Îndoirea si pilirea materialelor [311523]

CUPRINS

Capitolul 1. Introducere ……………………………………………………………….pag.4

Capitolul 2. Caracteristici de mecanica ruperii și metodele de determinare a lor…pag.6

2.1. Considerații teoretice privind mecanica ruperii. Bazele clasificării încercărilor din mecanica ruperii …………………..…………………………pag.6

2.2. Încercările rezistenței la inițierea propagării fisurilor..………………. ..pag.7

2.3. Încercări ale capacității de inhibare a fisurii..……………….……………pag.17

2.4. Natura solicitării……………………………………………………………pag.20

Capitolul 3. Caracterizarea materialului…………………………………………… pag.22

3.1. Factori determinanți ai caracteristicilor de tenacitate………………….pag.22

3.2. Date despre obținerea materialului……………………………………….. pag.26

Capitolul 4. Descrierea experimentelor……………………………………………….pag.46

4.1. Date generale………………………………………………………………pag.46

4.2. Descrierea metodei de incercare a tenacității la rupere in condiții

statice de solicitare. Metoda KIC ……………………………………………………pag.46

4.3. Executarea încercării…………………………………………….………….pag.51

Capitolul 5.Concluzii……………………………………………………………….. pag. 64

Capitolul 6. [anonimizat]-Învățare-Evaluare……………….……………………………pag. 66

5.1. Noțiuni introductive………………………………………………………pag.66

5.2. Didactica specialității…………………………………………….……….pag.67

5.2.1. Proiectarea………………………………………………………………pag.68

5.2.2. Predarea…………………………………………………………………pag.86

5.2.3. Învățarea…………………………………………………………………pag.91

5.2.4. Evaluarea…………………………………………………..……………pag.100

Capitolul 7. Bibliografie….……………………………………………………………pag.138

ANEXE……………………………………………………………………..………….pag.141

CAPITOLUL 1

INTRODUCERE

În general, o civilizație, o epocă istorică, o [anonimizat]-se periodic crize determinate de diminuarea sau chiar epuizarea unor materii prime și materiale. [anonimizat]-o măsură mai mare de utilizarea rațională a materialelor, de economisirea acestora și înlocuirea lor cu altele cu proprietăți superioare.

Știința materialelor (materialologia) este o [anonimizat]-chimico-tehnică, ce se ocupă cu studierea corelațiilor, a [anonimizat], proprietățile tehnologice și utilizarea tehnică a materialelor.

[anonimizat], [anonimizat], [anonimizat], elaborare, sinteză, tratamente, structură, [anonimizat], [anonimizat], proprietăți, utilizare tehnică.

[anonimizat], [anonimizat], [anonimizat], legi, trebuie create teorii.

Pe baza teoriilor, a corelațiilor existente, o cercetare științifică pentru proiectarea sau selecția optimă a unui material pentru o [anonimizat] o ipoteză privind compoziția chimică a [anonimizat]. Dacă, [anonimizat], [anonimizat]ea de cercetare continuă în cicluri succesive, încheiate fiecare cu determinarea proprietăților și a caracteristicilor tehnice.

Numai după parcurgerea acestor cicluri de cercetare se poate pune problema verificării riguroase a corelațiilor pe baza cărora s-a efectuat selecția inițială sau problema schimbării materialului.

Mecanica ruperii materialelor, constituită în ultimele decenii ca un domeniu distinct de cercetare la confluența unor discipline clasice ale mecanicii mediului continuu și ale fizicii solidului, își propune descrierea cantitativă a diverselor ipostaze ale fenomenului ruperii materialelor. În aprecierea implicațiilor pe care efectele le pot avea în inițierea sau dezvoltarea unor procese de rupere fragilă sau prin oboseală, se apelează tot mai frecvent la metodele de analiză specifice mecanicii ruperii.

În proiectare, fabricație sau în operațiile de utilizare ale produselor, pentru a se asigura siguranța funcționării diferitelor componente în utilizare, se pune problema anticipării tensiunilor la care acestea vor fi supuse, precum și a comportării materialelor la aceste solicitări; după cum se știe orice material prezintă un anumit nivel de defecte, defecte care pot fi amorsate la solicitările din utilizare, rezultând deformări sau chiar ruperi.

Este absolut necesară cunoașterea nivelului critic de defecte de material care nu trebuie depășit în timpul funcționării componentelor precum și capacitatea materialului de a se opune propagării defectelor până la rupere.

Testele de mecanica ruperii își propun să evalueze comportarea materialelor în care s-au indus, în mod intenționat, defecte (fisuri), urmărindu-se evoluția acestora în timpul diferitelor tipuri de solicitări precum și determinarea caracteristicilor de material aferente.

Lucrarea de față, având ca temă cercetări privind caracterizarea generală din punct de vedere al proprietăților mecanice ale oțelurilor de înaltă rezistență E 40 CDV 20, își propune determinarea caracteristicilor de mecanica ruperii (tenacitatea statică și dinamică), utilizând epruvete prefisurate, solicitate la tracțiune și încovoiere prin șoc, la temperatură ambiantă.

Datele obținute constituie informații utile pentru activitatea de proiectare a elementelor de asamblare a motoarelor în industria aeronautică, dar și pentru producătorii de astfel de componente, care vor putea realiza corelări directe între nivelul de defecte din material și comportarea ulterioară a acestuia.

Mărimea determinată a fost KIC (tenacitatea statică în condițiile stării plane de deformație) pentru două stări de tratament termic, aplicate oțelului E 40 CDV 20, considerându-se ca fiind optime din punct de vedere al caracteristicilor mecanice uzuale și de oboseală obținute.

Experimentele au fost efectuate pe probe de oțel de înaltă rezistență E 40 CDV 20, turnate și tratate termic, cu ajutorul echipamentelor și sistemelor produse de grupul de firme PROBAT-OTTO, WOLPERT-TARNO GROCKI, în conformitate cu normele privind testarea pentru tenacitatea la rupere a materialelor metalice în condiții de deformare plană, ASTM E 399-83, metoda de investigare utilizată fiind microscopie optică, realizată cu ajutorul microscopului optic REICHERT MEF2.

CAPITOLUL 2

CARACTERISTICI DE MECANICA RUPERII ȘI METODE PENTRU DETERMINAREA LOR

2.1. CONSIDERAȚII TEORETICE PRIVIND MECANICA RUPERII. BAZELE CLASIFICĂRII ÎNCERCĂRILOR DE MECANICA RUPERII

Datorită faptului că teoriile fizice ale rezistenței materialelor sunt insuficient de dezvoltate pentru a permite calcularea caracteristicilor de rezistență din principiile primare și constante fizice cunoscute de material, se impune ca sigură alternativă, determinarea experimentală a acestor caracteristici.

Aplicarea principiilor de prevenire a ruperii în proiectarea structurilor a devenit tot mai importantă, cu aplicații în cele mai diverse domenii. Progresul tehnologic a forțat dezvoltarea încercărilor care determină tipul și caracterul ruperii, evaluate pentru un anumit material, la temperatura și în condiții de solicitare specificate prin normele de proiectare și utilizare.

Acestea includ încercarea de încovoiere prin șoc pe probe mari (DWT), încercarea Charpy V2 Izod și încercarea la sfâșiere (DWTT), toate fiind identificate drept încercări pentru determinarea proprietăților de material denumită tenacitate la rupere în condițiile stării plane de deformații (KIC), mărime ce poate fi direct corelată cu tesiunile de proiectare și dimensiunile estimate ale defectelor din structuri. Încercările efectuate pe epruvetele Charpy prefisurate, la oboseală măsoară atât comportamentul ductil-fragil la energia de tranziție a materialului, cât și curba tenacității la rupere dinamică-temperatură.

Dacă un material manifestă o suficientă rezistență intrinsecă pentru a opri propagarea unei fisuri, atunci procesului ruperii îi sunt caracteristice trei faze:

-inițierea

-propagarea

-inhibarea propagării fisurii.

La unele materiale, cele fragile, inhibarea propagării fisurii nu este posibilă în condițiile date de solicitare și temperatură, propagarea o dată inițiată continuă până la separarea finală.

Din acest punct de vedere apare clasificarea metodelor de încercare în mecanica ruperii materialelor în:

a) încercări pentru evidențierea caracteristicilor de rezistență la inițierea extinderii;

b) încercări pentru evidențierea capacității de inhibare a propagării fisurii.

Prima categorie de încercări este asociată cu criteriile Kcc, DCVF, Jc, iar cealaltă categorie de încercare este asociată cu procesul inhibării propagării fisurii, deci cu principiile generale ale termodinamicii propagării fisurii. Aceste principii, neputând evidenția caracteristici adecvate pentru descrierea capacității materialelor de a inhiba procesul de rupere o dată inițiat, au lăsat cale liberă interpretărilor intuitive, empirice, care au condus la o mare varietate de tipuri de încercări.

2.2. ÎNCERCĂRILE REZISTENȚEI LA INIȚIEREA PROPAGĂRII FISURII

În termenii cei mai generali, noțiunea de factor de intensitate al tensiunii, poate fi definită ca o mărime ce exprimă concentrarea tensiunii într-un corp elastic în zona adiacentă vârfului unei fisuri ale cărei flancuri au tendința să se deschidă deplasându-se după o direcție perpendiculară pe flancurile fisurii, sub acțiunea solicitărilor aplicate corpului. Factorul de intensitate a tensiunii este proporțional cu sarcina aplicată și depinde de lungimea fisurii și de dimensiunile epruvetei.

După Irwin, considerând cazul cel mai general, marginile unei fisuri pot avea trei mișcări cinetice independente, după cum apare în figura 1.

Figura 1. Reprezentarea schematică a celor trei tipuri de mișcări cinetice pe care le pot avea flancurile unei fisuri.

Aceste trei posibilități sunt suficiente pentru a descrie modul de definire în zona adiacentă vârfului unei fisuri, pentru cazul cel mai general de solicitare. Aceste posibilități se numesc moduri fundamentale de deplasare sau moduri diferențiate de deplasare:

Modul I sau modul de deplasare prin tracțiune;

Modul II sau modul de alunecare în plan;

Modul III sau modul de alunecare pe direcție perpendiculară pe plan.

Starea de tensiune dintr-un punct din vecinătatea vârfului fisurii, deși are un caracter singular, se exprimă ca fiind produsul dintre un factor:

care înglobează intensitatea solicitării și dimensiunea fisurii, un factor de singularitate și trei funcții de unghi, care desemnează poziția punctului față de vârful fisurii considerate. Datorită singularității componentelor tensiunii, care este proporțională cu pentru toate modurile de deplasare, se pot separa factorii de intensitate ai tensiunii: KI,KII,KIII.

unde ; K= factorul de intensitate al tensiunii, a= lungimea fisurii

*

Expresiile generale ale componentelor stării de tensiune sunt :

(1)

(2)

(3)

Expresiile concrete ale factorilor de intensitate a tensiunii, depind de geometria corpului și de modul concret de repartiție a forțelor și momentelor de solicitare.

Expresia dată pentru factorul K este variabilă pentru corpul cu dimensiuni infinite, încărcat la infinit cu o tensiune de tracțiune omogenă.

Efectul geometriei corpului intervine în acest caz prin intermediul lungimii fisurii.

În general, pentru corpurile finite, expresia factorilor de intensitate a tensiunilor, conține pe lângă lungimea fisurii și alți parametri dimensionali, care caracterizează geometria corpului.

Forța de extindere a fisurii

Încercând să explice discrepanța dintre rezistența teoretică la rupere așa cum rezultă din considerarea forțelor de atracție atomică și rezistența reală a materialelor, Griffith a avansat ipoteza conform căreia defectele inerente oricărui material sunt determinate de nucleația și propagarea fisurii.

Acesta se bazează pe transferul energetic care are loc într-un corp solicitat, spre locul unde se dezvoltă ruperea. Prin aceasta se face trecerea de la o interpretare globală a rezistenței, la interpretarea locală specifică zonei în care se dezvoltă ruperea (în zona cu defecte).

Considerând un corp elastic în care persistă o fisură de lungime “a”, corpul fiind încărcat cu o configurație de forțe exterioare “P”, se aplică principiul I al termodinamicii procesului de extindere a fisurii pe o lungime “a”.

Bilanțul energetic al sistemului este următorul:

În sistem, se introduc:

Energia echivalentă lucrului mecanic ∆L efectuat de configurația forțelor exterioare de încărcare P, concomitent cu extinderea fisurii.

Variația energiei interne este ∆U=U’-U.

Energia dispersată ∆W pentru învingerea rezistenței materialelor la extinderea fisurii.

Energia cinetică E a părților în mișcare.

Deci:

∆L=∆U+∆W+∆E (4)

∆E=∆L-(∆U+∆W) (5)

Energia cinetică E, este interpretată ca energie liberă, dând sens producerii fenomenului, astfel:

– dacă E crește (∆E > 0), atunci sistemul este instabil din punct de vedere energetic și fisura se propagă;

-dacă E descrește (∆E < 0), atunci sistemul este stabil și propagarea fisurii este inhibată;

-dacă ∆E = 0, atunci echilibrul este neutru, condiție ce marchează tranziția stabil-instabil.

Dacă exprimăm variația lucrului mecanic în raport cu variația lungimii fisurii da și trecând la limitele da → 0 se obține :

– Stare instabilă, fisura se propagă:

– Stare instabilă, propagare inhibată:

– Echilibru (6)

Să presupunem că între intensitatea forței P aplicată corpului și deplasarea X se stabilește relația liniară :

X=M(a)*P (7)

unde:

M(a)= coeficientul de flexibilitate caracteristic pentru o configurație geometrică dată.

Energia elastică înmagazinată la aplicarea forței P este:

(8)

Și se definește ca variația energiei de deformare elastică ∆U, atunci când variază atât P, cât și flexibilitatea ∆M.

(9)

Să presupunem că variația forței P corespunde cu propagarea fisurii și se face în condițiile în care punctele de aplicare ale forței sunt constante (X= constant).

(10)

Din confruntarea ultimelor două relații rezultă variația energiei elastice:

(11)

In aceste condiții lucrul mecanic al forțelor exterioare P este nul, deoarece variația deplasării X este nulă și deci L=0.

Din relațiile (6) și (11) rezultă că:

(12)

Aceasta înseamnă că descreșterea energiei interne de deformație elastică se regăsește în lucrul mecanic disipat pentru a învinge rezistența materialului la extinderea fisurii.

Putem considera și cazul propagării fisurii sub sarcină constantă (P=ct).

(13)

Trebuie avut în vedere că forța P are probabilitatea să-și miște punctul de aplicație pe distanța X efectuând un lucru mecanic.

∆L=P∆X=P2∆M (14)

Introducând relațiile (13) și (14) în relația (6) și ∆a→0 vom avea:

(15)

Rezultă că fisura se propagă sub sarcină constantă, jumătate din lucrul mecanic efectuat se regăsește sub forma de energie elastic înmagazinată, cealaltă jumătate regăsindu-se în lucrul mecanic disipat pentru extinderea fisurii.

Comparându-se relațiile obținute (12) și (15) se observă că energia elastică disponibilă pentru extinderea fisurii este aceeași atât în cazul propagării, cât și sub sarcina constantă:

(16)

Observațiile experimentale atestă faptul că propagarea unei fisuri într-un corp clasic se face cu viteză foarte mare, astfel încât energia furnizată de forțele exterioare este neglijabilă în acest caz.

Vom stabili în continuare rata de echilibru a energiei dV/da la extinderea fisurii într-un corp elastic, planul de dimensiuni este infinit, încărcat cu o tensiune omogenă π. Energia clasică U asociată fisurii de lungime Σa poate fi evaluată considerând bilanțul energetic al procesului de trecere de la placa nefisurată la cea fisurată.

În acest proces forțele interioare σdx care acționează pe marginea fisurii sunt relaxate la zero, efectuând concomitent deplasarea V, astfel încât lucrul mecanic La

(17)

se regăsește în energia elastică U asociată prezenței fisurii de lungime Σa. După integrarea expresiei în care s-a înlocuit valoarea lui V se obține:

(18)

Unde α= 1 sau α= 1-v2 pentru starea plană de tensiune respectiv de deformație.

Rata de eliberare a energiei va fi:

(19)

La tranziția stabil-instabil (σ→σγ)

(20)

Această relație, stabilită de Griffith reprezintă condiția necesară pentru propagarea instabilă a unei fisuri de lungime Σa într-un mediu linear-elastic, într-un plan de întindere foarte mare.

În această expresie intră și un parametru dimensional – semilungimea fisurii a – arătând că pe măsură ce fisura crește, tensiunea critică se micșorează.

Presupunând că în relația (21) constantele fizice de mărimi care definesc încărcarea σ și mărimea fisurii a, se obține la atingerea stării instabile.

(21)

Deci criteriul lui Griffith pentru o placă de întindere infinită este echivalent cu postulatul că: starea critică manifestată prin propagarea instabilă a unei fisuri într-un mediu elastic se atinge atunci când factorul de intensitate a tensiunii K atinge o valoare critică Kc.

Extinderea acestui postulat pentru arce geometrice și încărcare coincide de fapt cu propunerea avansată de Irwin după care factorul de intensitate a tensiunii este parametrul care controlează declanșarea propagării instabile a fisurii în medii elastice.

Termenul dW/da a fost identificat în teoria lui Griffith ca “energie superficială”.

În cazul în care la vârful fisurii se dezvoltă o deformație plastică – ceea ce se întâmplă efectiv în cazul materialelor reale, această interpretare este justificată deoarece o parte însemnată din lucrul mecanic, dW/da, se consumă prin deformarea plastică. În aceste condiții, după Irwin, termenul dW/da = G reprezintă lucrul mecanic total efectuat la extinderea unitară și include atât energia necesară pentru crearea noilor suprafețe, cât și energia absorbită prin deformare plastică în zona adiacentă frontului fisurii. Notația G s-a impus în literatura de specialitate sub denumirea de ,,forța pentru extinderea fisurii”.

Lucrul mecanic dW consumat în extinderea pe distanța ∆x a elementului dl din frontul fisurii sub acțiunea forței este:

(22)

dA reprezintă aria suprafeței rupte, de unde se rezulta că:

(23)

ceea ce justifică interpretarea dată de Irwin termenului G, egală numeric cu lucrul mecanic disipat pe unitatea de arie a suprafeței rupte rezultate din extinderea fisurii.

Declanșarea extinderii fisurii se produce atunci când se atinge pragul de stabilitate energetic marcat de relația (16), care se poate considera deformație plastica și este limitată la o zonă redusă la vârful fisurii – în enclava plastică – neglijabilă ca dimensiune în raport cu lungimea fisurii.

În aceste circumstanțe se remarcă faptul că se păstrează în mare caracterul elastic al câmpului de tensiune și de deformație în zona exterioară enclavei plastice ceea ce justifică valabilitatea relației (16). La atingerea pragului de stabilitate a fisurii, mărimea G, adică lucrul mecanic pentru extinderea unitară a fisurii are o valoare bine definită Gc caracteristică fiecărui material. Deci, în virtutea relațiilor (16) și (24) se poate interpreta că, propagarea instabilă a fisurii este declanșată atunci când rata de eliberare a energiei înmagazinată în corp sub acțiunea solicitărilor externe atinge valoarea critică Gc.

În lumina acestui criteriu, legătura dintre mărimea Gc, concepută ca o caracteristică de material și câmpul elastic de tensiune și deformație, impus de forțele exterioare în zona adiacentă din vârful fisurii, este dată de relația:

(24)

Relația (24) are un rol fundamental în mecanica ruperii materialelor deoarece face o legătură direct între lucrul mecanic pentru extinderea unitară a fisurii, privit ca o valoare critică Gc și intensitatea critică a câmpului de tensiune din zona adiacentă fisurii, determinat prin factorul de intensitate a tensiunii Kc.

Se poate deci afirma că inițierea propagării instabile a fisurii, survine atunci când factorul de intensitate a tensiunii K atinge o valoare critică Kc, iar valoarea critică este concepută de asemenea ca o caracteristică de material atunci când K=Kc.

Acest criteriu este avantajos pentru practică, deoarece pe de o parte face legătura cu modul concret de solicitare și geometria corpului (cuprinzând implicit efecte dimensionale) prin expresiile dezvoltate pentru factorul de intensitate a tensiunii K, cu metodele teoriei elasticității, respectiv cu valorile critice de material Kc, care pot fi determinate prin proceduri experimentale.

În general, expresia factorului de intensitate a tensiunii este de forma:

(25)

și sunt valorile critice ale tensiunii aplicate și ale lungimii fisurii în momentul declanșării extinderii fisurii, iar β este corecția pentru geometria finită. Este important să se facă o distincție clară între mărimea K- factorul de intensitate a tensiunii asociat câmpului din zona adiacentă a fisurii și Kc- care este o caracteristică de material, distinctiv similară cu cea dintre tensiune și rezistență în teoria clasică a rezistenței materialelor.

În adoptarea mărimii Kc ca o caracteristică de material se impune asigurarea independenței acesteia de geometria probei. Cu toate că expresia analitică a factorului de intensitate a tensiunii K, cu care se calculează caracteristica Kc, conține implicit influența geometriei, datorită faptului că aceste expresii nu disociază caracterul triaxialității stării de tensiune și deformații, ele apar numai în anumite circumstanțe, caracteristica Kc este independenta de geometria corpului, exprimând deci o caracteristică de material. Aceste circumstanțe se realizează atunci când deformația plastică la vârful fisurii este suficient de mică în raport cu mărimea fisurii, respectiv cu dimensiunile corpului, în condițiile stării plane de deformație și a modului I de deplasare a flancurilor fisurii.

În aceste condiții tenacitatea la rupere notată cu KIC are o valoare minimă de geometria corpurilor, deci este acoperitoare, putând fi adoptată ca o caracteristică de material care reflecta rezistența la inițierea propagării unei fisuri preexistente.

Factorul KIC

Realizarea stării plane de deformație, în vederea determinării factorului KIC, definit anterior, este posibilă numai în plăci de grosime suficient de mare în care este implicată deformația în direcția frontului fisurii (transversal pe placă) pentru modul I de deplasare.

Pe măsură ce mărimea plăcii scade, constrângerea deformației în direcția frontului fisurii scade, făcându-se trecerea de la starea plană de tensiune, ceea ce conduce la variația tenacității de rupere în sensul creșterii acesteia (figura 2).

Figura 2.Variația factorului Kc cu grosimea plăcii prefisurate.

În paragrafele următoare vom nota cu Kc tenacitatea la rupere în condițiile în care nu se realizează starea plană de deformație. În acest caz Kc este variabilă cu grosimea. Din figura 2 rezultă că peste o grosime “t” se realizează practic starea plană de deformație și în varianta carecteristicii KIC. Se remarcă faptul că, necesitatea realizării stării plane de deformație în condițiile unei deformații plastic limitate face ca acest criteriu KIC să fie pertinent numai în cazul în care starea de tensiune din zona adiacentă fisurii este preponderent elastică în stadiul inițierii propagării instabile. Aceste condiții se realizează numai în cazul materialelor cu capacitate mică de deformare în stadiul premergător ruperii, respectiv la materialele cu raportul σc/σr apropiat de unitate.

Pentru aceste materiale de înaltă rezistență sau în condițiile în care se inhibă deformația plastică (ex: temperatura scăzută) este valabil criteriul KIC pentru inițierea propagării instabile a fisurii.

Se impune însă observația că, în cazul unei solicitări complexe, care induce toate modurile de deplasare ale flancurilor fisurii, nu mai există certitudinea că extinderea inițială a fisurii se face coliniar cu planul ei. În cazul mediilor anizotrope, chiar în cazul modului I de deplasare, condiția de deplasare a fisurii în plan nu este îndeplinită și astfel expresiile anterior prezentate nu mai sunt valabile.

Metodologia determinării tenacității, prin parametrul KIC, adică factorul critic de intensitate a tensiunii în condițiile stării plane de deformație, se bazează pe interpretarea diagramei “forță-deplasare” și a calculării valorilor aferente ale tenacității KIC, pentru forma geometrică a epruvetei și la diverse încărcări aplicate. Deoarece interpretarea rezultatelor se bazează pe soluția elastică aplicată în cazul stării plane de deformație, încercarea trebuie să îndeplineasca următoarele condiții:

utilizarea unor forme de epruvete, dispuneri de fisuri și încercări pentru care se cunosc soluții elastice cât mai exacte; Multitudinea soluțiilor cunoscute, permite adoptarea unor forme variate pentru epruvetele de încercare. În practica actuală s-au impus în principal epruveta compactă de tracțiune și epruveta de încovoiere, având dimensiuni standardizate.

– dimensiunile epruvetei, în special cea transversală, se impune a fi suficient de mare, astfel încât contracția transversală la nivelul frontului fisurii să fie minimă, pentru a se realiza starea plană de deformație. Realizarea acestui deziderat, la o anumită dimensiune transversală este dependentă atât de nivelul tenacității KIC, cât și de limita de curgere. După cum s-a stabilit experimental (ASTM E 399), starea plană de deformație se realizează cu o bună aproximare atunci când lungimea fisurii “a”, cât și grosimea epruvetei “t” sunt limitate inferior de valoarea 2,5(KIC/σc)2;

– deoarece starea plană de deformație este dependentă de extinderea enclavei plastice în direcția propagării fisurii, s-au prevăzut condiții limitative pentru extinderea deformației plastice așa cum apare pe înregistrarea forță-deplasare;

acuitatea fisurii plastice în epruvetă trebuie să fie apropiată de cea a fisurii naturale. În acest scop, înaintea încercării propri-zise, epruvetele cu concentrații sunt supuse la solicitări variabile în urma cărora umectează și se propagă o fisură de oboseală pe o distanță controlată. Acuitatea fisurii obținute este protecția maximă.

Pentru cazul în care curgerea plastică în stadiul premergător extinderii fisurii invalidează aplicarea conceptului KIC, Wells a propus o nouă abordare, conform căreia extinderea fisurii se declanșează când deplasarea la vârful fisurii (DVF) atinge o valoare critică (DCVF).

În figura 3 se prezintă schematic sensul conceptului de deplasare critică la vârful fisurii.

Ideea deplasării critice la vârful fisurii a condus la construirea metodelor cunoscute în prezent sub denumirea de mecanica ruperii prin curgere generalizată (MRCG).

Figura 3. Reprezentarea schematică a conceptului de deformare critică

la vârful fisurii.

Criteriile KIC și DCVF au domenii distincte de aplicare:

primul în cazul materialelor în care este aplicată starea de tensiune clasică până în momentul ruperii;

al doilea în cazul materialelor în care curgerea plastică este în zona adiacentă vârfului fisurii care precede ruperea.

2.3. ÎNCERCĂRI ALE CAPACITĂȚII DE INHIBARE A FISURII

Problema esențială care se pune în cazul unor astfel de încercări (denumite și încercări de propagare) este dacă propagarea unei fisuri după inițiere va fi inhibată (oprită) în condițiile de solicitare și de mediul operațional. Propagarea unei fisuri poate surveni în două situații distincte:

când energia de deformare înmagazinată în structură este mare;

când energia de deformare înmagazinată datorită solicitării este mică, în schimb nivelul tensiunilor reziduale este mare.

În primul cazul energia înmagazinată în sistem poate fi atât de mare încât condiția de propagare instabilă este cu certitudine îndeplinită. În aceste circumstanțe nu se mai poate pune problema testării capacității de inhibare a propagării fisurii, astfel că asigurarea rezistenței structurii trebuie să se bazeze pe evitarea inițierii fisurii.

În cel de-al doilea caz, datorită faptului că energia înmagazinată în sistem este mică, este posibil să se conceapă o situație când fisura se propagă în domenii cu tensiuni reziduale de tracțiune mari, dar la părăsirea acestor domenii, propagarea fisurii poate fi inhibată deoarece sarcinile aplicate furnizează insuficientă energie pentru a menține propagarea fisurii.

Dacă, în plus, temperatura se află deasupra celei de tranziție ductil-fragil, atunci se creează condițiile de inhibare a propagării fisurii, datorită disipării de energie în enclava deformată plastic din vârful fisurii. În aceste cazuri este rațională asigurarea integrității structurilor pe baza capacității de inhibare a propagării fisurii, capacitate evaluată prin caracteristici de material adecvate, care se determină experimental.

O bază unitară de interpretare a încercărilor rezistenței materialelor la propagarea fisurii precum și o bază practică pentru alegerea materialelor, o constituie așa numita diagramă de analiză a ruperii.

La baza întocmirii acestei diagrame stă evidențierea următoarelor dependente de variația temperaturii:

Rezistența reală a materialului σR, a limitei de curgere σc, pentru materialul considerat fără defecte;

Rezistența materialului considerat cu defecte σRF.

Figura 4. Diagrama de analiză a ruperii în cazul unui oțel carbon slab aliat.

Sub o temperatură Td, ruperea prin separare se produce la nivelul limitei de curgere (fără deformații plastice premergătoare ruperii).

σc= σR= σr (26)

Pentru oțelurile carbon obișnuite:

Td = –150C (27)

Deasupra temperaturii Td deformațiile plastice mici percep ruperea prin separare, astfel că σR și σr> σc, iar mai mult, între Td și Ts, rezistențele σR și σr cresc cu temperatura.

Peste temperatura Ts, rezistențele σR și σr scad monoton odată cu creșterea temperaturii, iar ruperea este inițiată normal (precedată local de deformații separate). Între Ts și Tb ruperea poate să aiba un caracter mixt inițiind ca rupere prin separare și propagându-se spre suprafața exterioară a epruvetei sau a elementului structurii până când secțiunea remanentă este suficient de mică pentru ca în această zonă ruperea să se facă prin alunecare în plane înclinate față de suprafață.

Deasupra temperaturii Tb ruperea prin separare nu se mai produce. Pentru oțeluri carbon obișnuite Tb=–1,70C. Aspectele descrise s-au referit la epruvetele fără defecte.

În domeniul BC avem σRFσc . Punctul C marchează cea mai mare temperatură la care ruperea se poate produce fără o deformație plastică generalizată, definind temperatura de ductilitate nulă NDT. La această temperatură însă nu se mai produce ruperea prin separarea cu aspect fragil în urma propagării fisurii. În domeniul CD, avem σRF σc, rezistența la rupere σRF crește pronunțat odată cu creșterea temperaturii. Acest domeniu se definește ca domeniu de tranziție și aspectul ruperii apare ca o mixtură de ruperi prin separare și prin alunecare. În punctul D ductilitatea este atât de mare încât marchează influența fisurii, astfel că σRF σr .

Cea mai uzuală dintre încercările pentru determinarea capacității de inhibare a propagării fisurii este încercarea cu soneta în cădere liberă. Această încercare se efectuează pentru determinarea temperaturii NDT. Într-una dintre variante, se pregătește o epruvetă dreptunghiulară în a cărei zonă centrală se face o depunere fragilă de sudură care se crestează. Proba se răcește la temperatura de încercare apoi se plasează pe suporții dispozitivului de susținere și într-un interval de timp care nu depășește 15 secunde, se lansează soneta care solicită epruveta la încovoiere prin șoc. Pe partea opusă aplicării șocului, suportul epruvetei are un opritor care delimitează deformația epruvetei la un unghi total de încovoiere de aproximativ 50.

Fisurarea depunerii fragile prin sudură este inițiată la un unghi de încovoiere de aproximativ 30, când fibra de material atinsă de fisură atinge o tensiune egală cu σc și se îndeplinește condiția σR= σc . Încărcarea mai departe pe cele două grade conduce la propagarea fisurii dacă t< NDT, respectiv la inhibarea propagării fisurii prin deformare plastică pentru t > NDT.

Încercând mai multe epruvete la nivelele crescătoare de temperatură, se înregistrează nivelul cel mai mare de temperatură la care epruveta s-a rupt complet. Acest nivel de temperatură reprezintă NDT.

2.4. NATURA SOLICITĂRII

Modurile în care natura solicitării determină rezistența materialelor, în particular, caracteristicile de tenacitate se referă la:

Caracterul reacției mecanice care se stabilește în decursul solicitării, deosebindu-se în această privință două cazuri limită. În primul caz limită, legea de variație a sarcinii este impusă, legea de variație a deplasărilor (și implicit a deformațiilor), rezultând din caracteristica de deformabilitate a materialului și eventual caracterul reacțiunilor. Al doilea caz limită se realizează când este impusă legea de variație a deplasărilor rezultând din conjuncția cu caracteristică de deformabilitate, legea de variație a tensiunilor sau, în sens global, variația reacțiunilor în secțiunea considerată a corpului.

Repetabilitatea solicitării, deosebindu-se solicitările singulare și solicitările repetate.

Diferențierea solicitărilor singulare după viteza de aplicare a sarcinii respective, după viteza de variație a deplasării, deosebindu-se solicitări statice și dinamice.

Gradul de poliaxiabilitate a stării de tensiune și deformație indus de solicitările exterioare.

Antecedentele deformării, reparabile prin deformare plastică la vârful fisurii.

Influența predeformării materialului

În cazul în care se impune materialului o predeformare omogenă în domeniul plastic, tenacitatea a KIC scade indiferent dacă predeformarea este de tracțiune sau compresiune ceea ce este în concordanță cu efectul general cunoscut al pierderii ductilității în urma predeformării plastice. Același efect s-a constatat și în cazul caracteristicii DCVF. Efectul predeformării se accentuează în cazul asocierii cu creșterea temperaturii, fiind maxim pentru oțelurile carbon obișnuite în intervalul de temperatură 2500-3500 în care activitatea termică a difuziei atomilor de C și N este maximă – fixând puternic formațiile de dislocații, micșorând capacitatea de deformare a materialului și implicit tenacitatea acestuia.

În cazul în care predeformarea se aplică unui corp cu fisuri deja existente (sau cu concentratori) atunci la vârful fisurii se induce o predeformare plastică neomogenă care este însoțită de tensiuni reziduale la compresiune pe frontiera enclavei plastice.

La încercarea tenacității KIC s-a înregistrat la oțelurile carbon obișnuite o creștere aparentă a tenacității datorită faptului că sarcina la tracțiune în acest caz trebuie crescută pentru a învinge tensiunile de comprimare și deschide fisura până la stadiul critic.

CAPITOLUL 3

CARACTERISTICILE MATERIALULUI

3.1. FACTORII DETERMINANȚI AI CARACTERISTICILOR DE TENACITATE. FACTORI DE MATERIAL

În prezent, numai pentru un număr restrâns de materiale, sunt cunoscute caracteristicile de tenacitate; aceasta datorită extremei sensibilități a acestora la microstructură și impurități care pot diferi esențial chiar în cadrul aceleiași mărci de material în funcție de istoria concretă a elaborării și prelucrării în stadiul destinat aplicației.

Oțeluri de înaltă rezistență

Oțelurile de înaltă rezistență (σc>120 daN / mm2 ) au un conținut bogat de elemente de aliere.

Rezistența mare se obține de obicei prin următoarele tratamente:

Călire – revenire

Tratament termomecanic de transformare a austenitei prin procedeele AUSFORM sau TRIP;

c) Durificare prin precipitare prin procedeele Maraging.

Oțelurile călite – revenite de înaltă rezistență prezintă o tendință de fragilizare puternică după revenire la 2500 – 3000, deci la temperaturi mai mici decât oțelurile de rezistență medie.

Studiile fractografice par să confirme că acest efect este provocat de descompunerea la aceste temperaturi a carburii EPSILON, care se separă în pelicule la limitele inițiale ale grăunților de austenită.

Influența temperaturii

Pe măsură ce temperatura scade, mișcarea electronilor este încetinită și în consecință, forțele de atracție interatomice cresc considerabil. Rezultă că rezistența teoretică a unui material cristalin real crește odată cu creșterea temperaturii. Această tendință este în general observată în materialele cristaline pure, fără defecte, atunci când se testează rezistența la rupere.

Dar în cazul materialelor reale, datorită complexității structurii, sau datorită defectelor inerente pe care le conțin, în contextul variației de temperatură, creează alte mecanisme la un nivel superior structurii elementare, ale căror efecte, maschează efectul de creștere intrinsecă a rezistenței pe măsura scăderii temperaturii. Astfel, mecanismele de inițiere prin clivare a ruperii cu consum mic de energie sunt facilitate de scăderea temperaturii (și creșterea vitezei de solicitare) atât prin variatia energiei superficiale a solidului, cât și prin inhibarea mișcării dislocațiilor și deci a deformației plastice.

Efectul diminuării rezistenței, în particular a tenacității, odată cu scăderea temperaturii este deosebit de pregnant în cazul materialelor cu defecte preexistente de natura unei fisuri.

Privit din acest punct de vedere apare că variația rezistenței în raport cu temperatura, este determinată de intercondiționarea a două procese dependente de temperatură:

Mecananismul elementar de inițiere a ruperii;

Mecanismul de deformare plastica.

La nivelul macroscopic, în intervalele de temperatură în care modul de inițiere rămâne același, variația cu temperatura a rezistenței la rupere este controlată prin intermediul capacității de deformare și a factorilor care o influențează cum sunt:

gradul de triaxialitate a stării de deformare (respectiv tensiune) sau

viteza de deformare și caracterul structurii.

Faptul că variația rezistenței cu temperatura este controlată prin intermediul deformației plastice este susținut de observația că metalele au rețea cristalină cvc, rețea cfc (structură cubică cu fețe centrate) sau hc (structură hexagonală compactă). Aceste concepții sunt atestate de succesul modelelor teoretice care descriu variația tenacității cu temperatura (prin același mod de inițiere a ruperii) pe baza explicității variației cu temperatura a capacității de deformație plastică. Astfel Kraft a arătat că există o corelație între tenacitatea KIC și coeficientul de ecruisare “λ” de forma:

KIC= (28)

unde: E este modulul de elasticitate

dT este o constantă de material- zona de proces – interpretată în sensul lățimii zonei de la vârful fisurii în care are loc procesul de inițiere a ruperii. În cadrul acestui model, tenacitatea KIC este guvernată de capacitatea de ecruisare respectiv de variația coeficientului λ cu temperatura.

Influența geometriei și acuității (concentratorului)

Influența geometriei asupra caracteristicilor de tenacitate se face simțită prin intermediul grosimii și raportului între lungimea fisurii și dimensiunile finite în plan ale corpurilor de forma plăcilor. Adâncimea fisurilor pătrunse are un rol similar în cazul secțiunilor groase – dar acest efect este cel mai puțin studiat.

În cazul plăcilor plane, grosimea materialului determină gradul de constrângere lateral a deformației și implicit extinderea spațială a enclavei deformată plastic de la vârful fisurii. Creșterea constrângerii laterale a deformației pe măsură ce crește grosimea, promovează starea plană de deformație căreia i se asociază o stare triaxială de tensiune care are tendința să inhibe deformația plastică. Când grosimea plăcii este comparabilă cu extinderea enclavei plastice atunci prevalează starea plană generalizată de tensiune cu o enclavă plastică mai extinsă de trei ori față de cazul deformării plane. Rezultatele experimentale relevă că la oțeluri tenacitatea KIC crește cu extinderea enclavei plastice în stare plană de deformație, capacitatea de deformare variind prin modificarea temperaturii de încercare.

Aceste rezultate sugerează faptul că efectele geometrice care conduc la mărirea enclavei plastice în starea plană de deformație sau în stare mixtă (tinzând spre starea plană de tensiune) conduc implicit și la mărirea tenacității KIC.

Această comportare a fost observată experimental pentru oțeluri, aliaje de aluminiu și titan, cu specificația suplimentară că la grosimi foarte mici se înregistrează o creștere a tenacității KIC o dată cu creșterea grosimii.

Influența mediilor active asupra fenomenului ruperii

Printre manifestările cele mai insidioase și periculoase care promovează ruperea, sunt cele asociate mediilor active . Prin medii active, în sensul mecanicii ruperii se înțeleg acele medii care, printr-o reacție superficială sau în volum, diminuează rezistența mecanică a materialului.

Se pot distinge mai multe faze ale acțiunii mediului coroziv asupra unui material aflat în serviciu:

Transportul mediului activ la suprafață;

Absorbția la suprafață;

Reacția la suprafața materialului;

Desorbția produselor reacției;

Transportul produselor astfel eliberate în masa materialului;

Produsele transportate în masa materialului interacționează specific cu acestea în sensul afectării capacității de rezistență.

Fisurarea corozivă sub tensiune (FCT) reprezintă activitatea propagării și inițierii fisurii datorită acțiunii mediilor corozive în asociație cu starea de tensiune mecanică aplicată sau cu preexistența (tensiuni reziduale) FCT care se manifestă într-o mare varietate de forme ca: diminuarea capacității de deformare plastică reflectată prin pierderea ductilității și promovarea fragilității într-o încercare la tracțiune statică sau inițierea și propagarea în timp a fisurilor la nivele la care în condiții de medii neagresive procesele nu sunt declanșate.

FCT apare la o categorie largă de materiale metalice, ceramice, plastice, fenomenul fiind desigur absent când materialul solicitat este complet inert față de reactivitatea mediului.

La nivel microstructural FCT este promovată de doi factori principali:

existența unui traiect structural pe care senzitivitatea chimică este mai ridicată comparativ cu matricea cristalină adiacentă;

existența unui mecanism de concentrare a tensiunii normale de-a lungul traiectului cu reactivitatea chimică ridicată.

Acești factori sunt promovați de mecanisme diferite după cum FCT se dezvoltă transgranular sau intergranular.

FCT transgranulară este asociată cu ruperea filmului superficial protector ca urmare a emergenței la suprafață a dislocațiilor care se mișcă sub acțiunea câmpului de tensiune aplicat.

Zonele în care filmul superficial este rupt, au un caracter anodic în raport cu zona înconjurătoare protejată, constituind zonele cu benzi intense de alunecare în care inițiază fisura. O dată vârful fisurii inițiat, propagarea continuă transgranular fiind urmarea concurenței a două procese. Pe de altă parte, sub acțiunea mediului activ, filmul protector se reface pe suprafețele metalice nou formate pe flancurile fisurii și pe de altă parte la vârful fisurii, filmul superficial este în permanent rupt datorită alimentării continue cu dislocații din enclava plastică din vârful fisurii. Aceste secvențe se succed până când lungimea fisurii atinge valoarea critică pentru tensiunea aplicată. În concordanță cu acest mecanism, suprafața ruptă rezultată prezintă striații caracteristice care pot fi observate prin microscopie electronică.

3.2. DATE DESPRE OBȚINEREA MATERIALULUI

Oțelul E-40 CVD 20 a fost elaborat în cuptor cu inducție în vid retopit electric sub zgură. S-a obținut astfel un nivel foarte ridicat al purității (conținut extrem de scăzut de incluziuni nemetalice). Deformarea plastică s-a efectuat prin forjarea la diametru de 100 mm.

După forjare, materialul a fost supus unei recoaceri de omogenizare. Bara din care au fost prelevate epruvetele a fost supusă controlului ultrasonic, pentru depistarea eventualelor defecte interne.

Au fost de asemenea prelevate din fiecare capăt de bară câte o probă transversal pentru determinarea caracteristicilor macrostructurale (pentru a nu încerca un material cu defecte). La nici unul din aceste controale nu s-au depistat defecte interne sau macrostructurale.

Compoziția chimică a oțelului de înaltă rezistență E-40 CVD 20 este dată de tabelul de mai jos:

Tabelul 1:

*din cele 20 de anailze chimice efectuate sunt evidențiate în tabel cele semnificative

Compoziția chimică a fost determinată pe spectrometrul de emisie optică SPECTROMAX LMM004 din dotarea LISEOFRX-CEMS, UPB (Laboratorul de Încercări Spectrochimice de Emisie Optică și Fluorescență de Radiații X). Livrarea pieselor din oțel E-40 CVD 20 se face ca piese finite, datorită durității foarte ridicate, ceea ce ar necesita pentru finisare operații și utilaje foarte complexe.

Caracteristicile mecanice garantate de producator sunt:

Duritatea: HB255 în cazul barelor

HRC= 50-55

Barele de oțel au φ70mm

Rezistența la tracțiune:

R= 18002000 MPa

Limita de elasticitate 0,2% E;

E 1500 MPa

Alungirea la rupere 5.65 %7(%)

Stricțiunea: (Σ)

Σ40%

Indicele de grosime de grăunte 7.

Rezistența ISO (dyn/cm2) 3

În privința tratamentului termic avem două stări și anume:

Starea I :

Călire 10500 C/30 min/răcire aer

Revenire 5000C/2 h/ răcire aer

Revenire 5500C/ 2h/ răcire aer.

Starea 2:

Călire 10500C/ 30 min/ răcire aer

Revenire 5500C/ 2h/răcire aer

Revenire 6000C/ 2 h/ răcire aer.

O dată cu epruvetele destinate determinării KIC s-au tratat termic și epruvetele de tracțiune prelucrate mecanic la stadiul final cu un adaos de rectificare.

După tratamentul termic aplicat, acestea au fost rectificate pe partea eliberată.

Figura 5. Tratamentul termic pentru starea 2

Figura 6. Tratamentul termic pentru starea 1

Valorile caracteristicilor mecanice de tracțiune au fost:

Starea 1:

Rw,N/mm2 = 1502

RPO2, N/mm2 =1463

As, % = 8

Starea 2:

Rw,N/mm2 = 1586

RPO2, N/mm2 =1564

As, % = 3,5

În urma tratamentului termic aplicat cu cele două stări, s-a făcut și o analiză de structură cu ajutorul microscopiei optice.

Analiza structurală în cele două stări s-a făcut cu microscopul optic M.O. REICHART MEF2, microscop dotat cu o cameră foto, cu reglare automată a expunerii. Puterea de mărire fiind de maxim 1250.

Pentru starea 1 de revenire joasă s-a obținut o structură de revenire troostito-sorbitică, mărirea de grăunte : 7-8 cf. STAS 5490-80.

Figura 7. Starea 1 de revenire

Pentru starea 2 de revenire înaltă s-a obținut o structură de revenire sorbitică. Mărimea de grăunte este de 7-8 cf. STAS 5490-80.

Figura 8. Starea 2 de revenire

Puterea de mărire pentru cele două stări a fost de 800 de ori. Atacul chimic a fost efectuat cu Nital 2%.

Diagramele TTT izoterme și TTT anizoterme (la răcire continuă) ne ajută să determinăm orientativ fazele și constituenții microstructurii, precum și proprietățile mecanice (HB) la tratamentele izoterme și tratamentele cu răcire continuă.

Oțelul de înaltă rezistență E-40 CDV 20 nefiind standardizat, fiind o normă internă, pentru obținerea acestor diagrame am luat în considerare alte două oțeluri de compoziție chimică foarte apropiată (echivalente)

În acest sens, am ales oțelul Z-38 CDV 5 (AFNOR) și otelul X 38 CrMoV 51 (DIN 17350), aceste oțeluri având drept corespondențe în diferite țări următoarele oțeluri:

Marea Britanie: BH 11

Franța: AFNOR 238 CDV 5

Japonia: SKD 6.

Influența carbonului și a elementelor de aliere asupra structurii fizice și caracteristicilor tehnologice și de exploatare a oțelurilor se exercită în felul următor:

-carbonul mărește proporția de perlită și de carburi, precum și gradul de segregare și gradul de tetragonalitate al martensitei; mărește călibilitatea precum și duritatea oțelului, atât după călire cât și după revenire;

-cromul mărește călibilitatea sub aspectul durității și al adâncimii de pătrundere a călirii și micșorează susceptibilitatea la supraîncălzire, structurile realizate prin revenirea martensitei aliate cu crom au valori ridicate ale rezistenței la rupere și rezistenței la curgere. Cromul mărește rezistența la cald și rezistența la rupere;

-siliciul durifică ferita, mărește stabilitatea la cald a structurii de călire, permițând ca la valori satisfăcătoare ale rezistenței să se păstreze valori mai ridicate pentru duritate și rezistența la rupere;

-vanadiul influențează în principal în sensul susceptibilității la supraîncălzire;

-molibdenul mărește sensibil călibilitatea;

-manganul mărește puternic călibilitatea, dar mărește totodată susceptibilitatea la supraîncălzire, fiind necesar ca oțelul să fie aliat și cu un alt element care o reduce.

Elementele de aliere influențează modul în care duritatea oțelului scade pe măsura creșterii temperaturii în mod diferit după starea în care ele se găsesc în structură. Din acest punct de vedere influența este diferită de elementele de aliere care nu formează carburi (Si, Mn parțial) și la cele care formează carburi stabile (V, Cr, Mo).

Pentru oțelul E-40 CDV 20 s-au trasat diagrame reprezentând variația proporției de constituenți cu viteza de răcire și cum unei anumite proporții de constituenți îi corespunde o anumită duritate – se trasează curbe de variație a durității cu viteza de răcire.

Călirea la temperatura de 1050 0C s-a făcut în vederea asigurării unor valori ridicate ale caracteristicilor de tenacitate și prevenirea deformării și fisurii.

Revenirea, cu încălziri până la 550 0C se face în vederea menținerii durității la valori ridicate precum și a caracteristicilor de tenacitate.

Figura 9. Diagrama TTT izoterme pentru oțelul X 38 CrMo V 51.(1.2343)

Compoziția chimică a oțelului este următoarea:

Figura 10. Diagrama TTT anizoterm pentru oțelul X 38 CrMo V 51.(1.8343)

Compoziția chimică a oțelului este următoarea:

Ac1b=8400C; Ac1e=9200C; Ms=2720C

Figura 11. Diagrama TTT izoterm pentru oțelul Z 38 CDV 5.

Compoziția chimică a oțelului este următoarea:

Mărimea de grăunte:6-7

Ac1=8350C; Ac3=9080C; Ms=2800C

Figura 12. Diagrama TTT anizoterm pentru oțelul Z 38 CDV 5

Compoziția chimică a oțelului este:

Vom analiza dependența dintre duritatea oțelului și conținutul de crom (% Cr) stabilindu-se:

Ecuația dreptei de regresie

Caracteristicile dreptei de regresie;

Concluzii.

Notăm cu Xi= %Cr

Yi= HB

Tabelul 2:

xi = 99,72; yi = 4796

(xi)2 =499,377 (yi)2 = 1153120

xiyi = 23936,05

xmed = () Σ xi xmed =4,986

ymed = () Σ yi ymed = 239,8

Sx = => Sx = 0,3297 Sy = => Sy = 12,3272

=> rxy = 0,28538

Ecuația dreptei de regresie este:

y(x) = rxy () (x – xmed) + ymed

Caracteristicile dreptei de regresie sunt:

coeficientul de determinare:

d=r2xy 100 d= 8,144

dispersia în jurul dreptei de regresie este:

Sxy = => Sxy = 11,815

Figura 13. Reprezentarea grafică a dreptei de regresie

= date experimentale

= dreapta de regresie HB=f(%Cr)

a= => a=10,671

b= ymed-axmed => b=186,593

Determinarea intervalului de încredere pentru coeficienții dreptei de regresie

Pentru determinarea limitelor de încredere pentru coeficienții dreptei de regresie se folosește testul “t” (Tabel 3).

Tabel 3.

Σ y(xc) = 4796; Σ (yi – y(xi))2 = 2791,688

Σ (xi – xmed)2 = 2,17348

α=0,05

υ =n – 1 – 1 ═> υ = 18

Se știe că : t α – υ = 2,101

Limitele intervalului de încredere pentru coeficientul b sunt:

lim b – st = 180,742

lim b – dr =192,443

180,742 ≤ b ≤ 192,443

Limitele intervalului de încredere pentru coeficientul a sunt:

lim a – st = -7,076

lim a – dr = 28,41

-7,076 ≤ a ≤ 28,41

Stabilitatea intervalului de încredere al coeficientului de corelație:

rxy=0,285 rxy=0,285

α=0,05

υ = 18

Dar: rcritic=0,4438

Deoarece rxy< rcritic rezultă că dependența durității față de conținutul de Cr, este puțin semnificativă.

Verificarea liniarității ecuației de regresie

Formarea unui al doilea experiment (tabelul 4):

y1i= yi y2i=yi-15rnd (29)

di=y1i-y2i

K=2

Tabelul 4.

(di)2 = 1415,075

(ymed i – y(xi))2 = 2750,24

S12 = S12 = 305,582

Sn2 = Sn2 = 70,754

F = S12 / Sn2 =305.583/70.754 => F = 4,31 ; Fα, υ1, υ2 ≈ 2,15

Deoarece Fcalculat> rezultă că între duritate și conținutul de crom nu există o dependență liniară.

Vom urmări însă și dependența dintre KIC, factorul de intensitate al tensiunii în condițiile stării plane de deformație căreia îi corespunde prima extindere vizibilă a fisurii, și conținutul de Mo stabilindu-se aceleași relații din experimentul anterior.

xi = 25,91; ; yi = 890,3; ; (xi)2 = 33,661;

(yi)2 = 45184,49; ‘ xiyi = 1144,403;

xmed = xmed = 1,295

ymed = ymed = 44,515

Sx = Sx = 0,069

Sy = Sy = 16,6625

rxy = rxy = – 0,39082

Ecuația dreptei de regresie este:

Y(x) =

Caracteristicile dreptei de regresie sunt:

-coeficientul de determinare:

d=r2xy100 →d=15,274

-dispersia in jurul dreptei de regresie:

Sxy= 15,337

Figura 14. Reprezentarea grafică a dreptei de regresie

= date experimentale

= dreapta de regresie HB=f(%Mo)

a= => a= -94,439

b= ymed-axmed => b=166,86

Determinarea intervalului de încredere pentru coeficienții dreptei de regresie: Pentru determinarea limitelor de încredere pentru coeficienții dreptei de regresie se folosește testul “t” (Tabelul 5).

Notam xi = %Mo si yi= KIC (factorul de intensitate a tensiunii)

Tabelul 5.

Y(xi) = 890,3; (yi – y(xi))2 = 4704,664

(xi – xmed)2 = 0,0951;

α = 0,05

υ = n – 1 – 1 => υ = 18

t α – υ = 2,101

Limitele intervalului de încredere pentru coeficientul b sunt:

lim b – st = 159,265

lim b – dr =174,456

159,265b174,456

Limitele intervalului de încredere pentru coeficientul a sunt:

lim a – st = -204,586

lim a – dr = 15,709

-204,586 ≤ a ≤ 15,709

Stabilitatea intervalului de încredere al coeficientului de corelație:

rxy= 0,391 rxy critic=0,4438

α=0,05 υ = 18

Deoarece rxy< rcritic rezultă că dependența durității față de conținutul de Mo, nu este semnificativă.

Verificarea liniarității ecuației de regresie

Formarea unui al doilea experiment (tabelul 6):

y1i= yi y2i=yi-15rnd (30)

di=y1i-y2i

; K=2

Tabelul 6

(di)2 = 1415,075

(ymed i – y(xi))2 = 4781,942

=> s12 =305,582

=> sn2 = 70,754

F = s12 / sn2 => F = 7,51

Dar valoarea lui Fα, υ1, υ2 ≈ 2,15

Deoarece Fcalculat> Fα, υ1, υ2 rezultă că între KIC și % Mo nu există dependență liniară.

CAPITOLUL 4

DESCRIEREA EXPERIMENTELOR

4.1. DATE GENERALE

Din multitudinea de posibilități de testare a oțelului de înaltă rezistență E-40 CDV 20 prin metode de mecanica ruperii a fost aleasă metoda de determinare a tenacității la rupere KIC în condițiile stării plane de deformație, considerându-se că este cea mai potrivită pentru acest tip de material.

S-a urmărit, pe lângă determinarea efectivă a acestei caracteristici, efectul tratamentului termic aplicat asupra valorilor tenacității statice și dinamice. S-au aplicat în acest scop două tipuri de tratament termic, considerate în urma experimentelor efectuate în fazele anterioare ale temei de cercetare, ca fiind optime din punct de vedere al caracteristicilor mecanice uzuale și de oboseală.

Stările de tratament termic testate au fost:

Starea I:

Călire 1050 0C/30 min/răcire aer

Revenire 500 0C/2 h/ răcire aer

Revenire 550 0C/ 2h/ răcire aer.

Starea 2:

Călire 1050 0C/ 30 min/ răcire aer

Revenire 550 0C/ 2h/răcire aer

Revenire 600 0C/ 2 h/ răcire aer.

4.2. DESCRIEREA METODEI DE ÎNCERCARE A TENACITĂȚII LA RUPERE ÎN CONDIȚII STATICE DE SOLICITARE( METODA KIC)

Încercarea tenacității prin parametrul KIC, adică factorul critic de intensitate al tensiunii în condițiile stării plane de deformație se bazează pe interpretarea diagramei înregistrării forță-deplasare și a calculului valorilor aferente a tenacității KIC cu ajutorul relațiilor obținute, pentru forma geometrică a epruvetei și a încărcării aplicate.

Condițiile de încercare realizate astfel încât ele să îndeplinească întocmai circumstanțele stării plane de deformație și să permită interpretarea rezultatelor pe baza soluțiilor clasice, au fost cele stipulate în ASTM E 399 și vor fi descrise în paragrafele următoare.

Încercarea, într-o descriere sumară, constă în aplicarea lentă, continuă, progresivă și fără șocuri a unor solicitări la tracțiune sau la încovoiere asupra unei epruvete în care s-a practicat anterior o fisură (prin solicitări la oboseală). Tenacitatea la rupere KIC se calculează pe baza forței critice înregistrate, căreia îi corespunde o extindere a fisurii pe o anumită distanță.

În prezenta lucrare, pentru determinarea tenacității KIC s-a ales solicitarea de tracțiune, pe epruvete prefisurate (denumite epruvete compacte) recomandate pentru produse rotunde și dimensiuni conforme cu condițiile impuse de norma ASTM E 399. Aceste dimensiuni sunt legate de caracteristicile mecanice determinate în fazele anterioare ale temei prezente: grosimea B a epruvetei, egală cu lungimea fisurii practicate prin oboseală, se alege în funcție de valoarea raportului Rpφ2 / E (E= modulul de elasticitate al materialului; Rpφ2- limita de curgere convențională). În cazul nostru, pentru valori ale raportului amintit (sunt cuprinse între 0,008 și 0,00085), s-a ales dimensiunea B a epruvetei ca fiind egală cu 20 mm, celelalte dimensiuni fiind calculate în funcție de acestea.

Figura 15.Geometria și dimensiunile epruvetelor utilizate pentru determinarea tenacității KIC (ASTM E 399).

Epruvetele se aleg în funcție de:

tipul de încercare prin care se determină KIC (tracțiune sau încovoiere) în cazul nostru tracțiune;

în funcție de caracteristicile uzuale ale materialului (limita de curgere și modulul de elasticitate).

Dimensiunea de bază a epruvetei este B, toate celelalte se deduc din aceasta.

Valoarea lui B se alege din ASTM E 399.

Pentru ca un rezultat să poată fi considerat valabil conform acestei metode, e nevoie ca grosimea epruvetei, B și lungimea fisurii, a, să depășească 2.5 (KIC/Rp0,2) unde Rp0,2 este rezistența de curgere 0,2% pentru material, pentru temperatura și viteza de încărcare a testului.

Alegerea inițială a mărimii de epruvetă, pentru care se vor obține valori KIC valabile, poate fi bazată pe o valoare KIC estimată pentru material. Se recomandă ca valoarea KIC să fie supraestimată, în așa fel încât să se utilizeze o epruvetă suficient de mare pentru testele inițiale. După ce s-a obținut un rezultat KIC valabil cu epruveta inițială, de mărime suficientă ( a și B >=2,5 ; KIC/Rp0,2) pentru testele ulterioare.

Alternativ, se poate utiliza raportul dintre rezistența la curgere și modulul lui Young, pentru a se alege o mărime de epruvetă adecvată pentru toate materialele, cu excepția celor mai tenace.

Tabelul 7.

Atunci când s-a stabilit că 2,5 (KIC / Rp0,2) este mult mai mic decât grosimea minimă recomandată de tabelul precedent, se poate utiliza o epruvetă corespunzător mai mică. Pe de altă parte, dacă forma de material este de așa natură încât nu este posibil să se obțină o epruvetă cu lungimea de fisură și cu grosimea mai mare de 2,5 (KIC /Rp0,2) nu este posibil să se facă o măsurătoare valabilă de KIC conform aceleiași metode.

Alt criteriu important de alegere a dimensiunilor epruvetelor se referă la materialele metalice deformate plastic (bare, table). Uneori se impune determinarea lui KIC pentru o bară de o anumită geometrie și de anume dimensiuni. Deci se va pune problema alegerii corecte a epruvetei dar în măsura în care aceasta poate fi prelevată din bare care trebuie testate.

În cazul nostru, bara de oțel de înaltă rezistență E 40 CDV 20 a avut secțiune rotundă cu diametrul de 100 mm. De asemenea, în cazul oțelurilor deformate plastic, pentru caracterizarea lor din punct de vedere al tenacității la rupere, se impune testarea atât a epruvetelor longitudinal, cât și a celor transversale, iar valorile obținute pentru cele două situații sunt mult diferite de cele mai multe ori.

Semnificația noțiunilor ,,epruvetă transversală” și ,,epruvetă longitudinală” se referă la direcția de solicitare în timpul încercării, față de direcția de deformare plastică a barei din care provine epruveta.

Figura 16. Epruvete

epruvetă longitudinală

epruvetă transversală

În cazul nostru au fost încercate câte două epruvete pentru fiecare situație și pentru fiecare stare de tratament termic în parte, astfel:

8 epruvete –{2 longitudinale + 2 transversale}pentru fiecare stare de tratament termic.

După determinarea KIC trebuie să fie respectată condiția:

2,5 (KIC/ Rp 0,2)2 < B și în plus:

2,5 (KIC/ Rp0,2)2 < a (lungimea fisurii)

Epruveta se montează pe mașina de încercat, utilizându-se dispozitive adecvate, cu dimensiunea geometrică și dimensiuni descrise de norma ASTM E 399. Deplasarea flancurilor fisurii se măsoară prin intermediul traductorilor de deplasare care se montează în marginile canalului epruvetei.

Sub acțiunea solicitării aplicate, traductorul de deplasare, permite determinarea și înregistrarea pe cale electronică a deplasării la deschiderea fisurii.

Precizia înregistrării deplasării trebuie să fie de cel puțin 3*10-3 mm pentru deplasări până la 0,5 mm și respectiv 1% din valoarea înregistrată pentru deplasări mai mari.

Traductorul de deplasare trebuie să asigure o caracteristică liniară pentru o cursă de cel puțin 2,5 mm. Lungimea calibrată a traductorului de deplasare trebuie să asigure o deformare a lamelelor astfel încât, la dechiderea fisurii, traductorul să permită înregistrarea unei curse de cel puțin 2,5 mm, măsurată la nivelul muchiilor (pieselor de așezare).

Traductorul de deplasare se montează în degajări speciale prelucrate în epruvetă cu ajutorul unor piese intermediare.

Solicitarea la tracțiune a epruvetelor se realizează cu ajutorul a două piese intermediare prevăzute cu bolțuri. Materialele din care se execută piesele intermediare trebuie să aibă limita de curgere Rp0,2 1980 N/mm2.

Figura 17. Forma și dimensiunile pieselor intermediare

EXECUTAREA ÎNCERCĂRII

Încercarea se execută la temperaturile specificate în standardele sau în documentația tehnică a produsului, respectându-se totodată condițiile prevăzute.

Temperatura epruvetei se măsoară cu o precizie de 20C.

Figura 18. Modelul de expunere a epruvetelor pentru solicitarea la tracțiune.

La determinarea tenacității la rupere prin tracțiune, fixarea epruvetelor în mașina de încercat trebuie să asigure aplicarea forței după axa care unește centrele găurilor de prindere a epruvetei. Se admite o abatere de înclinare între tija superioară de transmitere a forței și cea inferioară de maximum 1:1000.

Forma și dimensiunile crestăturii cu front drept cu fisura în prelungire conform figurii 19.a).

Când se constată o ramificație multiplă a fisurii în timpul propagării prin solicitări repetate sau când raza de la vârful crestăturii este mai mare de 0,1 mm, crestătura epruvetei trebuie să aibă front unghiular uniform conform figurii 19.b).

Figura 19. Forma și dimensiunile crestăturii

Figura 20. Traductor de deplasare pentru determinarea tenacității

elemente elastice ale traductorului;

traductorul extensiometric rezistiv (TER).

Fisura de prelungire a crestăturii epruvetelor se propagă pe mașini de încercat la solicitări repetate axiale sau de încovoiere, care îndeplinesc condițiile prevăzute în STAS 8027-78.

Ciclul de solicitare aplicat pentru propagarea fisurii trebuie astfel ales încât să se realizeze condiția:

Fmin ≤Fmax (31)

Forța maximă de solicitare pentru propagarea fisurii prin oboseală trebuie astfel aleasă încât factorul maxim de intensitate a tensiunii pentru propagarea fisurii Kf, să nu fie mai mare decât 0,6 KQ sau Kf/E < 0,0032 m1/2. Această condiție se verifică după efectuarea încercării.

Dacă fisura se propagă prin solicitări repetate la temperatura T1 și încercarea pentru determinarea tenacității se face la temperatura T2 atunci Kf se alege astfel încât:

(32)

Lungimea fisurii propagate prin solicitări trebuie să nu fie mai mica de 1,25 mm, iar raportul a/w să fie în domeniul (0,15..0,55)w.

Figura 21. Măsurarea lungimii fisurii în trei poziții.

Aplicarea forței (sarcinii) se face lent, continuu, progresiv și fără șocuri. Viteza de variație a intensității tensiunii în decursul încercării trebuie cuprinsă între 0,55…2,73 MN/ m1/2.

Înregistrarea semnalelor electrice de către traductorul de forță și de către traductorul de deplasare se execută cu ajutorul unui înregistrator după două axe rectangulare.

Înclinarea porțiunii inițiale a înregistrării forță-deplasare trebuie să fie cuprinsă între 400…600 față de axa corespunzătoare a deplasării.

KQ= (33)

Calculul se poate efectua și cu relația:

KQ = (34)

După calculul factorului KQ, se verifică condițiile de validare a rezultatului:

valoarea raportului (Pmax/PQ)<1,1;

valoarea 2,5 (KQ/RP0,2)2<B.

În cazul în care cele două condiții de validare sunt îndeplinite, atunci KQ=KIC. În caz contrar încercările vor trebui reluate utilizând epruvete de dimensiuni mai mari.

Este foarte important de menționat faptul că indicațiile preliminare privind dimensiunile epruvetelor alese, au un caracter pur orientativ; numai după conducerea testului până la finalizarea lui ,cand se va confirma, sau dimpotrivă, se va infirma corectitudinea alegerii.

Prelucrarea mecanică

Prelucrarea semifabricatelor s-a realizat prin frezare obținută pentru obținerea forțelor exterioare; la dimensiunile cerute de normă și tot prin frezare dar cu o freză disc profilată pentru obținerea canalului, cu o rază la vârf care să fie cât mai aproape de 0 mm (la maximum de ascuțime posibilă).

Găurile de prindere s-au dat cu burghiu de dimensiune adecvată.

Suprafețele de arie maxima ale epruvetelor au fost șlefuite și lustruite (cu perii) pentru a se putea observa cu ușurință creșterea fisurilor în timpul etapelor de prefisurare.

Prefisurarea prin oboseală se produce încărcând ciclic epruveta crestată, cu un raport între tensiunea minimă și cea maximă (-1)…(+0.1), la un număr uzual de cicluri între 104 și 106, în funcție de mărimea probei, pregătirea crestăturii și nivelul de intensitate al tensiunii.

Dacă numărul total de cicluri este foarte mare, motivul este că numărul de cicluri necesar inițierii este prea mare, nu că viteza ulterioară de creștere a fisurii este prea mică.

Există mai multe căi de a favoriza o inițiere timpurie a fisurii:

realizând un vârf foarte ascuțit al crestăturii;

utilizând o crestătură ,,căprior”;

preîncărcând static epruveta;

utilizând un raport negativ al solicitării de oboseală.

Măsurarea epruvetelor

Se face cu micrometrul, cu precizie de 0,01 mm. Se măsoară B, w și lungimea prelucrată a canalului și se notează valorile pentru fiecare epruvetă în parte. Se marchează fiecare epruvetă prin inscripționarea stării de tratament TT și a numărului individual.

Se calculează pentru fiecare epruvetă în parte, lungimea până la care trebuie să ajungă fisura, cu respectarea condiției 0,45w < a < 0,55w.

Prefisurarea epruvetelor

Prefisurarea epruvetelor se realizează pe aceeași mașină pe care au fost ulterior încercate.

Mașina de încercări: mașina universal servohidraulică de încercări mecanice, statice sau dinamice DARTEC, dotată cu computer TEXAS INSTRUMENTS, forța maximă 100 kN, precizia de determinare a forței: 1%, precizia de lucru în regim dinamic 2%; mod de lucru în bucla închisă, în regim de control forța sau control deplasare.

Solicitarea pentru realizarea fisurilor s-a făcut prin oboseala axială în condiții diferite pentru prima și ultima parte a prefisurii.

Prima parte: Fmax= 25 kN;Fmin=2,5 kN, frecvența de solicitare 10 Hz.

Urmărirea creșterii lungimii fisurii s-a făcut cu ajutorul unei lupe cu mărire 10x.

A doua parte a prefisurii se face într-un regim mai puțin drastic, astfel încât să fie respectată condiția: Kfmax< 0,6 KIC, unde: Kfmax= factorul de intensitate al tensiunii corespunzător forței maxime aplicate în timpul prefisurării.

Observație: prefisurarea se poate face utilizând programul de calculator și construirea curbei de calibrare K sau se poate face pe aceeași mașină utilizând comenzi manual și calculând cu pixul valorile lui Kf astfel încât să ne asigurăm că nu am exagerat în timpul prefisurării.

Montarea traductorilor

În interiorul flancurilor canalului epruvetei se introduce un traductor de deplasare (traductor DARTEC, care transformă deplasarea flancurilor canalului – deci deplasarea flancurilor fisurii, ce se produce în timpul încercării). Traductorul se leagă la modulul electronic de deplasare al mașinii de încercat.

Montarea traductorului în marginile canalului se poate face prin proptirea lui în două plăcuțe, aplicate prin lipire de-o parte și de alta a marginilor canalului.

Este foarte importantă prinderea lui corectă pentru a evita obținerea de semnale parazite.

Se recomandă montarea traductorului după ce epruveta a fost montată în mașina de încercat.

Încercarea

Încercarea epruvetelor prefisurate se face prin tracționarea lentă și fără șocuri, perpendicular pe direcția fisurilor.

În timpul încercării se înregistrează diagrama încercării (diagrama forță-deplasare la deschiderea fisurii).

Figura 22- Diagrama forță-deplasare la deschiderea fisurii pentru proba 1 de oțel

Figura 23 – Diagrama forță-deplasare la deschiderea fisurii pentru proba 2 de oțel

Figura 24. Diagrama forță-deplasare la deschiderea fisurii pentru proba 3 de oțel

Figura 25. Diagrama forță-deplasare la deschiderea fisurii pentru proba 4 de oțel

Figura 26. Diagrama forță-deplasare la deschiderea fisurii pentru proba 5 de oțel

Figura 27. Diagrama forță-deplasare la deschiderea fisurii pentru proba 6 de oțel

Figura 28. Diagrama forță-deplasare la deschiderea fisurii pentru proba 7 de oțel

După rupere, se măsoară în suprafața de rupere lungimea fisurii obținute prin oboseală (ea se deosebește astfel de restul suprafeței de rupere). Măsurarea se face în trei puncte (central, stânga, dreapta) și se face media. Lungimea fisurii care se utilizează în calculele ulterioare este lungimea măsurată în suprafața de rupere lungimii canalului, din axul găurii de prindere până în vârful ascuțit al acesteia. Se notează valorile lungimii fisurii (a) pentru fiecare epruvetă în parte.

Lungimile de fisură listate pe calculator se găsesc în anexa 1.

Interpretarea diagramei și calculul valorii KIC

Pe diagrama forță-deplasare la deschiderea fisurii se trasează o secantă înclinată la 5 grade față de porțiunea liniară a graficului. În funcție de diagrama obținută rezultă valoarea lui Ps și valoarea lui Pa. Toate aceste valori împreună au valoarea lui Pmax și au fost trecute în tabel.

Se calculează valoarea raportului Pmax/PQ. Dacă valoarea raportului este mai mică decât 1,1 se trece la calculul factorului KQ. Dacă acest raport are valoarea mai mare decât 1,1 testul se consideră invalid.

În acest caz se calculează Rx – raportul de rezistență- cu formula:

Rx = (35)

Unde : Pmax = sarcina maximă pe care a putut-o suporta sarcina,

B= grosimea epruvetei,

w= lățimea epruvetei,

a= lungimea fisurii.

Rx = = 0,0009 (36)

Calculul valorii factorului KQ se realizează cu formula următoare:

KQ =

f(a/w)= (37)

în care : PQ = sarcina determinată,

B= grosimea epruvetei,

w= lățimea epruvetei,

a= lungimea fisurii.

Figura 29. Diagrama forță-deplasare la deschiderea fisurii.

S-a calculat valoarea expresiei 2,5 (KQ/RP0,2)2; dacă această valoare este mai mică decât B și a (lungimea fisurii) atunci KQ calculat= KIC; dacă nu testul se consideră invalid.

Se poate spune că validarea rezultatelor încercării KIC este condiționată de:

valoarea factorului Kf la prefisurare;

lungimea fisurii obținute la prefisurarea prin oboseală, precum și forma frontului de rupere la oboseală (diferența dintre valoarea minimă și maximă), unghiul pe care îl face frontul de rupere la oboseală cu marginile epruvetei;

raportul Pmax/PQ;

valoarea expresiei 2,5 (KQ/ RP0,2)>B și <a.

Rezultatele încercării pentru determinarea factorului KIC

Materialul E 40 CDV 20 deformat plastic, în două variante de tratament termic.

Tabelul 8.

Media rezultatelor

Starea 1 – LONG. 3317,0

TRANSV. 2191,5

Starea 2 – LONG. 930,82

TRANSV. 900,61

Observații

Obținerea unor valori invalide KIC nu înseamnă că încercarea nu a fost corect executată.

De cele mai multe ori, aflarea KIC al unui material presupune un număr mare de teste (pe epruvete de diferite dimensiuni și în diverse regimuri de prefisurare prin oboseală) din care se aleg valorile valide.

Încercările de mecanica ruperii sunt de dată relativ recentă (conceptul de mecanica ruperii a apărut prin 1920, iar diversele tipuri de încercări de mecanica ruperii au început să se dezvolte după anul 1950).

S-a început evident cu oțelurile deformate plastic și pentru acestea există pe plan mondial o bază de date cuprinzătoare.

CAPITOLUL 5

CONCLUZII

Lucrarea a urmărit evaluarea caracteristicilor de mecanica ruperii a oțelului de înaltă rezistență E- 40 CDV 20, în două stări diferite de tratament termic, prin determinarea tenacității la rupere statică (KIC) în condițiile stării plane de deformare.

În condițiile de solicitare dinamică, la încovoierea prin șoc a epruvetelor Charpy V prefisurate, oțelul E- 40 CDV 20 a dovedit comportări diferite la cele două stări de tratament alese.Valorile tenacității la rupere dinamică practic s-au dublat la creșterea temperaturii de revenire cu 50 0C.

În ambele stări de tratament termic, comportarea materialului a fost elasto-plastică, ruperea producându-se după instalarea curgerii generalizate, aspect mai pronunțat la epruvetele aflate în starea 2; starea 1 a conferit materialului o stare elasto-plastică, dar foarte aproape totuși de cea linear-elastică, valorile forței de curgere generalizată fiind foarte aproape de cele ale forței de inițiere a ruperii.

Variația forței de impact, cu păstrarea ei în limitele caracterului dinamic și solicitării, nu a influențat semnificativ valorile tenacității la rupere.

Aspectul suprafețelor la rupere, majoritar cristalin, atestă caracterul fragil al comportării materialului la ruperea dinamică.

Utilitatea oțelului E- 40 CDV 20 în starea 1 de tratament termic va necesita precauții deosebite privind solicitările dinamice la care va fi supus, chiar și atunci când acestea vor avea direcții perpendiculare pe direcția de deformare plastică (cazul studiat a fost cel de prelevare longitudinală a epruvetelor, deci de direcția transversală a concentratorului și a defectului practic); de asemenea, vor fi necesare precauții deosebite privind nivelul de defecte maximum admis în material, acestea putând provoca ruperea rapidă, în condiții dinamice de solicitare.

Valorile tenacității la rupere în condiții statice de solicitare (KIC) au dovedit nivele mai ridicate pentru epruvetele aflate în starea 2 de tratament termic.

Valorile KIC au fost mai ridicate în cazul epruvetelor preluate longitudinal, față de cele prelevate transversal.

Alegerea stării 1 de tratament termic pentru oțelul de înaltă rezistență E-40 CDV 20 va impune precauții privind nivelul solicitărilor perpendiculare pe direcția de deformare plastică atunci când defectele din material sunt dispuse pe direcția de deformare plastică.

Oțelul de înaltă rezistență E-40 CDV 20 s-a dovedit a avea caracteristici de rezistență și de oboseală mai ridicate în starea 1 de tratament termic, dar tenacitate mult mai scăzută și nivelele critice ale defectelor de material mai mici.

CAPITOLUL 6

METODICA PREDĂRII DISCIPLINELOR TEHNICE

PROIECTARE-PREDARE-ÎNVĂȚARE-EVALUARE

5.1. NOȚIUNI INTRODUCTIVE

Educația este cel mai puternic motor al schimbărilor sociale, dar pentru activarea acestui motor sunt necesare schimbări fundamentale, care să facă posibilă dezvoltarea unei societăți echitabile, bazată pe cunoaștere.

Avem norocul să trăim în secolul al XXI-lea, în care forța internetului și a telecomunicațiilor poate să schimbe modul de gândire și acțiune. Ar trebui ca școala să țină cont prima de marile schimbări ale lumii moderne și să reacționeze prima, schimbând sistemul educațional vechi cu unul modern.

Educația este o activitate necesară și permanentă nu numai pentru realizarea în sine a individului, ci și pentru progresul societății. În perioada pe care o traversează România, de democratizare în toate domeniile de activitate, educatorilor le revine responsabilitatea construirii modelului de formare a omului care va acționa în societatea cunoașterii.

Învățământul reprezintă investițiile specifice deosebit de valoroase și eficiente pentru progresul și regenerarea spirituală, morală și profesională a țării, care necesită toată atenția, sprijinul și protecția întregii societăți.

Prin educație profesională se înțelege orice formă de pregătire sau perfecționare în vederea realizării unei activități profesionale, care cuprinde însușirea cunoștințelor teoretice, formarea deprinderilor, priceperilor și transmiterea valorilor etice și de comportament social necesare unei asemenea activități.

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, înțelegerea principiilor care au stat la baza descoperirilor și creațiilor științei, care să promoveze o reacție pozitivă față de mediul tehnic și să formeze premisele tehnice și practice ale însușirii în condiții bune a disciplinelor ce asigură o calificare și o specializare înaltă.

În acest proces complex de pregătire profesională se stabilesc interconexiuni între discipline ce contribuie la formarea personalității elevului, la desăvârșirea instrucției lui pentru practicarea unei meserii.

Schema relațiilor între disciplinele de învățământ și activitățile care contribuie la formarea competenței profesionale se prezintă astfel:

La competența profesională se ajunge în primul rând prin calificare, adică prin însușirea acelor cunoștințe și deprinderi care îl fac apt pe absolvent să exercite o anumită profesie.

Drumul însușirii profesiei se numește „drum critic”, pe parcursul acestuia existând puncte în care o activitate este condiționată de realizarea alteia cu care se intersectează.

Acest lucru determină o caracteristică esențială a procesului de predare-învățare a disciplinelor tehnice în învățământul gimnazial, liceal și profesional, care este interdisciplinaritatea și pluridisciplinaritatea, caracteristică ce se regăsește și în cadrul procesului de predare-învățare a modulelor de specialitate.

5.2. DIDACTICA SPECIALITĂȚII

Procesul de învățământ se desfășoară în școală și se constituie ca fiind o activitate specifică, având un anumit conținut, utilizând un ansamblu de metode, mijloace, luând anumite forme pentru atingerea unor obiective generale, specifice.

Didactica – cercetează procesul de învățământ din perspectiva relației predare – învățare –evaluare. Didactica – provine din grecescul didactike – arta învățării (arta instruirii).

Din perspectiva ariei de cuprindere, didactica este o parte a pedagogiei care se ocupă cu studiul științific al situațiilor de învățare, prin care trece elevul pentru a atinge obiective cognitive, afective, psihomotrice.

Didactica îndeplinește o funcție de cercetare a învățământului și o funcție practică, punând la dispoziția profesorului un ansamblu de norme, cerințe, pentru ca acesta să obțină rezultate pozitive în activitatea didactică.

În acest context, curriculum, managementul clasei și învățarea centrată pe elev devin probleme fundamentale.

De cele mai multe ori elevii n-au nici un control asupra propriei vieți în interiorul instituției pe care o numim școală. Curriculumul, regulile școlare, orarele și asa mai departe sunt toate fixate cu mult înainte ca elevii să intre în școala. De obicei nu există spații libere în care elevii să poată participa și astfel să-și dezvolte deprinderile necesare pentru participarea publică în luarea deciziilor privind curriculumul și organizarea vieții sociale în interiorul școlii.

Modul în care o clasă sau o școală este condusă are o mare influență asupra felului cum percep elevii propriul lor loc în lumea școlii. Managementul clasei devine astfel o experiență de colaborare democratică între toate părțile incluzând profesorul adult care joacă rolul de facilitator și ghid.

Predarea, învățarea și evaluarea sunt cele trei activități fundamentale care se desfășoară în mod unitar în cadrul procesului de învățământ, care devine eficient numai în cazul în care cele trei activități fundamentale de natură instructiv-educativă ale sale formează o unitate. Această unitate este determinată de faptul că procesul de învățământ reprezintă o continuă comunicare pedagogică.

Aceste activități fundamentale care formează un tot unitar (predarea-învățarea-evaluarea), au la bază o bună documentare în vederea realizării unei proiectări de calitate.

5.2.1. PROIECTAREA

Proiectarea didactică reprezintă activitatea desfășurată de profesor care constă în anticiparea etapelor și acțiunilor concrete de realizare a procesului instructiv-educativ, astfel încât să se atingă cât mai mult din obiectivele propuse.

Proiectarea procesului didactic se realizează printr-o suită de operații care se succed într-o ordine strictă, formând algoritmul proiectării didactice (S. Fătu, I. Jinga):

I. Precizarea obiectivelor, în cadrul cărora profesorul:

– stabilește ce trebuie să știe și/sau să facă elevul la sfârșitul activității didactice;

– compară ceea ce-și propune să realizeze cu programa școlară, precizând performanțele minime așteptate;

– apreciază dacă obiectivele sunt realizabile în timpul disponibil.

II. Analiza resurselor, care constă în:

– selecționarea conținutului activității (cunoștințe, deprinderi, priceperi, abilități, capacități, atitudini etc);

– analiza caracteristicilor elevilor, cu accent pe nivelul lor de pregătire, capacitatea de învățare și motivația învățării;

– analiza condițiilor materiale.

III. Elaborarea strategiilor didactice prin:

– alegerea metodelor și procedeelor de învățământ;

– selectarea materialelor didactice;

-alegerea mijloacelor tehnice de învățământ (atunci când materialele didactice presupun utilizarea lor);

– stabilirea combinației celei mai potrivite a metodelor și mijloacelor și imaginarea unor situații de învățare adecvate, care să asigure atingerea obiectivelor propuse la un nivel de performanță cât mai înalt, de majoritatea elevilor.

Aria curriculară Tehnologii cuprinde, la nivelul liceului, o mare diversitate de obiecte de studiu specializate. Deoarece liceul tehnologic intervine cu profiluri diferențiate, orientate către specializarea ulterioară, a fost necesar ca în elaborarea competențelor să se aibă în vedere centrarea actului de predare-învățare pe aspectele practic – aplicative.

Proiectarea activităților didactice se realizează pe baza a doua documente:

planificarea calendaristică;

proiectul unității de învățare.

Planificarea calendaristică este un instrument de interpretare personalizată a programei, care asigură un demers didactic concordant cu situația concretă din clasă. Se recomandă ca planificările calendaristice să fie elaborate pentru întreg anul școlar, pentru a se avea o imagine de ansamblu asupra realizării curriculum-ului, a competențelor vizate și a conținuturilor aferente.

Elaborarea planificărilor presupune parcurgerea următoarelor etape:

Studierea atentă a programei și a manualului pentru care s-a optat;

Corelarea competențelor și conținuturilor din programă cu unitățile/lecțiile din manualul în care se regăsesc;

Identificarea altor surse didactice, în cazul în care manualul nu acoperă în totalitate conținuturile din programă;

Stabilirea succesiunii unităților de învățare și detalierea conținuturilor tematice pentru fiecare unitate în raport cu acele competențe specifice care le sunt asociate prin programă;

Alocarea timpului considerat necesar pentru fiecare unitate de învățare, în concordanță cu competențele specifice vizate.

Planificarea calendaristică se va realiza avându-se în vedere următoarele componente din curriculum: tabelul de corelare a competențelor și conținuturilor; recomandările privind conținuturile și ordinea cronologică de parcurgere a acestora; recomandările pentru aplicații practice și lucrări de laborator.

Numărul de ore alocat fiecărei teme este la latitudinea profesorului (maistrului instructor) și depinde de: dificultatea temei, nivelul de cunoștințe anterioare ale grupului instruit, complexitatea materialului didactic folosit, ritmul de asimilare a cunoștințelor și de formare a deprinderilor, proprii grupului instruit.

În proiectarea și realizarea demersului didactic, se recomandă deplasarea semnificativă de accent de pe conținuturi pe competențele specifice și centrarea pe elev ca subiect al activității instructiv-educative. Pentru atingerea competențelor dorite, activitățile de predare-învățare utilizate de cadrele didactice vor avea un caracter activ, interactiv și centrat pe elev, cu pondere sporită pe activitățile de învățare și nu pe cele de predare, pe activitățile practice și mai puțin pe cele teoretice.

Pentru atingerea de către elevi a competențelor vizate de parcurgerea disciplinei, se recomandă ca în procesul de învățare-predare să se utilizeze cu precădere metode bazate pe acțiune, cum ar fi efectuarea de lucrări practice, aplicative, citirea și interpretarea desenelor simple, metode explorative (observarea directă, observarea independentă), metode expozitive (explicația, descrierea, exemplificarea). Elaborarea și prezentarea unor referate interdisciplinare a căror documentare se obține prin navigarea pe internet, implicarea elevilor în diverse exerciții de documentare, sunt alte câteva exemple de activități de învățare-predare care pot fi utilizate.

Parcurgerea conținuturilor este obligatorie, ordinea în care acestea urmează a fi parcurse fiind, de regulă, cea propusă în tabelul de corelare a competențelor specifice cu conținuturile, dar se impune abordarea flexibilă și diferențiată a acestora în funcție de resursele disponibile și de nevoile locale de formare.

Stabilirea tipurilor de aplicații va avea în vedere corelarea lor cu domeniul de prespecializare în care se pregătesc elevii, rezolvarea sarcinilor de lucru se va face fie prin aplicații individuale, fie prin activități în grup, favorizând lucrul în echipă și responsabilitatea pentru sarcina primită.

De obicei, rezultatele școlarității sunt evaluate doar în raport cu performanțele la examene sau concursuri școlare. Există însă și alte componente ale succesului școlar, care nu pot fi măsurate cu precizie, dar care sunt la fel de importante. Acestea sunt valorile și atitudinile, printre care motivația pentru învățare ocupă un loc important.

Uneori un profesor este comparat cu un negustor: el trebuie să „vândă” elevilor săi un pic de cunoaștere științifică, un pic de tehnologie. Dar, pentru a-și vinde cu succes produsele, comercianții adoptă diverse strategii: campanii de publicitate, prezentări ale produselor. Cum ar putea oare să procedeze un profesor pentru a-și motiva elevii? Cum poate proceda pentru a construi în mod real valori și atitudini dezirabile la elevii săi?

Putem formula un răspuns pornind de la programele școlare. Unul dintre obiectivele cadru ale fiecăreia dintre programele școlare se referă la formarea de valori și atitudini, prin procedee specifice fiecărei discipline în parte.

În programele școlare pentru liceu, apar explicit liste separate cu valori și atitudini vizate de fiecare obiect de studiu în parte. Ele acoperă întregul parcurs al învățământului liceal și orientează dimensiunea axiologică și pe cea afectiv-atitudinală, dimensiuni aferente formării personalității. Valorile și atitudinile au o importanță egală în reglarea procesului educativ ca și competențele, dar se supun altor criterii de organizare didactico-metodică și de evaluare.

Modelul de proiectare curriculară centrat pe competențe simplifică structura curriculumului și asigură o mai mare eficiență a proceselor de predare-învățare-evaluare. Acestea permit operarea la toate nivelurile cu aceeași unitate, competență, în măsură să orienteze demersurile tuturor agenților implicați în procesul de educație.

Pentru a asigura o marjă cât mai largă de acoperire a obiectelor de studiu, în construcția modului de derivare a competențelor s-a pornit de la o diferențiere cât mai fină a secvențelor unui proces de învățare.

Astfel, s-au avut în vedere următoarele șase secvențe vizând structurarea operațiilor mentale: percepție, interiorizare primară, construire de structuri mentale, transpunere în limbaj, acomodare internă, adaptare externă.

Un curriculum centrat pe competențe, valori și atitudini poate răspunde mai bine cerințelor actuale ale vieții sociale și profesionale, ale pieței muncii, centrând demersul didactic pe achizițiile concrete ale elevului.

Din perspectiva predării, profesorul devine organizator al unor experiențe de învățare relevante pentru elevi și poate spori această relevanță prin utilizarea unui larg evantai de instrumente și resurse didactice: problematizarea, lucrul pe proiecte, negocierea; toate acestea devenind puncte de reper ale predării. Învățarea devine un proces clar orientat spre motivația pentru acțiune; competențele angajează achizițiile anterioare ale elevului, iar posibilitatea concretă de a face anumite lucruri ca urmare a formării competenței crește motivația pentru învățare.

Acest model de proiectare curriculară asigură o orientare mult mai directă spre evalure. Astfel, legatura dintre curriculum și evaluare devine mai transparentă și mai eficientă. Evaluarea devine explicit formativă și se poate face în situații reale. Nivelul competenței este ușor de evaluat prin stabilirea unor seturi de criterii/indicatori de performanță. Se trece astfel de la asigurarea egalității șanselor de acces și de tratament pedagogic, la egalitatea de cerințe.

(ANEXA 2 – Planificare calendaristică)

O unitate de învățare reprezintă o structură didactică deschisă și flexibilă, care are următoarele caracteristici:

– este unitară din punct de vedere tematic;

– determină formarea la elevi a unui comportament specific, generat prin integrarea unor competențe specifice;

– se desfășoară în mod sistematic și continuu pe o perioadă de timp;

– se finalizează prin evaluare.

Pentru proiectarea unității de învățare, profesorul trebuie să asocieze conținuturile respectivei unități cu competențele specifice, activitățile de învățare, resursele necesare și modalitățile de evaluare. Activitățile de învățare propuse pot fi cele indicate în programa școlară, sau pot fi completate, modificate sau chiar înlocuite cu alte activități, pe care profesorul le consideră necesare pentru atingerea obiectivelor propuse.

Metodologia de proiectare a unei unități de învățare constă într-o succesiune de etape înlănțuite logic, ce contribuie la detalierea conținuturilor, în vederea formării competențelor specifice. Etapele proiectării sunt aceleași oricare ar fi unitatea de învățare vizată.

(ANEXA 3 – Proiectare unitate de învățare)

LECȚIA constituie forma organizatorică principală în care se desfășoară activitatea profesorului cu elevii unei clase. Proiectarea unei lecții presupune stabilirea obiectivelor operaționale pe care profesorul își propune să le atingă elevii în urma lecției respective. Pe baza acestor obiective, profesorul va alege cele mai potrivite metode didactice, având în vedere și nivelul de cunoștințe al clasei, ca și motivația învățării. Urmează stabilirea resurselor necesare (materiale didactice, mijloace de învățământ) și apoi detalierea secvențelor (etapelor) lecției.

Tipurile și structurile lecțiilor

Tipul de lecție este un model didactic sub forma unui ansamblu de elemente caracteristice (verigi, momente sau etape) pe baza căruia se proiectează structura unei anumite lecții.

Principalele tipuri de lecții sunt: de comunicare a noilor cunoștinte, de fixare și consolidare a cunoștintelor, de formare a principiilor și deprinderilor (de exerciții), de verificare și apreciere a cunoștințelor, tipuri de lecții mixte (combinate). Tipurile de lecții pot căpăta caracteristici specifice rolului și locului unde se desfășoară: clasa, cabinete, laboratoare și ateliere școlare, în funcție de dotarea unităților de învățământ, de specificul disciplinelor, de profilul și specializarea pregătirii elevilor. Structura lecției este tot un model didactic care stabilește numărul de etape didactice și le ordonează într-un mod coerent, corespunzător unui anumit tip de lecție. Astfel, pot fi tipuri de lecții cu număr redus de etape didactice, cu una sau mai multe etape (verigi) didactice sau cu toate etapele didactice esențiale.

Între structura și tipologia lecțiilor se manifestă interdependența și condiționarea reciprocă. În acest context, avem fie tipuri de lecții cu o etapă predominantă, ce urmăresc să relizeze în principal un singur act didactic: de comunicare, de fixare și consolidare, de exerciții sau de evaluare a cunoștințelor, fie un tip de lecție cu o structură complexă și multiplă, care urmărește să realizeze toate actele și etapele didactice, însă în ponderi diferite, acordând comunicării cunoștintelor rolul și ponderea cea mai mare, tip de lecții denumite mixte.

Proiectarea poate să se realizeze într-o structură în care componentele ei sunt prezentate succesiv sau încadrate într-o formă tabelară.

O clasificare care se păstrează în literatura pedagogică și metodică este cea realizată de B.P. Esipov care ia ca bază în descrierea tipurilor de lecții, sarcina instructivă principală.

Oricare ar fi tipul lecției și varianta la care se recurge, organizarea acesteia impune respectarea unor cerințe și anume:

-Stabilirea exactă a scopului instructiv-educativ, urmărit pe baza cunoașterii conținutului temei și a direcțiilor în care trebuie formată și dezvoltată personalitatea acestora;

-Alegerea materialului care poate contribui în cea mai mare măsură la realizarea scopului propus;

-Stabilirea planului după care se va desfășura lecția în așa fel încât să se asigure o succesiune logică a materiei, o valorificare maximă a timpului și un radament maximal fiecărui elev;

Conform lui R. Gagne, etapele lecției sunt:

– captarea atenției elevilor: se poate realiza în diferite moduri. Sublinierea importanței temei pentru colectivitatea umană sau pentru individ, prezentarea unui caz real din domeniul abordat, inclusiv din istoria științei respective sau prezentarea unei situații-problemă pot constitui factori importanți în stimularea interesului elevilor pentru lecție și de mobilizare a atenției lor la începutul și pe parcursul desfășurării activității didactice;

– enunțarea obiectivelor lecției: asigură activității conștientizarea finalităților urmărite, trasând drumul spre acestea;

– actualizarea cunoștințelor anterioare: vizează acele cunoștințe învățate anterior pe care se va baza achiziționarea noilor cunoștințe;

– prezentarea noului conținut și a sarcinilor de învățare;

– dirijarea învățării: înseamnă a-i pune pe elevi în situații cât mai favorabile însușirii noilor cunoștințe și deprinderi;

– obținerea performanței: echivalează cu achiziționarea efectivă a noilor cunoștințe, cu producerea comportamentului dorit;.

– asigurarea feedback-ului: indică dacă învățarea s-a produs, dacă obiectivele au fost atinse și în ce măsură;

– evaluarea performanței: poate fi realizată pe parcursul activității de predare-învățare sau la finalul ei;

– intensificarea retenției și asigurarea transferului: în funcție de rezultatele evaluării se va stabili în ce mod se poate intensifica retenția și asigura transferul cunoștințelor, adică posibilitatea de a le aplica în situații cât mai diverse. În acest moment al lecției se stabilesc și sarcinile de muncă independentă pentru acasă (teme).

În predarea orelor de cultură tehnică, se folosesc mai multe tipuri de lecții, care vizează realizarea, în măsură aproximativ egală, a mai multor sarcini didactice: comunicare, sistematizare, fixare, verificare.

Obiective educaționale-competențe

Obiectivele pedagogice sunt enunțuri cu caracter finalist care indică intenția de a produce o schimbare în personalitatea elevului.

Competențele reprezintă ansambluri structurate de cunoștințe și deprinderi dobândite prin învățare. Competențele generale se definesc pe obiect de studiu, au un grad ridicat de generalitate și complexitate și au rolul de a orienta demersul didactic către achizițiile finale dobândite de elev prin învățare. Competențele specifice se definesc pentru fiecare obiect de studiu și se formează pe parcursul unui an școlar. Ele sunt derivate din competențele generale, fiind etape în dobândirea acestora. Competențelor specifice li se asociază prin programa școlară anumite conținuturi.

O competență este, în ultimă instanță, o aptitudine a unei persoane de a îndeplini o acțiune, de a desfășura corespunzător o anumită activitate. Ea se concretizează într-un ansamblu de capacități cu ajutorul cărora persoana respectivă poate lua o decizie, soluționa o problemă, executa o lucrare.

Deosebirea dintre o competență și un obiectiv didactic constă în faptul că, în timp ce competența este o cerință față de elevi, o posibilitate de reușită în desfășurarea unei activități, obiectivul didactic exprimă o intenție pedagogică, descrie un comportament dorit, un rezultat așteptat de la elevi, ca rezultat al pregătirii lor.

O competență dată generează anumite obiective, în timp ce acestea asigură, în finalul pregătirii, realizarea competenței dorite.

Metode didactice de predare – învățare

În sens larg, metoda reprezintă calea urmată pentru atingerea unui scop, pentru obținerea unui rezultat determinat, un mod sistematic de lucru, de gândire (provine din grecescul methodos: odos – cale, drum și metha – spre).

Prin metodă de învățământ se înțelege un anumit mod de organizare sau raționalizare a unei acțiuni determinate de predare – învățare. Metoda de învățământ precizează cum anume trebuie să acționeze profesorul împreună cu elevii pentru a realiza obiectivele propuse.

Pentru profesor, metoda reprezintă o cale de organizare și conducere a activității de învățare a elevului, un instrument didactic cu ajutorul căruia îi determină pe elevi la un demers de asimilare activă a unor cunoștințe și forme comportamentale, de stimulare a dezvoltării capacităților lor cognitive, intelectuale.

Pentru elev, metoda înseamnă drumul pe care acesta îl parcurge de la necunoaștere la cunoaștere, calea de la o cunoaștere mai puțin profundă spre una mai adâncă. Metoda se prezintă ca o modalitate de asimilare activă a unui sistem de noi cunoștințe, priceperi și deprinderi și concomitent de dezvoltare a potențialului său de cunoaștere și acțiune.

Metodele didactice sunt cele care leagă obiectivele propuse și conținuturile de rezultatele reale obținute în final (obiectivele atinse). Pentru ca obiectivele realizate să fie cât mai apropiate de cele propuse, un rol important revine profesorului. Acesta, după stabilirea obiectivelor, luând în considerare nivelul pe care îl au deja elevii, stabilește cele mai potrivite metode, ordonate și combinate astfel încât, împreună cu materialele didactice, mijloacele de învățământ și formele de organizare a activității, să conducă spre cel mai bun rezultat, spre atingerea obiectivelor de către majoritatea elevilor.

Metodele de învățământ se pot clasifica în funcție de diferite criterii. Cea mai sistematică și riguroasă clasificare este cea realizată de profesorul Ioan Cerghit, care împarte metodele didactice în:

– metode de comunicare orală (metode expozitive, metode interogative, metoda discuțiilor și dezbaterilor, metoda problematizării);

– metode de comunicare scrisă (tehnica lecturii, instructajul scris);

-metode de explorare a realității (observarea sistematică, experimentul, metode demonstrative, metoda modelării);

– metode bazate pe acțiune reală sau simulată (metoda studiului de caz, metoda exercițiului, metoda lucrărilor practice, proiectul, metoda jocurilor);

– metode de raționalizare a predării-învățării (metoda activității cu fișele, metode algoritmice, instruirea programată, instruirea asistată de calculator).

În continuare, vor fi prezentate câteva metode didactice utilizate în activitatea didactică.

Metoda conversației

Conversația este o metodă utilizată în predarea-învățarea tuturor disciplinelor. Ca structură specifică, elaborată, de predare-învățare, metoda conversației angajează un sistem determinat de interacțiuni verbale profesor-elevi. În raport cu obiectivele instructiv-educative urmărite, conversația are o multitudine de funcții, dintre care esențiale sunt:

– funcția euristică, de redescoperire a unor adevăruri (conversația euristică);

– funcția de clarificare, de sintetizare și aprofundare a cunoștințelor, cu care elevii au avut un anumit contact cognitiv prealabil (conversația de aprofundare);

– funcția de consolidare și sistematizare a cunoștințelor (conversația de consolidare);

-funcția de verificare și control, de examinare și evaluare a performanțelor învățării (conversația de verificare).

Cea mai importantă și mai des întrebuințată este conversația euristică. Ea reprezintă o modalitate de învățare prin descoperire. Specificul ei constă în faptul că atunci când se recurge la această tehnică interogativă, profesorul nu instruiește prin transmitere sau prezentare de noi cunoștințe, ci efectuează o activitate comună de gândire împreună cu elevii, pe care îi determină la un efort personal de căutare, de investigație întreprinsă în sfera informațiilor existente deja în mintea lor și de descoperire, pe baza valorificării propriei experiențe de cunoaștere, a unor noi adevăruri, a unor noi generalizări.

Întregul mecanism al desfășurării acestui tip de conversație se întemeiază pe o succesiune de întrebări puse cu abilitate de către profesor, în alternanță cu răspunsurile elevilor și care conduce spre realizarea unui nou salt pe calea cunoașterii. Întrebările enunțate, supuse atenției și analizei întregii clase, au menirea să stârnească curiozitatea, să incite la căutări, la sesizarea unor relații cauzale, să conducă la însușirea de noi generalizări, la formularea de noi concluzii. Prin întrebări, elevii sunt ajutați să prelucreze cunoștințele pe care le posedă și să ajungă la noi asociații cognitive, să imagineze și să propună soluții variate și originale la rezolvarea diferitelor probleme.

Pentru realizarea obiectivelor învățării se recomandă utilizarea întrebărilor deschise care solicită inteligența productivă, îndeamnă la anumite acțiuni, sugerează sau anticipează anumite operațiuni de efectuat și lasă elevilor libertatea de căutare, de cercetare, de formulare a mai multor răspunsuri sau soluții posibile.

Cele mai utilizate tipuri de întrebări sunt:

– întrebări convergente, care îndeamnă la analize, comparații, sinteze, asociații de idei, explicații;

– întrebări divergente, care exersează gândirea pe traiectorii inedite, originale, evidențiind o diversitate de soluții la aceeași problemă;

– întrebări de evaluare, care solicită elevii să emită judecăți proprii asupra aspectelor întâlnite.

Metoda problematizării

Problematizarea este o metodă care constă în crearea, cu scop didactic, a unei stări conflictuale, a unei contradicții între cunoștințele elevilor și cerințele unei probleme supuse spre rezolvare. Scopul principal al aplicării acestei metode este de a încuraja gândirea elevilor, de a dezvolta capacitatea lor de asociere, inventivitatea și creativitatea.

Crearea situațiilor problematice se poate realiza cu ajutorul întrebărilor problemă, a exercițiilor problematizate sau plecând de la un material experimental.

Întrebările problemă solicită gândirea elevilor și îi obligă la folosirea, în formularea răspunsului, a unor cunoștințe însușite anterior. Întrebarea-problemă cuprinde datele necesare pentru ca elevii, uzând de procedeele gândirii logice, să găsească răspunsul implicat în aceste date, dar care nu se găsește explicit formulat în problemă.

Metoda descoperirii

Metoda descoperirii este o metodă de explorare indirectă utilizată frecvent în lecții. Pe baza acestei metode, elevii, îndrumați de profesor, descoperă cunoștințe noi pe baza cunoștințelor anterioare și a experienței personale.

Descoperirea trebuie să aibă loc pe baza unui program, care se prezintă sub forma unei succesiuni de pași. Fiecare astfel de pas este alcătuit din patru etape:

– informația;

– prezentarea sarcinii de activitate independentă;

– construirea răspunsului;

– verificarea corectitudinii răspunsului și a gradului de conștientizare a elevului cu privire la răspunsul dat.

Ținând seama de relația care se stabilește între profesor și elevi se pot distinge două forme:

– descoperirea independentă, care are loc prin activitatea independentă a elevilor, profesorul supraveghind și controlând acest proces;

– descoperirea dirijată, în care profesorul conduce descoperirea prin sugestii, puncte de sprijin, informații suplimentare, întrebări ajutătoare.

În funcție de relația care se stabilește între achizițiile anterioare și cele la care se ajunge prin descoperire, se pot distinge trei tipuri:

– descoperirea inductivă, când elevul trece de la analiza unor date și fapte la generalizări. Prin această formă elevii pot ajunge, independent, la formularea unor definiții, reguli, principii.

– descoperirea deductivă, când elevul pleacă de la cazuri generale (definiții, reguli) însușite anterior pentru a ajunge treptat la noi adevăruri, la judecăți particulare.

– descoperirea ipotetic-deductivă, când elevii formulează soluții ipotetice privind cauzele sau relațiile dintre fenomenele studiate și apoi le verifică prin activități experimentale sau teoretice.

Metoda modelării

Modelarea este o metodă didactică ce are la bază acțiunea de investigare indirectă a realității utilizând modelele. Modelul este un sistem material sau logico-matematic care reproduce în esență sau parțial originalul, cu scopul de a-i descoperi noi proprietăți.

Modelul are anumite caracteristici:

– este o simplificare a originalului, nefiind o reproducere exactă,

– este o reprezentare lărgită a originalului, în sensul că nu reprezintă numai o analogie cu proprietățile acestuia, ci sugerează și proprietăți necunoscute ale originalului,

– conține un element ipotetic, având toate datele generate de ipoteză științifică; odată cu verificarea valabilității ipotezei făcute, caracterul ipotetic al modelului dispare,

– conține un element de imaginație științifică, fiind un produs al activității de sinteză.

Pentru a fi eficient, un model trebuie să fie fidel (între model și original trebuie să existe numeroase analogii, pentru ca sugestiile făcute pe baza modelului să fie valabile și în cazul originalului), analogiile trebuie să fie funcționale, iar modelul trebuie să fie simplu.

În procesul de învățământ sunt implicate diferite feluri de modelare care operează la diferite niveluri de abstractizare și cărora le corespund tipuri diferite de modele.

a) Modelarea prin similitudine se realizează prin intermediul modelelor materiale care reproduc sistemul original pentru a-l face accesibil studiului. În studiul disciplinelor tehnice se folosesc frecvent modelele materiale în învățarea unor noțiuni, concepte sau fenomene mai greu accesibile, făcându-se într-o primă etapă prezentarea modelului material, care facilitează trecerea spre modelul ideal, dezvoltând flexibilitatea gândirii elevilor.

b) Modelarea prin analogie se bazează pe asemănarea dintre model și original din punct de vedere esențial. Modelarea prin analogie se realizează prin modele ideale (teoretice) caracterizate prin absența formei de concretizare fizică, numite și modele simbolice. Un model simbolic este o imagine cu o semnificație total diferită de forma sa perceptibilă.

Din categoria modelelor simbolice fac parte:

– modelele grafice care redau într-o formă simplificată obiecte și fenomene, caracterizează o idee, o teorie, un principiu. O reprezentare grafică este o abstractizare și o generalizare a unor cazuri particulare și facilitează explorarea relațiilor cantitative care stau la baza obiectului sau fenomenului studiat. Exemple: formulele de structură, diagrame etc.

– modelele matematice exprimă un raport, o legitate formulată în termeni matematici cu posibilitatea de aplicare la diferite fenomene, cu ajutorul cărora se înțeleg anumite reguli.

– modelele logice sau propoziționale exprimă, printr-o succesiune logică de propoziții raporturile dintre obiecte și fenomene.

În afara funcției demonstrative, modelul îndeplinește și o funcție euristică, explorativ-explicativă, deoarece invită elevii la un efort de căutare, de investigație teoretică, de experimentare pe plan mintal, ceea ce duce la descoperirea unor noi adevăruri.

Modelarea permite trecerea de la imaginea globală a faptului real la reprezentări din ce în ce mai abstracte și invers, de la abstracțiile cele mai înalte la perceperea activă a faptului real.

Metoda experimentului de laborator

Experimentul de laborator este metoda euristică de organizare și realizare a activităților practice pentru deducerea informațiilor teoretice, concretizarea, verificarea, aprofundarea și consolidarea cunoștințelor și deprinderilor psiho-motorii în perspectiva pregătirii elevilor pentru integrarea socio-profesională.

Experimentul de laborator urmează treptele ierarhice ale învățării, conducând elevul de la observarea unor fenomene mecanice pe baza demonstrației, la observarea fenomenelor prin activitate proprie (faza formării operațiilor concrete), apoi la verificarea și aplicarea în practică a acestora (faza operațiilor formale) și la interpretarea fenomenelor observate (faza operațiilor sintetice).

Experimentele de laborator pot fi clasificate în funcție de mai multe criterii:

a) Criteriul locului în ierarhia învățării:

– experimente reproductive, în care demonstrația se reproduce după un program stabilit înainte, indicându-se și ceea ce trebuie observat și concluziile;

– experimentele productiv-creative și de cercetare, care au loc în context problematizat, în care se afirmă capacități operaționale de ordin superior.

b) Criteriul participativ al elevilor

– experimente demonstrative, efectuate de profesor sau o grupă de elevi. Pentru ca experimentul demonstrativ să-și atingă scopul trebuie parcurse următoarele etape: motivația demonstrației; orientarea atenției către ceea ce este esențial; efectuarea demonstrației; enumerarea observațiilor; interpretarea observațiilor; concluzionarea observațiilor.

– experimente frontale, realizate de toți elevii în același timp, individul sau pe grupe.

c) Criteriul locului în lecția de cultura tehnică

– experimente pentru stimularea interesului față de noile informații;

– experimente pentru învățarea noilor informații, aprofundarea sau extinderea lor;

– experimente pentru fixarea cunoștințelor;

– experimente pentru evaluare.

Metoda rezolvării exercițiilor și problemelor

Această metodă constă în efectuarea repetată, sistematică a unor operații și activități pentru formarea, dezvoltarea sau consolidarea unor priceperi și deprinderi motorii sau intelectuale.

Ca metodă fundamentală în activitatea didactică, rezolvarea exercițiilor și problemelor nu se reduce numai la formarea deprinderilor, ci contribuie implicit și la realizarea altor sarcini, cum ar fi:

– adâncirea înțelegerii noțiunilor, regulilor, principiilor și teoriilor învățate prin aplicarea lor la situații noi și variate;

– consolidarea cunoștințelor și deprinderilor însușite;

– dezvoltarea operațiilor mintale și constituirea lor în structuri operaționale;

– sporirea capacității operatorii a cunoștințelor, priceperilor și deprinderilor, oferind posibilități noi de transfer a acestora;

– prevenirea uitării și evitarea apariției confuziilor.

Exercițiile pot fi clasificate:

– după funcțiile îndeplinite: exerciții introductive, de observare, de operaționalizare, de consolidare, de evaluare;

– după modul de desfășurare: exerciții dirijate, semidirijate și libere;

– după numărul de persoane implicate: exerciții individuale, exerciții pe grupe.

Pentru reușita lor, la selecționarea exercițiilor trebuie să se țină seama de câteva cerințe psihopedagogice: exercițiile trebuie să servească scopului urmărit, să fie adaptate vârstei și nivelului de cunoștințe al elevilor, să urmeze regula de la ușor la greu, de la simplu la complex, să fie realizate corespunzător pe tot parcursul învățării.

Instruirea asistată de calculator

Este o modalitate de lucru integrată organic în sistemul de predare-învățare modern. Specificul acestei metode constă în faptul că oferă inserții de secvențe, lecții sau fragmente demonstrative prin intermediul calculatorului.

În lecțiile de tehnologie, calculatorul poate fi utilizat pentru vizualizarea unor fenomene, ilustrarea animată a unor mecanisme de reacție, ilustrarea grafică a unor concepte abstracte, astfel încât elevii să înțeleagă mai ușor unele probleme mai dificile care apar în studiul disciplinelor tehnice.

Învățarea asistată de calculator prezintă o serie de avantaje, cum ar fi: personalizarea actului de învățare; parcurgerea secvențelor de învățare-evaluare în ritmul propriu al utilizatorului, motivarea elevilor spre o învățare temeinică în timp scurt, eliminarea timpilor morți din procesul instructiv.

Printre dezavantajele acestei metode se numără costul ridicat al echipamentului informativ necesar, diminuarea relațiilor umane și sociale, ceea ce ar putea genera un efect de înstrăinare. De asemenea, instruirea asistată de calculator nu poate înlocui efectuarea practică a experimentelor de laborator, deoarece nu poate conduce la dezvoltarea abilităților de lucru practic ale elevilor de aceea trebuie ținut cont de stilurile de învațare ale elevilor.

Mijloace de învățământ

Mijloacele de învățământ constituie o componentă importantă a procesului de învățământ, cuprinzând ansamblul materialelor utilizate în procesul instructiv-educativ care sprijină realizarea obiectivelor operaționale prin valorificarea potențialului lor pedagogic. Mijloacele de învățământ facilitează transmiterea cunoștințelor, formarea unor deprinderi, evaluarea unor achiziții, realizarea unor aplicații practice.

Funcțiile mijloacelor de învățământ:

– funcția de comunicare constă în proprietatea mijloacelor de învățământ de a transmite direct informații despre obiectele, fenomenele sau procesele studiate;

– funcția ilustrativ-demonstrativă care susține și ameliorează comunicarea verbală;

– funcția formativ-educativă se valorifică în actul didactic prin creșterea gradului de organizare a informației transmise, în exersarea capacităților operaționale ale gândirii;

– funcția stimulativă, de motivare a învățării, constă în provocarea și dezvoltarea motivației pentru problemele studiate;

– funcția de raționalizare a timpului în cadrul activității instructiv-educative;

– funcția de evaluare a randamentului școlar constă în posibilitatea mijloacelor de învățământ de a diagnostica și aprecia progresele înregistrate de elevi.

În cursul orelor de discipline tehnice pot fi folosite numeroase mijloace de învățământ: planșe, aparate, machete, modele materiale, softuri educaționale etc.

Selecționarea mijloacelor de învățământ folosite în cadrul unei lecții se realizează în funcție de metodele didactice utilizate în lecția respectivă. Eficiența mijloacelor de învățământ depinde nu numai de calitatea lor, ci mai ales de modul în care sunt integrate în activitatea didactică. Indiferent de categoria lor, mijloacele de învățământ pot contribui la creșterea eficienței și calității învățării numai atunci când sunt atent selecționate și folosite rațional, când sunt subordonate atingerii obiectivelor didactice. În orice sistem de învățare, metodele didactice și mijloacele de învățământ sunt interdependente, se condiționează reciproc. Adaptarea riguroasă a mijloacelor de învățământ la sarcinile care trebuie realizate în activitatea didactică reprezintă o condiție indispensabilă a eficienței acestora. Posibilitățile virtuale, intrinseci ale mijloacelor de învățământ pot fi valorificate numai sub conducerea și îndrumarea profesorului.

Îndrumarea elevilor pe timpul folosirii mijloacelor de învățământ trebuie făcută în așa fel încât să se asigure pe tot parcursul lecției o activizare permanentă a elevilor, îndrumarea efortului intelectual al acestora, să se facă astfel încât ei să găsească singuri soluțiile problemelor prezentate.

Integrarea mijloacelor de învățământ în activitatea didactică trebuie să respecte anumite cerințe, cum ar fi orientarea conținutului de idei, antrenarea capacităților intelectuale ale tuturor elevilor, formarea unor priceperi și deprinderi practice, stimularea și dezvoltarea aptitudinilor, a spiritului de creație.

Forme de organizare a activității elevilor

În cadrul lecției, formele de organizare a activității elevilor (de grupare a elevilor) pot fi:

1. frontală: cadrul didactic îndrumă în același timp activitatea tuturor elevilor din clasă (expune, demonstrează cu toată clasa);

2. pe grupe: clasa este împărțită în grupe de 3-5 elevi (fiecare grupă își desfășoară independent activitatea, prin cooperarea dintre membrii săi: observă, experimentează, efectuează un proiect, confecționează un obiect etc.). Grupele pot fi: omogene (elevii au același nivel de pregătire); eterogene (elevii au nivele de pregătire diferite). Grupele pot executa o sarcină: comună, identică pentru toate grupele; diferențiată, de la o grupă la alta;

3. individuală: fiecare elev realizează sarcini școlare independent de colegii săi (rezolvă exerciții, probleme, studiază un text, lucrează la calculator, efectuează un experiment sau o lucrare practică etc). Sarcinile de lucru pot fi: comune pentru toți elevii clasei; diferențiate pe categorii de elevi; individualizate.

Un element fundamental în conturarea strategiei didactice este identificarea tipurilor de capacități/rezultate ale învățării pe care elevii le vor dobândi în acea lecție: informații, concepte, deprinderi etc.

Învățarea fiecărei capacități presupune parcurgerea unor etape specifice de a căror respectare depinde atingerea obiectivelor lecției.

Lecția ca forma importantă de organizare și desfășurare a activității didactice

Obiectivele importante ale lecției:

Stabilește, în mod sistematic, modulele (secvențele) informaționale pentru fiecare disciplină de învățământ, în concordanță cu prevederile programei analitice;

îmbină în mod adecvat, rațional și eficient, modul de activitate didactică frontal cu cele în echipă și individual, dezvoltând spiritul loial de competiție intelectuală și profesională;

îmbină în mod adecvat și eficient, pregătirea teoretică cu cea practică și de cercetare științifică, în funcție de disciplinele și profilele învățământului, asigurând varietatea tipurilor de activitate didactică;

asigură dezvoltarea și manifestarea capacităților și aptitudinilor generale și speciale (profesionale), dinamizând spiritul de observație și participarea activă, independentă și creativă, contribuind la formarea calităților cognitive și socio-profesionale necesare integrării cu randament a absolvenților învățământului în viața social-utilă, la adoptarea lor flexibilă, la schimbările socio-profesionale determinate de societatea civilă și economia liberă.

Cerințele generale ale conceperii, organizării, proiectării și desfășurării lecțiilor.

Cunoașterea locului și importanței specifice disciplinei de învățământ în pregătirea elevilor în funcție de clasa (anul de studiu), profilul și specializarea pregătirii;

Cunoașterea conținutului programei analitice, a manualului și bibliografiei suplimentare specifice disciplinei de învățământ în ansamblu, pentru fiecare parte, capitol și temă a fiecărei lecții;

asigurarea relațiilor interdisciplinare;

stabilirea felului de activitate didactică (teoretică sau practică) a tipului de lecție și încadrarea ei într-un sistem de lecții;

elaborarea structurii specifice tipului de lecție stabilit;

stabilirea obiectivelor de specialitate, operaționale și a celor pedagogice, specifice temei noi;

stabilirea conținutului temei noi, cât și a altor verigi ale lecției (reactualizarea, verificarea, activitatea independentă acasă etc.);

stabilirea adecvată a strategiilor didactice necesare desfășurării lecției: mijloace, forme, metode de învățământ etc.;

stabilirea modului de desfășurare a activității didactice, asigurând îmbinarea adecvată și judicioasă a muncii didactice frontale, cu munca în echipă sau munca individuală, independentă a muncii profesorului ca îndrumător, cu cea de cooperare și întrajutorare cu elevii și cu cea de consultant-consilier;

stabilirea timpului (în minute) pentru fiecare etapă a lecției și altele.

În întreaga activitate de concepere, proiectare, organizare și desfășurare a lecțiilor este necesar să se aibă în vedere cunoașterea și aplicarea adecvată și creatoare a principiilor și strategiilor didactice, urmărindu-se obținerea unor performanțe ridicate calitativ și o eficiență sporită în pregătirea elevilor. (ANEXA 4 – Proiecte didactice)

PREDAREA

În accepțiunea învățământului modern, predarea reprezintă ansamblul de operații sistematice întreprinse de profesor în vederea organizării și desfășurării optime a învățării, ceea ce presupune acțiuni de planificare și proiectare, de orientare și dirijare, de comunicare și stimulare, de control și evaluare, de cercetare și inovare a procesului de învățământ.

Prin comunicarea didactică se realizează interacțiunea profesor-elev, precum și anumite tipuri de relații care influențează procesul de predare: relații de schimb informațional, de influențare reciprocă, de cooperare, de preferință sau de respingere a emițătorului de mesaj didactic. În acest caz, prin diferitele tipuri de feed-back are loc reglarea și autoreglarea procesului de predare.

Eficiența predării crește dacă elevii sunt angajați în elaborarea cunoștințelor și dacă metodele sunt îmbunătățite, în funcție de informațiile primite prin feed-back (conexiune inversă).

Profesorul are rolul de a proiecta, de a organiza și dirija procesul de predare- învățare, precum și de a-i controla eficiența prin evaluarea rezultatelor.

Modele de determinare a eficienței predării

Fiecare profesor își elaborează modul de predare a unei lecții în funcție de obiectivele didactice urmărite și de conținutul ce urmează a fi transmis, având în vedere adecvarea lui la sistemul de gândire al elevilor și la nivelul lor de experiență în direcția respectivă.

Modelul mathetic (Th. Gilbert, E. Noveanu) care cuprinde: analiza sarcinii de instruire (ordonarea obiectivelor didactice, construirea repertoriului de informații), elaborarea prescripțiilor de învățare sub forma unor operații simple și elaborarea proiectului de comunicare.

Modelul bazat pe programare-simulare are ca etape: definirea competențelor, elaborarea instrumentelor de măsurare a nivelului de realizare a competențelor, analiza caracteristicilor elevilor din clasă, stabilirea conținutului și a strategiilor didactice, elaborarea materialelor necesare, evaluarea rezultatelor, reglarea sistemului de predare-învățare pe baza datelor obținute ( I. Neacșu).

Modelul bazat pe algoritmi didactici de predare (E. Landau) parcurge operațiile: se oferă elevului informația, se însușește și se fixează, se formează elevului deprinderi de folosire a informației, se oferă consultații și se evaluează rezultatele.

Modelul bazat pe comunicare-dezbatere are ca etape: analiza situației de instruire, a nivelului de cunoștințe și a dificultăților întâmpinate de elevi; fixarea conținutului, a obiectivelor și a strategiilor de predare-învățare și cunoașterea lor de către elevi; crearea motivației, prezentarea materialului prin întrebări-problemă urmate de dezbateri cu elevii; precizarea și fixarea ideilor de bază; evaluarea rezultatelor; perfecționarea sistemului de predare – învățare prin informații obținute cu privire la eficiența modelului folosit.

Modelul predării dirijate poate fi folosit la clasele gimnaziale și cuprinde: analiza situației de instruire; precizarea conținutului, a obiectivelor și a strategiilor; crearea motivației; dirijarea predării-învățării; generalizarea și însușirea cunoștințelor prin raportarea la cele anterioare; fixarea temporară și aplicarea imediată a cunoștințelor; fixarea definitivă prin repetări inteligibile, interpretări și transfer; evaluarea rezultatelor.

Modelul E. P. Recse cuprinde: comunicarea obiectivelor și a performanțelor necesare; precizarea operațiilor de efectuat; structurarea logică a situațiilor de instruire, crearea motivației, programarea învățării obiectiv cu obiectiv; întăriri succesive și controlul eficienței învățării.

Predarea centrată pe elev

Predarea centrată pe elev respectă individualitatea copilului – interesele, ritmul de învățare, stilul de învățare. Mai mult decât atât, valorifică și valorizează experiența cognitivă, afectivă, practică a elevului ajutându-l să o îmbogățească, să o restructureze. Apelând la această experiență, profesorul formează receptivitatea reflexivă a elevului față de cunoaștere, față de diversitatea surselor infomaționale, îi stimulează independența și responsabilitatea, spontaneitatea și creativitatea, analiza critică și dorința de dezvoltare personală, promovează dialogul autentic cu elevul și dintre elevi, îl învață să aplice și cum să aplice achizițiile sale; face posibil accesul elevului la reflecție, la experimentare mintală și practică. Îl învață să observe și să descopere cauze, consecințe, însușiri esențiale, să înregistreze descoperirile sale și să le aplice în mod conștient în vederea rezolvării problemelor importante pentru el și pentru alții. În predarea centrată pe elev, profesorul este un organizator al situațiilor de instruire, un coordonator și îndrumator al elevului, un consultant în metode de învățare, un exemplu de învățare continuă. Profesorul care se pune în centrul procesului didactic este interesat de valori, atitudini și competențe și nu de cunoștințe factuale și teoretice; învață elevul să realizeze schimb de experiență profesională și culturală cu ceilați, să gândească în interacțiune cu ceilalți și cu viața însăși. Interesat de pregătirea elevului pentru viață, profesorul propune elevului abordarea integrală și în interacțiune a obiectelor/fenomenelor/proceselor, îl ajută să-și formeze o concepție clară, dinamică asupra realității, o cultură a învățării formative; îi furnizează instrumente de autocunoaștere și autoevaluare, îi oferă posibilități pentru autocunoaștere și autoevaluare.

Stiluri de predare

Stilul integrat al profesorului este centrat, în modelul multidirecțional, pe inițiativa elevilor și a grupurilor de studiu sau de cercetare. Profesorul îi ajută pe elevi să inițieze acțiuni și să le analizeze, ridicându-se de la concret la abstract, îi stimulează să redescopere știința, le împărtășește din experiența lui, le acceptă punctele de vedere, le arată lacunele din cunoștințe, le dirijează activitatea în mod discret, adresându-le întrebări de gândire, le creează motivații și, printr-un efort comun cu ei, formulează concluziile. Elevii învață să gândească, să comunice, să formuleze întrebări, să construiască răspunsuri și să aplice cunoștințele.

Un profesor bun se caracterizează prin empatie, capacitatea de a sesiza și înțelege nevoile și problemele elevilor, de a se identifica cu ei, adaptându-și comportamentul didactic și afectiv la cerințele lor, bucurându-se odată cu ei de succesele obținute.

Stilul educațional este o sinteză de calități, capacități și competențe educaționale, manifestate în modalități de proiectare, organizare, desfășurare și evaluare a activităților instructiv-educative. ,,Stilul este asociat comportamentului și se manifestă sub forma unor structuri de influență și de acțiune, cu o anumită consistență intimă, stabilitate relativă și fiind rezultatul personalizării principiilor și normelor ce stabilesc activitatea formativă” (L. Vlăsceanu, 1982).

Analizat din perspectiva învățământului formativ-educativ, rolul profesorului în școala contemporană este de a selecta și organiza metodic informația pentru procesul de predare-învățare, de a transmite informațiile inteligibil și argumentat, de a coopera cu elevii, de a-i orienta și încuraja în studiul individual, de a pune probleme și a crea situații problematice, de a dialoga, de a evalua rezultatele școlare, de a inova și optimiza activitatea didactică și educativă.

Ioan Jinga definește competența profesională a cadrelor didactice ca ,,un ansamblu de capacități cognitive, afective, motivaționale și manageriale care interacționează cu trăsăturile de personalitate ale educatorului, conferindu-i acestuia calitățile necesare efectuării unei prestații didactice care să asigure îndeplinirea obiectivelor proiectate de către majoritatea elevilor, iar performanțele obținute de aceștia să se situeze aproape de nivelul maxim al potențialului intelectual al fiecăruia”. Autorul analizează trei tipuri fundamentale de competențe care, în opinia sa, intră în componența competenței profesionale a educatorilor din învățământ:

Competența de specialitate, ce subsumează trei capacități principale:

Cunoașterea conținuturilor științifice;

Capacitatea de a stabili legături între teorie și practică;

Capacitatea de înnoire a conținuturilor în consens cu noile achiziții ale științei domeniului (dar și din domenii adiacente).

Competența psihopedagogică, ca rezultantă a următoarelor capacități:

Capacitatea de a cunoaște elevii și de a lua în considerare particularitățile lor de vârstă și individuale la proiectarea și realizarea activităților instructiv-educative;

Capacitatea de a comunica ușor cu elevii, de a-i influența și motiva pentru activitatea de învățare, în general, și pentru învățarea unei anumite discipline de studiu, în particular;

Capacitatea de a proiecta și a realiza optim activități instructiv-educative (precizarea obiectivelor didactice, selectarea conținuturilor esențiale, elaborarea strategiilor de instruire, crearea unor situații de învățare adecvate, stabilirea corespunzătoare a formelor, metodelor și instrumentelor de evaluare etc.);

Capacitatea de a evalua obiectiv programe și activități de instruire, pregătirea elevilor, precum și șansele lor de reușită;

Capacitatea de a-i pregăti pe elevi pentru autoinstruire și autoeducație.

Competența psihosocială și managerială a celor care-și desfășoară activitatea în învățământ și care subsumează următoarele capacități:

Capacitatea de a organiza elevii în raport cu sarcinile instruirii și de a stabili responsabilități în grup;

Capacitatea de a stabili relații de cooperare, un climat adecvat în grupul de elevi și de a soluționa conflictele;

Capacitatea de a-și asuma răspunderea;

Capacitatea de a orienta, organiza și coordona, îndruma și motiva, de a lua decizii în funcție de situație.

Necesitatea concordanței dintre stilul de predare și stilul de învățare

Sunt două dimensiuni pe care le putem identifica în caracterizarea stilurilor de învățare ale elevilor în funcție de particularitățile gândirii:

Elevi înclinați către a gândi activ (dinamic) / reflexiv;

Elevi înclinați către a gândi abstract/ concret.

Comparația dintre stilul predominant activ și stilul predominant reflexiv este prezentată în tabelul următor.

Comparația între stilul predominant concret și stilul predominant abstract:

Elevul dotat cu flexibilitate se adaptează în situațiile de învățare, folosind cel mai potrivit stil. Pentru a dezvolta această capacitate a elevului, profesorul utilizează strategii diferite.

Diversitatea instructivă se poate concretiza prin cele patru dominante ale stilurilor de învățare ale elevilor astfel:

Dominantei active (dinamice) i se potrivesc strategiile bazate pe proiecte, aplicații, studii de caz, simulări, învățare prin descoperire, rezolvare de probleme, jocuri de rol, învățare reciprocă, studiul independent etc.

Dominantei reflexive (creative) i se potrivesc strategiile bazate pe discuții, brainstorming, elaborare de jurnale reflexive, întrebări retorice etc.

Dominantei concrete i se potrivesc strategiile bazate pe lecturi, exemplificări, experiment, învățare prin descoperire, simulări, jocuri didactice, simulări, activități practice etc.

Dominantei abstracte i se potrivesc strategiile bazate pe metode expozitive (prelegeri, explicații etc.), studiul individual etc.

ÎNVĂȚAREA

Învățarea, desfășurată de elev sub îndrumarea profesorului, este în esență un proces de asimilare a cunoștințelor, de prelucrare și interiorizare a lor, de formare a priceperilor și deprinderilor, de însușire a tehnicilor de învățare, de formare de aptitudini și atitudini.

Fiecare pas de predare – învățare trebuie să se soldeze cu un plus de cunoștințe, cu un spor de experiență cognitivă, afectivă, psiho-motorie, care trebuie constatat și evaluat.

Profesorul este cel care trebuie să coreleze toate componentele implicate în procesul de învățământ, găsind combinația optimă între acestea.

Învățarea activă- învățarea interactivă

Învățarea activă este învățarea care îl implică pe elev plenar, cu toate forțele sale, cu potențialul său integral, este învățarea care insistă la maximum pe activismul psihic (intelectual, motivațional, emoțional) al acestuia. Este o învățare în care elevul descoperă, decodifică, definește, rezolvă, analizează, compară, sistematizează, formulează concluzii, concretizează, reflectează, analizează critic, experimentează, trăiește și valorifică experiențe, corelează, aplică, face predicții. Cadrul didactic îl conduce cu discreție, îi oferă sprijin și consiliere în metode de învățare, îl motivează, îl susține în procesul învățării, îi organizează experiențe de învățare, îl învață cum să-și localizeze informația, îi confirmă starea de reușită, îl învață să-și stabilească obiective personale, îl învață să se autoevalueze, îi completează și pozitivează imaginea de sine, îl învață că în viață trebuie să aplice și cum să aplice achizițiile propriei învățări. Învățarea activă este organizată de profesor care ține cont de obiective educaționale explicite, stabilită la nivelul sistemului educativ, dar și autoorganizată de elev care își stabilește propriile sale obiective. În ierarhizarea obiectivelor profesorul ține cont de cerințele exterioare precum și de individualitatea elevului; în stabilirea propriilor obiective elevul are în vedere aspirațiile și interesele personale și abia apoi solicitările externe.

Învățarea interactivă este o învățare bazată pe intercomunicare, pe cooperare, pe rezolvarea împreună a conflictelor. Valorifică și valorizează potențialul informațional și operațional al grupului, îl pregătește pe elev pentru gândirea și acțiunea în interacțiune cu ceilalți, promovează schimbul de idei, informații, valori culturale multiple și variate, utilizează competiția ponderată ca mijloc de autodepășire și ca mecanism al cooperării. Interferează cu învățarea organizațională. Grupul de elevi constituie cadru și sursa a învățării individuale.

Calitatea învățării active depinde de cultura predării specifice profesorului și de cultura învățării proprii elevului. Calitatea învățării interactive depinde de cultura intercomunicării, proprii profesorului și de cultura învățării proprii clasei de elevi.

Atât învățarea activă, cât și cea interactivă generează dezvoltare, prezintă valențe formative deosebite. Una dezvoltă mai ales raționalitatea, cealaltă originalitatea, prima sprijină rezolvarea de probleme, producerea soluțiilor, cealaltă promovează schimbarea, inovația, descoperirea noului, a originalului.

Învățarea activă dezvoltă inteligența, învățarea interactivă dezvoltă inteligența emoțională, inteligența socială; se bazează pe intracomunicare, comunicare cu sine, învățarea interactivă se bazează pe intercomunicare, comunicarea cu ceilalți; promovează competențele intelectuale și practice, acest tip de învățare promovează competențele de comunicare și socioemoționale; susține prestigiul individului și pe cel al grupului.

Managementul învățării eficiente

Managementul învățării presupune roluri și operații manageriale, mecanisme multiple și complexe:

Proiectarea demersurilor predării și învățării:

– anticiparea modificărilor care vor fi generate în personalitatea și comportamentul elevului;

– ierarhizarea obiectivelor/ competențelor;

– anticiparea experiențelor de învățare care vor favoriza formarea capacităților, competențelor;

– anticiparea strategiilor de instruire care vor fi utilizate;

– anticiparea strategiilor de evaluare care vor fi utilizate pentru a măsura eficiența predării și eficiența învățării;

Organizarea, care are ca atribute raționalitatea, oportunitatea, eficiența, se orientează asupra:

– Elevilor, ceea ce conduce la acte de predare învățare frontală/ pe grupe cu mărime diferită/ independentă;

– Experiențelor de învățare;

– Conținuturilor care vor fi predate pentru ca prin interiorizarea lor să genereze schimbările preconizate;

– Metodelor, procedeelor, tehnicilor, mijloacelor în cadrul strategiei de instruire;

– Probelor de evaluare care vor oferi operativ informații despre calitatea predării și a învățării văzută ca proces și ca produs;

– Timpului pe parcursul anului școlar/semestrului/unității de învățare/lecției;

– Relațiilor interpersonale;

– Relațiilor dintre educația formală cu cea nonformală și cu educația informală.

Coordonarea învățării (a demersurilor cognitive, a eforturilor elevului/elevilor), armonizarea aspirațiilor, convingerilor, relațiilor, comportamentelor

Conducerea discretă, fundamentată științific și psihologic, a învățării; în principal, sunt conduse următoarele mecanisme și operații:

– atenția elevilor;

– decodificarea cunoștințelor;

– integrarea cunoștințelor în sisteme;

– consolidarea achizițiilor;

– aplicarea;

– autocorectarea

Această conducere se poate realiza pe bază de motivație, prin proiecte/ lucrări etc.

Evaluarea se caracterizează prin continuitate, raționalitate, integralitate, obiectivitate, transparență; presupune măsurare și apreciere și se orientează asupra:

– Cunoștințelor;

– Competențelor;

– Trăsăturilor de personalitate;

– Comportamentelor;

– Modului de interacțiune.

Controlul însoțește celelalte funcții și poate fi corectiv și preventiv

Reglarea permite corectarea, schimbarea, perfectarea, continuarea activității; este posibilă datorită feed-backului și evaluării;

Decizia este implicată pe tot parcursul procesului managerial în legatură cu ierarhizarea/ elaborarea obiectivelor, construirea srategiilor de instruire/evaluare, alegerea modalităților de organizare, conducere, evaluare; se desfășoară procesual:

– Identificarea și analiza problemei;

– Stabilirea obiectivelor deciziei;

– Documentarea;

– Analiza și prelucrarea informațiilor;

– Elaborarea variantelor de soluționare;

– Alegerea celei mai bune variante;

– Comunicarea, motivarea și explicarea deciziei;

– Aplicarea măsurilor;

– Controlul aplicării în vederea corectării și perfecționării deciziei.

IX Comunicarea didactică/educațională (reprezintă în același timp sursă, cadru și mijloc al învățării eficiente) necesită din partea cadrului didactic organizarea mesajului, prezentarea lui respectând procesualitatea învățării și caracteristicile dezvoltării, valorificarea valențelor formative ale mesajului, conduita de ascultare activă, respectarea repertoriului verbal al elevilor (inclusiv al celor proveniți din medii socioculturale defavorizate lingvistic), oferirea de feed-back imediat, complet, monitorizarea informației redundante, prevenirea/eliminarea blocajului/ filtrajului/bruiajului/distorsiunii, adoptarea unei atitudini echidistante/echilibrate/ comprehensive față de elevi.

În învățământul contemporan, un rol important îl are învățarea centrată pe elev.

Învățarea centrată pe elev

În cadrul învatamântului profesional și tehnic, procesul didactic este proiectat și desfășurat în conformitate cu specificul/ principiile centrării pe elev, atât în contextul predării, al învățării, cât și al evaluării.

În conformitate cu documentele curriculare reglatoare specifice învățământului profesional și tehnic, cadrele didactice proiectează situațiile de învațare astfel încât dobândirea achizițiilor învățării de către elevi să aibă rol adaptativ (social și profesional), iar diferențele individuale și nevoile/ interesele elevilor să constituie repere centrale.

Pentru a fi respectate principiile învățării centrate pe elev, este necesară utilizarea strategiilor și a metodologiilor care să valorifice importanța stilurilor individuale de învățare. Acestea se concretizează în:

– activități de învățare proiectate pornind de la experiențele elevilor, bazate pe implicarea efectivă a acestora în activități practice;

– susținerea autonomiei elevilor în alegerea modului în care se informează pe o anumită temă și a modului în care își prezintă rezultatele studiului individual;

– dezvoltarea și încurajarea competențelor elevilor de a identifica singuri informațiile care le sunt necesare, evitându-se utilizarea informațiilor standardizate, gata prelucrate;

– consultații oferite elevilor, cu scopul de a analiza preocuparile lor individuale cu privire la învățare și de a cere îndrumări în privința eficientizării acestui proces;

-crearea de situații de învățare favorabile dobândirii de achiziții de învățare specifice anumitor domenii disciplinare, dar și achiziții fundamentale, transferabile, precum lucrul în echipă, spiritul antreprenorial etc.;

– evaluarea autentică a elevilor, în contexte în care să fie posibilă aplicarea teoriei în situații specifice vieții reale;

– combinarea activităților, în cadrul lecțiilor, astfel încât să fie posibilă manifestarea unei diversități de stiluri de învățare, în legatură cu care elevii să își exprime preferințele, opțiunile;

– reflecția elevilor asupra celor învățate, asupra modului în care au învățat, pentru a se autoevalua, în funcție de succesul pe care l-au avut metodele de învățare pe care le-au folosit.

Dincolo de ceea ce aduce nou în rolul elevilor și al cadrelor didactice, învățarea centrată pe elev în procesul didactic solicită schimbarea perspectivei asupra mediului de învățare, asupra școlii ca organizație și asupra comunității în care aceasta este plasată.

În prezent, predarea și învățarea în cadrul învățământului profesional și tehnic, orientate de principiile centrării pe elev, se confruntă cu următoare tendințe și provocări:

– importanța identificării nevoilor celor care învață și a adaptării ofertei educaționale la aceste nevoi (accent pe competențe, pe finalități și pe elemente metodologice relevante din punct de vedere social pentru elevi);

– nevoia de schimbare de roluri, atât pentru cadrul didactic (adaptabilitate, competențe de lucru în echipă, receptivitate la nou etc), cât și pentru elev (implicare, responsabilizare, autoevaluare, colaborare eficientă cu ceilalți elevi) și cu cadrele didactice, motivație intrinsecă pentru atingerea obiectivelor stabilite etc.;

– necesitatea depășirii dificultăților apărute în evaluarea adecvată a competențelor;

– valorizarea educației și a formării profesionale ca mijloace de incluziune socială și ca spațiu favorabil implementării de măsuri afirmative pozitive pentru elevii cu CES;

– implicarea comunității ca partener în susținerea incluziunii sociale și profesionale;

– abordarea procesului de predare-învățare-evaluare ca proces personalizat, care să sprijine învățarea autonomă, bazată pe nevoile și pe aspirațiile reale ale elevilor, cu relevanță profesională;

– importanta diferențierii formării inițiale a cadrelor didactice pentru ÎPT (adaptarea curriculumului pentru formarea inițială la nevoile cadrelor didactice din ÎPT);

– importanța parteneriatului tuturor actorilor implicați în formarea inițială a cadrelor didactice pentru ÎPT;

-formarea competențelor cadrelor didactice (disciplinare, pedagogice, tehnologice) pornind de la competențele care trebuie dezvoltate la elevi în ÎPT;

-nevoia de diseminare a bunelor practici privind proiectarea și desfășurarea procesului didactic în cadrul ÎPT – de exemplu, încurajarea creării de rețele școlare;

-valorificarea rezultatelor analizei de nevoi de formare a cadrelor didactice în elaborarea ofertei de formare continuă;

-organizarea de stagii de formare în întreprinderi, pentru cadrele didactice care predau discipline tehnologice.

Exemple de învățare centrată pe elev:

Procesul de predare are trei faze, iar fiecare necesită metode adecvate (metoda PAR).

Prezintă: Metode de prezentare de noi cunoștințe elevilor sau de încurajare în a le găsi singuri, ceea ce poate implica fapte, teorii, concepte, povestiri etc.

Aplică: Metode care să-i oblige pe elevi să aplice noile cunoștințe care le-au fost doar prezentate. Aceasta este singura modalitate de a te asigura că elevii formează concepte despre noul material pentru a-l înțelege, a și-l aminti și a-l folosi corect pe viitor.

Recapitulează: Metode de încurajare a elevilor să își amintească vechile cunoștințe în vederea clarificării și concentrării asupra punctelor cheie, asigurării unei bune înțelegeri și punerii în practică și verificării cunoștințelor anterioare.

Stilurile de învățare

În opinia lui Kolb, stilul de învățare desemnează căile concrete prin care individul ajunge la schimbări de comportament prin intermediul experienței trăite, al reflecției, experimentului și conceptualizării.

Stilul de învățare implică o coerență, o constantă a strategiilor, elevul adoptând o manieră particulară de a învăța, independent de caracteristicile specifice sarcinilor de învățare.
Stilul specific unui anume elev, se aplică, în general, mai multor situații, fiind stabil pe o perioadă mai lungă de timp, stabilitatea devenind o notă distinctă a acestor stiluri.
Stilurile de învățare au un înțeles mai larg decât stilurile cognitive, în sensul că ele includ, pe lângă funcționarea cognitivă, și preferințe generale pentru diverse tipuri de situații de învățare. Ele includ, nu doar elemente cognitive, ci și elemente afective și psihomotorii, structurate în mod specific la nivelul subiectului, inclusiv anumite caracteristici ale instruirii și seturi de prescripții instrucționale care însoțesc realizarea efectivă a învățării.

Stilul de învățare este unic. Elevii au nevoie să afle cum funcționează creierul lor, pentru a achiziționa și procesa cât mai eficient o nouă informație, ce abilități sunt necesare pentru a învăța, cum abordează un examen, cum rezolvă probleme, cum oameni diferiți învață în moduri diferite, cum pot aplica o strategie. Elevii preferă să învețe în diferite moduri: unora le place să studieze singuri, să acționeze în grup, altora să stea liniștiți deoparte și să-i observe pe alții. Sunt și elevi care preferă să facă puțin din fiecare. Mulți oameni învață în moduri diferite față de ceilalți în funcție de clasă socială, educație, vârstă, naționalitate, rasă, cultură, religie.

Stilul de învățare se referă la „simpla preferință pentru metoda prin care învățăm și ne aducem aminte ceea ce am învățat”. Acesta ne arată calea și modalitățile în care învățăm; se referă la faptul că indivizii procesează informațiile în diferite moduri, care implică latura cognitivă, elemente afectiv-emoționale, psihomotorii și anumite caracteristici ale situațiilor de învățare.
A vorbi despre stilurile de învățare, despre modurile diferite de a cunoaște, despre diferențele între cei care învață poate este mai puțin important decât strategiile efective adecvate fiecărui stil de învățare și materialele de învățare specifice folosite. Specialiștii subliniază rolul deosebit pe care îl joacă cadrele didactice, contribuția acestora „în meseria de a-i învăța pe elevi cum să învețe” adaptată nevoilor, intereselor, calităților personale, aspirațiilor, stilului de învățare identificat.

Wyman P., considera că pentru a facilita învățarea este necesar să se înțeleagă preferințele specifice stilului personal de învățare și să se conștientizeze care stil de învățare creează cea mai eficientă cale de a înțelege și de a ține minte ceea ce alegem și decidem să învățăm.

Stilurile au o valoare strategică, în sensul că stiluri diferite generează ipoteze de acțiune diferite, sugerează proceduri de învățare diferite. Astfel, unul și același stil lasă posibilitatea de a se opera cu mai multe strategii, ceea ce creează posibilități sporite de adaptare la sarcina de învățare dată. Din acest punct de vedere, elevii trebuie ajutați să conștientizeze stilurile lor cognitive sau de învățare și încurajați să învețe prin propriile lor mijloace și- nu în ultimul rând-să se ofere fiecărui elev tipul de sprijin cel mai potrivit stilului său cognitiv.

După modalitatea senzorială implicată sunt trei stiluri de învățare de bază: vizual, auditiv, practic.

Important este că fiecare elev tinde să-și formeze, cu timpul, un stil propriu de învățare. Profesorul trebuie să evalueze corect diferite stiluri de învățare și să elaboreze lecții care să se adreseze acestor stiluri; să permită fiecărui elev să învețe folosind stilul său specific. De exemplu, „copilul reflexiv nu trebuie făcut să se simtă prost pentru că este mai încet decât colegul său, mai impulsiv”. De asemenea, profesorii trebuie să știe că stilul de învățare se întărește prin practicarea unor tehnici sau strategii de învățare specifice fiecărui stil.

Modernizarea procesului de predare-învățare

În analiza direcțiilor principale ale modernizării procesului de predare-asimilare se impune abordarea sistemică a procesului de predare –învățare.

Orice sistem acționează în vederea atingerii unui scop care se realizează printr-un proces în care sunt angrenate elemente componente ale sistemului.

Sistemele sunt organizate în structuri ierarhice, fiind constituite din subsisteme, fiecare urmărind un scop subordonat scopului general al sistemului din care face parte.

Fiecare dintre aceste elemente (subsisteme) are la rândul lui o structură ierarhică proprie.

Prin modernizarea procesului de predare-învățare la nivel de școală, înțelegem acțiunea unitară și continuă de dezvoltare și de perfecționare a acestui sistem de instruire (a tuturor elementelor sale), pentru a corespunde cerințelor actuale și de perspectivă ale dinamicii societății.

În spiritul concepției sistemice, principalele direcții ale perfecționării procesului instructiv-educativ desfășurate în școală sunt următoarele:

– delimitarea precisă a obiectivelor instructiv-educative și reglarea lor conform cerințelor sociale;

– perfecționarea conținutului predării-învățării;

Perfecționarea conținutului predării – învățării

Perfecționarea conținutului vizează revizuirea cunoștințelor din perspectiva noilor tehnologii, eliminarea informațiilor neesențiale și abordarea sistemică a conținutului din programa școlară și din fiecare lecție.

Elementele de conținut pot fi de asemenea structurate pe părți ale tehnologiei: pe module, pe capitole (teme), pe secvențe (lecții) care, la rândul lor, pot fi abordate sistemic.

Deși cunoștințele sunt structurate în acest fel, elevii trebuie să le însușească ca un tot unitar, în sisteme închegate, adică grupate în jurul unor informații cu caracter integrator (legitate, principii etc.) și pe baza relațiilor dintre ele.

Rezultă, de aici, că perfecționarea conținutului predării-asimilării modulelor tehnice la școală vizează abordarea sistemică a acestora de către profesor în vederea obținerii la elevi a unei concepții unitare despre domeniul științelor tehnice și în vederea asigurării pregătirii temeinice a acestora.

Abordarea sistemică a conținutului presupune deci ca profesorul să stabilească precis în cadrul unui capitol (temă, lecții etc.) elementele sistemului dat (adică cunoștințele instrumentale și operaționale), relațiile dintre ele, de subordonare și supraordonare, și cunoștințele integratoare care urmează să fie adâncite și lărgite continuu prin studiul celorlalte capitole.

Perfecționarea metodologiei predării-învățării disciplinelor tehnice

Perfecționarea metodologiei presupune accentuarea caracterului euristic de activizare și de creativitate al acestora.

Caracterul euristic al metodelor reprezintă însușirea acestora de a orienta și determina elevul să execute activități de cercetare, experimentare menite să conducă la descoperirea noilor adevăruri (cunoștințe) prin efort propriu și de a-l înarma cu tehnica investigației științifice, stimulându-i curiozitatea și interesul de cunoaștere. Toate metodele pot dobândi acest caracter dacă sunt puse în slujba cercetării-experimentării, ca strategie didactică principală adoptată.

Metodele noi (problematizarea, conversația euristică, demonstrația, exercițiul, munca în grup, învățarea centrată pe elev) au un pronunțat caracter euristic și de aceea au fost aplicate în cadrul lecțiilor din proiectele didactice ale acestei lucrări.

Caracterul de activizare al metodelor reprezintă calitatea acestora de a implica efectiv și de a antrena elevul în procesul de asimilare-învățare, înlăturând cât mai mult posibil caracterul intelectualist verbalist al predării și asigurând primatul gândirii în activitatea de instruire.

Metoda trebuie să stimuleze și să exerseze gândirea creativă, inventivitatea și spiritul de independență al elevului, determinându-l să compună și să recompună din elemente cunoscute aspecte și structuri noi, fapt ce-i conferă caracter de creativitate. Investită cu aceste virtuți și fiind preluată de către elev, metoda devine un instrument de lucru al acestuia în actul de predare-învățare și un mijloc de autoformare a personalității sale.

EVALUAREA

Evaluarea este un proces didactic complex, care urmărește măsurarea cunoștințelor, priceperilor, capacităților dobândite de elevi, ca și valoarea, nivelul, performanțele și eficiența activității de predare – învățare. Esența evaluării este cunoașterea efectelor acțiunii desfășurate pentru ca, pe baza informațiilor obținute, această activitate să poată fi ameliorată și perfecționată în timp.

I. Jinga definește evaluarea ca fiind un proces complex de comparare a rezultatelor activității instructiv – educative cu obiectivele planificate (evaluarea calității), cu resursele utilizate (evaluarea eficienței) sau cu rezultatele anterioare (evaluarea progresului).

Evaluarea în învățământ se poate referi la: sistemul de învățământ, instituțiile de învățământ, managementul educațional, curriculum-ul, profesori, elevi, relația școală-familie-comunitate.

Notele definitorii ale evaluării în învățământ sunt:

– evaluarea este un proces, nu un produs;

-evaluarea nu se rezumă la notarea elevilor (care este expresia numerică a aprecierii performanțelor școlare ale acestora), ci vizează domenii și probleme mult mai complexe (inclusiv programe de învățământ și sistemul în ansamblu);

– evaluarea presupune o serie de măsurători, comparații, aprecieri, pe baza cărora se pot adopta anumite decizii didactice, menite să optimizeze activitatea sau domeniile supuse evaluării;

– evaluarea ține de responsabilitatea profesorului și a factorilor de decizie din învățământ;

– evaluarea este o componentă continuă a predării și învățării;

– evaluarea necesită timp de desfășurare.

E. Planchard arată că ,,examinarea elevului va avea două scopuri: evaluarea efectelor învățământului și descoperirea însușirilor naturale ale celui educat”.

Putem spune deci, că evaluarea este, alături de predare-învățare, o componentă importantă a procesului de învățământ deoarece ajută la reglarea din mers a metodologiei folosite.

Funcțiile evaluării în învățământ sunt stabilite în conformitate cu anumite criterii psihopedagogice, sociologice și docimologice, vizând efectele evaluării în plan individual și social.

– funcția de control, de constatare și apreciere a activității și rezultatelor obținute în procesul de învățământ (diagnosticare), prin care se stabilește unde se situează aceste rezultate în raport cu obiectivele proiectate, încercând să depisteze factorii care le influențează în sens pozitiv sau negativ. Prin exercitarea acestei funcții, evaluarea are rol de feed-back.

– funcția de reglare a sistemului, de ameliorare a activității și de optimizare a rezultatelor, care constă în demersurile comune ale evaluatorilor și evaluaților de a face corecțiile necesare prin optimizarea stilului de predare, a capacității de învățare și a stimulării factorilor motivaționali;

– funcția de predicție, de prognosticare și orientare, prin care se încearcă prefigurarea desfășurării activității și anticiparea rezultatelor ca urmare a măsurilor propuse;

– funcția de clasificare și selecție, în baza căreia se ierarhizează instituțiile de învățământ, elevii și studenții;

– funcția educativă, menită să conștientizeze și să motiveze, să stimuleze interesul pentru studiu continuu, pentru perfecționare și pentru obținerea unor performanțe mai înalte;

– funcția socială, prin care se realizează informarea colectivității locale, a familiei asupra rezultatelor obținute de elevi.

În practică, în raport cu scopul evaluării, unele funcții vor avea o pondere mai mare decât altele.

Pentru a fi eficientă, orice activitate trebuie să parcurgă trei etape ciclice: proiectare, desfășurare, evaluare. S-a demonstrat că evaluarea își realizează funcțiile în condițiile integrării optime în procesul didactic, ca acțiune constitutivă a acestuia.

A stabili o strategie de evaluare în învățământ echivalează cu a fixa când evaluezi, sub ce formă, cu ce metode și mijloace, cum valorifici informațiile obținute. În final, în funcție de concluziile desprinse, elevul își va modifica strategia de învățare, iar profesorul pe cea de predare.

Experiența școlară a condus la stabilirea a trei forme de evaluare:

a) Evaluarea inițială, care are scopul de a stabili cât mai exact nivelul de cunoștințe al elevilor din perioadele anterioare care se constituie în „ancore” ale activității viitoare a profesorului. Evaluarea inițială se realizează de obicei prin probe scrise la începutul unui program de instruire (an școlar, semestru, capitol). Testul este întocmit de profesor pornind de la elementele esențiale de conținut din materia parcursă. După aplicarea și corectarea testului se face un inventar de greșeli tipice, confuzii, lacune, pe baza căruia profesorul va stabili modul adecvat de predare-învățare a noilor conținuturi, ca și măsuri de sprijinire și recuperare pentru unii elevi.

b) Evaluarea continuă, formativă sau de progres se caracterizează prin aceea că verificarea și aprecierea sunt incluse în procesul de instruire. Evaluarea continuă își propune să evalueze performanțelor elevilor după parcurgerea unei secvențe de instruire (lecție, unitate de învățare). Se poate realiza prin: probe pentru evaluarea atingerii unui anumit obiectiv operațional după parcurgerea unei secvențe de instruire; probe de scurtă durată, aplicate la sfârșitul lecției sau la începutul lecției următoare; probe cu durată mai mare la sfârșitul unei unități de învățare. Evaluarea formativă permite cunoașterea și identificarea neajunsurilor după fiecare secvență de instruire și adoptarea unor măsuri de recuperare a unor elevi și de ameliorarea a procesului instructiv-educativ, prevenind eșecul școlar. Evaluarea formativă presupune cunoașterea de către elevi a rezultatelor obținute și a gradului de îndeplinire a obiectivelor.

c) Evaluarea sumativă, globală sau finală este mai complexă, pentru că ea trebuie să furnizeze informațiile relevante despre nivelul pregătirii elevilor, raportat la cerințele programelor analitice la sfârșitul unei etape de instruire (semestru, an școlar, ciclu de școlarizare). Evaluarea sumativă se realizează în mod obișnuit prin teze semestriale, lucrări scrise anuale, examene de bacalaureat. Acest tip de evaluare nu permite ameliorarea procesului de instruire decât pentru seriile următoare. Evaluarea sumativă certifică nivelul de cunoștințe și capacități al elevilor. Evaluarea sumativă exercită funcția de constatare a rezultatelor elevilor și de apreciere a reușitei elevilor în raport unii cu alții și se realizează prin teste standardizate.

Metode de evaluare

Strategia evaluării performanțelor elevilor cuprinde mai multe tipuri de metode și instrumente de evaluare. O clasificare a acestora poate fi cea de mai jos:

– metode tradiționale: examinarea orală; evaluarea prin probe scrise; examinarea prin probe practice;

– metode complementare: investigația, proiectul, portofoliul, autoevaluarea, observarea sistematică a elevilor.

Metode tradiționale de evaluare

a) Examinarea orală este una dintre cele mai răspândite modalități de examinare a elevilor. Principalul avantaj al acestei metode îl constituie posibilitatea dialogului profesor-elev, în cadrul căruia profesorul își poate da seama atât de nivelul cunoștințelor elevului, cât și de modul în care acesta gândește și se exprimă. În cazul examinării orale, profesorul îi poate cere elevului să-și motiveze și argumenteze răspunsul la o anumită întrebare sau îl poate ajuta cu întrebări suplimentare. Metoda prezintă însă și dezavantaje: este mare consumatoare de timp; profesorul se poate găsi în imposibilitatea de a formula pentru toți elevii întrebări cu același grad de dificultate; unii elevi mai emotivi se pot simți descurajați de acest tip de examinare.

Dintre tehnicile de evaluare orală fac parte:

– tehnicile reproductive, în care se solicită numai capacitatea de memorare și de aceea sunt rar folosite;

– tehnicile de tip conversație;

– tehnicile bazate pe rezolvarea de exerciții și probleme;

– tehnici ce presupun o perioadă de pregătire a răspunsului (ex: examenul de bacalaureat);

– tehnica prezentării orale a unei teme alese dintr-un set anunțat anterior de profesor.

b) Evaluarea prin probe scrise are mai multe avantaje: permite verificarea unui număr mai mare de elevi în același timp; se asigură același grad de dificultate a subiectelor pentru toți elevii, ceea ce permite compararea rezultatelor; îi avantajează pe elevii emotivi și elimină subiectivismul profesorului care poate fi tentat să noteze preferențial anumiți elevi la examinarea orală. Evaluarea scrisă prezintă însă și unele dezavantaje. Astfel elevii pot ghici unele răspunsuri la itemii cu alegere multiplă. Indiferent de forma utilizată, în cazul probelor scrise este dificil de apreciat un răspuns incomplet sau formulat ambiguu, deoarece profesorul care corectează lucrarea nu poate cere lămuriri celui examinat. Pentru evaluarea scrisă este necesar să se stabilească unele criterii de apreciere de fond și altele de formă. Trebuie să se țină cont de volumul și corectitudinea prezentării cunoștințelor, de rigoarea demonstrațiilor. Important este ca întotdeauna să nu se omită cunoștințe esențiale din materia supusă examinării.

Dintre tehnicile de evaluare scrisă se pot enumera:

– extemporalul, cu durata de 10-15 minute, care evaluează cunoștințele din lecția anterioară;

– lucrarea de control la sfârșitul unității de învățare;

– probele de evaluare formativă, aplicate după câteva lecții care au o temă comună;

– lucrări scrise semestriale;

– lucrări scrise cu subiect unic (evaluare externă);

– testele.

c) Examinarea prin probe practice permite profesorului să constate care este nivelul deprinderilor practice, abilităților de realizare a activităților experimentale în cadrul procesului instructiv-educativ pornind de la anumite criterii, norme și/sau cerințe pedagogice pe care elevii trebuie să le cunoască încă de la începutul activității.

Evaluarea prin probe practice se poate realiza de câteva ori pe semestru și se bazează pe următoarele elemente:

– formularea problemei și emiterea unor ipoteze (soluții) practice de efectuare a experimentului, incluzând alegerea substanțelor și ustensilelor necesare;

– efectuarea activității experimentale observate atent de profesor;

– întocmirea referatului lucrării.

Metode complementare de evaluare

Metodele de evaluare complementare sau alternative completează metodele tradiționale, fiind mult mai suple și permițând profesorului să structureze puncte de reper și să adune informații asupra derulării activității de predare-învățare utilizând instrumente adaptate mai mult la specificul situațiilor instructiv-educative.

La nivelul profesorului-evaluator schimbarea se manifestă mai ales în combinarea metodelor de evaluare, calitative și cantitative, pe care acesta își întemeiază judecata de valoare asupra activității și achizițiilor elevilor. Obiectivele profesorului devin semnalarea erorilor și reușitelor înregistrate, furnizarea de instrumente necesare elevilor, schimbarea ideii de a constata și corecta cu ideea că elevul se poate corecta singur. Pentru elev, metodele complementare de evaluare au următoarele obiective: conștientizarea scopului sarcinii de lucru, înțelegerea criteriilor necesare realizării sarcinilor respective, participarea la elaborarea sau modificarea instrumentelor propuse, găsirea modului de abordare a sarcinii, utilizarea instrumentelor puse la dispoziția sa.

O oarecare dificultate intervine în faptul că aceste metode nu sunt standardizate, modul de proiectare și aplicare depinzând de fiecare profesor în parte, ceea ce atrage valorizări diferite.

Cele mai utilizate metode complementare de evaluare sunt:

a) Referatul – permite o apreciere nuanțată a învățării și identificarea unor elemente de performanță individuală a elevului, care își au originea în motivația lui pentru activitatea desfășurată. Se pot diferenția două tipuri de referate: referatul de investigație științifică independentă, bazat pe descrierea demersului unei activități desfășurate la clasă și pe analiza rezultatelor obținute și referatul bibliografic, bazat pe informarea documentară.

Caracteristicile esențiale ale referatului sunt:

– pronunțatul caracter formativ și creativ;

– caracterul integrator, atât pentru procesele de învățare anterioare, cunoștințele disciplinare și interdisciplinare, cât și pentru metodologia informării și a cercetării științifice;

– permite abordarea unor teme noi, care reprezintă extinderi ale conținutului, în măsura în care tematica propusă este interesantă și justificată didactic;

– caracter sumativ, angrenând cunoștințe, priceperi, deprinderi și abilități diverse, constituite pe parcursul unei perioade mai îndelungate de învățare;

– relevă motivația intrinsecă de învățare sau documentare a unor elevi față de alții, care se pregătesc pe baza unor factori exteriori lor.

b) Investigația se prezintă ca un instrument ce facilitează aplicarea în mod creativ a cunoștințelor și explorarea situațiilor noi sau foarte puțin asemănătoare cu experiența anterioară. Elevul sau grupul de elevi primește o temă cu sarcini precise legate de ordinea de rezolvare, de notare a observațiilor parțiale și ordinea de prezentare a rezultatelor finale.

Evaluarea investigației se face pe baza unei scheme de notare, care va cuprinde măsurarea separată a următoarelor elemente: strategia de rezolvare; aplicarea cunoștințelor, principiilor, regulilor; acuratețea înregistrării și prelucrării datelor; claritatea argumentării și forma prezentării; inventarierea produselor realizate; atitudinea elevilor în fața cerințelor; dezvoltarea unor deprinderi de lucru individual sau în grup.

Caracteristicile esențiale ale investigației:

– are un pronunțat caracter formativ;

– are caracter integrator, atât pentru cunoștințele anterioare, cât și pentru metodologia informării și a cercetării științifice;

– are caracter sumativ, angrenând cunoștințe, priceperi, deprinderi și abilități diverse, constituite pe parcursul unei perioade mai îndelungate de învățare.

c) Portofoliul reprezintă o metodă de evaluare complexă, proiectată pentru o secvență mai lungă de timp, care oferă posibilitatea de a se emite o judecată de valoare bazată pe un ansamblu de rezultate. Acest instrument reprezintă o colecție de produse ale activității elevului: fișe de informare și documentare independentă, referate, eseuri, pliante, colaje, desene, selectate de el însuși, structurate corespunzător. Portofoliul oferă o imagine completă a progresului înregistrat de elev de-a lungul intervalului de timp pentru care a fost proiectat, prin raportarea la criterii formulate în momentul proiectării. Portofoliul poate fi încadrat într-o evaluare sumativă, furnizând nu doar o informație punctuală, într-un anumit moment al achizițiilor elevului, ci o informație privind evoluția și progresele înregistrate de acesta în timp, alături de informații importante despre preocupările sale.

d) Autoevaluarea permite aprecierea propriilor performanțe în raport cu obiectivele operaționale. Educarea capacității de evaluare și autoevaluare are o deosebită valoare stimulativă și trebuie să constituie atât un mijloc de formare a elevilor, cât și un rezultat al acțiunii pedagogice.

Tehnicile folosite în scopul dezvoltării capacității de autoevaluare pot fi grupate în sensul creșterii dificultății lor astfel:

– înțelegerea de către elevi a criteriilor de apreciere după care se conduce profesorul;

– autonotarea controlată, în care elevul își propune nota, aceasta fiind revăzută și definitivată de profesor, eventual prin consultarea altor elevi;

– interevaluarea (notarea reciprocă) sub îndrumarea profesorului;

– autoevaluarea și interevaluarea independentă;

– construirea grilelor de autoevaluare.

Înțelegerea obiectivelor stabilite de profesor permite elevilor să-și urmărească propria formare, iar exercițiile de autoevaluare îl ajută să determine eficiența activităților realizate în condiții de autonomie. Înregistrând rezultatele pozitive și negative la diferite sarcini de lucru pentru orice capacitate formulată prin obiectivele aduse la cunoștință elevului, grila de autoevaluare va permite construirea unui tablou în cadrul căruia elevul are posibilitatea de a-și urmări evoluția nivel după nivel și de a-și aprecia progresul în raport cu capacitățile vizate.

e) Observarea sistematică a elevilor permite:

– cunoașterea interesului manifestat de elevi pentru studiu;

– sesizarea modului în care elevii participă la activități;

– observarea gradului de îndeplinire a îndatoririlor școlare;

– cunoașterea modului de exprimare.

Tipuri de itemi aplicați în evaluarea la disciplinele tehnice

a) Itemi obiectivi

Prezintă următoarele caracteristici:

– reprezintă componente ale testelor de progres, în special ale celor standardizate;

– au obiectivitate ridicată în măsurarea / evaluarea rezultatelor învățării;

– nu necesită scheme de notare detaliate;

– punctajul se acordă sau nu în funcție de marcarea răspunsului corect;

– timp scurt de răspuns și de corectare.

Itemii obiectivi sunt de mai multe tipuri:

– itemi cu alegere duală (cu răspuns alternativ): solicită elevului să selecteze unul din două răspunsuri posibile: adevărat/fals; corect/greșit; da/nu; acord/dezacord; general/particular; varianta 1/varianta 2; mai mare/mai mic; enunț de opinie/enunț factual etc;

– itemi de tip pereche (asociere): solicită din partea elevului stabilirea unor corespondențe/asociații între cuvinte, propoziții, fraze, numere, litere sau alte categorii de simboluri dispuse pe două coloane; elementele din prima coloană se numesc premise, iar cele din a doua coloană reprezintă răspunsurile; criteriul sau criteriile pe baza cărora se stabilește răspunsul corect sunt enunțate / explicitate în instrucțiunile care preced cele două coloane;

– itemi cu alegere multiplă: solicită elevii să aleagă un răspuns dintr-o listă de alternative oferite pentru o singură premisă; elevul selectează un răspuns dintre cele propuse, nu îl formulează.

b) Itemi semiobiectivi

Prezintă următoarele caracteristici:

– răspunsul cerut elevului poate fi limitat ca spațiu, formă, conținut prin structura enunțului / întrebării;

– sarcina este foarte puternic structurată;

– libertatea elevului de a reorganiza informația primită și de a formula răspunsul în forma dorită este redusă;

– pentru a oferi răspunsul corect elevul trebuie să demonstreze nu numai cunoașterea, dar și abilitatea de a structura / elabora cel mai corect și scurt răspuns.

Itemii semiobiectivi pot fi:

– itemi cu răspuns scurt: elevii trebuie să formuleze răspunsul sub forma unei propoziții, fraze, cuvânt, număr, simbol;

– itemi de completare: solicită de obicei drept răspuns unul sau două cuvinte, care să se încadreze în contextul-suport dorit;

– întrebări structurate: sunt formate din mai multe subîntrebări de tip obiectiv, semiobiectiv sau minieseu legate între ele printr-un element comun.

c) Itemi subiectivi (cu răspuns deschis)

Prezintă următoarele caracteristici:

– sunt ușor de construit, solicită răspunsuri deschise;

– evaluează procese cognitive de nivel înalt;

– verifică obiective care vizează creativitatea, originalitatea;

– prezintă însă și unele dezavantaje, cum ar fi: fidelitate și validitate scăzută, necesită scheme de notare complexe și greu de alcătuit, corectarea durează mult.

Itemii subiectivi pot fi:

– probleme, care în unele cazuri se pot încadra în categoria itemilor semiobiectivi

– itemi de tip eseu: solicită elevul să construiască, să producă un răspuns liber în conformitate cu un set de cerințe date; cu cât cerințele sunt mai precis formulate și mai direct ilustrate în schema de notare, cu atât fidelitatea aprecierii crește.

Evaluarea nivelului de realizare a obiectivelor pedagogice cu ajutorul instrumentelor de evaluare

Scopul evaluării este de a compara nivelul comportamental realizat de elevi, ca efect al învățării cu nivelul comportamentului dorit a se realiza, exprimat concret prin obiectivele pedagogice.

Instrumentul de evaluare cel mai frecvent utilizat, este testul, care reunește itemii, sarcinile de rezolvare, date elevilor.

Testele au rolul de a viza exactitatea, obiectivitatea și fidelitatea, astfel încât pot fi eliminate și diminuate deficiențele sistemului de notare și examinare, în care nota dată elevului, este expresia unor impresii subiective, tot atât de diverse ca și diversitatea tipologică a cadrelor didactice.

În activitatea didactică folosesc adesea teste de autoevaluare care au rolul de a da elevilor sentimental de siguranță, de a le reda încrederea în sine, de a-i face responsabili cu privire la conștientizarea nivelului de cunoștințe acumulat la un moment dat.

Un astfel de test este și următorul:

FIȘA DE AUTOEVALUARE

Liceul Tehnologic Constantin Brâncoveanu Târgoviște

Domeniul: Mecanic

Modulul II: Studiul materialelor

Clasa: a IX-a C

Numele și prenumele elevului: ………………………………………….

Unitatea de învățare: Materiale metalice

SUBIECTUL I (2×0,5=1 p):

Încercuiți afirmația corectă:

1. La preîncălzirea oțelurilor slab aliate, valoarea conținutului de carbon echivalent Ce este:

a. Ce< 0,25%

b. Ce< 0,45%

c. Ce ≥ 0,45%

2. Valoarea maximă a conținutului de carbon, pentru oțelurile slab aliate , este:

a. 0,30%

b. 0,20%

c. 0,10%

SUBIECTUL al II-lea (4×1=4 p):

Stabiliți valoarea de adevăr (A) sau fals (F) pentru următoarele afirmații:

Oțelurile aliate conțin în plus față de oțelurile carbon obișnuite, unul sau mai multe elemente de aliere ( Cr, Ni, W, Mo, V, etc.)

Oțelurile sunt aliaje ale fierului cu manganul.

Sudabilitatea depinde de natura și procentul elementelor de aliere.

Prin scăderea conținutului de carbon, crește sudabilitatea.

SUBIECTUL al III-lea (4×0,5=2 p):

Realizați prin săgeți legătura dintre coloanele A și B:

SUBIECTUL al IV-lea (4×0,5=2 p):

Prin introducerea …………………, oțelurile slab aliate au caracteristici superioare, adică crește rezistența la…………… și ……………………..la curgere.

Principalul element de aliere al oțelurilor slab aliate este…………

Caracteristica oțelurilor slab aliate , este ………………….. mărită, în zona ……….

Reducerea durității se poate face prin ………pieselor și …… vitezei de…………

NOTĂ!

Timp de lucru: 20 minunte

Se acordă 1 punct din oficiu

BAREM DE CORECTARE ȘI NOTARE

Liceul Tehnologic Constantin Brâncoveanu Târgoviște

Domeniul: Mecanic

Modulul II: Studiul materialelor

Clasa: a IX-a C

Numele și prenumele elevului: ………………………………………….

Unitatea de învățare: Materiale metalice

SUBIECTUL I (2×0,5=1 p):

1 – c, 2 – b.

SUBIECTUL al II-lea (4×1=4 p):

A, 2. F, 3. A, 4.A

SUBIECTUL al III-lea (4×0,5=2 p):

1 – b, 2 – a, 3 – d, 4 – c .

SUBIECTUL al IV-lea (4×0,5=2 p):

1. Elementelor de aliere, rupere, limita(rezistența).

2. manganul.

3. duritatea, influențată termic.

4. preîncălzirea, reducerea, răcire.

NOTĂ!

Se acordă 1 punct din oficiu

Fișa de autoevaluare am aplicat-o în etapa de evaluare a cunoștințelor. Fiind elevi de clasa a IX-a, încă nu sunt obișnuiți cu acestă modalitate de evaluare, dar au fost încântați să își corecteze lucrarea și să își calculeze singuri nota.

Alături de învățare, evaluarea reprezintă o componentă principală a procesului de învățământ. Prin evaluare se stabilește dacă obiectivele propuse au fost îndeplinite.

Evaluarea este procesul care cuprinde trei operații:

Măsurarea rezultatelor școlare;

Aprecierea pe baza baremelor stabilite;

Interpretarea rezultatelor în vederea adoptării deciziilor adecvate.

La toate modulele pe care le predau, acord o importanță deosebită evaluării, astfel încât, în fiecare an școlar, folosesc următoarele tipuri de evaluare:

evaluare inițială la începutul anului școlar;

evaluare continuă pe tot parcursul predării-învățării;

evaluare sumativă (finală) la sfârșitul capitolului.

La sfârșitul anului școlar, de cele mai multe ori, se înregistrează progres. La unii elevi progresul este însemnat, neașteptat de mare.

Mai mult decât atât, parcursul educațional al unui elev poate fi urmărit de la clasa a IX-a până la clasa a XII-a când bucuria unui dascăl se poate măsura rezultatele elevilor săi care ajung specialiști pe piața muncii.

Acest fapt mă motivează pe mine ca profesor să mă autodepășesc, să mă perfecționez mereu, să utilizez metode activ-participative care sprijină elevul în procesul educațional: brainstormingul, metoda mozaic, cubul, proiectul, portofoliul, temele de lucru în clasă, individuale și pe grupe, temele de lucru pentru acasă etc.

Pentru exemplificare am ales să urmăresc evoluția unei clase de început de ciclu, a IX-a C, la modulul Tehnologie generală mecanică, concepând teste, bareme de corectare și notare, planuri de ameliorare (analiza rezultatelor obținute) și reprezentări grafice care reliefează rezultatele obținute la evaluarea inițială, la evaluarea formativă și la cea sumativă.

EVALUARE INIȚIALĂ

Liceul Tehnologic Constantin Brâncoveanu Târgoviște

Domeniul: Mecanic

Modulul: Tehnologie generală mecanică

Clasa: a IX-a C

Numele și prenumele elevului: ………………………………………….

Subiectul I 3 puncte

Încercuiți răspunsul corect: 1 punct

1.1. Curățirea manuală se execută :

cu peria de sârmă

în băi

prin așchiere

1.2. Sudarea este un procedeu tehnologic de îmbinare:

cu filet

demontabilă

nedemontabilă

Completați spațiile libere cu informația corectă: 1 punct

146dm =…………………m

56 g =…………………….kg

0,0054 hm = ……..……..cm

0,5 mm2 =…………………m2

Citiți cu atenție enunțurile. Dacă sunt adevărate încercuiți litera A, dacă nu sunt adevărate litera F: 1 punct

A F a. Decametru este un multiplu al metrului;

A F b. Mijlocul de măsurare a intensității este voltmetrul;

A F c. Centrimetru este unitatea de măsură a volumului;

A F d. Voltmetru este mijlocul de măsurare al tensiunii.

Subiectul II 6 puncte

1. Definiți masa. 1 punct

2. Enumerați 5 operații de lăcătușerie. 1 punct

3.Dați 5 exemple de scule utilizate la operații de lăcătușerie. 1 punct

4. Completați tabelul următor:

3×0,5=1,5 puncte

5. Identificați instrumentul reprezentat în figura următoare: 0,5 puncte

6. Indicați asocierile dintre mărimile fizice scrise în prima coloană și unitățile de măsură din coloana a doua: 1 punct

A B

1. Masa a. m/s2

2. Forța b. N

3. Densitate c. kg

4. Viteza d. kg/m3

5.Accelerație e. m/s

NOTĂ: Se acordă 1 punct din oficiu și pentru fiecare răspuns corect se acordă 1 punct

Timp de lucru: 15 minute

BAREM DE CORECTARE ȘI NOTARE TEST INIȚIAL

Liceul Tehnologic Constantin Brâncoveanu Târgoviște

Domeniul: Mecanic

Modulul: Tehnologie generală mecanică

Unitatea de competență: Lăcătușerie generală

Clasa: a IX-a C

NOTĂ: pentru răspuns incorect sau lipsa acestuia, se acordă 0 puncte.

ANALIZA REZULTATELOR OBȚINUTE LA EVALUAREA INIȚIALĂ

Liceul Tehnologic Constantin Brâncoveanu Târgoviște

Domeniul: Mecanic

Modulul: Tehnologie generală mecanică

Unitatea de competență: Lăcătușerie generală

Clasa: a IX-a C

Nr. elevi: 25 elevi

Nr. elevi prezenți: 25 elevi

Scopul evaluării: Identificarea nivelului de cunostinte tehnice al elevilor la începutul programului de instruire, la intrarea în învățământul tehnic,

Competențe specifice:

1. Identifică SDV-urile necesare realizării operațiilor de lăcătușerie generală;

2. Enumeră operații de lăcătușerie;

3. Asociază unitățile de măsură cu mărimile fizice;

4. Efectuează transformări în unitățile de măsură.

Competențe educative:

dezvoltarea capacității de lucru individual;

dezvoltarea capacității de comunicare în scris;

dezoltarea gândirii critice.

Evaluarea inițială pentru modulul Tehnologii generale mecanice are drept scop cunoașterea potențialului de învățare al elevilor la începutul programului de instruire, la intrarea în învățământul tehnic, domeniul Mecanic. Nivelul de pregatire al elevilor, asigurarea ,,continuității’’ în formarea/ dezvoltarea competențelor și nevoia de anticipare a procesului didactic adaptat posibilităților elevului reprezintă condiții ale proiectării evaluării inițiale/ predictive.

Obiectul evaluării inițiale îl constituie acele competențe formate anterior și care reprezintă premise pentru dezvoltarea competențelor specifice domeniului mecanic. Competențele formate anterior, formal sau informal, vor ajuta profesorul în realizarea programului de învățare centrată pe elev astfel încât la finalul parcurgerii modulului, fiecare elev să-și fi dezvoltat integral competențele prevăzute în cuprinsul acestuia.

Competențele avute în vedere pentru alcătuirea acestui test predictiv sunt la disciplinele Educație tehnologică, Fizică și Matematică, clasele VII-VIII, competențe dobândite în ciclul gimnazial:

Identifică / recunoaște operații de lăcătușerie;

Exemplifică operații de lăcătușerie;

Asociază instrumentele de măsurare cu mărimile fizice măsurate și cu unitățile lor de măsură;

Efectuează transformări în unitățile de măsură.

Rezultatele testului:

În urma corectării răspunsurilor elevilor, notele obținute de elevi au fost centralizate în tabelul de frecvență pentru eșantionul supus evaluării inițiale:

Tabelul de frecvență pentru eșantionul supus evaluării inițiale:

REALIZAREA COMPETENȚELOR SPECIFICE:

Rezultatele elevilor la evaluarea inițială pot fi urmărite în diagrama reprezentată în figura următoare:

Greșeli frecvente:

Elevii au întâmpinat dificultăți în identificarea SDV-urilor utilizate în operațiile de lăcătușerie;

Elevii nu asociază corect toate unitățile de măsură cu mărimile fizice corespunzătoare;

Nu efectuează corect toate transformările în unitățile de măsură precizate;

Nu stăpânesc termenii de specialitate și se exprimă cu dificultate în scris.

Propuneri de remediere:

– Pentru elevii cu note mai mici de nota 5, propun elaborarea unor planuri remediale în care să lucrez diferențiat cu elevii, folosind fișe de lucru diferite, ținând cont de stilurile de învățare ale elevilor (auditiv, vizual și practic).

Utilizarea unui material didactic cât mai variat (SDV-uri, piese prelucrate, organe de mașini, machete, soft educațional, lecții Ael);

Lucrul pe grupe utilizând: fișe de lucru, fișe de autoevaluare și evaluare diferite, în funcție de stilurile de învățare ale elevilor;

Antrenarea activă a elevilor în dezbaterea problemelor teoretice și în mod deosebit în realizarea lucrărilor de laborator,

Adoptarea strategiilor didactice eficiente, interactive, care antrenează direct elevii și care permite intervenția ameliorativă ori de câte ori este necesar.

Asigurarea unui feed-back permanent pentru corectarea greșelilor;

Pentru a observa în ce măsură elevii au atins competențele vizate la modulul:Tehnologie generală mecanică, s-a recurs la evaluarea formativă din unitatea de învățare: Operații de lăcătușerie.

EVALUARE FORMATIVĂ

Liceul Tehnologic Constantin Brâncoveanu Târgoviște

Domeniul: Mecanic

Modulul: Tehnologie generală mecanică

Unitatea de învățare: Operații de lăcătușerie

Tema: Îndoirea si pilirea materialelor

Clasa: a IX-a C

FIȘĂ DE EVALUARE

Subiectul I 4 puncte

1. Identificați răspunsul corect:

1.1. Îndoirea în menghină se execută, în special, când unghiul de îndoire este:

a. 450;

b. 600;

c. 900.

1.2. Controlul operației de îndoire constă în:

a. măsurarea razelor și unghiurilor de îndoire;

b. măsurarea lungimilor;

c. măsurarea distanțelor dintre axe.

1.3. Pila este:

a. o sculă;

b. un utilaj;

c. un dispozitiv.

1.4. Pilirea suprafețelor plane se execută cu pile:

a. convexe;

b. concave;

c. late.

Subiectul II 5 puncte

1. Răspundeți prin adevărat (A) sau fals (F) la următoarele propoziții:

a. Țevile din materiale neferoase se umplu, la îndoire, cu nisip fin și uscat.

b. Îndoirea manuală a sârmelor se execută cu dornuri.

c. După forma geometrică a corpului, pilele pot fi: de uz general și de uz special.

d. La pilirea mecanică, mișcarea principală de așchiere este efectuată de pilă.

2. Asociați elementele celor două coloane:

3. Scrieți informația corectă în spațiile libere din enunțurile de mai jos:

a. Îndoirea este operația tehnologică de …………………….. , prin care se modifică forma inițială a unui semifabricat, fără îndepărtare de material.

b. Îndoirea mecanică a sârmelor se execută pe mașini de …………………..

c. Mânerul pilei este executat din …………..

d. Pilirea suprafetelor plane se realizeaza cu …………………..

NOTĂ!

Se acordă 1 punct din oficiu

BAREM DE CORECTARE ȘI NOTARE

Liceul Tehnologic Constantin Brâncoveanu Târgoviște

Domeniul: Mecanic

Modulul: Tehnologie generală mecanică

Unitatea de învățare: Operații de lăcătușerie

Tema: Îndoirea si pilirea materialelor

Clasa: a IX-a C

Subiectul I – 4 puncte

1.

c

a

a

c

Pentru fiecare răspuns corect se acordă 1 punct. Pentru răspuns incorect sau în lipsa acestuia se acordă 0 puncte.

Subiectul II – 5 puncte

1.

F

A

F

A

Pentru fiecare răspuns corect se acordă 0,5 puncte. Pentru răspuns incorect sau în lipsa acestuia se acordă 0 puncte.

2.

d

a

b

c

Pentru fiecare răspuns corect se acordă 0,25 puncte. Pentru răspuns incorect sau în lipsa acestuia se acordă 0 puncte.

3. a)deformare plastică, b) găurit, c) lemn, d) pile late

Pentru fiecare răspuns corect se acordă 0,50 puncte. Pentru răspuns incorect sau în lipsa acestuia se acordă 0 puncte.

ANALIZA REZULTATELOR OBȚINUTE LA EVALUAREA CONTINUĂ

Liceul Tehnologic Constantin Brâncoveanu Târgoviște

Domeniul: Mecanic

Modulul: Tehnologie generală mecanică

Unitatea de învățare: Operații de lăcătușerie

Tema: Îndoirea si pilirea materialelor

Clasa: a IX-a C

Nr. elevi: 25 elevi

Nr. elevi prezenți: 25 elevi

Scopul evaluării:

Verificarea și aprecierea nivelului de cunoștințe privind operațiile de lăcătușerie .

Competențe specifice:

Competențe derivate:

Identificarea SDV-urilor utilizate la pilire;

Identificarea materialelor pentru confecționarea pilelor;

Efectuarea operațiilor de prelucrare prin pilire si îndoire în conformitate cu documentația tehnică;

Competențe educative:

dezvoltarea capacității de lucru individual;

dezvoltarea capacității de comunicare în scris;

dezoltarea gândirii critice.

REALIZAREA COMPETENȚELOR SPECIFICE:

Rezultatele testului:

În urma corectării răspunsurilor elevilor, aceștia au obținut următoarele note:

Tabelul de frecvență pentru eșantionul supus evaluării formative:

Rezultatele elevilor la evaluarea formativă pot fi urmărite în diagrama reprezentată în graficul următor:

Greșeli frecvente:

Nu cunosc mașinile pe care se relizează îndoirea mecanică a sârmelor și tablelor;

Nu stăpânesc modalitățile de control ale operațiilor de îndoire;

Asociază cu dificultate operațiile de îndoire și pilire cu sculele utilizate la executarea lor.

Propuneri de remediere :

-Lucrul pe grupe, utilizând fișe de lucru ce cuprind activități centrate pe elev;

-Utilizarea unui material didactic cât mai variat (piese, SDV-uri, soft educațional, lecții AEL);

-Realizarea unor lecții aplicative;

-Antrenarea elevilor în discuții libere care să le dezvolte abilitățile de comunicare;

– Utilizarea unor metode de predare interactive;

-Asigurarea unui feed-back permanent pentru corectarea greșelilor;

-Antrenarea elevilor în autoevaluare.

Interpretare : Analizând tabelele de frecvență pentru eșantionul de control, supus evaluării inițiale și pentru eșantionul experimental, supus evaluării formative, am constatat următoarele:

notele de 4 și 5, ca limită de admitere, s-au dovedit a fi notele preponderente la eșantionul de control, pe când la eșantionul experimental există cinci note de 5;

notele de 6 și 7 caracterizează elevii cu un nivel mediu de pregătire, fiind prezente în procente după cum urmează (note de șase se observă o creștere a procentului de la 12% la 20%; și note de șapte se observă o menținere a procentului la 25% ) la ambele eșantioane.

notele de 8, 9 și 10 corespund calificativului foarte bine și caracterizează elevii foarte bine pregătiți. La eșantionul de control, doi elevi au obținut nota 8 și un elev, nota 9, nu s-a obținut nici o notă de 10. La eșantionul experimental sau obținut patru note de 8 , patru note de 9 și o notă de 10.

Dacă reprezentarea grafică oferă o imagine vizuală a distribuției rezultatelor cercetării, prelucrarea statistică permite condensarea, sintetizarea rezultatelor brute ale măsurării și exprimarea lor printr-un număr.

Media aritmetică (M) se obține prin însumarea mărimilor individuale și împărțirea rezultatului la numărul lor:

Unde : x- valorile individuale înregistrate (notele)

N- numărul elevilor

Media aritmetică obținută este :

7,00 – pentru eșantionul experimental ;

5,68 – pentru eșantionul de control.

Comparând cele două medii constatăm o diferență mare între nivelul de pregătire al celor două eșantioane.

Se constată că la eșantionul de control numărul elevilor cu rezultate slabe este egal cu numărul elevilor cu rezultate medii, iar la eșantionul experimental, predomină elevii cu rezultate bune.

PLAN DE AMELIORARE

EVALUARE SUMATIVĂ

Liceul Tehnologic Constantin Brâncoveanu Târgoviște

Domeniul: Mecanic

Modulul: Tehnologie generală mecanică

Unitatea de învățare: Operații de lăcătușerie

Clasa a IX-a C

FIȘĂ DE EVALUARE

Subiectul I 3,5puncte

A. Citiți cu atenție afirmațiile de mai jos. Dacă considerați că afirmația este adevarată încercuiți litera A; dacă considerați că afirmația nu este adevarată, încercuiți litera F. 1,5 puncte

a) A F – Trasarea este operatia de reproducere pe materialul brut al liniilor de contur limita până la care materialul trebuie înlăturat prin prelucrare, în vedera obținerii dimensiunilor dorite ale piesei.

b) A F – Punctatorul este scula folosita la debitare.

c) A F – Găurirea este operația tehnologică de prelucrare prin așchiere prin care se obțin găuri (alezaje) în materiale compacte.

B. Încercuiți litera corespunzătoare răspunsului corect: 2 puncte

1. Utilajele folosite la îndreptarea mecanică sunt: a) presa mecanică; b) mașina de șlefuit; c) aparatul de sudură.

2. Trasarea se poate realiza prin următoarele metode: a) trasare după șablon; b) tridimensională; c) aproximativă.

3. Tablele subțiri cu grosimea mai mică de 1 mm se debitează cu: a) clește manual;

b) clește pneumatic; c) foarfece manual.

4. Pila execută o mișcare: a) de translație; b) combinată (de rotație și translație); c) de rotație.

5. Dispozitive de fixarea a burghielor utilizate: a) mandrine; b) plăci de strângere; c) menghine, prisme.

6. Filetarea interioara se execută cu : a) tarozi; b) filiere; c) bacuri de filetat.

7. Sudarea prin topire se realizează prin: a) refulare ; b) deformare la cald c) arc electric.

8. Pentru montarea și demontarea șuruburilor și piulițelor se folosesc: a) chei și șurubelnițe; b) mandrine ; c) dalta și ciocanul

Subiectul II 2,5 puncte

A. Identificați și bifați din lista de mai jos (care conține operații de lăcătușerie) operațiile de prelucrare;

6×0,25=1,5 puncte

sudare

filetare

curățire

nituire

găurire

îndreptare

îndoire

lipire

debitare

polizare

trasare

pilire

Completați spațiile libere din enunțurile următoare cu termenii corespunzători:

4×0,25=1 punct

1. Asamblarea prin nituire este procedeu tehnologic de ……………………. nedemontabilă.

2. Asamblarea prin filet este procedeul tehnologic de îmbinare …………. a două sau mai multe piese, utilizând organe de asamblare filetate de tip șurub-piuliță.

3. Prin sudare se realizează o legătură …………………… între piesele asamblate sau între piesele asamblate și materialul de adaos.

4. Filetele interioare se realizează cu …………………………

Subiectul III 2×1,5=3puncte

1. Enumerați trei avantaje ale asamblării prin sudare.

Precizați elementele componente ale asamblării filetate din figura de mai jos:

1-

2-

3-

NOTĂ!

Timp de lucru: 45 minute

Se acordă 1 punct din oficiu.

BAREM DE CORECTARE ȘI NOTARE

Liceul Tehnologic Constantin Brâncoveanu Târgoviște

Domeniul: Mecanic

Modulul: Tehnologie generală mecanică

Unitatea de învățare: Operații de lăcătușerie

Clasa a IX-a C

Subiectul I 3,5puncte

A. a- A ; b- F ; c- A 0,5×3=1,5 puncte

Pentru fiecare răspuns corect se acordă câte 0,5 p; Pentru un răspuns incorect sau în lipsa acestuia se acordă 0 p.

1-a; 2-a; 3-c; 4-a; 5-a; 6-a; 7-c; 8-a. 0,25x 8=2 puncte

Pentru fiecare răspuns corect se acordă câte 0,25 puncte;

Pentru un răspuns incorect sau în lipsa acestuia se acordă 0 puncte.

Subiectul II 2,5 puncte

A. 0,25×6=1,5 puncte

Pentru fiecare operație identificată corect se acordă câte 0,1 puncte;

Pentru un răspuns incorect sau în lipsa acestuia se acordă 0 puncte.

0,25×4=1punct

1.(1)- îmbinare;

2. (2)- demontabilă;

3. (3)- atomică;

4. (4)- tarod.

Pentru fiecare răspuns corect se acordă câte 0,25 puncte;

Pentru un răspuns incorect sau în lipsa acestuia se acordă 0 puncte.

Subiectul III 2×1,5=3puncte

1. 0,5×3=1,5 puncte

– economie de material și manoperă;

– productivitate ridicată a muncii;

– realizare de piese cu complexitate sporită;

– operațiile pot fi automatizate;

Pentru fiecare răspuns corect se acordă câte 0,5 p;

Pentru un răspuns incorect sau în lipsa acestuia se acordă 0 p.

1- tija cilindrică 0,5×3=1,5 puncte

2-capul format din fabricație

3-capul format în timpul nituirii

Pentru fiecare răspuns corect se acordă câte 0,5 puncte;

Pentru un răspuns incorect sau în lipsa acestuia se acordă 0 puncte.

ANALIZA REZULTATELOR OBȚINUTE LA VERIFICAREA SUMATIVĂ

Liceul Tehnologic Constantin Brâncoveanu Târgoviște

Domeniul: Mecanic

Modulul: Tehnologie generală mecanică

Unitatea de învățare: Operații de lăcătușerie

Clasa a IX-a C

Nr. elevi: 25 elevi

Nr. elevi prezenți: 25 elevi

Scopul testului: Verificarea și aprecierea nivelului de cunoștințe la sfârșitul capitolului: ,,Operații de lăcătușerie generală”

Competențe specifice:

Identifică SDV-uri pentru realizarea operației de lăcătușerie;

Selectează SDV-urile în funcție de tipul operației (de pregătire, de prelucrare sau de asamblare);

Recunoaște elementele componente ale asamblării filetate.

Competențe educative:

dezvoltarea capacității de lucru individual;

dezvoltarea capacității de comunicare în scris;

dezoltarea gândirii critice.

REALIZAREA COMPETENȚELOR SPECIFICE :

Tabelul de frecvență cuprinde aprecierea cu note pentru eșantionul supus evaluării sumative

Greșeli frecvente:

-Elevii nu asociază întotdeuna corect sculele sau dispozitivele cu operațiile de lăcătușerie;

-Unii elevi confundă operațiile de pregătire, cu operațiile de prelucrare;

-O mare parte din elevi nu cunosc elementele component ale asamblarii filetate.

Propuneri de remediere:

– Pentru elevii cu note de 5 și 6, propun elaborarea unor planuri remediale, utilizarea fișelor de lucru cu subiecte diferențiate, ținând cont de stilurile de învățare ale elevilor (auditiv, vizual și practic).

-Lucrul pe grupe, utilizând fișe de lucru centrate pe elev, fișe de evaluare și autoevaluare;

-Utilizarea unui material didactic cât mai variat (piese, SDV-uri, soft educațional, lecții AEL);

– Utilizarea unor metode moderne de predare –învățare.

PLAN DE AMELIORARE

CONCLUZII ALE TESTULUI DE EVALUARE SUMATIVĂ

Se observă că rezultatele elevilor sunt relativ bune, doar doi elevi obținând nota 5,00, ponderea notei fiind de 8%. Șase elevi au obținut nota 6, iar ponderea este de 24%, șase elevi au obținut nota 7, ponderea fiind 24%, șapte elevi au obținut nota 8, ponderea fiind de 28%, trei elevi au obținut nota 9, ponderea fiind de 12%, iar un elev au obținut nota 10, ponderea fiind de 4%. Aceste rezultate reflectă faptul că elevii și-au însușit cunoștințele la modulul: Tehnologie generală mecanică și au înregistrat progres semnificativ, în comparație cu evaluarea inițială.

Analizând rezultatele obținute la evaluarea sumativă, comparativ cu cele de la evaluarea inițială și formativă și transpunându-le în diagrama de mai jos, se constată un progres, în sensul că: nu mai există note sub 5, scade numărul notelor de 5, crește numărul notelor de 6, numărul notelor de 7 a rămas același și crește numărul notelor de 8, numărul notelor de 9 a crescut și s-a obținut o notă de 10.

Analizând comparativ media de la testarea inițială, cu media de la evaluarea formativă și de la evaluarea sumativă, se observă un progres semnificativ la evaluarea formativă și cea sumativă, față de testarea inițială și un progres ușor la evaluarea sumativă, față de evaluarea formativă.

Elevii cu rezultate inițiale nesatisfăcătoare și-au îmbogățit cunoștințele, manifestând interes și preocupare pentru realizarea propriului progres.

Prin urmare, un profesor adaptat sistemului de educație actual este acela care, în cadrul procesului de învățământ, elaborează proiectarea curriculară pe baza unității și a interdependenței proceselor de predare-învățare-evaluare.

În ceea ce privește resursele umane ale procesului de învățământ, acestea sunt: profesorii și elevii.

Pentru a realiza o activitate instructiv-educativă eficientă, profesorul trebuie să aibă anumite calități: competență profesională și pedagogică, măiestrie, tact, stil modern de predare-învățare-evaluare, conștiință profesională, aptitudini organizatorice și tehnice necesare utilizării mijloacelor de învățământ moderne.

Cealaltă resursă umană – elevul – participă la procesul de învățământ atât ca obiect, dar mai ales ca subiect al educației fiind angajat în propria sa formare, pe baza autocunoașterii sub aspectul capacităților de care dispune.

Desigur că în procesul de învățământ sunt angrenate și alte componente, însă în lucrearea de față m-am axat doar pe resursa umană, resursă care este vie și într-o continuă perfectare. Ceea ce este interesant, îl constituie legătura care crează între profesor și elev de-a lungul unui an școlar sau a unui ciclu de învățământ.

CAPITOLUL 7

BIBLIOGRAFIE

ALOMAN, A., 1993, Diagrame de echilibru fazic în știința materialelor metalice și semiconductoare, București Institutul Politehnic București, vol. 3, XIV

ANGHEL, I., 1993, Sudarea oțelurilor aliate, București: Editura Tehnică

ATANASIU, C., 1982, Încercarea materialelor, București: Editura Tehnică

CERGHIT, I., 1980, Metode de învățământ, București: Editura Didactică și Pedagogică

CERGHIT, I., 1983, Perfecționarea lecției în școala modernă, București: Editura Didactică și Pedagogică

CERGHIT, I., 2002, Sisteme de instruire alternative și conplementar. Structuri, stiluri și strategii, București: Editura Aramis

CERGHIT, I., 2001, NEGREȚ-DOBRIDOR, I., PÂNIȘOARĂ, I.O., Proiectarea pedagogică, Iași: Editura Polirom

CRIDOV, D., 1977, Mecanica ruperii materialelor, București: Editura Academiei RSR

COCAN, C., 2007, Taxonomia obiectivelor educaționale în viziunea educației și învățământului personalizat, Brașov: Editura Universității Transilvania

CRISTEA, S., 1996, Pedagogie generală, București: Editura Didactică

CRISTEA, S., 2006, Curriculum pedagogic, București: Editura Didactică și Pedagogică

DRĂGAN, I., NICOLA, I., 1995, Cercetarea psihopedagogică (Ghid pentru elaborarea lucrărilor metodico-științifice în vederea obținerii gradului didactic I), Târgu Mureș: Editura Tipomur, ediția a II-a

DULAMĂ, E. M., 2008, Metodologii didactice activizante, Cluj: Editura Clusium

CUCOȘ C., 1996, Pedagogie, Iași: Editura Polirom

IRWIN, G.R.,1958, Fracture Mechanics. In Structural Mechanics. First Symp. on Naval Structural Mechanics, Stanford

MEYER, G.,2000, De ce și cum evaluăm, Iași: Editura Polirom

MIRCESCU, M.,2004, Pedagogie, curs universitar, București: Printech

MOLDOVEANU, M., OPROIU, G.C., 2003, Repere didactice și metodice în predarea disciplinelor tehnice, București: Printech

MUSTER D., 1998, Gradul I în învățământ, Ghid practic, București: Editura Didactică și Pedagogică

NEACSU, I.,STOICA, A.,1996, Ghid general de evaluare si examinare, București: Editura Aramis

NICOLA, I.,2002,Tratat de pedagogie școlară, București: Editura Aramis

PANȚURU S.,PĂCURAR D., 1997, Didactica, Curs de pedagogie, Brașov: Universitatea Transilvania

PĂUN, E., POTOLEA, D., 2002, Pedagogie, Iași: Editura Polirom

POTOLEA, D., NEACȘU, I., RADU, I. T., 1996, Reforma evaluării în învåțåmânt. Concepții și strategii, București: Ministerul Învåtåmântului, Consiliul National de Evaluare si Examinare

PURȚUC D., 1996, Modele de instruire formativă specifice disciplinelor tehnice, Iași: Editura Spiru Haret

RADU, I. T., 1981, Teorie și practică în evaluarea eficienței învățământului, București: Editura Didactică și Pedagogică

RADU, I. T., 1981, Evaluarea în procesul didactic, București: Editura Didactică și Pedagogică

STOICA, A., 2001, Evaluarea curentă și examenele, Ghid pentru porofesori, București: Editura ProGnosis

STOICA, M., 2002, Pedagogie și psihologie, Craiova: Editura Gheorghe Alexandru

TONEA A., 2004, Materii prime și materiale, București: Editura Aramis

VLĂDULESCU I.,1995, Fundamente ale educației și personalizării tehnologice, București: Editura Didactică și Pedagogică

VLĂDULESCU I., JINGA I., 1989, Structuri,strategii și performanțe în învățământ, București: Editura Academiei R.S.R.,

*** Colecția STAS

Curriculum școlar pentru Nivelul 1,2 și 3, domeniul mecanică. Liceu tehnologic.(in vigoare)

*** STAS 9760- 84 – Determinarea tenacității la rupere în condițiile stării plane de deformație.

***ASTM E 399 – Determinarea tenacității la rupere in condițiile stării plane de deformație.

Prevederile Comitetului ASTM E.24.03.03 – Determinarea tenacității în condiții dinamice de solicitare.

*** World Guide of Equivalent Trans and Steels.

*** Stahlschlüssel, 2013, Editura Wegst GmbH, ediția XXIII.

Manuale școlare :

Tehnologii generale mecanice, Manual pentru clasa a IX-a, EDITURA CD PRESS, 2010;

Tehnologia elaborării și prelucrării semifabricatelor, manual pentru clasa a XI-a, Editura SIGMA, 2002 ;

Tehnici de măsurare în domeniu, manual pentru clasa a XI-a, ruta directă, EDITURA CD PRESS, 2007 ;

Măsurări tehnice, manual pentru clasa a X-a, Editura Aramis Print , 2005

Discipline tehnice – Ghidul profesorului – Domeniul mecanic; Gabriela Lichiardopol, Florin Pișleagă, Iuliana Mustață

Ghid metodologic pentru aplicarea Programelor școlare Tehnologii; Consiliul Național pentru Curriculum; Mihaela Singer, Ligia Sarivan, Daniel Oghină, Iulian Leahu, Matei Cerkez, Octavian Pătrașcu.

Programe școlare.

Surse disponibile on-line:

http://www.didactic.ro/resurse-educationale/invatamant-liceal

ANEXA 1

ANEXA 2

MINISTERUL EDUCATIEI ȘI CERCETĂRII ȘTIINȚIFICE Avizat Director,

LICEUL TEHNOLOGIC „CONSTANTIN BRÂNCOVEANU” – TÂRGOVIȘTE Prof. Alecu Anda-Ligia

ARIA CURRICULARĂ TEHNOLOGII

PROFIL: Tehnic

DOMENIUL DE PREGĂTIRE DE BAZĂ: Mecanic

MODULUL: III – Tehnologii generale mecanice

Nr de ore/an: 72 ore

Nr. ore /săptămână: din care: T: 72 LT: – Avizat Șef Catedră,

CLASA: a IX-a C

PROFESOR: Ing. MATEESCU CARMEN Prof. Petroiu Carmen

PLAN DE ÎNVĂȚĂMÂNT APROBAT PRIN OMECTS: 3331/25.02.2010

PROGRAMA ȘCOLARĂ: București 2009

PLANIFICARE CALENDARISTICĂ

AN ȘCOLAR: 2014 – 2015

Întocmit,

Prof. Mateescu Georgeta Carmen

ANEXA 3

MINISTERUL EDUCATIEI ȘI CERCETĂRII ȘTIINȚIFICE Avizat Director,

LICEUL TEHNOLOGIC:„CONSTANTIN BRÂNCOVEANU” – TÂRGOVIȘTE Prof. Alecu Anda-Ligia

ARIA CURRICULARĂ TEHNOLOGII

DOMENIUL DE PREGĂTIRE DE BAZĂ: Mecanic

MODULUL: III – Tehnologii generale mecanice Avizat Șef Catedră,

CLASA: IX C Prof. Petroiu Carmen

PROFESOR: Ing. MATEESCU GEORGETACARMEN

ANUL ȘCOLAR: 2014 – 2015

PLAN DE ÎNVĂȚĂMÂNT APROBAT PRIN OMECTS: 3331/25.02.2010

PROGRAMA ȘCOLARĂ: București 2009

PROIECTUL UNITĂȚII DE ÎNVĂȚARE

Anul școlar: 36 săptămâni = 72 ore de teorie

UNITATEA DE ÎNVĂȚARE 1: Noțiuni tehnice generale NR. ORE ALOCATE: 4 ore

ANEXA 4

PROIECT DIDACTIC

Unitatea școlară: Liceul Tehnologic Constantin Brâncoveanu, Dâmbovița

Profesor: ing.Mateescu Georgeta Carmen

Data:

Clasa: a IX a

Disciplina: Modulul III- Tehnologii generale mecanice

Unitatea de învățare: Operații de lăcătușerie generală

Tema lecției: Operații de lăcătușerie

Tipul lecției: predare-învățare-evaluare

Timp acordat: 50 minute

Competențe generale:

Definirea termenilor

Dezvoltarea capacității de comunicare utilizând limbajul specific tehnicii

Dezvoltarea abilităților de comunicare argumentativă și de relaționare în cadrul grupului

Competențe specifice vizate:

Efectuarea lucrărilor pregătitoare pentru procesele tehnologice specifice domeniului mecanic

Pregătirea procesului tehnologic în domeniul mecanic

Efectuarea lucrărilor de lăcătușerie generală

Lucrul în echipă

Competențe derivate: Structurarea în mod logic a informațiilor anterioare și corelarea cu cele nou dobândite,

Descrierea metodelor prin care se realizează operația de curățare

Identificarea elementelor constructive și principiul de funcționare al instalațiilor pentru sablare

Rezolvarea sarcinilor didactice cerute prin lucrul pe grupe, conținut Curățarea semifabricatelor

Activități de învățare:

– exerciții de corelare a informațiiloor din lecțile anterioare cu cele nou dobândite

– activități de identificare și descriere a metodelor prin care se realizează operația de curățare

– activități de descriere a instalațiilor pentru sablare

–exerciții de rezolvare a sarcinilor didactice cerute prin lucrul pe grupe.

STRATEGIA DIDACTICĂ:

Metode și procedee didactice: exercițiu de spargere a gheții: Blazonul, brainstormingul, conversația euristică, expunerea, turul galeriei, dezbaterea.

Forme de organizare a activității: activitatea frontală, interviu de grup, activitate pe grupe

Metode și tehnici de evaluare: aprecierea verbală, autoevaluarea, chestionarea orală, examinatoare, interevaluare, fișe de lucru, teste de evaluare.

Resurse didactice:

Resurse: a. umane: 28 de elevi ai clasei a IX-a, cu ritmuri apropiate de învățare

b. materiale/ mijloace de învățământ: fișe individuale de lucru, chestionare, coli albe de hârtie, mape personale, portofolii, caietele elevilor, planșă, manual, tabla, markere, flip-chart.

c. de timp: 50 de minute

Loc de desfășurare a lecției: laborator mecanică

Bibliografie:

CERGHIT, Ioan, 1980, Metode de învățământ, București: EDP,

CÎRSTEA, N., 2003, Elemnte de tehnologie generală, București: EDP,

ZGURĂ, Gh, ATANASIU N., ARIEȘEANU N., 1987, Utilajul și tehnologia lucrărilor mecanice, București: EDP,

adrese electronice: www.didactic.ro

Organizarea didactică a lecției și parcurgerea conținutului de predare-învățare, este prezentată în continuare:

FIȘA 1

BLAZONUL

FIȘA 2

GRUPA NR. 1

Enumerați operațiile pregătitoare de lăcătușărie (pentru prelucrări mecanice).

Completați elementele constructive ale instalației pentru sablare prin gravitație

Ce credeți că reprezintă imaginea următoare ?

FIȘA 3

GRUPA NR. 2

1. Enumerați minimum două procedee prin care se poate realiza curățarea mecanică;

2. Prezentați principiul de funcționare al instalației de sablat prin gravitație

3. Descrieți echipamentul de protecție din figura următoare, precizați rolul lui în carul operației de curățare;

FIȘA 4

GRUPA NR. 3

1. Ce înțelegeți prin termenul de SABLARE ?

2. În ce constă curățarea chimică a semifabricatelor?

3.Descrieți echipamentul din imaginea următoare; Care este rolul într-o operație de curățare?

PROIECT DIDACTIC

Unitatea școlară: Liceul Tehnologic Constantin Brâncoveanu, Dâmbovița

Profesor: ing.Mateescu Georgeta Carmen

Data:

Clasa: a IX a

Disciplina: Modulul I- Studiul materialelor

Unitatea de învățare: Proprietăți tehnologice ale materialelor tehnice

Tema lecției : Aplicații: Oțeluri slab aliate – Sudabilitatea

Tipul lecției: predare-învățare-evaluare

Timp acordat: 50 minute

Competențe generale:

Definirea termenilor

Dezvoltarea capacității de comunicare utilizând limbajul specific tehnicii

Dezvoltarea abilităților de comunicare argumentativă și de relaționare în cadrul grupului

Competențe specifice :

Stabilește corespondențe între documentație și obiectul activității

Identifică structura și proprietățile materialelor metalice utilizate în domeniul mecanic

Recunoaște simbolurile metalelor și aliajelor

Descrie procedee de elaborare a semifabricatelor

Competențe derivate: Cunoașterea caracteristicilor oțelurilor slab aliate,

Cunoașterea comportării la sudare a oțelurilor slab aliate.

Activități de învățare:

– activități de identificare a pieselor sudate

– activități de calsificare a oțelurilor slab aliate

-activități de observare a variației caracteristicilor fizico-mecanice ale oțelurilor slab aliate în funcție de conținutul de carbon și de grosimea piesei

-studiu metodelor de reducere a durității oțelurilor slab aliate

STRATEGIA DIDACTICĂ

Metode și procedee didactice: conversația euristică, problematizarea, algoritmizarea, explicația, învățarea prin descoperire, metoda A,B,C.

Forme de organizare a activității: activitatea frontală, activitate individuală

Metode și tehnici de evaluare: aprecierea verbală, autoevaluarea,interevaluarea, chestionarea orală, examinatoare, interevaluare, fișe de lucru, teste de evaluare.

Resurse didactice:

Resurse: a. umane: 28 de elevi ai clasei a IX-a, cu ritmuri apropiate de învățare

b. materiale/ mijloace de învățământ: manuale de specialitate, videoproiector, planșe didactice, piese sudate, fișe individuale de lucru.

c. de timp: 50 de minute

Loc de desfășurare a lecției: laborator mecanică

Organizarea didactică a lecției și parcurgerea conținutului de predare-învățare, este prezentată în continuare:

FIȘA DE LUCRU

Completați enunțurile următoare astfel încât să fie corecte științific:

Sudabilitatea metalelor și aliajelor este influențată de următorii factori:

a)…………….chimică; b) structura ………..; c)…………….materialelor.

După conținutul de carbon, oțelurile sunt hipoeutectoide cu ……….., ……… cu 0,77% C și hipereutectoide cu > 0,77% C.

Oțelurile cu ≤ 0,3% C se numesc oțeluri……, cu 0,3-0,6% C se numesc oțeluri semidure, iar cele cu …………….se numesc oțeluri dure.

Oțeluri cu destinație precizată se împart în oțeluri pentru ……………, oțeluri pentru armarea betonului, oțeluri pentru ……….., oțeluri pentru recipienți,oțeluri pentru construcții…………, oțeluri pentru rulmenți etc.

Piesele din fontă se sudează numai cu …………. la 600-650 0C.

Identificați figurile următoare:

a)sudare ………………………

b) sudare …………………..

sudare ……………. NOTĂ: timp de lucru 5 minute.

REZOLVARE FIȘA DE LUCRU

Subiectul I.

a) compoziția, b) cristalină, c) calitatea

< 0,77% C , eutectoide.

moi, ≥ 0,8% C.

șuruburi și piulițe, arcuri, navale.

Preâncălzire

Subiectul al II-lea.

a) sudare in CO2 b) sudare WIG, c) sudare laser

DECLARAȚIE

Subsemnata, Stoica (Mateescu) Gh. Georgeta Carmen, profesor titular la Liceul Tehnologic CONSTANTIN BRÂNCOVEANU, Târgoviște, județul Dâmbovița, specialitatea METALURGIE, declar pe proprie răspundere că, la elaborarea acestei lucrări metodico-științifice pentru obținerea GRADULUI DIDACTIC I, nu am folosit alte materiale în afara celor menționate în lista bibliografică și în notele bibliografice, iar lucrarea îmi aparține în întregime.

Prof. ,

Stoica (Mateescu) Gh. Georgeta Carmen