asupra predării și învățării. Așadar, în calitatea sa de reglator, evaluarea este intrinsecă acestor procese, secvențele predării-învățării presupunând și conținând momente de evaluare. Concepția constructivistă asupra evaluării a făcut să se înțeleagă că funcțiile evaluării sunt și trebuie să fie elemente esențiale ale strategiei predării–învățării. Funcțional vorbind, evaluarea orientează și reglează predarea și învățarea, dar pentru aceasta și ea are nevoie să se adapteze structural și funcțional nevoilor predării și învățării.

În raport cu modul de integrare a acțiunilor evaluative în procesul didactic se disting două tipuri de feedback: „feedback-ul formativ” și „feedback-ul sumativ”.

Feedback-ul formativ apare în cadrul evaluărilor formative, furnizând elevului informații despre progresul școlar sau despre deficiențele înregistrate în procesul de învățare. Feedback-ul formativ permite proiectarea unor parcursuri de învățare diferențiate, favorizând creșterea motivației intrinseci pentru activitatea de tip școlar, feedback-ul formativ îndeplinește trei funcții: de socializare; de încurajare a efortului depus de elev și de menținere a motivației pentru învățare (feedback „evaluativ”); de identificare a problemelor specifice programului școlar (feedback „descriptiv”). A. Stoica prezintă într-un tabel de sinteză diferite tipuri de feedback care apar în activitatea instructiv-educativă: în primele trei coloane (A, B, C) sunt redate tipurile de feedback profesor-elevi, iar in coloana D este prezentat un feedback cu dublu sens, profesor-elev și elev-profesor:

Tabel 3.1: Tipologia feedback-ului profesor-elev [23]

Feedback-ul sumativ nu are efecte directe asupra proceselor de predare și învățare anterior parcurse, întrucât nu mai există posibilitatea revenirii asupra acestora. La nivelul elevilor, acest tip de feedback are efecte asupra atitudinilor și motivației privind angajarea într-un nou program educațional. În ceea ce privește personalul didactic și factorii de decizie, feedback-ul sumativ permite evaluarea calității programelor educaționale, urmată de reglarea și ameliorarea acestora prin schimbări adoptate la nivel de politică educațională.

Efectul de backwash ( sau de washback). Definit sumar prin impactul vizibil, de substanță și de durată pe care îl au evaluarea și examinarea asupra Curriculumului, la modul general, și asupra disciplinelor de studiu în mod particular, acest efect poate acționa în mod pozitiv sau în mod negativ asupra procesului educațional.

Efectul "retroactiv" acționeză asupra Curriculumului, nivelurile la care se poate observa acțiunea acestuia sunt:

metodele curente de predare-învățare utilizate la clasă;

nivelurile motivaționale ale elevilor;

calitatea interacțiunii directe dintre profesor și elev;

nivelul strategiei unității de învățământ care păoate sugera, în baza rezultatelor de la diferite examene, preluarea de către anumiți profesori a unor clase.

Chiar dacă înregistrează un anumit efect retroactiv evaluările curente, interne, examenele naționale sunt recunoscute a avea puternice efecte de această natură în procesul educațional.

Ponderea în sens pozitiv a efectului de backwash se poate realiza prin mai multe moduri [16]:

prin realizarea concordanței dintre Curriculum evaluat și cel oficial;

prin introducerea continuă de noi metode, tehnici și instrumente de evaluare, în special a celor cu caracter alternativ menite să furnizeze date de natură calitativă privind performanțele vizate ale educabililor;

prin asocierea și combinarea instrumentelor de evaluare a căror aplicare să ducă la date cât mai diverse și complexe;

prin comunicare, eficiență și adaptarea tuturor celor interesați: elevi, părinți și factori de decizie;

prin alocarea de către cei responsabili a resurselor umane, materiale și financiare pentru duna desfășurare a procesului evaluare sau examinare.

3.4 Componentele evaluării

Evaluarea implică trei componente interdependentedar în interacțiune [24]:

1.Controlul este componenta evaluării de constatare a volumului și a calității cunoștințelor practice și teoretice dobândite de elev. În momentul în care cel care proiectează o evaluare educațională ia decizia să realizeze unul dintre tipurile de evaluare care actualizează una sau mai multe funcții, se află în situația de a răspunde unor întrebări “clasice” ca și eficiența actului de evaluare în sine. Succesiunea acestor întrebări poate fi următoarea:

De ce evaluăm?

pentru a cunoaste performanțe și progrese;

pentru corectarea rezultatelor;

pentru îmbunătățirea metodelor, mijloacelor și strategiilor de evaluare;

pentru realizarea unei selecții, etc.

Ce evaluăm ?

cunoștințe, aptitudini, deprinderi, competențe;

atingerea obiectivelor legate de un anumit conținut;

progresele școlare;

organizarea și desfășurarea procesului de învățare;

procesele de instruire, etc.

Pe cine evaluăm?

elevii luați individual;

grupul de elevi selecționați după un criteriu anume (școală, vărstă,profil,etc);

cadrele didactice;

reprezentanții instituțiilor școlare.

Când evaluăm ?

la începutul unui demers educativ;

pe parcursul desfășurării procesului instructiv-educativ;

la sfârșitul unui demers instructiv-educativ.

Cum evaluăm ?

Prin examinări curente;

Examene;

teste;

Probe orale-scrise-practice;

Studii de caz;

Portofoliu;

Referate;

Fișe de activitate personală;

Hărți conceptuale,etc.

Cui folosește evaluarea ?

Elevilor-părinților-tutorilor;

Factorilor de decizie școlară;

Profesorilor-evaluatorilor;

Celor care realizează o anumită selecție(angajatorilor).

Cu ce evaluăm ?

cu instrumente de evaluare orală/scrisă/practică;

prin observație directă, (semi)structurată, pe parcursul procesului;

prin exerciții, probleme, eseuri, teme pentru acasă;

prin proiecte, referate, teme pentru investigațiile individuale sau de grup;

prin portofolii individuale sau instituționale;

prin proceduri de autoevaluare, evaluare pe perechi și de grup, cu scopul creșterii reflecției metacognitive și al socializării instituționale.

2. Aprecierea reprezintă componenta evaluării care asigură estimarea, evidențierea valorii, nivelului și performanțelor cunoștințelor de elev.

3. Notarea este componenta evaluării care realizează măsurarea și validarea rezultatelor pregătirii elevului în urma controlului și aprecierii. Se obiectivează prin anumite semne, coduri sau simboluri convenționale, denumite note. Nota este un indice care corespunde unei anumite realizari a randamentului școlar [22].

Nota poate îndeplinii mai multe funcții:

rol de informare pentru elevi, parinți, profesori;

rol de reglare a procesului de învățare;

rol educativ în formarea educabilului;

rol de diferențiere față de alți evaluati în procesul educativ, etc.

3.5 Tehnici de evaluare a învățării

A evalua rezultatele școlare înseamnă a determina măsura în care obiectivele procesului de învățământ au fost realizate, precum și eficiența strategiilor didactice. Diversitatea situațiilor didactice, precum și multitudinea de obiective ale evaluării presupun conceperea și aplicarea unor strategii diferite.

Metodele și tehnicile de evaluare îngăduie o anumită clasificare, dacă plecăm de la două repere principale:

cantitatea de informație sau experiență încorporabilă de către elevi;

axa temporală la care se raportează verificarea. În funcție de primul criteriu,

s-au stabilit două tipuri:

evaluare parțială, în care se verifică elemente cognitive sau comportamentale secvențiale (prin ascultarea curentă, probe practice curente);

evaluarea globală, în care se verifică o cantitate mare de cunoștințe și deprinderi obținute prin cumulare (prin examene și concursuri).

Din perspectivă temporală, putem identifica:

evaluarea inițială, care se face la începutul unei etape de instruire (prin teste docimologice, concursuri etc.);

evaluarea continuă, care se face în timpul secvenței de instruire (prin tehnici curente de ascultare și teze);

evaluarea finală, care se realizează la sfârșitul unei perioade de formare.

Prin coroborarea celor două criterii se poate ajunge la o altă clasificare, devenită clasică:

evaluarea cumulativă (sau sumativă);

evaluarea continuă (sau formativă).

Principalele metode și tehnici de evaluare utilizate în evaluarea performanțelor școlare sunt de mai multe feluri. Cele mai frecvente sunt probele orale, scrise și practice.

Verificarea orală constă în realizarea unei conversații prin care profesorul urmărește identificarea cantității și calității informațiilor, prin întrebări, răspunsuri și prin îndeplinirea unor activități de învățare oral sau în scris. Conversația poate fi indivi¬duală, frontală sau combinată. Avantajele constau în aceea că se realizează o comunicare deplină între profesor și elevi, iar feedback-ul este mult mai rapid. Nu toți elevii pot fi verificați în același timp, ascultarea fiind realizată prin sondaj.

Verificarea scrisă este utilizată la majoritatea disciplinelor de învățământ și la toate nivelurile de școlarizare, concretizată în fișe de evaluare sau teste sumative. Elevii au șansa să-și prezinte cunoștințele dobândite fără a interveni profesorul, în lipsa unui contact direct cu acesta.

Avantajele verificării scrise:

anonimatul testului, se realizează cu ușurință, îngăduind o scădere a subiectivismului învățătorului;

oferă posibilitatea verificării unui număr mai mare de elevi într-o perioadă de timp determinată;

avantajarea unor elevi timizi și emotivi care se exprimă cu dificultate oral, etc.

În verificarea scrisă feedback-ul este mai slab, în sensul că unele erori nu pot fi eliminate operativ, prin intervenția învățătorului.

Examinarea prin probe practice vizează o serie de discipline specifice, identificând capacitățile de aplicare în practică a achizițiilor dobândite, a unor priceperi și deprinderi, ipostaziate în anumite activități materiale.

Testele de cunoștințe, numite uneori și teste docimologice sunt considerate ca o alternativă și o cale de eficientizare a examinării tradiționale. Ca metodologie, testarea derivă din psihologie, autorii lor inspirându-se inițial din metodologia psihologică a testelor, cu deosebire din tehnica de construire și utilizare a testelor de inteligență.

Testul docimologic reprezintă “un set de probe sau întrebări cu ajutorul căruia se verifică și se evaluează nivelul asimilării cunoștințelor și al capacităților de a opera cu ele, prin raportarea răspunsurilor la o scară de apreciere etalon, elaborată în prealabil, fidelitatea, standardizarea, etalonarea, obiectivitatea, aplicabilitatea”.

Criterii după care se realizează clasificarea testelor:

testele psihologice și testele de randament (docimologice);

teste standardizate și teste elaborate de învățător;

teste inițiale, teste finale și teste de progres.

Metodele și instrumentele de evaluare se pot clasifica dupa cum urmează [8]:

Sistemul metodologic de evaluare a performanțelor elevilor cuprinde mai multe forme de verificare, metode și procedee de examinare, cum sunt prezentate mai jos:

Fig.3.2: Clasificarea metodelor de evaluare [8]

3.6 Metode de evaluare alternative complementare utilizate în predarea disciplinelor tehnice

Metode și tehnici care includ strategii alternative de evaluare utilizate frecvent la clasele de liceu din învățământul profesional și tehnic , precum: observarea sistematică a activității și a comportamentului elevului, investigația, proiectul , referatul , portofoliul ,etc au dat ramdament bun la clasă .

Mai jos sunt prezentate ca exemple căteva metode folosite în strategia de evaluare a elevilor precum:

Observarea sistematică a elevilor: poate fi făcută pentru a putea fi evaluate performanțele elevilor, a comportamente afectiv-atitudinale și pentru a furniza informații asupra performanțelor elevilor din perspectiva capacității lor de relaționare și acțiune, a abilităților și competențelor de care dispun aceștia.

Modalități de înregistrare a informațiilor:

fișa de evaluare;

scara de clasificare;

lista de control.

Caracteristici de evaluare și competențe (concepte și capacități):

organizarea și interpretarea datelor;

descrierea unor procedee și tehnici;

utilizarea materialelor auxiliare unei demonstrații;

identificarea unor relații;

utilizarea calculatorului în situații corespunzătoare.

Atitudini (față de sarcina dată):

concentrarea asupra sarcinii de rezolvat;

implicarea activă în rezolvarea sarcinii;

punerea unor întrebări pertinente învățătorului;

completarea/îndeplinirea sarcinii;

revizuirea metodelor utilizate și a rezultatelor.

Investigația este considerată atât o metodă de învățare cât și una de evaluare. Ea oferă posibilitatea elevului de a aplica în mod creativ cunoștințele acumulate în rezolvarea unei probleme sau în realizarea unei activități practice prin întreprinderea unei investigații (documentare, observarea unor fenomene, conduite, experimentarea, etc.) pe o perioadă de timp stabilită.

Investigația pune în valoare potențialul gândirii, receptivitatea ideatică, capacitatea de argumentare, de compunere și rezolvare a problemelor. Când lecția este structurată pe baza unei investigații, aceasta devine element important în sprijinirea demersului de învățare prin descoperire.

Proiectul este definit ca fiind demersul în care resursele umane, materiale și financiare sunt organizate într-un mod specific în vederea realizării unei lucrari dintr-un domeniu de activitate[8].El începe în clasă prin definirea temei, și continuă acasă pe parcursul câtorva zile/săptămâni. În această perioadă elevul se consultă frecvent cu profesorul , finalizându-se sub forma unui raport asupra rezultatelor obținute. Poate fi realizat (individual sau în grup) în mai multe etape vizând colectarea datelor și realizarea produsului. Proiectul trebuie să răspundă la următoarele întrebări: de ce? (motivația), ce? (obiective), cum? (strategii, planuri și acțiuni, căi de realizare), cine? (responsabilități), cu ce? (resurse), când? (termene), cu ce rezultate? (produse și efecte).

Față de evaluarea tradițională ,utilizarea proiectului ca metodă de evaluare[8],prezintă o serie de avantaje cum ar fi :

posibilitatea de a urmări aplicabilitatea cunoștințelor teoretice și practice ;

posibilitatea de a aprecia și analiza rezultatul muncii personale a elevului care este scos din rutina zilnică.

La fel ca toate metodele de evaluare prezintă anumite dezavantaje:

minimalizează rolul profesorului;

necesită timp special pentru organizare, desfășurare, evaluare;

pot apărea diminuarea sau lipsa concentrării elevilor, dacă durata proiectului este prea mare sau tema este mai puțin interesantă.

Capacitățile care se evaluează în timpul realizării proiectului pot fi [8]:

capacitatea de a observa și de a alege metode de lucru;

capacitatea de a măsura și de a compara rezultatele;

capacitatea de a utiliza corespunzător bibliografia;

capacitatea de a investiga și de a analiza;

capacitatea de a sintetiza și de a organiza materialul;

capacitatea de a realiza un produs.

Elementele de conținut ale proiectului pot avea următoarea structură:

Pagina de titlu pe care, de obicei, se consemnează tema proiectului, numele autorului, școala, perioada în care s- a elaborat proiectul;

Cuprinsul proiectului care prezinta titlurile capitolelor și subcapitolelor pe care se structurează lucrarea;

Argument care include prezentarea cadrului conceptual și metodologic căruia i se circumscrie studiul temei propuse;

Dezvoltarea elementelor de conținut, a capitolelor și subcapitolelor care oferă substanță și fundament analizei initiale;

Concluziile care sintetizează elementele de referință desprinse în urma studiului temei respective, propuneri de ameliorare a aspectelor vulnerabile semnalate;

Bibliografia;

Anexe care poate include toate materialele importante rezultate în urma aplicării unor instrumente de investigație (grafice, tabele, chestionare, fișe de evaluare etc.) și care susțin demersul inițiat.

Portofoliul este perceput ca o procedură care permite renovarea practicilor evaluării pentru a le pune în concordanță cu noutățile vizate de către un învățământ care este orientat spre dezvoltarea competențelor complexe, prin testele obișnuite, standardizate, larg răspândite în S.U.A. și Canada. în Europa, pe de altă parte, portofoliul a fost considerat ca un suport bine adaptat învățământului centrat pe implicarea sau angajarea elevilor în învățare și prielnic pentru dezvoltarea evaluării formative, într-un context semnificativ de comunicare cercetare, rezolvare de probleme.

Portofoliul este un instrument complex de evaluare fiind”cartea de vizită”[8]a activității elevului , prin care profesorul poate să urmărească evoluția elevului de-a lungul unui interval de timp cum ar fi un semestru, an școlar sau ciclu școlar.

Harta conceptuală [8] poare fi definită ca o tehnică ,o schemă logică de reprezentare vizuală a structurilor informaționale în care se descriu modul de interrelaționare a conceptelor dintr-un domeniu prin noduri și trimiteri prin săgeți.

Nodurile corespund termenilor importanți (conceptelor), în timp ce trimiterile prin săgeți exprimă relația dintre două noduri.

Hărțile conceptuale pot fi de mai multe tipuri:

Hărti conceptuale sub formă de pănză de paianjen

Hărti conceptuale ierarhice

Hărti conceptuale liniare

Sisteme de harți conceptuale

“Aprecierea făcută de profesor și interiorizată prin explicații acoperitoare de către elev devine autoapreciere. Importanța acesteia crește prin efectele asupra efortului elevului. Nota profesorului are funcția de control, iar controlul admis și interiorizat de elev devine autocontrol”. (acad. Vasile Pavelcu)

Implicarea elevilor în aprecierea propriilor rezultate are efecte benefice pe mai multe planuri:

profesorul dobândește confirmarea aprecierilor sale în opinia elevilor;

elevul este tratat ca subiect al învățământului, participant activ la propria informare ;

ajută pe elevi să se aprecieze și să înțeleagă eforturile necesare pentru atingerea obiectivelor stabilite;

cultivă motivația lăuntrică față de învățătură și atitudinea pozitivă, responsabilă față de propria activitate.

Calitatea evaluării realizată de profesor are urmări directe asupra capacității de autoevaluare a elevului. Interiorizarea repetată a grilelor de evaluare cu care operează profesorul constituie o premisă a posibilității și validității autoaprecierii elevului. Aceasta este o modalitate implicită de educare a capacității de autoevaluare .

Soluții oferite pentru formarea capacități de autoevaluare a elevului, pornind de la calitatea actului de evaluare a profesorului și interiorizarea retatată a grilelor de evaluare cu care se operează, ating și aspecte practice pentru această acțiune, după cum urmează [25]:

Autocorectarea sau corectarea reciprocă. Este un prim exercițiu pe calea dobândirii autonomiei în evaluare. Elevul este solicitat să își depisteze operativ unele erori sau scăderi. Depistarea lacunelor proprii sau pe cele ale colegilor (corectare reciprocă), chiar dacă nu sunt sancționate prin note, dirijează pe drumul conștientizării competențelor în mod independent.

Autonotarea controlată. În cadrul unei verificări elevul este solicitat să își acorde o notă, care este negociată apoi cu profesorul și împreună cu colegii.

Profesorul nu se “târguiește” asupra notei, el este investit să acorde nota având rolul dirijor și responsabil în actul evaluării. El are datoria să argumenteze și să reliefeze corectitudinea sau incorectitudinea aprecierilor avansate.

Notarea reciprocă. Elevii sunt puși în situația de a-și nota colegii prin reciprocitate la probele scrise sau orale.

Metode de aprecierea obiectivă a personalității. Întregul colectiv al clasei este antrenat în evidențierea rezultatelor obținute prin coroborarea a cât mai multe informații și aprecieri, prin confruntare în vederea formării unei reprezentări cât mai complete despre posibilitățile fiecărui elev în parte și a tuturor la un loc.

La lucrările de control și teste obișnuiesc să dau și baremul de corectare și să îi rog ca la sfârșit să își acorde note. Am observat faptul că elevii se mobilizează mai bine atunci când cunosc punctajul, își organizează mai bine munca și timpul astfel încât să obțină o notă cât mai mare.

La proiectele de absolvire, fiecare elev își poate alege tema din mai multe variante. Este un prim test de autoapreciere – ce crede elevul că este în stare să realizeze? Am auzit, cu toții, la mai multe persoane și de foarte multe ori expresia: ”Nimeni nu mă apreciază la justa mea valoare !”. Oare nu arată aceasta o autoapreciere eronată determinată și de greșeli în evaluare în perioada școlară?

3.6 Randamentul școlar. Succesul și insuccesul școlar

Evaluarea rezultatelor muncii școlare scoate în evidență valoarea, nivelul, performanțele și eficiența eforturilor depuse de toți factorii educaționali, randamentul școlar. Randamentul muncii școlare este evidențiat de rezultatele calitative la învățătură ale elevilor, evoluția personalității tinerilor, ale întregului proces instructiv-educativ, instituției școlare și învățământului în plan social.

Randamentul școlar se stabilește prin actul didactic al evaluarii activității școlare și al personalității elevilor în interacțiune. El este evidențiat în primul rând, de evaluare pregătirii teoretice și practice a elevilor, ca urmare a aprecierii conținutului învățământului ( curriculum), reflectat în documentele școlare oficiale ( planuri de învățământ, programe școlare, manuale) teoretice și practice asimilate de elevi (Bontaș I., 1998, p. 249).

Sub aspect cantitativ acest raport variază de la 0,1 la 1, Astfel:

Randament școlar optim în toate cazurile în care raportul este între 0,7 și 1;

Randament școlar mediocru în toate cazurile în care raportul este 0,5 și 0,6;

Randament școlar negativ (nefavorabil, nesatisfăcător) în toate cazurile în care raportul este între 0,1 și 0,1;

Succesul școlar poate fi exprimat ca o concordanță între capacitățile și interesele elevului și exigențele școlare sau ca o potrivire între cerințele școlii și posibilitățile elevului de a reacționa pozitiv la ele.

Insuccesul semnalează discordanță, contradicție între cei 2 termeni.

Succesul și insuccesul școlar au caracter relativ pentru că:

Exigențele școalre diferă în funcție de școală și profesor;

Performanța exprimată prin notă poate să exprime succes pentru un elev și insucces pentru altul în funcție de nivelul de aspirații al elevului respectiv.

Insuccesul școlar se poate manifesta diferit în funcție de aptitudine și fragul de persistență, de la dificultăți aparente, accidentale, până la abandon școlar și repetiție. Fiecare formă este trăită individual la nivele diferite de intensitate, profunzime, persistență și cu diferite consecințe în plan școlar, profesional, social, personal.

Insuccesul generalizat tinde să se instaleze în etape succesive:

Faza premergătoare. Apar diminuări ale prestației școlare în raport cu exigențele formate de profesori, nemulțumiri față de unele aspecte ale vieții școlare, lipsa motivației pentru învățarea unor lecții sau a unor capitole pe fondul unei atitudini pozitive față de studiu. Poate fi doar un insucces episodic, ușor de recuperat dar și primul pas spre instalarea insuccesului generalizat.

Faza de retrapaj propriu-zis. Lacunele sunt mari, apare aversiunea față de profesori și autoritatea școlară, evită eforturile de studiu individual, perturbă orele, lipsește nemotivat.

Faza eșecului formal – repetenție sau abandon școlar cu mari implicații în dezvoltarea personalității si integrarea socială.

Insuccesul școlar cuprinde și fenomenele (Bontaș I., 1998, p. 251):

Inadaptare școlară, dificultăți de integrare și acomodare cu viața școlară;

Mediocritate sau semieșec. Aici putem cuprinde elevii cu medii între 5 și 7, cu nivel scăzut de aspitarații și motivație, dar cu aptitudini medii și supramedii.

Subrealizarea școlară. Ne referim la elevi cu aptitudini înalte și excepționale dar care nu ating performanțe personale datorită interacțiunii pe perioadă îndelungată a unor variabile de personalitate cu condiții neadecvate de mediu educațional (aproape jumătate din copiii cu.I.Q. ce i-ar plasa în primii 5%).

Succesul și insuccesul sunt, în general, percepute prin intermediul notelor acordate în urma evaluărilor. Pentru elev, un succes poate declanșa un lanț de succese prin focalizarea motivației și a voinței. Acesta este un succes real. Dacă, însă, succesul declanșează un lanț de insuccese, prin instalarea atitudinii de autosuficiență, înseamnă că a fost un succes aparent. La fel și eșecul poate fi real sau aparent existând pericolul exagerării și dramatizării.

Pentru profesor nu ar trebui să fie greu să depisteze adevăratele succese sau eșecuri. Evaluarea permite folosirea unei game foarte largi și aplicabile în orice moment de metode și tehnici. O strategie educațională adecvată poate transforma orice succes sau insucces din efect în mijloc de stimulate a învățăturii.

Fiecare caz de insucces școlar trebuie tratat în unicitatea sa, găsind cauzele care au determinat apariția acestei situații și încercând eliminarea lor.

Cauze psihologice:

de natură cognitivă – inteligența generală, inteligența școlară, aptitudinile școlare;

de natură afectiv – motivațională: motivația=forța motrice a cunoașterii și a învățării;

de natură volitiv – caracterială – atitudine negativă sau pozitivă față de invățătură;

Motivațiile învățăturii sunt:

intrinsecă – elevul învață din plăcere, pasiune, curiozitate;

extrinsecă:

pozitivă – elevul învață pentru beneficii;

negativă – elevul învață de spaima repetenției, a pedepsei.

Motivațiile, în general, se împletesc.

Profesorul trebuie să creeze situații favorabile învățăturii:

Competiția – creează elevilor posibilitatea de a se afirma, de a excela, mobilizând dorința de performanță și succes. Succesul dobăndit devine factor motivațional pentru performanțe ulterioare ridicate și amplifică nevoia de performanță generală a elevului.

Controlul – mobilizează factorii motivaționali interni și determină menținerea elevului într-o stare de vigilență optimă ce favorizează asimilarea conținuturilor didactice transmise de profesor.

Jocul – Atitudinea pozitivă este cea adecvată învățării. Atitudinea negativă antrenează mecanisme de evitare, refuz față de sarcinile de rezolvat ducând la scăderea randamentului școlar sub posibilitățile elevului. La elevii slabi la învățătură apare frecvent neîncrederea în sine, nesiguranța, scăderea nivelului aspirațiilor.

Această atitudine poate fi schimbată prin intervenție pedagogică efectuată la timp și corect, înainte să se cronicizeze.

Orientări în preîntâmpinarea și diminuarea insuccesului școlar:

Tratarea diferențiată și individualizată a elevilor, presupune cunoașterea particularităților psiho-fizice individuale, a aptitudinilor, motivațiilor, nevoilor cognitive, de comunicare, afective, a ritmului și stilului de lucru, a rezistenței la efort intelectual. Se urmărește influențarea atitudinii față de învățătură care va avea impact asupra comportamentului elevilor.

Globalitatea și concomitența demersurilor de stimulare a succesului și diminuării insuccesului prin strategii unitare aplicate concomitent la nivelele:

macrosistemul de învățământ;

unități școlare;

clase școlare. Individualizarea sarcinilor de învățare, deprinderea elevilor cu practicarea unor tehnici de valorificare a timpului, crearea unei atmosfere stimulative, competitive.

Condiții ale randamentului școlar:

Nivelul și calitatea conținutului învățământului;

Calitatea pregătirii profesorului;

Calitatea strategiilor procesului instructiv – educativ;

Calitatea modului de organizare a activității școlare și a timpului liber;

Calitatea capacităților și deprinderilor de studiu ale tinerilor;

Motivația învățării;

Calitatea relației profesor – elev;

Condițiile de studiu: laboratoare, biblioteci, spațiu de lectură, de studiu;

Influențele educative ale factorilor educaționali: familie, mass-media, internet, profesori;

Calitatea îndrumării și controlului activității școlare, a evaluării cunoștințelor;

Starea sănătății și condițiile de viață ale tinerilor (odihnă, hrană, igienă, tratament etc).

TENDINȚE DE PREDARE-ÎNVĂȚARE-EVALUARE PRIN EDUCAȚIA ONLINE

Impactul instrumentelor web în educația la distanță

Educația online a devenit o neceșitate odată cu pandemia generată de boala COVID19. Drept urmare, educația s-a schimbat total, pe măsura intensificării e-lerning-ului, prin care demersul didactic se desfășoară la distanță și pe platforme digitale.

Pentru cadrele didactice, selectrarea unei platforme educaționale care sa se plieze pe disciplina predată, vărsta elevului și competențele digitale atat a elevului căt și a profesorului, poate fi un proces complicat și de lungă durată. Acest proces se datorează și existenței în mediul online a unui număr semnificativ de mare a platformelor de predare-învățare-evaluare, care oferă un șir lung de avantaje în concordanță cu cerințele pedagogice dar care au și dezavantajul ca unele dintre acestea sunt contra cost, ceea ce generează un impediment în utilizarea lor de către școală, profesori sau elevi.

Pentru accesarea internetului și selectarea informațiilor sunt necesare aceleași aptitudini de care ai nevoie atunci cănd citești o carte, dar în a găsi informația corectă , în a sinetiza, a naviga și a scana tot ceea ce cauți, ai nevoie și de competențe digitale satisfacatoare.

„Accesarea internetului solicită în mare măsură abilitățile de lectură a indivizilor; în unele cazuri această nouă tehnologie cere cititorului să-și dezvolte noi abilități de lecturare.”[26]

Ceea ce trebuie facă un cadru didactic în acest context, este să orienteze elevii către informațiile corecte luate de pe net. Să țină cont de faptul că ” citirea și întelegerea online sunt mai complexe și trebuie să fie incluse în predare și aptitudinile de citire necesare pentru a accesa cea mai bună informație în cel mai scurt timp, spre a identifica și rezolva cele mai importante probleme și apoi să comunicăm această informație.“ [26]

Tehnologia joacă un rol vital în procesul actual de învățământ, iar avantajele și dezavantajele acesteia sunt analizate indelung de mulți cercetători, deoarece gradul mare de dependență de tehnologie în sine este o parte din existența “ lumii reale “, iar prin blocarea unui sever, sau nefuncționarea unui calculator sau smartfon al elevului , procesul instructiv- educativ poate să nu fie derulat în condiții optime.

4.2 Instrumente online de predare-evaluare utile pentru învățământul profesional și tehnic

Derularea procesului didactic online poate fi realizat de pe diferite dispositive digitale de care dispune atăt profesorul cât și elevul precum: calculator, laptop, Ipad, tablete inteligente, device-uri portabile de comunicare (telefoane mobile smart ).

E-learning implică utilizarea unui computer sau alt echipament digital intr-un mod special pentru a oferi formarea și realizarea materialelor de studiu educaționale.

Utilizarea internetului și a tehnologiilor moderne reprezinta cea mai complexa formă de integrare a educației informale în educație formală.

Predarea online eficientă nu inseamnă doar preluarea continutului lecției și transmiterea lui folosind tehnologia. Mediul online de învătare vine cu provocări și resurse specifice, care presupun ca atât profesorii, cât și eleviii sa se adapteze și sa iși schimbe modul de lucru.

În acest scop am selecționat dintr-nu numar de peste 200 de instrumente online găsite în mediul virtual, cele care se pot adapta pentru învătământul profesional și tehnic.[27]

Fig.4.1 Instrumente online pentru educație [27]

Aceste aplicații pot fi descarcate dar trebuie sa ținem cont de urmatoarele mențiuni:

Nu toate aplicațiile sunt gratuite;

Multe dintre ele necesită cunoștințe de limba engleză;

Unele platforme oferă posibilitatea creării gratuite a unui număr limitat de lecții online / jocuri / fișe interactive online, cerând ulterior abonamente;

Este necesară o adresă de e-mail validă, deoarece platformele educaționale enumerate solicită înregistrarea dumneavoastră;

Orice soft poate fi folosit creativ în domeniul didactic.

Cele mai des utilizate la clasă pentru prezentarea anumitor procedee tehnologice sau aparate, instrumente și instalații folosite în tehnică au fost:

– YouTube este o resursă gratuită unde puteți găsi tutoriale pentru platformele / aplicațiile de mai jos care poate fii utila in predarea asincrona.

-Printerest (https://printerest.com/) este de asemenea o resursă didactică care poate fi utilizată pentru platformele / aplicațiile mentionate în material atăt la predarea sincronă căt si asincronă.

În prezentarea de mai jos sunt enumerate cele mai potrivite după părerea mea instrumente online prezentate cu logo și adresa site-ului pe care le găsim și anume:

Adversio (https://www.adversio.ro/) platformă cu funcții administrative (catalog electronic școlar) (gratis);

Asq.ro (https://asq.ro/) platformă educațională românească pentru verificarea în timp real a exercițiilor și testelor (gratis);

AwwApp (https://awwapp.com/) tablă albă colaborativă / interactivă (cost);

Beam (https://beam.venngage.com/) creare grafice (gratis);

Book Creator (https://bookcreator.com/) platformă pentru crearea de ebook-uri, cărți digitale cu pagini mișcătoare (cost);

Bookemon (https://bookemon.com) creare de cărți online (gratis);

Classcraft (https://www.classcraft.com/) activități interactive sub formă de jocuri (opțiune de bază gratis);

Clip Champ (https://www.nchsoftware.com/) pentru editarea filmulețelor (cost);

Coggle (https://coggle.it/) hărți conceptuale (opțiune de bază gratis);

Digital Edu CRED (https://digital.educred.ro/) portal românesc dedicat profesorilor care doresc să valorifice noile tehnologii în educație (gratis);

Digital Edu (https://digitaledu.ro/resurse-educationale-deschise/) bază de date cu resursele educaționale deschise în format digital create de cadre didactice, organizate pe discipline și ani de studiu (gratis);

Digitaliada (https://www.digitaliada.ro/) platformă cu resurse educaționale digitale create de cadre didactice într-un cadru și cu proceduri bine stabilite (gratis);

EdPuzzle (https://edpuzzle.com/) facilitează transformarea unui video într-un material interactiv (gratis);

Edu Online (https://eduonline.roedu.net/) bibliotecă românească de resurse digitale ce conține și softurile din suita AeL (gratis);

eduweb.ro (https://www.eduweb.ro/) platformă pentru cursuri online (gratis);

eTwinning (https://www.etwinning.net/ro/pub/index.htm) platformă europeană pentru proiectarea și desfășurarea de proiecte educaționale în parteneriat, între mai multe clase din școli europene (gratis);

Flipsnack (https://www.flipsnack.com/) cărți digitale (gratis);

Formative (https://goformative.com/) instrument de evaluare interactivă (opțiune de bază gratis);

Goggle Classroom – (https://googleclassroom.com/ ) platforma complexa online (gratis) ;

Google Forms – aplicație pentru crearea de teste online cu punctaj (gratis);

Google Meet (https://gsuite.google.com/signup/basic/welcome?hl=en-IE) aplicație pentru conferințe online (gratis);

Google Sites – creare de site-uri (gratis);

iDroo (https://idroo.com/) tablă interactivă (opțiune de bază gratis);

iTeach (https://iteach.ro/) platformă românească pentru formarea continuă a cadrelor didactice, publicarea de articole, știri, anunțuri (gratis);

ISSUU (https://issuu.com/) partajarea de documente și prezentări power point (gratis);

Kahoot (https://kahoot.com/) activități interactive pe telefon (gratis);

LeariningApps (https://leariningapps.org/) exerciții interactive (gratis);

Microsoft Teams (https://www.microsoft.com/en/microsoft-365/microsoft-teams/group-chat-software) platformă pentru conferințe online (gratis);

MOOCs – cursuri online (https://cursuri-online.ro/moocs-massive-open-online–courses) platformă pentru cursuri online, diverse discipline (gratis);

MozaWeb (https://www.mozaweb.com/ro/) hărți digitale, tablă interactivă (gratis);

Padlet (https://padlet.com/dashboard) panou digital (gratis);

Prezi (https://prezi.com/) prezentări interactive (cost);

Quizalize (https://www.quizalize.com/) platformă pentru învățare interactivă la clasă / teste interactive online (gratis);

Quizizz (https://quizziz.com/) creare de chestionare / teste interactive online (gratis);

Screencastify (https://www.screencastify.com/) înregistrare și editare video / înregistrarea lecțiilor (gratis);

SlideShare (https://www.slideshare.net/) aplicație pentru distribuirea de prezentări, documente, fotografii (gratis);

Socrative (https://www.socrative.com/) aplicație pentru crearea de teste interactive (gratis);

Sutori (https://www.sutori.com/) platformă care combină creativ Google Slides, Docs și Sites (gratis);

Wakelet (https://wakelet.com/) platformă pentru organizarea conținuturilor online / portofolii digitale (gratis);

Zoom (https://zoom.us/) aplicație pentru conferințe online (gratis);

Moodle (https://edumoodle.ro/) platformă pentru învățare/evaluare /notare /inregistrare lecții. (gratis);

4.3 Metodica predării la distanță (online)

Sistemele educaționale din toate țările participă astăzi la un experiment global unic, prin perioada de pandemie de coronavirus, fiind nevoiți să adopte metode de învățare online sau la distanță, în care un număr de cca. 1,5 miliarde de elevi din întreaga lume s-au trezit intr-un mediu virtual de invățare, față de obisnuința lor clasică de invătare prin metode tradiționale în instituțiile de invățământ.

Datele arată că, în medie, că învătarea online necesită 50% timp mai puțin pentru procesarea și perceperea informației, iar materialul este însușit cu 25-50% mai bine la elevii din ciclul preuniversitar.

Trecerea forțată la distanță in timpul pandemiei, precum considera unuii specialiști în educație, poate deveni un punct crucial, după care sectorul educațional nu va mai reveni la modelul tradițional.

După UNESCO învațămantul la distantă ar fi soluția pe viitor, ei încearcă de mai mulți ani să facă cunoscute metodele, scenariile  și tehnicile de predare online.

Formula teoretică  ar fi următoarea:

învățarea la distanță (verifică)

=

accesul la inernet

+

echipamentul tehnic și software

+

competențele digitale de bază ale participanților

Dar în practică învățarea la distanța devine-invățare-doar cu anumite condiții:

planificarea și proiectarea atenta a procesului educațional;

elaborarea materialelor didactice și a sarcinilor, conform didacticii digitale;

planificarea consecutivitații învățării și realizării sarcinilor.

În condiții de urgență, acest lucru nu se poate face, ceea ce se intămplă în această perioadă din anul 2020 este mai mult un transfer a unor elemente a activităților din clasă în mediul online, cu instrumente digitale de socializare la indemâna profesorilor și a elevilor.

Ca un curs să se țina la distanță în condiții bune,  profesorului îi trebuie câteva luni ca să-l pregătească pentru a putea fi predat online elevilor.

Cu toate acestea experimentul global în curs de desfăsurare este o bună oportunitate de a “ învăța să inoți după ce ai căzut în apă “.

Nu este niciodată prea tărziu să începem prin:

a ne creea infrastructura necesară (în scoală) prin dotarea cu calculatoare,

laptap-uri, routere, camere web, etc;

să ne imbunatățim condițiile pentru o tranziție confortabilă la învățământul la distanță;

să dezvoltăm în mod sistematic competențele digitale și pedagogice (noi) ale cadrelor didactice, nu prin participarea la căte un webinar gratuit, masă rotundă, conferință online, ci prin perfecționarea acestora direct prin experimentarea diferitelor instrumente si mijloace online de intocmire a materialelor didactice și a modului de transmitere către elevi.

Trecerea de la invătarea clasică la cea la distanță inevitabil este insoțită de un șir de probleme și dificultăți.

Conform specialistilor de la BMC Medical Education în 2018 au publicat un studiu a posibilelor provocari care apar în procesul de predare la distanță [29], unde sunt evidențiate principalele problemele și provocările care apar astfel:

Problemele cu caracter general:

Profesorii constată un volum de lucru ridicat;

Învățarea de înaltă calitate necesită o practică sporită;

Profesorii, dar și elevii, nu au nivelul necesar de competențe digitale.

Provocările care apar în procesul de învățare la distanță:

Limitele de timp (organizarea tuturor în ace laș timp);

Probleme în organizarea activităților practice în format online;

Atitudinea negativă și neincrederea față de invățarea la distanță din partea participanților la proces;

Competențele tehnice și digitale slabe , infrastructura IT insuficientă;

Lipsa de comunicare, lipsa de sprijin din partea profesorilor și instructorilor pentru elevi;

Demararea predării la distanță pas cu pas:

Învâțarea la distanță este o instruire în carea elevii și profesorii interacționează în mod indirect;

Procesul instructiv-educativ se realizează prin utilizarea diferitelor tehnologii de comunicare;

Mediul în care se realizează instriurea, fiind în acelaș timp în locații diferite.

Predarea la distanță presupune urmatoarele aspecte:

Folosirea instrumentelor Web dar cu păstrarea în acelaș timp a tuturor  componentelor procesului tradițional de învățare precum: obiectivele, conținutul, metodele de învățare, evaluare a rezultatelor,etc.

Colaborarea prin comunicare fructuoasă  cu elevii și parinții acestora în scopul desfasurării cu succes a procesului educațional;

Reguli și strategii clare pe care trebuie sa le respecte toți participanți la instriure, incepând de la directorul școlii, profesorii, elevii și inclusiv părinții elevilor, toți fiind răspunzători de succesul școlar la fel ca și în forma tradițională.

4.3.1 Formate și tipuri de lecții la predarea online

În funcție de instrumentele Web 2.0 alese, de modul în care este organizată interacțiunea dintre profesori și elevi, formatele de învățare la distanță se împart în sincron (live) și asincrom (înregistrate) sau combinarea lor, mixt.

Ambele pot fi folosite cu succes, în scopuri diferite. Pentru predarea unei noțiuni noi, profesorii pot înregistra un material video scurt pe care elevii să îl urmărească în cadrul orei sau înainte de oră, apoi pot interacționa live pentru a răspunde la întrebări, a verifica înțelegerea informației și a adaugă idei noi.

Format sincron – unde toți participanții la studiu interacționează unul cu celălalt și cu profesorul în timp real [28], [32].

Format asincron -in care elevul lucrează independent cu conținutul de instruire, în orice  moment convenabil pentru el însuși, feedback-ul de la profesor fiind întârziat [28], [32].

Formatele sincrone și asincrone au propriile avantaje și dezavantaje, iar înțelegerea lor este foarte importantă pentru a atinge obiectivele de învătare ,economisind resursa principală a profesorului și a elevilor – TIMPUL.

Cele mai eficiente lecții înregistrate (asincrone ) respecta câteva reguli:

oferă la început o hartă a conținutului care va fi prezentat, astfel încât copiii să știe la ce să se aștepte;

materia este împărțită în segmente scurte, urmate de întrebări și teme de reflecție pentru elevi, care să îi ajute pe elevi să facă deducții și să înțeleagă materia;

includ materiale vizuale (scheme, fotografii relevante, grafice etc.) care sprijină înțelegerea noțiunilor noi.

Avantajul lecțiilor înregistrate dinainte este ca profesorul va avea un mai mare control asupra conținutului și asupra felului în care acesta este prezentat, rezultând o calitate mai bună a materialului. De asemenea, este recomandat ca lecția online să fie înregistrată pe segmente mai scurte, astfel încât atunci când apar erori, profesorul să poată înlocui ușor un segment cu altul. În plus, lecțiile înregistrate dinainte nu vor fi afectate de întreruperile care apar inevitabil legate de conexiunea elevilor la internet sau de nefuncționarea platformei folosite (Profesorii pot înregistra chiar o prezentare în Power Point).

Daca folosesc Zoom, profesorii pot include în prezentarea lor materiale vizuale și audio prin funcția de Share Screen, care fac posibile prezentările Power Point sau materialele video.

Întrebările elevilor în timpul lecțiilor live – cadrele didactice pot cere copiilor să scrie întrebările în chat, pentru a nu întrerupe lecția. Profesorul verifică din când în când chatul pentru a vedea care sunt întrebările eleviilor.

Lecțiile live pot fi folosite cu succes pentru a încuraja interacțiunea cu elevii. Iată câteva exemple de activități care se potrivesc cel mai bine:

studii de caz;

rezolvare de probleme;

dezbateri.

Elevii au acces la materiale și după încheierea lecției online.

La fel ca atunci când învață în clasa, nu toți elevii vor înțelege explicațiile profesorului din prima încercare. De aceea, este important ca elevii să poată descarcă imaginile și materialele video folosite de profesori în timpul lecției, pentru a reveni la ele după încheierea acesteia. De asemenea, transcrierea conținutului audio (explicațiile oferite verbal de către profesor fie live, fie în materiale video înregistrate) este esențială pentru învățarea online eficientă.

Profesorii pot de asemenea să înregistreze lecția și să o posteze (fie pe Youtube, fie pe un alt site/blog unde doar elevii au acces). Zoom oferă opțiunea înregistrării lecțiilor live.

Invitați speciali în lecțiile online

Unul dintre aspectele pozitive ale predării online este că profesorii pot aduce invitați speciali care să participe la lecții. Aceștia pot fi autori, profesori, studenți sau profesioniști din domenii asociate cu materia predata.

Recomandări generale pentru cadrele didactice:

Explorați și exersați înainte de lecție toate funcțiile aplicației online folosite pentru interacțiunea cu elevii.

În cazul lecțiilor live, exersați cel puțin o dată prezentarea acesteia, incluzând eventuale prezentări Power Point sau materiale video.

Nu e nevoie ca ritmul de prezentare a informațiilor să fie mai lent sau mai rapid decât în clasa, însă sunt importante momentele în care verificați dacă toți elevii au înțeles și urmăresc explicațiile.

Recomandări pentru Zoom sau Goole Meet:

Microfoanele copiilor ar trebui să fie închise – pentru a evita zgomotul de fundal.

Camerele video ale copiilor ar trebui sa fie deschise – pentru a vă asigura ca sunt atenți la lecție.

Este preferabil ca opțiunea de înregistrare a discuției să fie setata automat pe ON.

Pentru a menține atenția copiilor, este important ca profesorul să rămână vizibil tot timpul, chiar și in timpul prezentărilor PowerPoint.

4.3.2 Stratedii didactice în predarea online

Predarea online este o provocare pentru elevi, pentru părinți și pentru cadrele didactice. Ajută însă o atitudine deschisă și flexibilă, pentru a evalua corect ce funcționează și ce nu, pentru a încerca idei noi și pentru a învață din experiența altor cadre didactice.

Pentru o bună eficiență în pregatirea demersului didactic,cadrul didactic trebuie să-și cunoască cursanți, deoarece timpul pe care îl petrece elevul în fața calculatorului trebuie să fie eficient, el trebuie să identifice stilurile de învătare a elevilor la care se adresează, pentru ca toți elevii să înțeleagă mesajul transmis, indiferent de stilul lor de invățare .

Am prezentat schematic un model de strategie didactica in pregătirea unei lecții:

Fig.4.2:Strategie didactică în pregătirea unei lecții

Bill Pelz, profesor de psihologie și câștigător al premiului Sloan de Excelență în Predarea Online, a formulat trei principii esențiale pentru predarea online, care pot ghida cadrele didactice indiferent de materie și nivel de învățământ:

Lasă elevii să facă cea mai mare parte a muncii – implicarea elevilor în discuții, autoevaluarea sau evaluarea temelor colegilor, activități de documentare înainte de lecții, toate sunt modalități prin care elevii pot fi implicați direct în învățarea online.

Interactivitatea este sufletul predării online. Interactivitatea nu înseamnă doar discuții live între copii sau între copii și profesori. Când vine vorba de predarea online, copiii pot fi încurajați să interacționeze prin proiecte de grup și prin încurajarea discuțiilor în forumuri și comentarii. Avantajul predării online în aceasta privința este că elevii au mai mult timp să gândească și să formuleze întrebări și răspunsuri corecte decât în discuțiile live.

Încurajează prezenta autentica. Copiii vor fi mai implicați în lecțiile online atunci când li se permite sa se exprime social, cognitiv și legat de conținutul învățării și atunci când cadrul didactic se exprimă din aceste puncte de vedere.

Prezența socială a elevilor se referă la: exprimarea emoțiilor ("Mă cam stresează proiectul de grup."), la exprimarea părerilor și gândurilor despre răspunsurile altor colegi ("Mulțumesc pentru răspuns, m-ai ajutat să înțeleg!" sau "Întotdeauna ai păreri interesante.") sau reacțiile care sprijină sentimentul de grup și apartenența ("Am făcut o treabă bună toți!").

Prezența cognitivă a elevilor și a cadrului didactic se referă la felul în care aceștia contribuie cu idei și informații legate de materia predată.

Prezența legată de conținutul învățării este încurajata când profesorii și elevii confirmă înțelegerea informațiilor, salarizează discuția, răspund sau formulează întrebări, încurajează participarea la discuție a altor copii, aduc informații noi din alte surse etc.

4.3.3 Cu ce începem predarea online?

Predarea online eficienta nu înseamnă doar preluarea conținutului lecției și transmiterea lui folosind tehnologia. Mediul online de învățare vine cu provocări și resurse specifice, care presupun ca atât profesorii, cât și elevii să se adapteze și să își schimbe modul de lucru. Din păcate, încă nu există un curs de „pedagogie online”, dar există ghiduri și recomandări realizate de universități care au implementat predarea online de mai mult timp. Iată câteva astfel de recomandări și bune practici care pot veni în sprijinul profesorilor, oferite de Universitatea Harvard [25].

Modelul prezentat de colegii nostrii de la Chisinau [28],[32] pe rețelele de socializare, după studii îndelungate de abordare a strategiilor de predare la distanță arată astfel:

Fig.4.3:Strategie de predare la distanță

Această strategie este explicată mai jos și anume:

Determinăm ce ar trebui să știe și să poată face elevii în online:

Scriem rezultatele educaționale pentru o anumită perioadă de timp. De exemplu, pe 2 săptămâni. Rezultatul instructiv ne va spune ce activitați pot realiza elevii prin metoda noastră de lucru. Primirea unui feed-back de la elevi.

Planificăm traiectoria studierii materialului

Înainte de a deschide Zoom sau Google Meet sau de a lansa Kahoot sau Quizalise , trebuie sa găsim traiectoria de formare. Analizăm cum se va forma o nouă cunoastere pas cu pas la elevi. Pe baza acestui fapt, putem presupune ce sarcini și în ce etape ale activității de învățare elevii o vor efectua, astfel încît cunoașterea corespunzătoare să fie proiectată.

Întălnirea online cu elevii face parte din procesul educațional, care la fel ca orice activitate de formare are un anumit scop, pe care noi îl stabilim.

Găsim soluția de a ajuta elevul să obțină rezultatele educaționale

Să ne gandim cum sa ajutăm elevul să obțină rezultatele educaționale .Este important ca elevul să fie sprijinit în procesul de invățare a materialului didactic expus de către profesor. Cum să-l ajutam dacă nu se descurcă? De unde știm unde s-a împotmolit în procesul educațional? Prin ce canal de comunicare îl putem contacta (majoritatea elevilor nu vor reusi sa se descurce singuri)? Cum își va da seama elevul că nu a reusit?

Acestea sunt întrebări care ne ajută să ne gândit la acest pas.

Planificarea tuturor activitaților procesului de invatare

Atunci cănd rezultatele educaționale sunt clare, alegem scenariul în care va fi organizată activitatea de învățare, aceasta poate fi o clasă inversată , o cercetare sau o formare de proiectare. În fiecare dintre aceste scenarii , orice activitate online va avea loc cu un anume scop, deci ne atingem obiectivele propuse[33].

Alegerea platformelor digitale

De obicei acestui pas îi este acordată la început cea mai mare atenție , dar cu cât mergem mai departe în învățarea la distanță , cu atât mai mult conștientizăm că pentru a ajunge sa proiectezi pe o anume platformă educaționala un material didactic, foarte importanți sunt primii pasi.

Sunt foarte multe platforme online de transmitere a continutului educațional ,dar dacă ne perfecționam și stapânim tehnologia de acesare a unei platforme și rezultatul

învățarii este favorabil, pentru început este foarte bine. Pe parcurs se pot experimenta diferite platforme cu elevii astfel încât acestora să le placă și să inteleagă sarcinile ce trebuie să le îndeplinească.

Predarea online la inceput cănd nu stapănim bine tehnologia ar trebui inceput astfel: [30], [32]

prin alegerea instrumentelor online potrivite astfel încât să putem interacționa cu elevii;

elevii sa poată interacționa cu profesorul atât direct prin contact vizual, căt si în scris prin instrumente de mesagerie.

Recomandari pentru cadrele didactice:

Explorați și exersați inainte de lecție toate funcțiile aplicației online folosite pentru interacțiunea cu elevii;

În cazul lecțiilor live, exersați cel puțin o dată prezentarea acesteia, incluzând eventuale prezentari Power Point sau materiale video. Nu e nevoie ca ritmul de prezentare a informațiilor să fie mai lent sau mai rapid decât în clasă, însă sunt importante momentele în care verificați dacă toți elevii au ințeles și urmaresc explicațiile.

4.4 Folosirea platformelor online de învățare – predare – evaluare

Pentru cadre didactice, selectarea unei platforme educaționale potrivite disciplinei și vârstei elevilor poate fi un proces complicat și de lungă durată. Aceasta se datorează existenței unui număr mare de platforme de învățare care oferă un șir de avantaje în utilizare și nu în ultimul rând corespunderea acestora cu cerințele pedagogice.

Învățarea online poate avea loc nu doar prin lecții online, ci și pe platforme digitale special create în acest sens.

Din 10 martie 2020, de cănd am intrat în stare de urgența datorită pandemiei COVID19, am fodt nevoită să-mi încep desfăsurarea demersurilor didactice în online și cel mai acesibil mod de lucru a fost trimiterea de materiale pe rețelele de socializare facebook și wasthapp în grupurile claselor la care predau module tehnice, pe specializările mecanică și electromecanică.

Am practicat atat formatul de predare sincron, prin întălniri live cu elevii în lecțiile de predare, dar și formatul asincron la lecțiile de verificare a cunosțintelor și evaluare prin postarea de fise de lucru, teste și proiecte educaționale.

Randamentul acestei metode de predare-evaluare a fost scăzut, elevii trimiteau materialele pe grup, autoevaluarea era foarte slabă, ei scriind unii de la alții rezolvarea, iar profesorului îi revenea sarcina să-si salveze toate materialele pentru fiecare elev în parte, separat să le poata centraliza pe teme și sarcini.

Tot în această perioadă am descărcat platforma Zoom care era acesibila pentru intălnirile live, unde elevii intrau planificat la lectie,acesănd un cod de ID și o parolă.

După data de 20 martie 2020, când deja școlile au început să-si aloce domeniu de utilizare pe diferite platforme (gratuite sau partial gratuite), elevilor și profesorilor le-au fost create conturi pe aceste platforme, unde se pot ține cursuri, se pot evalua elevii individual și se pot da note, problema învătarii în online a devenit tot mai interesantă și mai diversificată.

În anul școlar 2019-2020, fiind cu norma de predare în doua școli, am avut ocazia de a lucra cu elevii mei pe 2 platforme diferite ca structură astfel:

la Școala Gimnazială Lucian Blaga Fărcașa, pe învățamântul profesional și tehnic , profil electromecanică, am utilizat platforma Moodle.

Platforma Moodle se bazează pe o tehnologie simplă și eficientă, utilizarea ei de către cadrele didactice astfel, prin îmbinarea TIC cu proiectarea didactică platforma oferă toate funcțiile necesare pentru a realiza procesul de predare-învățare-evaluare în mediul on-line.

De asemenea, Moodle oferă soluții și pentru personalizarea activitățile planificate în dependență de caracteristicile pedagogice. În aceste condiții, conținuturile și activitățile propuse în cadrul unui curs virtual realizat pe platforma Moodle se vor racorda la caracteristicile și interesele fiecărui elev în parte asigurându-se un proces de învățare interactiv.

la Colegiul Tehnic Anghel Saligny Baia Mare, forma liceu și învățamântul profesional, specializarea mecanică, am folosit platforma Google Classroom.

Google Classroom este de asemenea o platformă utilă, care foloseste instrumente standard pentru birou G Suite, cum ar fi Google Docs, precum și aplicații de calcul și de prezentare, conferințe audio și video prin Google Meet, iar foarte importantă e aplicația Google Drive pentru stocarea online.

Voi prezenta în cele ce urmează platformele folosite în perioadă de învățare la distanță precum:

Această platformă ajută elevii și profesorii să se adapteze ușor la procesul de predare-evaluare la distanță și oferă utilizatorilor posibilitatea de:

a crea propria clasă și a invita elevi/profesori/părinți în online

a aloca teme pentru acasă și exerciții pentru lucru individual

a urmări progresul fiecărui elev pe o perioadă concretă (semestru, an școlar, ciclu școlar).

În aceeași ordine de idei, pentru realizarea unei activități didactice eficiente utilizând instrumentele oferite de aceste platforme, este necesar de a respecta componentele interioare ale didacticii [4]:

procesul de învățământ;

finalitățile educaționale;

principiile didactice;

conținutul învățământului;

curriculum școlar;

metode, mijloace, strategii;

formele de organizare ale instruirii;

proiectarea activității de instruire.

Voi prezenta în cele ce urmează aceste platforme pe care le-am folosit în proiectarea activității mele didactice, precum și alte platforme deschise cu platformele de bază enunțate mai sus, acestea vin ca un instrument de lucru online, foarte utile și interactive în procesul de predare-evaluare al elevilor cum sunt: You Tube, Printerest, Google Meet, Quizalize, Kahoot, Google Forms, Google Sites, LeariningApps, ISSUU, EdPuzzle, iDroo, etc.

Instrucțiunile de utilizarea a platformei Google Classroom atât de profesori (cursanți) cât și ca elevi (cursanți) sunt prezentate mai jos:

Vă logați cu contul de gmail (obligatoriu cont);

ex. simonadragos@asalignybm.ro (domeniu de scoală)

Accesați butonul Aplicații Google;

Selectarea aplicației Google Classroom:

Tastam butonul + :

Executați clic pe opțiunea Alaturare; -Inscriere la un curs / Creaza un curs

Introducem codul primit de la profesor (cine inițiază cursul);

După înscriere la curs, aveți acces la materialele cursului respectiv. Instrucțiunile (flux) și sarcinile de lucru (activitatea la curs) se află în bara de meniu a cursului:

Pentru a deschide sarcina de lucru , se executa click pe opțiunea Activitate la curs:

După ce ați realizat sarcina de lucru este necesar să adăugati rezultatul, executând click pe opțiunea adaugă sau creează:

Alegeți din lista apărută opțiunea care corespunde cu rezultatul pe care trebuie să-l plasați:

După încărcarea materialului se apasă butonul Trimite:

Se confirmă plasarea răspunsului la sarcina ceruta acționând butonul Returnează:

Pornind implementarea unui demers educațional pe platforma Moodle, se vor respecta toate cerințele pedagogiei tradiționale. În consecință, lecția în mediul virtual sau instruirea asistată la calculator(IAC) realizată pe Moodle va reprezenta un sistem complex în care tehnologiile informaționale și comunicaționale ocupă un rol primordial, iar analizând principalele aspecte didactice ale aplicării platformei Moodle în procesul didactic am constatat următoarele:

Moodle asigură un cadru optim de instruire în procesul de predare-învățare-evaluare;

Realizarea procesului didactic prin intermediul platformei Moodle elimină barierele de timp și spațiu dintre profesor și cel ce învață asigurând optimizarea procesului de învățare;

Activitățile educaționale realizate prin intermediul platformei sunt realizate în mod eficace, dinamic și interactiv respectându-se particularitățile pedagogice ale învățării;

Realizarea activităților educaționale prin intermediul platformei reprezintă o viziune privind parcurgerea demersului didactic care va contribui inevitabil la creșterea performanțelor;

Platforma Moodle oferă cadrelor didactice un set de instrumente și resurse didactice care fac posibilă predarea-învățarea atât în mediul on-line cât și în mediul off-line.

Instrucțiunile de utilizarea a platformei Moodle atât de profesori (cursanți) cât și ca elevi (cursanți) sunt prezentate mai jos:

Accesarea link-ului https://scoalafarcasamm.ro/scoalaonline/

Introducerea datelor de logare pentru profesori și elevi

Adaugarea cursurilor la butonul Administrare site-Adăugare/Editare cursuri:

Alegerea categoriei de curs pe butonul – Adauga curs nou, cu completarea formatului, aspectului și datele de incepere și finalizare a cursului în icomița sugerată:

Selectarea participanților ca cursul creat ,accesând butonul Participanți

Completarea cursului cu lecții, activități și sarcini pe iconița Editare:

Elevul se conectează cu user și parolă – va vedea cursurile la care este înscris și clasa din care face parte.

Profesorul vede dacă elevul este activ, dacă a parcurs cursul, dacă a făcut teste, cerințe și alte sarcini atribuite de către acesta.

Zoom (https://zoom.us) este un software de conferință video online care oferă numeroase funcții pentru a susține întâlniri online, precum [41]:

Partajare ecran (video și audio);

Tablă albă (virtuală);

Conversație online (Chat);

Înregistrarea întâlnirilor;

Sondaj/Chestionare în direct;

Managementul participanților la întânire.

Principalele butoane [41]

Înainte de a începe o întâlnire live pe Zoom ,chiar dacă este lectie de predare de cunostințe noi , de recapitulare sau verificare, trebuie parcurși urmatorii pași:

Descărcați clientul browserului web „Zoom  client for meetings”.

La adresa URL: https://zoom.us/download,  faceți clic pe Zoom  client for meetings – download.

Salvați fișierul Zoominstaller.exe în computer sau laptop și apoi faceți dublu clic pe el pentru a începe instalarea clientului Zoom. Se pot urmări tutorialele [42] de cei care sunt începători.

Va conectați cu contul de google sau facebook.

La data și ora programată a lecției, elevul face clic pe adresa URL a întâlnirii Zoom care i-a fost trimisă prin e-mail. Când se intră  pentru prima oară la cursul de Zoom online se va face clic pe Join with Computer Audio.

Se deschide ecranul Zoom în timpul lecției :

Sfaturi și trucuri pentru lecțiile virtuale cu Zoom [41]:

Pre-setați întâlnirea pentru a pune pe mut microfoanele elevilor la intrare. Acest lucru ajută la evitarea zgomotului de fundal și permite elevilor să se concentreze asupra lecției.

Pentru prima întâlnire, alocați timp pentru prezentarea participanților  în Zoom și asigurați-vă că aceștia sunt capabili de conectarea lor audio și video. Priviți la camera video pentru a crea contact vizual cu elevii. Acest lucru ajută la o conexiune mai puternică cu clasa în timp ce predați video. Verificați chatul sau video-ul elevilor (dacă este cu camera foto) pentru a vă putea conecta cu elevii și pentru a primi feedback. Trebuie vorbit ca și cum ai fi față în față cu clasa, asigurându-te totodată că te afli la distanța corespunzătoare de microfon pentru cea mai bună experiență audio.

Stabiliți o agendă-plan de lucru pentru fiecare întâlnire, prin afișarea pe ecran a unui document sau diapozitiv la începutul lecției. Acest lucru oferă elevilor o idee clară despre cum va progresa ora, despre ce va fi acoperit și la ce activități vor participa. Când faceți o prezentare, partajați imagini, fișiere sau videoclipuri, oferiți-le timp elevilor pentru a deschide sau a lua în considerare ceea ce ați transmis (partajat).

Discutați regulile de comportament online și așteptările elevilor-cadrului didactic.

Utilizați tabla albă sau adnotați un document partajat și lăsați și elevii să se implice.

Rezervați timp pentru întrebări, comentarii și reacții din partea clasei.Poate câteva minut pentru ca elevii să reacționeze și să scrie întrebările în chat sau să le pună în direct.

Google Meet – este un instrument online, util în predarea de tip sincron, prin care se beneficiază de întâlniri online, de până la 60 minute cu până la 100 de participanți, școlile și alte organizații pot beneficia de facilități precum participanți până la 250 pe domeniul scolii.

Descrierea aplicației:

Pasul 1 –Crearea unui cont Google

Pasul 2-Accesare Google Meet , de pe calculator sau telefon folosind orice browser modern.

Pasul 3- Inițierea unui întâlniri video , prin trimiterea unui link sau cod al întălnirii , elevilor de la clasă , sau altor persoane care vor participa la întâlnire.

Pasul 4 – Realizarea întălnirii, lectiei , etc

În intâlnirile online de pe Google Meet, se poate desfăsura lecția atât de predare cât și de verificare a cunostințelor, prin butonul Tu prezinți de ecreanul aplicației .

Elevii pot sa prezinte si ei ,doar atunci cănd primesc accesul profesorului.

Aplicația este utilă și cazul evaluării deoarece elevul poate sa prezinte , sa raspundă la intrebările profesorului sau sa-si prezinte propria lucrare (ppt, pdf, word, etc).

YouTube este o platformă de socializare lansată în 2005 [34], care permite miliardelor de persoane să descopere, să vizioneze și să distribuie videoclipuri originale create de utilizatori. Această platformă este un forum care poate conecta, informa și inspira persoane din întreaga lume.

Paradigma „Trei I” – Imagine, Interactivitate și Integrare oferă instrumente practice pentru a ajuta profesorii în proiectarea pedagogică și dezvoltarea resurselor de streaming video pentru învățarea online.

Pentru predarea cu succes la clasa utilizând platforma YouTube, cadrele didactice trebuie să fie aibă nu numai cunoștințe pedagogice, trebuie să posede cunoștințe din domeniul lor de pregătire, și cunoștințe tehnologice, iar școala trebuie să beneficieze de infrastructura informatică necesară. Introducerea tehnologiei în clasă este complexă, întrucât se schimbă mereu, ceea ce determină schimbarea cunoștințelor și abilității profesorului de a folosi acest mediu și va afecta pedagogia și, de asemenea, transmiterea de conținut. Pentru a reuni aceste trei componente, totul se concentrează pe modul în care tehnologia poate fi utilizată pentru a răspunde nevoilor pedagogice în timp ce se predă eficient conținutul.

Dispozitivele mobile precum telefoane inteligente, tablete și chiar mici laptop-uri (notebooks) pot fi utilizate pentru a vizualiza videoclipuri YouTube în scopuri educaționale sau personale. Dispozitivele utilizate sunt individualizate, ceea ce înseamnă că elevii să-și aleagă tipul de dispozitiv, dar și stiluri de culori și fonturi. Mai mult, dispozitivele sunt conectate. Această conexiune trebuie să fie de mare viteză și să permită elevilor accesul ușor la internet, videoclipuri, mesagerie instantanee și multe altele.

Fig. 4.4: Platforma You Tube[https://www.youtube.com/]

Atunci când folosesc YouTube, cadrele didactice trebuie să fie conștiente de conținutul pe care educabilii îl accesează pe dispozitivele lor din interiorul clasei. Întrucât elevii folosesc propriile dispozitive, trebuie luate măsuri pentru a se asigura că utilizează în mod corespunzător aplicațiile. Atunci când se conectează online, educatorii, învățătorii și profesorii trebuie să se asigure că toată comunicarea este monitorizată și orientată către conținutul discutat în clasă.

Câteva recomandări pentru profesori [41]:

Învățarea video nu trebuie să fie pasivă, ci trebuie să aibă un scop. Videoclipurile trebuie redate pe segmente scurte, permițând elevilor să pună întrebări sau să se gândească critic la conținutul pe care l-au vizualizat. De asemenea, elevii ar trebui să fie încurajați să ia notițe în timp ce vizionează videoclipuri. Videoclipurile sunt ideale pentru dezvoltarea abilităților de luare a notițelor, care se poate realiza luând notițe la prima vizualizare și apoi înlocuirea și verificarea acestora.

Utilizarea funcției „pauză” în videoclip este o modalitate excelentă de a permite elevilor să prezice ce s-ar putea întâmpla sau să reamintească informațiile din videoclip.

YouTube are potențialul de a fi utilizat pentru mai multe domenii care nu sunt tradiționale, cum ar fi disciplinele tehnice, pentru a spori învățarea elevilor într-un mod nou.

Profesorii ar trebui să fie precauți atunci când selectează materiale online, pentru a se asigura că sunt credibile, corecte și susțin în mod semnificativ conținutul didactic dorit.

Profesorii și studenții ar trebui să fie la curent cu următoarele: Cont YouTube, Abonamente, Canal și Playlist.

Exemplu :

Discilpina:Asamblarea subansamblelor și asamblărilor mecatronice

Clasa a 11-a ; specializarea Tehnician mecatronist

Profesorul cu ajutorul tutorialelor de pe platforma You Tube, prezintă modele de mașini inteligente la clasă elevilor (pe platforma Google Classroom ).

Un model de test de evaluare este și aplicatia online Kahoot , potrivită pentru domeniul tehnic.

Kahoot este o platformă gratuită de invațare bazată pe joc și tehnologie educațională, fiind proiectată pentru a fi accesibilă atăt la clasa căt si in alte medii de invățământ din intreaga lume.

Ea poate fi folosită in diverse etape ale lecției în scopul consolidării cunostintelor anterior dobândite sau a celor nou predate ,asigurând feed-back-ul elevilor.

Prin această aplicatie se pot administra teste cu un număr mai mare sau mai mic de itemi. Avantajul folosirii ei constă în faptul că mobilizează si dinamizează clasa, prezentănd testul ca pe un joc ,în care rapiditatea răspunsului determină acumularea unui punctaj superiorși implicit posibilitatea de a se situa pe un loc fruntaș –chiar dacă elevul are acelaș număr de raspunsuri corecte ca un alt participant la test .

Acest joc educativ de învățare poate fi aplicat la clasă pentru orice disciplină de studiu,continănd:

-Întrebări multiple variate –ca un test classic

-Este proiectat să fie ținut în fața clasei și jucat de intreaga clasă în timp real, in caz de aplicare online la distantă se utilizează diferite platforme precum ZOOM , MOODLE , GOOGLE CLASSROOM prin aplicatia Google meet , etc.

-Elevii pot da raspunsurile de pe telefon ,tabletă, laptop,calculator, cu condiția ca aceste dispositive să fie conectate la internet.

Ce poate sa facă profesorul?

-să introduce un subiect nou

-să facă o evaluare formative

Pentru a putea utiliza aplicația Kahoot cadrele didactice vor parcurge urmatorii pași ,inainte de lecțiile propriu-zise:

-Crearea unui cont pe www.kahoot.it

– Crearea de teste de verificare a cunoștințelor din lecțiile respective și salvarea acestora in aplicație.

Prezentarea generală a aplicației

Cum se construiește un chestionar online cu ajutorul aplicatiei kahoot?

Se acceseseaza site-ul https://kahoot.com

Pasul 1 –selectează butonul Create

Pasul 2-pentru constructia chestionarului se selectează Quiz

Pasul 3-În casetele corespunzătoare, profesorul completează titlul testului,domeniul ,accesibilitatea limba publicului țintă ,nivelul de invătământ la care testul are aplicabilitate .

Selectând butonul imagine –Library by Gelty Images sau butonul Upload your imagine ,se inserează o imagine sugestivă pentru testul pe care îl vom realiza,și in final se apasă butonul Go pentru a incepe redactarea testului.

Pasul 4-Se scrie intrebarea in caseta Question, in caseta Time se fixează timpul care este pus în rezolvarea sarcinii de catre elevi.

Se completează trei din patru variante de răspuns ,una fiind cea corectă.

Se bifează răspunsul corect.

La alegere se poate insera si o imagine sugestiva intrebării, urmand selectarea butonului Next.

Pasul 5-Se procedează în mod analog pană se atinge numărul de itemi dorit,finalizând prin butonul Next.

Exemplu aplicat unei lecții de recapitulare la finalul capitolului

Clasa a IX-a –profil electromecanic

Disciplina : Masurari electrice și neelectrice

Specializarea :Electromecanic mașini și instalații industriale

Forma de invatamânt :Învățământ profesional-dual

Tema:Măsurarea mărimilor electrice

Scopul:Reactualizarea,fixarea si consolidarea cunoștințelor privind masurarea mărimilor electrice.

Link-ul de acces:

https://create.kahoot.it/details/masurarea-marimilor-electrice/4629a2f0-fcd9-4d06-bde0-b02f137db212

În acest exemplu am ales sa lucrez pe echipe de elevi , nu individual

Conectarea la aplicația kahoot de catre elevi:

Kahoots sunt cel mai bine jucate in set de grup cum sunt elevii unei clase în timpul unei ore live pe o anume aplicatie precum Zoom sau Google Meet care are disponibilitate la peste 25 elevi existenți intr-o clasa , cu un anumit număr de minute alocate sesiunii video,astfel încât lectia sa poata fi efectuată integral (cca.40-60 min).

Administrarea testului

Pasul 1-Profesorul accesează butonul Play it

Pasul 2-Sunt doua modalități de accesare clasic(individual) sau team mode (modul echipă).

Pasul 3-Aplicația generează automat codul PIN –cod care este transmis elevilor

Daca profesorul accesează testul si altor clase , aplicația va genera de fiecare data alt cod.

Pasul 4 – Îceperea testului după introducerea codului pin de catre elevi

Pasul 5-Alegerea variantei corecte de raspuns de catre elevi

Fiecare variantă de răspuns are o casetă cu o formă si o culoare identică atăt pe telefonul elevului căt și pe calculatorul profesorului.

La finalizarea fiecărei intrebari se generează un punctaj diferențiat în funcția de rapiditatea cu care s-a răspuns chiar dăcă elevii au răspuns corect.

Pasul 6- Finalizarea testului si acordarea scorului obtinut de elevi .

Pasul 7-Selectând butonul Get Results ,profesorul poate alege butonul Save Results și astfel se deschide o pagina Excel cu punctajele echipei si procentul de realizare a fiecarei intrebare.

Alta varianta de raportare a progresului la acelaș test dar acum jucat individual

Acest instrument de evaluare online, Kahoot, poate fi folosit atat la inceputul lectiei în scopul verificării noțiunilor invătate de elevi de la orele anterioare ,precun si la finalul acesteia in scopul obținerii feed-bach-ului .

Jocul didactic are o valoare deosebit de importantă în formarea personalitații elevilor și dezvoltarea capacităților intelectuale prin aplicațiile instructiv-educative. Unul din instrumentele WEB 2.0 care poate fi folosit în procesul de educație și evaluare este și Learning Apps.org [48].

Această aplicație Web 2.0, concepută pentru a sprijini procesul de instruire prin metode interactive. O variantă a site-ului este și în limba română cu inerfață de lucru, care încorporează majoritatea disciplinelor de studiu, printre care și domeniul tehnic.

Tipurile de exerciții care pot fi create pe această aplicație sunt diverse pornind de la : Quiz la alegere, Completează tabel, Ordonare grupe, imagini sau perechi,Rebus,Cuvinte încrucișate, Grilă ordonare, Text spații libere, Marchează în text, etc.

Exercițiile (Apps) se pot alcătui relativ simplu urmând instructiunile de pe site (https://learningapps.org/ ). Există numeroase modele care facilitează crearea acestora într-un timp relativ scurt, cum este și imaginea cu testul de mai jos realizat la tema – Metale și aliaje neferoae –test de verificare a cunoștințelor, la clasa a9-a ,la finalul unității de invatare.

Elevii primesc link-ul (https://learningapps.org/join/absvn1bc ) pe care-l accesează și incep rezolvarea testului.

Learning Apps este util atât pentru profesori având posibilitatea să-si structureze materialul ce doresc sa-l predea pe clase și unitați de invâtăre , exemplu pe care l-am urmat și eu la anumite materii precum Studiul Materialelor , capitole ale acestui modul fiind incluse în alte module cum sunt Tehnologii generale mecanice sau Componentele aparatelor electrice , la clasa a 9-a . cât și pentru elevi cărora le oferă moduri cât mai interactive și atrăgătoare de insușire a noilor cunoștințe.

Prin intermediul acestei aplicații elevul va învăța mai ușor prin descoperire și interactivitate. Avantajul major este aceala este că aplicația se distribiue gratuit, cu codul sursă deschis spre utilizator, elevii pe baza link-ului primit de către profesor por intra să rezolve exercițiul, și săl trimită rezolvarea profesorului.

Aplicația se integrează usor în orice programă a oricărei instituții de invățământ, poate fi deschisă atât pe calculator cât și pe telefon.

4.5 Aplicații ale instrumentelor online folosite la clasă în procesul de predare-evaluare

În perioada martie-iunie 2020 în cadrul procesului de predare-evaluare online, am încercat să introduc în procesul educațional câteva instrumente online accesibile elevilor atât din învățamântul profesional , cât și celor de la liceu de profil tehnic, dar mai ales instrumente care sunt specifice nivelului lor de vârstă și de competență digitală.

Am să prezint mai jos căteva scenarii la lecțiile realizate online prin predarea în sincron si predare-evaluare asincron astfel:

EXEMPLUL 1:

Disciplina : Tehnologie generale mecanice(Modul 2)

Clasa a IX-a, specializare electromecanica ,Îpt

Tipul lecției :Lecție de comunicare de noi cunoștințe

Unitatea de invațare :Operații generale de lacatuserie

Tema lecției: Asamblari nedemontabile , asamblari nituite

Lecția este predata sincron pe platforma Moodle , prin programarea live a elevilor la ora stabilită(ex. Data de 5 mai 2020 , in inervalul orar 8-8,25 )

Predarea se va realiza prin scrierea titlului lecției pe tabla interactiva a platformei, si prin share pe documentele pregatite din timp ,în bara de jos a ecranului pe care le accesam în timpul predarii. Documentele pot fi de format Word, PPT,PDF sau în predare folosim taburile de acces la tabla interactivă.

Elevii vor interacționa cu profesorul, doar în momentul când au ceva de întrebat, în rest microfonul va fi închis pentru a nu deranja ora sau pentru a nu crea microfonie dacă lucrează pe telefon și pe calculator în acelaș timp.

EXEMPLUL 2:

Disciplina : Desen tehnic (Modul 1)

Clasa a IX-a, specializare electromecanica

Tipul lecției :Lecția de fixare și consolidare a cunoștintelor

Tema lecției: Coterea in desenul tehnic

Lecția este predata sincron pe platforma Zoom, prin trimiterea link-ului de acces elevilor Join Zoom Meeting ID: 518 536 2099 , Passcode: 564905 (https://us04web.zoom.us/j/5185362099?pwd=N3V0YjRXcFZXM3BxVVNJbmF2ZXI5dz09) și programarea live a elevilor la ora stabilită(ex. Data de 8 mai 2020 , in inervalul orar 9-9,25)

EXEMPLUL 3:

Disciplina : Masurari electrice și neelectrice (Modul 3)

Clasa a IX-a, specializare electromecanica

Tipul lecției :Lecția de formare priceperi si deprinderi

Tema lecției: Masurarea marimilor liniare

Lectia a fost prezentată pe platforma Moodle, prin partajare ecran cu elevii ,pentru prezentarea instrumentelor de masura , predare in sincron.

Am realizat deprinderea de a masura prin aplicarea instrumentului You Tube in lecție , print-un filmulet demonstrativ , urmând ca fiecare elev sa experimenteze singur măsurarea cu un instrument pe care-l dețin în gospodărie, sa facă un filmuleț pe care il vom vedea ora urmatoare live la lecție.

EXEMPLUL 4:

Disciplina : Componentele echipamentelor electrice (Modul 2)

Clasa a IX-a, specializare electromecanica , zi

Tipul lecției :Lecția de verificare a cunoștințelor

Unitatea de învățare: Metale și aliaje feroase și neferoase

Test de evaluare, in format Word , distribuit elevilor in format Zoom, acestia il vor descarca, iar după finalizare il distribuie profesorului pe plafforma Google Classroom la cursul de tehnologii Modul 2 până la data stabilită.

EXEMPLUL 5:

Disciplina : Tehnologie generale mecanice(Modul 2)

Clasa a IX-a, specializare electromecanica ,Îpt

Tipul lecției :Lecție mixtă

Unitatea de invațare :Operații generale de lacatuserie

Tema lecției: Trasarea semifabricatelor

Lecția este predata asincron pe platforma Moodle, postată pentru ora din data de 19 mai 2020, predare –si verificarea a cunoștințelor

EXEMPLUL 6:

Disciplina : Tehnologie generale in electromecanice(Modul 1)

Clasa a IX-a, specializare electromecanica ,zi

Tipul lecției : Lecția de evaluare a cunoștintelor

Titlul lecției :Măsurarea mărimilor mecanice

Lecția s-a realizat online , cu ajutorul aplicației Quizalize . Elevii au primit link-ul de accesare a aplicației (https://app.quizalize.com/learninghub) in care au acesat codul testului .

Testul poate fi aplicat si asincron prin trimiterea link-ului pe platforma Google Classroom

https://player.quizalize.com/quiz/91a0d17c-6e0e-4229-a683-e365e47413d9?token=7c86290f-a603-4a79-9580-c23f459e5bc5

Exemplificarea rezolvarii testului pe aplicație Quizalize, se regaseste in imaginile de mai jos;

Se rezolvă testul de catre elevi , timp în care pe monitorul profesorului apare clasamentul , cu numarul raspunsurilor corecte din totalul intrebărilor.

Se poate deschide pentru fiecare elev desfăsurătorul cu raspunsurile date , la care se acumulează un numar de puncte.

EXEMPLUL 7:

Disciplina : Asamblari și subansambluri ale ansamblurilor mecatronice

Clasa a XI-a, specializare tehnician mecatronist ,zi

Tipul lecției :Lecție mixtă

Tema lecției: Recapitulare asamblări nedemontabile și demontabile

Lectia a fost realizată pe platforma Google Classroom prin partajarea ecranului cu aplicatia Coogle (https://coggle.it/) -hărți conceptuale, o aplicație gratuită , unde elevii au avut o contribuție personală , fiecare care a fost solicitat a construit pe hartă , astfel încăt la finalul cerințelor date de profesor s-a realizat urmatoarea hartă :

Link de acces -https://coggle.it/diagram/XxG5TCV2w3lMJKYG/t/asamblari-mecanice

Lecția s-a sfarsit cu un test de evaluare postat pe platforma , realizat prin aplicafia Google Forms atribuite elevilor in offline (asincron) la link-ul de acces https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSfVzX2oY1BiUF4YjBxGa8zhIA1rqLVL_7W6tX-NDaUkGOmmrg/viewform?ouid=105348267467269927778&urlBuilderDomain=asalignybm.ro&authuser=1

EXEMPLUL 8:

Disciplina : Asamblari și subansambluri ale ansamblurilor mecatronice

Clasa a XI-a, specializare tehnician mecatronist ,zi

Tipul lecției : Lecție de comunicare de noi cunoștințe

Unitatea de învățare:Procesul tehnologic de asamblare

Lecția este prezentată cu ajutorul aplicației Padlet (https://padlet.com/dashboard) care se prezintă sub forma unui panou digital,care se deschide prin aplicarea butonului Enter pe fiecare noțiune existentă pe panou .Aplicația este gratuită , accesul elevilor in offline se face prin trimiterea link-ului, iar in sincron profesorul pe platforma Google Classrom partajeaza pagina pentru prezentare.

Link –ul de acces https://padlet.com/simonadragos/d9y5waauv2ee7yb5

EXEMPLUL 9:

Aplicația Padlet am folosit și pentru pregătirea elevilor din învățămăntul profesional și tehnic la diferite concursuri de specialitate și proiecte județene cum este și proiectul pe care-l coordonez -Tehnologia un pas spre viitor- în parteneriat cu mai multe licee din județ, care are ca scop schimbul de bune practici, prin care elevii de la învățământul profesional își verifică cunoștințele teoretice și deprinderile practice.

Modele de concurs am postat și pe padletul de mai jos

https://padlet.com/simonadragos/Bookmarks

Partea aplicativă o realizam cu instrumentul online Jambord –tabla virtuală (https://jamboard.google.com/), deschisa din aplicații Google,prin platforma Google Classroom, pe care elevii pot scrie in acelaș timp cu profesorul, sau fiecare elev sa fie scos la tablă să rezolve sarcina dată.Imaginea de mai jos prezintă un inceput de lecție cu acest instrument.

Link de acces: https://jamboard.google.com/d/1Vkn8uah9Hnhcrn6E3dubdoYGppdc4GcA6sA-7xoaYkA/viewer?f=0

EXEMPLUL 10:

Instrumentul online foarte util pentru pastrarea și stocarea documentelor, plan de lecție , teste , activitați scolare și extrașcolare , este și aplicația Google Sites, pe care eu o folosesc din 2012 ,unde postez documente separat pe diferite pagini de lucru cum sunt module din specialitatea pe care o predau. Această aplicație este foarte utilă deoarece avem documentele deja in format electromic structurate și care pot fi accesate de pe orice dispozitiv cu acces la internet.

Link- acces: https://sites.google.com/site/dragossimona2000/

5.CONCLUZII ȘI CONTRIBUȚII PERSONALE

Platformele electronice au devenit recent mijloc de modernizare a tehnologiilor educaționale tradiționale. Cu toții știam de existența unora dintre ele precum Google Classroom, nu le- am folosit folosit în demersal didactic traditional, păna în momentul când s-a trecut la predarea la distanță sau online, și am descoperit avantajele și dezanantajele acestora.

Avantajul platformelor electromice constă în posibilitatea de monitorizare a gradului de implicare a profesorilor și elevilor, prin vizualizarea “frecvenței ” intrărilor și stabilirea rezultatului activității. Platforma electromică permite stocarea și gestionarea unui numar nelimitat de cursuri, precum și stocarea și gestionarea unui volum nelimitat de conținut în cadrul unui curs. Oferă posibilitatea completării de către fiecare elev a propriului portofoliu, să-si elaboreze propriul ritm de activitate.

În acelaș timp, utilizarea platformei electronice presupune o serie de dificultăți, pentru cadrele didactice care operează cu platforma pot întâlni dificultăți în formarea sarcinilor de lucru individual, în monitorizarea procesului de realizare, necesită timp indelungat de elaborare a testelor de evaluare cu diferite instrumente WEB 2.0, iar pentru elevi, este mijlocul de muncă (laptop, telefon) cu care sa se poată conecta la platformă și conexiunea la internet.

O analiza swot al acestor metode de predare-evaluare online pe platformele electronic ar fi următoarea:

Puncte forte:

-Acces la informație structurată și sistematizată;

-Utilizarea resurselor informaționale în activitatea de învățare;

-Monitorizarea accesării cursului de către elevi (educabili);

-Interactivitate și evaluare reciprocă;

Puncte slabe:

-Accesarea cursului on-line nu presupune și învățarea;

-Elevii nemitivați nu vor accesa platforma;

-Cadrele didactice pot fi suprasolicitate;

-Pentru accesarea platformei trebuie sa ai conectare buna la internet;

Oportunități :

-Cursul poate fi accesat de oricine;

-Permite valorificarea învățării individuale;

-Permite autoevaluarea și evaluarea reciprocă;

-Este posibilă comunicarea cu alți elevi, sau în cazul cursurilor deschise pot fi invitați cercetători, alți profesori și elevi sau studenți.

Riscuri:

-Neprezentarea elevilor la orele live;

-Înțelegerea eronată a conținuturilor;

-Realizarea activităților de către alte persoane, nu elevul;

-Limitarea elevilor doar la informare în baza conținuturilorplasate pe platformă.

Aflate într-o relație de coevoluție, predarea, învățarea și evaluarea acționează sistemic, fiecare proces având efecte asupra celorlalte două. Cele mai cunoscute efecte ale evaluării asupra predării și învățării sunt consemnate în literatura de specialitate sub denumirea de efectul feedback și efectul backwash.

Pentru ca activitățile predare –evaluare desfășurate să fie realizate cu succes am avut în vedere câteva măsuri dintre care mai importante sunt următoarele:

-Studiul bibliografic privind didactica disciplinelor tehnice atât prin metode tradiționale și moderne, cât și prin metodele online .

-Prezentarea de soluții la aplicarea metodelor active de predare-învățare (Joc de rol , problematizarea, harți conceptuale, etc.) cu scopul de a face procesul de predare –învățare cât mai acesibil elevilor în funcție de stilul lor de invătare (vizual, auditiv și practic) cu exemple concrete din fragmente de lecții aplicate la clasă ;

-Promovarea, în mai mare măsură, a unor modalități alternative de evaluare (proiecte, portofolii, autoevaluare etc.) cu scopul de a face evaluarea mai agreabilă și mai adaptată elevilor care fac obiectul evaluării, fără să se pună problema ca prin aceste modalități alternative să se elimine evaluările de tip tradițional;

-Dezvoltarea în mod sistematic a competențele digitale și pedagogice (noi) prin participarea la căte un webinare, mase rotunde, conferință online, și perfecționarea acestora direct prin experimentarea diferitelor instrumente si mijloace online de intocmire a materialelor didactice și a modului de transmitere către elevi.

-Punerea în practică a instrumentelor digitale aprofundate, prin postări de pe platformele educaționale pe care scolile și-au creat domeniu de activitate și la care predau discipline tehnice de specialitate.

Consider că atât în invătămantul clasic căt și cel la distantă, alături de metodele de predare – învățare (problematizarea învățarea prin descoperire, folosirea textelor grilă, etc.) să se folosească și metode tradiționale (explicația, demonstrația, exercițiul), care rămân în continuare eficiente în predarea/învățarea disciplinelor de specialitate în școală.

Pentru învățământul cu frecvență la zi în special cel liceal, utilizarea platformei electronice poate fi o modalitate de motivare către activitatea de învățare a elevilor ce sunt, de fapt, exponenții generației care utilizează abundent computerul.

6. BIBLIOGRAFIE

Cucoș, Constantin, Pedagogie, Ediția a II-a revăzută și adăugită, Editura Polirom, Iași, 2006.

Bal, Carmen, Didactica disciplinelor tehnice, Editura U.T.Pres, Cluj-Napoca, 2007

Bal, Carmen, Instruire asistată de calculator, Editura Alma Mater, 2007

Cerghit Ioan, Sisteme de instruire alternative și complementare, Editura Aramis, București, 2002

Dăscălescu, Anamaria, Metodica predării disciplinelor tehnice, Curs pentru uzul studenților, Baia Mare. 2006

Cerghit, I., (coordonator), Perfecționarea lecției în școala modernă, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1983

Cerghit, I., Metode de învățământ, Editura Didactică și Pedagogică, București, Ediția a IV-a revizuită și adăugată. 2006

Costica Nițuc, Tudor Stanciu, Didactica disciplinelor tehnice, Editura PERFORMANTICA, Iași, 2006

Cucoș C., Teoria și metodologia evaluării, Editura Polirom, Iași, 2008

Dr. Ing. Prof. Gr. Did. I., Sergentu Delia, Metode și tehnici interactive de predare-învățare- evaluare în grup cu aplicații practice pentru disciplina Educație Tehnologică, Editura Larisa, Câmpulung Muscel, 2016

Ileana Dogaru, Utilizarea modelării și simulării asistate de calculator în predarea disciplinelor tehnice, Colegiul „Ștefan Odobleja”, Craiova

Ionescu M., Radu I., Didactica modernă, Editura Dacia, Cluj Napoca, 2001

Ionescu, M., Chiș, V., Strategii de predare-învățare, Editura Științifică, București, 1992

Marcu A. M., Instrumente WEB folosite în Educație, Program de formare continuă: Informatică și tehnologii educaționale, Universitatea din Craiova, Centrul regional de educație și formare continuă, Craiova, 2011

Dicționar de pedagogie, EDP, Bucrești, 1979

Jurcău, Nicolae, Bal, Carmen, Didactica Disciplinelor Tehnice, Cluj Napoca: Editura UT Pres, 2004

Jurcău, Nicolae (coordonator). Pedagogie, Cluj Napoca: Editura UT Pres, 2004

Dușe C, Dușe D, Metodica predării specialității, Editura Universității din Sibiu, 1997

Nicola, I., Pedagogie, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1994

Cerghit, I., Vlăsceanu, L., Curs de pedagogie, Tipografia Univ. din București, București, 1988

Jinga, Ioan, Istrate, Elena, Manual de pedagogie, București: Editura ALL, 1998

Cucoș C. (coordonator), Psihopedagogie pentru examenele de definitivat și grade didactice: Curs elaborat pentru învățământul deschis la distanță, Editura Polirom, Iași, 1998

Stoica, Adrian, Evaluarea progresului școlar. De la teorie la practică. București: Editura Humanitas Educațional, 2003

Bontaș, Ioan, Pedagogie, București: Editura ALL Educațion, 1998

Achim, Florina, Prelegeri de Didactică Generală, Baia Mare: Editura Universității de Nord, 2009

Tapscott, Don, Crescuți digital. Generația Net îți schimbă lumea, București: Editura PUBLICA, 2011

https://www.suntparinte.ro/predarea-online

https://www.facebook.com/groups/platformeonline/

hppt://sber.me/?p=TMSLX

https://www.edu.ro/

https://digital.educred.ro/

https://www.facebook.com/proeurocons

https://en.unesco.org/covid19/educationresponse

https://www.techsmith.com/blog/youtube-for-learning-videos/

YouTube in the Classroom: 7 Tips and Best Practices

Profesorul digital, https://www.youtube.com/watch?v=ArrVeAUjHd0

https://www.oise.utoronto.ca/ec/Teach_Study_Work_Remotely/Delivering_Your_Courses_Online/Teaching_Online.html

https://moodle.org/login/logout.php

https://moodle.org/?lang=ro

Classroom

https://proform.snsh.ro/baza-de-date-online-cu-bune-practici-pentru-educatie-incluziva-de-calitate

http://studiamsu.eu/wp-content/uploads/02.-p.11-14.pdf

https://kahoot.com/business/elearning/

https://apps.google.com/intl/ro/meet/how-it-works/

https://app.quizalize.com/

https://learningapps.org/

https://padlet.com/

https://support.google.com/