Lucrare metodico științifică [309201]

UNIVERSITATEA „OVIDIUS” [anonimizat] I [anonimizat]. Univ. Dr. Viorica POPESCU

Candidat: [anonimizat] – Denis NIAZI

Liceul Tehnologic „Axiopolis”

Cernavodă, Jud. Constanța

Constanța

2019

UNIVERSITATEA „OVIDIUS” [anonimizat] ,

Conf. Univ. Dr. Viorica POPESCU

Candidat: [anonimizat] – Denis NIAZI

Liceul Tehnologic „Axiopolis”

Cernavodă, Jud. Constanța

Constanța

2019

CUPRINS

ARGUMENT

CAPITOLUL 1 . Aplicațiile electrolizei

Electroliza …………………………………………………………………………………….

Legile electrolizei

Obținerea metalelor prin electroliză

Obținerea nemetalelor prin electroliză

Electroliza metodă de purificare a metalelor

Electroliza metodă de obținere a unor substanțe compuse

Electroliza metodă de combatere a coroziunii

Galvanotehnica

Galvanostegia

Galvanoplastia

Celulele electrochimice

Metode de analiză bazate pe electroliză

Polarografia

Electrogravimetria;

Electroforeza.

Aplicații noi ale electrolizei.

Electroepilarea

CAPITOLUL 2. [anonimizat] – educativ la capitolul Aplicațiile electrolizei

Cubul

Bulgarele de zăpadă

Știu/vreau să știu/am învățat

Metoda ciorchinelui

Mozaicul

Instruirea asistată de calculator (I.A.C.)

Advanced electronic learning (AeL) [anonimizat]-[anonimizat] (Go-lab)

[anonimizat] – educativ la capitolul Aplicațiile electrolizei

CAPITOLUL 3. Metodologia cercetării pedagogice

Cercetarea pedagogică

Proiectarea pedagogică

Analiza și interpretarea rezulatelor testelor inițiale

Analiza și interpretarea rezulatelor testelor de progres

Analiza și interpretarea rezulatelor testelor sumative

Analiza și interpretarea rezultatelor chestionarelor de satisfacție aplicate elevilor

CONCLUZII GENERALE

BIBLIOGRAFIE

ANEXE

ARGUMENT

„[anonimizat], [anonimizat].”

Valeriu Cabac

AeL (Advanced electronic Learning) – o [anonimizat] – evaluare ce oferă ocazia elevilor de a-[anonimizat], iar profesorilor de a pune bazele unei învațari temeinice. [anonimizat].

Reforma curriculară a învățamântului românesc trebuie să aibă ca preocupare majoră cultivarea gândirii logice și acumulării unor capacități de care elevul să se poată folosi în viață. Aceasta se poate realiza printr-o îmbinare adecvată a metodelor moderne cu cele tradiționale. Pornind de la ideea că informatica a devenit în zilele noastre un instrument esențial de lucru pentru totalitatea știintelor și domeniilor tehnice, este firesc ca învățarea electronică să fie aplicată și în domeniul chimiei.

Chimia este una din științele naturii ce are ca obiect de studiu compoziția, structura și schimbarile materiei și are aplicabilitate aproape nelimitată in viața de zi cu zi. Electroliza are nenumărate aplicații in industrie , permițând obținerea unor cantități mari de produse importante cum ar fi : hidrogenul, oxigenul, clorul, hidroxizii alcalini, peroxizii, oxiclorurile etc.

Conținutul digital educațional AeL este proiectat și prezentat intr-o manieră modernă și atractivă. Lecțiile interactive îmbunătățesc performanța școlară și contribuie la atingerea obiectivelor operaționale propuse, la formarea de aptitudini, abilități și competențe.

Prin conținutul digital AeL profesorul poate amesteca în mod optim divertismentul cu educația. Activitățile pe domeniul chimiei fiind foarte diverse: experimente, simulări, filme, teste interactive stimulează și motivează orice tip de cursant.

AeL abordează învățarea centrată pe elev. Elevul poate să exploreze, să decopere sau să gasească soluții, poate să formuleze propriile concluzii și să își construiască propriul bagaj de cunoștințe într-un mediu virtual sigur.

Educația modernă nu se mai bazează pe memorare, ea trebuie să dea posibilitatea elevului de a descoperi prin experimentare. Rolul AeL eContent este acela de a aplica orientările moderne ale teoriilor pedagogice privind rolul elevului în procesul de predare – învățare, facilitând colaborarea cu colegii și profesorul în rezolvarea sarcinilor de lucru și dezvoltarea capacității de argumentare și exprimare a propriului punct de vedere.

Un alt portal ce vine în ajutorul profesorilor și al elevilor este Go-Lab (Global Online Science Labs). Obiectivul principal al portalului Go-Lab (http://www.golabz.eu) este de a oferi profesorilor și elevilor o platformă foarte simplă și atractivă, care să vină în sprijinul activităților de învățare prin interogare desfășurate în cadrul orelor de științe. Pe de altă parte, portalul Go-Lab își propune să ofere elevilor o experiență de utilizare unică, axată pe interactivitate, precum și interfețe cu utilizatorul și servicii transparente pentru efectuarea experimentelor virtuale și/sau la distanță. Una dintre cele mai importante utilizări preconizate pentru mediul Go-Lab este cea de vector de acces a unui număr mare de laboratoare online grație arhivei aferente. Laboratoarele pot fi accesate și folosite independent de celelalte resurse Go-Lab sau pot fi integrate și folosite în cadrul spațiilor de învățare prin interogare (ILS) create.

Go-Lab oferă:

un ansamblu de laboratoare la distanță, experimente virtuale și seturi de date (denumite generic „laboratoare online”), grupate în portalul Go-Lab

un mediu de creație, care permite integrarea acestor laboratoare online în spații de învățare structurate pedagogic

aplicații online cu rol de eșafodaj cognitiv pentru elevi și oportunități de interacțiune socială.

În aceasta lucrare ași dori să prezint evoluția unor clase paralele pe parcursul a doi ani școlari, folosind metode tradiționale la una din ele (clasa martor) iar la cealaltă metode moderne de instruire asistată pe calculator , AeL , Go –Lab (Global Online Science Labs). Urmarirea progresului școlar al celor două clase se va realiza prin aplicarea unor teste formative la sfarșitul unei unități de învățare și deasemenea prin aplicarea unor chestionare de analiză a satisfacției și motivării referitor la lecțiile din unitatea de învățare respectivă.

Capitolul 1 Aplicațiile electrolizei abordează din punct de vedere stiințific electroliza cu referire la definiție, legile electrolizei, la numeroasele ei aplicații în industrie la obținerea metalelor și nemetalelor, la rafinarea metalelor, galvanotehnica, dar și aplicații practice mai noi ale electrolizei.

Capitolul 2. Elaborarea și experimentarea de tehnici AeL utilizate în procesul instructiv – educativ la capitolul Aplicațiile electrolizei abordează câteva concepte teoretice privind atât metodele și strategiile didactice moderne cât și cele tradiționale .

S-a încercat apoi elaborarea și experimentarea unor tehnici AeL de predare – învățare, crearea și folosirea de laboratoare online și spații de învățare cu ajutorul platformei Go-Lab , utilizând metode didactice moderne care, alături de mijloace și forme de organizare a activității la clasă, duc la o mai bună înțelegere a temelor studiate.

Pentru a verifica eficiența aplicării unor astfel de tehnici, s-a realizat un experiment ce a avut ca scop evaluarea elevilor la două clase paralele, o clasă martor la care predarea s-a făcut în mod tradițional și o clasă experiment la care predarea s-a făcut utilizând tehnici Ael de predare – învățare.

Capitolul 3. Metodologia cercetării pedagogice descrie experimentul pedagogic, rezultatele obținute, analiza și interpretarea datelor și concluziile.

Scopul experimentului pedagogic desfășurat a fost optimizarea învățării prin introducerea tehnicilor AeL în procesul instructiv-educativ la capitolul „Aplicațiile electrolizei”. Am urmărit demonstrarea eficienței folosirii tehnicilor AeL pe parcusul procesul de predare-învățare în dezvoltarea capacității elevilor de a corela cunoștințe teoretice și abilități practice, de a analiza și rezolva probleme, în cunoașterea și înțelegerea proceselor chimice din viața cotidiană.

Capitolul 1

Electroliza

Electroliza reprezintă totalitatea fenomenelor care au loc la trecerea curentului electric continuu prin soluția sau topitura unui electrolit. Fenomenul constă în migrarea ionilor la electrozi, neutralizarea acestora, apoi reacția produșilor formați între ei sau cu moleculele de solvent. O instalație de electroliză este compusă din: sursă de curent continuu, cuva cu electrolit, cei doi electrozi. Anodul este legat la polul pozitiv (+), iar catodul la polul negativ (-). La catod are loc descărcarea cationilor care acceptă electronii cedați de sursa de curent continuu, aici având loc procesul de reducere. La anod se vor descărca anionii intr-un proces de oxidare.

Electroliza este un proces redox nespontan, întrucât energia este furnizată din afară.

Figura 1 – Celula de electroliză

Polarizare electrolitică

Fiecare proces de electroliză necesită o anumită cantitate de energie. Această energie este formată dintr-o parte reversibilă , ce poate fi recuperată la inversarea procesului electrolitic (în pile) și o parte ireversibilă ce se transformă în căldură și folosește la învingerea rezistenței soluției de electrolit.

Pentru ca să poată trece curentul electric, diferența de potențial aplicată la borne trebuie să învingă o forță contrarie. Formarea acestei f. e. m. contrarii se numește polarizare electrolitică. De exemplu: la electroliza unei soluții de HCl untilizând electrozi de platină, la aplicarea unei tensiuni mici ionii H+ se îndreaptă spre catod (unde se descarcă formând H2 care este absorbit de Pt). Ca urmare, în catodul de platină arezultat un electrod de hidrogen. În mod similar, anodul a format un electrod de clor : Pt, H2 / HCl /Cl2, Pt.

S-a format o pilă cu f.e.m. opusă tensiunii aplicate. La creșterea tensiunii exterioare presiunile H2 și Cl2 crsc până ce egalează presiunea exterioară (de obicei presiunea atmosferei: p = 1 atm) și cele două gaze se degajă. Când tensiunea de polarizare are valoare maximă polarizarea încetează și începe electroliza.

Tensiunea de electroliză este f.e.m. minimă pentru ca descompunerea să aibă loc continuu. Este dată de suma dintre tensiunea de descompunere, supratensiunea și tensiunea necesară învingerii rezistenței electrice:

Eelectroliză = Ea – Ec + IR + ωC + ωA

Supratensiunea se datorează proceselor chimice lente ce pot apărea la electrozi sau în soluție. Supratensiunea depinde de natura electrodului (exemplu: H2 are cea mai mare supratensiune pe mercur), de starea suprafeței electrodului, de densitatea de curent, de pH, de temperatură.

Electroliza cu catod de mercur se foloseste pentru separări deoarece pe mercur hidrogenul are o supratensiune mare ceea ce face ca el să se degaje la un potențial mai negativ.

Legile electrolizei

Legile electrolizei au fost descoperite de Faraday în 1833. Ele sunt în număr de două:

1). Masele de substanțe depuse, degajate sau dizolvate la cei doi electrozi sunt proporționale cu cantitatea de electricitate trecută prin electrolit:

m ≈ Q ≈ It

2). Masele de substanțe depuse, degajate sau dizolvate la cei doi electrozi prin trecerea aceleiași cantități de electricitate sunt proporționale cu echivalenții chimici ai substanțelor:

m ≈

Cele două legi pot fi scrise:

m =It = kIt

unde k =

k = echivalent electrochimic (masa de substanță depusă la trecerea unui curent de 1 A timp de o secundă.

[ k] S.I. = =

A= masa atomică a elementului depus

n = numărul de electroni implicați

Un faraday (F) este sarcina unui mol de electroni:

F = NAe

Valoarea sa este F = 96500 C. Se poate stabili valoarea NA:

NA = = = 6,022∙1023

Pentru depunerea electrolitică a unui echivalent- gram de orice substanță este necesară o cantitate de electricitate egală cu un faraday.

Randamentul de curent se calculează cu formulele :

ƞ = ∙ 100

ƞ = ∙ 100

Qt = cantitatea de electricitate teoretică

Qp = cantitatea de electricitate practică

Întodeauna Qp > Qt deoarece o parte din curent se utilizează pentru învingerea rezistenței electrice a soluției și a supratensiunilor de electrod.

Obținerea metalelor prin electroliză

Prin electroliza sărurilor topite se obțin metale cum ar fi: Li, Na, K, Ca, Mg, Al, Cs, Ba. Prin electroliză se pot rafina metale ca : Zn, Cu, Ag, Au, Ni.

Una din aplicațiile electrolizei cu anozi activi (care se consuma in decursul electrolizei) este electrorafinarea. Această metodă este utilizată în procesul de obținere a cuprului de mare puritate și pentru recuperarea metalelor prețioase. De fapt, rafinarea electrolitică reprezintă ultima etapă în metalurgia cuprului.

Electroliza cuprului are loc astfel:

Figura 2 – Rafinarea cuprului prin electroliză

În baia de electroliză ce conține ca electrolit o soluție acidulată de CuSO4 se introduc o serie de plăci groase de cupru impur si se leaga de anodul sursei de curent. Între plăcile anodice se intercalează plăci subțiri de cupru pur, legate la polul negativ al sursei de curent. În aceste condiții trec în soluție din plăcile anodice numai ionii de cupru și ionii impurităților metalice, care se găsesc în seria tensiunilor electrochimice înaintea cuprului. La catod se descarcă numai ionii de cupru, potențialul de descărcare al celorlalți fiind mai ridicat, aceștia răman în soluție. Celelalte impurități cu potențialul mai electropozitiv, aflate în plăcile anodice de cupru se acumulează prin depunere pe fundul băii de electroliză, formând așa-numitul nămol anodic care constituie la rândul său o sursă pentru obținerea acestor elemente.

La anod : Cu → Cu2+ + 2e-

La catod: Cu2+ + 2e- → Cu

Reacția totală: Cu2+ + Cu → Cu + Cu2+

Obținerea nemetalelor prin electroliză

Prin electroliză se pot obține nemetale : F2 (singura metodă ), Cl2, O2, H2. Electroliza permite obținerea unor substanțe organice : sinteza anodică Kolbe, reducerea electrochimică a nitroderivaților etc.

Electroliza apei acidulate

Se folosesc electrozi confecționați din Pt sau din cărbune. Dacă apa este acidulată cu H2SO4 au loc următoarele procese chimice la cei doi electrozi:

H2SO4 + 2H2O ↔ 2H3O+ + SO42-

4 H2O ↔ 2H3O+ + 2HO-

A(+) SO42- C(-) 2H3O+

HO- 2H3O+

A(+) 2HO- – 2e- → H2O + • O •

• O • → 1/2O2

C(-) 2H3O+ + 2e- → 2H2O + 2H+

2H • → H2

În soluție rămân ionii: 2H3O+ + SO42-

Electroliza apei alcalinizate

Dacă apa este alcalinizată cu hidroxid de sodiu

NaOH ↔ Na+ + HO-

2H2O ↔ H3O+ + HO-

A(+) HO- C(-) Na+

HO- H3O+

A(+) 2HO- – 2e- → H2O + • O •

• O • → 1/2O2

C(-) 2H3O+ + 2e- → 2H2O + 2H+

2H • → H2

În soluție rămân ionii: Na+ + HO-

Electroliza soluției apoase de NaCl

Anodul este confecționat din cărbune, iar catodul din Fe perforat. Ecuațiile reacțiilor chimice care au loc sunt :

NaCl ↔ Na+ + Cl-

2H2O ↔ H3O+ + HO-

A(+) Cl- C(-) Na+

HO- H3O+

A(+) 2Cl- – 2e- → 2Cl •

2Cl • → Cl2

H3O+ – 2e- → 1/2O2 + 2H+

C(-) Na+ + e- → Na

2H2O + 2e- → H2 + 2HO-

Potențialul de reducere al apei fiind mai mic ca al anionului de Na+, se va reduce întâi apa, pentru aceasta fiind necesară o energie mai mică.

Ecuația reacției globale este:

2NaCl + 2H2O → H2 + Cl2 + 2NaOH

Electroliza topiturii de clorură de sodiu (NaCl)

În topitură clorura de sodiu este complet ionizată:

NaCl ionizare Na+ + Cl-

În timpul procesului de electroliză, sub influența curentului electric au loc urmatoarele reactii chimice:

La catod C(-): Na+ + 1e- → Na ↓ reacție principală; reactie de reducere

La anod A(+): Cl- – 1e- → Cl• reacție principală; reacție de oxidare

2Cl → Cl2 ↑ reacție secundară

Ecuația reactiei globale este:

2NaCl electroliză 2Na↓ + Cl2↑

Punctul de topire al NaCl este 801˚C. Pentru a scădea i se adaugă ca mordant CaCl2 , amestecul obținut având p.t. = 600˚C.

1.7 Electroliza metodă de combatere a coroziunii

Coroziunea este un proces de degradare superficială sau în adâncime a unui metal sub acțiunea agenților chimici ( apa, oxigenul sau diverse substanțe din mediul exterior).

După factorii care provoacă degradarea, se deosebesc două tipuri importante de coroziune:

Coroziunea chimică – datorată acțiunii gazelor uscate sau a neelectrolițior.

Coroziunea electrochimică – provocată de prezența apei și a electrolițior.

Coroziunea chimică

După aspectul distrugerii, coroziunea spoate fi clasificată în:

Coroziune continuuă – când întreaga suprafață a metalului este cuprinsă de acțiunea mediului agresiv.

Coroziune locală – când distrugerea are loc numai pe anumite porțiuni ale metalului.

Procesele de coroziune sunt amorsate și stimulate într-o serie de cazuri de elemente biologice: bacterii, ciuperci microscopice, alge, flagelate, protozoare. Acest lucru duce la orientarea cercetărilor spre „coroziunea microbiologică”. Combaterea coroziunii microbiologice constituie una din căile de prevenire a risipei de metal și de economisire a resurselor materiale.

Practic toate metalele, cu excepția aurului și a platinei, se corodează. Pentru a preîntâmpina coroziunea, o serie de metale cu potențiale de reducere scăzute (potențiale de oxidare mari), de exemplu fierul sau aliaje ca alama cese acoperă pe cale electrolitică cu metale cu potențiale de reducere mai mari. Acest procedeu se numește galvanizare. Pentru nichelare se folosește drept electrolit o soluție de sulfat de nichel, conținând sulfat de amoniu, sulfat de magneziu și acid boric. Cromarea se realizează într-o soluție acidulată de acid cromic.

Anual, sunt produse milioane de tone de fontă și oțel în întreaga lume. Oțelul și fonta se corodează foarte ușor. Aproape 12 % din fierul obținut anual se transformă într-o pulbere numită rugină, care corespunde formulei chimice FeO(OH).

1.7.1. Galvanostegia

În scopul protejării împotriva coroziunii, pentru decorare cu straturi metalice subțiri cu aspect estetic (crom, nichel etc.), dar și pentru a obține acoperiri cu metale nobile (aur, argint, platină etc.) se pot realiza depuneri metalice pe diferite obiecte printr-un proces tehnologic electrochimic denumit galvanostegie. Conform legii lui Faraday și ținând cont de randamentul de curent al procesului, grosimea stratului metalic depus variază direct proporțional cu durata electrolizei.

Figura 3 – Depunerea electrochimică a argintului pe obiectele de uz casnic în

scop decorativ–protector

Obiectul pe care se realizează depunerea metalică se așează la polul negativ

(catodul) celulei de electroliză, deoarece aici se desfășoară reacția electrochimică

de reducere a ionilor metalici din soluția de electrolit, cu obținerea metalului pur.

O variantă de protejare și decorare a obiectelor din aluminiu este depunerea

electrolitică, pe suprafața acestora, a unui strat subțire de oxid de aluminiu, procedeu numit eloxare.

Astfel, obiectul din aluminiu se așează la polul pozitiv (anodul) al celulei de electroliză, care conține ca electrolit o soluție diluată de H2SO4, și în care se adaugă diverși coloranți. Pe întreaga suprafață a obiectului are loc depunerea unui strat de Al2O3 colorat.

Procesele care se desfășoară la electrozi sunt:

La catod C(–): 6H3O+ (aq) + 6e- →3H2 (g) + 6H2O

La anod A(+): 2Al (s) + 9H2O (l) → Al2O3 (s) + 6H3O+ (aq) + 6e-

Reacția globală: 2Al (s) + 3H2O (l) → Al2O3 (s) + 3H2 (g)

Procedeul eloxării aluminiului este aplicat pentru obținerea profilelor metalice cu nuanțe de bronz sau alte culori, utilizate în construcția clădirilor.

1.7.2. Galvanoplastia

Se pot obține unele obiecte prin confecționarea unui mulaj care se așează la catodul celulei de electroliză. Pe mulajul respectiv se depune metal, apoi se scoate mulajul, iar forma metalică se va utiliza ca matriță pentru obținerea altor obiecte (CD-uri, DVD-uri, medalii, monede etc.). Acest proces tehnologic electrochimic este denumit galvanoplastie.

Figura 4 – Galvanoplastia , metodă electrochimică de obținere a matrițelor

DVD-urilor

1.10 Metode de analiză bazate pe electroliză

Electroplacarea

Constă în aplicarea unui start fin, ornamental și protector al unui metal pe altul. Este o tehnică comună utilizată pentru a îmbunatați aparența și durabilitatea unor obiecte metalice. De exemplu aur și platină sunt aplicate pe bijuterii fabricate din materiale ieftine. Grosimea acestor straturi variază între 0.03 și 0.05 mm.

Compoziția băii de electrolit variază, și este des ținută secret, dar de obicei ea depinde de metalul ce urmează a fi depozitat, și poate afecta durabilitatea si calitatatea suprafeței. De exemplu, argintul depus dintr-o solutie de nitrat de argint nu se lipeste prea bine de o suprafata metalică. Dacă este depus dintr-o soluție ce contine ioni de Ag(CN)2-, atunci el aderă bine și capată și luciu. Alte metale ce sunt electroplacate în asemenea băi sunt aurul și cadmiul. Nichelul, ce poate și el să fie folosit ca start protector, este placat dintr-o soluție de sulfat de nichel, iar cromul este placat dint-o solutie de H2CrO4.

Anumiți monomeri (stiren) sunt ușor de folosit pentru a crea anioni organici. Acești anioni pot polimeriza într-un proces numit polimerizare anionică. Se poate folosi un circuit electric pentru a porni acest proces, polimerul localizându-se la catod. Dacă este gândit bine procesul, se poate utiliza la placarea organică a metalului. Acest proces a fost folosit pentru a vopsi mașinile noi, avantajul constând că el are loc în apă, nemaifiind nevoie de spray-uri cu solvenți organici volatili.

Alte aplicații

Electroliza se mai utilizează în instrumente de măsurare ale pH-ului. Aceste instrumente compară pH-ul soluției cu cel al electrodului corespunzator.

O altă aplicație este utilizarea electrolizei la eliminarea părului nedorit de pe corp. Eliminarea părului are loc prin aplicarea unei tensiuni foarte mici într-o soluție de NaCl ce se află la rădacina părului. În urma electrolizei rezultă NaOH ce arde rădăcina părului, distrugând firul. Această tehnică este scumpă și deține critici. Produce durere în funcție de zona ce este electrocutată, durerea putând fi chiar uriașă în cazul unor tensiuni prea mari.

Electroliza se mai utilizează în industria uleiului comestibil, în instalațiile de întărire a grăsimilor atât animale cât și vegetale.

Importanța electrolizei

Prin electroliză se obțin mai multe produse chimice importante: hidroxidul de sodiu rezultă prin electroliza unei soluții apoase de clorură de sodiu odată cu clorul și hidrogenul; tot pe cale electrolitică se prepară hipocloriții de potasiu și de sodiu (KClO3, NaClO3), permanganatul de potasiu (KMnO4); prin descompunerea electrolitică a apei se obțin cantități mari de oxigen și hidrogen etc.

În metalurgie se aplică electroliza pentru extragerea unor metale din compuși, de exemplu Na, Al, sau la rafinarea Cu, Zn, Pb etc.

Capitolul 2

CAPITOLUL 2. Elaborarea și experimentarea de tehnici AeL utilizate în procesul instructiv – educativ la capitolul Aplicațiile electrolizei

METODE INTERACTIVE DE ÎNVĂȚARE

2.1.1. Cubul

Metoda și-a luat numele de la mijlocul didactic (un cub) folosit pentru împarțirea sarcinilor didactice către elevi. Metoda valorifică reasursele elevilor și reprezintă o modalitate de predare – învățare la care elevii participă conștient și activ, descoperă cunoștințe noi și relațiile dintre ele. Este o metodă ce dezvoltă foarte mult gândirea critică. Învățarea este structurată , elevii trebuie să rezolve cele șase sarcini corespunzătoare fețelor cubului.

Metoda se utilizează atunci când dorim să aflăm cât mai multe informații despre un fenomen, o teorie ș. a. , privindu-le pe acestea din diverse puncte de vedere. Pentru aplicarea metodei profesorul pregătește un cub din carton pe ale cărui fețe înscrie cele șase sarcini: descrie, compară, asociază, analizează, aplică, argumentează. Metoda se poate utiliza individual , întorcând o față a cubului și propunându-le elevilor sarcina ca o activitate independentă, sau pe grupe de 4-5 elevi, fiecare grupă primind spre rezolvare una din cele șase sarcini, fie frontal, profesorul prezintă o față a cubului, citește sarcina și o dezbate cu întreaga clasă.

Abordarea conținutului studiat se poate face în ordinea complexității sarcinilor urmând astfel traseul firesc al dobândirii cunoștințelor astfel:

1. Descrie: culorile, formele, mărimile, etc. (elevii îndeplinesc această sarcină cercetând cum arată, ce caracteristici are obiectul studiat)

2. Compară: Cu ce/Cu cine este asemănător? De cine/Ce este diferă?(determină elevii să sesizeze asemănări și deosebiri).

3. Asociază: La ce te îndeamnă să te gândești?(elevii caută analogii, corelații cu alte experiențe sau fenomene).

4. Analizează: Din ce e făcut?, Din ce se compune? (elevul menționează și „disecă” elementele componente).

5. Aplică: Ce poți face cu acesta? La ce poate fi folosit?

6. Argumentează: pro sau contra și enumeră motivele care vin în sprijinul afirmației tale. E bine să folosim…?, E bun sau e rau?, Periculos sau nu?, De ce?

2.1.2. Bulgărele de zăpadă

Metoda presupune reducerea numărului de elemente, aspecte, fațete ale unei probleme/situații pentru focalizarea asupra celor esențiale. Se recomandă următoarele etape:

Împărțiți grupul în echipe de 7-8 persoane

Enunțați tema

Fiecare membru notează pe un post-it ideea sa și o pune pe centrul mesei

Fiecare membru citește toate ideile și le ierarhizează (1-8). Se vor reține primele 2-3.

Se reunește tot grupul cu cele 2 idei de la fiecare și se repetă algoritmul, astfel se vor reține doar ideile/aspectele pe care tot grupul le consideră relevante.

.

Dacă ne uităm cu atenție, observăm că cele două metode – CUBUL și BULGĂRELE de ZĂPADĂ – sunt complementare prin ceea ce propun spre realizare. CUBUL îi va ajuta pe elevi să privească tema din diferite perspective, exercitând diferite proceduri, iar BULGĂRELE de ZĂPADĂ îi va ajuta să reducă numărul de elemente, aspecte, fațete ale unei probleme/situații pentru focalizarea asupra celor esențiale, rămânând în consens. Atribuirea perspectivei de lucru pentru fiecare grup în cadrul CUBULUI se poate face aleatoriu (după împărțirea pe grupe –6- se rostogolește cubul și fiecare grupă reține perspectiva care pică cu fața în sus) sau după preferințele elevilor dintr-un grup; sau chiar profesorul poate atribui fiecărui grup câte o perspectivă. Modul de atribuire a perspectivei rămâne la alegerea și cumpănirea profesorului, în funcție de timpul pe care îl are la dispoziție, de cât de bine cunoaște colectivul de elevi, dinamica colectivului clasei, etc. Prezentările fiecărui grup din perspectiva care i-a revenit trebuie să fie văzute de ceilalți, discutate, completate în urma discuțiilor. Dacă ne-am opri aici, rezultatul ar fi prea stufos, oarecum ca un mozaic divers colorat. E nevoie de o structură, e necesar să se convină asupra aspectelor care merită a fi reținute. Cine poate să judece asta? Ar putea să o facă profesorul, dar asta ar fi o imixtiune, ar putea chiar să pară elevilor ca exercitarea autorității fără a participa la lucru, sentiment nesănătos și descurajant. Dar utilizând BULGĂRELE de ZĂPADĂ , elevii pot să reanalizeze ceea ce s-a produs și să rețină ce este relevant. Reîmpărțiți elevii în grupe mai mari, de 7-8. Fiecare va nota pe un post-it aspectul, perspectiva, problema care i s-a părut cea mai interesantă și o plasează în centrul mesei. Din 8 propuneri se rețin 3; continuați procedura până cănd întreaga clasă a fost de acord cu 3 aspecte/probleme, etc. Ceea ce se obține remarcabil prin utilizarea coroborată a celor două metode este implicarea tuturor elevilor cu minimum de „conflicte” și apoi, finalizarea, construirea propriu-zisă tot cu participarea tuturor; odată ce a fost de acord și a sprijinit, a „votat” pentru o idee va trebui și să o pună în operă. Chiar dacă nu este ideea lui, dar a găsit-o bună, a aderat la ea, elevul va lucra cu mai multă seriozitate și chiar plăcere.

2.1.3. Știu/vreau să știu/am învățat

Cu grupuri mici sau cu întreaga clasă, se trece în revistă ceea ce elevii știu deja despre o anumită temă și apoi se formulează întrebări la care se așteaptă găsirea răspunsului în lecție.

Pentru a folosi această metodă puteți parcurge următoarele etape :

Cereți-le la început elevilor să formeze perechi și să facă o listă cu tot ce știu despre tema ce urmează a fi discutat și

construiți pe tablă un tabel cu următoarele coloane:

Cereți apoi câtorva perechi så spunå celorlalți ce au scris pe liste și notați lucrurile cu care toatå lumea este de acord în coloana din stânga. Poate fi util så grupați informațiile pe categorii.

În continuare ajutați-i pe elevi să formuleze întrebări despre lucrurile de care nu sunt siguri. Aceste întrebări pot apărea în urma dezacordului privind unele detalii sau pot fi produse de curiozitatea elevilor. Notați aceste întrebări în coloana din mijloc.

Cereți-le apoi elevilor să citească textul.

După lectura textului, reveniți asupra întrebărilor pe care le-au formulat înainte de a citi textul și pe care le-au trecut în coloana „Vreau să știu“. Vedeți la care întrebări s-au găsit răspunsuri în text și treceți aceste răspunsuri în coloana „Am învățat“. În continuare, întrebați-i pe elevi ce alte informații au găsit în text, în legătură cu care nu au pus întrebări la început și treceți-le și pe acestea în ultima coloană.

Întoarceți-vă apoi la întrebările care au rămas fără răspuns și discutați cu elevii unde ar putea căuta ei aceste informații.

În încheierea lecției elevii revin la schema S/V/I și decid ce au învațat din lecție. Unele dintre întrebările lor s-ar putea să rămână fără răspuns și s-ar putea să apară întrebări noi. În acest caz întrebările pot fi folosite ca punct de plecare pentru investigații ulterioare.

2.1.4. Ciorchinele

Ciorchinele este o metodă de brainstorming neliniară care stimulează găsirea conexiunilor dintre idei și care presupune următoarele etape:

1. Se scrie un cuvânt / temă (care urmează a fi cercetat) în mijlocul tablei sau a foii de hârtie;

2. Se notează toate ideile, sintagmele sau cunoștințele care vă vin în minte în legătură cu tema respectivă în jurul acestuia, trăgându-se linii între acestea și cuvântul inițial;

3. Pe măsură ce se scriu cuvinte, idei noi, se trag linii între toate ideile care par a fi conectate;

4. Activitatea se oprește când se epuizează toate ideile sau când s-a atins limita de timp.

Etapele pot fi precedate de brainstorming în grupuri mici sau în perechi. În acest fel se îmbogățesc și se sintetizează cunoștințele. Rezultatele grupurilor se comunică profesorului care le notează la tablă într-un ciorchine fără a le comenta sau judeca. În etapa finală a lecției, ciorchinele poate fi reorganizat utilizându-se anumite concepte supraordonate găsite de elevi sau de profesor.

2.1.5. Mozaicul

Mozaicul presupune învățarea prin cooperare la nivelul unui grup și predarea achizițiilor dobândite de către fiecare membru al grupului unui alt grup. Ca toate celelalte metode de învățare prin cooperare și aceasta presupune următoarele avantaje:

stimularea încrederii în sine a elevilor

dezvoltarea abilităților de comunicare argumentativă și de relaționare în cadrul grupului

dezvoltarea gândirii logice, critice și independente

dezvoltarea răspunderii individuale și de grup

optimizarea învățării prin predarea achizițiilor altcuiva

Mozaicul presupune următoarele etape:

• Impărțirea clasei în grupuri eterogene de 4 elevi, fiecare dintre aceștia primind câte o fișă de învățare numerotată de la 1 la 4. Fișele cuprind părți ale unei unități de cunoaștere.

• Prezentarea succintă a subiectului tratat

• Explicarea sarcinii care constă în înțelegerea întregii unități de cunoaștere

• Regruparea elevilor, în funcție de numărul fișei primite, în grupuri de experți: toți elevii care au numărul 1 vor forma un grup, cei cu numărul 2 vor forma alt grup s.a.m.d. In cazul în care se lucrează cu toată clasa se vor forma două grupuri pentru fiecare număr. Profesorul poate alege ca jumătate din clasă să participe la activitatea MOZAIC, celorlalți elevi revenindu-le o altă sarcină de lucru.

• Invățarea prin cooperare a secțiunii care a revenit grupului din unitatea de cunoaștere desemnată pentru oră: elevii citesc, discută, încearcă să înțeleagă cât mai bine, hotărăsc modul în care pot preda cea ce au înțeles colegilor din grupul lor originar. Strategiile de predare și materialele folosite rămân la latitudinea grupului de experți. Este foarte important ca fiecare membru al grupului de experți să înțeleagă că el este responsabil de predarea secțiunii respective celorlalți membri ai grupului inițial.

• Revenirea în grupul inițial și predarea secțiunii pregătite celorlalți membri. Dacă sunt neclarități, se adresează întrebări expertului. Dacă neclaritățile persistă se pot adresa întrebări și celorlalți membri din grupul expert pentru secțiunea respectivă. Dacă persistă dubiile, atunci problema trebuie cercetată în continuare.

• Trecerea în revistă a unității de cunoaștere prin prezentare orală cu toată clasa/ cu toți participanții.

ATENȚIE – Este important să monitorizați predarea pentru ca achizițiile să fie corect transmise.

2.1.7. Instruirea asistată de calculator (I.A.C.)

Calculatorul este utilizat în activitatea de instruire din ce în ce mai frecvent în diferite scopuri didactice, îmbinînd într-un mod corespunzător imaginea, sunetul și comentariul, în așa fel încît ele se completează reciproc, stimulînd intensitatea și gradul de implicare a elevului la nivel vizual, auditiv, senzorial.

Dintre toate mijloacele de învățământ, calculatorul are impactul cel mai considerabil, conduce la o restructurare și o reorganizare a întregului demers instrucțional.

Ordinatorul introduce o profundă revoluție în relațiile elevilor cu dascălul și în noua atitudine a dascălului față de cunoaștere. Altădată dascălul era o sursă de cunoaștere, astăzi unul din rolurile sale este de a învăța elevii să utilizeze calculatorul pentru a accede la surse ale cunoașterii pe care el însuși nu le posedă. El nu mai este acela care știe; el devine acela care învață alături de elevii săi.

Ordinatorul îndepărtează și problema evaluării subiective, el eliminând componenta afectivă a notei. În cadrul interacțiunii cu elevul îi oferă un feed-back constant, acesta fiind informat atât în legătură cu progresele pe care le-a realizat, dar și în legătură cu erorile pe care le-a comis.

Avantajul cel mai mare, în cazul în care ordinatorul înlocuiește în totalitate activitatea profesorului, este acela că de programul de instruire pot beneficia foarte mulți utilizatori cu condiția ca ei să fie conectați la calculator printr-un terminal.

Utilizarea TIC oferă posibilități avansate atît profesorului, cît și elevului,

vizînd:

Asigurarea calitativă a suportului informațional al lecției privind complexitatea, structurarea, prezentabilitatea informației; posibilitatea de a reveni în procesul de predare la unele momente, precum și optimizarea procesului (elaborarea materialelor-suport de către profesor, de elev sau în colaborare).

Posibilitatea prezentării elementelor „microlumii” prin imagini virtuale.

Punerea rapidă la dispoziție a informațiilor, a documentelor, a imaginilor, animațiilor, filmelor etc.

Modelarea proceselor chimice/fenomenelor care nu pot fi prezentate în laboratorul școlar (securitatea experimentului/lipsa reactivilor necesari); prezentarea complexă a diferitor procese tehnologice, a utilizării substanțelor, argumentarea/prezentarea rolului lor biologic, a influenței asupra mediului etc.

Eficientizarea procesului de evaluare/autoevaluare/evaluare reciprocă prin conexiuni inverse și momentane, asigurînd diferențierea și individualizarea instruirii.

Exersarea deprinderilor de utilizare a cunoștințelor chimice în diferite situații practice prin modelare virtuală; posibilitatea pentru autoinstruirea elevilor.

Formarea competențelor specifice disciplinei Chimie (de a dobîndi cunoștințe fundamentale, abilități și valori; de a comunica în limbajul specific chimiei; de a rezolva probleme/situații-problemă; de a investiga (virtual) substanțele și procesele chimice; de a utiliza inofensiv substanțele prin competențe digitale în domeniul tehnologiilor informaționale și comunicaționale (competență-cheie) și invers.

În ciuda acestor avantaje TIC, nu trebuie subestimat rolul și importanța dialogului profesor-elev, care implică observarea și racordarea reciprocă a reacțiilor în cadrul diferitor activități, luarea în vizor a fiecărui elev în parte, ținînd cont de particularitățile și specificul lui.

Societatea cunoașterii a impus utilizarea TIC ca punct de referință al schimbărilor de fond în sistemele de învățământ. În fiecare lună 2,7 miliarde de întrebări unice sunt puse pe Google, în fiecare zi mai mult de 6 miliarde de fișiere text sunt vehiculate pe Internet, peste 3000 de cărți sunt publicate zilnic, volumul informațional al anului 2019 fiind incredibil de vast și el continuă să creasă. În felul acesta ceea ce îi învățăm pe elevii noștri în primii doi ani de studiu va fi învechit în al treilea. Trebuie aduse foarte repede modificări în modul nostru de predare și modificări în esența a ceea ce se numește educație

Numitorul comun al oricărui sistem educațional sunt cele trei „reflexe cognitive dobândite”: scris, citit, socotit. Va trebui să știm să creăm un altfel de reflex: gândirea computerială sau gândirea statistică. Dincolo de scris, citit și socotit va trebui să mai inventăm ceva: gândirea adaptivă ! Folosirea calculatorului nu mai este o modă ci a trecut la nivel de necesitate.

Ce este AeL ?

Programul AeL este una din modalitățile de a cea gândirea adaptivă și de a deschide o fereastră către cunoaștere pentru elevi și profesori. Prin acest program:

se poate integra lucrul cu calculatorul în orice lecție :

se poate construi o strategie mai eficentă de instruire

se poate lucra diferențiat su individualizat cu elevii;

se pot accesa materiale didactice și resurse pe care programul le pune la dispoziție;

se pot ușor măsura performanțele elevilor prin teste disponibile în program sau elaborate de profesor.

Programul Ael este un program modern de gestionare a instruirii bazat pe standarde internaționale, este adaptat la sistemul educațional românesc și este cea mai avansată componentă a procesului de instruire.

Beneficiile AeL Educațional

Oferă flexibilitate

Studiu se poate face în ritmul propriu cursantului

De oriunde și teoretic oricând

Reduce greutățile de programare în săli și sincronizare

Economic. Reduce costurile de instruire

Sistemul reduce deplasările

Mult mai ieftin decât instruirea bazată pe instructor

Substitut pentru materialele didactice greu de procurat

Practic. Reduce timpii neproductivi

Angajatul nu mai este scos din producție

Nu este nevoie ca trainerul să călătorească la toate centrele

Crește performanța de învățare

Acțiunea sinergică a stimulilor crește factorul de reținere – mult mai eficient decât un manual scris

Studiul fără instructor reduce stress-ul

Studiul asincron permite personalizarea învățării

Mediu de simulare pentru experimentele periculoase

Standardizează cantitatea de cunoștințe

Teste care asigură un nivel uniform de cunoștințe

Rapoarte asupra planului de training în ansamblu și performanței fiecărui cursant

Inovator: studiu de la distanță, dar cu beneficiile instruirii bazate pe profesor

Videoconferința susține interacțiunea umană

Conținut educațional

Conținutul digital educațional AeL eContent este special dezvoltat pentru a sprijini procesul de predare/învățare, fiind proiectat și prezentat într-o manieră atractivă, modernă și motivantă. Lecțiile multimedia interactive oferă noi metode de învățare care îmbunătățesc performanța școlară, și contribuie, prin atingerea obiectivelor operaționale propuse, la formarea de aptitudini, abilități și competențe.

AeL eContent este una dintre cele mai bogate și atractive biblioteci virtuale din lume, cuprinzând peste 16.000 de obiecte individuale de învățare, la 21 de materii. Conținutul educațional oferit de SIVECO Romania poate fi tradus în orice limbă și localizat pentru a respecta curricula și specificul cultural al oricărei țări/regiuni. AeL eContent este implementat în prezent în mai mult de 15.000 de școli și utilizat de peste 7 milioane de beneficiari la nivel mondial.

Conținutul digital AeL oferă un mix optim de pedagogie și divertisment, combinând experimente, simulări, filme, activități interactive, teste, toate vizând motivarea diferitelor tipuri de cursanți. Procesul de învățare este, prin urmare, transformat într-o activitate interesantă, o modalitate de a descoperi și explora, de a observa principii științifice complexe și de a aplica teoria abstractă în activitățile de zi cu zi.

AeL eContent este validat din punct de vedere pedagogic și ajută profesorii să transforme orice oră de clasă într-o experiență unică, interactivă, totul într-un mediu virtual, sigur. Continutul educațional digital permite elevilor să repete lecția ori de câte ori este necesar pentru a înțelege un anumit subiect.

AeL eContent este construit pe baza unor principii constructiviste și abordează învățarea centrată pe cursant. Fiecare unitate de învățare îi ajută pe elevi să exploreze, să descopere, să găsescă soluții, să își construiască propriul bagaj de cunoștințe și să formuleze concluzii proprii. AeL eContent pune un accent deosebit pe cunoștințele operaționale, de învățare prin acțiune și de dezvoltare activă a structurilor cognitive.

Rolul AeL eContent este acela de a aplica orientările moderne ale teoriilor pedagogice privind rolul cursantului. Conținutul digital amplifică gradul de înțelegere a fenomenelor, colaborarea cu colegii și profesorul, cooperarea în rezolvarea problemelor, exprimarea propriilor puncte de vedere și dezvoltarea capacităților de argumentare.

Educația modernă, înseamnă, de fapt posibilitatea de a descoperi prin experimentare (learning by doing), decât de a primi un transfer de informații directe (learning by memorizing). Scenariile de învățare moderne au rolul important de a forma abilități practice și de a asigura un transfer eficient de competențe integrate.

AeL eContent are o structură coerentă, animațiile interactive, textele, evaluările, și filmele de prezentare având un loc bine stabilit pe ecran în fiecare obiect de învățare, în conformitate cu recomandările psihologilor. Informațiile suplimentare și pictogramele sunt, de asemenea, corect poziționate, pentru a facilita accesul și evitarea redundanței.

Proiectarea tehnică a AeL eContent presupune conformitatea atât cu specificațiile pedagogice, precum și cu recomandările, standardele, normele și convențiile specifice pentru proiectarea conținutului digital educațional (dobândite prin ample cercetări psihologice), în ceea ce privește ergonomia sau funcționalitatea.

2.3. Go-Lab utilizat în procesul instructiv – educativ la capitolul Aplicațiile electrolizei

2.3.1. Global online science labs (Go-lab)

Go-Lab oferă o soluție la nevoia profesorului de a pregăti tineri competenți și entuziaști față de știință. Este „o nouă pedagogie pentru viitorul Europei” (Rocard , 2007), care descrie condițiile de bază ale introducerii unei metode bazate pe interogare în programa de științe din statele membre UE. Proiectul Go-Lab încurajează elevii astfel:

să abordeze subiecte de știință;

să dobândească abilități de interogare științifică

să deprindă cultura științei experimentale, motivată adecvat, efectuând experimente active, ghidate, cu instrumente științifice de bază și de vârf.

Pentru a atinge acest obiectiv, Go-Lab oferă:

un ansamblu de laboratoare la distanță, experimente virtuale și seturi de date (denumite generic „laboratoare online”), grupate în portalul Go-Lab

un mediu de creație, care permite integrarea acestor laboratoare online în spații de învățare structurate pedagogic

aplicații online cu rol de eșafodaj cognitiv pentru elevi

oportunități de interacțiune socială

Laboratoarele online Go-Lab pot fi integrate în activitățile didactice obișnuite. Pentru a facilita acest proces, Go-Lab oferă profesorilor infrastructuri tehnice și metodologii pedagogice:

pentru a ghida etapa de pregătire a activităților de interogare, în vederea construirii de spații de învățare dedicate

pentru a accesa resurse care facilitează proiectarea de activități realiste și antrenante

pentru a adopta, îmbogăți și/sau modifica aceste activități în cadrul unei comunități online.

Abordarea Go-Lab se axează pe elevii din grupa de vârstă 10-18 ani, ca acoperă ultimii ani din învățământul primar, învățământul secundar și chiar primii ani ai celui superior. În acest fel, contactul cu știința începe de la o vârstă mică, considerată a fi o etapă pregătitoare importantă (Rocard, 2007).

Manualul de sprijin pentru profesori își propune să-i ajute pe profesorii de științe să acceseze resursele, instrumentele și metodologia Go-Lab pentru a crea și implementa activități bazate pe interogare și augmentate de tehnologie destinate orelor de știință.

Există un volum uriaș de dovezi oferite de cercetare că interogarea conduce la o mai bună achiziție a cunoștințelor de profil (conceptuale) (de Jong, 2006). Analiza recentă a numeroase studii a indicat faptul că practicile de predare bazate pe interogare au un avantaj clar față de alte forme de instrucție la capitolul perceperii noțiunilor teoretice ca urmare a experiențelor de învățare .

Învățarea științelor bazată pe tehnologie oferă elevilor perspective ample de interogare. Mediile de invățare electronică care oferă simulări, jocuri, seturi de date, și/sau laboratoare virtuale și la distanță joacă un rol semnificativ la acest capitol. În aceste medii, potențialitățile tehnologice sunt folosite în mod direct în scopuri pedagogice, dat fiind că interogarea necesită conținut non-liniar, manipulabil, care poate fi rulat, conținut pe care tehnologia este capabilă să-l ofere. Apar tot mai multe dovezi că mediile de interogare virtuale oferă elevilor oportunități de învățare eficientă, iar unele studii de anvergură arată că, în urma cuantificării diversificate a rezultatelor, performanțele interogării bazate pe învățare electronică le depășesc pe cele alte unor abordări mai directe ale procesului instructiv .

Laboratoarele educaționale acționate la distanță („laboratoare la distanță”) oferă elevilor ocazia de a aduna, de la distanță, date oferite de montajele experimentale din laboratoare adevărate, pe baza unor echipamente reale. Alternativ, există laboratoarele virtuale, care simulează echipamentele și experimentul real. Atât laboratoarele la distanță, cât și cele virtuale prezintă anumite avantaje pentru învățare.

Primul avantaj al laboratoarelor la distanță este că acestea nu reproduc un laborator adevărat, elevii fiind cei care acționează echipamente reale. Laboratoarele la distanță oferă, prin urmare, elevilor o perspectivă mai realistă asupra activității științifice și a muncii de laborator, inclusiv asupra unor aspecte practice precum echipamentul folosit etc. Un alt avantaj al laboratoarelor la distanță îl reprezintă prezența intrinsecă a erorilor de măsurare (comparativ cu medii virtuale, în care erorile de măsurare sunt adesea ignorate). Competența într-un domeniu presupune și conștientizarea existenței erorilor de măsurare (de diverse feluri) și a modalităților de contracarare a acestora (Toth , 2009). Pe de altă parte, într-un laborator virtual, este mult mai ușor să citești instrumentele (mai ales dacă există funcție de focalizare a imaginii) decât în cazul instrumentelor reale.

La capitolul ușurinței cu care pot fi desfășurate experimentele, avantajele înclină balanța în direcția laboratoarelor virtuale. Într-un laborator virtual, elevii pot experimenta gratuit, mai ușor și frecvent, astfel încât ideile pot fi testate și evaluate rapid. Un alt avantaj al laboratoarelor virtuale este că realitatea poate fi adaptată pentru a servi procesului de învățare. Realitatea poate fi simplificată, eliminând detalii (și, astfel, micșorând gradul de fidelitate), sau „augmentată”, împrumutând caracteristici speciale realității (cum ar fi adăugarea de vectori obiectelor în mișcare). Micșorarea gradului de fidelitate înseamnă cerințe mai puțin solicitante pentru elev, fapt ce poate duce la stimularea învățării (Alessi, 1988). Realitatea augmentată permite vizualizarea unor noțiuni care nu pot fi percepute de elevi în laborator.

Modelul Go – lab sintetizează activitățile de interogare fundamentale în cinci faze (și nouă sub-faze): orientare, conceptualizare, investigare, concluzie, și discuție.

Orientarea se axează pe stimularea interesului față de domeniu și a curiozității de a efectua interogarea.

Conceptualizarea constă din două sub-faze alternative: întrebarea și ipoteza. Ambele sub-faze vizează relațiile dintre variabilele independente și dependente asociate fenomenului studiat. Concret, „formularea de ipoteze presupunea lansarea unei aserțiuni sau a unui set de aserțiuni (de Jong, 2006), pe când formularea de întrebări presupune elaborarea unor întrebări ce pot fi analizate” (Pedaste , 2015).

Investigarea are trei sub-faze: explorarea, experimentarea și interpretarea datelor. Explorarea reprezintă modalitatea sistematică de a efectua o investigație în scopul de a găsi indiciile unei relații între variabilele implicate. Experimentarea se concentrează pe selectarea variabilelor, valorilor și ordinii de manipulare. Interpretarea datelor se axează pe stabilirea semnificației datelor culese.

Concluzia este faza în care se formulează concluzii elementare asupra experimentelor/investigațiilor.

Discuția se referă la popularizarea propriei interogări prin comunicare și reflecție. Comunicarea se referă la prezentarea și împărtășirea rezultatelor interogării cu alte persoane, iar reflecția reprezintă procesul de descriere, analiză critică, evaluare și discuție a întregului proces de evaluare sau a unei faze anume

Se întâmplă adesea ca elevii, în ciuda faptului că învață principiile fundamentale, să nu poată percepe relațiile dintre acestea și legătura acestora cu viața și lumea proprie. Pentru a-i ajuta pe elevi să înțeleagă aceste relații, Go-Lab și-a organizat laboratoarele online și ILS-urile în funcție de „marile idei” ale științei. Aceste „mari idei” reprezintă principii generale din programa de știință și pot fi considerate niște noțiuni-umbrelă ce reunesc materiale din diverse discipline științifice, în scopul de a concepe o temă comună care poate fi regăsită în timp în programele școlare de științe. Pe baza acestora, Go-Lab a conceput propriul set de „mari idei” de știință și le-a exprimat pe înțelesul elevilor, la stadii diferite ale dezvoltării cognitive. Acest set poate fi considerat o coloană vertebrală, pe baza căruia elevii să poată evolua, astfel încât să poată interconecta diferite discipline științifice predate în școală și să poată percepe relevanța diverselor principii și fenomene științifice pentru viața lor. Fiecare laborator online și ILS din Go-Lab este însoțit de marile idei pe care își propune să le reflecte. Lucrând cu mai multe laboratoare online și/sau ILS-uri, la baza cărora stau idei mari comune (fără să fie neapărat despre aceeași disciplină), elevii vor fi capabili să înțeleagă mai bine și mai profund anumite concepte și procese științifice cheie, precum și aplicabilitatea acestora în fenomenele cotidiene.

Setul Go-Lab de „mari idei” ale științei cuprinde opt idei științifice fundamentale. Ideile sunt exprimate sub forma unor propoziții succinte, care conțin esența „marii idei”, însoțite de câteva explicații suplimentare :

1. Energia nu poate fi creată sau distrusă.

Ea poate fi doar transformată dintr-o formă în alta. Transformarea energiei poate duce la o schimbarea a stării sau la mișcare. De asemenea, energia se poate transforma în masă și viceversa.

2. Există patru interacțiuni/forțe fundamentale în natură. Gravitația, electromagnetismul, forța nucleară tare și forța nucleară slabă. Toate fenomenele se datorează prezenței uneia sau mai multe din aceste interacțiuni. Forțele acționează asupra obiectelor și pot acționa de la distanță, prin intermediul unui câmp fizic, provocând o modificare a stării de mișcare sau a stării materiei.

3. Pământul este o parte foarte mică a universului.

Universul este format din miliarde de galaxii care, la rândul lor, cuprind miliarde de stele (sori) și alte corpuri cerești. Pământul este o mică parte a sistemului nostru solar, care este, la rândul său, doar o mică parte a universului. 4. Toată materia din univers este alcătuită din particule foarte mici. Acestea sunt în continuă mișcare și sunt ținute la un loc de interacțiunile dintre ele. Particulele elementare, în forma în care le cunoaștem actualmente, formează atomi, iar atomii formează molecule. În univers, există un număr finit de tipuri de atomi: acestea sunt elementele tabelului periodic.

5. La o scară mică, lumea noastră este supusă legilor mecanicii cuantice.

Toate formele de materie și radiații prezintă atât proprietăți de undă, cât și de particulă. Nu putem cunoaște simultan poziția și momentul unei particule. 6. Evoluția stă atât la baza unității lumii vii, cât și a biodiversității organismelor (vii și dispărute). Organismele își transmit informațiile genetice de la o generație la alta.

7. Organismele sunt organizate pe o bază celulară.

Ele au nevoie de o sursă de energie și materii. Toate formele de viață de pe planeta noastră au la bază această componentă-cheie. 8. Pământul este un sistem de sisteme care influențează și este influențat de viața de pe planetă. Procesele care au loc în cadrul acestui sistem influențează evoluția planetei noastre și îi modelează clima și suprafața. Sistemul solar influențează, la rândul său, Pământul și viața de pe planetă.

Portalul Go Lab

Obiectivul principal al portalului Go-Lab (http://www.golabz.eu – Figura 5) este de a oferi profesorilor și elevilor o platformă foarte simplă și atractivă, care să vină în sprijinul activităților de învățare prin interogare desfășurate în cadrul orelor de științe.

Figura 5 – Platforma GO-LAB

În cadrul portalului se pot gasi:

– o galerie de laboratoare online (Figura 6) și spații de învățarea prin interogare ,ILS-uri, denumite și „GoLabz ”(Figura 7) pentru activitatea de la orele de științe;

Figura 6 –Laboratoarele Go-Lab

Figura 7 –ILS, spațiu de învățare prin investigare

un mediu de creație și instrumentele necesare pentru a proiecta propriile ILS-uri (denumit și „Graasp”), precum și la aplicațiile cu rol de sprijin și eșafodare a procesului de învățare prin interogare al elevilor ;

servicii de asistență și acces la o rețea de colegi, comunități și oameni de știință (denumită și „Platformă de mentorat”), care au rolul de a facilita utilizarea mediului de învățare Go-Lab și implementarea activităților de învățare prin interogare la clasă.

Una dintre cele mai importante utilizări preconizate pentru mediul Go-Lab este cea de vector de acces a unui număr mare de laboratoare online grație arhivei aferente. Laboratoarele pot fi accesate și folosite independent de celelalte resurse Go-Lab sau pot fi integrate și folosite în cadrul spațiilor de învățare prin interogare (ILS) create. Următoarea secțiune prezintă modalitățile prin care profesorii (adică „dumneavoastră”) puteți căuta laboratoare Go-Lab

Spațiile de interogare Go Lab

Spațiile de învățare prin interogare (ILS sau „spații de interogare” ) din Go-Lab sunt activități bazate pe interogare, structurate cu ajutorul ciclului de interogare Go-Lab, care conțin laboratoare, resurse de învățare și aplicații care facilitează și susțin învățarea prin interogare. Resursele de învățare sunt, de obicei, texte, videoclipuri și alte materiale folosite pentru a-i ajuta și evalua pe elevi. Aplicațiile, cunoscute și drept instrumente sau widget-uri, sunt mici aplicații online care servesc la atingerea unor obiective de predare sau învățare prin interogare sau la efectuare anumitor sarcini . De obicei, profesorii creează un spațiu de interogare pentru elevii lor. Spațiile de interogare pot fi puse și la dispoziția altor profesori, care le pot reconfigura și adapta la nevoile lor.

Următoarea secțiune prezintă modalitățile de căutare a spațiilor de interogare Go-Lab existente, precum și de folosire a ciclului de interogare Go-Lab în aceste spații, iar capitolul 4 oferă instrucțiuni tehnice de utilizare, modificare sau creare a acestora.

2.3.2. Inquiry Learning Space – Aplicațiile electrolizei

Plan de lecție realizat cu Go-Lab

Capitolul 3

3.1. Cercetarea pedagogică

Cercetării pedagogice i s-au dat, de-a lungul timpului, mai multe definiții mai mult sau mai puțin pertinente. Cea mai pertinentă spunea că: „cercetarea pedagogică este o strategie desfășurată în scopul surprinderii unor relații noi între componentele acțiunii educaționale și al elaborării unor soluții optime de rezolvare a problemelor indicate de procesul instructiv – educativ în conformitate cu exigențele sociale” . Prin urmare, rezultă, din definiție, că cercetarea pedagogică are ca obiect de investigație fenomenul educativ în toată complexitatea sa. Din acest punct de vedere, cercetarea pedagogică are caracter prospectiv (adică vizează dezvoltarea personalității elevului în perspectiva exigențelor dezvoltării sociale și proiectează tipul de personalitate necesar în viață (caracterul istoric al educației). Apoi, cercetarea pedagogică trebuie să fie continuu ameliorativă (adică cercetarea pedagogică trebuie să determine, prin intervențiile sale modelatoare, optimizarea actului pedagogic). De asemenea, orice cercetarea pedagogică este interdisciplinară, dată fiind complexitatea fenomenului investigat și prezintă aspecte specifice sub raportul etapelor de desfășurare și al metodelor de cercetare.

Există mai multe tipuri de cercetare pedagogică:

Cercetare fundamentală și cercetare aplicativă

Cercetare transversală, cercetare longitudinală și cercetare interculturală

Cercetare cantitativă și cercetare calitativă

Cercetare constatativă și cercetare experimentală.

Cercetarea fundamentală este teoretică și presupune formularea unor teorii, legi și modele care să aducă informații științifice noi, să explice sau să optimizeze fenomenul în ansamblul său. Cercetarea aplicativă, pe de altă parte , urmărește investigarea empirică, prin metode științifice, a unui domeniu din câmpul educațional în vedearea cunoașterii și optimizării acestuia.

Cercetarea transversală, longitudinală și interculturală sunt specifice studiilor comparative în care sunt comparați aceiași indivizi de-a lungul unei perioade de timp, fie diferite grupuri la niveluri de vârstă distincte sau în funcție de anumite caracteristici, fie compararea unor loturi de subiecți ce provin din medii culturale diferite.

Cercetările transversale, longitudinale și interculturale pot fi experimentale sau nu. Doar atunci când cercetătorul aplică asupra grupului investigat un tratament (de exemplu, o nouă metodă de predare), iar un alt grup este considerat de control, aceste studii sunt experimentale.

Cercetarea cantitativă folosește metode statistice de analiză a rezultatelor obținute. Ea este definită de două aspecte majore: numărarea și măsurarea. Numărarea presupune evidențierea numărului de subiecți care dau același răspuns la o întrebare sau un item. Numărarea conduce la stabilirea unei frecvențe (de exemplu „ 23 % dintre elevii dintr-o școală folosesc internetul în scop educativ sau 40 % dintre unitățile de învățământ din județul Iași sunt implicate în proiecte educaționale” – C. Cucoș , „Psihopedagogie pentru examenele de definitivare și grade didactice”). Măsurarea presupune atribuirea unor valori numerice care redau gradul, intensitatea cu care se manifestăo caracteristică; prin măsurare se atribuie valori numerice unor caracteristici sau dimensiuni ale fenomenului studiat.

Cercetarea calitativă este aceea care nu presupune cuantificarea rezultatelor obținute pentru a fi analizatestatistic. În studiile calitative sunt folosite metode de cercetare precum interviul sau observația sau studiul de caz, fără o măsurare formală a fenomenelor analizate. De obicei cercetările calitative se derulează înaintea cercetărilor cantitative, ele fiind surse pentru lansarea unor ipoteze ce vor fi verificate ulterior ca metode de validare a ipotezelor testate. Rezultatele studiilor cantitative au un grad mai ridicat de obiectivitate comparativ cu cele obținute în urma studiilor calitative, al căror grad de obiectivitate este mai scăzut.

Cercetarea constatativă își propune obținerea unor informații privind fenomenele pedagogice investigate precum și verificarea unor relații, corelații între aspectele analizate. Metodele de cercetare cel mai des folosite sunt cehestionarul, interviul, observația sau focus – grupul. Cercetarea experimentală își propune verificarea unor relații cauzale între fenomenele, aspectele cercetate, descoperirea de legi după care funcționează procesul educațional, testarea unor teorii privind explicarea și predicția aspectelor analizate. Metoda folosită de obicei în cercetarea experimentală este metoda experimentului.

Elaborarea unui proiect de cercetare pedagogică

Etapele parcurse în elaborarea unei cercetări pedagogice sunt:

1). Alegerea, definirea temei de cercetare și trecerea în revistă a literaturii de specialitate.

2). Formularea obiectivului și a ipotezelor cercetării

3). Stabilirea lotului de subiecți

4). Precizarea variabilelor și operaționalizarea acestora

5). Prezentarea instrumentelor folosite

6). Prezentarea designului cercetării

7). Procedura de desfășurare a cercetării (sau a experimentului)

8). Analiza și interpretarea rezultatelor

9). Concluzii și discuții asupra rezultatului cercetării

10). Limite ale cercetării și direcții viitoare de analiză

Organizarea cercetării

Tipul cercetării: Observațională

Perioada de cercetare: anul școlar 2018-2019.

Locul de desfășurare al cercetării: Liceul Tehnologic „ Axiopolis” Cernavodă

Colaboratori:

Metode de cercetare folosite:

1. observația directă vizând gradul de asimilare a unor modele, norme, valori;

2. metoda anchetei vizând acumularea unor date privind motivația învățării, semnificația notei, a succesului școlar;

3. metoda cercetării documentelor școlare vizând studierea cataloagelor, a programei de învățământ, planificări anuale și calendaristice, caiete de teme, lucrări scrise etc.;

4. metoda testelor, se refera la diferite tipuri de evaluări ale elevilor urmărind progresul sau regresul înregistrat de elevi;

5. metode de măsurare a rezultatelor cercetării și de interpretare a datelor obținute pe parcursul experimentului (metode statistice).

Experimentul

„Experimentul pedagogic înseamnă o metodă de cercetare în care se urmărește creearea sau modificarea (manipularea) unor factori determinanți pentru apariția sau manifestarea unui fenomen, în condițiile de spațiu și timp alese de cercetător” – C. Cucoș , „Psihopedagogie pentru examenele de definitivare și grade didactice”).

Experimentul se pate clasifica în funție de locul în care se desfășoară în :

Experiment natural

Experiment de laborator.

Experimentul natural este efectuat în mediul obișnuit al subiecților, în condițiile normale ale vieții și activității acestora, fără ca aceștia să își dea seama că sunt subiecții unei cercetări.

Experimentul de laborator este realizat într-un mediu în care toți factorii sunt controlați cu strictețe. Pentru înregistrarea datelor se utilizează mijloace din categoria creion –hârtie sau aparate /instrumente de măsurare specifice. Dezavantajul experimentului de laborator constă în caracterul artificial al condițiilor în care este pus subiectul.

Stabilirea problemei de studiat:

Orice investigație științifică începe prin stabilirea problemei de studiat. Formularea problemei se face de obicei sub forma unei intrebări iar experimentul derulat caută să ofere un răspuns la această întrebare . În experimentul prezentat în această lucrare întrebarea la care am căutat să răspund este următoarea : Tehnicile AeL utilizate în procesul instructiv educativ influențează performanțele școlare și nivelul de motivare al elevilor?

Formularea ipotezei de cercetare

Ipoteza de cercetare este anticiparea unui răspuns posibil la problema investigată. Ipoteza cercetării mele este : folosirea tehnicilor AeL în procesul instructiv educativ influențează în mod pozitiv performanțele școlare ale elevilor.

Stabilirea variabilelor dependente și independente

Controlul variabilelor

Stabilirea planului experimental și a grupurilor experimentale:

Cercetarea a fost făcută în anul școlar 2018-2019, la două clase paralele, clasa a XII-a A, clasa martor și clasa a XII-a B, clasa experimentală, având câte 20 de elevi fiecare. Ambele clase au susținut, înaintea începerii studiului „Aplicațiile electrolizei”, teste inițiale prin care s-a urmărit stabilirea nivelului de pregătire al elevilor și s-a constatat că ambele clase au un nivel apropiat, deci se poate organiza experimentul pedagogic.

Pe de altă parte, evaluarea inițială este obligatorie în vederea proiectării unei instruiri diferențiate. Este necesar să se verifice achizițiile anterioare ale elevilor referitoare la cunoștințe, competențe, abilități, valori și atitudini pentru a realiza strategia didactică, în funcție de particularitățile individuale și de grup și de obiectivele propuse.

La clasa martor, metodele de predare au fost cele tradiționale, iar la clasa experimentală s-au utilizat programe de învățare diferențiată, folosind metode didactice moderne. Prin intervenția asupra strategiei de predare, se așteaptă modificări la nivelul performanței școlare.

Pentru realizarea programelor de învățare diferențiată am identificat metode moderne care pot fi folosite la chimie și care implică în mod activ elevii în activitatea la clasă, le stimulează creativitatea, originalitatea, le asigură încrederea în forțele proprii, le valorifică achiziții anterioare și interdisciplinare de cunoaștere, le stimulează spiritul de echipă, le permite să folosească diverse materiale de studiu, îi obișnuiește să lucreze cu fișe de lucru independente și apoi le dă posibilitatea autoevaluării.

Aceste metode moderne, active și interactive, au fost: metoda cubului, metoda mozaicului, metoda jocurilor didactice, metoda KWL, problematizarea și modelarea, experimentul de laborator, brainstorming, turul galeriei, care, în funcție de cum sunt utilizate în dirijarea învățării, pot asigura o motivație și un interes crescut pentru studiul chimiei.

Am utilizat, de asemenea, îndeosebi pentru recapitularea cunoștințelor dobândite, diverse metode de organizare grafică a conceptelor și conținuturilor: metoda ciorchinelui pentru realizare de conexiuni și sistematizări între elementele studiate, diagrama Venn pentru a compara elemente comparabile, copacul ideilor pentru evocarea tuturor cunoștințelor despre o anumită temă, explozia stelară pentru a obține cât mai multe conexiuni despre o temă dată.

Tabelul Planificarea lucrului la tehnicile AeL utilizate în activitățile de predare-învățare a aplicațiilor electrolizei

3.2. Proiectarea pedagogică

3.2.1 Proiectarea unităților de învățare

Programa școlară pentru clasa a – XII –a Chimie aprobată cu Ordin al Ministrului educației naționale nr. 4923 din 18.10.2000 și modificată prin Ordin al Ministrului educației și cercetării nr. 3915 din 31.05.2001 prevede următoarele competențe generale și specifice:

COMPETENȚE GENERALE

1. Caracterizarea sistemelor chimice și clasificarea acestora după diferite criterii

2. Explorarea și investigarea comportării chimice a unor substanțe

3. Utilizarea unor algoritmi specifici în rezolvarea de situații problemă/ probleme și interpretarea rezultatelor

4. Explicarea schimbărilor energetice implicate în reacții chimice

5. Realizarea unor conexiuni între cunoștințele dobândite prin studiulștiințelor naturii în scopul aplicării acestora în contexte variate

COMPETENȚE SPECIFICE

1.1 Efectuarea de clasificări ale elementelor, compușilor și sistemelor chimice după diferite criterii

1.2 Anticiparea comportamentului unor substanțe și al unor sisteme chimice

1.3 Modelarea de interacții între particule în cadrul reacțiilor chimice

1.4 Stabilirea de corelații între proprietățile substanțelor anorganice și utilizările lor

1.5 Folosirea corectă a nomenclaturii compușilor anorganici

2.1 Efectuarea de experiențe/experimente referitoare la caracterul oxidant/reducător, acid/bazic, solubilitatea substanțelor

2.2 Colectarea datelor rezultate din experiențele/experimentele efectuate, prezentarea rezultatelor sub formă de tabele, grafice și interpretarea rezultatelor

2.3 Proiectarea unor investigații privind: viteza unor reacții chimice, aspectele termice ale reacțiilor chimice, sistemele în echilibru chimic

3.1 Interpretarea fenomenelor, proprietăților, mărimilor, relațiilor, modelelor în scopul rezolvării unor situații-problemă

3.2 Aplicarea algoritmilor specifici în rezolvarea unor probleme cantitative

4.1 Explicarea schimburilor energetice care însoțesc o reacție chimică

4.2 Interpretarea unor reacții chimice din punct de vedere al vitezei de reacție și identificarea factorilor care influențează viteza de reacție

4.3 Explicarea transformărilor energetice care au loc în cursul reacțiilor chimice

5.1 Utilizarea unor cunoștințe de fizică în scopul explicării proceselor de conversie a energiei

5.2 Folosirea de concepte în scopul explicării unor transformări biologice

5.3 Susținerea unor referate elaborate în cadrul activităților de tip proiect

ȘCOALA: LICEUL TEHNOLOGIC “AXIOPOLIS” CERNAVODĂ

PROFESOR: NIAZI ȘEILA – DENIS

CLASA: a – XII – a A LICEU/1 ORĂ PE SĂPTĂMÂNĂ

SĂPTĂMÂNA / ANUL : 2018 – 2019

DISCIPLINA: CHIMIE

UNITATEA DE ÎNVĂȚARE: REACȚII DE OXIDO-REDUCERE

NR. ORE ALOCATE: 8

PROIECTUL UNITĂȚII DE ÎNVĂȚARE

Al clasei unde se vor aplica tehnicile AeL în procesul instructiv –educativ

ȘCOALA: LICEUL TEHNOLOGIC “AXIOPOLIS” CERNAVODĂ

PROFESOR: NIAZI ȘEILA – DENIS

CLASA: a – XII – a B LICEU/1 ORĂ PE SĂPTĂMÂNĂ

SĂPTĂMÂNA / ANUL : 2018 – 2019

DISCIPLINA: CHIMIE

UNITATEA DE ÎNVĂȚARE: REACȚII DE OXIDO-REDUCERE

NR. ORE ALOCATE: 8

PROIECTUL UNITĂȚII DE ÎNVĂȚARE

Al clasei martor unde se vor utiliza metode tradiționale în procesul instructiv – educativ

3.3. Analiza și interpretarea rezulatelor testelor inițiale

EVALUAREA INIȚIALĂ. TESTUL APLICAT ELEVILOR ÎNAINTEA TEMEI „ELECTROLIZA, APLICAȚIILE ELECTROLIZEI”

Din punct de vedere al profesorului, testul urmărește depistarea lacunelor existente în cunoștințele dobîndite de elevi și stabilirea modului în care elevii operează cu noțiuni privind reacțiile redox, agenți oxidanți, agenți reducători, pilele electrice, formule și ecuații chimice, calcul stoechiometric.

OBIECTIVE URMĂRITE

O1 – să indice procesele de oxidare, de reducere, agentul oxidant, agentul reducător

O2 – să utilizeze algoritmul de egalare a ecuațiilor care au loc cu transfer de electroni

O3 – să enumere componentele unei pile electrochimice

O4 – să coreleze pilele studiate cu utilizările lor

O5 – să modeleze simbolurile pilelor studiate

O6 – să modeleze ecuațiile reacțiilor chimice de la anod și catod

O7 – să rezolve probleme de calcul stoechiometric ce au la bază o reacție redox

Corelarea obiectivelor cu itemuri:

Test inițial

Notă : se acordă 10 puncte din oficiu ! Succes!

Subiectul I 30 Puncte

1. Completați spațiile libere cu forma corectă din paranteză:

a). Reacția de oxidare este procesul chimic în care o specie chimică ……………. electroni. (cedează/acceptă). Numărul de oxidare al unui element din această specie chimică ………………… (scade/crește).

b). Reacția de reducere este procesul chimic în care o specie chimică ……………. electroni. (cedează/acceptă). Numărul de oxidare al unui element din această specie chimică ………………… (scade/crește).

c). Ansamblul proceselor de oxidare și de reducere constituie ……………………………. (reacția de neutralizare/ reacția redox).

d). KMnO4 și K2Cr2O7 sunt agenți ………………….. (oxidanți/reducători) frecvent utilizați în chimie.

2. Indicați valoarea de adevăr a următoarelor enunțuri (A/F) :

a). Celula electrochimică este numită și pilă electrică.

b). Acumulatorul cu plumb folosește ca electrolit HNO3 .

c). Pila Leclanche`, este cea mai veche baterie utilizată.

d). Acoperirile metalice cu Ni, Cr, Sn pot fi utilizate pentru prevenirea coroziunii.

Subiectul II 25 Puncte

3. Scrie simbolurile pilelor care funcționeză pe baza următoarelor reacții:

a). Mn (s) + Ti2+ (aq) → Mn2+ (aq) + Ti (s)

b). Ni2+ (aq) + Zn (s) → Ni (s) + Zn2+ (aq)

4. Scrie reacția globală și reacțiile care au loc la catodul și anodul următoarei pile:

Zn (s) | Zn2+ (aq) || Cu+ (aq) | Cu (s)

Subiectul III 35 Puncte

5. Care sunt elementele constructive ale unei celule electrochimice ?

6. Stabiliți coeficienții următoarelor reacții redox, indicați agentul oxidant și agentul reducător:

a). HI + HNO3 → I2 + NO + H2O

b). FeCl3 + Cu → Fe + CuCl2

7. Câte grame de fier sunt necesare pentru a reacționa complet cu 5 L soluție 1m de clorură de staniu (IV) ? Se dă ecuația reacției chimice:

SnCl4 + Fe → FeCl2 + SnCl2

Se dau : AFe = 56, ASn = 119, ACl = 35, 5

BAREM DE CORECTARE ȘI NOTARE

A TESTULUI INIȚIAL

Notă : se acordă 10 puncte din oficiu ! Succes!

Subiectul I 30 Puncte

I.1. 18 puncte (6 x 3 puncte)

a). Cedează , crește – 6 puncte

b). Acceptă, scade – 6 puncte

c). Reacția redox – 3 puncte

d). Oxidanți – 3 puncte

I.2. 12 puncte (4 x 3 puncte)

a). A

b). F

c). A

d). A

Subiectul II 25 Puncte

II.1. 10 puncte

a) Mn (s) | Mn2+ (aq) || Ti2+ (aq) | Ti (s) 5 puncte

b) Zn (s) | Zn2+ (aq) || Ni2+ (aq) | Ni (s) 5 puncte

II.2. 15 puncte

A (-) Zn 0 → Zn2+ + 2 e- 5 puncte

C (+) Cu2+ + 2 e- → Cu 0 5 puncte

Reacția globală : Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu0 5 puncte

Subiectul III 35 Puncte

III.1. 10 puncte

Elementele constructive ale unei celule electrochimice:

doi electrozi 2 puncte

o punte de sare 2 puncte

conductor metalic exterior 2 puncte

semicelula anodului 2 puncte

semicelula catodului 2 puncte

III.2. 10 puncte

a). HI + HNO3 → I2 + NO + H2O

H+1 I-1 + H+1N+5O3-2 → I20 + N+2O-2 + H2+1O-2 0.5 puncte

3 | 2I-1 → I20 + 2 e- Reacție de oxidare / HI agent reducător 2 puncte

2 | N+5 + 3 e- → N+2 Reacție de reducere / HNO3 agent reducător 2 puncte

6 HI + 2 HNO3 → 3 I2 + 2 NO + 4 H2O 0.5 puncte

b). FeCl3 + Cu → Fe + CuCl2

Fe+3Cl3-1 + Cu0 → Fe0 + Cu+2Cl2-1 0.5 puncte

2 | Fe+3 + 3 e- → Fe0 Reacție de oxidare / FeCl3 agent reducător 2 puncte

3 | Cu0 → Cu+2 + 2 e- Reacție de reducere /Cu agent reducător 2 puncte

2FeCl3 + 3Cu → 2Fe + 3CuCl2

III.3. 15 puncte

– V = 5 L SnCl4

– C = 1 M SnCl4

– n = C x V

– n = 5 moli SnCl4 (sau m SnCl4) 5 puncte

– 1 mol de SnCl4 …………..1 mol Fe

5 moli de SnCl4……………x

x = 5 moli Fe

– Raționament corect 5 puncte

– mFe = 156 g 5 puncte

MATRICEA DE SPECIFICAȚII A INSTRUMENTULUI

DE EVALUARE

REZULTATE OBȚINUTE DE ELEVII CLASEI a – XII- a A LA TESTUL INIȚIAL

Media clasei obținută în urma administrării testului este: 6. 42

Rezultatele pe itemi obținute de cei 23 elevi ai clasei a – XII –a A (clasa experimentală)

prezenți la testul inițial propus:

REZULTATE OBȚINUTE DE ELEVII CLASEI a – XII- a B LA TESTUL INIȚIAL

Media clasei obținută în urma administrării testului este: 6.52

Rezultatele pe itemi obținute de cei 18 elevi ai clasei a – XII –a B (clasa martor)

prezenți la testul inițial propus:

Tabelul Mediile obținute la testele susținute pe parcursul întregii unități de învățare de elevii celor două clase

Tabelul

Rezultate comparative obținute de elevii clasei a – XII –a A la testele de evaluare inițială și sumativă

Tabelul

Rezultate comparative obținute de elevii clasei a – XII –a B la testele de evaluare inițială și sumativă

Analiza și interpretarea rezulatelor testelor de progres

Test de progres

Notă : se acordă 1 punct din oficiu ! Succes!

Subiectul I 3 Puncte

Indicați valoarea de adevăr a următoarelor enunțuri (A/F) :

a). Anionii sunt ioni cu sarnină negativă.

b). Ionii pozitivi se mai numesc și cationi.

c). Metalele nu sunt electroliți.

d). Cantitatea de substanță depusă la electrozi este invers proporțională cu cantitatea de electricitate ce trece prin circuit.

e). Oxidarea este procesul chimic în care un atom cedează electroni.

f). Reducerea este un proces chimic în care un atom cedează electroni.

2. Completați spațiile libere cu forma corectă din paranteză:

a). Catodul este electrodul …………………(pozitiv/negativ).

b). Anodul este electrodul cu polaritate …………………(pozitivă/negativă).

c). La trecerea curentului electric ……………..(anionii/cationii) migrează spre anod.

d). La trecerea curentului electric ……………..(anionii/cationii) migrează spre catod.

Subiectul II 2,5 Puncte

3. Ce este electroliza ?

4. Desenați o celulă de electroliză și indicați părțile ei componente.

Subiectul III 3,5 Puncte

Cât timp este necesar să treacă un curent de 4 A printr-o soluție AgNO3 pentru a obține 80 de grame de Ag ?

Electroliza topiturii de clorură de sodiu are loc timp de 8 minute, cu un curent a cărui intensitate este 2 A. Calculează cantitatea de sodiu obținută prin electroliză.

Se dau : AAg = 108 , ANa = 23, F = 96500 C

BAREM DE CORECTARE ȘI NOTARE

A TESTULUI DE PROGRES

Notă : se acordă 1 punct din oficiu ! Succes!

Subiectul I 3 Puncte

1,8 puncte (6 x 0,3 puncte)

a). A

b). A

c). F

d). F

e). A

f). F

2. 1,2 puncte (4 x 0,3 puncte)

a). negativ

b). pozitivă

c). anionii

d). cationii

Subiectul II 2,5 Puncte

3. Definiția electrolizei – 0,5 puncte

4. – Desenul celulei de electroliză 1 punct

– Indicarea corectă a părților ei componente: 1 punct (5 x 0,2 puncte)

– cuvă de electoliză

– soluție de electrolit

– electrozi metalici

– sursă de curent

– conductori metalici

Subiectul III 3 Puncte

5. 1,5 puncte

– Raționament corect 0,5 puncte

– Timpul t= secunde 1 punct

6. 1,5 puncte

– Raționament corect 0,5 puncte

– Masa mNa= grame 1 punct

Se dau : AAg = 108 , ANa = 23, F = 96500 C

REZULTATE OBȚINUTE DE ELEVII CLASEI a – XII- a B LA TESTUL DE PROGRES

3.5. Analiza și interpretarea rezulatelor testelor sumative

Test sumativ

Notă : se acordă 1 punct din oficiu ! Succes!

Subiectul I

1. Stabiliți valoarea de adevăr a următoarelor enunțuri (Adevărat / Fals):

a).

b).

c).

d).

2. Pentru reacția chimică de mai jos:

KMnO4 + C + H2O → KOH + CO2 + MnO2
a. stabiliți numerele de oxidare ale tuturor atomilor
b. puneți coeficienții pe baza sistemului redox
c. stabiliți agentul oxidant și agentul reducător

Subiectul II

3. Enumerați trei metode de protecție anticorozivă.

4. La electroliza NaCl topite se utilizează ca electrolit un amestec alcătuit din NaCl și CaCl2. CaCl2 este denumită fondant în această electroliză. Explicați care este rolul ei.

Subiectul III

5. Se trece un curent de 10 A prin clorură de magneziu topită timp de 15 minute.Se cere:

a) Scrieți ecuațiile proceselor ce au loc la electrozi.

b).Ce cantitate de magneziu metalic se depune?

c). Ce volum de clor gazos se degajă la anod ? (în condiții normale)

6. În figura de mai jos este prezentată o instalație folosită la electroliza KI. Identifică și denumește părțile componente ale instalației desemnate prin cifrele de la 1 la 6.

7. Se supun electrolizei următoarele substanțe, folosindu-se electrozi inerți:

a). Topitură de CaCl2

b). Soluție apoasă de KI

Folosindu-te de ecuațiile proceselor de oxidare și de reducere care au loc la electrozi scrie ecuațiile globale corespunzătoare fiecărei electrolize.

BAREM DE CORECTARE ȘI NOTARE

A TESTULUI SUMATIV

Subiectul I

1. a).

b).

c).

d).

2. a). K+1Mn+7O4-2 + C0 + H+12O-2 → K+1 O-2H+1 + C+4O2-2 + Mn+4O2-2

b). Mn+7 +3e- Mn+4 – reacție de reducere x 4

C0 C+4 + 4 e- – reacție de oxidare x 3

4 KMnO4 + 3C + 2H2O →4 KOH + 3CO2 + 4MnO2

c). KMnO4 – agent oxidant

C – agent reducător

Subiectul II

3. Se acordă pentru fiecare metodă enumerată corect.

4. CaCl2 –fondant, are rolul de a scădea punctul de topire și de amări conductibilitatea topiturii electrolitului.

Subiectul III

5.

7. a). CaCl2 Ca2+ +2Cl-

A (+) Cl- – e- Cl•

2 Cl• Cl2

C (-) Ca2+ + 2e- Ca

Reacția globală : CaCl2 electroliză Ca + Cl2

b). KI K+ + I-

2 H2O H3O+ + HO-

A (+) I- – e- I•

2 I• I2

Ionii HO- – rămân în soluție

C (-) H3O+ + e- H2O + H•

2 H• H2

Ionii K+ – rămân în soluție

Reacția globală : 2KI + 2H2O electroliză I2 + H2 + 2KOH

3.6. Analiza și interpretarea rezultatelor chestionarelor de satisfacție aplicate elevilor

CHESTIONAR ELEVI

1.Ordonează următoarele caracteristici ale unei lecții de la cea care ți se pare cea mai importantă la cea pe care o consideri cel mai putin semnificativă . Din punctul tău de vedere lecția trebuie :

– să fie clară.

– să aibă aplicabilitate practică

– să aibă conținut științific complex

– să se utilizeze mijloace moderne( ex. Calculator, videoproector etc.) în expunerea conținutului lecției

– să fie scurtă

– să fie atractivă

2. Ai înțeles noțiunile predate în lecția „ Aplicațiile electrolizei” ?

Da Nu Nu prea

3. Ce procent din lecție crezi că ai înțeles ?

0-25 % 26 – 50 % 51-75 % 76- 100 %

4. Ți s-a părut interesantă lecția ?

Da Nu Nu prea

5. Îți plac mai mult lecțiile în laboratorul AeL decât cele desfășurate în clasă ?

Da Nu Nu prea

6. Ești mulțumit de nota primită la testul „ Aplicațiile electrolizei” ?

Da Nu Nu prea

7. Fi și tu profesor. Acordă un calificativ lecției .

Foarte bine Bine Suficient Insuficient

8. Noțiunile noi învățate au fost potrivite vârstei tale?

Da Nu Nu prea

9. Ți sa părut obositoare, plictisitoare lecția „ Aplicațiile electrolizei” ?

Da Nu Nu prea

10. Ai colaborat cu colegii tăi la rezolvarea sarcinilor de lucru în timpul orei?

Da Nu Nu prea

11. Ți-ar plăcea să mai participi la alte ore desfășurate în laboratorul AeL?

Da Nu Nu prea

12. Ai participat activ la lecție (Întrebări , răspunsuri etc.) ?

Da Nu Nu prea

Concluzii desprinse în urma analizei chestionarelor

AeL

Creează o învățare mai profundă, sustenabilă în timp și duce la o aplicare mai ușoară a cunoștințelor dobândite

Memorare ușoară

Elevii dezvoltă aptitudini de gândire mai bune

Sunt mai apreciate de elevi

Elevii pot viziona rapid, ușor și atractiv noțiunile teoretice / practice

Sporesc participarea activă și constructivă a elevilor

Lecțiile au un impact mai puternic și sunt mai interesante

Oferă un ritm propriu de parcurgere a materiei și posibilitatea de a colabora cu colegii sau cu profesorul pentru rezolvarea sarcinilor de lucru.

Fișă experimentală

Clasa a XII –a

Aplicațiile electrolizei

1. Electroliza soluției de CuSO4

Principiul metodei

Reactivi

Ustensile

Mod de lucru

Într-un pahar de sticlă se introduce o soluție de sulfat de cupru 0,5 M. În pahar se fixează cei doi electrozi conectati la o sursă de curent electric. Se inchide circuitul cu ajutorul întrerupătorului și se observă fenomenele care se petrec la electrozi.

Observații

După un timp se observă depunerea unui strat de cupru la catod și degajarea unui gaz la anod.

2. Electroliza iodurii de potasiu

Principiul metodei

Reactivi

Ustensile

Mod de lucru

Într-un tub de sticlă în formă de U se introduc doi electrozi conectați la o sursă de

curent continuu. Se pipetează în vasul de electroliză în formă de U soluție de iodură de

potasiu și se observă transformările care au loc la cei doi electrozi.

La trecerea curentului electric, ionii sunt orientați către cei doi electrozi. La electrodul

negativ (catod) se produce reducerea ionilor H3O+, deoarece au potențial de reducere mai

mare decât a ionilor K+ , în timp ce la electrodul pozitiv (anod) are loc oxidarea .

În ramura anodică se introduce amidon proaspăt preparat. Culoarea albastră care

apare indică prezența iodului. În ramura catodică a vasului de electroliză se adaugă câteva

picături de fenolftaleină. Culoarea roșie indică prezența unui mediu bazic.

Soluția conține ioni K+ și I- proveniți prin ionizarea KI, și ioni H+ (în apă există ioni

H3O+) și HO- rezultați prin ionizarea apei.

Ecuatiile reacțiilor care au loc la electrozi sunt:

(Ecuatia reacției totale care se desfășoară la electroliza unei soluții de KI este:

Experiment: Electroliza soluției de NaCl:

Materiale necesare: Tub din sticlă, în formă de U

Soluție de saramură

Fire conductoare

Electrozi din cărbune

Suport electrozi

Sursă de alimentare

Întrerupător

Cerneală

Fenolftaleină

Mod de lucru:

Fixăm electrozii din cărbune în suport.

Preparăm soluția de saramură.

Observație: Sarea se ………………….. în apă. Are loc procesul de …………………………………. electrolitică, conform reacției: NaCl +2H2O = Na+ + Cl- + H3O+ + OH-

Așezăm suportul pe tubul din sticlă, umplut în prealabil cu soluție de saramură.

Realizăm un circuit serie al sursei de alimentare cu electrozii din cărbune și cu întrerupătorul.

Asigurăm tensiunea de lucru la 6 V cc și închidem circuitul.

Observație:

…………………………………………………………………………………………………………………………….

Concluzie: ……………………………………………………………………………………………………………………………….

Turnăm câteva picături de cerneală în soluția din ramura tubului în care se găsește anodul și câteva picături de soluție de fenolftaleină în soluția din ramura în care se găsește catodul.

Închidem din nou circuitul.

Observații:

La anod:………………………………………………………………………………………………………………………

La catod:……………………………………………………………………………………………………………………..

Concluzii:

În prezența curentului electric, ionii din soluția de electrolit se orientează spre ………………….

La electrozi are loc procesul de neutralizare a ……………………………………. .

La catodul…………………. vin ionii ……………………………. (cationii) din soluție. Aceștia vor………………….. electroni și se vor transforma în atomi.

Procesul ce are loc la catod este:

C(-): H3O+ H2O + H (proces de reducere)

H + H H2

La anodul ………………….. vin ionii ………………… (anionii) din soluție. Aceștia vor …………………..

electroni și se vor transforma în ……………………………………………………………………………………

La anod……………………………………………………………………………………………………………………….

A(+): Cl- Cl (proces de oxidare)

Cl + Cl Cl2

Ionii rămași în soluție, ionii Na+ și OH- , formează ……………… , o soluție …………….. , pusă în evidență prin înroșirea fenolftaleinei.

Procesul ce are loc în soluție: Na+ + OH- NaOH

Fișă de lucru

2. Prin electroliza KCl topită se obține potasiu metalic. Ce intensitate va avea curentul electric necesar producerii a 2 g K în 15 minute ?

b). HNO3 + S → SO3 + N2 + H2O

Proiect didactic

PROFESOR CHIMIE: Niazi Șeila-Denis

SCOALA : Liceul Tehnologic „Axiopolis” Cernavodă

CLASA: a XII – a B

DISCIPLINA: CHIMIE

DATA: 18.03.2019

TITLUL LECȚIEI: Electroliza și legile ei

TIPUL LECȚIEI: Dobândire de cunoștințe noi

FORME DE ORGANIZARE: Activitate frontală, individuală, pe grupe

TIMP DE LUCRU: 50 minute

SCOPUL LECȚIEI: Formarea unor deprinderi intelectuale privind electroliza ‚ legile lui Faraday și dezvoltarea abilităților de aplicare a acestor legi

COMPETENȚE SPECIFICE URMĂRITE

C 1.3 – Interpretarea caracteristicilor / fenomenelor studiate în scopul identificării aplicațiilor acestora

C 2.1 – Utilizarea investigației în vederea obținerii unor explicații de natură științifică

C 2.2 – Evaluarea validității concluziilor investigației

C 4.1 – Utilizarea corespunzătoare a terminologiei științifice în descrierea sau explicarea fenomenelor și proceselor

C 5.1 – Compararea acțiunii unor produse, procese chimice asupra propriei persoane sau asupra mediului

C 5.2 – Exprimarea unei poziții asupra utilizării diverselor produse / procese chimice care denotă informare științifică și/ tehnologică

OBIECTIVELE OPERAȚIONALE ÎN CONCORDANȚĂ CU COMPETENȚELE SPECIFICE:

La sfârșitul lecției elevii vor fi capabili să :

O 1 – Să definească noțiunea de electroliză ca proces redox

O 2 – Să enumere componentele celulei de electroliză

O 3 – Să descrie prin ecuațiile reacțiilor procesele care au loc la electrozi

O 4 – Să clasifice substanțele pe baza proprietăților lor redox

O 5 – Să utilizeze legile electrolizei în probleme de calcul

O 6 – Să identifice importanța electrolizei în viața cotidiană

METODE DIDACTICE: Conversația euristică, modelarea, expunerea, problematizarea, metoda jocului.

MIJLOACE DE ÎNVĂȚĂMÂNT: fișe de lucru, tablă, planșă cu celula de electroliză , etichete cu componentele celulei de electroliză, manual.

EXEMPLE DE ACTIVITĂȚI DE ÎNVĂȚARE: Exerciții de identificare a componentelor unei celule de electroliză, exerciții de scriere a ecuațiilor reacțiilor chimice ce au loc la anod și catod, exerciții de aplicarea a legilor electrolizei

BIBLIOGRAFIE: Manual Chimie clasa a – XII – a, Editura LVS Crepuscul

LOCUL DESFĂȘURĂRII LECȚIEI: Sala de clasă

SCENARIUL DIDACTIC:

Anexa –Prezentare Power Point –Reacții redox, recapitulare

=

PROIECT DE LECTIE

I. PARTEA INTRODUCTIVA :

a). NUME SI PRENUME : NIAZI SEILA -DENIS

b). SCOALA : Liceul Tehnologic "Axiopolis" Cernavoda

c). CLASA : a – XII – a

d). DISCIPLINA : CHIMIE

e). SUBIECTUL LECȚIEI : „Electroliza apei acidulate, a solutiei de NaCl, a solutiei CuSOsi a KI”

f). DURATA DE DESFASURARE :50 min

g). OBIECTIVUL CENTRAL (SCOPUL ) LECTIEI :

Dobandirea unor abilitati psihomotorii de realizarea a unui experiment virtual

h). OBIECTIVE OPERATIONALE: Elevii trebuie sa:

O1 – dobândească un sistem de cunoștințe referitor la electroliză

O2 –-indice modul de desfășurare al electrolizei

O3 – modeleze grafic ecuațiile reacțiilor chimice care au loc la electroliză

O4 – utilizeze deprinderile practice dobândite in laboratorul AEL pentru efectuarea experimentelor de laborator virtual

O5 – să stabilească relații cu colegii în vederea rezolvării unor sarcini în comun

O6 – utilizeze corect platforma educationala escoala.edu.ro

O7 – să formuleze concluzii desprinse în urma efectuării experimentelor virtuale.

i). TIPUL LECȚIEI : Lecție de laborator vitua

j). RESURSE PROCEDURALE (METODE DE INVATAMANT) :

conversația, rezolvarea de exerciții și probleme, algoritmizarea.

k). RESURSE MATERIALE: fișe de lucru, manual, platforma escoala.ro, internet, laborator de informatica.

l). TIPUL DE ORGANIZARE A ACTIVITATII : Individuala

m). ANTICIPAREA DIFICULTATILOR :

– imposibilitatea rularii aplicatiilor datorita vitezei slabe a internetului

– lipsa unui plug-in adecvat

– incompatibilitatea hardware/ software cu platforma educationala utilizata

-manuirea greoaie de catre elevi a instrumentelor virtuale

n). BIBLIOGRAFIE : Irinel Badea, Doicin Luminita, Nistor Maria,Vladescu Luminita ,"Chimie -Manual pentru clasa a 12 – a",

Gup Editorial Art, 2007, pag 49-59

II. DESFĂȘURAREA LECȚIEI

ANEXA 1

FIȘĂ DE LUCRU – aplicații teoretice pentru fixarea cunoștințelor

1. Completați spațiile libere.

Electroliza este un proces care are loc la trecerea curentului electric prin ________ sau __________ unui electrolit.

Electroliții sunt substanțe care prin dizolvare sau topire se transformă în __________.

În absența curentului electric ___________ au o mișcare __________________________.

În prezența curentului electric _________ au o mișcare ___________ : se deplasează către ____________________

Electroliza are loc în dispozitive numite ________________________________________.

2. Descrieti construcția celulei de electroliză .

3.Indicați valoarea de adevăr al propozițiilor:

____ a) Electroliza se realizează cu ajutorul curentului continuu.

____ b) Anionii au sarcină pozitivă.

____ c) Cationii au sarcină negativă.

____ d) Metalele sunt niște electroliți.

____ e) Cantitatea de substanță depusă la electrozi este direct proporțională

cu cantitatea de electricitate ce trece prin circuit.

2. Electroliza topiturii de NaCl

Este o metodă industrială pentru obținerea _____________.

ANEXA 2

FISA DE EVALUARE

1. Electroliza soluției de NaCl.

Este un procedeu important de obținere industrială a ____________________________________.

2.Câte grame de cupru se obțin prin electroliza unei soluții de CuSO4, la

trecerea unui curent de intensitate 20 A timp de 1 oră?

3. Cât timp e necesar să treacă prin soluția de AgNO3, un curent de 12 A,

pentru a obține 100 g Ag?

4. In dezamalgatorul unei instalatii de electroliza procedeul cu catod de mercur se introduc 200 kg de amalgam de sodiu cu un continut de 1,5 % Na si 10 kg de apa

a) determinati masa si concentratia procentuala a solutiei de NaOH rezultate considerand reactia totala

b) determinati masa de solutie de NaOH avand concentratia de la punctul a care poate fi neutralizata cu acidul clorhidric obtinut din hidrogenul degajat la dezamalgator considerand reactiile totale.

LECȚIA NR. – COROZIUNEA

Proiect didactic

PROFESOR CHIMIE: Niazi Șeila-Denis

SCOALA : Liceul Tehnologic „Axiopolis” Cernavodă

CLASA: a XII – a A

DISCIPLINA: CHIMIE

DATA: 18.03.2019

TITLUL LECȚIEI: Coroziunea

TIPUL LECȚIEI: Lecție de însușire a cunoștințelor prin instruirea asistată pe calculator

FORME DE ORGANIZARE: Activitate frontală, individuală, pe grupe

TIMP DE LUCRU: 50 minute

SCOPUL LECȚIEI: Explicarea fenomenului de coroziune și identificarea metodelor practice de combatere a coroziunii

COMPETENȚE DERIVATE

C1. Definirea fenomenelor redox, de coroziune, pasivarea a metalelor

C2. Clasificarea tipurilor de coroziune

C3. Explicarea fenomenului de coroziune

C4. Identificarea soluțiilor pentru combaterea coroziunii metalelor

C5. Familiarizarea cu calculatorul în efectuarea experimentelor virtuale din softul educațional AeL

METODE DIDACTICE: Conversația euristică, modelarea, problematizarea, instruirea asistată de calculator -IAC.

MIJLOACE DE ÎNVĂȚĂMÂNT: pachet de lecții AeL –Siveco, laborator informatic Ael, sistem periodic, tablă, manual

LOCUL DESFĂȘURĂRII LECȚIEI: Laboratorul de informatică Ael

SCENARIUL DIDACTIC

LECȚIA NR. – EVALUAREA SUMATIVĂ

Proiect didactic

PROFESOR CHIMIE: Niazi Șeila-Denis

SCOALA : Liceul Tehnologic „Axiopolis” Cernavodă

CLASA: a XII – a B

DISCIPLINA: CHIMIE

DATA: 6.05.2019

TITLUL LECȚIEI: „ Aplicațiile electrolizei -test”

TIPUL LECȚIEI: Lecție de verificare a cunoștințelor

FORME DE ORGANIZARE: Activitate individuală

TIMP DE LUCRU: 50 minute

SCOPUL LECȚIEI: Evaluarea

METODE DIDACTICE: Algoritmizarea, modelarea, problematizarea, rezolvare de exerciții și probleme.

MIJLOACE DE ÎNVĂȚĂMÂNT: test de evaluare, sistem periodic

LOCUL DESFĂȘURĂRII LECȚIEI: Sala de clasă

SCENARIUL DIDACTIC

CONCLUZII

Schimbarea de la „învățarea tradițională” la cea „centrată pe elev” se face treptat. Experiența didactică arată că profesorul trebuie să fie focalizat pe „experiența și interesele elevilor”, indiferent de disciplina studiată. Elevii nu vor memora informațiile, vor înțelege și vor aplica aceste noțiuni fiind considerați „co-creatori” în procesul de predare-învățare-evaluare (McCombs and Whistler 1997).

Elevul nu primește informația științifică ci o procesează prin activități didactice create de profesor. Elevul este implicat în rezolvarea, aplicarea prin eforturi proprii. Atributul “învățării centrate pe student” este “succesul” echipei profesor-elev.

Care este rolul profesorului în învățarea centrată pe elev?

Profesorul conduce procesul de predare-învățare-evaluare, proiectează lecția, ajutând elevul să folosească capacitatea sa de a “privi cum să învețe”.

Procesul de predare-învățare trebuie să se realizeze în echipa Profesor-Elev, trebuie să fie activ și fiecare activitate didactică să fie autentică, specifică, orientată către o aplicație care îl va atrage pe elev.

Învățarea centrată pe elev în studiul științelor (fizică, chimie) a pus în evidență dezvoltarea de către profesori a “proiectelor didactice” în funcție de tipul lecției. Strategia didactică constă în dezvoltarea subiectului într-o manieră logică elevul fiind “direcționat” prin conversația euristică de către profesor. Întrebările sunt adresate întregii clase, iar elevii organizați în grupe valorice sau individual caută răspunsul (acesta este drumul spre învățare și aplicare în cadrul “lecției centrate pe elev”).

Didactica modernă situează elevul în centrul activității didactice, care este proiectată de profesor, aplicată și analizată de acesta.

Autoevaluarea proprie va determina ca profesorul să-și aleagă cel mai bine demersul viitor, ținând cont de condițiile specifice fiecărui colectiv de elevi, fiecărei grupe de elevi.

Proiectarea didactică modernă va stimula echipa profesor-elevi în rezolvarea sarcinilor de lucru în mod creativ, obținându-se eficiență maximă. Astfel, în proiectarea și desfășurarea lecțiilor, se poate observa: rigurozitatea științifică, explicarea tuturor fenomenelor fizice și chimice cu care elevul vine în contact direct sau virtual în funcție de locul în care se desfășoară lecția.

Precizia cu care profesorul realizează: stabilirea obiectivelor operaționale ale lecției, proiectarea activităților didactice (elevi–profesor), realizarea feed-backului va influența existența “succesului” sau “insuccesului” profesorului la lecție.

Drumul către succes într-o lecție centrată pe elev conține mai mulți pași, astfel profesorul va urma un drum de zece pași prin care:

– va dezvolta întotdeauna la elevi posibilitatea de a lucra in echipă;

– va încuraja elevii săi să pună întrebări;

– va încuraja elevii să aibă momente de reflecție asupra momentelor didactice din lecție;

– va studia întotdeauna grupul țintă, clasa, echipa de elevi;

– va proiecta foarte bine evaluarea formativă/sumativă;

– va cere întotdeauna elevilor săi feed-back;

– va studia cu atenție atitudinea elevilor săi.

Aplicarea metodelor active, prin care elevii sunt încurajați să participe în derularea momentelor didactice ale lecției, prin muncă în grup, folosind activități hands-on care își aduc aportul lor la creșterea gradului de retenție al cunoștințelor științifice (60%);

Încurajarea elevilor de a pune întrebări este benefică celor doi parteneri în educație – elevul și profesorul.

Posibilitatea de a se autoevalua determină pe fiecare elev în parte să-și realizeze un demers viitor în activitatea de muncă independentă desfășurată în afara orelor de curs.

Utilizarea momentelor didactice din software educațional ajută la stimularea creativității elevului în proporție de peste 50% în înțelegerea și aplicarea creatoare a noțiunilor științifice nou studiate (elemente de termodinamică fizica moleculara , structura atomului, teoria relativității, studiul hidrocarburilor,mecanica,electostatica etc). Utilizarea proiectelor didactice structurate pe activitățile profesorului, respectiv elevului ajută la eficientizarea lecției, metoda – utilizează un minut foaia de hârtie – prin care elevii sunt rugați să scrie / să rezolve un concept / o problemă oferă un feed-back excelent profesorului.

Modelarea virtuală a fenomenelor chimice/fizice utilizând instrumente IT create /achiziționate conduce la o înțelegere mai bună a cunoștințelor științifice introduse, astfel acestea conduc la dezvoltarea creativității elevilor (studiu aplicațiilor electrolizei – cls. aXIIa).

Integrarea unei prezentări Power Point realizată anterior de profesor/elevi ajută la înțelegerea mai bună a noțiunilor studiate în clasă (studiul oxigenului și hidrogenului, obținerea lor prin electroliza apei).

Folosirea fișelor de lucru intensifică activitatea de predare-învățare–evaluare în clasă (studiul legilor gazelor, studiul vitezei de reacție, studiul echilibrului chimic).

Utilizarea prin reactualizare a noțiunilor de fizică și matematică contribuie la obținerea unor rezultate cu peste 50% mai bune decât în cazul predării tradiționale prin prelegere (integrarea prezentărilor Power Point realizate de profesor/elevi).

La lecțiile de recapitulare metoda muncii în echipă se dovedește miraculoasă, deoarece munca în grup ajută la elucidarea diverselor probleme ale membrilor echipei, urmată de prezentarea în fața clasei a problemelor studiate în grup.

Tehnicile interactive se deprind în timp, fapt demonstrat de studiu, profesorul are rolul de a cunoaște bine tehnica și de a o explica elevilor săi / grupului țintă, fără o pregătire a elevilor nu se poate ajunge la rezultate deosebite.

Metoda construirii lecției utilizând instrumente didactice IT precum și metode didactice active contribuie la obținerea eficienței lecției, atât pentru elev cât și pentru profesor.

Avantajele folosirii tehnicilor AeL în procesul de predare învățare

Proiectarea didactică modernă are un deziderat esențial și anume –atingerea obiectivelor operaționale ale lecției. Cum va știi elevul, dar și profesorul dacă obiectivele operaționale au fost atinse? Răspunsul este evaluare continuă, ce se realizează în fiecare lecție. Activitățile didactice de învățare utilizate de profesor trebuie:

să acopere dificultățile de învățare, care apar de regulă, când lecția este predată în mod tradițional;

să suscite și să mențină interesul elevilor;

să ușureze înțelegerea fenomenelor fizice și chimice .

Utilizând soft-uri educaționale în orele de fizică sau chimie constatăm că:

profesorul are un rol hotărâtor în crearea lecției, aceasta având un caracter creator în funcție de clasă, de tipul lecției, produs de profesor, dar cu efecte benefice asupra elevului;

profesorul stabilește interconexiunile dintre diferitele noțiuni științifice, elevul “intră” în structura fină a materiei, aprofundând și reactualizând ;

elevul poate lucra individual sau în grupe, acesta “învață” ce înseamnă munca în echipă ;

simulările fenomenelor fizice și chimice atrag după sine dezvoltarea creativității fiecărui elev în parte;

profesorul „urmărește“ fiecare elev în parte, obținând un feed-back continuu, fapt care îl ajută pe profesor să-și modeleze strategia didactică, în vederea obținerii eficienței lecției;

elevul devine încrezător în sine, dar este și mai pregătit pentru viață, venind în contact în permanență cu realitatea;

perimetul virtual ajută elevul să vadă cu „ochii minții” fenomenele interne fizice și chimice;

modelarea virtuală însoțită de explicațiile interdisciplinare conduce la creșterea calității procesului de predare-învățare-evaluare

testele de evaluare continuă asigură feed-backul în lecție;

animațiile și reluările determină implicarea fiecărui elev în procesul de predare-învățare-evaluare;

elevul învață jucându-se, variind diferiți parametri ce caracterizează anumite mărimi fizice, totul în mod riguros, matematic;

prin lecțiile interactive susținute cu explicații interdisciplinare se realizează dezvoltarea elevului ținând cont de particularitățile lui individuale ca subiect al actului educațional;

BIBLIOGRAFIE

Costin D. Nenițescu – Chimie generală – Editura Didactică și Pedagogică, București, 1972

Constantin Cucoș – Psihopedagogie pentru examenele de definitivare și grade didactice – Editura Polirom, București, 2009

Linus Pauling – Chimie generală – Editura Științifică – București, 1972

Sanda Fătu – Didactica chimiei – Editura Corint, București, 2008

https://ro.wikipedia.org/wiki/Chimie

https://ro.wikipedia.org/wiki/Electroliză

https://iteach.ro/pg/file/otilia.mecea/read/41877/metode-si-tehnici-interactive-de-predare-invatare-la-chimie

https://www.didactic.ro/materiale-didactice/

Electroliza

http://www.golabz.eu

www.graasp.eu

Paraschiva Arsene, Claudiu Supuran – Chimie pentru examene – Editura Tehnică, București, 1998

F. Urseanu, C. Tărăbășanu Mihăilă, G. Bogza – Probleme de chimie și tehnologie chimică – Editura Tehnică, București, 1978

I. Gănescu, C. Pătroescu, M. Răileanu, S. Florea, A. Ciocioc, Gh. Brînzan – Chimie pentru definitivat – Editura Didactică și Pedagogică, București, 1989

G. C. Constantinescu, I. Roșca, I. Jitaru, C. Constantinescu – Chimie anorganică și analitică – Editura Didactică și Pedagogică, București, 1983

Edith Beral, Mihai Zapan – Chimie Anorganică – Editura Tehnică, București, 1977

Paraschiva Arsene, Cecilia Marinescu – Chimie anorganică, teorie și probleme pentru performanță, bacalaureat și admitere- Editura Didactică și Pedagogică, București, 2005

Sorin Cristea – Dictionar de pedagogie – Editura Litera, Chișinău, 2002

Viorel Mihăilă, Mariana Moraru, Gheorghe Cantemir – Compediu de chimie – Editura Teora, București, 2003

Marius Andruh, Lianna Avram, Daniela Bogdan – Chimie – Manual pentru clasa a 9 – a – Editura Bic All, București, 2004

Elena Alexandrescu – Chimie – Manual pentru clasa a 12 –a – Editura LVS Crepuscul, Ploiești, 2007

Sanda Fătu, Cornelia Grecescu, Veronica David – Chimie – Manual pentru clasa a 10 –a – Editura All Educațional, București, 2000

Sanda Fătu, Cornelia Costin, Adina Toescu – Chimie – Manual pentru clasa a 12 –a – Editura Didactică și pedagogică , București, 1998

Luminița Vlădescu, Irinel Adriana Badea, Luminița Irinel Doicin, Maria Nistor- Chimie – Manual pentru clasa a 12 –a – Grup Editorial Art , București, 2007

https://ccalancea.wordpress.com/2017/03/30/electroliza/ 18.03.2019

https://galvcell.wordpress.com/2010/06/07/ce-este-pila-leclanche/ 18.03.2019

https://mjzweb.wordpress.com/2017/03/18/coroziunea-metalelor-si-metodele-de-combatere-a-ei/ 4.07.2019

Programa școlară pentru clasa a – XI –a și a XII – a Chimie aprobate cu Ordin al Ministrului educației naționale nr. 4923 din 18.10.2000 și modificate prin Ordin al Ministrului educației și cercetării nr. 3915 din 31.05.2001

Elena Mihailov, Nadejda Velișco, Maia Cherdivara, Tatiana Litvinova, Sofia Obreja, Anatolie Caraivan – Chimia. Ghid de implementare a curriculumului modernizat pentru etapa liceală – Editura Cartier, Chișinău, 2010

Luminița Ursea, Angela Kriza – Chimie – Manual pentru clasa a 10 – a –Editura Humanitas Educațional, București, 2002

REBUS

1. Acceptare de electroni

2. Cedare de electroni

3. Reducere și oxidare

4. Electrodul la care au loc reacții de reducere

5. Anodul pilei Daniell

6. Tip de coroziune ce corespunde reacției dintre metal și un gaz ,la temperaturi , de obicei, mai mari de 100 de grade Celsius

7. FeO(OH)

8. Se folosesc pentru a micșora viteza reacției de coroziune

9. Aplicarea unui start fin, ornamental și protector al unui metal pe altul.

10. Element galvanic folosit de autovehicule

A

B

REZOLVAREA REBUSULUI