Jocul Didactic In Studiul Structurii Atomului
LUCRARE METODICO-ȘTIINȚIFICĂ
pentru obținerea gradului didactic I
în învățământ
Jocul didactic în studiul structurii atomului
CUPRINS
ARGUMENT
PARTEA ȘTIINȚIFICĂ
1. Evoluția conceptului de atom prin descoperiri și modele atomice
1.1 Geneza noțiunii de atom
1.2 Dovezi directe ale existenței atomului
1.3 Modele atomice
1.3.1 Modelul lui Thomson (modelul static)
1.3.2 Modelul lui Rutherford (modelul dinamic sau modelul planetar)
1.3.3 Modelul lui Bohr
1.3.4 Modelul lui Bohr-Sommerfeld
1.3.5 Modelul ondulatoriu staționar al atomului (modelul mecanicii cuantice)
2. Structura atomului
2.1 Proprietățile atomului. Particule subatomice
2.2 Numere atomice fundamentale
2.3 Element chimic. Simbol chimic
2.4 Izotopi. Radioactivitate. Importanța izotopilor
2.5 Masa atomică. Mol de atomi. Numărul lui Avogadro
2.6 Structura învelișului electronic
2.6.1 Straturi, substraturi, orbitali
2.6.2 Reguli de ocupare a orbitalilor cu electroni
2.6.3 Configurații electronice
2.6.4 Excepții de la regulile de ocupare a orbitalilor cu electroni
PARTEA METODICĂ
3. Jocul din perspectivă psihopedagogică
3.1 Conceptul de joc
3.1.1 Definiția jocului
3.1.2 Jocul – etimologie
3.1.3 Originea și evoluția jocului
3.2 Teorii ale jocului
3.2.1 Teorii biologizante
3.2.2 Teorii psihosociologice
3.3 Taxonomia jocurilor
3.4 Funcțiile jocului
3.5 Funcția pedagogică a jocului
3.5.1 Jocul-mijloc instructiv, însoțit de efecte educative
3.5.2. Jocul- mijloc de educație
3.5.3 Jocul – mijloc pedagogic-terapeutic
3.6 Avantajele pedagogice ale jocului
4. Strategia jocului didactic în studiul atomului
4.1 Jocul didactic- metodă de predare modernă
4.2 Metode tradiționale vs. metoda jocului didactic
4.3 Rolul profesorului de chimie implicat în jocul didactic
4.4 Clasificarea jocurilor didactice
4.5 Structura jocului didactic
4.6 Jocuri didactice adecvate studiului atomului
4.6.1 Jocuri asistate de calculator
4.6.2 Jocuri de rol/dramatizări
4.6.3 Jocuri enigmistice
4.6.4 Jocuri de atenție
4.6.5 Jocuri de gândire
5. Eficiența utilizării jocului didactic în studiul atomului (cercetare personală)
5.1 Stabilirea temei de cercetat
5.2 Ipoteza de lucru
5.3 Obiectivele cercetării
5.4 Metodologia cercetării
5.4.1 Tipul cercetării
5.4.2 Metode și tehnici de cercetare
5.5 Descrierea eșantionului de lucru
5.6 Organizarea și desfășurarea cercetării
5.6.1 Etapa preexperimentală
5.6.2 Etapa experimentală
5.6.3 Etapa postexperimentală- interpretarea rezultatelor
5.7 Concluzii
BIBLIOGRAFIE
ANEXE
ARGUMENT
Motto: ,,Jocul este cel mai elevat tip de cercetare.”
(A. Einstein)
Atât jocul, cât și atomul, ca două noțiuni care aparțin aparent unor dimensiuni diferite ale lumii care ne înconjoară, sunt simboluri ale unui început. Jocul marchează începutul experienței umane, iar atomul, introducerea în misterele chimiei. Începem să cunoaștem Universul jucându-ne, încă din primele etape ale vieții noastre și în același timp îi înțelegem geneza disecându-l până la stadiul de atom.
Este firesc ca studiul chimiei să înceapă cu înțelegerea structurii atomului, de aceea unitățile de conținut referitoare la atom sunt așezate strategic în clasele a VII-a și a IX-a, primii ani de studiu ai chimiei în gimnaziu și liceu. Pentru un cadru didactic, modul în care abordează acest capitol are o însemnătate deosebită, deoarece elevul va evalua chimia ca știință, profesorul cu care face cunoștință, apoi va eticheta și va decide dacă această disciplină intră sau nu în categoria ,,like”.
Una din metodele care va atrage cu siguranță un elev spre lumea fascinantă și misterioasă a chimiei, care îl va face să se implice și să participe activ în timpul orelor și în același timp să se apropie de profesor sau să-și îmbunătățească relația cu colegii, este jocul didactic. Mai ales în cazul elevilor cu nivel slab sau mediu al cunoștințelor acumulate din aria științelor exacte, un simplu joc didactic ar putea însemna diferența dintre eșec și succes imediat, dintre chin și plăcere, vis-à-vis de relația lor cu lumea chimiei. De asemenea, latura ludică pe care o putem imprima studiului structurii atomului cu ajutorul acestei metode, ar putea suplini lipsa inerentă a experimentului care aducea orelor de chimie magie și, elevilor, entuziasm.
De multe ori ne surprindem, ca profesori, că folosim noțiunea de joc ca exemplu negativ ori de câte ori le adresăm elevilor cuvinte ca ,,Fii atent și lasă joaca!” sau ,,La școală ai venit să înveți, nu să te joci…”, în loc să valorificăm înclinația elevilor spre joc și să transformăm ,,pofta” lor de a se juca într-o modalitate eficientă, creativă și constructivă pentru atingerea obiectivelor educative și, implicit, cognitive.
Așadar, dacă elevii vor să se joace, iar profesorii să le formeze o bază solidă pentru devenirea lor ca adulți adaptabili societății și cerințelor ei din ce în ce mai exigente, mi-am asumat provocarea, oferită de contextul acestei lucrări, de a realiza o simbioză între joc didactic și metodele tradiționale de predare-învățare, cu scopul de a analiza măsura în care eficiența muncii depuse de ambii parteneri la actul educativ-elevul și profesorul- este cuantificabilă și mulțumitoare.
Pentru a evalua impactul educativ, formativ și cognitiv al folosirii jocului didactic ca parte integrantă și predominantă în procesul de predare-învățare a structurii atomului, am realizat o cercetare pedagogică extinsă pe două niveluri: gimnazial și liceal. Suportul științific și rezultatele acestei cercetări sunt cuprinse în prezenta lucrare care este structurată în două părți.
Partea științifică cuprinde primele două capitole în care sunt sistematizate conținuturile cu privire la structura atomului. Primul capitol, ,,Evoluția conceptului de atom prin descoperiri și modele atomice”, reprezintă o descriere evolutivă a noțiunii de atom ce marchează principalele descoperiri științifice și cele mai importante modele atomice care au adus o contribuție importantă la înțelegerea structurii complexe a acestuia.
Descrierea detaliată a structurii atomului și a conceptelor derivate din investigarea complexității sale, conținută în capitolul 2, constituie în mare parte ansamblul noțiunilor cu care se vor familiariza prin joc didactic elevii claselor a VII-a și a IX-a pe parcursul cercetării.
Partea a doua a lucrării surprinde aspecte metodice privind inițierea elevilor în studiul structurii atomului folosind jocuri didactice selectate, adaptate sau concepute de mine și ulterior aplicate în timpul orelor de chimie la clasele alese ca fiind experimentale. Deoarece orice activitate de proiectare didactică presupune o informare riguroasă științifică, dar și metodică sau chiar pedagogică, am considerat necesară conceperea capitolului 3, ,,Jocul din perspectivă pedagogică” drept punct de pornire pentru explorarea conceptului de joc în toate ipostazele sale, nu doar în contextul mediului școlar.
În capitolul 4 intitulat ,,Strategia jocului didactic în studiul atomului” , m-am oprit asupra unui tip particular de joc ce reprezintă fundamentul acestei cercetări- jocul didactic. După o analiză comparativă sintetică între metodele tradiționale și jocul didactic, am stabilit tipurile de joc care se pretează pentru studiului atomului și am descris pe rând scopul, obiectivele, regulile și modul de desfășurare a fiecăruia, după un algoritm de prezentare impus de structura generală a unui joc didactic.
Capitolul 5 descrie ipoteza care a determinat efectuarea acestei cercetări, metodele, mijloacele, resursele umane folosite, modul de organizare și desfășurare, rezultatele înregistrate și, cel mai important, interpretarea rezultatelor care a justificat formularea unor concluzii pertinente și obiective în legătură cu eficiența jocului didactic și valențele sale formative.
I. PARTEA ȘTIINȚIFICĂ
1. Evoluția conceptului de atom prin descoperiri și modele atomice
1.1 Geneza noțiunii de atom
De la primul contact direct prin propriile simțuri cu obiectele care îl înconjoară, omul a trăit cu impresia că formele materiei sunt continue și divizibile dincolo de orice limită. Apoi, prin observarea similitudinilor dintre materiale, a emis ipoteza că toate obiectele sunt formate din materiale mai simple, mai puține ca număr, elementare. În acest caz, materialele nu puteau fi infinit divizibile și astfel a apărut ideea discontinuității materiei.
Democrit și Leucip (sec. V î.e.n), filozofi greci din perioada antică preocupați de cunoaștere, au dezvoltat această concepție afirmând că materia este alcătuită din particule indivizibile pe care le-au denumit atomi. Semnificația acestui cuvânt este evident de origine greacă și poate fi interpretată în două moduri: atomos= indivizibil sau a tmein= a nu tăia. Ambele accepțiuni se referă la calitatea atomului de particulă care nu poate fi fragmentată.
Ideea existenței unor componenți elementari din care este formată materia a fost susținută și de Empedocle care a identificat patru astfel de constituenți: pământul, apa, aerul și focul. Aristotel a atribuit acestora calitățile lucrurilor, respectiv uscatul, umedul, frigul și căldura.
Mai târziu problematica discontinuității materiei a fost preluată și de arabi, și de alchimiști, însă timp de secole, nu s-a mai înregistrat o evoluție și o extindere a acestei teorii. Abia în secolul XIX, chimistul J. Dalton (1803) elaborează teoria atomistă, ajutându-se de legile fundamentale ale chimiei, prin care acesta afirmă că atomii sunt particulele limită din care este format un element chimic și care mai pastrează proprietățile lui.
Astfel, atomul se poate defini ca fiind cea mai mică particulă dintr-o substanță simplă și pură care nu poate fi fragmentată prin procedee chimice obișnuite.
Teoriile moderne sunt bazate pe rezultatele experimentelor secolului XX și au condus la o evoluție remarcabilă asupra înțelegerii structurii interne a atomului, a conceptului în sine de atom și au deschis drumul de un pas distanță spre descoperirile chimiei moderne, înțelegerea unor mecanisme biochimice complexe ale lumii vii, obținerea unei diversități extraordinare de materiale inteligente, a numeroase medicamente, etc. Aceste teorii susțin că atomul are o structură complexă, fiind o entitate materială universală, concluzie confirmată de fizica și chimia cuanti
1.2 Dovezi directe ale existenței atomului
Principalele descoperiri sau experiențe cu rol definitoriu în evoluția conceptului de atom de la particula limită la entitatea complexă, formată din particule subatomice, în ordine cronologică, sunt:
1805- J. Dalton formulează teoria atomică;
1833- M. Faraday studiază electroliza și legile acesteia și ajunge la concluzia că electricitatea este transportată de materie. Astfel sarcina electrică transportată de atom este un multiplu al unei sarcini elementare notată cu e.
1859-l879 – Plucker si W. Crookes experimentează descărcări electrice în gaze rarefiate descoperind:
razele catodice alcătuite în realitate din electroni (Stoney 1891) și câteva din proprietățile acestora: se propagă în linie dreaptă, au energie cinetică, au sarcină electrică negativă, se găsesc în toate substanțele indiferent de natura lor.
razele anodice (ioni pozitivi) denumite și raze canal deoarece în câmp electric și magnetic sunt deviate în sens invers electronilor (deci au sarcină electrică) și apar în spatele canalelor din catod.
1885- J.Balmer studiază spectrul de emisie al hidrogenului și al atomilor hidrogenoizi reușind să determine că electronii execută mișcări discontinue în atomi.
1895- W.K. Roentgen observă că dacă razele catodice întâlnesc un obstacol solid, acesta emite radiații care sunt vibrații electromagnetice cu lungime de undă cuprinsă între 0,1 și 10 Å ce pot impresiona plăci fotografice bine protejate, ionizează gazele, produc fluorescența unor substanțe, nu sunt deviate de câmpuri electrice și magnetice, deci nu au sarcnt particulele limită din care este format un element chimic și care mai pastrează proprietățile lui.
Astfel, atomul se poate defini ca fiind cea mai mică particulă dintr-o substanță simplă și pură care nu poate fi fragmentată prin procedee chimice obișnuite.
Teoriile moderne sunt bazate pe rezultatele experimentelor secolului XX și au condus la o evoluție remarcabilă asupra înțelegerii structurii interne a atomului, a conceptului în sine de atom și au deschis drumul de un pas distanță spre descoperirile chimiei moderne, înțelegerea unor mecanisme biochimice complexe ale lumii vii, obținerea unei diversități extraordinare de materiale inteligente, a numeroase medicamente, etc. Aceste teorii susțin că atomul are o structură complexă, fiind o entitate materială universală, concluzie confirmată de fizica și chimia cuanti
1.2 Dovezi directe ale existenței atomului
Principalele descoperiri sau experiențe cu rol definitoriu în evoluția conceptului de atom de la particula limită la entitatea complexă, formată din particule subatomice, în ordine cronologică, sunt:
1805- J. Dalton formulează teoria atomică;
1833- M. Faraday studiază electroliza și legile acesteia și ajunge la concluzia că electricitatea este transportată de materie. Astfel sarcina electrică transportată de atom este un multiplu al unei sarcini elementare notată cu e.
1859-l879 – Plucker si W. Crookes experimentează descărcări electrice în gaze rarefiate descoperind:
razele catodice alcătuite în realitate din electroni (Stoney 1891) și câteva din proprietățile acestora: se propagă în linie dreaptă, au energie cinetică, au sarcină electrică negativă, se găsesc în toate substanțele indiferent de natura lor.
razele anodice (ioni pozitivi) denumite și raze canal deoarece în câmp electric și magnetic sunt deviate în sens invers electronilor (deci au sarcină electrică) și apar în spatele canalelor din catod.
1885- J.Balmer studiază spectrul de emisie al hidrogenului și al atomilor hidrogenoizi reușind să determine că electronii execută mișcări discontinue în atomi.
1895- W.K. Roentgen observă că dacă razele catodice întâlnesc un obstacol solid, acesta emite radiații care sunt vibrații electromagnetice cu lungime de undă cuprinsă între 0,1 și 10 Å ce pot impresiona plăci fotografice bine protejate, ionizează gazele, produc fluorescența unor substanțe, nu sunt deviate de câmpuri electrice și magnetice, deci nu au sarcină electrică. Aceste radiații au fost denumite raze X sau raze Roentgen.
1896- A.H. Becquerel descoperă din întâmplare radioactivitatea naturală observând că mineralele și compușii care conțin uraniu emit radiații invizibile capabile să descarce un electroscop, să străbată hâria și foițele metalice subțiri, să impresioneze o placă fotografică bine protejată, să provoace fluorescența altor substanțe și să ionizeze aerul din jur.
1897-1934- Marie și Pierre Curie studiază radioactivitatea naturală și prin experimentele lor reușesc să pună în evidență câteva din proprietățile radiațiilor emanate de elemente radioactive, dar să și descopere un alt element chimic: poloniul. Așadar acest tip de radiații este independent de forma sub care se găsește sursa radioactivă, iar prin dezintegrarea radioactivă care este spontană se obțin odată cu emiterea de radiații și noi elemente chimice.
1900 – M. Planck pornește de la încercarea de a explica emisia radiațiilor electromagnetice de către corpurile incandescente și formulează teoria conform căreia un corp foarte fierbinte, considerat a fi format din oscilatori cu o frecvență proprie ν , poate absorbi sau emite radiații doar în mod discontinuu, în salturi. Energia acestor radiații E presupune că este formată din cele mai mici cantități posibile cu frecvență ν pe care Planck le-a denumit cuante de energie. Valoarea lui E este redată de ecuația fundamentală a teoriei cuantice E = hν, în care h = 6,6256·10-34 J·s și reprezintă constanta lui Planck numită și cuantă elementară de acțiune. Așadar, un corp nu poate emite sau absorbi decât un număr întreg de cuante.
1905- A. Einstein introduce noțiunea de foton care nu reprezintă altceva decât particula de radiație electromagnetică și interpretează teoretic efectul fotoelectric pe baza teoriei lui Planck. După Einstein, un foton își cedează energia hν unui electron atunci când se ciocnește de suprafața unui metal. O parte din această energie smulge electronul din stratul de metal (E0), iar restul îi imprimă o viteză electronului, deci se transformă în energia cinetică mv2/2. Astfel Einstein pleacă de la legea conservării masei și deduce ecuația pentru efectul fotoelectric:
hν = E0 + mv2/2 (1)
Deci atât Planck cât Einstein presupun că lumina nu este emisă sau absorbită de materie în cantități aleatorii, ci sub formă de cuante de energie.
1906- R.A. Millikan determină experimental sarcina electronului e= 1,6·10-19 C.
1911- E. Rutherford dovedește printr-un experiment care punea în evidență difuziunea particulelor α prin materie că atomul este format dintr-un nucleu încărcat pozitiv de dimensiuni reduse (r= 10-12 cm) comparativ cu dimensiunile întregului atom (r= 10-8 cm) și dintr-un înveliș electronic care conține un număr egal de sarcini negative cu sarcinile pozitive din nucleu.
1912- J. Frank și G. Hertz pun în evidență existența nivelelor discrete de energie din atom.
1912- S. Procopiu determină momentul magnetic elementar.
1913-1914 – H.G.J. Moseley studiază spectrele de raze X al diferitelor elemente și introduce noțiunea de număr de ordine Z, ca proprietate fundamentală a atomului.
1.3 Modele atomice
Vechea teorie conform căreia atomul este o particulă indivizibilă și indestructibilă poate fi folosită pentru calcularea volumului molar, a maselor atomice și moleculare, a numărului lui Avogadro, dar nu poate explica existența anumitor particule mai mici decât atomul, negative sau pozitive puse în evidență de anumite fenomene fizice descrise anterior prin dovezile directe asupra existenței atomului. Astfel, de la începutul secolului XX au apărut diverse modele care au urmărit să explice structura internă a atomului ca particulă neutră ce conține deci, un număr egal de particule pozitive și negative.
1.3.1 Modelul lui Thomson (modelul static)
Modelul atomic al lui J. J. Thomson emis în 1904 privind structura atomului este un model static, primul model atomic de altfel, bazat pe observația că electronii au aceleași proprietăți, indiferent de substanță sau de condițiile de obținere. Acesta a fost denumit și modelul ,,cozonacului cu stafide” (fig. 1.1) deoarece, conform acestei teorii, atomul este format dintr-o sferă uniformă încărcată electric pozitiv în care electronii, sarcinile negative, sunt în echilibru și repartizați asemenea unor stafide într-un cozonac.
Fig.1.1 – Modelul atomic al lui J.J. Thomson
Deficiențe ale modelului static:
Frecvențele radiațiilor electromagnetice emise de către atomi aduți în stare de incandescență, determinate pe baza acestui model, nu au putut fi corelate cu cele determinate experimental.
Nu a putut fi explicat nici fenomenul de radioactivitate naturală pe care îl manifestă unii atomi.
Merite ale modelului static
Este în concordanță cu teoria electromagnetică clasică.
Constituie baza primelor încercări de a explica structura sistemului periodic al elementelor și desfășurarea reacțiilor cu schimb de electroni.
1.3.2 Modelul lui Rutherford (modelul dinamic sau modelul planetar)
Pe baza cercetărilor legate de difuziunea particulelor α prin foițe metalice subțiri, a descoperirii radioactivității naturale și a stabilirii structurii lacunare a atomului, Rutherford a concluzionat că structura internă a atomului este asemănătoare sistemului solar, de unde și denumirea de model planetar (fig. 1.2). Caracteristicile structurale descrise de modelul lui Rutherford emis în 1911 constituie pași importanți în explicarea structurii interne a atomului. Acestea sunt:
atomii sunt formați dintr-un nucleu central cu volum mic și densitate mare încărcat pozitiv care reprezintă aproape întreaga masă a atomului;
suma sarcinilor tuturor electronilor din atom este egală și de semn contrar cu sarcina nucleului;
electronii execută mișcări pe orbite circulare sau eliptice în jurul nucleului, întocmai ca planetele în jurul Soarelui, deci acest model este un model atomic dinamic.
Fig.1.2- Modelul atomic planetar al lui Rutherford
Deficiențe ale modelului dinamic
Atomul, prezentat din perspectiva modelului planetar al lui Rutherford, nu reprezintă un sistem stabil din punct de vedere al legilor electrodinamicii clasice. Electronul aflat în mișcare cu o viteză v pe orbita sa de rază r este un corpuscul supus unei accelerații v2/r. Astfel, pentru ca electronul să se mențină la o anumită distanță de nucleu, trebuie să execute o mișcare de rotație care să genereze o forță centrifugă F= mv2/r capabilă să echilibreze puterea de atracție electrostatică a nucleului. Ca orice particulă încărcată electric care se mișcă accelerat, electronul ar trebui să piardă energie sub formă de unde electromagnetice. Această energie emisă sub formă de radiații nu poate proveni decât din energia proprie, ceea ce ar cauza scăderea vitezei electronului și a forței sale centrifuge. Prin urmare forța de atracție electrostatică manifestată de nucleu față de electron ar deveni predominantă, raza r – din ce în ce mai mică, iar electronul ar executa o mișcare spiralată care ar cauza în final căderea electronului în nucleu (fig. 1.3). Acest lucru ar însemna că atomii sunt specii chimice efemere, când în realitate atomul este un sistem stabil.
Fig. 1.3 Mișcarea spiralată a electronului cauzată de premisele modelului lui Rutherford
Conform celor explicate în paragraful anterior, electronii trebui să emită energie în mod continuu, lucru care ar determina emisia unui spectru continuu de radiații, drept urmare toți atomii ar trebui să fie luminoși. De fapt acest lucru devine posibil la descărcările electrice în gaze rarefiate, însă aici spectrul este unul discontinuu și caracteristic, format de obicei dintr-un număr de linii spectrale destul de mare.
Modelul dinamic nu poate explica de ce electronii se dispun grupați în jurul nucleului atomului.
1.3.3 Modelul lui Bohr
N. Bohr (1913) emite primul model atomic modern , modelul cuantificat al atomului (fig. 1.4) corelând toate datele existente până atunci, furnizate de teoria cuantelor a lui Planck și de modelele atomice ale lui Thomson și Rutherford și reușește să explice stabilitatea atomilor și mecanismul de formare a spectrelor de emisie.
Bohr își expune teoria sa prin două postulate care îi poartă numele:
Postulatul I: În atomii neexcitați, aflați îm stare fundamentală, mișcarea electronului în jurul nucleului nu se poate face pe orice orbite, ci numai pe anumite orbite circulare, stabile numite ,,staționare” sau ,,permise” care corespund unei energii determinate cuantic.
Această mișcare a electronului se execută fără pierdere de energie, deci fără să iradieze lumină, fiind permise mai multe orbite stabile, fiecare corespunzătoare unei stări staționare sau unui nivel de energie al electronului, astfel încât momentul cinetic orbital este un multiplu întreg n al constantei h/2π (constanta lui Planck redusă):
m·v·r= n·h/2π (2)
unde: m- masa electronului, v-viteza electronului pe orbită, r-raza orbitei, h- constanta lui Planck, iar n- număr cuantic principal ( n=1, 2, 3…) și indică nivelele energetice din atom (K, L, M…).
Relația (1) se mai numește postulatul adițional al lui Bohr.
Fig. 1.4- Modelul atomic al lui N. Bohr
El nu se rezumă doar la o tratare calitativă a structurii atomului și calculează valorile parametrilor caracteristici atomului de H. Astfel reușește să determine expresiile matematice pentru:
1. raza orbitei electronului pornind de la ideea că electronul se învârte pe orbita staționară numai dacă cele două forțe care acționează asupra electronului, forța centrifugă și forța de atracție coulombiană dintre nucleu și electron sunt egale.
(3)
unde e = sarcina elementară.
Înlocuind pe rând pe n cu valorile 1,2,3… se obțin dimensiuni ale razei de ordinul 10-8 cm ceea ce corespunde ordinului de mărime cunoscut al atomului de hidrogen , indicând astfel în mod cert aplicabilitatea modelului atomic al lui Bohr.
2. viteza electronului pe orbită se calculează introducând expresia razei electronului în expresia postulatului adițional.
(4)
Pentru n=1, se determină că electronul se mișcă pe orbită cu o viteză apropiată de viteza luminii (v= 2,18·108m/s).
3. energia electronului pe orbită se calculează scriind expresia energiei totale
Etotal = Ep + Ec (5)
În această expresie se înlocuiește Ep= -e2/r iar Ec= mv2/2 . Egalând expresiile celor două forțe care acționează asupra electronului se ajunge la relația mv2= e2/r, de unde Ec= e2/2r , iar energia totală devine:
Etotal= -e2/2r (6)
Dacă în această relație înlocuim valoarea deja determinată a a lui r, obținem:
(7)
Conform acestei expresii, energia electronului crește pe măsura îndepărtării sale de nucleu. Deci electronul are energia cea mai mică atunci când se învârte pe orbita cu raza cea mai mică. Nivelul cel mai apropiat de nucleu, prima orbită, se numește nivel fundamental.
Postulatul al II-lea (condiția de radiație): Atomul absoarbe sau emite energie numai prin trecerea electronului de la o stare energetică staționară la alta după cum saltul acestuia se face spre exteriorul sau interiorul atomului. Tranzițiile electronice (fig. 1.5) au loc strict pe nivelele de energie, En prin implicarea unei cuante de energie hv = ΔE egală cu energia fotonului emis sau absorbit.
Fig. 1.5- Tranziția electronilor între nivele energetice prin emisie sau absorbție de energie
Pot fi emise sau absorbite așadar doar radiațiile care satisfac relația:
hv = E2 – E1 (8)
De exemplu, în cazul absorbției de energie, electronul efectuează un salt de pe un nivel de energie mai joasă, pe un nivel de energie superioară, dar are tendința de a reveni pe orbita inițială dintr-o dată sau pe etape. Deci în stare excitată atomul este instabil și electronul revine (după 10-7 – 10-8 s) în starea fundamentală. Energia electronului în afara atomului este necuantificată.
1.3.4 Modelul lui Bohr-Sommerfeld
A. Sommerfeld reușește în 1915 să explice structura fină a liniilor spectrale pentru atomul de hidrogen care constă într-un număr mai mare de linii decît cel care putea fi justificat de modelul lui Bohr. Ideea de bază de la care pornește Sommerfeld este că electronul nu se mișcă doar pe orbite circulare, ci și pe orbite eliptice. În această teorie, toate nivelele energetice (cu excepția primului nivel care este format doar dintr-o traiectorie circulară) sunt constituite dintr-o orbită circulară și n-1 orbite eliptice.
Traiectoriile orbitelor pot fi caracterizate succint astfel:
cele circulare-are unghiul de rotație φ variabil iar raza vectoare constantă;
cele eliptice- atât φ cât și raza variabile (fig. 1.6)
Fig 1.6- Traiectorie eliptică în modelul atomic al lui Bohr-Sommerfeld
Se observă că într-unul din focarele orbitei eliptice (F) este plasat nucleul și că poziția electronului depinde de două variabile. Deci pentru a desemna starea energetică a electronului și pentru a putea preciza poziția electronului trebuie introduse două numere cuantice. Fiind vorba de două grade de libertate, cuantificarea mișcării electronului se numește cuantificare în plan. Cele două numere cuantice se determină din descompunerea momentului cinetic orbital în moment cinetic azimutal (Lφ) și moment cinetic radial (Lr).
Acestea sunt:
n-număr cuantic principal și determină semiaxa mare a elipsei, unde n = 1,2,3,…
l- număr cuantic secundar sau azimutal și determină semiaxa mică a elipsei, unde l = 0,1,2…n-1
Stările energetice caracterizate de n rămân denumite nivele de energie, iar cele caracterizate de l se denumesc subnivele energetice. Existența a n-1 subnivele apropiate energetic care formează același nivel de energie caracterizat de numărul cuantic n determină și explică structura fină a liniilor spectrale. De exemplu, pentru n = 5, numărul cuantic secundar l poate lua valorile 0, 1, 2, 3, 4. Notațiile corespunzătoare acestor valori sunt :
Tabelul 1.1 – Notațiile subnivelelor energetice și semnificațiile acestora
Deficiențe ale modelului Bohr-Sommerfeld
nu tratează cantitativ atomii polielectroni;
nu reușește să exprime valoarea energiei unui electron în funcție de ambele numere cuantice n și l;
nu poate explica formarea structurii fine a liniilor spectrale în câmp magnetic (efectul Zeeman normal)
Efectul Zeeman normal. Cuantificarea mișcării electronului în spațiu
Ultimă deficiență a modelului Bohr-Sommerfeld a putut fi explicată prin cuantificarea în spațiu a mișcării electronului într-un câmp magnetic (efect Zeeman) sau electric (efect Stark). Scindarea liniilor spectrale a condus la ideea că pentru un un subnivel energetic caracterizat de l ce aparține unui nivel de energie caracterizat de n, există stări degenerate, adică cu aceeași energie care se diferențiază între ele sub acțiunea exterioară a câmpului magnetic. Conform teoriei Bohr-Sommerfeld, mișcarea electronului are loc în plan, însă apare problema orientării elipsei în spațiu față de câmpul perturbator. Pentru a determina poziția în spațiu a electronului este nevoie deci de trei condiții de cuantificare. Față de cele două cunoscute deja, a treia fixează orientarea orbitei față de direcția privilegiată.
Astfel al treilea număr cuantic care caracterizează anumite poziții ale electronului în spațiu atunci când se află sub influența unui câmp magnetic se notează ml și se numește număr cuantic magnetic orbital. Starea energetică a unui electron aflat într-un atom caracterizată prin numărul cuantic magnetic orbital ml se numește orbită.
Numărul cuantic magnetic orbital ml poate lua valori cuprinse între –l și +l (-l, -l+1…-1, 0, 1, l-1, l ). Așadar, elipsa corespunzătoare unui număr cuantic secundar l dat va avea 2l+1 orientări diferite față de câmpul magnetic perturbator. În absența unui câmp magnetic, orbitele pot avea orice orientări posibile în spațiu, deci ml nu mai are sens.
Numărul cuantic magnetic de spin (ms)
Considerând un câmp magnetic de intensitate mai slabă decât a celui utilizat la observarea efectului Zeeman, liniile spectrale indică o scindare și mai complexă denumită efect Zeeman anormal. Explicația acestei scindări a fost dată în 1925 de către G. Uhlenbeck care a presupus că electronii se rotesc în jurul propriilor lor axe analog mișcării de rotație a Pământului. Această mișcare a fost denumită ,,mișcare de spin” (engl. to spin = a roti). Deoarece sunt posibile două sensuri de rotație ale electronului în jurul proprei axe (fig. 1.7), numărul cuantic magnetic de spin ms care definește mișcarea de spin poate lua două valori: +1/2 și -1/2 (numite câteodată ,,sus” și ,,jos”). Acest număr cuantic este independent de celelalte trei numere, fiind o proprietate intrinsecă a electronului.
Fig. 1.7- Mișcarea de spin a electronului
1.3.5 Modelul ondulatoriu staționar al atomului (modelul mecanicii cuantice)
Modelul lui Bohr și completările aduse la acesta de către Sommerfeld nu au reușit să explice numeroase fenomene din interiorul atomului. Comportarea unitară a microparticulelor a putut fi explicată prin modelul atomic al mecanicii cuantice la care contribuții de bază au avut L.V. de Broglie, W. Heisenberg și E. Schrödinger.
1.3.5.1 Undele de Broglie
Teoria lui de Broglie este intens apreciată de specialiști și este cunoscută sub numele de mecanică cuantică.
În 1924 Louis de Broglie preia ideea dualității undă-corpuscul a fotonului explicată de Planck și Einstein, extinzând-o și asupra electronilor sau a altor microparticule. Conform teoriei lui de Broglie, particulele materiale aflate în mișcare se comportă ca unde. Aceste ,,unde asociate” particulelor au o anumită lungime de undă λ care poate fi calculată dacă se folosesc relațiile elaborate de Planck și Einstein.
Pentru caracterul de undă se consideră relațiile:
λ·ν = c (9)
E = h·ν (10)
Calculând valoarea lui ν din relația (10) și întroducând-o în relația (9), se obține:
λ = c·h/ E (11)
Pentru caracterul de corpuscul se poate scrie:
E= mc2 (12)
Folosind relațiile (11) și (12), se determină că:
λ = h/m·c = h/p (13)
în care λ- lungimea de undă, h- constanta lui Planck, m-masa particulei, c-viteza luminii în vid, p- momentul mecanic al fotonului, fiind egal cu produsul dintre m și c.
Practic relația (13) reprezintă o conexiune între caracterul de undă și cel de corpuscul al microparticulei. Analog expresiei (13) pentru lungimea de undă a fotonului, înlocuind c cu v-viteza particulei aflată în mișcare se obține:
λ = h/m·v (14)
Expresia (14) arată că lungimea ,,undei asociate” este invers proporțională cu masa și viteza particulei.
Conform teoriei lui de Broglie, nu pot fi admise decât orbitele pentru care unda asociată este staționară. Noțiunea de orbită definită de teoria lui Bohr este înlocuită în mecanica cuantică cu cea de sistem de unde staționare care se propagă în spațiu, pe un contur închis. Pentru ca unda să fie staționară, adică să se închidă, lungimea cercului descris trebuie să fie egală cu un multiplu de λ. Deci:
2πr = nλ (15)
Valoarea lungimii de ,,undă asociate”, determinată experimental mai târziu prin fenomenul de interferență al fasciculelor de electroni pe cristale de Ni, confirmă relația (14) fundamentată teoretic de L. de Broglie.
,,Unda asociată” este o undă ce ghidează mișcarea particulelor, deci este privită ca o undă de probabilitate. Astfel probabilitatea de a găsi la momentul t particula considerată în vecinătatea unui punct de coordonate x, y, z (în elementul de volum V) se notează cu ψ , fiind descrisă de expresia:
│ψ2│dx dy dz sau │ψ2│dV (16)
Se impune deci înlocuirea noțiunii de traiectorie cu noțiunea de probabilitate de prezență a unui electron într-un anumit spațiu, la o anumită distanță față de nucleu.
1.3.5.2 Principiul incertitudinii al lui Heisenberg. Relațiile de nedeterminare
Principiul incertitudinii, formulat în 1927 de W. Heisenberg enunță că unui electron aflat într-o anumită stare energetică nu i se pot determina simultan și cu precizie o proprietate corpusculară (impulsul p, viteza v) ȘI o proprietate ondulatorie (frecvență, poziție). Această imposibilitate de a determina concomitent sau exact proprietăți de ambele categorii este cauzată de dualitatea undă-corpuscul a electronilor.
Din punct de vedere matematic, acest principiu este descris de relațiile de nedeterminare (17):
Δpx·Δx ≥ h
Δpy·Δy ≥ h (17)
Δpz·Δz ≥ h
în care Δpx, Δpy, Δpz reprezintă erorile de determinare a impulsului unor particule pe o anumită direcție (x, y, z), iar Δx, Δy, Δz sunt erorile de determinare a poziției particulei pe axele x, y sau z. Relațiile (17) arată că produsul dintre eroarea de determinarea a impulsului particulei și eroarea de determinare a poziției acesteia pe o anumită direcție are ordinul de mărime al constantei h și nu poate tinde niciodată la 0. Dacă, de exemplu, una din cele două erori ar tinde către 0 (Δx→0) atunci cealaltă eroare ar avea o valoare foarte mare, corespunzătoare unei determinări foarte imprecise (Δpx→∞) și invers.
În mecanica clasică mișcarea unei particule are loc cu o viteză v pe o traiectorie care poate fi determinată exact, deci impulsul și poziția se pot calcula precis. În mecanica cuantică însă, nu se poate vorbi de traiectoria unei particule, ci doar de o probabilitate de localizare a electronului într-o anumită zonă din jurul nucleului, noțiune care implică o oarecare imprecizie de localizare spațio-temporală a electronilor.
1.3.5.3 Ecuația lui Schrödinger
E. Schrödinger are meritul de a prezenta modelul ondulatoriu al atomului (1926), de a introduce noțiunea de orbital atomic și de a determina forma și energia acestor orbitali.
El dezvoltă o teorie echivalentă cu mecanica cuantică, conform căreia atomul este un sistem de unde staționare care se propagă în spațiul din jurul nucleului. Această teorie se numește mecanică ondulatorie. Așadar, sub acest aspect ondulatoriu, Schrödinger formulează ecuația de undă tridimensională asociată electronului care descrie fenomenele subatomice. Amplitudinea acestei unde se numește funcție de undă, se notează cu ψ și este dependentă de coordonatele spațiale (x, y, z) și de timp (t).
Ecuația lui Schrödinger (18) în coordonate carteziene xOyz (nucleul se află în originea O) leagă coordonatele spațiale ale electronului cu energia lui.
(18)
unde ψ- funcția de undă asociată, m-masa electronului, E- energia totală, V-energia potențială, deci diferența (E-V) reprezintă energia cinetică.
Dacă ψ are semnificația unei amplitudini a unei unde, atunci pătratul ei, ψ2 are sens fizic și reprezintă probabilitatea de a a găsi electronul într-un anumit punct din spațiu, fiind practic densitatea norului electronic din jurul nucleului. Deci dacă ne raportăm la un anumit element de volum dV atunci densitatea de probabilitate devine ψ2 dV.
Fig. 1.8- Reprezentarea grafică pentru: a) ψ ; b) │ψ2│ ; c) nor electronic
Funcția de undă ψ satisface:
1) condiția de normare (19) care afirmă că probabilitatea de a găsi electronul în tot spațiul, de la -∞ la +∞ este egală cu certitudinea, deoarece electronul trebuie să existe într-un punct din spațiu.
(19)
2) condiția de ortogonalitate (20) se referă descrie probabilitatea ca o particulă să se afle în două stări diferite j și k drept nulă.
(20)
Ecuația lui Schrödinger admite soluții numai pentru valorile cuantificate ale energiei totale numite valori proprii ale energiei care sunt dependente de numărul cuantic principal n. Prin integrarea ecuației lui Schrödinger în care au fost înlocuite valorile proprii ale energiei, se obțin mai multe soluții ce reprezintă funcții de undă care definesc stările staționare ale electronului în atom și poartă numele de orbitali. Un orbital este așadar o zonă de densitate electronică în care probabilitatea de a găsi electronul este maximă. Fiecare orbital este o funcție dependentă de cele 4 numere cuantice:
n – număr cuantic principal , n= 1, 2, 3,…
– reprezintă dimensiunea lui ψ în spațiu;
– desemnează starea energetică (nivelul energetic K(1), L(2), M(3)…) a electronului în atom;
– indică energia totală E a electronului;
– numărul maxim de electroni (20) de pe un nivel de energie este 2n2:
(21)
l – număr cuantic secundar sau azimutal, l= 0, 1, 2, … n-1
– caracterizează forma geometrică a orbitalului;
– indică subnivelul energetic: s, p, d, f, g… (tabelul 1.1)
-determină numărul orbitalilor 2l + 1 dintr-un subnivel energetic l în absența unui câmp exterior.
ml sau m – număr cuantic magnetic orbital, m= -l, -l+1, … -2, -1, 0, 1, 2, …, l-1, l
2l + 1 valori (orbitali)
– indică modul de orientare a orbitalilor aflați într-un câmp magnetic exterior.
ms sau s – număr cuantic magnetic de spin, s = ± ½
– caracterizează sensul de rotație al electronului în jurul propriei axe;
– este independent de celelalte 3 numere cuantice, putând lua doar două valori.
Din considerente didactice, notația unei funcții orbitale ψn,l,m este înlocuită de un simbol care cuprinde numărul nivelului energetic determinat de numărul cuantic principal n și tipul subnivelului electronic (tabelul 1.1) determinat de numărul cuantic secundar l. De exemplu, semnificația notației 2px este:
Fig. 1.9 – Semnificația notației unei funcții orbital
Dacă orbitalii sunt ocupați cu electroni, atunci n definește numărul stratului, l definește tipul substratului (s, p, d, f) și m numărul de orbitali 2 l +1 dintr-un substrat. Repartiția electronilor pe straturi, substraturi și orbitali, se realizează după anumite reguli care vor fi discutate și aplicate în acest capitol în contextul prezentării structurii învelișului electronic. În funcție de substratul în care se află, și orbitalii sunt de tip s, p, d, f.
Tabelul 1.2 – Numerele cuantice și orbitali atomici în nivele/subnivele energetice
1.3.5.4 Tipuri de orbitali
Fiecare orbital atomic se caracterizează printr-o anumită formă și energie, în funcție de distanța lor față de nucleu și este caracterizat de o funcție ψn,l,m, unde n, l, m sunt soluții ale ecuației lui Schrödinger datorate naturii ondulatorii a electronului.
Reprezentarea grafică a orbitalilor în spațiul tridimensional se face în sistemul cartezian x0yz, pentru care se consideră că nucleul se află în originea O.
Orbitali de tip s (fig. 1.10)
apar de la n≥1, pentru care l = 0, m= 0, caracterizați de o funcție ψn00
fiecare strat electronic conține un singur orbital de tip s;
au formă sferică;
au energia cea mai mică dintre toate tipurile de orbitali;
au simetrie maximă, deci pot forma legături chimice nelocalizate în spațiu;
nu au nici un plan nodal (planuri în care electronul nu poate fi găsit niciodată)
odată cu creșterea lui n, crește și dimensiunea și energia orbitalilor s: 1s< 2s<3s…
Fig. 1.10 – Orbitali atomici de tip s
Orbitali de tip p (fig. 1.11)
apar de la n≥2, pentru care l = 1, m= -1, 0, 1, caracterizați de funcțiile ψn1-1 (px), ψn10 (py), ψn11 (pz)
fiecare strat electronic conține așadar 3 orbitali atomici de tip p: px, py, pz orientați după cele 3 axe ale sistemului cartezian xOyz (deci între ei se formează unghiuri de 90˚);
au formă bilobară, cu lobi identici, distribuiți de-a lungul axelor;
au energie mai mare decât a orbitalilor s;
au simetrie mare, dar mai mică decât a orbitalilor s;
datorită orientării lor în spațiu, sunt capabili să formeze legături chimice localizate în anumite regiuni dintre atomi și orientate în spațiu;
au un singur plan nodal aflat în origine;
dimensiunea lobilor și energia orbitalilor p crește odată cu creșterea lui n:2p< 3p <4p…
Fig. 1.11- Orbitali atomici de tip p
Orbitali de tip d (fig. 1.12)
apar de la n≥3, pentru care l = 2, m= -2,-1, 0, 1, 2 caracterizați de funcțiile ψn2-2 (dxy), ψn2-1(dyz), ψn20 (dz2), ψn21 (dxz), ψn22(dx2-y2);
fiecare strat electronic conține așadar 5 orbitali atomici de tip d: dxy , dyz , dz2, dxz , dx2-y2 orientați astfel:
după direcția bisectoarelor dintre cele 3 axe ale sistemului cartezian xOyz – dxy , dyz , dxz
după cele 3 axe Ox, Oy, Oz- dz2, dx2-y2;
au o structură mai complicată, formă tetralobară, orbitalul dz2 însă are o formă particulară deoarece rezultă prin contopirea orbitalilor dz2-x2 și dz2-y2;
au energie mai mare decât a orbitalilor s și p;
au simetrie mică;
pot forma legături chimice localizate și orientate în spațiu;
au două planuri nodale care împart norul electronic în 4 secțiuni;
dimensiunea lobilor și energia orbitalilor d crește în seria: 3d< 4d <5d…
Fig. 1.12- Orbitali atomici de tip d
Orbitali de tip f (fig. 1.13)
apar de la n≥4, pentru care l = 3, m= -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 caracterizați de funcțiile ψn3-3, ψn3-2, ψn3-1, ψn30 , ψn31, ψn32, ψn33;
fiecare strat electronic conține așadar 7 orbitali atomici de tip f;
au o structură foarte complicată, formă octolobară;
au energie mai mare decât a orbitalilor s, p și d;
dimensiunea lobilor și energia orbitalilor f crește în seria: 4f< 5f
Fig. 1.13- Orbitali atomici de tip f
În scop didactic, pentru vizualizarea mai bună a formei și orientării orbitalilor în spațiu, se folosesc modele tridimensionale, virtuale sau nu. Figura 1.14 (a, b, c, d) exemplifică astfel de modele ale orbitalilor atomici:
Fig. 1.14 – Modele tridimensionale de orbitali atomici:
a- orbital s, b- orbitali p, c- orbitali d, d- orbitali f
Concluzii: Teoriile descrise în acest capitol au fost formulate pe baza unor premise deja expuse de alți savanți înaintea lor și au adus la acestea completări sau explicații ale unor fenomene datorate complexității atomului. Astfel s-a ajuns la evidențierea structurii interne a atomului și la demonstrarea unor proprietăți ale particulelor subatomice.
Toate aceste teorii din secolul XX sunt continuate și în prezent, dar cu ajutorul unor instrumente moderne computerizate cu scopul de a elucida structura complexă a materiei la nivel subatomic.
2. Structura atomului
2.1 Proprietățile atomului. Particule subatomice
Conform rezultatelor fizicii și chimiei moderne, Universul lumii materiale este constituit din materie și energie, două forme care se pot transforma reciproc una în cealaltă, dar care sunt inseparabile. Prin materie se înțelege tot ce există în Univers, are masă proprie și volum propriu.
Proprietățile materiei sunt:
ocupă un spațiu;
prezintă o masă proprie;
se găsește în continuă mișcare și transformare;
apare sub diferite forme;
nu dispare, nu se creează (legea conservării masei formulată de A. Lavoisier și M. Lomonosov);
se manifestă sub două forme: corpusculare (particule subatomice, atomi, ioni, radicali) și ondulatorii.
Caracteristicile atomului sunt o consecință a structurii sale interne:
Atomul, obiectul studiului acestei lucrări, este o particulă materială universală.
El poate fi imaginat ca o sferă a cărei rază se numește rază atomică. Deoarece atomii sunt particule foarte mici, invizibile cu ochiul liber sau cu aparate optice obișnuite, la această scară se folosesc unități adecvate pentru lungime, cum ar fi Angströmul (Å).
1 Å = 10 -10 m= 10-8 cm
Astfel, cel mai mic atom, al hidrogenului, are raza de 0,5 Å. Cei mai mari atomi au raze care pot să ajungă până la 3 Å, cum este cazul cesiului. Raza atomică este o proprietate fizică periodică.
Pentru a evidenția mai bine dimensiunile extrem de reduse ale atomilor, se pot lua exemple de proporționalitate sau multiplicare a lucrurilor palpabile din jur, ale căror dimensiuni le conștientizăm foarte bine:
un măr este de atâtea ori mai mare de câte ori este mai mare Pământul decât mărul;
în gămălia unui ac, într-un volum de 1 mm3 se află conținuți 80 miliarde de atomi de fier;
100 milioane de atomi înlănțuiți în linie dreaptă nu depășesc lungimea de 1 cm;
dacă am mări atomul până la dimensiunea unui punct pe hârtie, este identic cu existența unui om de 1700 km înălțime sau a unei muște cu lungimea de 8 km.
participă efectiv în procesele chimice;
are o structură complexă
este neutru din punct de vedere electric ca o consecință a faptului că numărul de sarcini pozitive conținute (protonii) și cel al sarcinilor negative (electronii) sunt egale.
Atomul este structurat în două părți (fig. 2.1):
Fig. 2.1 – Structura atomului
Nucleul constituie partea centrală a atomului, încărcat cu sarcină electrică pozitivă, care conține aproape întreaga masă a atomului, deși ordinul de mărime al diametrului nucleului este 10-12 cm, de 104 ori mai mic decât al atomului în întregime.
În 1932 W. Heisenberg a arătat că însuși nucleul este un edificiu complex deoarece conține particule subatomice elementare denumite protoni și neutroni. Întrucât acestea fac parte constituentă din nucleu, se cunosc sub numele de nucleoni.
Protonii sunt particule fundamentale (elementare) cu masa relativă 1 și sarcina relativă +1. Au fost depistați pentru prima dată în 1886 în razele canal de către E. Goldstein, dar au fost obținuți efectiv în 1919 de către E. Rutherford prin bombardarea nucleelor unor atomi mai ușori cu particule α.
Toți protonii din nucleu au sarcină electrică pozitivă, deci din punct de vedere electrostatic ar trebui să se manifeste forțe de repulsie între ei. În realitate între nucleoni se exercită forțe nucleare de două ori mai puternice decât forțele de repulsie electrostatică, asigurând astfel stabilitatea nucleului. Forțele nucleare sunt transmise de gluoni și au o rază mică de acțiune, ceea ce înseamnă că un nucleon interacționează doar cu alți nucleoni vecini, pe când forțele de repulsie se exercită între toți protonii din nucleu.
Sarcina electrică a protonului este considerată o constantă fundamentală numită unitate atomică de sarcină și este egală cu 1,602176487·10-19 C. Electronul are o sarcină egală dar de semn contrar cu electronul, iar neutronul nu are sarcină electrică (tabelul 1.3).
Neutronii sunt particule fundamentale (elementare) cu masa relativă 1 și sarcina relativă 0. Faptul că nucleul unui atom s-a dovedit mai greu decât suma maselor tuturor protonilor conținuți a putut fi explicat prin descoperirea neutronului. Având la bază experimentele lui W. Boethe și H. Becker (1930) , J. Chadwick a demonstrat în 1932 existența unor particule cu masa practic identică cu a protonilor, însă neutri, pe care le-a denumit neutroni. Neutronii prezintă moment magnetic, iar masa sa de repaus este egală cu suma maselor de repaus ale protonului si electronului. Din aceste motive, neutronul are o oarecare instabilitate, lucru dovedit de faptul că poate disocia spontan.
Învelișul electronic reprezintă partea exterioară a atomului, negativ din punct de vedere electric, cu masă neglijabilă în raport cu masa a atomului, dar care ocupă aproape întreg volumul acestuia. El își datorează sarcina negativă particulelor pe care le conține și care se numesc electroni.
Electronii sunt particule fundamentale cu masa relativă 0 și cu sarcina relativă -1.
Descoperirea electronului se datorează lui W. Crookes care a studiat efectul produs de trecerea curentului electric printr-un tub prevăzut cu doi electrozi în care sa află o cantitate mică de gaz (fig. 2.2). Prin trecerea curentului electric, s-a obținut un flux de raze, numite raze catodice deoarece au determinat apariția unei fluorescențe albăstrui pe peretele din spatele catodului.
Fig. 2.2- Obținerea razelor catodice
Sarcina electrică a electronului a fost evidențiată experimental în 1909 de către R. Millikan pulverizând picături de ulei într-o cameră pe care le-a supus razelor X (fig. 2.3). În urma procesului de ionizare au fost evidențiate particule cu sarcini pozitive și negative. Picăturile încărcate negativ au fost introduse într-un câmp electric, orientat astfel încât să cauzeze ridicarea lor. Având în vedere mai multe aspecte urmărite experimental, Millikan a calculat sarcina particulelor ca fiind și egală cu -1.
Fig. 2.3 Montaj experimental pentru determinarea sarcinii electronului
Tot Millikan a determinat și masa unui electron, arătând că este de 1836 ori mai mică decît masa celui mai mic atom, hidrogenul, având valoarea absolută de me = 9,1·10-31 kg. Masa electronului se obișnuiește să se folosească drept unitate la care se raportează masa celorlalte particule elementare.
Proprietățile fundamentale ale particulelor subatomice elementare pot fi sistematizate conform tabelului 2.1:
Tabelul 2.1 – Particule subatomice
2.2 Numere atomice fundamentale
Orice atom, indiferent de natura lui, este caracterizat de două numere atomice fundamentale, întregi și pozitive:
Z- număr atomic sau sarcină nucleară sau număr de ordine;
A- număr de masă sau masă atomică.
Număr atomic
Numărul atomic reprezintă totalitatea protonilor din nucleul unui atom. Deoarece numărul protonilor este egal cu numărul electronilor din înveliș, se poate scrie relația (1):
Z = nr. p+ = nr. e- (1)
Protonii sunt singurele particule elementare din nucleu purtătoare de sarcină, și cum numărul de protoni determină numărul atomic Z, înseamnă că va indica și sarcina întregului nucleu. Din acest motiv Z mai poartă numele de sarcină nucleară. Așadar, sarcina electrică a nucleului va fi +Ze, unde e- sarcina elementară. Neutralitatea atomului este justificată de sarcina învelișului elelctronic –Ze.
Elementele sunt organizate în sistemul periodic al elementelor în ordinea crescătoare a numărului atomic Z, de aici derivând a treia denumire pentru această mărime: număr de ordine.
Număr de masă
Numărul de masă indică masa atomului reprezentată de suma dintre numărul de protoni și numărul de neutroni. Acest lucru se explică prin faptul că învelișul electronic are masă neglijabilă, deci nu contribuie la masa atomului, în ansamblu. Cum în nucleu sunt protoni și neutroni, fiecare particulă având masă relativă 1, rezultă relația (23), care descrie matematic definiția numărului de masă.
A = nr. p+ + nr. n0 (2)
Dacă se introduce relația (1) în relația (2) și se notează numărul de neutroni cu N, obținem relația (3):
A = Z + N (3)
Relația (4) este expresia matematică ce permite calculul numărului de neutroni N:
N = A – Z (4)
Numărul de masă A se mai numește și masă atomică. Este recomandat însă ca semnificația celor două denumiri să se distingă net: numărul de masă este un număr întreg și este util pentru calculul particulelor subatomice, iar denumirea uzuală de masă atomică (care de fapt este o masă atomică relativă rotunjită) poate avea valori fracționare (de exemplu în cazul clorului ACl = 35,5) și este o medie a maselor atomice tuturor izotopilor acelui element chimic ce ține cont de abundența naturală a acestora. (vezi subcapitolul 2.5).
Pentru calculul numărului de particule subatomice se folosesc așadar relațiile de legătură dintre mărimile atomice fundamentale și numărul de protoni, neutroni și electroni (21) și (24).
Exemplu: calculul numărului de protoni, neutroni și electroni pentru atomul de Na
23 11 p+
11Na 12 n0
11 e-
În exemplul anterior este ilustrat și modul de notație al celor două mărimi atomice față de simbolul atomului elementului chimic considerat: Z- în stânga jos, A- în stânga sus. În sistemul periodic al elementelor, poziția celor două numere este inversată (fig.2.4): Z- deasupra simbolului chimic, A- sub simbolul chimic.
Fig. 2.4 Dispunerea numerelor A și Z în sistemul periodic față de simbolul chimic
2.3 Element chimic. Simbol chimic
Atomii cu același număr de protoni, deci cu același Z, formează un element chimic.
În prezent se cunosc 114 elemente chimice denumite, din care 89 sunt naturale, iar 25 sunt artificiale. Denumirea elementelor chimice poate avea diverse origini:
numele unor zone geografice;
Exemplu: Ge-germaniu, Po-poloniu, Cf- californiu, In-indiu
numele unor planete din sistemul solar;
Exemplu: Hg-mercur, Np-neptuniu, Pu-Plutoniu, U-uraniu
numele unor cercetători;
Exemplu: No-nobeliu (A. Nobel), Es-einsteiniu (A. Einstein), Bh-Bohrium (N. Bohr)
descrie unele proprietăți ale elementului chimic;
Exemplu: Cl- clor (chloros- verde pal), Cr- crom ( chroma- culoare), H- hidrogen (generator de apă), O- oxigen (generator de acid)
Ultimele 3 elemente chimice au fost denumite oficial în ultimii doi ani astfel:
Z = 112 → coperniciu (Cn), denumit după numele astronomului Nicolaus Copernic;
Z = 114 → fleroviu (Fl), nume acordat în cinstea lui Georgy Flyorov, fondatorul institutului din Dubna, Rusia;
Z = 116 → livermoriu (Lv), denumire ce provine de la numele ,,Laboratorului Național Robert Livermore” din California.
Pentru fiecare element chimic s-a stabilit un simbol chimic care reprezintă o prescurtare a denumirii date acelui element. Acesta are dublă semnificație:
calitativă- indică natura elementului chimic;
cantitativă- indică un atom al acelui element, indiferent dacă se găsește liber sau în compoziția altor substanțe.
Exemplu: 7N- sub aspect calitativ, notația se referă la faptul că este vorba despre atomi de azot, iar sub aspect cantitativ arată că sunt 7 atomi de azot.
Simbolul chimic este, de regulă, reprezentat de:
prima literă a denumirii scrisă ca majusculă
Exemplu: C-carbon, H-hidrogen, O-oxigen
primele două litere ale denumirii, prima majusculă și a doua minusculă
Exemplu: Au-aur, Cu-cupru, Ca- calciu
Dacă simbolul chimic al unui element nu se poate stabili conform regulii amintite deoarece alt element a primit acel simbol anterior, atunci se folosește prima literă și o altă literă din denumirea elementului respectiv.
Exemplu: Argintul nu poate să aibă simbolul Ar, deoarece acesta este simbolul argonului. De aceea a primit simbolul Ag.
Există cinci elemente chimice ale căror simboluri nu provin, aparent, de la denumirile lor.
1) N – azot (se mai numește nitrogen);
2) Na – sodiu (se mai numește natriu);
3) K – potasiu (se mai numește kaliu);
4) P – fosfor (simbolul se datorează etimologiei cuvântului: phos = lumină, pherein= a purta);
5) Hg – mercur ( se mai numește hydrargyros în limba greacă).
Acest sistem de simbolizare a elementelor chimice a fost introdus de J. Berzelius. Înaintea acestui sistem însă, au existat alte modalități de a reda grafic elementele chimice cunoscute la acea vreme. În perioada alchimistă, simbolurile chimice au fost inspirate din corespondența dintre metale și planete conform figurii 2.5.
Fig. 2.5- Modalități de simbolizare a elementelor în perioada alchimistă
Mai târziu, la începutul secolului XIX, J. Dalton introduce un nou sistem de simbolizare a 36 de elemente chimice conform figurii 2.6:
Fig.2.6- Sistemul de simbolizare a elementelor chimice propus de J. Dalton
Răspândirea elementelor în natură poate fi prezentată din două perspective:
abundența elementelor chimice în Univers
Elementul cel mai răspândit în spațiul extraterestru este hidrogenul, fiind constituentul principal al Soarelui și stelelor. În interiorul acestora, la temperaturi foarte înalte, hidrogenul se transformă în heliu, al doilea element ca abundență în compoziția Soarelui. Temperaturile extrem de înalte disociază atomii în particule încărcate electric: electroni și nuclee. Starea aceasta a materiei se numește plasmă. Cu ajutorul unor sonde spațiale, s-a putut determina că pe Venus și Marte se găsesc elemente chimice care se află și pe Pământ: hidrogen, carbon, azot, oxigen etc. Mostrele de roci lunare atestă faptul că anumite regiuni de pe Pământ au o compoziție chimică asemănătoare cu acestea.
abundența elementelor chimice pe Pământ
Pe Pământ, elementele sunt răspândite neuniform. Scoarța terestră este stratificată, fiecare strat având o compoziție chimică particulară. Dispunerea acestor straturi de la exterior spre interiorul Pământului este: litosfera, pirosfera, barisfera (compoziția ultimelor două este puțin cunoscută).
litosfera (fig 2.7) elementele cele mai răspândite sunt oxigenul (49 %), siliciul (26 %). 99 % din substanțele chimice din litosferă sunt formate din 9 elemente: O, Si, Al, H, Na, Ca, Fe, Mg, K
Fig. 2.7- Abundența elementelor chimice în litosferă
Pe suprafața litosferei se găsesc mari cantități de apă care formează hidrosfera (oceane, mări). Bineînțeles, elementele cele mai răspândite sunt cele care formează apa, adică hidrogenul și oxigenul. Apa mai conține diverse săruri dizolvate care conțin elemente ca Na, Cl, Mg, S, O, K, Br etc.
Pătura gazoasă care înconjoară litosfera se numește atmosferă. Elementele chimice din atmosferă sunt cele care formează substanțele chimice din aer: N, O, C, gaze rare.
Răspândirea elementelor în corpul uman este reprezentată grafic prin figura 2.8, din care reiese că cele mai abundente sunt elementele constituente ale materiei vii: O, C, H, N, Ca, P, K, S.
Fig. 2.8 – Abundența elementelor chimice în corpul uman
2.4 Izotopi. Radioactivitate. Importanța izotopilor
Nuclizii sunt specii atomice caracterizați prin același număr atomic Z, aceeași masă atomică și o anumită stare energetică. Simbolul unui nuclid este:
A
X
Z
unde X reprezintă simbolul chimic al elementului considerat.
Nuclizii care au același număr atomic Z, dar numere de masă A diferite se numesc izotopi (din limba greacă isos= același, topos=loc) ai unui element chimic. La nivel subatomic, izotopii aceluiași element chimic au același număr de protoni și electroni, dar număr diferit de neutroni. Totalitatea izotopilor unui element constituie un element chimic. Dacă nu se folosește simbolul nuclidului, izotopii se mai pot simboliza scriind doar simbolul elementului chimic și mărimea atomică ce diferă la izotopii aceluiași element, adică numărul de masă A.
Majoritatea elementelor chimice se găsesc în natură sub forma mai multor izotopi. În funcție de numărul izotopilor naturali, elementele chimice se clasifică astfel:
monoizotopice: un număr destul de redus de elemente- 19F, 23Na, 27Al, 31P, 59Co etc;
diizotopice: 35Cl și 37Cl ;
poliizotopice: 1H, 2H, 3H; 16O, 17O, 18O; 32S, 33S, 34S, 36S.
Abundența naturală izotopică reprezintă numărul unui anumit izotop dintr-un amestec de izotopi ai aceluiași element chimic. Ea se exprimă de regulă sub formă procentuală.
Exemplu: Hidrogenul are trei izotopi: (figura 2.9):
1 1p+ 2 1p+ 3 1p+
H 0n0 H 1n0 H 2n0
1 1e- 1 1e- 1 1e-
hidrogen ușor hidrogen greu hidrogen supergreu
1 2 3
protiu P deuteriu D tritiu T
1 1 1
99,985 % 0,015% obținut artificial
Fig. 2.9- Izotopii hidrogenului
Apa care este îmbogățită cu deuteriu se numește apă deuterată (D2O) sau apă grea și nu este favorabilă vieții. Ea se folosește în tehnica RMN și în procesele de fusiune nucleară.
După stabilitatea nucleelor izotopilor, aceștia se împart în două categorii:
izotopi stabili
izotopi radioactivi ale căror nuclee sunt instabile și au capacitatea de a emite spontan radiații în procesul de dezintegrare radioactivă. Prin acest proces de descompunere, nucleul unui izotop radioactiv se transformă în nucleul altui element chimic (mai) stabil.
Termenul de radioactivitate a fost introdus pentru prima dată de Marie Curie.
Radioactivitatea este de două feluri:
naturală (descoperită în 1896 de H. Becquerel) are loc spontan și se emit trei tipuri de particule: α- nuclee de heliu, β-electroni, y-fotoni (de natură electromagnetică).
artificială este provocată printr-o reacție nucleară prin care se obține un radionuclid ce trece spontan în alt nucleu mai stabil.
În prezent, din cele 114 elemente chimice cunoscute, care se prezintă sub forma a 352 izotopi naturali, 285 sunt relativ stabili, iar 67 sunt radioactivi.
Apariția fenomenului de radioactivitate este favorizat de creșterea numărului de protoni, deci de creșterea lui Z, deoarece cu cât sunt mai mulți protoni, cu atât forțele de repulsie electrostatică dintre aceștia cresc, destabilizând nucleul. Pentru a asigura o oarecare stabilitate, numărul neutronilor din nucleu trebuie să fie cât mai mare. S-a observat așadar că izotopii naturali mai stabili, adică cei cu o mai mare abundență, se caracterizează printr-o combinație favorabilă de protoni și neutroni. Numerele 2, 8, 20, 26, 28, 50, 82, 126 au fost denumite numere magice, deoarece nucleele care au atât numărul de protoni Z, cât și numărul de neutroni N din această serie sunt deosebit de stabile, fiind desemnate cu termenul dublu magice.
Exemplu: 4 16 40 208
He O Ca Pb
2 8 20 82
Referitor la stabilitatea nucleelor atomilor elementelor chimice, influențată de valorile celor două numere Z și N, se pot face următoarele precizări:
zona în care toți izotopii sunt stabili este caracteristică nucleelor pentru care N/Z≈1;
nucleele ușoare, adică cele care au Z≤20 (N≈Z) sunt stabile;
toate elementele din scoarța terestră care au Z>82 (de la Bi până la U) sunt instabile;
Deci fenomenul de radioactivitate apare dacă:
Z≥83 și N≥126;
Z<82 și N/Z este prea mare sau prea mic;
deși N/Z este corespunzător zonei de stabilitate, au număr impar de protoni și neutroni (de exemplu 43Tc ).
Pentru a aprecia cantitativ fenomenul de radioactivitate, se iau în considerare o serie de proprietăți ale radionuclizilor:
timpul de înjumătățire sau timpul radiologic (fizic) notat t1/2 reprezintă timpul după care numărul inițial de nuclee se înjumătățește și este definit matematic de legea dezintegrării radioactive (5):
(5)
în care Nt- numărul de nuclee rămase nedezintegrate după timpul t, N0- numărul inițial de nuclee radioactive, k- constanta de dezintegrare.
timpul mediu de viață este timpul după care numărul inițial de radionuclizi scade de e ori (e = 2,71828);
timpul mediu biologic este timpul necesar eliminării prin procese biologice a jumătate din cantitatea de radioactivitate pătrunsă în organism.
timpul de înjumătățire efectiv poate fi mai mic decât cel biologic;
viteza de dezintegrare sau radioactivitatea materialului se determină din numărul de dezintegrări în unitatea de timp (unitatea de măsură este 1 Ci = Curie sau 1 Bq = Becquerel, unități denumite astfel ca dovadă a contribuției însemnate a soților Curie și a lui Becquerel în studiul elementelor radioactive).
Importanța izotopilor
Izotopii au multiple întrebuințări în diverse domenii. Cele mai importante sunt:
pentru obținerea energiei nucleare în centralele atomo-electrice, prin fisiunea izotopului 235U.
datarea arheologică a materialelor fosile de natură organică cu izotopul 14C;
datarea rocilor și sedimentelor foarte vechi cu potasiu-argon;
în practica medicală: pentru tratarea bolilor tiroidiene se folosește 131I , pentru investigarea imagistică a oaselor se utilizează 99mTc, în radioterapie 60Co, pentru diagnosticarea tumorilor cerebrale;
în agricultură pentru determinarea cantității de îngrășământ absorbită – 32P sau pentru tratarea semințelor;
în metalurgie, pentru elaborarea fontelor și oțelurilor, pentru depistarea defectelor de rețea ale pieselor metalice;
în chimie la elucidarea unor mecanisme de reacție prin marcare izotopică, la vulcanizarea cauciucului, descompunerea grăsimilor, prelucrarea petrolului etc.
2.5 Masa atomică. Mol de atomi. Numărul lui Avogadro
Masa atomică reală numită și masă atomică absolută se exprimă în kg și are o valoare numerică foarte mică și din acest motiv ea nu poate fi folosită în calculele stoechiometrice. De exemplu, masa celui mai mic atom, al hidrogenului, este 1,67·10-27 kg. Din acest motiv, s-a introdus convențional noțiunea de masă atomică relativă care se notează Ar .
Masa atomică relativă reprezintă numărul care arată de câte ori masa unui atom este mai mare decât unitatea atomică de masă. A douăsprezecea parte din masa izotopului 12C se numește unitate atomică de masă și se prescurtează u.a.m.
1 u.a.m. = m12C / 12 = 1,66·10-27 kg (6)
Raportând masa atomică absolută a hidrogenului la unitatea atomică de masă se constată că ArH≈1u.a.m.(ArH = 1,008 u.a.m.)
Deci relația dintre masa atomică absolută m (kg) și masa atomică relativă Ar se poate scrie conform relației (7):
m = Ar·1 u.a.m. (7)
Masa atomică relativă se exprimă în u.a.m.
Valorile maselor atomice relative sunt fracționare, deoarece Ar se calculează ținând cont de abundențele naturale ale tuturor izotopilor acelui element chimic, folosind relația matematică (8):
(8)
unde A1, A2,…, An- masele atomice ale izotopilor, x1,x2,…,xn- abundențele naturale ale izotopilor (%), iar n- numărul de izotopi ai elementului chimic considerat.
De exemplu, pentru elementul chimic clor, se cunosc doi izotopi naturali, 35Cl și 37Cl, cu abundențele naturale 75,77%, respectiv 24,23%. Conform relației (28), masa atomică relativă a clorului este:
Pentru ușurarea calculelor matematice, se folosește masa atomică relativă rotunjită A care are valori întregi. Există totuși o excepție, a atomului de Cl pentru care masa atomică rotunjită rămâne fracționară.
ACl = 35,5 u.a.m.
În general, marea majoritatea a manualelor de chimie și a culegerilor au ca anexă un tabel cu masele atomice relative și rotunjite ale atomilor elementelor chimice. În caz contrar, masa atomică se poate indica folosind tabelul lui Mendeleev unde este poziționată sub simbolul fiecărui element chimic. Deci nu este necesar și nici indicat să se memoreze valorile maselor atomice.
Masa atomică este o mărime care se utilizează însă la nivel microscopic. La nivel macroscopic, s-a introdus noțiunea de mol de atomi numit și atom-gram. Molul este unitatea de cantitate de materie în SI și poate fi interpretat în două moduri:
un mol de atomi din oricare element chimic conține același număr de atomi egal cu 6,023·1023 atomi. Numărul acesta a fost determinat experimental de către A. Avogadro în 1811, de aceea se numește numărul lui Avogadro și se notează NA.
NA= 6,023 · 1023 particule (atomi, molecule) / mol
Relația (9) descrie legătura dintre numărul de moli notat ν și NA, unde N reprezintă numărul de atomi dintr-un element chimic:
(9)
Exemplu: Să se transforme 12,046·10-25 atomi de Ca în moli.
un mol, exprimat în grame, este egal cu valoarea masei atomice. Deoarece masa atomică diferă de la un element la altul, înseamnă că 1 mol din elemente chimice diferite are mase diferite. Relația (10) corelează masa m a unei substanțe cu numărul de moli ν corespunzător:
(10)
Exemplu: Calculați câte grame de K se află în 0,1 kmoli de atomi?
În calculele în care se aplică relația (10), A se măsoară în g/mol.
2.6 Structura învelișului electronic
2.6.1 Straturi, substraturi, orbitali
Învelișul electronic al atomului reprezintă spațiul din jurul nucleului în care gravitează totalitatea electronilor. El are o structură stratificată (fig. ) fiind format din niveluri energetice, ele la rândul lor din substraturi energetice și acestea din urmă din orbitali atomici.
STRATURI → SUBSTRATURI → ORBITALI
Învelișul electronic este format din 7 straturi care se notează cu cifre arabe de la 1 ÷ 7 sau cu majuscule: K, L, M, N, O, P, Q (figura 2.10). Deci starea energetică a unui electron în atom este determinată de n= 1, 2, 3, 4,…
Fig.2.10 – Structura stratificată a învelișului electronic
Variația energiei și distanței straturilor față de nucleu poate fi ilustrată astfel:
K L M N O P Q
crește energia și distanța straturilor față de nucleu
Numărul maxim de electroni care pot ocupa un nivel energetic n este:
Nmax = 2 n2 (11)
în care, dacă i se dau valori lui n se obține:
Nmax(K)= 2·12= 2 , Nmax(L)= 2·22= 8, Nmax(M)= 2·32= 18, Nmax(N)= 2·42= 32, Nmax(O)= 2·52= 50…
Fiecare strat electronic n este format din n substraturi electronice care au energii apropiate. Toate substraturile cu același n formează un nivel de energie. Substraturile sunt caracterizate de numărul cuantic secundar l , unde l = 0, 1, 2, … n-1. Valoarea lui l determină tipul de substrat ( tabelul 1.1). Modul de notare al unui substrat este de forma
nlx
unde n-numărul stratului, l- tipul de substrat (s, p, d, f), iar x – numărul de electroni care ocupă substratul.
Deoarece orientarea orbitalilor atomici-deci implicit și numărul lor- este desemnată de numărul cuantic magnetic orbital ml care ia valori cuprinse între –l și +l, înseamnă că un substrat de tip l conține 2l + 1 orbitali de același tip (conform tabelului 2.2).
Tabelul 2.2- Corespondența substraturi – orbitali
Descrierea fiecărui tip de orbitali ce evidențiază forma, energia, orientarea, simetria lor a fost detaliată în subcapitolul 1.3.4.4. Fiecare orbital poate fi ocupat cu maxim 2 electroni și se poate nota grafic în trei moduri, după cum urmează:
Electronii care ocupă orbitalii aceluiași substrat energetic sunt degenerați, adică au aceeași energie și execută două mișcări, asemeni mișcărilor de revoluție și rotație ale Pământului:
mișcarea de rotație în jurul nucleului;
mișcarea de rotație în jurul propriei axe, adică mișcarea de spin. Deoarece electronul poate executa o mișcare de spin în două sensuri, la completarea orbitalilor se vor folosi două notații pentru electroni care indică ,,spinul” acestora. Acestea indică de fapt valoarea numărului cuantic magnetic de spin ms= ±1/2:
↑ (sus, ms = +1/2) ↓ (jos, ms = -1/2)
Dacă doi electroni se află în același orbital și au spin opus, atunci ei se numesc electroni cuplați. Densitatea de sarcină este maximă, atunci când acesta este ocupat cu doi electroni cuplați.
În atomi, electronul suferă atât atracția electrostatică a nucleului, dar și forțele de repulsie electrostatică și interacțiunile magnetice cu ceilalți electroni, așa cum este evidențiat în figura 2.11:
Fig. 2.11 – Forțe de atracție nucleu-electron și repulsie electron-electron în atom
Distribuirea a Z electroni ai învelișului în orbitalii atomici se numește configurație electronică și se realizează după câteva reguli de ocupare riguros stabilite și care urmează a fi descrise în cele ce urmează.
2.6.2 Reguli de ocupare a orbitalilor cu electroni
2.6.2.1 Regula sumei n+l (regula lui Klecicovschi)
Modul de ocupare al orbitalilor cu electroni se poate elucida cu ajutorul regulii sumei (n + l) numită și regula lui Klecicovschi. Teoretic succesiunea energetică a ocupării substraturilor se face astfel încât se vor ocupa prioritar subnivelurile pentru care suma (n + l) să fie minimă. Dacă sunt mai multe substraturi pentru care suma (n +l) este egală, se vor ocupa mai întâi cele care au valoarea numărului cuantic principal n mai mică.
Atribuind valori sumei (n + l) vom avea următoarele situații:
(n+l)= 1, dacă n=1, l=0 → substratul 1s;
(n+l)= 2, dacă n=2, l=0 → substratul 2s;
(n+l)= 3, dacă n=2, l=1 → substratul 2p;
n=3, l=0 → substratul 3s;
Deoarece n este mai mic pentru 2p, succesiunea corectă a substraturilor este 2p, 3s
(n+l)= 4, dacă n=3, l=1 → substratul 3p;
n=4, l=0 → substratul 4s;
În acest caz ordinea de completare a substraturilor este 3p, 4s.
(n+l)= 5, dacă n=3, l=2 → substratul 3d;
n=4, l=1 → substratul 4p;
n=5, l=0 → substratul 5s;
Substraturile se vor completa în ordinea 3d, 4p, 5s.
(n+l)= 6, dacă n=4, l=2 → substratul 4d;
n=5, l=1 → substratul 5p;
n=6, l=0 → substratul 6s;
Ordinea completării acestor substraturi este 4d, 5p, 6s.
(n+l)= 7, dacă n=4, l=3 → substratul 4f;
n=5, l=2 → substratul 5d;
n=6, l=1 → substratul 6p;
n=7, l=0 → substratul 7s;
Ocuparea cu electroni se face în ordinea 4f, 5d, 6p, 7s.
Se poate continua pentru (n+l) =8 valoare suficientă pentru a determina succesiunea de completare cu electroni pentru toate elementele chimice cunoscute până în prezent. Sistematizând rezultatele deduse, ordinea ocupării substraturilor și orbitalilor cu electroni este:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d …
O altă metodă de stabilire a succesiunii subnivelurilor energetice pe baza regulii sumei (n + l) presupune utilizarea informațiilor din tabelul 2.3:
Tabelul 2.3 – Determinarea succesiunii de ocupare a substraturilor conform regulii (n + l)
2.6.2.2 Principiul construcției (Aufbau) / stabilității/ minimului de energie
Acest principiu se enunță astfel: Nivelurile energetice ale învelișului se ocupă cu electroni în ordinea crescătoare a energiei lor, în sensul creșterii și numărului cuantic principal n.
De la Z≥ 20, configurațiile electronice ale atomilor elementelor chimice prezintă unele particularități. Astfel are loc o inversare a energiei unor substraturi, ceea ce determină și o inversare a succesiunii completării lor cu electroni. Substraturile ns se completează înainte de cele de tip (n-1)d, la fel cum substraturile de tip (n-2)f se ocupă după cele de tip (n-1)p, respectiv ns. Nivelul energetic al substraturilor ce motivează apariția acestor inversiuni este evidențiată în figura 2.12:
Fig. 2.12 – Diagrama energetică a substraturilor electronice
La fel ca în cazul sumei (n+l), succesiunea ocupării substraturilor cu electroni conform principiului construcției este:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d …
2.6.2.3 Regula ,,tablei de șah” (regula lui Goldanski)
Construcția ,,tablei de șah”( figura 2.13 )
Se realizează o tablă de șah de 8×8 pătrățele, se hașurează începând de la pătrățica 2, astfel încât diagonala mare să ramână liberă și pe ea se trec toate straturile (1-7) cu substraturile de tip ,,s”, pe următoarea diagonală se trec straturile cu substraturile de tip ,,p”, apoi pe următoarea diagonală, straturile cu substraturile de tip ,,d” și în final cele de tip ,,f”.
Fig. 2.13 – Regula ,,tablei de șah”
Interpretarea ,,tablei de șah”
Numărul pătrățelei la care apare fiecare tip de substrat indică numărul de orbitali ai substratului respectiv: substratul de tip ,,s” apare la pătrățica numărul 1, deci substratul ,,s” are 1 orbital; substratul de tip ,,p” apare la pătrățica numărul 3, deci are 3 orbitali; substratul de tip ,,d” apare la pătrățica numărul 5, deci are 5 orbitali; substratul de tip ,,f” apare la pătrățica numărul 7, deci are 7 orbitali.
Tinând cont de regula conform căreia pe un orbital intră maximum 2 electroni, se poate afla usor numărul de electroni de pe fiecare substrat în parte: substratul s:2e-; substratul p:6e-; substratul d:10e-; substratul f: 14e-.
Sensul de creștere al energiei este indicat de linia șerpuită, deci putem afla ordinea de ocupare cu electroni a straturilor și substraturilor : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d ..
2.6.2.4 Principiul lui Pauli/ principiul de excluziune
Pauli afirmă că într-un orbital nu pot exista decât maxim doi electroni care au spin opus. Acest principiu derivă din faptul că într-un orbital nu pot exista doi electroni cu toate cele 4 numere cuantice identice. De exemplu pentru cei doi electroni dintr-un orbital 2px, n=2, l=1, ml=-1. Deci al patrulea număr cuantic, ms trebuie să fie diferit pentru cei doi electroni, adică aceștia trebuie să aibă spin opus.
Fig.2.14 – Principiul lui Pauli- forma corectă (1) și greșită (2,3) de notare a electronilor în orbital
2.6.2.5 Regula lui Hund/regula multiplicității maxime
În orbitalii degenerați, electronii se dispun astfel încât suma numerelor cuantice magnetice de spin în modul să fie maximă.
Regula lui Hund se poate enunța și sub forma:un orbital nu poate fi ocupat cu doi electroni, decît după ce toți orbitalii aceluiași substrat au fost ocupați cu câte un electron de spin paralel (electroni impari).
De exemplu, figura 2.15 ilustrează forma corectă de repartiție a electronilor și pe cea incorectă, care nu respectă regula lui Hund.
Fig. 2.15 – Configurația electronică a atomului de C – exemplu de încălcare a regulii lui Hund
2.6.3 Configurații electronice
Configurațiile electronice stabilite respectând regulile și principiile amintite se pot scrie în trei moduri:
1) detaliat prin scrierea succesivă a tuturor substraturilor ocupate cu electroni în ordinea creșterii energiei lor.
Exemplu: 11Na: 1s2 2s2 2p6 3s1
2) cu miezul electronic al ultimului gazului rar de dinaintea elementului considerat în sistemul periodic
Exemplu: 11Na: [10Ne] 3s1
3) cu diagrame energetice (fig. 2.16)
Fig.2.16 – Diagrama energetică a configurației electronice a Na
Pe baza configurației electronice a atomilor unui element chimic se pot introduce și defini o serie de noțiuni cu importanță deosebită în elucidarea unor procese chimice, în realizarea unor corelații cu sistemul periodic al elementelor, în introducerea altor termeni chimici.
În acest scop se definesc noțiunile:
strat în curs de completare/ strat complet ocupat
Dacă numărul de electroni de pe un strat este mai mic decât cel maxim, atunci stratul este în curs de completare. Dacă un strat conține numărul maxim de electroni, atunci se numește strat complet ocupat.
electroni de valență/electroni periferici
Electronii de pe stratul exterior se numesc electroni periferici. Aceștia se implică în formarea legăturilor chimice cu alți atomi, de aceea se numesc electroni de valență.
structuri stabile
O specie chimică care are configurația electronică 1s2 spunem că are configurație stabilă de dublet. O astfel de configurație corespunde atomului de He și tuturor ionilor izoelectronici cu acesta. Prin specii izoelectronice se înțeleg totalitatea particulelor cu același număr de electroni în înveliș.
Atomii cu configurația electronică periferică de tipul ns2 np6 au configurație stabilă de octet. Din această categorie fac parte atomii gazelor rare denumite și inerte (Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). Datorită configurației de octet, aceste elemente chimice au o stabilitate chimică deosebită, deci sunt considerate a fi nereactive.
În general substraturile semiocupate (de tipul d5, f 7) conferă stabilitate structurii electronice, iar cele complet ocupate, în care în toți orbitalii se găsesc electroni cuplați, determină o stabilitate maximă. Astfel se explică de ce configurațiile unor atomi fac excepție de la regulile de ocupare a orbitalilor cu electroni.
Atomii elementelor chimice au tendința de a-și forma structuri stabile prin combinarea cu alți atomi, manifestându-și valența. Noțiunea de valență este extrem de importantă pentru explicarea structurii substanțelor, proprietăților elementelor, etc. și cum ea nu poate fi determinată decât cunoscând configurațiile electronice ale atomilor, se poate concluziona că studiul structurii atomului este primordial pentru evoluția chimiei ca știință și a domeniilor adiacente.
electron distinctiv
Electronul prin care învelișul electronic al unui atom (cu numărul atomic Z) diferă de cel al atomului cu numărul atomic Z-1 se numește electron distinctiv. Cunoașterea substratului pe care se află electronul distinctiv a permis corelarea configurației electronice cu poziția elementelor în sistemul periodic și clasificarea acestora în 4 blocuri: s, p, d, f (figura 2.17).
Fig. 2.17 – Blocuri de elemente chimice
Fiecare bloc corespunde următoarelor configurații periferice generale (cu tot cu excepții în tabelul 2.4):
blocul s conține elemente cu electronul distinctiv în substrat de tip s. Aceste elemente se găsesc în grupele I A și II A și au configurațiile periferice ns1, respectiv ns2. La aceste elemente se adaugă H și He.
blocul p conține elemente cu electronul distinctiv în substrat de tip p, corespunzătoare grupelor III A ÷ VIII A cărora le corespund configurații periferice de tip ns2 np1÷ ns2 np6.
blocul d conține elementele tranziționale, care au electronul distinctiv în substrat de tip d. Aceste elemente se găsesc în grupele secundare ale sistemului periodic și au configurațiile periferice ns2 (n-1)d1 ÷ ns2 (n-1)d10.
blocul f conține seria lantanidelor și actinidelor, electronul distinctiv fiind în substrat de tip f. Configurația periferică pentru aceste elemente este ns2(n-1)d1(n-2)f 1 ÷ ns2(n-1)d1(n-2)f 14.
Tabelul 2.4 – Sistematizarea în blocuri și categorii de elemente
Tabelul 2.5- Corelația dintre configurația electronică și poziția elementelor în sistemul periodic
Observând această sistematizare a elementelor în blocuri și corelând configurațiile electronice cu poziția elementelor în sistemul periodic, se pot formula următoarele reguli descrise și de tabelul 2.5.
Pentru elementele cu electronul distinctiv în ultimul strat ocupat (blocurile s și p), numărul electronilor din ultimul nivel energetic ocupat indică numărul grupei principale, iar numărul straturilor ocupate indică numărul perioadei.
Pentru elementele cu electronul distinctiv în penultimul strat ocupat (blocul d), suma electronilor din substraturile ns2(n-1)dx , în care n este ultimul strat ocupat cu electroni, indică numărul grupei notată cu cifre arabe, iar n indică numărul perioadei.
2.6.4 Excepții de la regulile de ocupare a orbitalilor cu electroni
La unele elemente care au Z> 20 apar o serie de abateri în construcția învelișului electronic:
Configurațiile de tip ns2 (n-1)d4 se transformă în starea fundamentală în configurații de tip ns1 (n-1)d5 mai stabile, prin saltul unui electron din ns în (n-1)d.
Exemplu: Cr, Mo
24Cr: [18Ar] 4s2 3d4 [18Ar] 4s1 3d5
Configurațiile de tip ns2 (n-1)d9 trec în configurații ns1 (n-1)d10 mult mai stabile, tot prin saltul unui electron.
Exemplu: Cu, Ag, Au
29Cu: [18Ar] 4s2 3d9 [18Ar] 4s1 3d10
Al doilea element din perioadele 6 și 7 are electronul distinctiv în 6s, respectiv 7s.
56Ba: [54Xe]6s2
88Ra: [86Rn]7s2
Elementele care urmează după ele, cu Z=57, respectiv Z=89 ar trebui să-și plaseze electronul distinctiv în substraturile 4f, respectiv 5f. În realitate însă, s-a determinat experimental că au electronul distinctiv în 5d și 6d, deci sunt elemente tranziționale de tip d.
57La: [54Xe]6s2 4f0 5d1
89Ac: [86Rn]7s2 5f0 6d
După La și Ac urmează cele 14 elemente care își plasează electronul distinctiv în 4f, respectiv 5f. Abia după terminarea seriei lantanidelor, respectiv actinidelor, se continuă completarea substraturilor 5d și 6d.
Concluzii: Coroborând toate informațiile prezentate despre structura învelișului electronic, tabelul 2.6 înfățișează configurațiile primelor 36 de elemente chimice ale sistemului periodic în două moduri, și pune în evidență structurile stabile de octet și stratul în curs de completare.
Tabelul 2.6 – Configurațiile electronice pentru elementele cu Z= 1 ÷ 36
II. PARTEA METODICĂ
3. JOCUL DIN PERSPECTIVĂ PSIHOPEDAGOGICĂ
3.1 Conceptul de joc
3.1.1 Definiția jocului
În dicționarele lingvistice, cuvintele joc, a se juca sunt definite prin multiple sensuri proprii sau figurate:
acțiune sau activitate realizată îndeosebi de copil ;
amuzament ;
interpretare a rolului într-o piesă (joc scenic) ;
cu sens figurat (ex. : jocul naturii, jocul cu focul, jocul destinului) ;
simularea ( a juca o comedie, a juca o festă cuiva) ;
riscul (a se juca cu viața, a se juca cu oamenii,etc.);
ocuparea unei anumite poziții ierarhice (a juca un rol conducător) .
Ca termen de specialitate în psihologie, jocul este un mod de dobândire și precizare a cunoștințelor prin acțiune (P. Popescu-Neveanu,1978). Prin joc se dezvoltă procesele psihice de observare directă a realității înconjurătoare – percepțiile și reprezentările – dar și procesele psihice intelectuale, memoria, gândirea, imaginația. Jocul este o activitate de gândire, arată Popescu-Neveanu, deoarece se orientează spre rezolvarea de probleme, spre depășirea unor obstacole găsind anumite căi cum ar fi acțiunea și cuvântul ca mijloace principale de exersare ale jocului.
O definiție ce pornește tot de la acțiune ca modalitate de desfășurare a jocului, dar care include asemănător unei teoreme matematice condițiile și executanții acestuia apare ilustrată în ,,Teoria jocurilor” a lui G. Owen (1964): prin joc înțelegem, în sens vag, o situație în care acționează o mulțime N (1,…,n) de elemente raționale (numite jucători) care, în mod succesiv și independent, într-o ordine și în condiții specificate printr-un ansamblu de reguli aleg câte o decizie dintr-o mulțime dată de alternative.
Esența intelectuală a jocului, ce depășește sfera pur biologică sau fizică se desprinde din definirea jocului drept activitate fizică sau mintală, spontană și urmărită prin ea însăși, fără utilitate imediată, generatoare de distracție, de plăcere și de reconfortare ( I. Cerghit, 1976).
Jocul este surprins în ambele sale posturi dacă este definit drept o acțiune sau activitate efectuată de bunăvoie înlăuntrul unor anumite limite stabilite, de timp și de spațiu și după reguli acceptate de bunăvoie, dar absolut obligatorii, având scopul în sine însăși și fiind însoțită și de un sentiment de încordare și de bucurie și de ideea că este “altfel” decât viața obișnuită (J. Huizinga, 1977).
Așadar, jocul poate fi definit în două moduri: ca acțiune sau ca activitate. Diferența dintre cele două accepțiuni este că acțiunea se referă la desfășurarea în sine a unei activități de joc, iar activitatea reprezintă ansamblul de acte fizice, intelectuale care se identifică cu jocul.
3.1.2 Jocul – etimologie
Toate popoarele (se) joacă într-un mod surprinzător de asemănător, însă noțiunea de joc nu este cuprinsă într-un singur cuvânt în mod definitoriu, astfel încât limbi foarte dezvoltate au continuat să folosească pentru diferite forme de joc cuvinte total diferite. Există așadar cuvinte distincte pentru anumite categorii de joc, dar nu există un cuvânt care să reprezinte categoria “joc”.
Noțiunea de joc a reprezentat inițial anumite particularități la diferite popoare:
În limba :
Exprimarea cuvântului joc în limba latină realizează un contrast ciudat cu limba
greacă, deoarece funcția “joc” , eterogenă de fel, este reprezentată de un singur cuvânt: ludus (ludere = a juca). Acest termen se referă preponderent la aparență, ironie, “ne-seriozitate” ca antonim al cuvântului seriozitate. Cuprinde așadar destinderea, jocul copiilor, competiția, dar și reprezentația liturgică, scenică, și chiar jocul de noroc. Ludus, ca termen provenit de la ideea de exercițiu, se îndepartează de semnificațiile anterioare, având înțeles de școală.
Cu toate acestea, termenul ludus nu se regăsește astăzi în limbile romanice. În schimb, cuvântul iocus( iocare) care inițial avea sensul de glumă, șotie, și-a extins semnificația la cea de joc (a juca), înlocuindu-l total pe ludus. Formele sale se regăsesc astăzi în limbile romanice :
română-joc, a juca;
franceză-jeu, jouer;
spaniolă-jeugo, jugar;
italiană-giuoco, giocare;
portugheză-jogo, jogar
În limba greacă:
Pentru noțiunea de “joacă”, se adaugă sufixul -inda care nu înseamnă altceva decât
verbul “a (se) juca” . Copiii greci se jucau, de exemplu, sphairinda ( cu mingea), basilinda (de-a regele).
Există însă pentru conceptul de “joc”, trei cuvinte diferite:
paidiá care înseamnă “ceea ce ține de copil”, dar exclude sensul de pueril, pentru care
există cuvântul paidía. Împreună cu derivatele sale, paizein = a (se) juca și paigma, paignion = jucărie, aceste forme trădează o tonalitate veselă, voioasă a semanticii lor.
athyrō, athyrma care desemnează ceva ce este neimportant.
agōn, cuvânt care include sfera jocurilor cu caracter de luptă sau competiție. În societatea greacă, agonistica a devenit un fenomen atât de important și de amplu, încât și-a pierdut caracterul ludic, deci nu mai era considerată drept joc.
În limba sanscrită:
Limba sanscrită are în uz patru rădăcini diferite pentru cuvântul joc:
kridati este termenul cel mai general, care indică joaca animalelor, a copiilor și a adulților dar și mișcarea vântului sau a valurilor.
nrt, care acoperă tot ceea ce ține de dans și spectacol dramatic.
divyati exprimă mai ales jocul cu zarurile, dar poate căpăta sensul de “a (se) juca”, în general.
las- este rădăcina din care derivă cuvinte care indică ideea de mișcare rapidă.
În limba chineză:
wan se referă la a întreprinde ceva cu atenție ludică, fără ca termenul să poată fi extins pentru jocuri de îndemânare, competiție, joc de noroc sau reprezentație.
cheng definește tot ceea ce se referă la competiție sau sai, dacă întrecerea este organizată în vederea obținerii unui premiu.
Cercetarea lingvistică a noțiunii de “joc” găsește rezultate și în alte limbi semitice, limbi germanice, japoneză, care evidențiază și alte aplicații ale jocului: a interpreta la un instrument, jocul în sens erotic.
Dacă etimologia cuvântului joc demonstrează semnificația în general pozitivă a acestuia, în prezent se utilizează și expresii cu conotații negative care includ acest termen: “E doar un joc!”, “Înainte munca, după aceea urmează jocul!”, “Te joci cu mine!” ș.a.m.d
3.1.3 Originea și evoluția jocului
Vorbim despre joc ca despre ceva cunoscut, familiar întrucât jocul este o constantă în viața fiecărui individ, dar are un loc și o pondere diferită de la o vârstă la alta. Ursula Șchiopu surprindea caracterul universal al jocului în afirmația: “De fapt, omul se joacă la toate vârstele. Chiar și la vârsta a treia.” (U. Șchiopu, E. Verza, 1991).
Este suficient să acceptăm imaginea elocventă a implicării ludicului în istoria civilizației umane, așa cum apare aceasta în lucrarea de referință "Homo ludens", semnată de eseistul olandez Johan Huizinga, acolo unde se consemnează că "jocul este mai vechi decât cultura, pentru că noțiunea de cultură, oricât de incomplet ar fi ea definită, presupune o societate omenească, iar animalele nu l-au așteptat pe om să-l învețe să se joace" (1977). Existența jocului nu este legată de nicio treaptă a civilizației, de nicio formă a concepției despre lume. Deci, în primă fază, jocul este și o experiență naturală, nu doar universală.
Jocul este prima formă de activitate a copilului încă de la naștere, dezvoltarea psihologică a acestuia realizându-se, conform lui E. Claparéde, „în mod instinctiv", folosind două instrumente esențiale: jocul și imitația. Dacă jocul este folosit de copil încă de la naștere, imitația adultului (mama, tata, educatoarea) nu apare decât după câteva luni. Imitația poate fi privită și ea ca o prefață timpurie a unui tip aparte de joc, pe care, copilul îl va folosi foarte des pe parcursul experienței sale ca elev: jocul de rol.
La vârsta preșcolară, odată cu dezvoltarea psihologică a copilului, și jocul evoluează în complexitate, devine organizat și delimitat de reguli. Jocul cu reguli ajută copilul să-și însușească primele noțiuni fundamentale despre socializare, convenții, competiție și cooperare. Copilul modifică prin joc realitatea lui imediată, învață lucruri noi, învață “să fie cu ceilalți”, toate acestea într-o stare de relaxare și placere; totodată, prin joc se dezvoltă întreaga sa ființă, i se conturează personalitatea.
Ca elev, copilul poate și este indicat să beneficieze în continuare de avantajele practicării jocului, fără să fie alterată plăcerea elementului distractiv, dirijat însă, spre muncă și orientat spre pregătirea pentru învățătură. Jocul este puntea ce poate uni școala cu viața, activitatea ce-i permite copilului să se manifeste conform naturii sale, să treacă pe nesimțite la munca serioasă.
Noțiunea de joc ca atare este de un ordin superior celei de seriozitate. Pentru că seriozitatea încearcă să excludă jocul, dar jocul poate foarte bine să includă în el seriozitatea. ( J. Huizinga, 1977). Pornind de la ideea că jocul poate fi un mediator al însușirii cunoștințelor, învățarea prin intermediul jocului se realizează economicos și eficient datorită faptului că elevul acumulează sentimentele și interesele, își structurează operațiile și acțiunile, fără a resimți efortul.
În perioada de preadolescență, jocul este dominat de prieteniile legate cu colegii de clasă și este mai inclinat spre performanță, competitivitate urmărită mai puțin în mod individual, ci mai degrabă între grupuri.
La adolescență, când apar trăsături de caracter fundamentale cum ar fi: sentimentul responsabilității, al onoarei și al independenței, elevul se afirmă ca un nonconformist, cu un spirit critic dezvoltat, manifestând originalitate, ceea ce imprimă jocului caracteristici complexe atât în conținut, cât și ca formă de desfășurare.
Este evident că un joc care se pretează vârstei unui preșcolar poate părea pueril și neatractiv pentru un elev din ciclul primar, la fel cum nu se poate aplica un joc destinat elevilor de gimnaziu și celor din învățământul liceal, chiar dacă se urmărește însușirea prin joc a unor cunoștințe asemănătoare sau de nivel apropiat ca grad de dificultate.
Cu toate acestea, jocul rămâne una din metodele participative importante de predare – învățare, iar învățarea prin joc poate fi privită ca una eficientă și chiar terapeutică pentru unele categorii de elevi datorită efectelor benefice pe care le poate aduce. Învățarea prin joc este o activitate care generează entuziasm și se desfășoară cu acordul participanților, într-un cadru stabilit, cu reguli acceptate și respectate de bunăvoie.
Dreptul copilului la timpul liber și la activități recreative cum ar fi jocul este inclus în Legea 18/27.09.1990 , Art. 31 aprobată pentru ratificarea Convenției cu privire la drepturile copilului. Prin această lege este recunoscută oficial importanța jocului în procesul educației:
jocul are un rol important pe întregul parcursul procesului de educație;
jocul spontan dezvoltă copilul;
climatul natural, cultural, interpersonal trebuie îmbunătățit și extins pentru a încuraja jocul;
interacțiunile copil – adult în activitățile de joc sunt o componentă importantă a procesului învățării.
Jocul a fost, a devenit și reprezintă, prin urmare:
experiență naturală universală;
o formă de activitate individuală sau de grup;
un mod de exploarare a mediului înconjurător; o modalitate de dezvoltare a compe-tențelor sociale, a inteligenței, a limbajului, a creativității;
o cale de transmitere și de păstrare a culturii autentice, de cunoaștere și intercunoaș-tere;
jocul oferă oportunități pentru copiii cu nevoi speciale, favorizează incluziunea socială.
3.2 Teorii ale jocului
Diverși specialiști: psihologi, pedagogi, sociologi, antropologi și filosofi au abordat problematica jocului cu scopul de a argumenta sau demonstra- din perspective foarte diverse, uneori contradictorii- funcția formativă a activității ludice.
Începând cu secolul al XIX-lea, au apărut o serie de teorii care încearcă să explice natura și funcțiile jocului și care pot fi clasificate în două categorii de interpretări: teorii biologizante și teorii psihosociologice.
3.2.1 Teorii biologizante
Teoria lui Schaller (1881) și R. S. Lazarus (1883) – teoria recreațiunii sau a odihnei potrivit căreia rolul jocului este de a relaxa corpul și spiritul obosit, fiind mijloc de satisfacere a necesității de repaus, de recreere.
Această explicație are valabilitate doar în cazul adulților deoarece teoria este simplistă și nu ia în considerare comportamentul ludic al copilului pentru care activitatea fundamentală este jocul.
Argumentația ipotezei este insuficientă din mai multe motive:
este greu de presupus că oboseala îndeamnă la joc și nu la repaus;
copiii se joacă oricând, chiar din clipa când se trezesc, când încă nu au avut motive de acumulare a oboselii.
Teoria lui Schiller (1795) și H. Spencer- teoria surplusului de energie pornește de la ideea că energia excedentară al oricărui copil trebuie consumată prin joc, deoarece forțele acesteia nu se epuizează prin ocupații serioase și se acumulează treptat.
Și această teorie are limitările ei, una majoră fiind irelevanța, explicării jocului prin energia acumulată în exces. În cel mai bun caz, este posibil ca surplusul de energie acumulat de copil să favorizeze jocul. Nu se poate explica nici de ce copiii sunt în stare să se joace deși sunt foarte obosiți, uneori adormind cu jucăriile lor preferate în brațe.
Se constată că aceste prime două teorii susțin idei contrarii: prima consideră că jocul apare atunci când copilul are nevoie de odihnă, cea de a doua, dimpotrivă, susține că atunci când copilul acumulează un surplus de energie, deci se află la maximum potențialului său activ, recurge la joc.
Karl Gross (1896) – teoria exercițiului pregătitor
Fiind un psiholog, dar de formație biolog, Gross privește jocul din perspectiva contribuției sale la conservarea vieții, prin analizarea și compararea jocului copiilor cu cel al animalelor. Acest autor a avut intuiția funcționalității jocului, observând ca jocul diferă de la o specie la alta, crește în complexitate la speciile aflate mai sus pe scara filogenetică, dar că, în același timp, există o serie de asemănări între jocurile puilor dintr-o specie și activitățile ulterioare ale aceleiași categorii de animale aflate la vârsta adultă. El reușește astfel să biologizeze esența socială a jocului, dar fără a ține cont de prezența sentimentului sau a ficțiunii în jocul copiilor.
Teoria exercițiului pregătitor este una din cele mai criticate, îndeosebi de către școala lui Stanley Hall, care nu poate accepta că jocul este o pregătire pentru viitor întrucât aceasta este în dezacord cu concepția sa potrivit căreia copilăria este dominată de rămășițe ale trecutului. Patrick aduce drept contra-argument faptul că, în afara jocurilor de imitare, marea majoritate ale activităților de la vârsta adultă nu se aseamănă cu cele din primii ani de viață. Rabick îl învinuiește pe Gross de confuzie între joc și învățare, deoarece consideră că jocul este un mijloc pentru dobândirea unor anumite deprinderi, lucru pe care, autorul amintit îl atribuie învățării și nu jocului.
H. Carr – teoria exercițiului complementar sau a compensației poate fi considerată o completare a teoriei lui K. Gross. Teoria susține ipoteza conform căreia jocul nu se referă la perfecționarea instinctelor, ci mai degrabă la întreținerea lor, jocul fiind un “post-exercițiu”, nu un “pre-exercițiu”. K. Lange completează teoria considerând jocul ca o activitate compensatorie, mai ales a acelor funcții care deservesc trebuințele implicate în viața curentă, ajutând la subtila adaptare a copilului la mediu. Chiar și cu această completare, teoria rămâne limitată de imposibilitatea de a explica o trăsătură de bază a jocului copiilor: complexitatea.
Teoria jocului ca stimulent al creșterii îi aparține tot lui Carr și continuă ideea jocului ca un exercițiu care suplimentează procesul creșterii, inclusiv consolidarea somatică, mai ales prin exercițiul muscular, dar și ca factor benefic pentru sistemul nervos, circulator,etc. Ipoteza prezintă ideea biologică sugerată de expresia „funcția creează organul", ce inversează raportul cauză-efect prin existența ideii de întreținere funcție-organ.
Wundt a criticat această viziune biologizantă susținând că finalismul nu poate ține loc de cauză, iar E. Claparède atrage atenția asupra faptului că jocul reproduce ceea ce îl impresionează pe copil și reprezintă în sine un act de trăire.
O altă ipoteză a lui Carr este teoria cathartică conform căreia copilul își estompează o serie de instincte neadecvate omului evoluat, modern sau periculoase în raport cu stilul de viață; un bun exemplu este cel legat de tendințele războinice care nu se anulează prin joc, ci jocul are rol de canalizare a personalității în alte direcții. Carr se referă la unele tendințe înnăscute cum ar fi, de pildă, instinctul de pândă, antrenat și atenuat prin jocurile de competiție și instinctul sexual atenuat prin dans.
Teoria lui Buhler – teoria plăcerii funcționale – se raportează la plăcerea pe care copilul o simte în timpul jocului și care este un motiv pentru desfășurarea lui în sine. Există însă situații de joc în care repetarea excesivă a acestora poate provoca unele neplăceri.
Teoria lui Stanley Hall – teoria repetițiunii care explică exersarea jocului ca o repetare inerțială a unora dintre manifestările primitive ale vieții.
Teoria atavismului, propusă tot de Hall, susține că jocul este un exercițiu necesar dispariției tuturor funcțiilor rudimentare, devenite inutile copilului (jocul “de-a vânătoarea”).
Ideea aceasta conform căreia ontogeneza repetă filogeneza este preluată de la Haeckel. Aceasta înseamnă că, în copilarie, jocurile sunt asemănătoare cu acțiunile întreprinse ulterior pe scara evoluției umanității, ceea ce presupune "dispariția funcțiilor jocului" la vârsta adultă.
Explicațiile oferite de teoriile biologizante pornesc de la o perspectivă incompletă raportându-se la întrebarea „Din ce cauză și cu ce scop se practică jocul?” și prea puțin la “ Ce este jocul în sine și ce înseamnă el pentru jucători?” Toate aceste ipoteze au ca factor comun, deci, finalitatea biologică a jocului.
3.2.2 Teorii psihosociologice
1. Teoria lui Jean Piaget descrie jocul ca “o activitate prin care copilul se dezvoltă în conformitate cu etapele formării sale intelectuale” (Jean Piaget, 1968) .
În esență, jocul este pentru Piaget o activitate de asimilare cu funcție dublă:
repetiție activă și consolidare, sub formă de asimilare funcțională sau reproductivă,
„digestia mentală” este o funcție de factură mentală, explicată îndeosebi prin modul în care Piaget vede rolul jocului în evoluția copilului. Astfel, jocul este o activitate de asimilare ce devine din ce în ce mai complexă, incluzând o semnificație importantă de-a lungul ontogenezei timpurii, în special.
„Prin repetări de conduite în joc sau în afara acestuia, se constituie treptat scheme de acțiune și scheme mentale corespunzătoare acțiunilor, controlului și reprezentării acestora" ca expresie a asimilării și acomodării. Odată realizată o schemă, asimilarea ei permite aplicarea ei sub efectul comenzii mentale; astfel, de pildă, schemele senzorio-motorii pot fi reproduse în condiții foarte diferite. Polul extrem al asimilării realului după J. Piaget îl constituie jocul simbolic în care copilul folosește imagini; el este pentru inteligență ceea ce este jocul de mișcare pentru planul senzorio-motor.
J. Piaget afirmă că există o diferență clară între caracteristicile imaginilor (reprezentărilor) formate în situații de viață curentă de acelea care se formează în timpul jocului. Primele trebuie să fie cât mai exacte, în timp ce imaginile utilizate în joc nu se subordonează în mod obligatoriu acestei cerințe. Prima categorie de imagini satisface unele situații problematice concrete ce țin de adaptare, a doua categorie satisface doar trebuința de joc, obiectul simbol fiind, mai degrabă, un substituent al unui obiect real ( bățul poate fi cal, spadă, lopată etc. în funcție de necesitățile de joc ale copilului). Astfel se acreditează ideea că jocul propriu-zis se naște odată cu ficțiunea, pe care o întreține ca atare. Dar autorul admite și existența unor jocuri anterioare celui propriu-zis, așa-numitele forme rudimentare, deosebite fundamental de jocul de ficțiune. Acesta din urmă are o origine complexă la vârsta de doi ani. În timp, ficțiunea este eliminată, jocul devine mai socializat, cu reguli care implică maginația fiecăruia dintre parteneri, nu doar a unuia.
Pentru Piaget jocul are următoarele funcții:
funcția de adaptare;
funcția formativă;
funcția de descărcare energică și rezolvare a conflictelor;
funcția de sociabilizare.
Jocul este definit de psihologul elevețian si ca un "exercițiu funcțional" cu rol de "extindere a mediului", o modalitate de transformare a realului, prin asimilare și acomodare la real, deci un mijloc de adaptare.
În evoluția jocului, Piaget consideră existența a trei mari categorii de joc:
jocul-exercițiu (predomină la vârste mici, însă apare și mai târziu; are rol în dezvoltarea senzorio-motorie, interiorizarea lumii reale și a registrului mintal),
jocul simbolic (de la 2-3 ani până la 5-6 ani; are o importanță deosebită pentru dezvoltarea imaginației și a limbajului)
jocul cu reguli (are o importantă funcție de socializare al copilului, prin interiorizarea unor norme de conduită și relaționare).
Este remarcabilă contribuția lui J. Piaget în domeniul abordării teoretice a jocului la copil, fiind una din cele mai importante ipoteze. Cu toate acestea și teoria piagetiană suportă o serie de critici, legate în special de ideea că în viața copilului există o perioadă când jocurile au un caracter egocentrist.
Teoria lui Eduard Claparède pornește de la ideea că jocul pregătește copilul pentru viața adultului. Această teorie afirmă că fiecare copil e tânăr pentru că simte nevoia să se joace și nu susține ipoteza inversă conform căreia copilul se joacă pentru că este tânăr. Tipul de joc este determinat astfel, pe de o parte, de nevoile copilului, iar pe de altă parte, de nivelul dezvoltării sale fizice, jocul devenind agent de dezvoltare, de expansiune a personalității sale. Particularitatea esențială a jocului rămâne ficțiunea, susține Claparède, pentru ca ea influențează transformarea comportamentului real în joc și permite individului să-și realizeze Eul. El recunoaște însă că jocul este un mijloc adecvat de divertisment, relaxare, de manifestare socială și de perpetuare a ideilor și obiceiurilor de la o generație la alta. Referindu-se la relația joc-învățare în cadrul mediului școlar, afirmă că trecerea de la jocul inferior la munca impusă se realizează brusc.
Teoria lui J. Chateau – consideră că prin joc copilul se dezvoltă, copilăria fiind ucenicia vârstei mature, jocul având funcție eliberatoare sine al ființei umane de lumea înconjurătoare. Tot prin joc copilul își transpune potențele virtuale care apar succesiv la suprafața ființei sale. Jocul are pentru copil caracterul unei activități foarte serioase în care se identifică cu personajul imitat, iar pentru adult este o cale de relaxare, un remediu contra plictiselii. Deși prin joc apare și distracția, el este sursă de plăcere de natură morală deoarece el devine acțiune intenționată cu o finalitate conștientă.
Teoria lui S. Freud identifică jocul cu o trebuință refulată ce își găsește concretizarea prin intermediul acestei modalități de exprimare. Freud și continuatorii săi consideră jocul un act inferior, o formă maladivă de activitate.
Teoria lui A. Adler apreciază că jocul este doar o formă de exprimare a “complexului de inferioritate” față de adult, prin care copilul își arată incapacitatea de a se manifesta în viață. Acest lucru contrazice realitatea, deoarece este binecunoscut faptul că prin joc copilul cunoaște realitatea și capătă încredere în forțele proprii.
Teoria lui A. Gesell – privește jocul din perspectiva unei modalități de socializare și culturalizare. Teoria sa se aseamănă fundamental cu teoria lui Piaget, însă diferă prin modul de observare și de analiză a jocului. Dacă J. Piaget se îndreaptă spre o filozofie a psihologiei, evidențiind rolul jocului în dezvoltarea psihică, A. Gesell cercetează îndeosebi conduita de joc cu particularitățile sale.
Teoria lui A.N.Leontiev pune accent pe rolul jocului ca factor hotărâtor în evoluția copilului prin care are loc reflectarea și reproducerea vieții reale într-o modalitate proprie copilului. Copilul își transpune viața reală în plan imaginar, se joacă, prin transfigurarea realității, modificarea aspirațiilor, tendințelor, dorințelor sale. Jocul domină la această vârstă ansamblul activităților prin durată, frecvență, influența asupra celorlalte activități, dar mai ales prin modificările pe care le aduce la nivelul psihicului copilului. Originea jocului este pentru el decalajul dintre cerințele mediului extern și posibilitățile copilului de a le face față, decalaj ce se rezolvă prin activitatea ludică în care nevoia copilului de a acționa asupra realului se îmbină cu formarea și dezvoltarea procedeelor de acțiune.
Astfel jocul s-ar naște din următoarele trebuințe:
-trebuința de mișcare și de acțiune a copilului;
-trebuința de asimilare a realului la sine;
-trebuința de a se identifica cu adultul și de a se compara cu el;
-trebuința de valorificare a propriei persoane.
Teoria lui L.S. Vâgotski se axează pe funcția formativă a jocului în deplinul înțeles al cuvântului în condițiile în care cerințele formulate (prin reguli, sarcini sau subiect) sunt cu puțin peste posibilitățile copilului, date de nivelul de dezvoltare atins de acesta. El afirmă că numai în cazul în care cerințele se află în „zona proximei dezvoltări sau a dezvoltării apropiate" jocul generează dezvoltarea și atrage atenția asupra riscurilor substimulării copilului.
Teoria lui C.V. Plehanov explică jocul pe baze materialiste, arătând că în viața socială munca este premergătoare jocului, după cum în viața copilului jocul precede muncii. Ca fenomen social, jocul este efectul cauzat de muncă, cele două având trăsături comune. Relația muncă-joc este ilustrată de Plehanov prin jocul "De-a vânatoarea". Copilul se poate juca de-a vânătoarea, mai târziu folosindu-i această experiență pentru a participa la adevărata vânătoare când copilul va fi nevoit să se integreze în procesul muncii. Mai mult de atât, atât conținutul, cât si particularitățile jocului sunt determinate de mediul social, în special de clasa socială din care copilul face parte. În lucrarea "Scrisori fără adresă", Plehanov exemplifică evoluția subiectelor de joc de-a lungul timpului, astfel: jocul "Hoții și jandarmii" se numea în urmă cu 100 de ani "Haiducii și poterașii", iar după cel de-al doilea război mondial, "De-a partizanii”.
Teoria lui K.D.Usinski a definit activitățile ludice ca metode de dezvoltare a capacităților creatoare ale copilulu,i prin care el își descoperă posibilitățile proprii. El recunoaște și rolul formativ al jocului, în special la vârsta preșcolară, doar că pentru a atrage copiii, jocul trebuie să fie original, creat de copilul însuși. Conform lui Usinski mediul ambiant are o influență puternică asupra jocului copiilor, deși aceștia trăiesc mai intens în cadrul jocului decât în realitate.
Teoria lui Buytendyk pornește de la premise opuse teoriei lui Karl Gross. În ipoteza lui Karl Gross jocul demonstrează semnificația copilăriei, pentru Buytendyk dimpotrivă, copilăria explică jocul: copilul se joacă pentru că este tânăr. Jocul capătă particularități corelate cu cele ale dinamicii comportamentului copilului și cu principalele sale înclinații vitale.
Există multe alte păreri specializate în literatura psihopedagogică care îmbogățesc viziunea asupra jocului, îi aduc completări sau noi valențe.
Jocul este acea formă de activitate în care relațiile sociale dintre oameni se recrează în afara condițiilor activității utilitare nemijlocite (D. B. Elkonin, 1980). Psihologul recunoaște meritele teoriilor anterioare care evidențiază funcția formativă a jocului, aduce și critici acestor ipoteze, dar subliniază rolul condițiilor externe asupra jocului și, implicit, asupra dezvoltării copilului.
Nu există joc care să nu-și aibă prototipul într-una din formele muncii adevărate, care întotdeauna îl precede în timp, cât și ca esență. Jocul, prin natura sa, înlătură scopul util al muncii, propunându-și drept țel însuși rezultatul plăcut care însoțește munca (W. Wundt, 1887). Din această perspectivă, jocul este văzut ca rod al muncii.
Lehman si Witly evidențiază pentru prima dată conținutul jocurilor corelat, dependent de mediul social al copilului.
Referitor la funcția jocului ca metodă de instruire, au existat și pedagogi precum Maria Montessorri, G. Kerschensteiner si John Dewey care au avut unele obiecții la teoriile mai sus amintite. Astfel, primii doi au spus că jocul nu este ceva mai mult decât pare, nu-și depășește limitele, rezumându-se la plăcerea provocată de activitatea în sine, educația și instrucția având scopuri mai îndepărtate. Iar J. Dewey remarca faptul că jocul reprezintă "simple semnificații", în timp ce educația trebuie să se raporteze la realism, ajutând copilul să se integreze în ordinea severă a legității.
De-a lungul timpului au fost enunțate numeroase teorii referitoare la originea și rolul jocului, pe baza acestora putându-se stabili următoarele puncte comune de definire a termenului de “joc” și a conținutului lui (Kraus 1999/2000):
Teoria eliberării de energie – prin joc se eliberează surplusul de energie și putere.
Teoria instinctului de joc – oamenii posedă anumite instincte moștenite, cum ar fi pofta de joc.
Teoria curățirii (catharsis) – prin joc oamenii pot scăpa pe cale pașnică de o serie de instincte inițial agresive și neadaptabile vieții în comunitate pe care aceștia le posedă.
Teoria exercițiului – jocul poate fi privit ca o creație înțeleaptă a naturii, pentru ca oamenii să se poată acomoda mai ușor la diferite situații.
Teoria recreării – jocul este sursă de energie, mijloc de alungare a plictiselii sau stării de moleșeală.
Teoria satisfacerii aparenței – în joc, realitatea poate fi transfigurată după dorințele noastre.
Teoria expansiunii eului propriu – prin joc, copiii pot învăța și exersa activități necesare în decursul vieții ca adult.
Teoria dezvoltării creativității – jocul are la bază fantezia și capacitatea de organizare și modelare.
Deși unii autori a căror ipoteză despre joc am expus-o sunt astăzi considerați ca unilaterali în ideile exprimate cu privire la natura și funcțiile jocului, prezentarea teoriilor formulate de aceștia evidențiază complexitatea lui cu multiple implicații în planul dezvoltării psihofizice a indivizilor.
În concluzie, jocul este o “realitate permanentă”, cu mare răspândire și mobilitate pe scara vârstelor.
3.3 Taxonomia jocurilor
Pornind de la teoriile existente, s-au realizat multiple clasificări ale jocului, mai simple sau mai complexe, bazate pe unul sau mai multe criterii (cum ar fi vârsta participanților la joc, scopul, obiectivele jocului) sau după o schemă de sondaj fie longitudinală, fie transversală.
1. Taxonomia după B. Quérat
Fig.3.1 –Taxonomia jocurilor după B. Quérat
Cum nu există un criteriu clar al acestei clasificări, în unele situații nu se poate distinge încadrarea unui joc într-o anumită categorie. De exemplu, unele jocuri ale celor mici denumite drept ereditare, sunt preluate de fapt, prin imitația jocurilor copiilor mai mari.
2. Taxonomia după K. Gross
Gross clasifică jocurile în funcție de procesul psihic implicat, formulând însă destul de ambiguu categoriile de jocuri, fără să se refere la un domeniu ludic strict definit.
Fig. 3.2 Taxonomia după K. Gross
3. Taxonomia după E. Claparède
E. Claparède pornește de la clasificarea lui Gross și o realizează pe a sa axându-se pe direcția formativă a jocurilor:
Fig.3.3 Taxonomia după E. Claparède
Exemple pentru diverse categorii de jocuri:
jocuri care apelează la capacitățile senzoriale: jocurile cu fluiere, zbârnâitori, cutii de muzică, mâzgăleală cu creioane colorate sau cu degetele cu vopsea, etc.
jocuri care se rezumă la îndemânare, agilitate, coordonarea mișcărilor, mai ales jocuri sportive ( jocul cu mingea, cu elasticul, cu coarda, gimnastică).
jocuri care solicită o activitate intelectuală complexă: șah, asociații verbale, ghicitori,etc.
jocuri care implică emoții cu conotații negative sau pozitive ( pictură, farse)
jocuri ce imită comportamente sociale: jocul de-a plimbarea, tabere.
Și această clasificare este destul de ambiguă, deoarece pentru un copil mai mare, jocul lui este mai complex și se încadrează în mai multe categorii care se vor a fi distincte (cum ar fi de exemplu orice joc cu reguli care include elemente intelectuale, afective și de voință).
4. Taxonomia după J. Piaget
Fig.3.4 Taxonomia după J. Piaget
Clasificarea după criteriul psihologic este aplicabilă în special la copiii de vârstă mică, la o vârstă mai înaintată a copilăriei se pot înregistra și combinații.
Pentru unele categorii de jocuri din clasificarea lui Piaget se pot face unele observații și exemplificări:
1. Jocuri exerciții
1.1 jocuri senzorio-motorii
1.1.1 jocuri exercițiu simple: se referă în esență la jocuri care reprezintă experiențe ale propriei inteligențe senzorio-motorii în care se târăște, se împinge, se trage, se manevrează butoane, etc.
1.1.2 jocuri de combinații fără scop: recurg la dezmembrarea și reconstituirea de obiecte, la copiii în primii ani de viață sunt mai des întâlnite jocurile de distrugere care își au originea în curiozitatea ce stă la baza inteligenței;
1.1.3 jocuri de combinații de obiecte și acțiuni cu scopuri: acest tip de jocuri produce plăcere prin implicarea activă a copilului și prin stăpânirea activității. Ele se dezvoltă spre alte tipuri de jocuri ulterior:
a) jocuri simbolice, dacă sunt incluse în acțiune reprezentări ale imaginației;
b) jocuri cu reguli, dacă implică socializarea cu alți copii;
c) duc la formarea de mișcări care vor ajuta copilul să se adapteze la viața cotidiană, desprinzându-se astfel de comportamentul ludic;
1.2 jocuri de exersare a gândirii: aici sunt incluse fabulațiile copiilor, poveștile “inventate” , întrebările exasperante de genul: “Ce este asta?”, “De ce?” , calambururile, anagramările.
2. Jocuri simbolice
2.1 jocuri cu o simbolistică conștientă se leagă de aspecte multiple ale vieții ce se asimilează;
2.2 jocuri cu o simbolistică inconștientă are valoare chatartică și compen-satorie uneori: de exemplu, copilul mai mare neglijat de mamă în favoarea mezinului, se joacă cu două păpuși inegale: cea mai mică este trimisă în călătorie, iar cea mare rămâne cu mama.
3. Jocuri cu reguli apar odată cu grădinița și se dezvoltă în ciclul primar.
Clasificarea după natura activităților antrenate
1. jocuri de creație:
cu materiale și obiecte (construcțiile);
cu roluri (jocuri cu subiecte din viața cotidiană, din basme și povestiri).
2. jocul cu reguli recurge la:
mișcarea însoțită sau nu de text și muzică sau sub formă de competiție sportivă
activități desfășurate mental cu exersare a memoriei, gândirii, imaginației.
5. Taxonomia după Charlotte Bühler
Fig. 3.5 Taxonomia după Charlotte Bühler
Și în acest caz nu se găsește un criteriu unic, iar jocul de construcție este considerat de alți psihologi că realizează trecerea de la comportamentul ludic la cel ocupațional.
6. Taxonomia după W. Stern este mult mai simplă, regăsindu-se două categorii de jocuri:
individuale, se pot desfășura la orice vârstă, dar au complexitate diferită;
sociale, apar doar de la o anumită vârstă și cunosc o anume evoluție.
J. Piaget aduce o critică acestei clasificări deosebit de simple, afirmând că pentru jocurile simbolice este greu de diferențiat între manifestările individuale și cele cu mai mulți parteneri.
7. Taxonomia după P. Osterrieth și Denis Macadziob
Cei doi cercetători au realizat independent o clasificare a jocurilor în funcție de evoluția ontogenicã:
Fig. 3.6 Taxonomia după P. Osterrieth și Denis Macadziob
8. Taxonomia după M. Parten
Clasificarea jocurilor după M. Parten este realizată în funcție de natura și amploarea implicării sociale a copiilor. Se evidențiază următoarele categorii:
jocul de neimplicare (fără ocupație) – copiii nu desfășoară practic nicio activitate, doar îi privește pe ceilalți, se plimbă în jurul lor sau fac lucruri fără scop: mutarea unui scaun, aranjarea hainelor proprii;
jocul solitar – copiii se joacă singuri cu diferite jucării fără să socializeze cu alți copii;
jocul spectator (pasiv) –copilul nu se implică în jocul celorlalți, este spectator și doar foarte rar le mai adresează câte o intrebare celorlalți copii. Diferența dintre jocul spectator și cel de neimplicare este că, în acest caz copilul este atent la ceea ce se discută, vorbind în unele situații de la distanță cu participanții;
jocul paralel – copiii se joacă foarte aproape unul de celălalt, dar independent, fără să interacționeze. Se privesc reciproc, dar nu vorbesc și nu cooperează.
jocul asociativ – copiii socializează, își împart materialele, fără să aiba aceeași activitate ludică sau să fie coordonați;
jocul cooperativ – copiii se ajută reciproc, par să formeze același grup.
9. Taxonomie după Anna Bacus (în special pentru vârstele preșcolare):
Fig. 3.7 Taxonomia după Anna Bacus
9. Taxonomia după Sylva:
jocuri simple, cu sarcini ușoare cu care copilul este familiarizat;
jocuri complexe, constructiv-active, din care fac parte jocurile practice și jocul imaginativ; copilul trebuie sa facă ceva, jocul în sine constituie o provocare.
3.4 Funcțiile jocului
Jocul- indiferent că este mijloc de relaxare, socializare, învățare, distracție- are ca scop satisfacerea necesităților copilului.
După E. Claparède, jocul are două tipuri de funcții:
1) funcții principale sau cardinale prin care copilul își manifestă și personalitatea, urmând ca apoi să-și dezvolte eul. Astfel, autorul afirmă despre joc că reprezintă “curentul dorințelor noastre, al intereselor care alcătuiesc eul nostru și care caută o ieșire în ficțiune prin joc, atunci când realitatea nu îi oferă căi suficiente de manifestare”(Ed. Claparède, 1975).
2) funcții secundare:
•funcția de divertisment ( jocul include elemente prin care se înlătură rutina și plictiseala și care nu se regăsesc in mediul natural al copilului);
•funcția de recreere, relaxare (jocul este factor de destindere, întrucât el obosește mai puțin decât învățarea sau munca);
•funcția de agent de manifestare socială (copilul simte nevoia să fie cu ceilalți);
•funcția de agent de transmitere a ideilor, a experienței (jocul este un mijloc de perpetuare a credințelor, tradițiilor, ritualurilor).
În lucrarea “Psihologia copilului”, J. Piaget expune îndeosebi funcția de adaptare a copilului la realitate a jocului, funcția formativă și informativă și cea de socializare. La început copilul are tendința de a se juca singur, ca apoi să se orienteze spre jucăriile altor copii, iar in cele din urmă învață, respectă și crează reguli de comportare. În jocul cu ceilalți și mai ales în jocul cu reguli își formează un reper intern pentru comportamentul social. Indiferent de etapa în care se află, copilul își satisface prin joc dorințele și nevoile, lucru care contribuie la realizarea echilibrului lui emoțional și psihic.
Deci, J. Piaget stabilește următoarele funcții ale jocului:
•funcția de adaptare a “eu-lui” la realitatea înconjurătoare dar și la modelele exterioare;
•funcția catharctică ce presupune rezolvarea anumitor conflicte prin joc;
•funcția de socializare, acomodarea copilului cu ceilalți;
•funcția de extindere a “eului”, de satisfacere a multiplelor trebuințe ale copilului, de la cele perceptive și motorii până la cele de autoexprimare în plan comportamental.
Ursula Șchiopu nominalizează trei categorii de funcții:
1) esențiale , care ocupă un loc dominant în perioada copilăriei:
a) funcția cognitivă se referă la asimilarea practică și mentală a caracteristicilor lumii și vieții prin intermediul jocului cu obiecte, fenomene, procese. Copilul își însușește asfel, independent sau în grup, informații despre însușirile și utilitatea acestora. Exersând jocuri care au preponderent această funcție, copilul învață să distingă “ce e bine” de “ce e rău” și “ce e frumos”, de “ce e urât”.
b) funcția formativă, cu trimitere la dezvoltarea personalității copilului prin intermediul jocurilor care “constituie o școală a energiei, a educației, a conduitei, a gesturilor, a imaginației ; jocul educă atenția, abilități și capacități fizice și intelectuale, trăsăturile operative ale caracterului (perseverența, promptitudinea, spiritul de ordine, dârzenia etc.), trăsături legate de atitudinea față de colectiv, corectitudinea, spiritul de dreptate, cel de competiție, sociabilitatea în genere. În felul acesta jocul modelează dimensiunile etice ale conduitei”( U Șchiopu, 1991). În special în cazul jocurilor care se desfășoară la școală, ele contribuie la implicarea motivației interioare a copilului de a participa activ la joc, la dezvoltarea sa afectivă (relevantă, mai ales, la jocul de rol) și la dezvoltarea anumitor aptitudini, în general.
c)exersare complexă stimulativă a mișcărilor, de contribuție activă la creșterea și dezvoltarea organismului este evidentă în jocurile de mișcare sau cele sportive la nivel competițional. Această funcție devine secundară în jocurile simple de mânuire a obiectelor la copiii mici sau în anumite jocuri didactice cum ar fi șahul, iar apoi, treptat, marginală la vârsta adolescenței.
2) secundare;
a) funcția de echilibru și tonificare prin caracterul complementar al jocului față de activitățile cu caracter tensional. Jocul ca activitate de tip loisir oferă oportunitatea refacerii psihice prin stări emoționale pozitive.
b) funcția de compensare crește ca importanță cu cât viața socială a individului este mai tensionată.
3) marginale.
a) funcția reglatorie și socială este evidentă mai ales la copiii care, deși au poate frați, bunici, cu care comunică eficient în cadrul familiei, intră în clasa I fără să fi fost la grădiniță vreodată și la care se observă o oarecare timiditate, izolare sau chiar dovezi ale unui comportament antisocial referitor la modul de relaționare cu ceilalți copii. Stimularea prin joc permite exersarea atitudinilor umanitare, sprijinul reciproc, corectarea unor defecte comportamentale și , în lipsa acestor activități alături de alți copii, este explicabilă atitudinea și nivelul de dezvoltare psihoemoțional mai scăzut al copilului care nu frecventează grădinița.
b) funcția terapeutică este considerată funcție marginală și se utilizează cu succes în cazuri maladive (copii care nu știu să se joace), însă devine funcție principală la diferitele categorii de copii cu retard intelectual sau cu deficiențe senzoriale. În situațiile în care copiii au perturbări emoționale sau de comportament, jocul se poate desfășura căpătând valențe nefirești și intervenția specialiștilor este imperios necesară.
c) funcția de simbolizare se manifestă prin formarea reprezentărilor prin joc.
La modul general, prin toate funcțiile sale, jocul este activitatea cea mai adecvată prin care copilul învață, având funcția de o mare și complexă școală a vieții.
3.5 Funcția pedagogică a jocului
Dintre toate funcțiile jocului expuse anterior, pentru lucrarea de față, prezintă un interes deosebit funcția pedagogică cu toate funcțiile înrudite, relevante pentru realizarea procesului instructiv-educativ în mediul școlar. Fundamentarea detaliată a funcției pedagogice a jocului se poate trata din trei puncte de vedere deosebite:
3.5.1 jocul având funcția de mijloc instructiv, însoțit de efecte educative;
3.5.2 jocul având funcția de mijloc educativ;
3.5.3 jocul – mijloc pedagogic.
3.5.1 Jocul-mijloc instructiv, însoțit de efecte educative
3.5.1.1 Interesul obiectiv și procesul instructiv
Achiziționarea și fixarea solidă a unor cunoștințe este condiționată de existent unui interes obiectiv involuntar manifestat de către elev, adică de motivarea intrinsecă. În lipsa acesteia, atenția necesară învățării este superficială, memoria lucrează defectuos, iar prelucrarea informațiilor este neprecisă. Dar și existența motivației intrinseci este precedată până la apariția sa, de acumularea unui alt set de cunoștințe, deci este un produs al unui process în sine de învățare. Prin urmare, învățarea și motivația sunt două coordonate aflate în relaționare reciprocă de formă cauză-efect. Se crează un cerc vicios, un “paradox motivațional” care îl situează pe profesor în fața următoarei dileme: cum atrage atenția elevului dezvoltându-i motivația intrinsecă?
Atenția elevului, de cele mai multe ori, este captată prin disciplinare, prin constrângere. Ori această motivație este categoric extrinsecă și are repercursiuni nedorite asupra învățării, a relației profesor-elev, dar și a atitudinii elevului față de conținuturile prezentate. Rezultatele unui proces instructiv sunt mult mai mulțumitoare dacă învățarea are loc fără sancțiuni.
Deoarece motivația intrinsecă nu apare cu frecvența dorită de la sine, în mod natural, mai ales într-un mediu școlar instituționalizat, se poate recurge la stimulente- surogat cum ar fi lauda și răsplata, întrecerea. Jocul include de cele mai multe ori aceste elemente de atracție și este o metodă de învățare fără sancțiuni.
3.5.1.2 Aspecte legate de învățarea fără sancțiuni
Alegerea metodelor de predare-învățare are la bază, în general, atragerea atenției elevului asupra conținutului învățării și asupra însușirii lui, neluând în considerare importanța formelor și modurilor afective de transmitere a acestuiaîn conturarea anumitor atitudini ale elevului față de școlaă sau față de procesul instructiv.
Astfel, când un elev este nevoit să învețe sub o continuă presiune din exterior, valențele afective negative provocate de constrângere pătrund și în procesul cunoașterii. Elevul va simți școala ca pe o povară, având tendințe de evadare ori își va generaliza atitudinea, întregul său comportament devenind dezinteresat și pasiv. Pe viitor, un astfel de elev va realiza exact cât i se va cere, după multe insistențe desigur, sau chiar mai puțin, iar interesele sale vor fi limitate.
În schimb, un elev care învață fără să fie constrâns de eventualele sancțiuni, va face acest lucru din plăcere și va participa activ la procesul învățării. Ba mai mult, va căuta singur soluții, metode de rezolvare a problemelor, va aduna material suplimentar, ramificându-și interesele și preocupările voluntar sper alte domenii. Deci atenția sa va fi extinsă pe o arie destul de vastă de domenii, va manifesta o concentrare mai bună și își va forma o cultură generală mult mai bogată decât un elev căruia învățarea i se pare extrem de neplăcută.
Comportamentul, atitudinea elevului față de învățare se va răsfrânge mai târziu și asupra modului în care își vede propria profesie: ca pe o sursă permanentă de cunoaștere, o sarcină interesantă, sau ca pe un rău necesar pentru a supraviețui financiar.
3.5.1.3 Elementele de joc ca motivare secundară a învățării
Cu excepția cazurilor în care se desfășoară activități metodic organizate de antrenare și atragere a elevilor în scopul însușirii unor cunoștințe, relația de simpatie profesor-elev este foarte utilă. Însă în cazul unor grupuri mari de elevi, cum ar fi o casă întreagă, atunci când profesorul are de predat conținuturi abstracte, care nu dezvoltă o motivație obiectivă involuntară elevului, cadrul didactic trebuie să recurgă la elemente de sprijin a învățării.
Procesele de învățare nu sunt amenințate doar de absența unei motivații intrinseci a elevului, ci și de oboseala psihică ce se instalează și crește odată cu trecerea timpului, de scăderea capacității de a se concentra pe parcursul orei de curs, de monotonia care apare rezolvând exerciții de aceleași tip, chiar dacă acestea au scopul de a consolida anumite cunoștințe, și, în cele din urmă, de plictiseala care este “ păcatul de moarte” al predării.
Toți acești factori iminenți reprezintă un argument în plus pentru introducerea jocului ca element de sprijin al învățării. Înainte de toate, elevul, angrenat în joc, va avea o comportare activă, iar procesul instructiv devine o activitate aducătoare de plăcere, o acțiune ludică, în care determinantă va fi tendința sper exersare prin joc. Datorită faptului că formele de joc au o tendință de repetare, este împiedicată apariția plictiselii. Jocul este indicat pentru a sprijini învățarea, mai ales în prima fază, în care interesul elevului este redus.
“ Să le permitem copiilor să învețe jucându-se nu este un răsfăț ieftin, cum se spune adesea” ( E. Geissler, 1977, p.218). Atât timp cât jocul este o activitate ce se desfășoară fără sancțiuni, dezvoltă valențe emoționale pozitive elevului, are ca punct de plecare exersarea sau însușirea unor noțiuni prezente în programa școlară și este extrem de ofertantă din punct de vedere metodic și didactic, utilizarea acestui mijloc de instruire nu poate aduce decât beneficii atât elevilor, dar și profesorului.
3.5.2. Jocul- mijloc de educație
3.5.2.1 Obiectul, structura și regulile jocului
Orice proces instructiv are un efect educativ deoarece instrucția este o latură a educației generale. Jocul, ca mijloc instructiv, a fost analizat anterior, însă această perspectivă nu a pus în evidență importanța educativă a conținutului instrucției.
Ca mijloc de educație, jocul poate fi factor de influență al copilului prin intermediul situației ludice, deci este un mijloc indirect. Efectul educativ scontat se realizează deoarece întotdeauna când un copil se joacă, se joacă cu ceva . Fiecare joc are , așadar, un obiect al jocului, din care derivă și structura jocului, iar din aceasta, regulile jocului respectiv prezente sub forma unei succesiuni ordonate. Regulile au rolul de a asigura buna desfășurare a unui joc și integritatea structurală a acestuia. Există, prin urmare, în fiecare joc o serie de reciprocități și cauzalități între obiectul, structura și regulile lui.
Participanții sunt puși în situația de a accepta și realiza efectiv ordinea structurală a jocului. Toate aceste aspecte constituie latura obiectivă a unui joc, total diferită de punctul de vedere al jucătorului, subiectiv, care-l privește doar ca pe o activitate care produce plăcere. Cerințele obiective implică pentru anumite forme de joc necesitatea unor aptitudini motrice, senzitive, cognitive, psihoemoționale, sociale. Cele mai utile aptitudini ale jucătorilor sunt acelea de a se conforma regulilor și voința de a le realiza. În cazul jocurilor individuale, aceste aptitudini au o importanță redusă. Pentru jocurile cu partener, unde intervin raporturi de supra- și subordonare, cu roluri clar definite fiecărui jucător, cu reguli care îngrădesc drepturile, apar deseori neînțelegeri care pot escalada în adevărate conflicte. Cu scopul de a le evita, este absolut necesară respectarea structurii ordonate a jocului și afișarea unui comportament disciplinat.
3.5.2.2 Coordonare și subordonare
Dacă prin metode tradiționale, disciplinarea elevului se realizează parțial și doar sub o anumită presiune externă, prin joc, disciplinarea cerută de obiectul și structura lui nu este considerată supărătoare. Atât timp cât jucătorul participă benevol la activitate, își asumă și regulile jocului, iar ordinea impusă de acestea se respectă de la sine. În caz contrar, jocul ia sfârșit.
Marele beneficiu educativ este că jocul disciplinează fără constrângeri, indiferent dacă e vorba de jocul cu alți parteneri sau cu obiecte de joc. În această situație, disciplinarea nu reprezintă un efect sau un rezultat așteptat al unor acțiuni externe, ci este intrinescă. Jocul ar deveni nul dacă participanții ar suporta pasiv regulile sale. Dimpotrivă, ei realizează activ ordinea impusă de regulile jocului și, chiar mai mult, o transferă în situații ludice noi, o aplică sau o modifică pe baza experienței proprii.
În consecință, raportul dintre joc și libertate este echilibrat, ca și raportul dintre cerințele disciplinatoare ale jocului și subordonarea acceptată de jucător. Când acest echilibru este perturbat, un jucător se poate retrage, întrucât nimeni nu poate fi silit să se joace. Participanții rămași se conformează voluntar la regulile jocului, astfel încât se obține ceea ce, prin metode tradiționale didactice, presupune un rezultat parțial satisfăcător și mare consumator de efort.
Pe lângă subordonarea față de structura jocului sau față de rolul atribuit fiecărui jucător, între participanți trebuie să existe și o coordonare foarte bună, un “spirit de echipă”. Această coordonare între jucători se poate realiza doar dacă fiecare are un “antrenament” adecvat compus din exerciții premergătoare care înlesnesc contactul natural al celui ce se joacă, cu obiectul jocului. Exersând, fiecare își cunoaște foarte bine rolul său prestabilit, iar trecerea de la coordonare la subordonare în timpul jocului se realizează fluid și eficient.
3.5.3 Jocul – mijloc pedagogic-terapeutic
Din punct de vedere pedagogic-terapeutic, jocul reprezintă un sprijin în tulburările de evoluție și în cazul copiilor nevrotici. Funcția jocului de stimulare a evoluției se manifestă în cazurile mai ușoare de deviere de la normal, în care copilul cu întârzieri în evoluție poate totuși să rămână într-o clasă normală, adică cu valori medii. Acestea sunt condiționate de situația temporală, socială- de exemplu un copil de la țară să pară deficitar sub aspectul evoluției sale în comparație cu un copil de la oraș, sau evoluția celui mai mare dintre frați să difere de aceea a celui mai mic- și de valorile epocii, spiritul vremii.
Copilul (elevul) care lucrează și învață mai încet este supus unor presiuni suplimentare, fiind permanent suprasolicitat, producându-se astfel devieri, de la valorile etalon, în personalitatea lui. Realizarea echilibrului și creșterea randamentului derivă din sprijinul la învățătură, axat pe activitatea ludică, caracterizată de plăcerea funcțională și tendința de repetare. Aceste două caracteristici semnificative ale jocului înbunătățesc concentrarea, consolidarea celor învățate și pe cale de consecință, rezultatele la învățătură.
În cazul copiilor nevrotici, jocul este un mijloc terapeutic cu valențe deosebite. Tulburările nevrotice prezintă simptome precum udarea patului în timpul nopții, numită enurezis nocturn; bâlbâiala; agorafobia, teama de a fi singur în situații sau locuri, mai ales în locuri publice; etc. Copiii care manifestă aceste simptome se transformă în copii timizi, retrași, lipsiți de curaj sau copii agresivi, care încearcă să compenseze sentimentele de inferioritate, stricând plăcerea și jocul altora. În cazul acestor copii jocul are rol dublu, în primul rând de diagnoză, de a descoperi simptomul maladiv mascat și apoi de rol terapeutic. Capacitatea jocului de a deveni simbol poate veni în sprijinul diagnosticului pedagogico-terapeutic; prin scenele pe care le joacă un copil, pedagogul poate intui situația conflictuală care a provocat suferința, trăirea care a declanșat boala și încercările subconștiente ale copilului de a le rezolva.
Pentru ca un joc să prezinte efecte terapeutice, copilul trebuie dirijat cu atenție spre reacțiile normale din timpul jocului, de către un pedagog-terapeut experimentat. Jocul este terapeutic prin efectul său armonizator, care realizează o concordanță între posibilitatea obiectivă de realizare și cerințele obiective. Jocul oferă un răspuns pozitiv la încercările copilului de a fi înțeles și confirmat; iar jocul în grup este esențial prin faptul că poziționează copilul deficient în postura de partener recunoscut și acceptat, putând găsi astfel o confirmare a sentimentului propriei sale valori.
Literatura de specialitate distinge mai multe forme ale jocului pedagogico-terapeutic, din care mai importante sunt:
1. jocul descriptiv-simbolic cu funcție preponderent diagnostică, dar și eliberatoare prin prezentarea obiectivă a unor roluri în cadrul unui joc.
2. jocul colectiv în care partenerii de joc trebuie sã aibă roluri egale. Obiectivul este de a restabili echilibrul în domeniul social în care își are originea cauza îmbolnăvirii. Conflictele școlare, situațiile încordate din casa părinteascã, poziția unui copil în seria fraților (nașterea unui nou frate duce la pierderea calității de unic copil), impunerea de către familie a anumitor roluri, atunci când părinții proiectează asupra copilului propriile dorințe neîmplinite în succesele la învățătură sau orientarea către anumite profesiuni pot reprezenta cauzele îmbolnăvirii psihice la copii.
3.6 Avantajele pedagogice ale jocului
De importanță majoră, în contextul lucrării de față, sunt avantajele pedagogice ale jocului care îl recomandă pentru introducerea și utilizarea acestuia ca metodă didactică în procesul instructiv-educativ. Utilizarea jocului didactic în timpul orelor de curs are aceleași avantaje pedagogice ca oricare alt joc, cu condiția ca acesta să nu se limiteze la ludus, ci să fie coordonat și îndrumat de profesor în direcția însușirii cognitive a anumitor noțiuni vizate de profesor. Dintre multitudinea de beneficii ale folosirii jocului în mediul școlar cele mai importante și demne de de menționat sunt:
copiii au ocazia să iasă din „anonimat”, înfățișându-se ca ființe cu personalitate în formare, care gândesc și acționează motivat după posibilități;
restricțiile nu sunt așa severe, elevii nu sunt stresați de eventualitatea unor sancțiuni;
motivația este intrinsecă, elevii se implică în joc și își însușesc cunoștințele vizate printr-un act intrinsec involuntar, lipsit de presiunea exercitată de cadrul didactic prin metodele tradiționale;
oferă elevilor capacitatea de a opera frecvent cu simboluri accesibile, cu semne atribuite obiectelor, acțiunilor și faptelor, care desemnează altceva decât sunt toate acestea în realitate;
jocul este prin excelență creativ, putând lua forma unei improvizații utile activității în sine, care uneori îl poate ajuta să ducă sarcina la bun sfârșit și să realizeze chiar performanțe;
reprezintă o tehnică atractivă de explorare a realității, de explicare a unor noțiuni și teorii abstracte, dificil de predat pe alte căi;
prin asumarea de roluri, elevii sunt ajutați să înțeleagă mai profund unele structuri și dinamismul unor procese, fenomene, fapte etc;
elevii au posibilitatea să să vadă în cunoștințele lor un instrument de acțiune, adică să aplice la situații noi cunoștințele însușite anterior, să-și pună probleme, să formuleze și să experimenteze metode alternative, să adopte decizii, să evalueze situații și rezultate;
favorizează obținerea rapidă a unui feed-back cu privire la consecințele acțiunilor, la validarea soluțiilor propuse inițial, ceea ce mărește valoarea instrumentală a jocului;
învățarea devine un act creator de plăcere, fiind mai interesantă, mai atractivă și este capabilă să pună mai ușor în evidență calități nebănuite încă la cei ce învață;
jocul este un exercițiu excepțional de modelare a gândirii și imaginației în sensul că ascute spiritul de observație, dezvoltă ingeniozitatea și inventivitatea, cultivă spiritul de investigație;
valorifică avantajele dinamicii de grup încurajând independența și spiritul de cooperare, participarea efectivă și totală în joc, angajează atât pe elevii timizi, cât și pe cei mai slabi ceea ce duce la creșterea gradului de coeziune în colectivul clasei;
se soldează, de asemenea, cu întărirea unor calități morale (răbdare și tenacitate, respect pentru alții, stăpânirea de sine, cinstea, autocontrolul etc.) și cu dobândirea anumitor deprinderi legate de îndeplinirea unor funcții sau responsabilități sociale;
cultivă activismul, inițiativa și spiritul de răspundere, înlesnește efortul individual de a-și asuma roluri social-culturale, în cadrul grupului, transferabile ulterior în viața social-profesională.
„Jocul, cum remarcă J. Bruner, constituie o admirabilă modalitate de a-i face pe elevi să participe activ la procesul de învățare. Elevul se găsește aici în situația de actor, de protagonist și nu de spectator…”
4. STRATEGIA JOCULUI DIDACTIC ÎN STUDIUL ATOMULUI
4.1 Jocul didactic- metodă de predare modernă
Profesorii din toată lumea încearcă să facă experiența școlarizării mai relevantă pentru viețile tinerilor de astăzi și se străduiesc totodată să le insufle acele valori tradiționale pe care societatea le consideră importante. Procesul implică schimbări în curriculum și în metodele de predare, cu consecințe signifiante pentru însuși rolul de profesor. O metodă care poate modifica destul de radical rolul profesorului în clasă este folosirea jocurilor didactice, o categorie aparte de joc specifică mediului școlar instituționalizat care poate să includă, de sine stătător, alte tipuri de jocuri menționate în capitolul II, cum ar fi jocul de rol. Relația dintre joc, la modul general, și joc didactic este bine evidențiată de către Bache H., Mateiaș A., Popescu E. care au afirmat că jocul didactic reprezintă „un mijloc de facilitare a trecerii copilului de la activitatea dominantă de joc la cea de învățare”.În acest sens, voi analiza utilizarea acestor jocuri cărora le este atribuită o mare importanță în didactica modernă.
Atât în ciclul gimnazial cât și în cel liceal, jocurile pot fi introduse în procesul instructiv-educativ, fie sub forma unor momente de lecție, fie ca lecții de sine stătătoare. Profesorul este în același timp liderul a două tipuri diferite- dar interconectate- de activități: organizarea jocurilor și dirijarea aspectelor cognitive ale învățării. Scopul jocului este atins prin realizarea sarcinii didactice impuse de acesta, însă profesorul nu se limitează doar la caracteristicile observabile ale jocului, cu toate că le folosește pentru a dezvolta copiilor acele însușiri care le vor fi de folos atât pe termen scurt, cât și pentru integrarea lor ca adulți în societate.
La nivel liceal, prin folosirea jocurilor de rol și a jocurilor asistate de calculator se creează oportunități remarcabile care imită viața reală sau diverse situații ipotetice. Acestea oferă profesorului posibilitatea de a organiza procesul cognitiv de instruire colectivă și de a învăța elevii să-și folosească abilitățile și cunoștințele dobândite într-un mod creativ, concomitent cu formarea unor obiceiuri comportamentale sociale acceptabile. Într-o societate modernă, scopul educației școlare este de a echipa generația următoare cu toate componentele principale culturale, și jocurile au un potențial pedagogic deosebit ca o formă de reflexie și simulare a activității umane; prin urmare, condițiile prealabile pentru includerea jocurilor la scară largă în rândul practicilor didactice actuale există.
Doar cu câteva decenii în urmă, posibilitatea introducerii jocurilor didactice în școală a fost total subestimată: jocurile erau privite în primul rând ca modalități de distragere, un fel de pauză de la activitățile serioase. O asemenea evaluare s-a bazat pe un concept educațional tradițional și îngust ca viziune, jocurile fiind, la acea vreme, insuficient dezvoltate ca instrument didactic.
Cercetări recente arată că, folosirea jocurilor didactice la nivel gimnazial are o contribuție însemnată la dezvoltarea aptitudinilor intelectuale, cum ar fi abilitatea de a compara, de a alege anumite caracteristici ale obiectelor sau fenomenelor, sau de a generaliza. În același timp, elevii își pot dezvolta și alte abilități cum ar fi cele care implică calcule matematice.
În ciclul liceal, jocurile sunt folosite, în mod normal, în limitele conținuturilor de învățat, fiind aplicate ca o modalitate eficientă de repetare, consolidare și recapitulare a noțiunilor deja însușite. Având în vedere această finalitate, se pot desfășura competiții, rezolvări de cuvinte încrucișate, puzzle-uri.
Ca regulă, jocurile didactice sunt introduse în procesul instructiv sub forma unor momente ale lecției și doar în momentul în care elevii au experiența folosirii lor, se poate construi o întreagă lecție având la bază această metodă. În funcție de momentul lecției, dar și de tipul lecției alese, jocul didactic poate fi folosit ca:
metodă de predare/ asimilare;
metodă de consolidare/ sistematizare;
metodă de recuperare a cunoștințelor;
metodă de evaluare.
4.2 Metode tradiționale vs. metoda jocului didactic
Figura 4.1 pune în evidență punctele tari, punctele slabe și provocările metodelor tradiționale de predare- învățare, în timp de figura 4.2 o diagramă asemănătoare pentru jocurile didactice. Deși abordări radical diferite, amândouă se confruntă cu provocări și puncte slabe. Există totodată avantaje importante pentru ambele și probabil o soluție la problemele/ diferențele dintre ele ar fi îmbinarea lor. Cele două tipuri de metode pot fi complementare, prin urmare ar putea amplifica achizițiile academice ale elevilor, dar și experiența de învățare. În plus, prin folosirea unui amalgam de metode care le combină pe cele tradiționale cu jocul didactic, elevii au ocazia să ia o decizie în cunoștință de cauză asupra metodelor care li se potrivesc și pe care le preferă.
Fig. 4.1 Puncte tari, puncte slabe și provocări ale metodelor tradiționale de
predare-învățare
Metodele tradiționale și jocurile didactice pot fi mai departe comparate, cum se arată în Tabelul 4.1, identificând importante diferențe între ele, cum ar fi ritmul, valabilitatea și gradul de implicare al elevilor. Elevii implicați în activități de învățare tradiționale interacționează destul de puțin cu profesorul, ascultând pasiv în timp ce acesta predă conținuturile lecției. Spre deosebire de această situație, în predarea cu ajutorul jocurilor didactice, elevii descoperă singuri conținuturile prin joc, își formează propriile judecăți de valoare, iau singuri decizii și nu se bazează pe informațiile trasmise în mod direct de către profesor. O problemă majoră a evaluării tradiționale este că, de regulă, un anumit conținut este adus în discuție doar o singură dată și perioada de timp dintre introducerea informației și aplicarea ei este prea mare pentru o fixare solidă a cunoștințelor. Copiii aflați la o vârstă fragedă, în special cei de gimnaziu, au nevoie de o repetare și de o întărire permanentă a noțiunilor predate. Proverbul chinezesc ,, spune-mi și voi uita, arată-mi și s-ar putea să-mi amintesc, implică-mă și voi înțelege” este foarte nimerit pentru această situație.
Fig. 4.2 Puncte tari, puncte slabe și provocări ale jocurilor didactice
Tabelul 4.1 Diferențe dintre metodele tradiționale de predare-învățare și jocuri didactice
Așadar, conceptul de învățare prin descoperire prin intermediul jocurilor didactice este primordial pentru eventualele beneficii și pentru dezvoltarea abilităților copiilor doarece îi învață să devină autosuficienți în experiențele lor legate de învățare.
4.3 Rolul profesorului de chimie implicat în jocul didactic
Folosirea jocurilor în procesul instructiv-educativ definește un nou rol pentru profesori. Acesta impune profesorilor să se coboare la nivelul comprehensiv al elevilor, în timp ce aceștia obțin o mai mare libertate de exprimare a propriilor idei. Jocurile permit elevilor să participe la activități organizate care au loc cu minimă îndrumare din partea profesorului. De aceea, profesorii trebuie să cunoască temeinic teoriile de învățare și cadrul pedagogic care subliniază instruirea bazată pe joc și să adopte strategii de învățare care să se adapteze eficient la acestea.
Pentru utilizarea jocurilor, profesorul trebuie să-și planifice o modalitate prin care caracteristicile diferitelor tipuri de jocuri pot fi folosite pentru a crea și organiza medii adecvate pentru a sprijini învățarea.
Profesorul trebuie să înceapă prin a identifica scopul învățării și prin a face un cuprins clar al obiectivelor pentru fiecare lecție, bazându-se pe conținuturile care urmează a fi studiate și pe abilitățile și valorile care urmează a fi dobândite. Scopul și obiectivele propuse vor influența natura sarcinii didactice și alegerea jocului utilizat la ore de către profesor, determinându-l să opteze între un joc individual și unul cu mai mulți parteneri, între unul competitiv și altul non-competitiv.
Atunci când se decide asupra unui joc, profesorul trebuie să înțeleagă impactul jocului asupra conținuturilor învățării. Marea majoritate a jocurilor necesită o etapă premergătoare desfășurării activității în sine, prin care elevului i se demonstrează cel puțin o dată modalitatea de joc, după care acesta este observat sistematic pentru a evalua măsura în care și-a însușit și poate aplica regulile. Deoarece multe jocuri sunt interpretabile și fiecare elev poate să tragă propriile concluzii legate de activitatea la care a participat, diferite de ale altora sau de cele așteptate de profesor, acesta din urmă trebuie să planifice riguros desfășurarea jocului pentru a se asigura că elevii își vor însuși lecțiile respective. De asemenea elevii trebuie să fie monitorizați permanent, astfel încât elevii să nu devină mai absorbiți de elementele de joc decât de ceea ce trebuie învățat.
Jocurile oferă elevilor posibilitatea de a realiza mai multe activități odată, de aceea profesorul trebuie să asigure existența unui mediu adecvat, cu resurse umane și materiale numeroase. Alegerile profesorului în materie de jocuri trebuie să îi entuziasmeze pe elevi, astfel încât ,,joaca” și învățarea să aibă loc concomitent.
Evaluarea elevilor prin joc didactic poate fi realizată utilizând mijloace integrate în joc. Acestea oferă elevilor un feed-back în timp real și îi ajută să își monitorizeze singuri progresul.
Sistematizând condițiile descrise anterior necesare pentru asigurarea reușitei jocului didactic, profesorul va îndeplini următoarele cerințe de bază:
1. Planificarea jocului didactic;
2. Organizarea jocului;
3. Respectarea etapelor (evenimentelor) jocului didactic;
4. Alegerea unei strategii de conducere potrivită și respectarea ritmului jocului;
5. Stimularea elevilor;
6. Asigurarea unui mediu adecvat de joc;
7. Varietatea elementelor de joc.
Pe tot parcursul planificării și desfășurării jocului se observă așadar că, de fapt, profesorul îndeplinește multiple roluri simultane sau consecutive. Astfel, el poate avea funcția de:
proiectant;
manager;
organizator;
gestionar;
pedagog;
consilier;
mediator;
actor;
scenograf;
strateg;
animator, etc.
4.4 Clasificarea jocurilor didactice
Aparte de clasificarea generală a jocurilor- după numeroase criterii și aparținând diverșilor psihopedagogi- expusă în capitolul III al prezentei lucrări, se poate realiza și o taxonomie a jocurilor didactice. Și acestea se pot clasifica după mai multe criterii, dar mă voi opri îndeosebi asupra celor care se pretează științelor exacte, implicit și chimiei.
După scopul educațional urmărit există:
jocuri ce vizează dezvoltarea psihică – acestea se pot clasifica în:
jocuri intelectuale care, la rândul lor, sunt de mai multe tipuri:
jocuri cognitive;
jocuri de dezvoltare a capacității de exprimare orală sau scrisă;
jocuri de dezvoltare a memoriei;
jocuri de atenție și orientare spațială;
jocuri de exersare a pronunției corecte;
jocuri de dezvoltare a gândirii;
jocuri de dezvoltare a perspicacității;
jocuri pentru stimularea inhibiției voluntare și a capacității de autocontrol;
jocuri pentru dezvoltarea imaginației si creativității;
jocuri de expresie afectivă.
jocuri senzoriale ce au ca scop principal dezvoltarea sensibilității. Se pot concepe jocuri pentru dezvoltarea sensibilității:
auditive;
vizuale;
tactile și kinestezice;
gustativ- olfactive.
jocuri de mișcare (jocuri motrice)- care au ca scop dezvoltarea price-perilor, calităților și deprinderilor motrice.
După sarcina didactică prioritară, jocurile didactice se impart în:
jocuri de transmitere și însușire de noi cunoștințe, care se folosesc în cazuri rare;
jocuri pentru fixarea și sistematizarea cunoștințelor;
jocuri de verificare și evaluare a cunoștintelor, priceperilor și deprinderilor.
După conținut, jocurile didactice se pot grupa în:
jocuri didactice specifice disciplinelor din aria curriculară limbă și comunicare:
fonetice;
lexical – semantice;
gramaticale.
jocuri didactice cu conținut matematic (jocuri logico – matematice). Unele dintre ele se pot adapta și la conținuturi specifice chimiei ( vezi jocuri de enigmistică, Chemdoku, etc.)
jocuri didactice pentru cunoașterea mediului înconjurător- Din această categorie fac parte și jocurile didactice chimice, pe care în această lucrare le voi aborda respec-tând următoarea clasificare:
jocuri asistate de calculator;
jocuri de rol;
jocuri enigmistice;
jocuri de atenție;
jocuri de gândire.
jocuri pentru însușirea unor norme de comportament civilizat, de conduită morală sau de circulație rutieră.
După prezența sau absența materialului didactic, sunt două tipuri de jocuri:
jocuri cu material didactic natural sau confecționat: soft-uri educaționale, cărți speciale de joc, jocuri de masă, imagini, filmulețe, obiecte de recuzită și decor, materiale din natură.
jocuri fără material didactic.
După locul pe care-l are în activitate, jocurile didactice sunt:
jocuri organizate ca activitate de sine stătătoare ( joc didactic care acoperă întreaga oră de curs sau care se poate organiza extracurricular);
jocuri integrate în activitate, ca momente ale acesteia sau în completarea ei.
4.5 Structura jocului didactic
Față de alte tipuri de jocuri, jocul didactic are o structură aparte. Elementele compo-nente ale acestuia sunt:
scopul jocului;
sarcina didactică;
elemente de joc;
regulile jocului;
material necesar;
timp alocat;
organizarea activității;
desfășurarea activității.
Scopul jocului – reprezintă finalitatea generală spre care tinde jocul respectiv și se stabilește pe baza competențelor specifice vizate din programa analitică, referindu-se atât la probleme de ordin cognitiv, cât și formativ. Scopul unui joc didactic se poate raporta la: consolidarea unor cunoștințe teoretice sau deprinderi, dezvoltarea unor însușiri psihice, comportamentale, senzoriale, capacitatea de relaționare cu cei din jur, formarea unor trăsături morale, etc.
Sarcina didactică se referă la activitățile pe care trebuie să le realizeze efectiv copiii pe parcursul jocului pentru a realiza scopul propus. Este recomandat ca sarcina didactică să fie enunțată sub forma unui obiectiv operațional, astfel încât copilul să devină conștient de operațiile pe care trebuie să le efectueze. De asemenea este de preferat ca sarcina didactică să nu se limiteze doar la procese numerice, să implice în rezolvarea sa și operațiile gândirii, imaginația, creativitatea copiilor și să fie accesibilă, atractivă și adaptată nivelului de dezvol-tare al copilului.
Elementele de joc – includ modalitățile, mijloacele utilizate pentru a da o coloratură placută, atractivă, distractivă activității desfășurate. Conceperea lor depinde mai ales de ingeniozitatea profesorului. Se pot enumera o serie de elemente de joc: implicarea în confecționarea materialului didactic, utilizarea jocurilor asistate de calculator, întrecere individuală sau pe echipe, mișcarea, recompensarea rezultatelor bune, ș.a.
Misiunea cadrului didactic este de a găsi pentru fiecare joc, elemente de joc diverse, diferite de cele utilizate în activitățile precedente, pentru a nu compromite jocul prin monotonie și lipsă de atractivitate pentru copii.
Regulile jocului detaliază în mod concret sarcina didactică și realizează conexiunea dintre aceasta și desfășurarea activității. Indiferent de reguli, ele sunt prestabilite și obligatorii pentru toți jucătorii și reglementează normele de comportament aferente.
Regulile unui joc didactic trebuie să:
indice acțiunile de joc;
precizeze modul de succesiune al acestora;
stabilească raportul de coordonare/ subordonare dintre copii;
încurajeze sau să dezaprobe anumite manifestări comportamentale.
Cu cât regulile sunt mai bine conturate, descrise și însușite, cu atât sarcina didactică este dusă la bun sfârșit mai ușor, iar jocul devine mai interesant și mai distractiv. Regulile trebuie să evite complexitatea, să fie ușor de memorat, prin modalitatea de explicare și formulare, și accesibile tuturor copiilor.
Materialele didactice folosite în joc pot să aibă o contribuție importantă la reușita acestuia. Ele trebuie să fie diversificate, atractive, potrivite conținutului, ușor de manevrat și să fie familiare copiilor (planșe, cărți de joc, piese de puzzle, jocuri video, jetoane etc).
Timpul alocat se stabilește în funcție de locul pe care îl deține jocul în ora respectivă: dacă jocul reprezintă un moment al lecției sau reprezintă o oră de sine stătătoare. Oricum, jocurile didactice sunt mari consumatoare de timp, mai ales dacă se ține cont și de timpul alocat pregătirii activității, în special a materialului necesar.
Organizarea activității constă în asigurarea ansamblului de condiții optime necesare acțiunii de joc în sine: aranjarea băncilor, accesul într-un spațiu adecvat-laborator de informatică, teren de educație fizică, confecționarea individuală sau pe grupe a anumitor materiale necesare elevilor, etc.
Desfășurarea activității se realizează în mai multe etape:
anunțarea jocului- la fel ca în cazul momentului de trecere la lecția nouă din scenariul didactic, activitatea nu poate începe fără anunțarea ei, marcând startul jocului propriu-zis.
exerciții pregătitoare- sunt necesare pentru a împrospăta memoria elevilor și pentru a reactualiza pe scurt noțiunile care urmează a fi consolidate ori evaluate. Atunci când jocul se aplică ca metodă de transmitere și însușire a informațiilor, această etapă nu este necesară.
explicarea și demonstrarea jocului- este o etapă obligatorie în care profesorul explică regulile și le aplică- asistat sau nu de copii- în mod demonstrativ.
complicarea jocului- este recomandată în cazul jocurilor simple și doar dacă timpul o permite. De regulă acționează ca o provocare în rândul elevilor, miza cea mare fiind deseori recompensa atribuită bineînțeles elevilor care se poziționează primii în ierarhia finală a jocului.
încheierea jocului- are loc de la sine, în cazul jocurilor contra crono-metru, la exprirarea timpului prestabilit, sau odată cu finalizarea sarcinii didactice și realizarea clasamentului final.
La baza descrierii jocurilor didactice propuse pentru studiul atomului va sta această structură, astfel încât acestea să aibă un conținut clar, o prezentare riguroasă, lipsită de informații care ar putea lăsa loc de interpretare.
4.6 Jocuri didactice adecvate studiului atomului
4.6.1 Jocuri asistate de calculator
Trăind într-o eră a informatizării în care interesul copiilor pentru tot ce înseamnă joc pe calculator, tabletă sau telefon mobil, offline sau online este ridicat, nu surprinde apariția unei palete de oferte copleșitoare și în continuă creștere de astfel de aplicații. Indiferent de vârsta copiilor, puterea de atracție a jocurilor este de netăgăduit. Problema majoră o constituie faptul că sunt foarte multe jocuri orientate mai degrabă spre aspectul ludic, și nu spre funcția educativă a acestora sau spre dezvoltarea cognitivă a copilului.
Cu toate acestea, există mult mai multe exemple de jocuri cu caracter educativ, formativ, cognitiv decât acum un deceniu, deoarece în prezent folosirea calculatorului nu mai reprezintă a abilitate caracteristică adulților sau adolescenților, ci și copiilor. În aceste condiții este indicată introducerea învățământului asistat de calculator încă de la vârste fragede, mai ales pentru că, privind în perspectivă, abilitățile de utilizare a calculatorului sunt indispensabile pentru copiii de azi- adulții de mâine. În afară de acest argument, nu trebuie neglijat și avantajul calității superioare a materialelor-suport informatice, care ajută elevii să-și însușească mult mai ușor noțiuni abstracte.
Transformarea mijlocului de atingere a unor obiective didactice, printr-o lecție tradițională, într-un mijloc ludic, însă educativ, pe calculator, îi determină pe copii să accepte involuntar sarcinile propuse. Elevul nu va depune un efort clasic de învățare, pentru că verbul “a învăța” se transformă dintr-un act educativ sub presiune, într-un act aducător de plăcere. În acest caz, cele trei laturi: joc, tehnologie și obiective educaționale se contopesc într-un mod fericit. Copilul nu simte presiunea rezultatului, deoarece modalitatea de instruire capătă o formă atrăgătoare de care este păcălit. Scenariul are un rol important, el nefiind altceva decât un mijloc prin care obiectivele educaționale sunt mascate pentru a fi atractive. Soft-urile educaționale nu au doar avantajul de a fi atractive, dar și interactive, dezvoltând impaginația și dexteritatea utilizatorului.
Astfel, prin jocurile asistate de calculator propuse pentru studiul atomului în această lucrare, elevii reușesc într-un mod mai lejer :
să se acomodeze cu simbolurile chimice, ca mai apoi să le identifice denumindu-le;
să coreleze tipul și numărul de particule subatomice cu noțiunea de element chimic, cu sarcina și masa particulelor, cu mărimile atomice fundamentale;
să calculeze numărul de particule subatomice și valoarea lui Z sau A;
să vizualizeze prin simulare mișcarea electronilor, forma orbitalilor, ordinea ocupării substraturilor cu electroni;
să atribuie configurația electronică periferică unui atom sau ion;
să identifice specii izolectronice.
Jocurile didactice asistate de calculator prin care vor fi atinse aceste obiective sunt:
4.6.1.1 Mahjong chimic
4.6.1.2 Jocul numerelor atomice
4.6.1.3 Chemdoku
4.6.1.4 Repartiția electronilor pe orbitali- să construim elemente
4.6.1.5“Construiește” un atom
4.6.1.1 Mahjong chimic
Tabla de joc este formată din tăblițe aranjate într-o grilă care este de obicei mai înaltă în apropierea centrului.Formatul tablei de joc poate fi diferit ca model, înălțime sau mărime. Obiectivul principal constă în eliberarea tablei de joc, eliminând toate perechile “identice” și “libere” de tăblițe din format. O pereche, în cazul acestui tip de Mahjong chimic este formată din două tăblițe care aparțin unor conținuturi științifice diferite care se doresc a fi asociate.
Aplicația de față, în funcție de selecția făcută, este foarte ofertantă și poate fi utilizată pentru însușirea cunoștințelor legate de denumirea elementelor chimice, denumirea și sarcina ionilor, specii izolelectronice, tipuri de compuși ionici/moleculari, electroliți, acizi și baze slabe și tari, pH, număr de oxidare, reacții de precipitare. Limitându-ne la tema acestei lucrări, se identifică trei variante de Mahjong chimic utile ca metodă de consolidare/ evaluare a cunoștințelor atât pentru elevii claselor a VII-a, cât și pentru elevii claselor a IX-a, după cum urmează:
A) Nivelul de studiu: gimnaziu, clasa a VII-a
Scopul:
recunoașterea simbolurilor chimice pentru anumite elemente chimice;
identificarea denumirilor elementelor pentru anumite simboluri chimice;
achiziționarea unor cunoștințe de limba engleză;
dezvoltarea unor însușiri psihice: spirit de observație, atenție voluntară etc.
Sarcina didactică: atribuirea fiecărui simbol chimic denumirea corespondentă acestuia
Elemente de joc: abilități de lucru cu calculatorul, dexteritate
Reguli de joc: Tăblițele de joc sunt de două tipuri: cu simboluri chimice și cu denumiri ale elementelor. Selectarea tăblițelor se face printr-un click stânga, iar pentru eliminarea perechilor trebuie selectate consecutiv două tăblițe din două tipuri diferite, pentru care asocierea denumire- simbol este corectă. Pot fi selectate doar tăblițele “libere”, adică cele situate deasupra, cele peste care nu se suprapun parțial alte tăblițe sau cele care au cel puțin două laturi libere care nu sunt opuse. Eliberarea tablei se face într-un timp cât mai scurt sau contra cronometru, după caz. Jocul ia sfârșit când tabla este eliberată complet.
Fig. 4.3 Mahjong chimic- varianta A
Material: calculatoare, videoproiector, ecran, conexiune la internet, tablă și cretă
Timp necesar: 30 minute
Organizarea activității: pentru a desfășura activitatea se vor asigura următoarele condiții: accesul elevilor într-un laborator de informatică, așezarea fiecărui elev la calculatorul propriu, deschiderea PC-ului, conectarea la internet, accesarea paginii web http://www2.stetson.edu/mahj ong chem/
Desfășurarea activității:
Exerciții pregătitoare: Se vor numi elevi care vor indica simbolurile chimice ale unor elemente propuse de profesor.
Anunțarea jocului: Profesorul explică elevilor că vor putea să își consolideze cunoștințele legate de elemente chimice și simbolurile lor jucând „Mahjong chimic”.
Explicarea și demonstrarea jocului: Profesorul explică regulile menționate mai sus și rezolvă un astfel de joc, folosindu-se de un calculator conectat la un videoproiector pentru a permite elevilor să vizualizeze modul de joc și scrie pe tablă traducerile din engleză ale denumirilor elementelor care nu seamănă cu cele din limba română. Elevii exersează eliberând 2-3 table de joc Mahjong de forme și mărimi diferite.
Complicarea jocului: La startul profesorului, elevii vor rezolva același tip de joc, de aceeași formă și mărime. Elevii anunță terminarea jocului atunci când cronometrul se oprește, reclamându-si poziția în clasamentul final al elevilor.
Încheierea jocului: Se realizează clasamentul final. Elevul câștigător este recompensat cu puncte la nota finală sau cu onoarea de a fi lider de grup la desfășurarea următorului joc.
B) Nivelul de studiu: liceal, clasa a IX-a
Scopul:
corelarea configurației electronice periferice ale atomilor și ionilor cu elementele de la care provin;
exersarea proceselor de ionizare;
dezvoltarea unor însușiri psihice: spirit de observație, atenție voluntară etc.
Sarcina didactică: asocierea fiecărei configurații electronice periferice cu specia chimică care posedă o astfel de structură.
Elemente de joc: idem A
Reguli de joc: idem A, cu excepția faptului că tipul tăblițelor este diferit: simboluri ale atomilor și ionilor, respectiv configurații electronice periferice.
Fig. 4.4 Mahjong chimic- varianta B
Material: idem A, sistem periodic al elementelor
Timp necesar: 30 minute
Organizarea activității: idem A
.Desfășurarea activității:
Exerciții pregătitoare: Se vor numi elevi care: vor modela la tablă o configurație electronică a unui atom, vor modela procesul de ionizare al atomului dat și vor pune în evidență configurația electronică periferică a ionului format.
Anunțarea jocului: Profesorul explică elevilor că vor putea să își consolideze, jucând Mahjong, cunoștințele legate de configurațiile electronice ale atomilor și ionilor și de procesele de ionizare.
Explicarea și demonstrarea jocului: idem A, cu excepția faptului că elevii vizualizează modul cum se asociază tăblițele cu simbolurile atomilor, respectiv ionilor, la tăblițe cu configurații electronice periferice, în timp ce ascultă argumentarea orală a alegerilor făcute de profesor pe baza raționamentelor științifice.
Complicarea jocului: idem A
Încheierea jocului: idem A
C) Nivelul de studiu: liceal, clasa a IX-a
Scopul:
consolidarea noțiunii de specii izoelectronice;
recunoașterea poziției relative ale gazelor rare în sistemul periodic față de a atomului supus ionizării, în funcție de tipul de ion format ( pozitiv/ negativ).
dezvoltarea unor însușiri psihice: spirit de observație, atenție voluntară etc.
Sarcina didactică: asocierea a câte două specii chimice izolectronice
Elemente de joc: idem A
Reguli de joc: idem A, cu excepția faptului că tipul tăblițelor este diferit: simboluri ale atomilor gazelor rare și ale unor ioni.
Fig. 4.5 Mahjong chimic- varianta C
Material: idem A, sistem periodic al elementelor
Timp necesar: 20 minute
Organizarea activității: idem A
Desfășurarea activității:
Exerciții pregătitoare: Se vor numi elevi care vor exemplifica, folosind sistemul periodic al elementelor ioni monoatomici izoelectronici cu gazele rare indicate de profesor.
Anunțarea jocului: Profesorul explică elevilor că vor putea să își consolideze, jucând Mahjong, cunoștințele legate de specii izoelectronice.
Explicarea și demonstrarea jocului: idem A, cu excepția faptului că elevii vizualizează modul cum se asociază tăblițele unor specii izoelectronice, în timp ce este atent la argumentele aduse în sprijinul alegerilor făcute de profesor pe baza raționamentelor științifice.
Complicarea jocului: idem A
Încheierea jocului: idem A
4.6.1.2 Jocul numerelor atomice
Această aplicație poate fi folosită cu succes pentru asigurarea feed-back-ului în desfășurarea lecției introductive privind structura atomului, deci în etapa de familiarizare cu noțiunea de atom, prin aplicarea relațiilor matematice dintre numărul de particule subatomice și mărimile atomice fundamentale. Avantajul acestui joc este că poate fi descărcat ca demo pentru 14 zile, accesând http://www.softpedia.com/get/Others/Home-Education/Chemistry-Games-Labs-Demos.shtml Deci această aplicație nu necesită conexiune la internet în momentul efectiv al desfășurării jocului, în caz de apariție a unor probleme de conectare.
Nivelul de studiu: gimnaziu, clasa a VII-a (chiar și liceal, clasa a IX-a, dacă este cazul elevilor cu lacune de cunoștințe din gimnaziu)
Scopul:
corelarea numărului de particule subatomice cu mărimile atomice fundamentale;
dezvoltarea unor însușiri psihice: spirit de observație, atenție voluntară etc.
Sarcina didactică: Elevii trebuie să utilizeze informațiile date pentru a afla necunoscuta indicată prin semnul întrebării: masa atomică, numărul de masă, numărul de protoni, neutroni sau electroni.
Elemente de joc: abilități de lucru cu calculatorul, dexteritate
Reguli de joc: Jocul începe prin apăsarea butonului ,,Start”. Elevii trebuie să aleagă răspunsul corect apăsând click stânga pe numerele de la 1 la 50 indicate în grila din partea de jos a ferestrei aplicației. Apoi trebuie să apese butonul ,,Reset” pentru a ajunge la următorul exercițiu. Calitatea răspunsului oferit de elevi este indicată prin apariția cuvântului wrong= greșit sau a cuvântului correct= corect. Butonul ,,Reset” rămâne activat și în cazul unui răspuns greșit, permițând trecerea la un alt exercițiu. Fiecare răspuns corect valorează 10 puncte. Fiecare rundă durează 60 secunde.
Material: calculatoare, videoproiector, ecran, tablă
Timp necesar: 20 minute
Fig. 4.6 Jocul numerelor atomice
Organizarea activității: pentru a desfășura activitatea se vor asigura următoarele condiții: accesul elevilor în laboratorul de informatică, așezarea fiecărui elev la calculatorul propriu și deschiderea PC-ului, pornirea jocului prin apăsare dublu-click stânga pe icon-ul:
Apoi se selectează Start Atomic Numbers Game Play Game.
Desfășurarea activității:
Exerciții pregătitoare: Se vor numi elevi care vor scrie pe tablă relațiile matematice dintre mărimi atomice fundamentale și particule subatomice, se vor exemplifica notațiile nuclizilor atrăgând atenția asupra poziției scrierii lui A și Z.
Anunțarea jocului: Profesorul explică elevilor că vor putea să aplice mai rapid și eficient relațiile scrise pe tablă prin exersarea cu ajutorul aplicației ,,Jocul numerelor atomice”.
Explicarea și demonstrarea jocului: Profesorul explică regulile menționate mai sus și rezolvă un astfel de joc, folosindu-se de un calculator conectat la un videoproiector pentru a permite elevilor să vizualizeze modul de joc și scrie pe tablă traducerile din engleză ale cuvintelor wrong și correct. Elevii exersează jucând două runde.
Complicarea jocului: Profesorul numește patru lideri de grup. Liderii își aleg echipele. Suma punctajelor obținute de toți elevii din grup reprezintă rezultatul grupului la runda respectivă. La startul profesorului, elevii vor juca trei runde, atrăgându-li-se atenția că de data aceasta sunt într-o competiție.
Încheierea jocului: Clasamentul final al grupelor se face adunând pozițiile lor în clasamentul fiecărei runde. Grupa câștigătoare va fi cea cu suma cea mai mică și fiecare membru al grupului va fi recompensat cu un anumit număr de puncte la jocul desfășurat ca evaluare sumativă.
4.6.1.3 Chemdoku
Acest joc este adaptat după jocul logico-matematic Sudoku și este în același timp și simplu- la nivelul cunoștințelor de chimie necesare exersării lui, dar și complex- la nivel de logică matematică (mai ales pentru un nivel mare de dificultate la care grila inițială nu este completată cu multe simboluri chimice). Puzzle-ul este o grilă de 9×9 pătrate subdivizată în nouă grile interioare de 3×3 pătrate. El nu reprezintă nici o metodă de consolidare, nici de evaluare a noțiunilor asimilate despre simboluri chimice, ci mai degrabă o metodă de familiarizare a elevilor cu simbolurile chimice. Existența opțiunii ,,Solve” permite elevilor care nu pot să ducă la bun sfârșit jocul, împotmolindu-se, să vizualizeze grila completă și să-și dea seama astfel de modalitatea de soluționare. Însă, tocmai din cauza acestei opțiuni care nu se poate anula, jocul nu poate reprezenta o metodă cuantificabilă și reală de evaluare, elevul având ocazia oricând să renunțe la joc sau să pretindă că l-a finalizat prin apăsarea butonului ,,Solve”.
Jocul se poate descărca accesând link-ul http://www.chemprofessor.com/Games.htm, se exersează pentru început în clasă iar apoi este recomandat să se rezolve Chemdoku și acasă în scop recreativ și totodată educativ. Odată instalat, folosirea lui nu necesită conexiune la internet.
Nivelul de studiu: gimnaziu, clasa a VII-a
Scopul:
familiarizarea elevilor cu simbolurile chimice și cu denumirile elementelor;
dezvoltarea unor însușiri cum ar fi: spirit de observație, inteligență logico-matematică.
Sarcina didactică: Elevii trebuie să completeze corect toată grila de Chemdoku cu simboluri chimice iar la final să numească elementele chimice ale căror simboluri le-au utilizat.
Elemente de joc: abilități de lucru cu calculatorul, dexteritate, enigmistică
Reguli de joc: Elevii trebuie să selecteze și să plaseze elemente chimice în grilă până când aceasta este completă, respectând următoarea regulă de bază: fiecare rând, coloană și grilă interioară trebuie să conțină toate cele nouă elemente, iar fiecare să apară o singură dată. La începutul jocului, câteva pătrate sunt deja completate aleatoriu. Cu cât numărul de pătrate deja ocupate este mai mic, cu atât dificultatea crește, jocul permițând exersarea pe patru astfel de nivele: banal, ușor, mediu și dificil.
Fig.4.7 Chemdoku
Material: calculatoare, videoproiector, ecran, tablă, cretă
Timp necesar: 15 minute
Organizarea activității: pentru a desfășura activitatea se vor asigura următoarele condiții: accesul elevilor într-un laborator de informatică, așezarea fiecărui elev la calculatorul propriu și deschiderea PC-ului, pornirea jocului prin dublu-click stânga pe icon:
Apoi se apasă pe butonul ,,New” (nou) pentru a începe un nou joc.
Desfășurarea activității:
Exerciții pregătitoare: nu necesită
Anunțarea jocului: Profesorul explică elevilor că vor putea să se familiarizeze cu simbolurile elementelor chimice, cu poziția lor în sistemul periodic și cu unele din proprietățile lor într-un mod distractiv și logic, jucând ,,Chemdoku”.
Explicarea și demonstrarea jocului: Profesorul explică regulile menționate mai sus, rezolvă un astfel de joc, folosindu-se de un calculator conectat la un videoproiector pentru a permite elevilor să vizualizeze modul de joc și scrie pe tablă semnificația butoanelor din bara de instrumente: ,,New”= nou, ,,Undo”= înapoi, ,,Solve”= rezolvă, ,,Save”= salvează, ,,Print”= listează , ,,Help”= ajutor (prin selectarea acestui buton elevii au acces la un sistem periodic al elementelor interactiv care oferă câteva informații despre proprietățile fiecărui element). Completarea grilei cu elemente se face selectând un element din rândul de jos și apoi un pătrat liber pe care se intenționează a așeza elementul selectat. Elevii vor exersa timp de 10 minute.
Încheierea jocului: Jocul se termină când grila de chemdoku este completată corect.
4.6.1.4 Repartiția electronilor pe orbitali – să construim elemente
Profesorii, în general, apelează la tot felul de aplicații virtuale penru a putea preda elevilor noțiunile de substraturi și orbitali. Și acest joc este un mijloc adecvat pentru a realiza acest lucru, putând fi folosit atât ca metodă de predare, cât și ca metodă de consolidare a cunoștințelor legate de repartiția electronilor pe straturi, substraturi și orbitali. Are avantajul de a pune în evidență anumite aspecte care nu pot fi modelate sau evidențiate altfel, fiind destul de abstracte: forma și energia orbitalilor, distanța lor față de nucleu, mișcarea de spin a electronilor, regulile de ocupare a substraturilor. La adresa http://www.learner.org/interactives/periodic/elementary_interactive.html se poate accesa jocul online.
Nivelul de studiu: liceal, clasa a IX-a
Scopul:
realizarea unor configurații electronice pe substraturi și orbitali care să permită elevilor vizualizarea formei orbitalilor, distanței acestora față de nucleu, modului de rotație a electronilor ;
dezvoltarea unor însușiri psihice: spirit de observație, atenție, etc.
Sarcina didactică: Elevii trebuie să realizeze configurații electronice ale diferitelor elemente chimice folosind orbitalii și numărul corect de electroni puși la dispoziție de jocul în sine.
Elemente de joc: abilități de lucru cu calculatorul, dexteritate
Reguli de joc: Elevii vor reconstitui configurațiile electronice ale atomilor elementelor indicate în stânga ferestrei, folosind orbitalii din rândul de jos din căsuța ,,Orbitals”, care, de altfel, sunt puși deja în ordinea crescătoare a energiei lor. Fiecare orbital folosit va fi completat cu electroni aduși din zona căsuței ,,Electrons”. Aducerea orbitalilor și apoi a electronilor în zona “Drag objects here” se face prin tehnica ,,drag and drop”, care va fi explicată elevilor. Atunci când elevul consideră că a finalizat, va apăsa butonul ,,Done”.
Dacă această configurație este eronată, elevul poate continua repartizarea, folosind butonul ,,Undo” dacă dorește să facă o mutare înapoi, să apese ,,Reset” dacă vrea să realizeze configurația electronică a aceluiași atom din nou, sau să folosească butonul ,,Skip” dacă nu știe să realizeze configurația și vrea să sară la următoarea întrebare, deci la următorul atom. Dacă greșește de mai multe ori, se trece automat la următorul atom.
Dacă răspunsul elevului este corect, este anunțat de acest lucru și prin apăsarea butonului ,,Next”, poate trece la următoarea configurație.
După finalizarea celor patru configurații, elevul poate începe un alt joc, apăsând ,,Play Game”.
Fig.4.8 Repartizarea electronilor pe orbitali- să construim elemente
Material: calculatoare, videoproiector, ecran, conexiune la internet, tablă, cretă
Timp necesar: 30 minute
Organizarea activității: pentru a desfășura activitatea se vor asigura următoarele condiții: accesul elevilor într-un laborator de informatică, așezarea fiecărui elev la calculatorul propriu și deschiderea PC-ului, pornirea jocului prin accesarea paginii unui scurtături afișate pe desktop pentru acest joc. Apoi se apasă pe butonul ,,Play” pentru a începe jocul.
Desfășurarea activității:
Exerciții pregătitoare: Dacă jocul este folosit ca metodă de consolidare, elevii vor modela la tablă configurațiile electronice a atomilor pentru 2-3 elemente chimice, discutând în prealabil despre tipurile de substraturi, creșterea energiei lor, tipuri de orbitali și reguli de ocupare a substraturilor cu electroni.
Anunțarea jocului: Profesorul explică elevilor că vor putea să se familiarize sau să-și fixeze noțiunile deja însușite despre repartiția electronilor pe substraturi, jucând ,,Să construim elemente” care are avantajul de a-i ajuta să vizualizeze virtual forma orbitalilor, modul de mișcare a electromilor în orbitali, noțiuni destul de abstracte.
Explicarea și demonstrarea jocului: Profesorul explică regulile menționate mai sus, rezolvă un astfel de joc, folosindu-se de un calculator conectat la un videoproiector pentru a permite elevilor să vizualizeze modul de joc și scrie pe tablă semnificația butoanelor din bara de instrumente. El demonstrează elevilor că jocul respectă regulile de ocupare a straturilor cu electroni prin modul de așezare a orbitalilor în căsuța “Orbitals” și prin faptul că jocul nu ne permite să încălcăm regula lui Hund sau principiul de excluziune al lui Pauli.
4.6.1.5 ,,Construiește” un atom
Jocul este un mijloc auxiliar excelent pentru studiul atomului deoarece este un joc în patru etape:
1. introducerea noțiunilor de particule subatomice și corelația lor cu mărimile atomice fundamentale, respectiv cu noțiunea de element chimic;
2. nivelul 1- recunoașterea elementului chimic pe baza numărului de particule subatomice conținute și a tipului de specie chimică- atom sau ion;
3. nivelul 2 și 3- determinarea sarcinii electrice/ numărului de masă a unei specii chimice având la dispoziție compoziția subatomică a acesteia, urmată de modul de scriere a simbolului acelei specii chimice;
4. nivelul 4- cel mai complex nivel, cu rol de evaluare a tuturor noțiunilor introduse anterior și care presupune determinarea simbolului/ tipului unei specii chimice pe baza compoziției ei, și invers.
Datorită complexității sale structurate pe succesiunea predare-consolidare-evaluare, jocul poate fi folosit ca metodă de predare/reactualizare a cunoștințelor-etapa1, iar etapele 2,3,4 având rol de feed-back, ca metodă de sistematizare și consolidare a noțiunilor sau ca metodă de evaluare- etapele 2,3,4 iar etapa 1 având rol de acomodare cu jocul.
Corespunzător etapei 1, se vor completa trei fișe de lucru (anexele 1,2,3) fie împreună cu profesorul, dacă jocul este utilizat ca metodă de predare, fie individual, dacă se folosește ca metodă de evaluare.
Aplicația se poate descărca, însă deschiderea ei necesită conexiune la internet. Se și poate accesa online de la adresa http://phet.colorado.edu/en/simulation/build-an-atom .
Nivelul de studiu: gimnazial, clasa a VII-a
Scopul:
introducerea noțiunilor de proton, neutron, electron;
corelarea numărului și tipului de particule subatomice cu A, Z, sarcina speciei chimice și elementul chimic pe care îl desemnează;
calcularea numărului de protoni, neutroni, electroni, a sarcinii electrice a unei specii chimice, a numărului de masă;
identificarea poziției pe care o ocupă- convențional, față de simbol- masa atomică, numărul atomic, sarcina electrică;
dezvoltarea unor însușiri psihice: spirit de observație, atenție, etc.
Sarcina didactică: Elevii trebuie să treacă prin cele patru etape ale jocului, în ordinea prezentată, și să completeze cele trei fișe (anexele 1,2,3) puse la dispoziția elevilor de către profesor ca material-suport pentru etapa 1.
Elemente de joc: abilități de lucru cu calculatorul, dexteritate
Reguli de joc:
Etapa 1- Elevii trebuie să folosească particule subatomice din cele trei coșuri: protonii sunt particulele portocalii, electronii sunt albaștri, iar neutronii, gri. Locul marcat cu X reprezintă nucleul și cercurile punctate concentrice din jurul nucleului reprezintă straturile electronice ale învelișului electronic. Aducerea protonilor și neutronilor pe locul marcat cu X, dar și a electronilor pe cercurile concentrice se face prin ,,drag and drop”. Afișarea poziției elementului în sistemul periodic, a simbolului chimic, a numărului de masă și a sarcinii nucleare se face prin selectarea butonului ,,+”.
Fig. 4.9 ,,Construiește” un atom- etapa 1
Etapa 2- Elevii selectează din meniul din stânga sus butonul ,,Game”, apoi nivelul 1 și apasă pe butonul ,,Start”. Rezolvarea fiecărui exercițiu se face selectând din tabelul periodic elementul corespunzător compoziției subatomice arătate și bifând dacă specia chimică este un atom neutru sau un ion. Verificarea răspunsului se face apăsând butonul ,,Check”. Dacă răspunsul este greșit, elevii mai au dreptul la o încercare apăsând ,, Try again”. La a doua încercare greșită elevii vor vizualiza răspunsul corect selectând ,,Show answer”. Apoi se trece la exercițiul următor- ,,Next”. Fiecare nivel are 5 exerciții. Jocul este cronometrat și punctat cu câte 2 puncte pentru fiecare răspuns corect din prima încercare, 1 punct pentru fiecare răspuns corect din a doua încercare și 0 puncte pentru fiecare răspuns greșit. Trecerea la următorul nivel se face indiferent de punctajul la nivelul 1, apăsând ,, Next game” .
Fig. 4.10- ,,Construiește” un atom- etapa 2(nivelul 1 al jocului)
Etapa 3- Nivelurile 2 și 3 se joacă selectând o valoare numerică cu ajutorul săgeților care indică ori creșterea ori scăderea acesteia ce desemnează răspunsul corect la întrebările afișate.
Fig. 4.11- ,,Construiește” un atom- etapa 3(nivelul 2 al jocului)
Fig. 4.12- ,,Construiește” un atom- etapa 3(nivelul 3 al jocului)
Etapa 4- Se folosesc regulile de la etapele anterioare.
Fig. 4.13- ,,Construiește” un atom- etapa 4(nivelul 4 al jocului)
Material: calculatoare, videoproiector, ecran, conexiune la internet, soft Java, fișe de lucru (anexele 1,2,3), tablă, cretă
Timp necesar: 50 minute
Organizarea activității: pentru a desfășura activitatea se vor asigura următoarele condiții: accesul elevilor într-un laborator de informatică, așezarea fiecărui elev la calculatorul propriu și deschiderea PC-ului, pornirea jocului prin accesarea paginii unui scurtături afișate pe desktop pentru acest joc. Apoi se apasă pe butonul ,,Run in HTML5” pentru a începe jocul.
Desfășurarea activității:
Exerciții pregătitoare: Acestea constau în desfășurarea etapei 1, pentru care elevii vor trebui să aducă pe rând, pe locul marcat cu X protoni, apoi neutroni, iar pe cercurile concentrice care reproduc straturile energetice să repartizeze electroni, pentru a observa ce fel de modificări se produc la nivelul tipului de element chimic, sarcinii speciei chimice, masei acesteia. După observațiile constatate, se consemnează în fișele corespunzătoare concluziile finale. Indiferent dacă acest joc este folosit ca metodă de evaluare, ori ca metodă de predare, etapa aceasta se va desfășura sub îndrumarea profesorului.
Anunțarea jocului: Profesorul explică elevilor că vor putea să verifice ceea ce au înțeles din cele exersate în etapa anterioară prin rezolvarea exercițiilor oferite de cele 4 niveluri ale jocului.
Explicarea și demonstrarea jocului: Profesorul explică regulile menționate mai sus și rezolvă un astfel de joc, trecând prin toate nivelurile lui, folosindu-se de un calculator conectat la un videoproiector pentru a permite elevilor să vizualizeze modul de joc și scrie pe tablă traducerile din engleză ale întrebărilor conținute de fiecare nivel.
Complicarea jocului: Elevii exersează rezolvând exerciții de nivelurile 1,2,3,4 încercând să acumuleze un punctaj cât mai mare, iar în ultimele 10 minute vor primi un test grilă cu noțiuni exersate în toate cele 4 niveluri.
Încheierea jocului: Se realizează un clasament al rezultatelor obținute și se acordă o notă fiecărui elev. Se notează și testul grilă. Se calculează o notă finală din media aritmetică a celor două note.
4.6.2 Jocuri de rol/dramatizări
Jocul de rol nu presupune doar punerea efectivă în scenă a unei povești, basm, piese de teatru, etc. ci și o pregătire prealabilă- transformarea subiectului, care trebuie bine cunoscut de către toți partenerii, înțeles și redat cu fidelitate.
Dramatizarea are ca sursă de inspirație lumea poveștilor, basmelor, filmelor, teatrului, dar și realitatea de zi cu zi. În cadrul acestor jocuri copiii participă activ și pot interveni personal.
Copiii sunt deosebit de preocupați de rolurile care li se vor distribui, de ținuta vestimentară careia simt nevoia să-i adauge detalii de natură să le sublinieze identitatea împrumutată și de procurarea sau confecționarea unor obiecte care le permit să acționeze conform rolului asumat. Grija pentru “decor” se află pe ultimul plan.
Deși folosirea jocurilor de rol în procesul didactic este caracteristic studiului limbilor străine sau limbii și literaturii române, și profesorii de alte discipline, cum ar fi cei de științe exacte, îndrăznesc din când în când să exploreze acest teritoriu ieșind din sfera rigidă pe care o impune uneori predarea unor cunoștințe abstracte din programele analitice ale disciplinei respective. Folosirea acestei metode atrage avantaje foarte importante de partea profesorului: consolidarea unei relații relaxate, de simpatie, între profesor și elev, atragerea elevilor spre disciplina în cauză, lucru care este deosebit de util pentru chimie ca obiect de studiu, mai ales pentru elevii care abia fac cunoștință cu această disciplină, având în vedere că mulți elevi o pot considera destul de dificilă de studiat. Selecția conținuturilor, în limbaj tehnic, desigur, și introducerea lor într-un context literar se poate face uneori destul de dificil, dar este esențial să existe semnificații, similitudini și analogii, care să nu încalce adevărurile științifice, între conținutul care se dorește a fi consolidat sau introdus și acțiunea dramatizării în sine.
Pentru studiul atomului, la nivel gimnazial, ținând cont de tema acestei lucrări, propun dramatizarea scenetei ,,O poveste atomică… dar comică” care împletește noțiuni din mai multe domenii: chimie, literatură, astronomie, geografie, fizică, biologie, chiar și un strop de engleză. Având o formă simplă la prima vedere, profesorul este dator să își aloce timp într-o primă etapă pentru a citi sceneta integral împreună cu elevii și pentru a le explica semnificațiile științifice mascate în acțiune care pot ajuta la înțelegerea acesteia în profunzime.
Trebuie menționat însă, că o astfel de metodă didactică reprezintă o mare sursă consumatoare de timp, întrucât pregătirea decorului, costumelor, distribuirea și exersarea rolurilor, stabilirea detaliilor regizorale, repetițiile, nu se pot realiza în cadrul orelor de curs. Așadar, dramatizarea ar putea fi folosită cu mai mult succes ca activitate extracurriculară, rămânând ca în timpul unei ore de curs, serbări, activități demonstrative în cadrul unei ședințe de comisie metodică, să se vizualizeze efectiv punerea în scenă a piesei.
Prezentarea structurată a acestui joc de rol se poate face urmărind schema:
Nivelul de studiu: gimnaziu, clasa a VII-a
Scopul:
consolidarea noțiunii de izotop ( folosind ca exemplu izotopii hidrogenului);
realizarea unor conexiuni transdisciplinare, în special între elementele chimice și planetele sistemului solar;
recunoașterea unor proprietăți ale unor elemente chimice: uraniu, plumb, mercur, oxigen;
dezvoltarea unor abilități artistice: creativitate, originalitate, interpretare teatrală, etc.
Elemente de joc: interpretarea rolurilor asumate, confecționarea obiectelor de recuzită și decor
Reguli de joc: Profesorul distribuie rolurile corespunzătoare personajelor, iar elevii trebuie să-și confecționeze recuzita și decorurile necesare consultându-se cu acesta, dar mai ales să memoreze replicile care aparțin personajului interpretat și succesiunea replicilor în piesă. Elevii respectă indicațiile ,,regizorale” ale profesorului, dar pot contribui cu idei creative, îmbogățind și îmbunătățind calitatea punerii în scenă.
Material: scenetă, elemente de recuzită, elemente de decor
Timp necesar: 25 minute ( prezentarea în sine a scenetei)
Organizarea activității: În primă fază, pentru realizarea activității, profesorul selectează copii din clasele a VII-a care au veleități artistice sau care doresc să participe la activitate, își listează fișe cu sceneta și găsește un spațiu adecvat, liber, unde să se realizeze repetițiile.
Desfășurarea activității:
Anunțarea jocului: Profesorul solicită elevii să participe la un alt mod de a învăța chimia, mai relaxant, prin punerea în scenă a unei piese care împletește într-un mod hazliu basmul cu chimia și alte discipline studiate de ei, ori cu personaje inspirate din filmele de desene animate.
Exerciții pregătitoare: Se lecturează sceneta de câteva ori, pe roluri, pentru a găsi interpretul perfect pentru fiecare personaj și se distribuie rolurile corespunzătoare acestora. Se vor discuta aspecte generale despre recuzita necesară fiecărui personaj și despre decor.
Explicarea și demonstrarea jocului: Pentru o mai bună înțelegere a piesei, profesorul explică elevilor conținuturile științifice mascate de rolurile pe care le vor avea de interpretat și relațiile dintre ele. Aceste semnificații sunt sistematizate în tabelul următor:
Tabelul 4.2- Corelații științifice cu subiectul și personajele basmului
Complicarea jocului: Într-o primă fază, profesorul organizează repetiții fără decoruri, recuzită, costume pentru a pune la punct detaliile care țin de interpretare artistică. Ultimele repetiții se realizează fără fișele cu roluri, cu recuzita finalizată și cu costumele adecvate.
Încheierea jocului: Constă în prezentarea scenetei în fața unui anumit număr de spectatori cu diverse ocazii. Elevii vor fi notați pentru implicarea, respectiv prestația lor și vor primi diplome.
4.6.3 Jocuri enigmistice
Utilizarea jocurilor enigmistice ca modalitate de stimulare a motivației elevilor în vederea creșterii randamentului școlar reprezintă o metodă potrivită de a învăța mai ales anumiți termeni noționali caracteristici limbajului chimic, definiții, simboluri, denumiri ale substanțelor chimice sau de a recunoaște anumite substanțe menționând unele din proprietățile sau utilizările lor.
Acest tip de jocuri are avantajul de a nu fi mare consumator de timp sau materiale, poate fi integrat cu succes ca:
moment al lecției, în etapa de feed-back ;
temă pentru acasă, elevii înșiși fiind încurajați să creeze astfel de jocuri;
material didactic în săptămâna ,,Școala altfel”;
o competiție pe grupe compusă din mai multe runde, fiecare rundă fiind reprezentată de un alt tip de joc enigmistic.
Nu toate tipurile de joc enigmistic se pretează disciplinei chimie, unele fiind caracteristice matematicii (blocuri de numere), altele limbii și literaturii române (anagrame, metagrame, biverbe, diverbe, etc.). Pentru disciplina chimie pot fi folosite sau create cu succes jocuri cum ar fi: ghicitorile, rebusurile, criptogramele, tăblițele cu litere, puzzle-uri de căutare a cuvintelor.
Sunt recunoscute meritele acestor tipuri de jocuri de a elimina plictiseala, dezinteresul, activizând elevii prin satisfacția provocată de rezolvarea corectă și imediată a problemelor de enigmistică, de a-i motiva prin buna dispoziție afectivă creată, având ca finalitate dezvoltarea gândirii, limbajului, atenției, memoriei elevilor.
Ghicitorile se pot folosi ca mijloc de captare a atenției pentru a trezi interesul elevilor cu privire la lecția ce urmează a fi predată. Pentru termeni chimici, nu sunt multe astfel de ghicitori, însă aduc două exemple în acest sens:
Spune lumea despre mine
Ba că-s mic și invizibil,
Ba că sunt indivizibil,
Însă eu, neutru la oricare
Știu c-am importanță mare.
(Atomul)
Negativ de felul meu
Sunt atras de-orice nucleu
Și deși mă mișc mereu,
Nu sunt amator de bal
Stau cuminte-n orbital.
(Electronul)
Dacă se dorește și o evaluare sau o cuantificare a performanțelor elevilor sau pur și simplu o sporire a interesului elevilor prin adăugarea factorului competitiv, se pot folosi grupat jocuri enigmistice de mai multe tipuri, construite pe noțiuni diverse, dar din aceeași unitate de învățare. Soluționarea fiecărui tip de joc enigmistic va reprezenta terminarea unei runde a competiției. Această activitate promovează atât spiritul competitiv, dar și colaborarea în grup.
Un exemplu de astfel de întrecere se poate organiza folosind jocuri bazate pe noțiunile studiate despre atom și având ca scop evaluarea cunoștințelor teoretice ale elevilor:
Nivelul de studiu: gimnaziu, clasa a VII-a
Scopul:
consolidarea noțiunilor legate de structura atomului, izotopi și a simbolurilor chimice;
dezvoltarea unor însușiri psihice: spirit de observație, atenție voluntară etc.
Sarcina didactică: Elevii trebuie:
1) să recunoască unele noțiuni despre atomi și izotopi ai elementelor chimice pe baza indiciilor oferite de rebusuri;
2) să reconstituie definiții pentru cuvinte cheie date, poziționând în grilă tăblițele cu litere în ordinea corectă;
3) să depisteze în puzzle-uri cu litere denumirile elementelor chimice indicate de o listă de simboluri;
Elemente de joc: soluționare de rebusuri, completare de grile cu litere pentru căutarea unor cuvinte și de grile de reconstrucție a frazelor cu tăblițe de litere
Reguli de joc: Se deosebesc reguli diferite pentru tipuri de jocuri diferite:
Anexa 5- elevii notează în fișă mai întâi denumirile elementelor chimice indicate de simboluri și apoi înconjoară denumirile găsite în grila de litere pe următoarele direcții: vertical de jos în sus și de sus în jos, orizontal de la stânga la dreapta și de la dreapta la stânga, diagonală din stânga sus spre dreapta jos;
Anexa 6- elevii ordonează tăblițele cu litere în grila liberă astfel încât să reconstituie fraze despre conceptele indicate de titlu.
Anexa 7- elevii completează pe verticală și orizontală cuvintele desemnate de definițiile din subsolul rebusului.
Material: fișe cu jocurile utilizate (anexele 5, 6, 7), tablă, cretă
Timp necesar: 30 minute
Organizarea activității: Profesorul împarte elevii în 5 grupe iar fiecărei grupe îi distribuie cele trei fișe numerotate (anexa 7-runda 1, anexa 6-runda 2, anexa 5-runda 3). Băncile vor fi grupate astfel încât să permită elevilor din aceeași grupă o colaborare cât mai bună.
Desfășurarea activității:
Anunțarea jocului: Profesorul le comunică elevilor că se vor întrece completând rebusuri, puzzle-uri, căutând anumite cuvinte sau reconstituind definiții.
Explicarea și demonstrarea jocului: Profesorul explică regulile menționate mai sus exemplificând pe alte rebusuri și puzzle-uri modul în care vor trebui completate fișele.
Complicarea jocului: La startul profesorului, grupele de elevi vor rezolva pe rând, anexele 7, 6 și 5 parcurgând cele trei runde de joc. Elevii anunță terminarea fiecărei runde și profesorul verifică corectitudinea soluției pentru a le valida poziția în clasament. După fiecare rundă profesorul notează pe tablă clasamentul grupelor. Toate grupele încep simultan fiecare rundă.
Încheierea jocului: Se realizează clasamentul final. Grupa câștigătoare este aceea pentru care suma tuturor pozițiilor ocupate în clasamentul fiecărei runde este cel mai mic.
4.6.4 Jocuri de atenție
Jocurile de atenție îmbracă într-o formă ludică consolidarea sau verificarea lipsită de sancțiuni a unor noțiuni, de regulă cu un volum mai mare de informații elementare sau între care există un risc crescut să apară confuzii, dacă nu sunt fixate corect și temeinic (de exemplu, verificarea tablei înmulțirii în cazul matematicii, sau a simbolurilor chimice în cazul chimiei).
Se cunosc jocuri de atenție care presupun găsirea unor diferențe între imagini, concepte, idei, alte jocuri constau în găsirea cât mai rapidă sau corectă a anumitor elemente de joc, iar unele chiar se împletesc cu jocurile de mișcare și măsoară rapiditatea de reacție în raport cu factorul declanșator.
Din această categorie, pentru studierea atomului, la nivelul clasei a VII-a, propun următoarele jocuri:
4.6.4.1 Bingo chimic
4.6.4.2 ,,Avioane” atomice
4.6.4.3 ,,Elementele” (adaptat după jocul ,,Țările”)
4.6.4.1 Bingo chimic
Unul dintre avantajele jocului este ușurința cu care se poate juca. Jocul bingo poate fi învățat in câteva minute și este ușor de urmărit. Singura diferență între bingo clasic și jocul bingo chimic propus aici constă în faptul că numerele sunt înlocuite de simboluri chimice.
Cardul tradițional de bingo are 24 spații pe care sunt trecute simboluri chimice ale elementelor din tot sistemul periodic și un spațiu liber în mijloc, dar există un număr mare de alte variații bingo care se pot juca (cartoane cu alte modele de exemplu). Anumite carduri bingo se folosesc pentru prederea matematicii sau a altor discipline, iar altele, destinate copiilor mici, sunt animate și se folosesc în scopuri lingvistice.
La fel ca și în cazul celorlalte jocuri sunt strategii care pot fi folosite pentru mărirea șanselor de câștig, însă depinde de fiecare jucător ce strategie își alege. Un elev poate juca cu mai multe cartonașe, dar acest lucru înseamnă că elevul în cauză trebuie să cunoască foarte bine simbolurile chimice, să fie rapid și să posede atenție distributivă pentru a putea urmări toate cardurile concomitent.
Fig. 4.14 Bingo chimic
Nivelul de studiu: gimnaziu, clasa a VII-a
Scopul:
consolidarea cunoștințelor despre simboluri chimice;
dezvoltarea unor însușiri psihice: spirit de observație, atenție distributivă, capacitate de concentrare, etc.
Sarcina didactică: Elevii trebuie să bifeze pe cardul de bingo simbolurile chimice ale elementelor extrase de profesor.
Elemente de joc: provocarea de a găsi și bifa cât mai rapid simbolurile pentru a câștiga
Reguli de joc: Elevii bifează cu pixul simbolurile chimice ale elementelor extrase din coș de către profesor. Atunci când unul dintre elevi reușește să bifeze toate simbolurile de pe un carton, strigă Bingo. Pot exista mai mulți câștigători concomitenți, dar nu și consecutivi.
Material: Pentru a juca bingo e nevoie doar de destul de multe bilete, multe pixuri și desigur coșul din care se extrag biletele cu simbolurile chimice.
Timp necesar: maximum 20 minute
Organizarea activității: Profesorul pregătește cardurile de bingo, elevii confecționează bilețelele cu simbolurile chimice, verifică dacă au toți elevii pixuri.
Desfășurarea activității:
Anunțarea jocului: Profesorul le comunică elevilor că vor juca bingo cu scopul de a verifica dacă și-au învățat temeinic simbolurile elementelor chimice.
Explicarea și demonstrarea jocului: Profesorul explică regulile menționate mai sus și propune să se joace o rundă de bingo în care toți elevii clasei să formeze un grup care posedă un singur card, cu scopul de a permite tuturor să observe cum se aplică regulile jocului.
Complicarea jocului: Fiecare elev “cumpără” de la profesor numărul de carduri de bingo pe care le dorește, în funcție de cât de mult știe că se poate concentra pentru a juca concomitent cu mai multe cartonașe. Apoi elevii se așează în bănci și profesorul anunță începerea jocului individual de bingo.
Încheierea jocului: Jocul ia sfârșit când unul din elevi strigă BINGO și profesorul validează câștigul astfel:
solicită elevului să denumească toate simbolurile chimice de pe cartonul său;
verifică dacă printre elementele extrase se numără toate simbolurile de pe cartonul câștigător.
4.6.4.2 ,,Avioane” atomice
,,Avioane” atomice copie vestitul joc al copilăriei ,,Avioane de vânătoare”. Dacă unii elevi îl jucau oricum ,,ilegal” în timpul orelor, ferindu-se de profesor, exersând pe varianta propusă în această lucrare, vor avea două avantaje: intră în ,,legalitate” pentru că acest joc este propus chiar de profesor și, totodată, au ocazia să își consolideze cunoștințele despre simboluri și denumiri ale elementelor chimice. Jocul poate fi folosit și pentru verificarea noțiunilor însușite despre poziția elementelor în sistemul periodic, în contextul studiului următoarei unități de învățare din programa analitică a clasei a VII-a.
Nivelul de studiu: gimnaziu, clasa a VII-a
Scopul:
consolidarea cunoștințelor despre simboluri chimice;
poziționarea orientativă și cât mai rapidă a unui element în sistemul periodic;
dezvoltarea unor însușiri psihice: spirit de observație, capacitate de concentrare, etc.
Sarcina didactică: Elevii trebuie să își deseneze pe unul din cele două sisteme periodice primite de la profesor 3 avioane de vânătoare și să bifeze pe acesta simbolurile elementelor chimice indicate de adversar. Pe celălalt sistem periodic își bifează simbolurile indicate de el însuși în încercarea de a doborî avioanele adversarului.
Elemente de joc: Lupta avioanelor din simboluri chimice se transformă de cele mai multe ori, la nivel imaginar, într-un adevărat raid aerian în care cei doi adversari încearcă să se anihileze reciproc. Spiritul de competiție, determinarea de a nu fi cel doborât îi implică și îi atrage pe elevi extraordinar de mult, încât uită că sunt evaluați.
Reguli de joc: Elevii se organizează în perechi de jucători și își desenează pe unul din cele două sisteme periodice 3 avioane de vânătoare de forma celor din imaginea de mai jos. Adversarii lor încearcă să le doboare numind elemente chimice. De fiecare dată când un elev numește un element, celălalt elev este obligat să indice simbolul acestuia pentru a verifica faptul că ambii adversari se referă la același element și că nu vor greși bifând căsuțe diferite. Cei doi adversari numesc alternativ elemente chimice.
Pe cel de-al doilea sistem se bifează elementele pe care fiecare elev le numește încercând să reconstituie poziționarea avioanelor adversarului. Dacă elementul indicat se află pe aripa, corpul sau coada unui avion (în imaginea de mai jos Ti, Al, As) adversarul va anunța acest lucru, spunând ,,lovit”. Dacă elementul indicat reprezintă capul avionului (în imaginea de mai jos Rb, N), adversarul spune ,,ochit” și avionul respectiv este considerat doborât. Jocul continuă până când toate cele 3 avioane ale unuia din jucători sunt doborâte.
Material: Fiecare elev trebuie să dețină câte două sisteme periodice, un creion și o radieră pentru ca la finalizarea jocului să poată șterge avioanele desenate și să aibă posibilitatea de a juca din nou pe aceleași sisteme periodice.
Fig. 4.15 ,,Avioane” atomice
Timp necesar: 50 minute
Organizarea activității: Profesorul distribuie fiecărui elev câte două sisteme periodice și stabilește perechile de jucători. Elevii care sunt adversari își așează băncile astfel încât să nu-și poată vizualiza reciproc cele două sisteme periodice și își pregătesc câte un creion și o radieră.
Desfășurarea activității:
Anunțarea jocului: Profesorul le comunică elevilor că vor juca ,,Avioane” atomice cu scopul de a verifica dacă și-au învățat temeinic simbolurile elementelor chimice.
Explicarea și demonstrarea jocului: Profesorul explică regulile menționate mai sus și joacă demonstrativ o rundă cu scopul de a permite tuturor elevilor să observe cum se aplică aceste reguli.
Complicarea jocului: Elevii vor juca în perechi ,,Avioane”, iar câștigătorii se vor confrunta, tot în perechi, într-o nouă rundă eliminatorie.
Încheierea jocului: Jocul se finalizează în momentul în care rămâne un singur câștigător care va desemnat ,,pilotul atomic al clasei”. Această formă de campionat pe clasă necesită alocarea unei întregi ore de curs, lucru care este posibil în săptămâna ,,Școala altfel” sau în cadrul unui opțional.
4.6.4.3 ,,Elementele”
Acest joc este preluat după modelul jocului ,,Țările”, primul folosind elemente chimice iar al doilea numele unor țări. Deși este inclus în categoria jocurilor de atenție, se potrivește foarte bine și în categoria jocurilor de mișcare și are rol de consolidare a cunoștințelor într-un mod relaxant și neconvențional, și mai puțin rol de evaluare. Are marele avantaj de a se desfășura într-un spațiu deschis, în curtea școlii, unde elevii au posibilitatea de a se deconecta de la modalitatea tradițională de parcurgere a unei ore de chimie, prin alergare și jocul cu mingea.
Nivelul de studiu: gimnaziu, clasa a VII-a
Scopul:
consolidarea cunoștințelor despre simboluri chimice;
dezvoltarea atenției și a unor aptitudini motrice.
Sarcina didactică: Elevii își aleg un element chimic care să-i reprezinte și își asumă acest ,,rol” respectând regulile impuse de joc. Memorează și ,,rolurile” celorlalți colegi pentru a-i putea numi atunci când este cazul.
Elemente de joc: alergarea, jocul cu mingea
Reguli de joc: Se desenează un cerc în mijlocul terenului în care vor fi împărțite zone egale pentru fiecare element- jucător. După ce fiecare elev se așează în teritoriul său, cel care începe jocul va lua mingea în mână și va striga: ,, să tragă mâța de coadă și șoarecele de urechi elementul cu numele de…”, iar apoi va spune numele unui element participant la joc și va arunca mingea în sus. Jucătorul care și-a auzit elementul strigat trebuie să prindă cât mai repede mingea, iar ceilalți colegi să fugă cât mai departe de el. După ce reușește să prindă mingea, va trebui să strige STOP, iar toți ceilalți colegi se vor opri pe loc. În continuare, jucătorul ce este în posesia mingii are dreptul să facă încă trei pași din locul în care se află către oricare elev dorește și apoi va trebui să încerce să-l nimerească cu mingea. În acest moment ne putem confrunta cu următoarele situații:
1) Dacă reușește, spune simbolul chimic al unui element care nu este în joc și îi cere celui nimerit să zică denumirea lui.
a) Dacă acesta nu știe, se taie integral teritoriul jucătorului nimerit cu mingea.
b) Dacă știe, jucătorul nimerit cu mingea pierde jumătate din teritoriu.
2) Dacă nu reușește să nimerească colegul, se taie jumătate din teritoriul celui care a aruncat mingea.
Jocul se reia, iar jucătorul care va arunca de data aceasta mingea în sus este cel care și-a auzit numele elementului strigat anterior. Dacă acest jucător a ieșit din joc, mingea este aruncată de ultimul coleg care a aruncat mingea și mai este încă în joc. Când suprafața unui element este tăiată în totalitate, elevul care joacă cu elementul respectiv va ieși din joc. Ultimul jucător rămas în joc câștigă.
Material: minge, echipament sportiv adecvat, cretă
Timp necesar: 20 minute
Organizarea activității: Profesorul, împreună cu elevii se deplasează pe suprafața terenului de educație fizică unde se asigură de existența materialelor necesare desfășurării activității.
Desfășurarea activității:
Anunțarea jocului: Profesorul le comunică elevilor tipul de joc pe care îl vor exersa și faptul că se aseamănă cu ,,Țările”, deși are unele reguli particulare.
Explicarea, demonstrarea și desfășurarea jocului: Profesorul explică regulile menționate mai sus și inițiază desfășurarea jocului, intervenind cu explicații atunci când elevii greșesc, dând dovadă că nu au înțeles complet regulile, ori că nu le respectă.
Încheierea jocului: Jocul se finalizează când mai rămâne un singur jucător.
4.6.5 Jocuri de gândire
Trecând în revistă multitudinea de jocuri care se pot aplica pentru studiul atomului, se poate constata că nu există jocuri care pot fi incluse integral în categoria celor de gândire, la fel cum și alte jocuri din alte categorii pot fi considerate mai mult sau mai puțin și jocuri de gândire. Însă cele care vor fi prezentate în această categorie se deosebesc de celelalte prin faptul că solicită verificarea sau consolidarea unui volum mare de cunoștințe acumulate într-o perioadă mai mare de timp, și nu pe parcursul unei orei de curs. Totodată, aceste jocuri pun accent mult mai mult pe aplicarea noțiunilor acumulate comparativ cu ponderea elementelor de joc. Jocurile de acest tip propuse în această lucrare sunt:
4.6.5.1 ,,Omida” chimică
4.6.5.2 Regula ,,tablei de șah”
4.6.5.3 Poker ionic
4.6.5.4 Știi și câștigi!
4.6.5.1 ,,Omida” chimică
Este un joc de consolidare sau evaluare a noțiunilor teoretice pe care elevii și le-au însușit pe o perioadă mai lungă de timp, de exemplu, pe parcursul studiului unei unități de învățare. Se bazează pe recunoașterea unui cuvânt-cheie având la dispoziție definiția, descrierea sau exemple legate de acel cuvânt. Se poate exersa individual, în pereche sau ca o activitate de grup. Deoarece acest joc trebuie confecționat în prealabil, el se poate concepe pentru elevi cu cunoștințe medii, de dificultate redusă, cu mai puține cartonașe, sau, pentru elevi capabili de performanță, cu un număr mare de cartonașe. Un joc de dificultate medie conține aproximativ 20 de cartonașe.
Nivelul de studiu: gimnaziu, clasa a VII-a
Scopul:
verificarea bazelor teoretice legate de studiul atomului;
dezvoltarea spiritului creativ și originalității elevilor;
dezvoltarea aptitudinilor artistice
Sarcina didactică: Elevii trebuie să formeze o omidă cât mai lungă posibil. În acest sens, ei vor corela corect segmentele care conțin cuvintele ce desemnează noțiuni științifice cu segmentele care conțin definiția, descrierea, aplicarea sau exemplificarea lor. Dacă elevii nu reușesc să identifice cuvintele corect, conexiunile dintre secțiuni vor fi greșite și nu vor putea finaliza puzzle-ul, deci nu vor obține ,,o omidă” întreagă și corectă.
Elemente de joc: confecționarea omizii, rezolvarea puzzle-ului
Reguli de joc: Jocul în sine conține un cartonaș cu capul omidei pe care este scris subiectul jocului și 20 de cartonașe corespunzătoare segmentelor omidei. Fiecare segment este împărțit în două: în partea stângă este trecută o noțiune din chimie corespunzătoare descrierii trecute pe segmentul care trebuie așezat înaintea lui, iar în partea dreaptă este trecută o descriere, definiție corespunzătoare unei noțiuni trecute pe segmentul care urmează să fie așezat după el. Un singur cartonaș are trecut în partea stângă, în loc de noțiune științifică, cuvântul START. Acesta va fi primul segment al corpului omidei.
1. Primul cartonaș cu care se începe este capul omidei pe care scrie subiectul jocului, în cazul nostru-atomul.
2. În continuarea capului omidei se așează cartonașul pe care scrie START.
3. În partea dreaptă a segmentului pe care scrie START este trecută o descriere, definiție sau exemplificări corespunzătoare unei noțiuni chimice. Elevul trebuie să găsească următorul segment care conține noțiunea ce se potrivește cu formularea precedentă și să înlănțuie acest cartonaș de cel anterior.
4. Elevii vor continua să realizeze conexiunile corecte între segmente până când toate cele 20 de cartonașe sunt folosite și puzzle-ul- omidă este complet.
5. Dacă elevii pot preciza noțiunea corespunzătoare descrierii sau definiției de pe ultimul segment, este acordat două puncte în plus. Pentru fiecare conexiune corectă între două segmente se acordă un punct.
Fig. 4.16 ,,Omida” chimică
Material: cartonașe: 1 cartonaș cu capul omidei , 19 cartonașe cu segmentele corpului, fișa cu soluția puzzle-ului
Timp necesar: 15 minute (doar pentru exersarea jocului)
Organizarea activității: Cu o ocazie anterioară exersării jocului, profesorul împarte elevii în 4 grupe de lucru și cere fiecărei grupe să-și confecționeze propria omidă, fără să arate celorlalte grupe produsul muncii lor. În momentul desfășurării activității în sine, 1 omidă va fi folosită de profesor pentru a demonstra modalitatea de joc, apoi împarte elevii în 3 grupe și le va distribui câte o omidă care să nu fie propria creație.
Desfășurarea activității:
Anunțarea jocului: Profesorul le amintește elevilor numele jocului pe care au trebuit să-l confecționeze și sarcina didactică a acestui joc enunțată mai sus.
Exerciții pregătitoare: Premergător desfășurării jocului, elevii vor confecționa cele 4 omizi și își vor rezolva propriul puzzle pentru a verifica dacă există o soluție corectă.
Explicarea și demonstrarea jocului: Profesorul explică regulile jocului și rezolvă unul din cele 4 puzzle-uri pentru a demonstra și modul de soluționare, dar și modul în care se calculează punctajul final.
Complicarea jocului: Cele 3 grupe nou create încep soluționarea puzzle-ului la startul profesorului.
Încheierea jocului: Grupa câștigătoare este cea care obține punctajul cel mai mare. Dacă sunt mai multe grupe cu același punctaj, departajarea se face în funcție de rapiditatea rezolvării puzzle-ului. Profesorul notează elevii nu numai în funcție de clasamentul jocului, ci și de originalitatea și măiestria artistică de care fiecare grupă a dat dovadă în crearea omizii.
4.6.5.2 Jocul ,,tablei de șah”
Regula ,,tablei de șah” ( fig. 3.17) nu este un joc în sine, ci un truc foarte inteligent care ajută elevii claselor a IX-a să completeze substraturile și orbitalii cu electroni, în ordinea corectă a creșterii energiei lor. Inclus într-un exercițiu adecvat poate lua forma unui joc.
Avantajul este că, folosind acest joc, elevii pot oricând, chiar și în timpul unui examen, să-și deseneze ,,tabla de șah” și să verifice dacă au realizat o configurație electronică corectă. O altă variantă ar fi să-și confecționeze pe un cartonaș o ,,tablă de șah” pe care să o utilizeze ori de câte ori este nevoie. După o vreme, exersând prin exercițiu, elevii nu vor mai avea nevoie de ea, deoarece vor reuși să memoreze succesiunea substraturilor.
Fig. 4.17 Regula ,,tablei” de șah
Nivelul de studiu: liceu, clasa a IX-a
Scopul:
realizarea corectă a configurațiilor electronice ale atomilor și ionilor be baza celor trei reguli de ocupare a substraturilor și orbitalilor cu electroni;
dezvoltarea unor însușiri psihice: capacitatea de concentrare, atenția, etc.
Sarcina didactică: Elevii aflați în bănci așezate în cerc își vor schimba între ei bilețelele cu numere atomice Z la fiecare rundă, conform indicațiilor profesorului și vor scrie pe o foaie distinctă numărul fiecărei runde, Z desemnat rundei și configurația electronică corespunzătoare speciei chimice cerute.
Elemente de joc: confecționarea ,,tablei de șah”, schimbarea biletelor la semnalul profe-sorului, modalitatea de așezare a băncilor
Reguli de joc: Jocul are 5 runde. La fiecare trecere la runda următoare, elevii trimit biletele mai departe, colegilor situați în dreapta lor.
Pentru început, elevii extrag câte un bilețel împăturit pe care nu-l desfac până la startul indicat de profesor. Se așează în bănci aflate în formă de cerc.
Runda 1: Începe atunci când profesorul spune START. Elevii despăturesc bilețelele, își notează pe foaie numărul rundei, numărul Z și configurația electronică a elementului corespunzător.
Runda 2: Începe când profesorul spune ,,Schimbați și înmulțiți cu 2”. Elevii fac calculul înmulțirii pe bilețelul primit și își notează pe foaia proprie numărul rundei, numărul atomic Z calculat prin înmulțire și configurația electronică corespunzătoare.
Runda 3: De data aceasta comanda este ,,Schimbați și adunați 15”. Elevii fac noul calcul, tot pe bilet și modelează pe foaie configurația electronică corespunzătoare numărului atomic determinat prin adunare.
Runda 4: Comanda: ,,Schimbați și scădeți 6”. Elevii procedează la fel ca-n rundele anterioare.
Runda 5: Comanda: ,,Schimbați și ionizați”. Elevii trebuie să scrie de data aceasta configurația electronică a ionului care provine din atomul cu Z indicat de noul bilet.
Jocul se termină când profesorul spune STOP.
Material: cartonașe cu ,,tabla de șah”, bilețele, foi de scris, pixuri
Timp necesar: 30 minute (doar pentru exersarea jocului), în funcție de nivelul de cunoștințe al elevilor
Organizarea activității: Elevii își realizează, anterior activității de joc, câte o ,,tablă de șah” pe care o vor folosi în timpul desfășurării acesteia. Profesorul confecționează pentru fiecare elev din clasă câte un bilet pe care scrie un singur număr atomic (de exemplu, dacă sunt 20 de elevi, bilețelele vor avea înscrise numerele atomice ale primelor 20 de elemente din sistemul periodic). Jocul se desfășoară într-o clasă prevăzută cu bănci mobile, ce permite așezarea acestora în formă de cerc.
Desfășurarea activității:
Anunțarea jocului: Profesorul le comunică elevilor că vor utiliza, prin joc, cartonașele cu ,,tabla de șah” pe care au trebuit să o confecționeze.
Exerciții pregătitoare: Premergător desfășurării jocului, elevii vor modela la tablă configurațiile electronice pentru două elemente chimice cu ajutorul regulei ,,tablei de șah” explicate de profesor.
Explicarea și demonstrarea jocului: Profesorul enumeră regulile jocului, apoi elevii extrag bilețele și parcurg primele două runde ale jocului pentru a înțelege modul de aplicare a acestora. La final returnează biletele profesorului.
Complicarea jocului: Elevii extrag din nou bilețele și parcurg jocul integral.
Încheierea jocului: Profesorul adună foile semnate cu rezolvările fiecărui elev și le corectează, acordând 2 puncte pentru fiecare configurație electronică modelată corect.
4.6.5.3 Poker ionic
După cum îi spune și numele, acest joc este util pentru a realiza o tranziție firească între unitatea de învățare ,,Atomul” și următoarea unitate de învățare, ,,Sistemul periodic al elementelor”, atât la clasa a VII-a, cât și la clasa a IX-a. În plus, elevii claselor a IX-a vor avea ocazia să își consolideze noțiunea de specii izoelectronice, între ioni și atomii gazelor rare într-un mod atractiv și cu care sunt, desigur, familiarizați.
Nivelul de studiu: liceu, clasa a IX-a (sau pentru clasa a VII-a, la lecția ,,Ioni. Ionizare”)
Scopul:
formularea unei reguli de corelare a modului de ionizare a atomilor elementelor chimice cu poziția lor față de gazele rare din sistemul periodic
dezvoltarea unor însușiri psihice: capacitatea de concentrare, atenția, etc.
Sarcina didactică: Elevii trebuie să aplice regulile jocului, colectând sau cedând monede unui jucător, în funcție de modul de ionizare al elementului de pe cartea pe care o pune jos.
Elemente de joc: jocul de cărți, recompensa aferentă jocului reprezentată de monede
Reguli de joc: Se împart elevii în grupe de câte 4-5. Fiecărui elev i se împart câte 20 de monede. Fiecare monedă reprezintă un electron. Electronii sunt moneda de schimb a jocului. Se împart cărțile aleatoriu, fiecare jucător primind câte 5 cărți. Cel care a împărțit cărțile începe jocul punând o carte jos, la alegere. Se uită în sistemul periodic și determină numărul de electroni pe care atomul elementului de pe cartea pusă jos îi cedează sau îi acceptă prin ionizare. Apoi își alege pe oricare din ceilalți jucători cu care să interacționeze. Dacă elementul pierde electroni, îi cedează jucătorului cu care interacționează un număr de bănuți egal cu numărul de electroni cedați. Dacă elementul acceptă electroni, cere de la celălalt jucător un număr de bănuți egal cu numărul de electroni primiți. Jocul continuă și este rândul jucătorului din stânga lui să pună o carte jos peste cea existentă deja și să ceară sau să primească monede de la alt jucător. Jocul se termină când toate cărțile împărțite elevilor sunt jos. Scopul jocului este ca fiecare jucător să adune cât mai mulți bănuți posibil.
Fig. 4.18 Poker ionic
Material: monede, cărți de joc cu simboluri ale elementelor chimice din grupele principale
Timp necesar: 20 minute
Organizarea activității: Constă în procurarea unui număr suficient de monede, confecționarea cărților de joc și împărțirea elevilor pe grupe.
Desfășurarea activității:
Anunțarea jocului: Profesorul le propune elevilor să joace ,,Poker ionic” pentru a înțelege modul de ionizare al atomilor elementelor chimice, sarcina ionilor formați și poziția gazelor rare izoelectronice cu aceștia față de poziția elementului supus ionizării.
Exerciții pregătitoare: Anterior desfășurării jocului, elevii vor modela la tablă câteva procese de ionizare, indicând gazul rar izoelectronic cu ionul format.
Explicarea și demonstrarea jocului: Profesorul enumeră regulile și își alege un elev ca partener pentru a demonstra modalitatea de joc.
Complicarea jocului: Se pot adăuga cărți cu elemente tranziționale pentru a complica jocul.
Încheierea jocului: Câștigătorul jocului este elevul care a adunat cei mai mulți bănuți.
4.6.5.4 Știi și câștigi!
Este un joc arhicunoscut de toată lumea, întâlnit sub diverse forme și în diverse contexte, care dezvoltă spiritul de competitivitate al elevilor și se bazează pe cooperare între membrii aceleiași grupe, toleranță, respect și nu în ultimul rând, pe capacitatea de a reacționa rapid în situații- limită.
Nivelul de studiu: gimnaziu-clasa a VII-a, liceu-clasa a IX-a-metodă de reactualizare
Scopul:
consolidarea/evaluarea sumativă a cunoștințelor acumulate despre atom;
dezvoltarea unor însușiri psihice: capacitatea de concentrare, atenția, etc.
Sarcina didactică: Elevii trebuie să parcurgă cele trei niveluri ale jocului, răspunzând cât mai rapid și corect la întrebările cu conținut științific adresate de profesor, pentru a acumula un punctaj cât mai mare.
Elemente de joc: competiția între grupe, folosirea instrumentelor sonore pentru a-și adjudeca dreptul de a răspunde primii la întrebări
Reguli de joc: Jocul se desfășoară cu 3 grupe de elevi care vor parcurge consecutiv cele 3 niveluri. Scopul este ca, imediat după aflarea soluției la întrebarea, enunțul sau problema citită de profesor, liderii grupelor să se înscrie la dreptul de a răspunde primii prin folosirea instrumentului sonor aflat la dispoziția fiecărei grupe (clopoțel, buzzer, etc.). Fiecare răspuns corect de la nivelul 1 valorează 1 punct, răspunsurile corecte de la nivelul 2 valorează câte 2 puncte și cele de la nivelul 3, câte 3 puncte. Dacă o grupă dă un răspuns greșit, celelalte două grupe vor încerca să ofere răspunsul așteptat, anunțând lucrul acesta sonor. Grupa care a greșit nu va avea dreptul să răspundă la următoarea întrebare, fiind blocată.
Material: anexa 8, foi, pixuri, calculatoare de buzunar, instrumente sonore
Timp necesar: 50 minute
Organizarea activității: Profesorul împarte elevii în 3 grupe și desemnează pentru fiecare un lider. Verifică existența materialelor necesare.
Desfășurarea activității:
Anunțarea jocului: Profesorul le spune elevilor că vor juca ,,Știi și câștigi!” folosind noțiuni legate de atom și că jocul are 3 niveluri.
Explicarea și demonstrarea jocului: Elevii ascultă cu atenție regulile pe care le explică profesorul, după care, acesta din urmă dă câteva exemple de întrebări din fiecare nivel cu scopul de a-i familiariza pe elevi cu formatul enunțurilor.
Desfășurarea jocului: Profesorul citește rar și clar întrebările, elevii răspund, folosesc foile și pixurile pentru a-și lua notițe sau pentru a face calcule matematice, dacă este cazul, și în momentul aflării răspunsului presupus corect, liderul grupei sună din clopoțel sau apasă pe buzzer. Profesorul este cel care validează răspunsurile și ține evidența punctajului pe grupe.
Încheierea jocului: Grupa câștigătoare va fi cea care a acumulat punctajul cel mai mare. Dacă sunt mai multe grupe cu același punctaj, câștigă grupa care a avut punctaj mai mare la nivelul 3.
5. EFICIENȚA UTILIZĂRII JOCULUI DIDACTIC ÎN STUDIUL ATOMULUI (CERCETARE PERSONALĂ)
5.1 Stabilirea temei de cercetat
Chimia, disciplină prin excelență cu caracter experimental, se studiază începând cu clasa a VII-a și promite elevilor încă de la primele lecții o lume interesantă, plină de mister, însă în același timp definită de cuvinte ca: aplicabilitate, palpabil, concret. Încă de la începutul clasei a VII-a, elevii sunt entuziasmați de studiul acestei discipline deoarece au ocazia să descopere chimia ca știință experimentală:
au acces într-un laborator de chimie;
observă și folosesc sticlele cu reactivi chimici;
măsoară anumite constante sau mărimi fizice caracteristice ale substanțelor;
utilizează sticlărie și substanțe chimice pentru a separa diverse amestecuri prin metode fizice caracteristice;
prepară soluții, le diluează sau le concentrează.
Atunci când profesorul ajunge însă la unitatea de învățare ,,Atomul”, de cele mai multe ori, își pierde o parte din ,,spectatorii” entuziaști reprezentați de elevi, deoarece partea experimentală este înlocuită de modelare, principala metodă prin care profesorul poate să apropie conținuturile predate de concret. Pentru elevi, nu contează nici faptul că studiul atomului stă la baza înțelegerii tuturor proceselor chimice din Univers, nici că el are dimensiuni atât de reduse, încât nu se poate vedea cu ochiul liber, deci nu se pot realiza experiențe de genul celor pe care le văzuseră la chimie până atunci.
Elevul simte nevoia și trebuie să fie în permanență implicat activ în procesul instructiv-educativ, chiar și în cazul în care oferta de mijloace didactice nu este foarte bogată. Profesorul trebuie să compenseze lipsa de mijloace didactice care au relevanță pentru conținuturile predate, cu metode didactice noi care să ofere oportunitatea confecționării unor materiale auxiliare originale, creative, atractive pentru elevi.
O astfel de metodă didactică, potrivită studiului atomului, ar putea fi jocul didactic. Ideea utilizării acestei metode provine de la o experiență proprie ca profesor, în care, încercând să explic structura atomului (părțile atomului, numărul de particule subatomice, locul lor de amplasare, modul de gravitație al electronilor în jurul nucleului) unor elevi de clasa a VII-a cu cunoștințe de nivel sub mediu, m-am surprins în postura de a improviza pentru a-mi atinge scopul. Astfel elevii au devenit protoni, neutroni și electroni, iar reconstituirea unui anume atom (de exemplu He, N, Li, etc.), respectând modelul planetar, a devenit în același timp și o activitate educativă, dar și un joc amuzant, atractiv care a activizat întreaga clasă de elevi.
Noțiunea de atom cu toate conceptele adiacente se studiază însă și la nivel liceal. Drept dovadă a faptului ca atomul este prima ,,cărămida” folosită pentru a construi o bază solidă ce stă la înțelegerea fenomenelor chimice, și a chimiei în general, este poziționarea acestei unități de învățare în primul an de liceu, clasa a IX-a, ca prim capitol de studiat în toate manualele de chimie. Și la acest nivel, liceal, îndrăznesc să afirm că jocul didactic este o metodă eficientă de a introduce, consolida și sistematiza cunoștințele elevilor despre atom.
Bineînțeles, nu este vorba de aceleași jocuri care se pretează pentru clasa a VII-a, pentru că acestea ar duce procesul de învățare în derizoriu, fiind prea copilărești pentru vârsta lor, ori efectiv nu ar prezenta interes în rândul elevilor. Jocurile didactice destinate elevilor de clasa a IX-a vor fi orientate spre domeniile de interes ale adolescenților, cum ar fi jocurile ce implică utilizarea calculatorului sau a seturilor de cărți de joc.
Pornind de la aceste premise, cercetarea personală care stă la baza acestei lucrări se referă la integrarea anumitor jocuri didactice descrise în capitolul al III-lea în procesul de predare-învățare al unității ,,Atomul” (atât la nivelul clasei a VII-a, cât și la nivelul clasei a IX-a) și la impactul acestora asupra rezultatelor obținute de elevi.
5.2 Ipoteza de lucru
Ținând cont de observațiile proprii, desprinse din relația de tip cauză-efect dintre metodele didactice alese și feed-back-ul elevilor, dintre strategie didactică și rezultate măsurabile obținute, am decis să inițiez un experiment pedagogic care are ca punct de plecare ipoteza generală prin care presupun că integrarea jocului didactic ca metodă predominantă de predare, asimilare, sistematizare și consolidare în studiul structurii atomului atrage după sine creșterea randamentului școlar indiferent de nivelul de performanțe al clasei sau de nivelul de învățămant gimnazial sau liceal.
În plan secundar, se pot formula o serie de alte idei care se deduc din ipoteza generală de lucru:
jocul didactic este o metodă mai eficientă pentru creșterea nivelului de cunoștințe al elevilor de gimnaziu, decât al celor de liceu, chiar și în contextul adaptării jocurilor utilizate la categoria de vârstă respectivă;
jocul didactic acționează ca un liant la nivelul clasei, favorizând obținerea unui colectiv mai omogen, cu rezultate care au o distribuție mai apropiată de cea normală;
jocul didactic are un succes cuantificabil mai mare în rândul elevilor cu rezultate mediocre decât pentru elevii capabili de performanță.
Aceste ipoteze transpun instinctiv rezultate pe care orice profesor s-ar aștepta să le obțină în cazul în care ar folosi ca metodă didactică predominantă pentru studiul atomului, jocul didactic. Deci, calitativ, ipoteza principală formulată este de așteptat să fie confirmată, însă cantitativ, ipotezele secundare necesită o bază științifică și o cercetare pedagogică riguroasă pentru a fi demonstrate.
5.3 Obiectivele cercetării
Obiectivele pe care mi le-am propus în cadrul acestui experiment sunt corespunzătoare etapelor acestuia de desfășurare și raportate la ipoteza de lucru:
proiectarea, elaborarea și aplicarea unor jocuri didactice adecvate pentru studiul atomului la clasele a VII-a și a IX-a ca mijloace de familiarizare, sistematizare și consolidare a cunoștințelor;
interpretarea relevantă a rezultatelor obținute în scopul infirmării sau confirmării ipotezei generale de lucru și a celor secundare;
surprinderea impactului folosirii jocului didactic asupra colectivului de elevi și asupra profilului psihoemoțional al diverselor categorii de elevi.
În ceea ce privește valențele formative ale utilizării jocului didactic asupra elevilor, cele trei obiective ale cercetării sunt subordonate următoarelor competențe specifice pe care elevii trebuie să și le formeze, să le demonstreze și care sunt existente în programele analitice ale claselor a VII-a și a IX-a:
Clasa a VII-a
1.2. Clasificarea particulelor elementare, elementelor, ionilor, moleculelor după unul sau mai multe criterii.
2.2. Formularea ipotezelor referitoare la caracteristicile structurale ale diferiților atomi, ioni și molecule.
4.2. Folosirea terminologiei specifice chimiei în scopul denumirii elementelor și substanțelor chimice.
5.2. Evaluarea factorilor de risc și recunoașterea importanței unor specii chimice (atomi, ioni, molecule).
Clasa a IX-a
3.1 Analizarea problemelor pentru a stabili contextul, relațiile relevante, etapele rezolvării.
4.1 Modelarea conceptelor, structurilor, relațiilor, proceselor, sistemelor.
4.2 Folosirea corectă a terminologiei specifice chimiei.
Pentru ca elevii să-și formeze într-o proporție cât mai mare competențele specifice enumerate anterior și să fie capabili să le demonstreze individual și independent, profesorul trebuie:
să dirijeze activități didactice care să devină progresiv din ce în ce mai centrate pe elev;
să nu cedeze valențelor informative ale lecției în defavoarea celor formative;
să nu lase activitatea de joc didactic să devieze de la conținuturile învățării;
să asigure respectarea regulilor jocurilor de către toți elevii;
să îndrume elevii astfel încât jocul didactic să nu fie identificat și confundat de aceștia cu noțiunea de ,,joacă”;
să cuantifice rezultatele jocurilor didactice folosite astfel încât participarea elevilor la joc să se traducă în performanțe măsurabile individuale sau de grup.
În esență, scopul acestei cercetări este implicarea cât mai activă a unui număr cât mai mare de elevi din eșantionul experimental, lucru care, ar trebui să mențină sau chiar să trezească interesul și dragostea copiilor față de disciplina chimie și, adiacent, să conducă la rezultate net superioare celor obținute în mod tradițional.
5.4 Metodologia cercetării
5.4.1 Tipul cercetării
Există multiple criterii de clasificare ale cercetării pedagogice, unele din taxonomii putându-se suprapune parțial. Cercetarea de față este:
practic-aplicativă (empirică) (după natura problematicii abordate), deoarece se referă la o problematică restrânsă, a studiului atomului prin joc didactic, cu aplicabilitate și finalitate practică imediată;
spontană (după persoana care o organizează) întrucât inițiativa aparține profesorului, practicianului, fiind o modalitate prin care acesta se implică efectiv în înnoirea și inovarea practicilor educative;
experimentală (după instrumentarul și metodologia utilizate), verificarea ipotezei generale presupune provocarea intenționată a unor fenomene și desfășurarea de acțiuni educaționale, ale căror rezultate sunt analizate și prelucrate cantitativ pentru a stabili eficiența lor formativă și informativă;
constatativ-ameliorativă (după finalitatea propusă) deoarece cercetarea își propune cunoașterea și descrierea fenomenelor educaționale, identificarea de legături între anumite variabile, dar și realizarea de intervenții ameliorative prin modificarea anumitor variabile;
descriptiv-analitică și explicativă (după funcția îndeplinită);
cercetare pe colective sau grupuri mari (după forma de organizare a subiecților implicați), eșantionul de elevi folosit pentru experiment este format din mai multe clase paralele, dar și pe nivele diferite (clase VII, respectiv IX);
cercetare extensivă (după numărul subiecților implicați), deoarece numărul subiecților implicați este mare.
5.4.2 Metode și tehnici de cercetare
În alegerea metodelor de cercetare am luat în considerare utilizarea de metode obiective de cercetare, prin care să poată fi observate și măsurate reacțiile elevilor la acțiunea directă sau indirectă a utilizării diverselor jocuri didactice.
Pentru culegerea datelor s-au utilizat metode precum:
metoda observației: a fost metoda cea mai utilizată și a vizat comportamentul subiecților la activități, în vederea sesizării atitudinii acestora în momentul utilizării diverselor strategii care au avut ca punct central jocul didactic în studiul structurii atomului, precum și observarea rezultatelor acestora.
studierea produselor activității elevilor, respectiv, a fișelor de lucru completate, testelor, altor materiale confecționate în scopul utilizării acestora în diverse jocuri sau a unor materiale confecționate ca urmare a exersării acelor jocuri. Toate aceste produse luate în considerare au relevanță pentru atingerea obiectivelor propuse în faza de organizare a cercetării;
prin metoda convorbirii am aflat informații de la elevi despre preferințele lor legate de activitățile desfășurate în cadrul orelor de chimie, dar și despre influența utilizării jocului asupra dinamicii colectivului de elevi ori asupra elevilor la nivel individual;
pentru a diagnostica nivelul inițial la care se află elevii la disciplina chimie, precum și rezultatele înregistrate postexperimental, am aplicat teste: inițiale și finale.
Pentru prelucrarea și interpretarea datelor cercetării am utilizat metode precum:
realizarea unor tabele în care am trecut informațiile obținute în urma aplicării unor teste de evaluare, sau pentru a analiza matematic progresul fiecărei clase din eșantionul de elevi;
reprezentarea grafică a datelor din tabele prin diagrame radiale, poligoane de frecvență și histograme.
5.5 Descrierea eșantionului de lucru
Întrucât suportul noțional științific pe care se realizează cercetarea- atomul- este studiat atât la nivel gimnazial, cât și la nivel liceal, am ales să efectuez cercetarea pe ambele nivele de învățământ, pe parcursul anului școlar 2013-2014 cu elevi de la Liceul Tehnologic Nisiporești și Școala Gimnazială Comuna Tupilați, după cum urmează:
nivel gimnazial, clasele a VII-a A și a VII-a B de la Liceul Tehnologic Nisiporești, clasa a VII-a de la Școala Gimnazială Comuna Tupilați;
nivel liceal, clasele a IX-a A și a IX-a B de la Liceul Tehnologic Nisiporești.
Clasa a VII-a A are un număr de 17 elevi, care pe parcursul anului școlar au avut o frecvență de peste 95% la orele de chimie. Marea majoritate a elevilor provin din familii defavorizate economic, 2 elevi provin din familii dezorganizate, iar alți 2 din familii monoparentale. Nivelul de studii al majorității părinților elevilor este de 8 clase. Se cunosc 2 cazuri de elevi cu CES în această clasă, ei beneficiind de îndrumare și consiliere psihologică, respectiv asistență medicală periodică.
Clasa a VII-a B are un număr de 15 elevi care au avut o frecvență de peste 95% la orele de chimie. Situația economică a elevilor acestei clase este medie, copiii provin din familii normale din punct de vedere socio-afectiv, o elevă provine dintr-o familie dezorganizată. Marea majoritate a părinților au studii medii.
Clasa a VII-a are un colectiv format din 26 de elevi, cu frecvență bună și foarte bună (peste 90%) la orele de chimie. Se constată la nivelul acestei clase o discrepanță între un grup de elevi proveniți din familii dezorganizate, în același timp defavorizate economic, și cealaltă parte a elevilor clasei care provin din familii normale, cu venituri medii. Majoritatea părinților prezintă studii medii, iar câțiva au absolvit doar 8 clase.
Clasa a IX-a A are un număr de 21 de elevi înscriși, din care 4 elevi nu s-au prezentat deloc la cursuri pe parcursul anului școlar, iar încă 2 au absentat destul de mult la orele de chimie și nu numai. Colectivul este compus din 2 băieți și 15 fete cu domiciliul în Nisiporești și satele învecinate: Barticești, Ciohorăni, Tupilați. Situația socio-economică a familiilor elevilor este modestă, însă nu reprezintă familii dezorganizate. Studiile părinților sunt de 8 clase, și doar în cazul câtorva eleve, părinții lor au studii medii.
Clasa a IX-a B are un număr de 25 de elevi înscriși la începutul anului școlar 2013-2014, din care 6 elevi nu s-au prezentat deloc la cursuri, iar 1 elev absentează destul de frecvent, motiv pentru care nu a fost prezent la testele aplicate pe parcursul acestui experiment. Colectivul este format exclusiv din băieți cu domiciul în Nisiporești, Barticești, Gherăești, Ciohorăni. Mai toți elevii provin din familii cu o situație economică precară, unele dintre ele dezorganizate. Părinții au studii de 8 clase și doar câțiva au absolvit studii medii. Dintre cei 18 elevi care frecventează cursurile, 8 elevi sunt de etnie rromă, iar 1 elev prezintă o situație deosebită, fiind elev cu CES.
5.6 Organizarea și desfășurarea cercetării
Etapele cercetării:
1) etapa constatativă (preexperimentală) s-a desfășurat în primele 2 săptămâni din anul școlar 2013-2014, în perioada evaluării inițiale. Rezultatele obținute la testele inițiale mi-au furnizat informații cu privire la abilitățile de calcul matematic, la nivelul de cunoștințe din domeniul științelor pe care le posedă elevii (cu precădere din fizică și matematică, pentru clasa a VII-a) și mi-au oferit o bază științifică pentru stabilirea claselor martor și a claselor experimentale.
2) etapa experimentală s-a desfășurat în perioada alocată în planificarea calendaristică anuală și semestrială pentru studiul unității de învățare ,,Atomul” astfel: pentru clasa a VII-a în intervalul decembrie 2013- ianuarie 2014, iar pentru clasa a IX-a în luna octombrie 2013. În urma centralizării, analizei și interpretării datelor furnizate de testele inițiale, am proiectat, elaborat sau selectat o serie de jocuri didactice adecvate fiecărui nivel de studiu și conținuturilor de predat pe care le-am aplicat în timpul orelor. În această perioadă s-au măsurat cunoștințele elevilor la chimie prin observări efectuate în timpul activităților cu joc didactic inclus asupra comportamentelor manifestate de copii și asupra rezultatelor, a produselor obținute în urma activităților și prin testele finale aplicate tuturor claselor vizate în cercetarea de față.
3) etapa finală (postexperimentală) s-a desfășurat după susținerea testelor finale, pe parcursul anului școlar 2013-2014. După aplicarea testelor inițiale și finale, s-au centralizat datele furnizate de acestea în tabele analitice și sintetice pe baza cărora s-a putut identifica progresul ori eventualele lacune ale fiecărui grup de elevi, s-au interpretat grafic și matematic rezultatele, stabilindu-se astfel măsura eficienței jocurilor didactice alese ca parte constituentă a lecțiilor de chimie, inițierea unor programe de ameliorare pentru perioada următoare, dar și valențele activ-participative și formative ale metodei didactice ce a fost aleasă ca factor de progres.
5.6.1 Etapa preexperimentală
Clasa a VII-a
Testul pe care l-am ales pentru etapa preexperimentală este însuși testul de evaluare inițială din primele săptămâni ale anului școlar deoarece nicio altă unitate de învățare parcursă anterior nu corespunde ca nivel de dificultate sau nu reprezintă o bază față de care studiul structurii atomului să reprezinte continuitate științifică.
Înainte de a aplica testul inițial, am prevăzut și efectuat cu toate cele trei clase a VII-a 4 ore de recapitulare inițială care vizau reactualizarea unor cunoștințe de matematică și fizică studiate în anii anteriori, relevante pentru studiul chimiei: mărimi fizice, unități și subunități de măsură, instrumente de măsură, fenomene și proprietăți fizice, stări de agregare, corpuri, calcule procentuale, etc.
O parte din itemii componenți ai testului inițial sunt preluați din modelul propus prin CNEE de către MECTS la disciplina chimie, în anul școlar 2011-2012, iar restul, în special cei cu răspuns deschis, sunt elaborați după modelul itemilor de același tip din testul menționat anterior. Conținutul, baremul de evaluare și matricea de specificații a testului sunt atașate acestei lucrări, în anexa 9.
Rezultatele obținute de elevi la testul inițial și media notelor pentru fiecare clasă sunt înregistrate în tabelul 5.2, iar măsura în care elevii au reușit să dovedească faptul că și-au format competențele vizate este ilustrată în tabelul 5.1:
Tabelul 5.1 Analiza procentuală a numărului de elevi care și-au format competențele măsurate prin testul inițial – clasele a VII-a
Tabelul 5.2 – Rezultatele claselor a VII-a la testul inițial
Puncte tari:
Recunosc cu ușurință instrumentele de măsură și unitățile de măsură ale diverselor mărimi fizice.
Cunosc limitat noțiuni de stare de agregare și transformări de stare.
Existența unor elevi capabili de performanțe superioare nivelului mediu al clasei.
Greșeli tipice:
Nu înțeleg limbajul unui enunț al unui exercițiu și nu îl pot interpreta în termeni practici.
Nu cunosc formule de calcul pentru diverse mărimi fizice.
Fac confuzie între fenomen fizic/chimic, material natural/sintetic.
Incapacitatea de a realiza calcule matematice.
Plan de remediere:
Dezvoltarea capacității de a efectua calcule matematice de bază prin efectuarea unui număr mai mare de aplicații numerice în scopul rezolvării de probleme specifice chimiei.
Stimularea elevilor capabili de performanță prin realizarea unor fișe diferențiate de lucru, cu grad ridicat de dificultate.
Adaptarea strategiei didactice la nevoile și nivelul clasei.
Realizarea unui program de consultații.
Pe baza rezultatelor expuse în tabelul 5.1 am realizat poligoanele de frecvență suprapuse, cu scopul de a depista eventualele anomalii în distribuția gaussiană a rezultatelor, deci cu scopul de a semnala eventuale probleme la nivel colectiv, de clasă, nu doar individual.
Fig.5.1 – Poligoanele de frecvență suprapuse pentru clasele a VII-a – test inițial
Așa cum reiese din figura 5.1, atât pentru clasa a VII-a B, cât și pentru clasa a VII-a se identifică două maxime care semnalează faptul că în ambele colective există un grup de elevi cu un nivel de cunoștințe sub mediu și un alt grup care se distinge net ca fiind format din elevi capabili de performanță. Problema majoră o constituie numărul foarte mic de elevi cu rezultate medii. În acest caz este interesant de urmărit eficiența utilizării jocului didactic în lecțiile de chimie în vederea remedierii acestei probleme.
În urma constatărilor efectuate pe baza rezultatelor la testul inițial, am decis să folosesc clasa a VII-a B drept clasă martor (etalon) deoarece a obținut o medie intermediară celorlalte două clase (4,5). Astfel clasele experimentale vor fi: VII A – cu media cea mai mică la testul inițial (3,9) și VII- cu media cea mai mare dintre cele trei clase (4,6). Folosind jocul didactic la cele două clase stabilite ca experimentale și interpretând rezultatele obținute, voi putea analiza, compara și stabili dacă utilizarea jocului didactic dovedește o eficiență direct sau invers proporțională cu nivelul de cunoștințe al elevilor anterior desfășurării cercetării.
Clasa a IX-a
Ca și în cazul claselor a VII-a, etapa constatativă se bazează pe aplicarea unui test inițial. De data aceasta, motivul pentru care am ales utilizarea testului de evaluare inițială din primele săptămâni ale anului școlar este simplu: unitatea de învățare ,,Atomul” este prima din programa analitică a primului an de liceu. Deci pentru aprecierea nivelului inițial de cunoștințe al elevilor nu s-ar fi putut folosi alt test în afară de acesta.
Premergător aplicării testului, am alocat în planificarea calendaristică anuală și semestrială 3 ore de recapitulare inițială a cunoștințelor de bază din clasele de gimnaziu necesare asigurării unei continuități științifice în clasa a IX-a: atomul, clase de substanțe chimice- denumire, formule, proprietăți, scrierea ecuațiilor chimice, elemente de calcul stoechiometric.
Subiectele, baremul de notare, matricea de specificații și lista competențelor vizate (din clasele a VII-a și a VIII-a) prin testul inițial sunt reprezentate în anexa 10.
Deși s-au recapitulat noțiuni de bază din gimnaziu înainte de aplicarea testului, elevii au obținut rezultate ce oglindesc existența unor lacune semnificative de cunoștințe care, evident, nu puteau fi recuperate atât de rapid. O explicație a rezultatelor slabe ar putea fi și faptul că unii elevi nu sunt absolvenți ai clasei a VIII-a din seria 2013, iar o altă ipoteză are la bază nivelul general foarte slab de cunoștințe exprimat și de mediile de admitere în liceu, mici pentru majoritatea elevilor.
Tabelul 5.3 centralizează individual notele elevilor la testul inițial și mediile calculate pentru fiecare din cele două clase.
Tabelul 5.3- Rezultatele claselor a IX-a la testul inițial
Puncte tari:
18 elevi din cei 35 prezenți au rezolvat aproape integral sau integral itemul 6 corespunzător competenței 2.2, clasa a VII-a privind structura atomului.
Existența a 14 elevi care au luat note de promovare la testul inițial.
Puncte slabe:
Nu citesc cu atenție enunțul unui exercițiu, tratând superficial itemii, chiar și pe cei obiectivi, de dificultate redusă.
Unii elevi prezintă dezinteres total față de școală, refuzând să încerce să rezolve subiectele deoarece cunosc faptul că notele nu se trec în catalog.
Nu au noțiuni de bază despre atom, formulă chimică, reacție chimică, soluții, calcule stoechiometrice, substanțe simple și compuse.
Plan de remediere:
Reactualizarea unor noțiuni din clasele VII-a și a VIII-a pe măsură ce se vor parcurge conținuturile clasei a IX-a, mai ales la începutul fiecărei unități de învățare când se discută noțiunile introductive.
Dezvoltarea capacității de a efectua calcule matematice de bază prin efectuarea unui număr mai mare de aplicații numerice în chimie.
Temele pentru acasă vor conține într-o primă fază exerciții cu grad de dificultate scăzut, axate pe noțiunile fundamentale, astfel încât elevii să fie obișnuiți și stimulați să lucreze individual, evaluându-se și lăudându-se în acest caz succesul școlar în funcție de progres. Această măsură va fi luată deoarece pregătirea precară a elevilor este cauzată într-o mare măsură de inexistența unui minim efort al elevilor de a-și face temele și de a învăța lecția nouă.
Adaptarea strategiei didactice la nevoile și nivelul clasei.
Includerea unor metode activ-participative în procesul de predare-învățare pentru a atrage și implica elevii mai mult în activitățile orelor de curs.
Realizarea unui program de consultații.
Situația la nivelul fiecărei clase se poate vizualiza mai bine cu ajutorul fig. 5.2. Clasa a IX-a A pare mai omogenă, iar rezultatele elevilor mai apropiate de o distribuție normală, chiar dacă maximul curbei lui Gauss este nesatisfăcător, situat la nota 4. Pentru clasa a IX-a B în schimb, pe lângă faptul că se observă un platou în dreptul notelor 2-3, mai mici decât nota 4 corespunzătoare maximului curbei pentru clasa a IX-a A, mai există un pic valoric reprezentat de un grup restrâns de elevi cu rezultate medii (5-6).
Fig. 5.2- Poligoanele de frecvență suprapuse pentru clasele a IX-a – test inițial
În lumina interpretărilor făcute pe baza tabelului 5.3 și a figurii 5.2, am ales drept martor clasa a IX-a A, mai omogenă și cu rezultate mai bune la testul inițial, iar clasa a IX-a B devine clasă experimentală la nivel liceal, având nevoie stringentă de contribuția tuturor resurselor didactice activ-participative, centrate pe elev pentru a atrage și implica elevii semnificativ și pentru a diminua din lacunele existente.
5.6.2 Etapa experimentală
Etapa experimentală se poate împărți în 2 momente distincte:
a) etapa de predare, sistematizare și consolidare a noțiunilor privind structura atomului prin desfășurarea unor lecții cu joc didactic integrat la clasele experimentale;
b) etapa de evaluare a cunoștințelor la toate clasele implicate în cercetare și cele martor, și cele experimentale, utilizând aceleași test final pentru toate clasele de același nivel.
a) În primă fază am proiectat, elaborat sau selectat un set de jocuri didactice eligibile pentru a putea fi folosite pe parcursul cercetării. În urma corelării acestora cu conținuturile din programa analitică și planificarea lor calendaristică m-am oprit asupra anumitor jocuri descrise în capitolul III al prezentei lucrări și le-am aplicat pe parcursul desfășurării lecțiilor la clasele experimentale după cum urmează:
Jocurile didactice utilizate la clasele experimentale au fost incluse ca momente ale lecției sau ca lecții de sine stătătoare.
În ceea ce privește documentele de proiectare didactică întocmite pentru clasele experimentale, ele au fost proiectate respectând principiul centrării pe elev și sunt atașate ca anexe:
proiectarea unității de învățare ,,Atomul” – clasa a VII-a anexa nr. 11;
proiectarea unității de învățare ,,Atomul” – clasa a IX-a anexa nr. 12;
model proiect didactic clasa a VII-a utilizând jocul ,,Construiește un atom”-anexa nr. 13;
model proiect didactic clasa a IX-a utilizând jocul <<Regula ,,tablei de șah”>> – anexa nr. 14.
Tabelul 5.4- Corelarea conținuturi – jocuri didactice folosite pe parcursul cercetării
Pe parcursul desfășurării orelor cu joc didactic integrat, am observat o serie de modificări comportamentale ale elevilor, care mi-au fost confirmate și prin simpla conversație cu aceștia, inițiată atât de mine, cât și de elevii dornici să sesizeze modificările apărute:
gradul de interes arătat de elevi față de activitățile realizate a crescut considerabil;
numărul de elevi implicați activ s-a identificat în marea majoritate a momentelor cu numărul total de elevi ai clasei;
elevii-problemă care perturbau uneori desfășurarea orelor nu au mai avut influența necesară atragerii și celorlalți elevi în manifestarea unor comportamente neadecvate;
în clasă au apărut uneori momente de rumoare generală, controlate și dirijate de profesor spre învățare, care nu au deranjat activitatea în sine, ci mai degrabă au fost constructive și utile pentru buna desfășurare a jocului;
comunicarea elev-profesor s-a îmbunătățit simțitor, lucru extrem de important, mai ales că elevii de gimnaziu sunt în primul an de studiu al chimiei, iar ceilalți în primul an de liceu. Simplul fapt că unii elevi m-au abordat și și-au spus părerea în legătură cu activitatea la orele de chimie arată că nivelul de implicare și încredere al acestora a crescut.
în timpul activității ludice s-au născut controverse, dezbateri legate de anumite situații, însă în același timp elevii au manifestat spirit de echipă și și-au asumat rolul desemnat de regulile jocului;
Aceste modificări nu reprezintă decât niște constatări brute, directe, neinterpretate și personale care nu au făcut decât să-mi întărească încrederea că după aplicarea testului final se va înregistra un progres vizibil al rezultatelor elevilor.
b) La finalul parcurgerii unității de învățare ,,Atomul” elevii claselor a VII-a A, a VII-a B și a VII-a au susținut testul final prezentat în anexa 15, iar cei ai claselor a IX-a A și a IX-a B au fost evaluați utilizând testul final din anexa 16. Ambele anexe conțin itemii testului, obiectivele, baremul de evaluare și au calitatea de a fi proiectate după modelul și structura testelor inițiale aplicate în etapa preexperimentală.
Tabelul 5.5 centralizează rezultatele individuale obținute de elevii claselor a VII-a și mediile pe clase la testul final, iar tabelul 5.6 pe cele ale elevilor din clasele a IX-a.
Tabelul 5.5 – Rezultatele claselor a VII-a la testul final
Puncte tari:
95% din elevi au completat corect itemii lacunari și de alegere duală ce defineau noțiunile cheie din unitatea de învățare ,,Atomul”;
90 % dintre elevi au reușit să completeze tabelul cu A, Z și numărul de particule subatomice corespunzător;
majoritatea elevilor cunosc simbolurile chimice cele mai uzuale.
exemplifică corect aplicații practice ale izotopilor;
Puncte slabe:
peste 50% din elevi nu au realizat corect transformările gram-mol și invers, număr de atomi-mol și invers;
aproximativ 20% din elevi nu au modelat corect configurațiile electronice.
Plan de ameliorare:
solicitarea mai frecventă a elevilor cu rezultate slabe la testul final în decursul momentelor de feed-back ale lecțiilor cu scopul de a sesiza și completa anumite lacune;
reactualizarea cunoștințelor din acest capitol pe parcursul unităților viitoare de învățare: simbolurile chimice se pot recapitula la studiul lecției ,,Sistemul periodic al elementelor’, structura electronică la ,,Corelații între poziția elementelor în sistemul periodic și configurația electronică”, masa atomică și transformările care implică folosirea acesteia, la lecția ,,Masă moleculară. Mol de molecule”.
stabilirea unui program de pregătire suplimentară pentru elevii cu rezultate slabe.
Tabelul 5.6- Rezultatele claselor a IX-a la testul final
Puncte tari:
peste 60% dintre elevi au luat note de promovare;
totți elevii au reușit să identifice anumite elemente chimice cunoscând configurațiile lor electronice;
aproximativ 80 % din elevi au rezolvat corect itemii care verificau cunoștințele lor teoretice despre atom;
75 % dintre elevi au reușit să asocieze configurația electronică a unor elemente chimice cu anumite proprietăți caracteristice elementului respectiv;
aproape jumătate dintre elevi au reușit să modeleze configurațiile electronice ale unor elemente chimice și să corecteze anumite configurații electronice scrise eronat.
Puncte slabe:
existența unui grup de elevi cu lacune foarte mari care nu au reușit în scurt timp să recupereze noțiuni de bază din chimie;
niciun elev nu a rezolvat complet și corect ultimul item cu răspuns deschis din test;
cam 80 % dintre elevi nu au identificat speciile izolelectronice dintr-un șir de atomi și ioni;
Plan de ameliorare
folosirea fișelor diferențiate ca dificultate adaptate la nivelul de cunoștințe al elevilor;
alocarea a 5 minute din fiecare oră a semestrului I pentru recapitularea unor noțiuni de bază în chimie;
continuarea programului de recuperare a cunoștințelor.
Dacă din tabelele de mai sus se observă rezultatele cantitative finale ale elevilor, o apreciere calitativă asupra nivelului și uniformității cunoștințelor colectivelor de elevi după aplicarea testului final putându-se realiza prin trasarea poligoanelor de frecvență suprapuse ilustrate în figurile 5.3 și 5.4.
Fig. 5.3- Poligoanele de frecvență suprapuse pentru clasele a VII-a – test final
Fig. 5.4- Poligoanele de frecvență suprapuse pentru clasele a IX-a – test final
Conform acestora, clasele experimentale, la ambele niveluri, au înregistrat rezultate finale care se dispun grafic destul de uniform, aproape de starea de normalitate descrisă de forma de clopot a curbelor gaussiene. Acest lucru este mai puțin evident la clasele martor.
5.6.3 Etapa postexperimentală- interpretarea rezultatelor
Această etapă constă de fapt în:
compararea rezultatelor obținute de elevi la testul inițial și cel final;
interpretarea grafică și matematică a acestora în vederea formulării unor concluzii care să infirme sau să confirme ipoteza generală de lucru, respectiv pe cele secundare;
valorificarea valențelor formative și informative ale rezultatelor cercetării.
Interpretarea rezultatelor obținute se poate aborda din mai multe perspective:
1) Înregistrarea procentuală a progresului mediu al fiecărei clase
Comparând rezultatele la testul inițial cu cele de la testul final, s-a calculat un progres pentru fiecare clasă, în procente, evidențiat în tabelele 5.7 și 5.8. Raportat la media pe clasă la testul inițial, progresul este mai însemnat în cazul claselor experimentale decât al claselor martor, îndeosebi la clasa a VII-a A (care a obținut inițial media cea mai scăzută dintre clasele a VII-a) și la clasa a IX-a B. Această observație demonstrează eficiența utilizării jocului didactic în studiul atomului, mai ales pentru clasele de elevi care dețin un nivel de cunoștințe destul de scăzut.
Tabelul 5.7- Progresul înregistrat de clasele a VII-a
Tabelul 5.8- Progresul înregistrat de clasele a IX-a
Din punct de vedere grafic, progresul devine evident prin realizarea unor histograme (fig. 5.5 și 5.6) în care nivelul inițial reprezintă valoarea de 100% pentru toate clasele, iar nivelul final are valoarea (100+ x) %, unde x este, în procente, progresul mediu al clasei raportat la rezultatele inițiale.
Fig. 5.5- Histograma –progresul procentual la clasele a VII-a
Fig. 5.6- Histograma-progresul procentual la clasele a IX-a
2) Evaluarea modificării distribuției gaussiene a rezultatelor la nivelul fiecărei clase este posibilă realizând histograma comparativă a distribuției rezultatelor la testul inițial și la testul final. Este interesant de urmărit la care dintre clase se identifică o normalizare a componenței valorice a rezultatelor elevilor.
Fig. 5.7- Histograme comparative între rezultatele inițiale/finale pentru clasele a VII-a
Observând triada grafică reprezentată de figura 5.7 se poate determina că:
în etapa preexperimentală niciuna din cele trei clase a VII-a nu prezintă o distribuție a rezultatelor care să semene cu forma de clopot caracteristică, prin urmare nu există o majoritate a elevilor claselor cu rezultate medii, așa cum ar fi fost de dorit.
în urma aplicării testului final se observă o modificare importantă a distribuției rezultatelor doar în cazul claselor VII A, respectiv VII, adică doar pentru clasele experimentale.
Similar s-au realizat și histogramele comparative pentru clasele a IX-a reprezentate în fig. 5.8.
Fig. 5.8- Histograme comparative între rezultatele inițiale/finale pentru clasele a IX-a
Și la nivelul claselor a IX-a se constată că inițial nu există o distribuție gaussiană a rezultatelor, dar se profilează apariția acesteia la clasa a IX-a B după aplicarea testului final, clasă desemnată ca fiind experimentală la nivel liceal.
3) Analiza matematică și interpretarea grafică comparativă a rezultatelor clasificate în trei categorii:
bune (note > 7);
medii (note între 5-7);
slabe (note < 5)
a) modificările observabile- grafice (calitative) ale repartiției rezultatelor între momentul inițial și cel final sunt redate prin:
diagrame areolare comparative pentru fiecare clasă în parte (fig. 5.9- clasele a VII-a și fig. 5.10-clasele a IX-a);
Fig. 5.9- Diagrame areolare comparative pentru clasele a VII-a pe categorii de rezultate
Fig. 5.10- Diagrame areolare comparative pentru clasele a IX-a pe categorii de rezultate
histograme comparative între clase pentru fiecare categorie de rezultate (fig. 5.11-clasele a VII-a și fig. 5.12-clasele a IX-a).
Fig. 5.11- Histograme comparative de tip inițial/final pe categorii de rezultate și clase- VII
Fig.5.12- Histograme comparative de tip inițial/final pe categorii de rezultate și clase IX
b) modificările numerice (cantitative) ale repartiției rezultatelor între momentul inițial și cel final sunt redate sistematizat în tabelul 5.9 pentru clasele a VII-a și tabelul 5.10 pentru clasele a IX-a.
Tabelul 5.9 –Variația procentuală între momentul inițial/final pe categorii de rezultate-VII
Tabelul 5.10 -Variația procentuală între momentele inițial/final pe categorii de rezultate-IX
Interpretând rezultatele ilustrate de histogramele, diagramele areolare și tabelele cu variațiile procentuale ale rezultatelor înregistrate în urma desfășurării cercetării se pot face următoarele observații:
toate clasele prezintă o scădere a procentului de rezultate slabe destul de importantă și o creștere a procentului de rezultate bune, deci toate clasele au progresat;
diminuarea cea mai semnificativă a numărului de note slabe este la clasa a VII-a A (-53%), respectiv a IX-a B (-33%). Toate datele susțin ipoteza conform căreia utilizarea jocului didactic în studiul structurii atomului este responsabilă de un progres vizibil, mai mare însă pentru elevii cu rezultate slabe.
creșterea cea mai mare a procentului de note bune este la clasa a VII-a B, respectiv clasa a IX-a A (clasele martor). Lecțiile bazate pe strategii ce implică folosirea metodelor tradiționale se pare că determină o creștere mai mare a procentului de elevi cu rezultate bune decât în cazul claselor experimentale.
pentru clasele experimentale diminuarea rezultatelor slabe este mai vizibilă decât creșterea procentului de rezultate bune. La clasa martor, atît la clasa a VII-a, cât și la clasa a IX-a, există un echilibru între cele două variabile.
comparând însă clasele a VII-a și a IX-a experimentale cu variația negativă cea mai mare în modul, se constată că elevii cu rezultate slabe de nivel gimnazial au o tendință mai mare (-53%) de a progresa decât elevii cu rezultate slabe de nivel liceal (-33%).
5.7 Concluzii
Prezentul studiu asupra eficienței utilizării jocului didactic în studiul structurii atomului, realizat la clasa a VII-a și a IX-a, a creat în primul rând condițiile optime ale unui proces de învățare centrat pe elev, activ-participativ, cu multiple implicații și asupra relațiilor elev-elev, profesor-elev. Eu însămi am fost pusă în situații noi create de simpla desfășurare a jocurilor sau de problematica găsirii sau elaborării unor jocuri adecvate conținuturilor la care această lucrare face referire.
Pornind de la ansamblul de date colectate și interpretate numeric, grafic sau statistic, se evidențiază progresul net superior dovedit de elevii claselor experimentale gimnaziale sau liceale, prin comparație cu cei din clasele martor. Astfel se confirmă ipoteza generală de lucru conform căreia integrarea jocului didactic ca metodă predominantă de predare, asimilare, sistematizare și consolidare în studiul structurii atomului atrage după sine creșterea randamentului școlar indiferent de nivelul de performanțe al clasei sau de nivelul de învățământ gimnazial sau liceal.
Deoarece în primele faze ale organizării cercetării mi-am propus să verific și o serie de ipoteze secundare, extinderi ale ipotezei generale, voi aduce dovezi obținute direct din cercetarea experimentală care să confirme sau să infirme fiecare premisă auxiliară:
1) jocul didactic este o metodă mai eficientă pentru creșterea nivelului de cunoștințe al elevilor de gimnaziu, decât al celor de liceu, chiar și în contextul adaptării jocurilor utilizate la categoria de vârstă respectivă;
Evident, jocurile utilizate și testele aplicate claselor a VII-a și a IX-a nu au fost identice și prin urmare confirmarea sau infirmarea ipotezei secundare de mai sus prin compararea rezultatelor între aceste clase nu are fundament științific. Însă raportându-mă la progresul măsurat în procente în faza finală față de rezultatele aceleiași clase în fază inițială, se poate observa că la gimnaziu, progresul claselor experimentale este de 51,3% respectiv 41,2%, iar la liceu este de 50%. Pentru stabilirea validității acestei idei am luat în considerare și alți posibili factori perturbatori cum ar fi:
clasele a IX-a s-au format în urma unui proces de selecție riguros bazat pe media de admitere, pe când elevii aceleiași clase de gimnaziu nu se încadrează într-un anumit interval valoric al mediilor lor, sunt mai eterogene;
unii elevi au făcut o pauză între absolvirea ciclului gimnazial și înscrierea la liceu;
elevii claselor a IX-a sunt la al treilea an de studiu al chimiei și cei de clasa a VII-a doar la primul, lucru ce favorizează existența prealabilă cercetării a unor lacune mai mari la elevii de liceu decât la cei de gimnaziu care pot fi acoperite mult mai greu.
Prin urmare, nu se constată o diferență atât de semnificativă între cele două niveluri care să poată să fie explicată categoric prin eficiența mai mare a utilizării jocurilor didactice la nivel gimnazial decât liceal.
2) jocul didactic acționează ca un liant la nivelul clasei, favorizând obținerea unui colectiv mai omogen, cu rezultate care au o distribuție mai apropiată de cea normală;
Interpretarea grafică evidențiată de histogramele din figurile 5.7 și 5.8 arată că rezultatele la testul final se organizează într-o curbă cu distribuție normală pentru clasele experimentale a VII-a și a IX-a, însă nu se identifică modificări spre normalizare la nivelul claselor martor. Deci utilizarea jocurilor didactice în procesul de predare-învățare este factorul determinant generator al modificărilor sesizate.
3) jocul didactic are un succes cuantificabil mai mare în rândul elevilor cu rezultate mediocre decât pentru elevii capabili de performanță.
Dovezile directe care confirmă această ipoteză sunt:
dintre cele două clase experimentale a VII-a, progresul mai mare este realizat de clasa cu rezultatele inițiale cele mai slabe;
în urma realizării experimentului pedagogic, procentul elevilor cu rezultate foarte slabe a scăzut cel mai mult la clasele experimentale cu elevi care au obținut la testul inițial cele mai mici note;
procentul elevilor capabili de performanță crește cel mai mult la clasele martor și nu la cele experimentale.
Din ansamblul de dovezi expuse concluzionez că metodele tradiționale avantajează elevii silitori, care pentru a realiza performanțe trebuie să insiste inclusiv pe însușirea detaliilor științifice, iar utilizarea jocurilor didactice este recomandată elevilor care trebuie să recupereze anumite noțiuni, care trebuie să-și consolideze cuvinte cheie și cunoștințe de bază sau celor care au o relație vădit tensionată cu școala în general, cu colegii ori cadrele didactice.
Pe lângă influența măsurabilă a jocului didactic asupra rezultatelor obținute de elevi, acesta mai contribuie și la apariția anumitor modificări atitudinale și comportamentale- deci psihoemoționale- și de perspectivă asupra școlii. Astfel introducerea jocului ca metodă didactică a produs următoarele modificări la nivelul comportamentului manifestat de elevi:
au arătat o amplificare a interesului pentru conținuturile predate și activitatea didactică în sine;
unii elevi au renunțat la anumite comportamente neadecvate în favoarea implicării în jocurile propuse și au dat dovadă de o scădere exponențială a agresivității pe parcursul derulării experimentului;
colectivul fiecărei clase s-a sudat din ce in ce mai bine cu fiecare joc exersat, deoarece respectarea relațiilor de subordonare și coordonare impuse de rolul asumat de fiecare jucător au dezvoltat spiritul de colegialitate, au cultivat respectul reciproc dar și spiritul competitiv dictat de fair-play;
relațiile elev-elev și profesor-elev s-au ameliorat simțitor.
Opțiunea profesorului în favoarea utilizării acestei metode va trebui să ia în seamă considerente ca: obiectivele urmărite, specificul conținutului de învățat, particularitățile de vârstă ale clasei de elevi, competențele pedagogice și metodice proprii.
Recomand cu căldură utilizarea acestei metode adeseori subestimată de profesorii de chimie, care tind prin natura disciplinei predate, mai degrabă spre rigurozitate și spirit analitic, deoarece:
acționează pe mai multe planuri, dezvoltând inteligențe multiple ale elevului, dar chiar și ale profesorului prin originalitatea, creativitatea pe care o solicită proiectarea, organizarea și aplicarea unui joc;
are valențe mai degrabă formative decât informative, ajutând elevii să sistematizeze informații și să caute soluții, independent de intervenția profesorului, la diverse probleme ridicate de regulile și desfășurarea jocurilor;
reprezintă o metodă didactică extrem de ofertantă din perspectivă trans-, pluri- și interdisciplinară;
este o metodă prin care pot fi implicați cu succes la procesul educativ elevi timizi, elevi cu lacune mari de cunoștințe, elevi cu probleme de adaptare socială, etc. în contextul în care sunt din ce in ce mai mulți tineri care sunt împovărați de probleme complexe.
Jocul didactic este, până la urmă, caracterizat de trei cuvinte care încântă oricare tânăr: ACȚIUNE, LIBERTATE, CREATIVITATE, iar ceea ce încântă, va fi solicitat și exersat cu plăcere de elevi.
BIBLIOGRAFIE
C.D. Nenițescu, Chimie generală, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1978
E. Beral, M. Zapan ,Chimie anorganică, Editura Tehnică, București, 1977
Gh. Marcu, Chimie anorganică, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1984
D. Negoiu și col., Tratat elementar de chimie anorganică , vol.I, Editura Tehnică, București, 1972
C. Drăgulescu, E. Petrovici, Chimia anorganică modernă, Editura Facla, Timișoara, 1973
L. Pauling, Chimie generală, Editura Științifică, București, 1972
M. Palamaru, F. Popa, C. Mâță, Bazele chimiei anorganice: lucrări practice și aplicații, Editura Universității "Al.I. Cuza”, 2003
N. Calu, O. Vicol, Chimie anorganică. Atomi. Legături chimice, IPI, 1980
I. Roșca, Chimia Generală, Editura Tehnică, București, 1989
I. Zsako, Structura atomilor în chimia anorganică modernă, Ed. Didactică și Pedagogică, București, 1973
A. M. Cozmuța, L. M. Cozmuța, Curs de chimie generală, vol.I, Editura Risoprint, Cluj-Napoca, 2007
V. Mihailă, M. Moraru, Ghe. Cantemir, Compendiu de chimie, Editura Teora, 2003
R. Răduț-Taciu, Pedagogia jocului: de la teorie la aplicații, Editura Casa Cărții de Știință, Cluj-Napoca, 2004
J. Huizinga, Homo Ludens, Editura Univers, București, 1977
G. Owen, Teoria jocurilor, Editura Tehnică, București, 1964
J. Chateau, Copilul și jocul, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1972
J. Piaget, Psihologia copilului, Editura Cartier, 2011
E. Claparede, Psihologia copilului și pedagogie experimentală, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1975
D. B. Elkonin, Psihologia jocului, Editura Didactică și Pedagogică, 1980
U. Șchiopu, E. Verza, Psihologia vârstelor – Ciclurile vieții, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1991
H. Bache, A. Mateiaș, E. Popescu, F. Șerban, Pedagogie preșcolară. Manual
pentru școlile normale, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1994
J. Bruner, Pentru o teorie a instruirii, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1980
M. Enache, M. Munteanu, Jocuri Didactice, Editura Porto – Franco, Galați, 1998
E, Geissler, Mijloace de educație, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1977
W. Wundt, Etica, 1887
H. Barbu, E. Popescu, Activități de joc și recreativ distractive, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1993
P. Neveanu Popescu, Dicționar de psihologie, Editura Albatros, București, 1978
I. Cerghit, Metode de învățământ, Editura Polirom, , 2006
S. Fătu, Didactica chimiei, Editura Corint, București, 2007
D. G. Cozma, A. Pui, Didactica chimiei- teorie și aplicații, Editura Performantica, Iași, 2009
V. Șunel, I. Ciocoiu, T. Rudică, E. Bîcu, Metodica predării chimiei, Editura Marathon, Iași, 1999.
I. Tudoran Moga, R. Șurubaru, T. Guzgan, Chimie proiectare didactică pentru gimnaziu și liceu, Ed. Alfa a C.C.D. Piatra- Neamț, 2002.
C. Gheorghiu, Caietul elevului clasa a VII-a, Editura All, București, 1999
E. Alexandrescu, E. Meiroșu, C. Vasile, Ghidul elevului- chimie clasa a VII-a, Editura LVS Crepuscul, , 2007.
S. Fătu, F. Stroe, C. Stroe, Manual de chimie pentru clasa a VII-a, Editura Corint, 1999
S. Stănescu, R. Constantinescu, Manual de chimie pentru clasa a VII-a, Editura Sigma, 1999
C. Gheorghiu, Chimie, manual pentru clasa a VII-a, Editura All, 2005
M. Negoiu , G. Tănăsescu, Manual de chimie pentru clasa a IX-a, Editura Corint, 2004
L. Ursea, M. Zărnescu Enceanu, Chimie, manual pentru clasa a IX-a, Editura Didactică și Pedagogică, 2004
Programa școlară revizuită pentru clasa a VII-a aprobată prin OMECI nr.5097 din 9.09. 2009.
Programa școlară revizuită pentru clasa a IX-a aprobată prin OMECI nr. 5099 din 9.09. 2009
http://ro.wikipedia.org
http://www.didactic.ro/
http://echimie.upb.ro/ael/crf/editor/viewOnlineDocument.action?path=/Director%20public/Chimie%20Anorganica%20-%20Cursul%20html/M01/resurse/M01_ChimAnorganica.pdf
http://www2.stetson.edu/mahjong chem/
http://www.softpedia.com/get/Others/Home-Education/Chemistry-Games-Labs-Demos.shtml
http://www.chemprofessor.com/Games.htm
http://www.learner.org/interactives/periodic/elementary_interactive.html
http://phet.colorado.edu/en/simulation/build-an-atom
http://www.scienterrificgames.com/ATOMS-DONT-CUT-D-PILLAR-_p_120.html#
http://education.jlab.org/beamsactivity/6thgrade/elementbingo/stu01.l.html
http://www.discoveryeducation.com//free-puzzlemaker/index.cfm?campaign=footer_teacher_puzzle
http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF00615303?LI=true#page-2
ANEXE
Anexa nr. 1
Fișă – suport- PROTONUL
Experimentați adăugând protoni în nucleul atomului (pe locul marcat cu X).
Să începem împreună…
Anexa nr. 2
Fișă – suport- NEUTRONUL
Experimentați respectând pașii:
1) adăugați un proton în nucleul atomului (apare simbolul H)
2) adăugați neutroni în nucleul atomului (pe locul notat X).
Să începem împreună…
Anexa nr. 3
Fișă – suport- ELECTRONUL
Experimentați respectând pașii:
1) adăugați un proton în nucleul atomului (apare simbolul H)
2)adăugați electroni în învelișul electronic al atomului (pe cercurile concentrice din jurul nucleului).
Să începem împreună…
Anexa nr. 4
O POVESTE ATOMICĂ…DAR COMICĂ
(Bunicul Mendeleev stă așezat într-un fotoliu,citind ziarul, cu ochelarii pe nas, iar nepoții Dexter și Dee-Dee, echipați pentru culcare, se fugăresc în jurul fotoliului.
Dexter și Dee-Dee, zvăpăiați ca de obicei, refuzau să-l primească în vizită pe moș Ene. Bunicul Mendeleev, asaltat de întrebările curioase ale nepoțeilor despre câte în lună și în stele, le potolește curiozitatea prin istorisirea unui basm chimico-fantastic.)
Dexter: Bunicule Mendeleev, de ce Soarele a plecat la culcare?
Dee-Dee: L-au furat extratereștrii!
Bunicul Mendeleev (mormăind cu ochii în ziar) : Dee-Dee, singurii extratereștri pe care-i vei întâlni vor fi cei care te vor răpi dacă nu te culci imediat!
Dee-Dee (apropiindu-se de bunicul său): Dexter are dreptate! Ce s-a întâmplat cu soarele? Unde a plecat? De ce luminează doar ziua?
Dexter (pe un ton hotărât) : Cu siguranță există o explicație! Am citit într-o enciclopedie că Pământul face o rotație completă în jurul axei sale într-o singură zi și de aceea ziua este lumină, iar noaptea ne veghează doar Luna!
Dee-Dee (rezemându-și coatele pe genunchii bunicului, în semn de visare): Ah, ce plictisitor! Aș fi preferat ca Luna să fie o prințesă, Soarele un rege, stelele- zâne bune, tot Universul să fie o lume de basm!
Bunicul (lăsând ziarul deoparte și deschizând o carte de povești): Cred că știu o poveste care o să vă împace pe amândoi. Este povestea prințului Hidrogen și a prințesei Oxigen. (copiii se așează comod la picioarele bunicului)
(citind din cartea de povești) A fost odată ca niciodată, că de n-ar fi, nu s-ar povesti , în Universul Atomilor, un împărat strălucitor pe nume Împăratul Roșu, ce domnea în Împărăția Soarelui și pe care Dumnezeu îl binecuvântase cu trei fii: Tritiu- prima bucurie, Deuteriu- care l-a înveselit pentru a doua oară și Protiu- care i-a mângâiat zilele bătrâneții. Cei trei fii erau comoara împăratului și toți aveau nume de alint: Hidrogen Supergreu- feciorul cel mare, Hidrogen Greu- cel mijlociu și Hidrogen Ușor- mezinul.
Într-o zi, primește veste de la prietenul său cel bun, Împăratul Verde, care domnea pe Pământ, că, Vrăjitorul Uraniu, prin puterea sa nemaipomenită de a emite radiații nucleare, pârjolea totul în jur, lăsând loc dezolării în toată împărăția. Amenințat de puterile malefice ale lui Uraniu, Împăratul Verde îi cere Împăratului Roșu, să-i trimită degrabă în ajutor pe cel mai vrednic dintre feciorii săi. În schimb, promite jumătate din împărăția sa- Ziua și mâna fiicei sale, prințesa Oxigen, feciorului care îi va salva.
Pentru a lua o decizie, Împăratul Roșu își cheamă feciorii la el.
Împăratul Roșu (în veștminte împărătești, cu coroana pe cap, pe care scrie simbolul hidrogenului, plimbându-se de colo-colo cu mâinile la spate, îngrijorat): Dragii tatei, am primit o veste îngrijorătoare de la Verde Împărat. Ne cere ajutorul să-l învingă pe Vrăjitorul Uraniu care îi amenință împărăția. Acela care se va dovedi vrednic de asemenea încercare, va primi drept soață pe frumoasa sa fiică, prințesa Oxigen și jumătate din împărăție. Pentru că toți sunteți izotopii mei și nu mă pot decide care este mai nimerit să purceadă în această călătorie spațială, vreau să-mi spună fiecare de ce este mai îndreptățit decât frații săi să facă această călătorie.
(Toți cei trei izotopi au drept platoșe cartoane mari cu simbolurile fiecărui nuclid.)
Tritiu (plin de emfază): Cu siguranță eu sunt cel mai vrednic, pentru că mă înfășor în averea mea- electronul și mă mândresc cu educația pe care mi-ai dat-o – protonul.
Împăratul Roșu (mustrându-l): Nu tăgăduiesc că ai daruri alese, dar în sufletul tău- nucleul, alături de proton, zăresc 2 neutroni: mândria și nechibzuința! Crezi că în încercarea care te așteaptă, averea te va ajuta cu ceva, iar educația îți va fi suficientă, copil naiv?!
Deuteriu: Negreșit eu voi reuși să te mulțumesc, pentru că mă înfășor în averea mea- electronul și mă mândresc cu educația pe care mi-ai dat-o – protonul.
Împăratul Roșu (înfuriat): N-auzi copile, ce tocmai i-am spus fratelui tău mai mare? E adevărat că ai și tu aceleași daruri alese, dar văd în nucleul tău un neutron de care sunt nevoit să țin seama- prostia!
Protiu: În călătoria mea, poate nu mă vor ajuta darurile tale alese, nici electronul, nici protonul, dar sigur voi muri luptând pentru onoarea împărăției și pentru triumful binelui împotriva răului!
Împăratul Roșu (zâmbind): Fiul meu, nu darurile dobândite îl fac pe un împărat să fie demn de titlul său, ci sufletul lui nobil. Pentru că sufletul tău este curat, fără neutroni, îți dau binecuvântarea mea să pornești spre Verde Împărat. Înainte de a purcede, caută-ți tovarăș de drum în grajdul împărăției și armă aleasă la făurarul meu, Saturn.
Dexter (sare în fața personajelor împărătești cu un băț în mână): Bunicule Mendeleev, freeze your story for a moment! Să ne clarificăm puțin! Care va sa zică,(arătând spre izotopi-cei trei fii) toți cei trei izotopi sunt din aceeași familie- Hidrogenul, au toți câte un electron, au câte un proton, dar îi diferențiază numărul de neutroni.
Dee-Dee (râzând de Dexter): Avem un mic savant printre noi!
Dexter: Am înțeles mai repede decât tine pentru că am citit și despre asta într-o enciclopedie!
Dee-Dee (nerăbdătoare): Bine, bine! Bunicule, nu ajunge Protiu mai repede la prințesă?
Bunicul (așezându-se mai bine în fotoliu): Să revenim la povestea noastră… Protiu, după ce capătă binecuvântarea tatălui său, se pregătește de călătorie și merge la grajdurile împărătești să-și aleagă un tovarăș destoinic de drum. Înăuntru, într-un colț, zărește un armăsar răpciugos, lichid de foame ce-i era. Fiindu-i milă, se îndreaptă spre el și încearcă să-l atingă… moment în care, prințul nostru își dă seama că, oricât ar încerca, nu poate prinde armăsarul. Protiu realizează că răpciuga este de fapt un cal deosebit, în cele din urmă îl îmblânzește cu sulf și îl botează Mercur, în cinstea împărăției vecine.
Dexter: Ce planetă, ce împărăție?! Povestea ta are baze științifice! În enciclopedia mea scrie că mercurul este un metal lichid, care se mai numește argint viu, se împrăștie când vrei să-l aduni și se “îmblânzește” cu sulf.
Dee-Dee (supărată): Shhht! Strici toată povestea! Continuă, bunicule!
Bunicul: Și cum vă spuneam, Protiu și-a găsit tovarăș (începe să citească din nou povestea). Urmând sfatul tatălui său, prințul se duce la Saturn să-i făurească ăl mai falnic paloș. După ce a chibzuit îndelung, Saturn găsește că cel mai potrivit metal pentru a opri radiațiile nocive și a-l pune la pământ pe Uraniu este plumbul. Având cele necesare, Protiu pornește la drum.
Merge, merge, prin Calea Lactee până ajunge aproape de Planeta de Aramă, unde domnea zâna cea bună Venus, cunoscută pentru căldura ei. Deodată, prințul rămâne înmărmurit.
Mercur (nechezând): Ia te uită, mi se dilată pupilele! E semn bun, ne apropiem!
Protiu (stupefiat): Ptiu, sărman sufletul meu! Sigur nu vorbesc chiar eu? Sau m-oi fi intoxicat de la calul chimizat?
Mercur: Jur pe Celsius, nu, stăpâne!
Sunt doar calul din poveste
Năzdrăvan, și-ți dau de veste!
Protiu: Vorba lungă, sărăcia omului! Tot pălăvrăgind, trebuie să fi ajuns, căci o zăresc pe zână!
Venus (apropiindu-se): Viteazule, știam că ai să vii! De vrei să ajungi într-o clipită la prințesa ta iubită, ascultă-mi ghicitoarea și dă-mi degrabă un răspuns:
Ce e-n aer, stele și pateu
Se transformă tot mereu
Nu dispare, nu apare
Masă și volum ea are.
Dexter și Protiu (strigând concomitent): MATERIA!
Venus: Pentru că ești înțelept, îți voi dărui un dispozitiv magic cu care te vei putea teleporta doar până pe Planeta de Argint.
Bunicul: Nici nu apucă bine să termine de spus aceste cuvinte, că Protiu și Mercur au și ajuns pe Planeta de Argint unde domnea zâna Lună, cunoscută pentru puterea ei de a te face imponderabil.
Mercur (entuziasmat): Simt că zbor!
Protiu: Sigur n-ai băut energizant de simți că prinzi aripi?
Mercur: Jur pe Kelvin, nu, stăpâne!
De-aș fi băut prea mult energizant,
Acum eram pe lista de transplant!
Acum că sunt la înălțime, cred că o zăresc pe zână!
Luna (apropiindu-se): Voinicule, știam că vei sosi! De vrei să ajungi într-o clipită la prințesa ta iubită, trebuie să dezlegi al meu mister! Poți găsi cuvântul magic repede folosind indiciile mele: sulf, fosfor, astatin, iod, uraniu.
Protiu: Scoate flipchartul, Mercur! (ia mapa pe care Mercur o scoate din sân și scrie simbolurile chimice ale elementelor indicate, se scarpină în cap nedumerit și apoi exclamă imediat) Am găsit! Cuvântul magic e SPAȚIU!
Luna: Pentru istețimea ta, te voi îndruma prin gaura de vierme până la Planeta de Diamant, unde te vei întâlni cu sora mea vitregă, Steaua Pitică Neagră, născută dintr-o nebuloasă. Ai grijă, pentru că este recunoscută pentru răceala ei! (bate de două ori din palme, scurt)
Bunicul: Ca un făcut, cei doi tovarăși au ajuns pe Planeta de Diamant.
Mercur: Când voi rămâne mic- mic, aproape pitic, înseamnă că am ajuns la Steaua Pitică Neagră!
Protiu: Se vede că n-ai mâncat toate legumele din iesle!
Mercur: Ba da, jur, pe Fahrenheit, stăpâne!
De nu le-aș fi consumat regulat,
N-aș fi fost așa-ntremat!
Protiu (se întoarce și o zărește pe Steaua Pitică):
La Steaua care-a răsărit
E-o cale atât de scurtă
Încât nici nu mi-a trebuit
Să merg vreme prea multă.
Steaua Pitică: Vânjosule, știam că vei ajunge! De vrei să fii într-o clipită la prințesa ta iubită, spune-mi ce este mai prețios decât diamantul care mă înconjoară!
Protiu: Nu mă pot gândi decât la singurul lucru pe care nimeni nu-l poate oferi, opri, crea sau lua: TIMPUL.
Steaua Pitică: Pentru că nu pui preț pe lucruri efemere, îți voi oferi timp ca să ajungi degrabă la prințesa Oxigen. (bate de două ori din palme, scurt)
Dee-Dee: În sfârșit au ajuns și pe Pământ!
Dexter: Dar ce călătorie!
Bunicul: Pe Pământ, totul era părăsit, toate vietățile fugiseră care încotro și plantele tânjeau. La curtea lui Verde Împărat, Uraniu dădea târcoale, încercând să pună stăpânire pe castel.
Uraniu (încruntat): Cine ești , nefericitule? De ce nu fugi speriat de radioactivitatea mea?
Protiu: Sunt Protiu, fiul cel mic al lui Roșu Împărat și am venit să ne încercăm puterile! (Protiu îl amenință cu paloșul, moment în care Uraniu își scoate bagheta iradiantă și cei doi încep să se lupte)
Bunicul: (citind) Cei doi s-au luptat din zori până în seară și, în cele din urmă, Protiu, cu ajutorul paloșului său din plumb, reușește să-l învingă pe Uraniu. (Protiu îl lovește cu paloșul pe Uraniu în moalele capului, care se prăbușește)
Dar expunerea îndelungată la radiațiile vrăjitorului îl pun la pământ pe Protiu.(Cade secerat la pământ și prințul) Martoră a luptei înverșunate, prințesa Oxigen este impresionată de curajul nemăsurat al prințului și se repede să-l ajute. Prințesa, avînd darul de a întreține viața celui pe care-l iubea, cu lacrimile ce i se scurgeau pe obraz, l-a trezit la viață pe vrednicul prinț. (Oxigen îngenunchează lângă Protiu și începe să plângă)
Protiu (deschide incet ochii și îi zâmbește prințesei): Frumoasă domniță, cu lacrimile tale mi-ai redat viața, iar cu surâsul tău mi-ai aprins inima!
Oxigen: Eu sunt prințesa Oxigen! Vitejia ta mi-a salvat împărăția! (cei doi se îmbră-țișează, se ridică, se prind de mână veseli și ies din scenă)
Dexter (căscând): Eram sigur că așa se va întâmpla! Cine nu știe că oxigenul întreține viața și arderea, fie ea și interioară? Doar scrie în cartea de chimie!
Bunicul: Ai dreptate, Dexter! Dar așteaptă să auzi și finalul! (deschide din nou cartea și începe să citească)
Verde Împărat, bucuros de izbândă, îi dă voinicului fata de soție și jumătate de împărăție, iar Uraniu, răpus fiind, este întemnițat și condamnat la muncă silnică pe viață în centralele nucleare, unde este stors de energie până la sfârșitul vremurilor.(copiii cască și aproape dorm)
După o nuntă ce a ținut trei zile și trei nopți, prințul Protiu, din familia preamăritului Hidrogen și prințesa Oxigen au trăit fericiți până la adânci bătrâneți, iar din dragostea lor s-a născut o fetiță pe care au numit-o Apa și, pe care și astăzi, în zilele noastre, muritorii de rând o prețuiesc și-o folosesc.
Și-ncălecai pe-o roată și vă spusei povestea toată.
(Bunicul închide încet cartea și își mângâie pe creștet nepoții adormiți).
Anexa nr. 5
Găsiți denumirile elementelor chimice
Indicații: În puzzle-ul de mai jos sunt ascunse denumirile a 40 de elemente chimice. Denumirile pot să fie scrise pe verticală, pe orizontală, de la coadă la început sau pe diagonală. În unele situații, aceeași literă poate să fie inclusă în mai multe denumiri. (Scrieți denumirea elementului alături de simbolul chimic din lista de mai jos și apoi rezolvați puzzle-ul).
Găsiți denumirile elementelor chimice
Indicații: În puzzle-ul de mai jos sunt ascunse denumirile a 40 de elemente chimice. Denumirile pot să fie scrise pe verticală, pe orizontală, de la coadă la început sau pe diagonală. În unele situații, aceeași literă poate să fie inclusă în mai multe denumiri. (Scrieți denumirea elementului alături de simbolul din lista de mai jos și apoi rezolvați puzzle-ul).
Anexa nr. 6
Completați cu succesiunea corectă de tăblițe astfel încât să reconstituiți:
a) definiția masei atomice relative
b) definiția învelișului electronic
Anexa nr. 7
Completați rebusurile:
A. Totul despre…atom B. Izotopi VIP
Anexa nr. 8
Nivelul 1
R
ăspundeți la următoarele întrebări:
1. Care sunt părțile atomului?
2. Cum se numesc particulele din nucleu?
3. Cum este atomul din punct de vedere electric?
4. Care este stratul electronic cu energia cea mai mare?
5. Pe ce strat se poate forma dublet?
6. Numiți un element chimic care are configurație stabilă de octet.
7. Care parte a atomului are masă neglijabilă și volum mare?
8. Ce formează atomii cu același număr atomic?
9. Enumerați denumirile și simbolurile chimice a 5 elemente care încep cu litera C.
10. Prin ce diferă izotopii aceluiași element chimic?
11. Cine este asociat cu numărul 6,023×1023?
12. Care este stratul electronic cel mai depărtat de nucleu?
13. Exemplificați 3 elemente chimice ale căror simboluri nu provin, aparent, de la denumirea lor.
14. Care este unitatea de cantitate de materie?
15. Cum se numește a 12-a parte din masa izotopului 12C?
16. Care este elementul chimic cel mai răspândit în natură?
17. Cum se mai numește numărul atomic?
18. Ce legătură există între A, Z și numărul de neutroni?
19. Care este formula matematică care leagă masa de numărul de moli de atomi?
20. Cum se mai numește masa atomică?
Răspunsuri: 1-nucleul și învelișul electronic; 2-nucleoni (protoni și neutroni); 3-neutru; 4-Q; 5-K; 6-Ne/Ar; 7-învelișul electronic; 8-un element chimic; 9-calciu-Ca, crom-Cr, cupru-Cu, colbalt-Co, carbon-C, cesiu-Cs, clor-Cl, etc; 10-A/n0 ; 11-Avogadro; 12-Q; 13-potasiu, mercur, azot, sodiu, fosfor; 14-molul; 15-u.a.m; 16-O; 17-număr de ordine/sarcină nucleară; 18- n0=A-Z; 19- nr. moli= m/A; 20- număr de masă.
Nivelul 2
C
ompletați enunțurile:
1. Are 2 electroni de valență pe stratul 3 atomul de………..
2. Îi lipsesc 5 electroni până la octet pe stratul 2 atomului de…….
3. Izotopul cu 1 electron și 1 neutron este……..
4. Elementul cu numărul de masă 35 este……..
5. Atomul care are structură stabilă de dublet este ….
6. Elementul cu numărul atomic 6 este…
7. Elementul cu Z=18 are 8 electroni pe stratul…
8. Elementul cu Z=5 are electronul distinctiv pe stratul…….
9. Na are un număr de electroni de valență egal cu…….
10. Atomul cu 15 protoni și numărul de masă 31 are un număr de electroni egal cu…….
11. Specia cu 3 protoni și 4 electroni este încărcată………
12. Argintul are masa atomică relativă rotunjită 108. Numărul de masă este…….
13. Atomul de Ne are sarcină………
14. Dacă S are 6 electroni pe stratul M și Z=16, atunci are pe stratul L un număr de electroni egal cu……
15. Dacă F are configurația electronică K2L7, atunci are un număr de straturi complet ocupate egal cu….
Răspunsuri: 1- Mg, 2- B, 3- D, 4- Cl, 5- He, 6- C, 7- L, M; 8- L, 9- 1, 10- 15, 11-negativ, 12- 108, 13- 0, 14- 8, 15- 1.
Nivelul 3
A
legeți răspunsul corect:
Numărul de moli cuprinși în 96 g magneziu este:
2 moli Mg;
4 moli Mg;
6 moli Mg.
Masa de aluminiu care conține 10 moli de aluminiu este:
a) 270 g Al;
b) 0,27 kg Al;
c) 130 g Al.
Numărul de atomi din 24 g carbon este:
a) 6,023×1023 atomi;
b) 12,046×1022 atomi;
c) 12,046×1023 atomi.
Numărul de atomi din 15 moli de sodiu este:
a) 90,345×1023 atomi;
b) 90,345×1022 atomi;
c) 9,0345×1024 atomi.
5. Amestecul format din 3 moli de P și 0,2 kmoli de Ca cântărește:
a) 173 g;
b) 8093 g;
c) 101 g.
Răspunsuri: 1-b, 2-a,b, 3-c, 4-a,c 5-b.
Anexa nr. 9
TEST DE EVALUARE INIȚIALĂ
Anul școlar 2013-2014
Disciplina Chimie
Clasa a VII-a…….
Unitatea școlară______________________________________________
Numele și prenumele elevului:____________________________
Data susținerii testului:____________________
Pentru rezolvarea corectă a tuturor cerințelor din Partea I si din Partea a II-a se acordă 90
de puncte. Din oficiu se acordă 10 puncte.
Timpul efectiv de lucru este de 45 minute.
PARTEA I (40 de puncte)
1. a. Notează, în primul rând din tabelul de mai jos, denumirea instrumentului de măsură din fiecare imagine de mai sus.
8 puncte
b. Scrie, în al doilea rând din tabelul de mai jos , una dintre valorile care se poate măsura cu instrumentul respectiv. Valorile sunt enumerate în următoarea listă:300 g; 50 mL; -400oC; 20 min; 100oC; 1000 t.
8 puncte
2. a. În următoarea listă sunt enumerate transformări de stare de agregare: condensare, solidi-ficare, topire, vaporizare (evaporare, fierbere).Completează, pe fiecare săgeată din schema de mai jos, denumirea transformării de stare corespunzătoare:
4 puncte
b. Notează, în tabelul de mai jos, denumirea transformărilor de stare de agregare care au loc în paharele (A) și (B).
8 puncte
3. Notează in rubrica alăturată, starea de agregare, la temperatura camerei pentru:
6 puncte
4. Încercuiește litera corespunzătoare perechii care conține numai materiale naturale:
a. cimentul și ceara de albine;
b. lemnul și marmura;
c. gazul metan și sticla;
d. pluta și plasticul.
2 puncte
5. Încercuiește litera corespunzătoare enunțului care se referă la un fenomen fizic:
a. în procesul de respirație, animalele consumă aerul din aer și expiră dioxid de carbon.
b. în aer umed, expus un timp îndelungat, fierul ruginește.
c. apa pură fierbe la 1000C.
d. gazul metan arde, transformându-se în dioxid de carbon și apă.
2 puncte
6. Pentru a determina volumul unei cutii pe care o are pe bancă, un elev primește cuburi cu latura de 10 cm. Un alt elev primește, pentru determinarea volumului unei alte cutii, cuburi cu latura de 20 cm. Primul elev anunță că 48 de cuburi au umplut perfect cutia sa, iar al doilea anunță că numai 6 cuburi au umplut perfect cutia sa. Încercuiește litera corespunzătoare variantei corecte:
a. volumul primei cutii este mai mare decat volumul celei de-a doua;
b. volumul celei de-a doua cutii este mai mare decat volumul primei cutii;
c. cele două cutii au volume egale;
d. volumul celei de-a doua cutii este de aproximativ 48 cm3.
2 puncte
PARTEA a II-a (50 de puncte)
Pentru următorii itemi se cer rezolvările complete pe foaia de test.
1. Mediul intern al corpului uman este alcătuit din mai multe lichide extracelulare. Unul dintre aceste lichide este sângele, care circulă într-un sistem de vase sanguine. Masa sângelui reprezintă 7% din masa corpului uman. Sângele este compus din plasmă și alte elemente. Masa plasmei reprezintă 55% din masa sângelui. Plasma conține 90% apă. Calculează masa de apă, exprimată in kg, conținută de plasma sângelui unui tanăr cu masa de 50 kg.
12 puncte
2. Alama este un aliaj a două metale: cuprul si zincul. O probă de alamă are masa de 24 g și con-ține 40% cupru. Calculează masa de cupru și masa de zinc din proba de alamă, în grame.
8 puncte
3. Densitatea cuprului este de 8920 g/cm3. Calculați cât cântărește , în kg, o tablă de cupru cu grosimea de 5 mm, cu lungimea de 5 m și lățimea de 50 cm.
15 puncte
4. Costel bea lăptic în fiecare dimineață și seară deoarece i-a zis mama că laptele are mult calciu atât de necesar pentru întărirea oaselor.El bea lapte întotdeauna din același castron cu volumul de 300 ml. Îl umple pe jumătate.( se consideră că o lună are 30 de zile). În câte luni consumă Costel 1 m3 de lapte ? 15 puncte
BAREM TEST DE EVALUARE INIȚIALĂ
Anul școlar 2013-2014
Disciplina Chimie
Clasa a VII-a
Pentru rezolvarea corectă a tuturor cerințelor din partea I si din partea a II-a se acordă 90 de puncte.
Din oficiu se acordă 10 puncte.
PARTEA I (40 de puncte)
PARTEA a II-a (50 de puncte)
Anexa nr.10
TEST DE EVALUARE INIȚIALĂ
Anul școlar 2013-2014
Disciplina Chimie
Clasa a IX-a
Unitatea școlară:________________________________
Numele si prenumele elevului:____________________________
Data susținerii testului:____________________
Pentru rezolvarea corectă a tuturor cerințelor din partea I si din partea a II-a se acordă 90 depuncte. Din oficiu se acordă 10 puncte.
Timpul efectiv de lucru este de 45 minute.
PARTEA I (40 de puncte)
______________________________________________________________________________
Înconjurați varianta corectă:
1. În urma reacției de neutralizare se obține:
sare și apă
sare și bază
sare și acid
acid și bază
2. Denumirea uzuală pentru NaCl este:
vitriol
calcar
sodă caustică
sare
3. Numărul atomic Z reprezintă:
numărul electronilor de pe ultimul strat
numărul protonilor din nucleu
numărul electronilor și numărul neutronilor
numărul protonilor, electronilor, și neutronilor
4. Un acid are întotdeauna în componența lui:
a. metal și nemetal
b. metal și oxigen
c. hidrogen și radical acid
d. grupare hidroxil și metal
10 puncte
5. Scrieți în fața fiecărei cifre din coloana A litera corespunzătoare din coloana B:
A B
……. 1.Grafit a. nu arde, dar întreține arderea
……2.Fier b. nemetal ce conduce curentul electric
……3.Diamant c. metal roșu-arămiu
……. 4.Cupru d. substanța cea mai dură
…….. 5.Oxigen e. metal preponderent în fontă și oțel
10 puncte
6. Completați tabelul de mai jos:
20 puncte
Partea II (50 puncte)
1. Se dă următorul șir de substanțe:
NaCl, O2, CuSO4, H2SO4, KOH, Cu , CO2, Al2O3, Ag2S, HCl, C, Ca(OH)2
Se cere:
a) Clasificați substanțele din șir conform tabelului de mai jos
6 puncte
b) Denumiți fiecare substanță compusă din șir în tabelul dat.
9 puncte
2. Stabiliți coeficienții și precizați tipul reacțiilor date:
KClO3 → KCl + O2↑
Al + H2SO4→ Al2(SO4)3 + H2↑
Fe + Cl2 → FeCl3
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2↑+ H2O
5. Al(OH)3 + HCl → AlCl3+ H2O
10 puncte
3. 80 g hidroxid de sodiu se dizolvă în 120 g de apă.
a) Calculați concentrația procentuală a soluției obținute. 4 puncte
b) Ce culoare capătă soluția în prezența fenolftaleinei? 2 puncte
c) Precizați dacă pH –ul soluției este mai mare sau mai mic decât 7. 2 puncte
d) Indicați denumirea uzuală a hidroxidului de sodiu. 2 puncte
4. 200g calcar de puritate 90 % se supun calcinării formându-se var nestins. Peste acesta se adaugă cantitatea de apă necesară stingerii lui. Se cere:
a) Calculați masa moleculară a CaCO3 2 puncte
b) Scrieți ecuațiile reacțiilor chimice. 5 puncte
c) Câte grame de var nestins se formează? 5 puncte
d) Ce volum de gaz s-a degajat la calcinare? 3 puncte
Se dau: AC=12, ACa=40, AO=16
BAREM TEST DE EVALUARE INIȚIALĂ
Anul școlar 2013-2014
Disciplina Chimie
Clasa a IX-a
Pentru rezolvarea corectă a tuturor cerințelor din partea I și din partea a II-a se acordă 90 de puncte. Din oficiu se acordă 10 puncte.
PARTEA I (40 de puncte)
PARTEA a II-a (50 de puncte)
Lista competențelor specifice vizate
CLASA a VIII-a
Explicarea observațiilor în scopul identificării unor aplicații ale fenomenelor chimice.
Deducerea unor utilizări ale substanțelor chimice pe baza proprietăților fizico-chimice
Formularea de concluzii și de generalizări în scopul demonstrării legii conservării masei în reacțiile chimice.
Formularea de concluzii și de generalizări pentru punerea în evidență a proprietăților fizice și chimice a substanțelor simple.
Formularea de concluzii și de generalizări pentru punerea în evidență a proprietăților fizice și chimice ale substanțelor compuse.
Rezolvarea de probleme în scopul aplicării regulilor/ legilor în studierea reacțiilor chimice.
Aplicarea regulilor/ legilor în scopul rezolvării de probleme.
Lista competențelor specifice vizate
CLASA a VII-a
Clasificarea reacțiilor chimice după unul sau mai multe criterii.
Formularea ipotezelor referitoare la caracteristicile structurale ale diferiților atomi, ioni și molecule.
Rezolvarea de probleme de calcul numeric referitoare la concentrația în procente de masă a soluțiilor.
Aplicarea unor algoritmi de calcul pe baza formulei chimice.
4.2 Folosirea terminologiei specifice chimiei în scopul denumirii elementelor și substanțelor chimice.
Anexa nr. 11
Unitatea școlarǎ: Școala Gimnazială Tupilați Cadru didactic: Condurat Geanina Lăcrămioara
Liceul Tehnologic Nisiporești Nr. ore/ sǎptǎmânǎ:2
Disciplina: Chimie
Clasa: a VII-a
PROIECTUL UNITǍȚII DE ÎNVǍȚARE
,,ATOMUL-PARTICULǍ CONSTITUENTǍ A MATERIEI” (10 ore)
Anexa nr. 12
Unitatea școlarǎ: Liceul Tehnologic Nisiporești Cadru didactic: Condurat Geanina Lăcrămioara
Nr. ore/ sǎptǎmânǎ:2
Disciplina: Chimie
Clasa: a IX-a
PROIECTUL UNITǍȚII DE ÎNVǍȚARE ,,ATOMUL” (6 ore)
Anexa nr. 13
Liceul Tehnologic Nisiporești/Școala Gimnazială Comuna Tupilați
Cadru didactic: Condurat Geanina Lacramioara
Disciplina:Chimie
An școlar: 2013/2014
PROIECT DIDACTIC
Clasa:a VII-a
Titlul lecției: Structura învelișului electronic
Tipul lecției: consolidare a cunoștințelor
Obiective operaționale:
O1: să coreleze numărul și tipul de particule subatomice cu A, Z, sarcina speciei chimice și elementul chimic pe care îl desemnează;
O2: să calculeze numărul de protoni, neutroni, electroni, sarcina electrică a unei specii chimice și numărul ei de masă;
O3: să identifice poziția pe care o ocupă- convențional, față de simbol- masa atomică, numărul atomic, sarcina electrică;
O4: să sesizeze modificările care apar la adăugarea sau scăderea unui anumit număr de particule elementare într-o specie chimică;
O5: să modeleze configurația electronică pentru diverși atomi;
O6: să compare caracteristicile particulelor atomice elementare.
Metode didactice:
joc didactic, instruirea asistată de calculator, problematizarea, modelarea, rezolvarea de exerciții, explicația, conversația
Materiale didactice:
soft educațional- joc didactic ,, Să construim un atom”, calculatoare personale, videoproiector, ecran, fișe de lucru (anexele 1, 2, 3), sistemul periodic al elementelor.
Anexa nr. 14
Liceul Tehnologic Nisiporești
Cadru didactic: Condurat Geanina Lacramioara
Disciplina:Chimie
An școlar: 2013/2014
PROIECT DIDACTIC
Clasa:a IX-a
Titlul lecției: Structura învelișului electronic. Ocuparea straturilor, substraturilor și orbitalilor cu electroni
Tipul lecției: consolidare a cunoștințelor
Obiective operaționale:
O1: să indice numărul de substraturi dintr-un strat și numărul de orbitali dintr-un substrat
O2: să enumere succesiunea de substraturi în ordinea creșterii energiei lor
O3: să modeleze configurațiile electronice ale atomilor folosind regula ,,tablei de șah”
O4: să scrie procesele de ionizare ale unor atomi
O5: să modeleze configurațiile electronice ale unor ioni folosind regula ,,tablei de șah”
Metode didactice:
joc didactic, problematizarea, modelarea, rezolvarea de exerciții, explicația, algoritmizarea
Materiale didactice:
cartonașe cu regula ,,tablei de șah”, sistemul periodic al elementelor,bilețele cu numere atomice Z pentru fiecare elev, manual, cretă, tablă
Anexa 15
TEST DE EVALUARE -ATOMUL
Anul școlar 2013-2014
Disciplina Chimie
Clasa a VII-a…….
Unitatea școlară______________________________________________
Numele și prenumele elevului:____________________________
Data susținerii testului:____________________
Pentru rezolvarea corectă a tuturor cerințelor din Partea I si din Partea a II-a se acordă 90
de puncte. Din oficiu se acordă 10 puncte.
PARTEA I (40 de puncte)
1. Completați spațiile punctate:
a) Atomul este din punct de vedere electric……………
b) Izotopii hidrogenului se numesc……….., …………… și ………….
c) În nucleu se găsesc particule numite ………….. și ……………., iar învelișul electronic este format din…………..
d) Z se numește………, iar A se numește ………………
e) Atomii cu același număr de protoni formează un………………
f) Unitatea de cantitate de materie se numește ………….
g) Numărul maxim de electroni de pe un strat n este ………… 18 puncte
2. Notați cu A (adevărat) sau F (fals) următoarele enunțuri:
a) Izotopii sunt atomi ai aceluiași element chimic cu număr egal de neutroni și număr diferit de protoni.
b) Nucleul atomului este mic, așezat central, are masă neglijabilă și este încărcat electric pozitiv.
c) Masa atomică relativă se găsește în sistemul periodic al elementelor sub simbolul chimic.
d) Configurația stabilă de dublet este caracteristică oricărui element cu 2 electroni pe stratul K.
e) Stratul cel mai apropiat de nucleu și cu energia cea mai mică este K.
f) Numărul lui Avogadro exprimă numărul de atomi care se găsește într-un mol, indiferent de element. 12 puncte
3. Scrieți 20 simboluri chimice și denumirile elementelor respective. 10 puncte
PARTEA II(50 de puncte)
4. Completați tabelul de mai jos:
20 puncte
5. Realizați următoarele transformări:
a) 93 g P în moli
b) 0.5 kmoli C în g
c) 4 moli Ca în număr de atomi
d) 6,023 x 1025 atomi S în moli
e) 4,8 g Mg în număr de atomi
20 puncte
6. Se dă elementul Na care are A=23 și Z= 11. Se cere:
a) care este stratul în curs de completare
b) precizați dacă are configurație stabilă
c) numărul electronilor de valență
d) stratul pe care se află electronul distinctiv. 10 puncte
Se dă A pentru elementele : P-31, C-12, Ca-40, S-32, Mg-24
BAREM TEST DE EVALUARE – ATOMUL
Anul școlar 2013-2014
Disciplina Chimie
Clasa a IX-a
Pentru rezolvarea corectă a tuturor cerințelor din partea I și din partea a II-a se acordă 90 de puncte. Din oficiu se acordă 10 puncte.
PARTEA I (40 de puncte)
PARTEA II (50 de puncte)
4. Tabelul completat
20 spații de completat x 1punct fiecare = 20 puncte
5. a) 3 moli de atomi P,
b) 6000 g C,
c) 4 x 6,023 x 1023 atomi Ca,
d) 200 moli de atomi S,
e) 0,2 x 6,023 x 1023 atomi Mg
Fiecare răspuns corect este punctat cu 4 puncte ( 4 x 5 = 20 puncte)
6. a) M (2 puncte)
b) nu (3 puncte)
c) 1 electron de valență ( 3 puncte)
d) M (2 puncte)
Anexa nr.16
TEST DE EVALUARE –ATOMUL- clasa a IX-a
Anul școlar 2013-2014
Pentru rezolvarea corectă a tuturor cerințelor din partea I si din partea a II-a se acordă 90 depuncte. Din oficiu se acordă 10 puncte.
Timpul efectiv de lucru este de 45 minute.
PARTEA I (40 de puncte)
______________________________________________________________________________
Înconjurați varianta corectă:
1. Un strat n poate fi ocupat cu un număr de electroni de:
a. 3 b. 2 c. 0 d. 1
2. Electronii din stratul exterior se numesc electroni:
a. periferici b. de valență c. distinctivi d. cu spin opus
3. Argonul este izoelectronic cu ionii:
a. K+ b. Cl- c. Mg2+ d. cu niciunul
4. Un substrat de tip p are un număr de orbitali egal cu:
a. 1 b. 7 c. 5 d. 3
10 puncte
5. Scrieți în fața fiecărei cifre din coloana A litera corespunzătoare din coloana B:
A B
……. 1. [Ne] 3s2 3p5 a. atomul unui gaz rar
……2. [Ne] 3s1 b. atom cu 16 electroni în înveliș
……3. [He] 2s2 2p6 c. atomul unui metal alcalin
……. 4. [Ne] 3s2 3p4 d. configurația electronică a clorului
e. alement din grupa a VII-a A și perioada 3
20 puncte
6. Identifică elementele ale căror structuri ale învelișului sunt:
a) 1s2 b) [Ar] 4s1 3d10 c) [Ne] 3s2 3p3 d) [He] 2s2 2p1
10 puncte
Partea II (50 puncte)
1. Completați tabelul de mai jos:
20 puncte
2. Arată care din elementele următoare au configurații electronice ce prezintă orbitali monoelectronici:
a) Ca b) P c) Fe d) He
10 puncte
3. Indică configurațiile incorect reprezentate. Corectează greșelile realizând configurațiile electronice adecvate, considerând că numărul total de electroni ai speciei este egal cu cel din configurația scrisă greșit:
a) 1s3 2p1 b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 c) 2s2 2p6 3p4 d) 1s2 2s2 3s2 3p1
20 puncte
BAREM TEST DE EVALUARE – ATOMUL
Anul școlar 2013-2014
Disciplina Chimie
Clasa a IX-a
Pentru rezolvarea corectă a tuturor cerințelor din partea I și din partea a II-a se acordă 90 de puncte. Din oficiu se acordă 10 puncte.
PARTEA I (40 de puncte)
PARTEA a II-a (50 de puncte)
Declarație de autenticitate,
Subsemnatul/a CONDURAT GEANINA- LĂCRĂMIOARA, cadru didactic la scoala LICEUL TEHNOLOGIC NISIPOREȘTI, din localitatea NISIPOREȘTI, COMUNA BOTEȘTI, judetul NEAMȚ, înscrisă la examenul de acordare a gradului didactic I, seria 2013-2015, cunoscând dispozițiile articolului 292 Cod penal cu privire la falsul in declarații, declar pe propria răspundere următoarele:
a) lucrarea a fost elaborată personal și îmi aparține în întregime;
b) nu am folosit alte surse decât cele menționate în bibliografie;
c) nu am preluat texte, date sau elemente de grafică din alte lucrări sau din alte surse fără a fi citate și fără a fi precizată sursa preluării, inclusiv în cazul în care sursa o reprezintă alte lucrări ale subsemnatului CONDURAT GEANINA- LĂCRĂMIOARA;
d) lucrarea nu a mai fost folosită în alte contexte de examen sau de concurs.
Dau prezenta declarație fiindu-mi necesară la predarea lucrării metodico-științifice în vederea avizării de către conducătorul științific, doamna LECTOR DR. MIRELA GOANȚĂ.
Declarant,
(nume, prenume) CONDURAT GEANINA- LĂCRĂMIOARA
( semnătura)………………………………
Data 29.08.2014
BIBLIOGRAFIE
C.D. Nenițescu, Chimie generală, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1978
E. Beral, M. Zapan ,Chimie anorganică, Editura Tehnică, București, 1977
Gh. Marcu, Chimie anorganică, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1984
D. Negoiu și col., Tratat elementar de chimie anorganică , vol.I, Editura Tehnică, București, 1972
C. Drăgulescu, E. Petrovici, Chimia anorganică modernă, Editura Facla, Timișoara, 1973
L. Pauling, Chimie generală, Editura Științifică, București, 1972
M. Palamaru, F. Popa, C. Mâță, Bazele chimiei anorganice: lucrări practice și aplicații, Editura Universității "Al.I. Cuza”, 2003
N. Calu, O. Vicol, Chimie anorganică. Atomi. Legături chimice, IPI, 1980
I. Roșca, Chimia Generală, Editura Tehnică, București, 1989
I. Zsako, Structura atomilor în chimia anorganică modernă, Ed. Didactică și Pedagogică, București, 1973
A. M. Cozmuța, L. M. Cozmuța, Curs de chimie generală, vol.I, Editura Risoprint, Cluj-Napoca, 2007
V. Mihailă, M. Moraru, Ghe. Cantemir, Compendiu de chimie, Editura Teora, 2003
R. Răduț-Taciu, Pedagogia jocului: de la teorie la aplicații, Editura Casa Cărții de Știință, Cluj-Napoca, 2004
J. Huizinga, Homo Ludens, Editura Univers, București, 1977
G. Owen, Teoria jocurilor, Editura Tehnică, București, 1964
J. Chateau, Copilul și jocul, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1972
J. Piaget, Psihologia copilului, Editura Cartier, 2011
E. Claparede, Psihologia copilului și pedagogie experimentală, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1975
D. B. Elkonin, Psihologia jocului, Editura Didactică și Pedagogică, 1980
U. Șchiopu, E. Verza, Psihologia vârstelor – Ciclurile vieții, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1991
H. Bache, A. Mateiaș, E. Popescu, F. Șerban, Pedagogie preșcolară. Manual
pentru școlile normale, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1994
J. Bruner, Pentru o teorie a instruirii, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1980
M. Enache, M. Munteanu, Jocuri Didactice, Editura Porto – Franco, Galați, 1998
E, Geissler, Mijloace de educație, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1977
W. Wundt, Etica, 1887
H. Barbu, E. Popescu, Activități de joc și recreativ distractive, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1993
P. Neveanu Popescu, Dicționar de psihologie, Editura Albatros, București, 1978
I. Cerghit, Metode de învățământ, Editura Polirom, , 2006
S. Fătu, Didactica chimiei, Editura Corint, București, 2007
D. G. Cozma, A. Pui, Didactica chimiei- teorie și aplicații, Editura Performantica, Iași, 2009
V. Șunel, I. Ciocoiu, T. Rudică, E. Bîcu, Metodica predării chimiei, Editura Marathon, Iași, 1999.
I. Tudoran Moga, R. Șurubaru, T. Guzgan, Chimie proiectare didactică pentru gimnaziu și liceu, Ed. Alfa a C.C.D. Piatra- Neamț, 2002.
C. Gheorghiu, Caietul elevului clasa a VII-a, Editura All, București, 1999
E. Alexandrescu, E. Meiroșu, C. Vasile, Ghidul elevului- chimie clasa a VII-a, Editura LVS Crepuscul, , 2007.
S. Fătu, F. Stroe, C. Stroe, Manual de chimie pentru clasa a VII-a, Editura Corint, 1999
S. Stănescu, R. Constantinescu, Manual de chimie pentru clasa a VII-a, Editura Sigma, 1999
C. Gheorghiu, Chimie, manual pentru clasa a VII-a, Editura All, 2005
M. Negoiu , G. Tănăsescu, Manual de chimie pentru clasa a IX-a, Editura Corint, 2004
L. Ursea, M. Zărnescu Enceanu, Chimie, manual pentru clasa a IX-a, Editura Didactică și Pedagogică, 2004
Programa școlară revizuită pentru clasa a VII-a aprobată prin OMECI nr.5097 din 9.09. 2009.
Programa școlară revizuită pentru clasa a IX-a aprobată prin OMECI nr. 5099 din 9.09. 2009
http://ro.wikipedia.org
http://www.didactic.ro/
http://echimie.upb.ro/ael/crf/editor/viewOnlineDocument.action?path=/Director%20public/Chimie%20Anorganica%20-%20Cursul%20html/M01/resurse/M01_ChimAnorganica.pdf
http://www2.stetson.edu/mahjong chem/
http://www.softpedia.com/get/Others/Home-Education/Chemistry-Games-Labs-Demos.shtml
http://www.chemprofessor.com/Games.htm
http://www.learner.org/interactives/periodic/elementary_interactive.html
http://phet.colorado.edu/en/simulation/build-an-atom
http://www.scienterrificgames.com/ATOMS-DONT-CUT-D-PILLAR-_p_120.html#
http://education.jlab.org/beamsactivity/6thgrade/elementbingo/stu01.l.html
http://www.discoveryeducation.com//free-puzzlemaker/index.cfm?campaign=footer_teacher_puzzle
http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF00615303?LI=true#page-2
ANEXE
Anexa nr. 1
Fișă – suport- PROTONUL
Experimentați adăugând protoni în nucleul atomului (pe locul marcat cu X).
Să începem împreună…
Anexa nr. 2
Fișă – suport- NEUTRONUL
Experimentați respectând pașii:
1) adăugați un proton în nucleul atomului (apare simbolul H)
2) adăugați neutroni în nucleul atomului (pe locul notat X).
Să începem împreună…
Anexa nr. 3
Fișă – suport- ELECTRONUL
Experimentați respectând pașii:
1) adăugați un proton în nucleul atomului (apare simbolul H)
2)adăugați electroni în învelișul electronic al atomului (pe cercurile concentrice din jurul nucleului).
Să începem împreună…
Anexa nr. 4
O POVESTE ATOMICĂ…DAR COMICĂ
(Bunicul Mendeleev stă așezat într-un fotoliu,citind ziarul, cu ochelarii pe nas, iar nepoții Dexter și Dee-Dee, echipați pentru culcare, se fugăresc în jurul fotoliului.
Dexter și Dee-Dee, zvăpăiați ca de obicei, refuzau să-l primească în vizită pe moș Ene. Bunicul Mendeleev, asaltat de întrebările curioase ale nepoțeilor despre câte în lună și în stele, le potolește curiozitatea prin istorisirea unui basm chimico-fantastic.)
Dexter: Bunicule Mendeleev, de ce Soarele a plecat la culcare?
Dee-Dee: L-au furat extratereștrii!
Bunicul Mendeleev (mormăind cu ochii în ziar) : Dee-Dee, singurii extratereștri pe care-i vei întâlni vor fi cei care te vor răpi dacă nu te culci imediat!
Dee-Dee (apropiindu-se de bunicul său): Dexter are dreptate! Ce s-a întâmplat cu soarele? Unde a plecat? De ce luminează doar ziua?
Dexter (pe un ton hotărât) : Cu siguranță există o explicație! Am citit într-o enciclopedie că Pământul face o rotație completă în jurul axei sale într-o singură zi și de aceea ziua este lumină, iar noaptea ne veghează doar Luna!
Dee-Dee (rezemându-și coatele pe genunchii bunicului, în semn de visare): Ah, ce plictisitor! Aș fi preferat ca Luna să fie o prințesă, Soarele un rege, stelele- zâne bune, tot Universul să fie o lume de basm!
Bunicul (lăsând ziarul deoparte și deschizând o carte de povești): Cred că știu o poveste care o să vă împace pe amândoi. Este povestea prințului Hidrogen și a prințesei Oxigen. (copiii se așează comod la picioarele bunicului)
(citind din cartea de povești) A fost odată ca niciodată, că de n-ar fi, nu s-ar povesti , în Universul Atomilor, un împărat strălucitor pe nume Împăratul Roșu, ce domnea în Împărăția Soarelui și pe care Dumnezeu îl binecuvântase cu trei fii: Tritiu- prima bucurie, Deuteriu- care l-a înveselit pentru a doua oară și Protiu- care i-a mângâiat zilele bătrâneții. Cei trei fii erau comoara împăratului și toți aveau nume de alint: Hidrogen Supergreu- feciorul cel mare, Hidrogen Greu- cel mijlociu și Hidrogen Ușor- mezinul.
Într-o zi, primește veste de la prietenul său cel bun, Împăratul Verde, care domnea pe Pământ, că, Vrăjitorul Uraniu, prin puterea sa nemaipomenită de a emite radiații nucleare, pârjolea totul în jur, lăsând loc dezolării în toată împărăția. Amenințat de puterile malefice ale lui Uraniu, Împăratul Verde îi cere Împăratului Roșu, să-i trimită degrabă în ajutor pe cel mai vrednic dintre feciorii săi. În schimb, promite jumătate din împărăția sa- Ziua și mâna fiicei sale, prințesa Oxigen, feciorului care îi va salva.
Pentru a lua o decizie, Împăratul Roșu își cheamă feciorii la el.
Împăratul Roșu (în veștminte împărătești, cu coroana pe cap, pe care scrie simbolul hidrogenului, plimbându-se de colo-colo cu mâinile la spate, îngrijorat): Dragii tatei, am primit o veste îngrijorătoare de la Verde Împărat. Ne cere ajutorul să-l învingă pe Vrăjitorul Uraniu care îi amenință împărăția. Acela care se va dovedi vrednic de asemenea încercare, va primi drept soață pe frumoasa sa fiică, prințesa Oxigen și jumătate din împărăție. Pentru că toți sunteți izotopii mei și nu mă pot decide care este mai nimerit să purceadă în această călătorie spațială, vreau să-mi spună fiecare de ce este mai îndreptățit decât frații săi să facă această călătorie.
(Toți cei trei izotopi au drept platoșe cartoane mari cu simbolurile fiecărui nuclid.)
Tritiu (plin de emfază): Cu siguranță eu sunt cel mai vrednic, pentru că mă înfășor în averea mea- electronul și mă mândresc cu educația pe care mi-ai dat-o – protonul.
Împăratul Roșu (mustrându-l): Nu tăgăduiesc că ai daruri alese, dar în sufletul tău- nucleul, alături de proton, zăresc 2 neutroni: mândria și nechibzuința! Crezi că în încercarea care te așteaptă, averea te va ajuta cu ceva, iar educația îți va fi suficientă, copil naiv?!
Deuteriu: Negreșit eu voi reuși să te mulțumesc, pentru că mă înfășor în averea mea- electronul și mă mândresc cu educația pe care mi-ai dat-o – protonul.
Împăratul Roșu (înfuriat): N-auzi copile, ce tocmai i-am spus fratelui tău mai mare? E adevărat că ai și tu aceleași daruri alese, dar văd în nucleul tău un neutron de care sunt nevoit să țin seama- prostia!
Protiu: În călătoria mea, poate nu mă vor ajuta darurile tale alese, nici electronul, nici protonul, dar sigur voi muri luptând pentru onoarea împărăției și pentru triumful binelui împotriva răului!
Împăratul Roșu (zâmbind): Fiul meu, nu darurile dobândite îl fac pe un împărat să fie demn de titlul său, ci sufletul lui nobil. Pentru că sufletul tău este curat, fără neutroni, îți dau binecuvântarea mea să pornești spre Verde Împărat. Înainte de a purcede, caută-ți tovarăș de drum în grajdul împărăției și armă aleasă la făurarul meu, Saturn.
Dexter (sare în fața personajelor împărătești cu un băț în mână): Bunicule Mendeleev, freeze your story for a moment! Să ne clarificăm puțin! Care va sa zică,(arătând spre izotopi-cei trei fii) toți cei trei izotopi sunt din aceeași familie- Hidrogenul, au toți câte un electron, au câte un proton, dar îi diferențiază numărul de neutroni.
Dee-Dee (râzând de Dexter): Avem un mic savant printre noi!
Dexter: Am înțeles mai repede decât tine pentru că am citit și despre asta într-o enciclopedie!
Dee-Dee (nerăbdătoare): Bine, bine! Bunicule, nu ajunge Protiu mai repede la prințesă?
Bunicul (așezându-se mai bine în fotoliu): Să revenim la povestea noastră… Protiu, după ce capătă binecuvântarea tatălui său, se pregătește de călătorie și merge la grajdurile împărătești să-și aleagă un tovarăș destoinic de drum. Înăuntru, într-un colț, zărește un armăsar răpciugos, lichid de foame ce-i era. Fiindu-i milă, se îndreaptă spre el și încearcă să-l atingă… moment în care, prințul nostru își dă seama că, oricât ar încerca, nu poate prinde armăsarul. Protiu realizează că răpciuga este de fapt un cal deosebit, în cele din urmă îl îmblânzește cu sulf și îl botează Mercur, în cinstea împărăției vecine.
Dexter: Ce planetă, ce împărăție?! Povestea ta are baze științifice! În enciclopedia mea scrie că mercurul este un metal lichid, care se mai numește argint viu, se împrăștie când vrei să-l aduni și se “îmblânzește” cu sulf.
Dee-Dee (supărată): Shhht! Strici toată povestea! Continuă, bunicule!
Bunicul: Și cum vă spuneam, Protiu și-a găsit tovarăș (începe să citească din nou povestea). Urmând sfatul tatălui său, prințul se duce la Saturn să-i făurească ăl mai falnic paloș. După ce a chibzuit îndelung, Saturn găsește că cel mai potrivit metal pentru a opri radiațiile nocive și a-l pune la pământ pe Uraniu este plumbul. Având cele necesare, Protiu pornește la drum.
Merge, merge, prin Calea Lactee până ajunge aproape de Planeta de Aramă, unde domnea zâna cea bună Venus, cunoscută pentru căldura ei. Deodată, prințul rămâne înmărmurit.
Mercur (nechezând): Ia te uită, mi se dilată pupilele! E semn bun, ne apropiem!
Protiu (stupefiat): Ptiu, sărman sufletul meu! Sigur nu vorbesc chiar eu? Sau m-oi fi intoxicat de la calul chimizat?
Mercur: Jur pe Celsius, nu, stăpâne!
Sunt doar calul din poveste
Năzdrăvan, și-ți dau de veste!
Protiu: Vorba lungă, sărăcia omului! Tot pălăvrăgind, trebuie să fi ajuns, căci o zăresc pe zână!
Venus (apropiindu-se): Viteazule, știam că ai să vii! De vrei să ajungi într-o clipită la prințesa ta iubită, ascultă-mi ghicitoarea și dă-mi degrabă un răspuns:
Ce e-n aer, stele și pateu
Se transformă tot mereu
Nu dispare, nu apare
Masă și volum ea are.
Dexter și Protiu (strigând concomitent): MATERIA!
Venus: Pentru că ești înțelept, îți voi dărui un dispozitiv magic cu care te vei putea teleporta doar până pe Planeta de Argint.
Bunicul: Nici nu apucă bine să termine de spus aceste cuvinte, că Protiu și Mercur au și ajuns pe Planeta de Argint unde domnea zâna Lună, cunoscută pentru puterea ei de a te face imponderabil.
Mercur (entuziasmat): Simt că zbor!
Protiu: Sigur n-ai băut energizant de simți că prinzi aripi?
Mercur: Jur pe Kelvin, nu, stăpâne!
De-aș fi băut prea mult energizant,
Acum eram pe lista de transplant!
Acum că sunt la înălțime, cred că o zăresc pe zână!
Luna (apropiindu-se): Voinicule, știam că vei sosi! De vrei să ajungi într-o clipită la prințesa ta iubită, trebuie să dezlegi al meu mister! Poți găsi cuvântul magic repede folosind indiciile mele: sulf, fosfor, astatin, iod, uraniu.
Protiu: Scoate flipchartul, Mercur! (ia mapa pe care Mercur o scoate din sân și scrie simbolurile chimice ale elementelor indicate, se scarpină în cap nedumerit și apoi exclamă imediat) Am găsit! Cuvântul magic e SPAȚIU!
Luna: Pentru istețimea ta, te voi îndruma prin gaura de vierme până la Planeta de Diamant, unde te vei întâlni cu sora mea vitregă, Steaua Pitică Neagră, născută dintr-o nebuloasă. Ai grijă, pentru că este recunoscută pentru răceala ei! (bate de două ori din palme, scurt)
Bunicul: Ca un făcut, cei doi tovarăși au ajuns pe Planeta de Diamant.
Mercur: Când voi rămâne mic- mic, aproape pitic, înseamnă că am ajuns la Steaua Pitică Neagră!
Protiu: Se vede că n-ai mâncat toate legumele din iesle!
Mercur: Ba da, jur, pe Fahrenheit, stăpâne!
De nu le-aș fi consumat regulat,
N-aș fi fost așa-ntremat!
Protiu (se întoarce și o zărește pe Steaua Pitică):
La Steaua care-a răsărit
E-o cale atât de scurtă
Încât nici nu mi-a trebuit
Să merg vreme prea multă.
Steaua Pitică: Vânjosule, știam că vei ajunge! De vrei să fii într-o clipită la prințesa ta iubită, spune-mi ce este mai prețios decât diamantul care mă înconjoară!
Protiu: Nu mă pot gândi decât la singurul lucru pe care nimeni nu-l poate oferi, opri, crea sau lua: TIMPUL.
Steaua Pitică: Pentru că nu pui preț pe lucruri efemere, îți voi oferi timp ca să ajungi degrabă la prințesa Oxigen. (bate de două ori din palme, scurt)
Dee-Dee: În sfârșit au ajuns și pe Pământ!
Dexter: Dar ce călătorie!
Bunicul: Pe Pământ, totul era părăsit, toate vietățile fugiseră care încotro și plantele tânjeau. La curtea lui Verde Împărat, Uraniu dădea târcoale, încercând să pună stăpânire pe castel.
Uraniu (încruntat): Cine ești , nefericitule? De ce nu fugi speriat de radioactivitatea mea?
Protiu: Sunt Protiu, fiul cel mic al lui Roșu Împărat și am venit să ne încercăm puterile! (Protiu îl amenință cu paloșul, moment în care Uraniu își scoate bagheta iradiantă și cei doi încep să se lupte)
Bunicul: (citind) Cei doi s-au luptat din zori până în seară și, în cele din urmă, Protiu, cu ajutorul paloșului său din plumb, reușește să-l învingă pe Uraniu. (Protiu îl lovește cu paloșul pe Uraniu în moalele capului, care se prăbușește)
Dar expunerea îndelungată la radiațiile vrăjitorului îl pun la pământ pe Protiu.(Cade secerat la pământ și prințul) Martoră a luptei înverșunate, prințesa Oxigen este impresionată de curajul nemăsurat al prințului și se repede să-l ajute. Prințesa, avînd darul de a întreține viața celui pe care-l iubea, cu lacrimile ce i se scurgeau pe obraz, l-a trezit la viață pe vrednicul prinț. (Oxigen îngenunchează lângă Protiu și începe să plângă)
Protiu (deschide incet ochii și îi zâmbește prințesei): Frumoasă domniță, cu lacrimile tale mi-ai redat viața, iar cu surâsul tău mi-ai aprins inima!
Oxigen: Eu sunt prințesa Oxigen! Vitejia ta mi-a salvat împărăția! (cei doi se îmbră-țișează, se ridică, se prind de mână veseli și ies din scenă)
Dexter (căscând): Eram sigur că așa se va întâmpla! Cine nu știe că oxigenul întreține viața și arderea, fie ea și interioară? Doar scrie în cartea de chimie!
Bunicul: Ai dreptate, Dexter! Dar așteaptă să auzi și finalul! (deschide din nou cartea și începe să citească)
Verde Împărat, bucuros de izbândă, îi dă voinicului fata de soție și jumătate de împărăție, iar Uraniu, răpus fiind, este întemnițat și condamnat la muncă silnică pe viață în centralele nucleare, unde este stors de energie până la sfârșitul vremurilor.(copiii cască și aproape dorm)
După o nuntă ce a ținut trei zile și trei nopți, prințul Protiu, din familia preamăritului Hidrogen și prințesa Oxigen au trăit fericiți până la adânci bătrâneți, iar din dragostea lor s-a născut o fetiță pe care au numit-o Apa și, pe care și astăzi, în zilele noastre, muritorii de rând o prețuiesc și-o folosesc.
Și-ncălecai pe-o roată și vă spusei povestea toată.
(Bunicul închide încet cartea și își mângâie pe creștet nepoții adormiți).
Anexa nr. 5
Găsiți denumirile elementelor chimice
Indicații: În puzzle-ul de mai jos sunt ascunse denumirile a 40 de elemente chimice. Denumirile pot să fie scrise pe verticală, pe orizontală, de la coadă la început sau pe diagonală. În unele situații, aceeași literă poate să fie inclusă în mai multe denumiri. (Scrieți denumirea elementului alături de simbolul chimic din lista de mai jos și apoi rezolvați puzzle-ul).
Găsiți denumirile elementelor chimice
Indicații: În puzzle-ul de mai jos sunt ascunse denumirile a 40 de elemente chimice. Denumirile pot să fie scrise pe verticală, pe orizontală, de la coadă la început sau pe diagonală. În unele situații, aceeași literă poate să fie inclusă în mai multe denumiri. (Scrieți denumirea elementului alături de simbolul din lista de mai jos și apoi rezolvați puzzle-ul).
Anexa nr. 6
Completați cu succesiunea corectă de tăblițe astfel încât să reconstituiți:
a) definiția masei atomice relative
b) definiția învelișului electronic
Anexa nr. 7
Completați rebusurile:
A. Totul despre…atom B. Izotopi VIP
Anexa nr. 8
Nivelul 1
R
ăspundeți la următoarele întrebări:
1. Care sunt părțile atomului?
2. Cum se numesc particulele din nucleu?
3. Cum este atomul din punct de vedere electric?
4. Care este stratul electronic cu energia cea mai mare?
5. Pe ce strat se poate forma dublet?
6. Numiți un element chimic care are configurație stabilă de octet.
7. Care parte a atomului are masă neglijabilă și volum mare?
8. Ce formează atomii cu același număr atomic?
9. Enumerați denumirile și simbolurile chimice a 5 elemente care încep cu litera C.
10. Prin ce diferă izotopii aceluiași element chimic?
11. Cine este asociat cu numărul 6,023×1023?
12. Care este stratul electronic cel mai depărtat de nucleu?
13. Exemplificați 3 elemente chimice ale căror simboluri nu provin, aparent, de la denumirea lor.
14. Care este unitatea de cantitate de materie?
15. Cum se numește a 12-a parte din masa izotopului 12C?
16. Care este elementul chimic cel mai răspândit în natură?
17. Cum se mai numește numărul atomic?
18. Ce legătură există între A, Z și numărul de neutroni?
19. Care este formula matematică care leagă masa de numărul de moli de atomi?
20. Cum se mai numește masa atomică?
Răspunsuri: 1-nucleul și învelișul electronic; 2-nucleoni (protoni și neutroni); 3-neutru; 4-Q; 5-K; 6-Ne/Ar; 7-învelișul electronic; 8-un element chimic; 9-calciu-Ca, crom-Cr, cupru-Cu, colbalt-Co, carbon-C, cesiu-Cs, clor-Cl, etc; 10-A/n0 ; 11-Avogadro; 12-Q; 13-potasiu, mercur, azot, sodiu, fosfor; 14-molul; 15-u.a.m; 16-O; 17-număr de ordine/sarcină nucleară; 18- n0=A-Z; 19- nr. moli= m/A; 20- număr de masă.
Nivelul 2
C
ompletați enunțurile:
1. Are 2 electroni de valență pe stratul 3 atomul de………..
2. Îi lipsesc 5 electroni până la octet pe stratul 2 atomului de…….
3. Izotopul cu 1 electron și 1 neutron este……..
4. Elementul cu numărul de masă 35 este……..
5. Atomul care are structură stabilă de dublet este ….
6. Elementul cu numărul atomic 6 este…
7. Elementul cu Z=18 are 8 electroni pe stratul…
8. Elementul cu Z=5 are electronul distinctiv pe stratul…….
9. Na are un număr de electroni de valență egal cu…….
10. Atomul cu 15 protoni și numărul de masă 31 are un număr de electroni egal cu…….
11. Specia cu 3 protoni și 4 electroni este încărcată………
12. Argintul are masa atomică relativă rotunjită 108. Numărul de masă este…….
13. Atomul de Ne are sarcină………
14. Dacă S are 6 electroni pe stratul M și Z=16, atunci are pe stratul L un număr de electroni egal cu……
15. Dacă F are configurația electronică K2L7, atunci are un număr de straturi complet ocupate egal cu….
Răspunsuri: 1- Mg, 2- B, 3- D, 4- Cl, 5- He, 6- C, 7- L, M; 8- L, 9- 1, 10- 15, 11-negativ, 12- 108, 13- 0, 14- 8, 15- 1.
Nivelul 3
A
legeți răspunsul corect:
Numărul de moli cuprinși în 96 g magneziu este:
2 moli Mg;
4 moli Mg;
6 moli Mg.
Masa de aluminiu care conține 10 moli de aluminiu este:
a) 270 g Al;
b) 0,27 kg Al;
c) 130 g Al.
Numărul de atomi din 24 g carbon este:
a) 6,023×1023 atomi;
b) 12,046×1022 atomi;
c) 12,046×1023 atomi.
Numărul de atomi din 15 moli de sodiu este:
a) 90,345×1023 atomi;
b) 90,345×1022 atomi;
c) 9,0345×1024 atomi.
5. Amestecul format din 3 moli de P și 0,2 kmoli de Ca cântărește:
a) 173 g;
b) 8093 g;
c) 101 g.
Răspunsuri: 1-b, 2-a,b, 3-c, 4-a,c 5-b.
Anexa nr. 9
TEST DE EVALUARE INIȚIALĂ
Anul școlar 2013-2014
Disciplina Chimie
Clasa a VII-a…….
Unitatea școlară______________________________________________
Numele și prenumele elevului:____________________________
Data susținerii testului:____________________
Pentru rezolvarea corectă a tuturor cerințelor din Partea I si din Partea a II-a se acordă 90
de puncte. Din oficiu se acordă 10 puncte.
Timpul efectiv de lucru este de 45 minute.
PARTEA I (40 de puncte)
1. a. Notează, în primul rând din tabelul de mai jos, denumirea instrumentului de măsură din fiecare imagine de mai sus.
8 puncte
b. Scrie, în al doilea rând din tabelul de mai jos , una dintre valorile care se poate măsura cu instrumentul respectiv. Valorile sunt enumerate în următoarea listă:300 g; 50 mL; -400oC; 20 min; 100oC; 1000 t.
8 puncte
2. a. În următoarea listă sunt enumerate transformări de stare de agregare: condensare, solidi-ficare, topire, vaporizare (evaporare, fierbere).Completează, pe fiecare săgeată din schema de mai jos, denumirea transformării de stare corespunzătoare:
4 puncte
b. Notează, în tabelul de mai jos, denumirea transformărilor de stare de agregare care au loc în paharele (A) și (B).
8 puncte
3. Notează in rubrica alăturată, starea de agregare, la temperatura camerei pentru:
6 puncte
4. Încercuiește litera corespunzătoare perechii care conține numai materiale naturale:
a. cimentul și ceara de albine;
b. lemnul și marmura;
c. gazul metan și sticla;
d. pluta și plasticul.
2 puncte
5. Încercuiește litera corespunzătoare enunțului care se referă la un fenomen fizic:
a. în procesul de respirație, animalele consumă aerul din aer și expiră dioxid de carbon.
b. în aer umed, expus un timp îndelungat, fierul ruginește.
c. apa pură fierbe la 1000C.
d. gazul metan arde, transformându-se în dioxid de carbon și apă.
2 puncte
6. Pentru a determina volumul unei cutii pe care o are pe bancă, un elev primește cuburi cu latura de 10 cm. Un alt elev primește, pentru determinarea volumului unei alte cutii, cuburi cu latura de 20 cm. Primul elev anunță că 48 de cuburi au umplut perfect cutia sa, iar al doilea anunță că numai 6 cuburi au umplut perfect cutia sa. Încercuiește litera corespunzătoare variantei corecte:
a. volumul primei cutii este mai mare decat volumul celei de-a doua;
b. volumul celei de-a doua cutii este mai mare decat volumul primei cutii;
c. cele două cutii au volume egale;
d. volumul celei de-a doua cutii este de aproximativ 48 cm3.
2 puncte
PARTEA a II-a (50 de puncte)
Pentru următorii itemi se cer rezolvările complete pe foaia de test.
1. Mediul intern al corpului uman este alcătuit din mai multe lichide extracelulare. Unul dintre aceste lichide este sângele, care circulă într-un sistem de vase sanguine. Masa sângelui reprezintă 7% din masa corpului uman. Sângele este compus din plasmă și alte elemente. Masa plasmei reprezintă 55% din masa sângelui. Plasma conține 90% apă. Calculează masa de apă, exprimată in kg, conținută de plasma sângelui unui tanăr cu masa de 50 kg.
12 puncte
2. Alama este un aliaj a două metale: cuprul si zincul. O probă de alamă are masa de 24 g și con-ține 40% cupru. Calculează masa de cupru și masa de zinc din proba de alamă, în grame.
8 puncte
3. Densitatea cuprului este de 8920 g/cm3. Calculați cât cântărește , în kg, o tablă de cupru cu grosimea de 5 mm, cu lungimea de 5 m și lățimea de 50 cm.
15 puncte
4. Costel bea lăptic în fiecare dimineață și seară deoarece i-a zis mama că laptele are mult calciu atât de necesar pentru întărirea oaselor.El bea lapte întotdeauna din același castron cu volumul de 300 ml. Îl umple pe jumătate.( se consideră că o lună are 30 de zile). În câte luni consumă Costel 1 m3 de lapte ? 15 puncte
BAREM TEST DE EVALUARE INIȚIALĂ
Anul școlar 2013-2014
Disciplina Chimie
Clasa a VII-a
Pentru rezolvarea corectă a tuturor cerințelor din partea I si din partea a II-a se acordă 90 de puncte.
Din oficiu se acordă 10 puncte.
PARTEA I (40 de puncte)
PARTEA a II-a (50 de puncte)
Anexa nr.10
TEST DE EVALUARE INIȚIALĂ
Anul școlar 2013-2014
Disciplina Chimie
Clasa a IX-a
Unitatea școlară:________________________________
Numele si prenumele elevului:____________________________
Data susținerii testului:____________________
Pentru rezolvarea corectă a tuturor cerințelor din partea I si din partea a II-a se acordă 90 depuncte. Din oficiu se acordă 10 puncte.
Timpul efectiv de lucru este de 45 minute.
PARTEA I (40 de puncte)
______________________________________________________________________________
Înconjurați varianta corectă:
1. În urma reacției de neutralizare se obține:
sare și apă
sare și bază
sare și acid
acid și bază
2. Denumirea uzuală pentru NaCl este:
vitriol
calcar
sodă caustică
sare
3. Numărul atomic Z reprezintă:
numărul electronilor de pe ultimul strat
numărul protonilor din nucleu
numărul electronilor și numărul neutronilor
numărul protonilor, electronilor, și neutronilor
4. Un acid are întotdeauna în componența lui:
a. metal și nemetal
b. metal și oxigen
c. hidrogen și radical acid
d. grupare hidroxil și metal
10 puncte
5. Scrieți în fața fiecărei cifre din coloana A litera corespunzătoare din coloana B:
A B
……. 1.Grafit a. nu arde, dar întreține arderea
……2.Fier b. nemetal ce conduce curentul electric
……3.Diamant c. metal roșu-arămiu
……. 4.Cupru d. substanța cea mai dură
…….. 5.Oxigen e. metal preponderent în fontă și oțel
10 puncte
6. Completați tabelul de mai jos:
20 puncte
Partea II (50 puncte)
1. Se dă următorul șir de substanțe:
NaCl, O2, CuSO4, H2SO4, KOH, Cu , CO2, Al2O3, Ag2S, HCl, C, Ca(OH)2
Se cere:
a) Clasificați substanțele din șir conform tabelului de mai jos
6 puncte
b) Denumiți fiecare substanță compusă din șir în tabelul dat.
9 puncte
2. Stabiliți coeficienții și precizați tipul reacțiilor date:
KClO3 → KCl + O2↑
Al + H2SO4→ Al2(SO4)3 + H2↑
Fe + Cl2 → FeCl3
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2↑+ H2O
5. Al(OH)3 + HCl → AlCl3+ H2O
10 puncte
3. 80 g hidroxid de sodiu se dizolvă în 120 g de apă.
a) Calculați concentrația procentuală a soluției obținute. 4 puncte
b) Ce culoare capătă soluția în prezența fenolftaleinei? 2 puncte
c) Precizați dacă pH –ul soluției este mai mare sau mai mic decât 7. 2 puncte
d) Indicați denumirea uzuală a hidroxidului de sodiu. 2 puncte
4. 200g calcar de puritate 90 % se supun calcinării formându-se var nestins. Peste acesta se adaugă cantitatea de apă necesară stingerii lui. Se cere:
a) Calculați masa moleculară a CaCO3 2 puncte
b) Scrieți ecuațiile reacțiilor chimice. 5 puncte
c) Câte grame de var nestins se formează? 5 puncte
d) Ce volum de gaz s-a degajat la calcinare? 3 puncte
Se dau: AC=12, ACa=40, AO=16
BAREM TEST DE EVALUARE INIȚIALĂ
Anul școlar 2013-2014
Disciplina Chimie
Clasa a IX-a
Pentru rezolvarea corectă a tuturor cerințelor din partea I și din partea a II-a se acordă 90 de puncte. Din oficiu se acordă 10 puncte.
PARTEA I (40 de puncte)
PARTEA a II-a (50 de puncte)
Lista competențelor specifice vizate
CLASA a VIII-a
Explicarea observațiilor în scopul identificării unor aplicații ale fenomenelor chimice.
Deducerea unor utilizări ale substanțelor chimice pe baza proprietăților fizico-chimice
Formularea de concluzii și de generalizări în scopul demonstrării legii conservării masei în reacțiile chimice.
Formularea de concluzii și de generalizări pentru punerea în evidență a proprietăților fizice și chimice a substanțelor simple.
Formularea de concluzii și de generalizări pentru punerea în evidență a proprietăților fizice și chimice ale substanțelor compuse.
Rezolvarea de probleme în scopul aplicării regulilor/ legilor în studierea reacțiilor chimice.
Aplicarea regulilor/ legilor în scopul rezolvării de probleme.
Lista competențelor specifice vizate
CLASA a VII-a
Clasificarea reacțiilor chimice după unul sau mai multe criterii.
Formularea ipotezelor referitoare la caracteristicile structurale ale diferiților atomi, ioni și molecule.
Rezolvarea de probleme de calcul numeric referitoare la concentrația în procente de masă a soluțiilor.
Aplicarea unor algoritmi de calcul pe baza formulei chimice.
4.2 Folosirea terminologiei specifice chimiei în scopul denumirii elementelor și substanțelor chimice.
Anexa nr. 11
Unitatea școlarǎ: Școala Gimnazială Tupilați Cadru didactic: Condurat Geanina Lăcrămioara
Liceul Tehnologic Nisiporești Nr. ore/ sǎptǎmânǎ:2
Disciplina: Chimie
Clasa: a VII-a
PROIECTUL UNITǍȚII DE ÎNVǍȚARE
,,ATOMUL-PARTICULǍ CONSTITUENTǍ A MATERIEI” (10 ore)
Anexa nr. 12
Unitatea școlarǎ: Liceul Tehnologic Nisiporești Cadru didactic: Condurat Geanina Lăcrămioara
Nr. ore/ sǎptǎmânǎ:2
Disciplina: Chimie
Clasa: a IX-a
PROIECTUL UNITǍȚII DE ÎNVǍȚARE ,,ATOMUL” (6 ore)
Anexa nr. 13
Liceul Tehnologic Nisiporești/Școala Gimnazială Comuna Tupilați
Cadru didactic: Condurat Geanina Lacramioara
Disciplina:Chimie
An școlar: 2013/2014
PROIECT DIDACTIC
Clasa:a VII-a
Titlul lecției: Structura învelișului electronic
Tipul lecției: consolidare a cunoștințelor
Obiective operaționale:
O1: să coreleze numărul și tipul de particule subatomice cu A, Z, sarcina speciei chimice și elementul chimic pe care îl desemnează;
O2: să calculeze numărul de protoni, neutroni, electroni, sarcina electrică a unei specii chimice și numărul ei de masă;
O3: să identifice poziția pe care o ocupă- convențional, față de simbol- masa atomică, numărul atomic, sarcina electrică;
O4: să sesizeze modificările care apar la adăugarea sau scăderea unui anumit număr de particule elementare într-o specie chimică;
O5: să modeleze configurația electronică pentru diverși atomi;
O6: să compare caracteristicile particulelor atomice elementare.
Metode didactice:
joc didactic, instruirea asistată de calculator, problematizarea, modelarea, rezolvarea de exerciții, explicația, conversația
Materiale didactice:
soft educațional- joc didactic ,, Să construim un atom”, calculatoare personale, videoproiector, ecran, fișe de lucru (anexele 1, 2, 3), sistemul periodic al elementelor.
Anexa nr. 14
Liceul Tehnologic Nisiporești
Cadru didactic: Condurat Geanina Lacramioara
Disciplina:Chimie
An școlar: 2013/2014
PROIECT DIDACTIC
Clasa:a IX-a
Titlul lecției: Structura învelișului electronic. Ocuparea straturilor, substraturilor și orbitalilor cu electroni
Tipul lecției: consolidare a cunoștințelor
Obiective operaționale:
O1: să indice numărul de substraturi dintr-un strat și numărul de orbitali dintr-un substrat
O2: să enumere succesiunea de substraturi în ordinea creșterii energiei lor
O3: să modeleze configurațiile electronice ale atomilor folosind regula ,,tablei de șah”
O4: să scrie procesele de ionizare ale unor atomi
O5: să modeleze configurațiile electronice ale unor ioni folosind regula ,,tablei de șah”
Metode didactice:
joc didactic, problematizarea, modelarea, rezolvarea de exerciții, explicația, algoritmizarea
Materiale didactice:
cartonașe cu regula ,,tablei de șah”, sistemul periodic al elementelor,bilețele cu numere atomice Z pentru fiecare elev, manual, cretă, tablă
Anexa 15
TEST DE EVALUARE -ATOMUL
Anul școlar 2013-2014
Disciplina Chimie
Clasa a VII-a…….
Unitatea școlară______________________________________________
Numele și prenumele elevului:____________________________
Data susținerii testului:____________________
Pentru rezolvarea corectă a tuturor cerințelor din Partea I si din Partea a II-a se acordă 90
de puncte. Din oficiu se acordă 10 puncte.
PARTEA I (40 de puncte)
1. Completați spațiile punctate:
a) Atomul este din punct de vedere electric……………
b) Izotopii hidrogenului se numesc……….., …………… și ………….
c) În nucleu se găsesc particule numite ………….. și ……………., iar învelișul electronic este format din…………..
d) Z se numește………, iar A se numește ………………
e) Atomii cu același număr de protoni formează un………………
f) Unitatea de cantitate de materie se numește ………….
g) Numărul maxim de electroni de pe un strat n este ………… 18 puncte
2. Notați cu A (adevărat) sau F (fals) următoarele enunțuri:
a) Izotopii sunt atomi ai aceluiași element chimic cu număr egal de neutroni și număr diferit de protoni.
b) Nucleul atomului este mic, așezat central, are masă neglijabilă și este încărcat electric pozitiv.
c) Masa atomică relativă se găsește în sistemul periodic al elementelor sub simbolul chimic.
d) Configurația stabilă de dublet este caracteristică oricărui element cu 2 electroni pe stratul K.
e) Stratul cel mai apropiat de nucleu și cu energia cea mai mică este K.
f) Numărul lui Avogadro exprimă numărul de atomi care se găsește într-un mol, indiferent de element. 12 puncte
3. Scrieți 20 simboluri chimice și denumirile elementelor respective. 10 puncte
PARTEA II(50 de puncte)
4. Completați tabelul de mai jos:
20 puncte
5. Realizați următoarele transformări:
a) 93 g P în moli
b) 0.5 kmoli C în g
c) 4 moli Ca în număr de atomi
d) 6,023 x 1025 atomi S în moli
e) 4,8 g Mg în număr de atomi
20 puncte
6. Se dă elementul Na care are A=23 și Z= 11. Se cere:
a) care este stratul în curs de completare
b) precizați dacă are configurație stabilă
c) numărul electronilor de valență
d) stratul pe care se află electronul distinctiv. 10 puncte
Se dă A pentru elementele : P-31, C-12, Ca-40, S-32, Mg-24
BAREM TEST DE EVALUARE – ATOMUL
Anul școlar 2013-2014
Disciplina Chimie
Clasa a IX-a
Pentru rezolvarea corectă a tuturor cerințelor din partea I și din partea a II-a se acordă 90 de puncte. Din oficiu se acordă 10 puncte.
PARTEA I (40 de puncte)
PARTEA II (50 de puncte)
4. Tabelul completat
20 spații de completat x 1punct fiecare = 20 puncte
5. a) 3 moli de atomi P,
b) 6000 g C,
c) 4 x 6,023 x 1023 atomi Ca,
d) 200 moli de atomi S,
e) 0,2 x 6,023 x 1023 atomi Mg
Fiecare răspuns corect este punctat cu 4 puncte ( 4 x 5 = 20 puncte)
6. a) M (2 puncte)
b) nu (3 puncte)
c) 1 electron de valență ( 3 puncte)
d) M (2 puncte)
Anexa nr.16
TEST DE EVALUARE –ATOMUL- clasa a IX-a
Anul școlar 2013-2014
Pentru rezolvarea corectă a tuturor cerințelor din partea I si din partea a II-a se acordă 90 depuncte. Din oficiu se acordă 10 puncte.
Timpul efectiv de lucru este de 45 minute.
PARTEA I (40 de puncte)
______________________________________________________________________________
Înconjurați varianta corectă:
1. Un strat n poate fi ocupat cu un număr de electroni de:
a. 3 b. 2 c. 0 d. 1
2. Electronii din stratul exterior se numesc electroni:
a. periferici b. de valență c. distinctivi d. cu spin opus
3. Argonul este izoelectronic cu ionii:
a. K+ b. Cl- c. Mg2+ d. cu niciunul
4. Un substrat de tip p are un număr de orbitali egal cu:
a. 1 b. 7 c. 5 d. 3
10 puncte
5. Scrieți în fața fiecărei cifre din coloana A litera corespunzătoare din coloana B:
A B
……. 1. [Ne] 3s2 3p5 a. atomul unui gaz rar
……2. [Ne] 3s1 b. atom cu 16 electroni în înveliș
……3. [He] 2s2 2p6 c. atomul unui metal alcalin
……. 4. [Ne] 3s2 3p4 d. configurația electronică a clorului
e. alement din grupa a VII-a A și perioada 3
20 puncte
6. Identifică elementele ale căror structuri ale învelișului sunt:
a) 1s2 b) [Ar] 4s1 3d10 c) [Ne] 3s2 3p3 d) [He] 2s2 2p1
10 puncte
Partea II (50 puncte)
1. Completați tabelul de mai jos:
20 puncte
2. Arată care din elementele următoare au configurații electronice ce prezintă orbitali monoelectronici:
a) Ca b) P c) Fe d) He
10 puncte
3. Indică configurațiile incorect reprezentate. Corectează greșelile realizând configurațiile electronice adecvate, considerând că numărul total de electroni ai speciei este egal cu cel din configurația scrisă greșit:
a) 1s3 2p1 b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 c) 2s2 2p6 3p4 d) 1s2 2s2 3s2 3p1
20 puncte
BAREM TEST DE EVALUARE – ATOMUL
Anul școlar 2013-2014
Disciplina Chimie
Clasa a IX-a
Pentru rezolvarea corectă a tuturor cerințelor din partea I și din partea a II-a se acordă 90 de puncte. Din oficiu se acordă 10 puncte.
PARTEA I (40 de puncte)
PARTEA a II-a (50 de puncte)
Declarație de autenticitate,
Subsemnatul/a CONDURAT GEANINA- LĂCRĂMIOARA, cadru didactic la scoala LICEUL TEHNOLOGIC NISIPOREȘTI, din localitatea NISIPOREȘTI, COMUNA BOTEȘTI, judetul NEAMȚ, înscrisă la examenul de acordare a gradului didactic I, seria 2013-2015, cunoscând dispozițiile articolului 292 Cod penal cu privire la falsul in declarații, declar pe propria răspundere următoarele:
a) lucrarea a fost elaborată personal și îmi aparține în întregime;
b) nu am folosit alte surse decât cele menționate în bibliografie;
c) nu am preluat texte, date sau elemente de grafică din alte lucrări sau din alte surse fără a fi citate și fără a fi precizată sursa preluării, inclusiv în cazul în care sursa o reprezintă alte lucrări ale subsemnatului CONDURAT GEANINA- LĂCRĂMIOARA;
d) lucrarea nu a mai fost folosită în alte contexte de examen sau de concurs.
Dau prezenta declarație fiindu-mi necesară la predarea lucrării metodico-științifice în vederea avizării de către conducătorul științific, doamna LECTOR DR. MIRELA GOANȚĂ.
Declarant,
(nume, prenume) CONDURAT GEANINA- LĂCRĂMIOARA
( semnătura)………………………………
Data 29.08.2014
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Jocul Didactic In Studiul Structurii Atomului (ID: 159705)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.