Metodologia Utilizării Softurilor Educationale Si a Laboratorului Virtual la Lectiile de Fizică, Treapta Liceală

INSTUTUTUL DE ȘTIINȚE ALE EDUCAȚIEI

STUDII SUPERIOARE DE MASTERAT

CATEDRA DE PEDAGOGIE ȘI PSIHOLOGIE

BULHAC LUDMILA

Metodologia utilizării softurilor educaționale și a laboratorului virtual la lecțiile de fizică, treapta liceală

TEZA DE MASTER

Domeniul general de studii:

Științe ale Educației

Domeniul de formare profesională:

formare profesională

Programul de masterat:

Didactica Disciplinilor Reale

Conducător științific: Ion Botgros______________

dr. conf. univ.

Autor:

Admis la susținere

Șef catedră:

Conf.univ. Numele Prenumele

_______________________

„___”______________20__

Chișinău – 2015

CUPRINS

Preliminarii

În condițiile de evoluție a societății omenești, de la societatea informațională spre o societate informatizată, pregătirea absolvenților învățământului preuniversitar pentru integrare în forme de învățământ superior sau în cîmpul muncii globalizat, nu se poate face fără un set de cunoștințe minime de utilizare a tehnologiilor informaționale și comunicaționale. Prin simpla includere a disciplinei informatică în planurile de învățământ și dotarea școlilor cu calculatoare, table interactive nu se obține creșterea performantelor elevilor și formarea competențelor digitale. Trebuie găsite metodele pedagogice adecvate, la toate disciplinele din planul de învățământ, astfel încât elevii să asimileze cunoștințe, deprinderi și să-și formeze competențe digitale, să fie în stare să le aplice în rezolvarea situațiilor din viața cotidiană.

Elevii care nu au acces la un calculator, alte tehnologii informaționale și de comunicație, nu știu să le utilizeze în soluționarea diverselor sarcini, vor fi marginalizați în societatea de mâine – societatea bazată pe cunoaștere și tehnologii informaționale. Angajarea la un loc de muncă și activitatea eficientă va depinde din ce în ce mai mult de nivelul de competență demonstrat în lucrul cu calculatorul și tehnologiile informaționale și de comunicație.

Fizica este considerată de mulți elevi o disciplină "dificilă", deoarece elevii au deseori dificultăți în vizualizarea situațiilor și a fenomenelor fizice, înțelegerea acestor fenomene, realizarea experimentelor și rezolvarea problemelor și a situațiilor semnificative. Nu toți elevii pot să-și construiască mental situațiile fizice date, și atunci rezultatele lor sunt slabe.[26]

Educația trebuie să răspundă imperativelor timpului și operativ la provocările tehnologiilor informaționale. Cu circa 30 de ani în urmă, în școlile din R. Moldova apăreau primele calculatoare. Privite pe atunci de foarte mulți pedagogi și elevi ca mașini exotice, destinate doar să „ronțăie" numere și să rezolve ecuații matematice, aceste dispozitive au schimbat profund mediul de predare-învățare-evaluare, formînd un spațiu informațional global. Astăzi, în acest spațiu virtual, cadrele didactice, elevii și părinții pot găsi cele mai diverse informații, atît utile, cît și nu prea, care, cu regret, uneori substituie abordările profunde și munca asiduă de a produce și a însuși cunoștințe prin simple navigări pe Internet și operații de tipul cuit-and-paste (copie-și-lipește). Una dintre cauzele acestui fenomen o constituie ruptura ce s-a format între realizările tehnologiilor informaționale și comunicaționale și evoluțiile înregistrate în științele educației, care cu greu se despart de metodele tradiționale de predare – învățare-evaluare, nivelul de pregătire a cadrelor didactice în domeniul tehnologiilor informaționale și comunicaționale.

Pare paradoxal, dar implementarea pe scară largă a tehnologiilor informaționale și comunicaționale în învățămîntul preuniversitar din țara noastră se confruntă nu atît cu insuficiența de calculatoare și accesul limitat la Internet, cît cu atitudini preconcepute a unor cadre didactice și cu lipsa suportului metodologic și a lipsei de informații și a deprinderilor de aplicare a softurilor educaționale și laboratorului virtual la fizică, destinate realizării instruirii asistate de calculator, folosirii pe larg în procesul educațional a tablei interactive și platformelor educaționale.

Informatizarea reprezintă o activitate socială de mare amplitudine, profunzime și complexitate – tipică societății informaționale, bazată pe cunoaștere – care constă în procesarea, stocarea și valorificarea specifică a produselor cunoașterii (științifice, tehnologice, artistice, filozofice, religioase, economice, politice, pedagogice etc.). Informatizarea educației reflectă particularitățile unui context social specific, condiționat pedagogic la nivelul sistemului și al procesului de învățămînt. Informatizarea este specifică pentru societatea postmodernă dezvoltată global și deschisă, în cea de-a doua jumătate a sec. XX, pînă în prezent ca societate informațională, bazată pe cunoaștere și formare de competențe..

Idealul educației promovat de UNESCO la scara societății postmoderne definește tipul de personalitate necesară, socială pe termen lung în contextul informatizării depline, globale și deschise, care implică o înnoire permanentă a domeniilor cunoașterii într-un cadru conceptual, metodologic și practic mereu perfectibil, autoperfectibil, creativ și permanent dornic de schimbare și formare.

Societatea bazată pe informatizarea tuturor structurilor sale (culturale, politice și economice) determină idealul educației care prosperă pe termen lung modelul personalității deschise, inovatoare. Acest model pedagogic are în vedere formarea și dezvoltarea capacității omului de adaptare permanentă la schimbările generate continuu de dinamica funcționării societății informaționale. [22]

De ce instruirea asistată de calculator și aplicarea tehnologiilor informaționale și de comunicare? Învățarea cu ajutorul calculatorului și a elementelor multimedia este o metodă didactică activă. Instruirea asistată de calculator permite realizarea unei educații bazate pe profilul intelectual al elevului. Pune elevul în situații de interacțiune și comunicare rapidă, realizate într-un mediu care permite o difuzare masivă a conținuturilor și o flexibilitate a timpului prin îmbinarea mijloacelor de comunicare sincrone cu cele asincrone. In cazul unei instruiri asistate de calculator, interactivitatea este generalizată, oferind celui care învață un feedback permanent, deoarece se produc efecte vizibile și imediate pe ecranul calculatorului.[20] Postările comentariilor, reflecțiilor, completarea chestionarelor electronice și a testelor pe bloguri sau grupuri în rețelele de socializare, așa ca https://www.facebook.com sunt o dovadă că elevii au formate competențe digitale.

Premisele enumerate au marcat problema cercetării care rezultă în valorificarea insuficientă a unei metodologii de utilizare a softurilor educaționale și a laboratorului virtual în procesul educațional la orele de fizicp la treapta liceală.

Obiectul cercetării îl constituie procesul de elaborare a unei metodologii din perspectiva realizării unei învățări eficiente prin utilizarea softurilor educaționale și a laboratorului virtual la orele de fizică de la treapta liceală.

Scopul cercetării îl constituie elaborarea unei metodologii de utilizare a softurilor educaționale și a laboratorului virtual în procesul educațional la orele de fizică de la treapta liceală.

Obiectivele cercetării.

Documentarea literaturii de specialitate cu privire la metodologia utilizării TIC-ului în procesul educațional.

Analiza conceptelor de competență digitală, tehnologie informațională și utilizare a softurilor educaționale și a laboratorului virtual în procesul educațional.

Elaborarea unei metodologii de utilizare a softurilor educaționale și a laboratorului virtual la orele de fizică.
Validarea experimentului privind utilizarea metodologie eleborate.

Analiza și interpretarea rezultatelor experimentale.

Formularea concluziilor și recomandărilor practice.

Inovația cercetării constă în elaborarea unei metodologii de utilizare eficientă a softurilor educaționale și a laboratorului virtual la orele de fizică din perspectiva optimizării procesului educațional.

Valoarea practică a cercetării este certificată de implementarea calitativă a metodologiei de utilizare a softurilor educaționale și a laboratorului virtual în procesul educațional la orele de fizică privind formarea competenței de cunoaștere științifică la lecțiile de fizică la treapta liceală.

Metodologia de cercetare. La realizarea cercetării au fost utilizate următoarele metode: documentarea științifică,generalizarea și modelarea teoretică,observarea, prelucrarea și interpretarea statistică a datelor experimentale, reprezentarea grafică: tabele, diagrame,scheme.

Baza experimentală a cercetării a constituit-o Liceul Teoretic „Liviu Deleanu” mun. Chișinău, eșantionul fiind format din 70 elevi din cl. X-XII-a, profil real.

Structura tezei include preliminarii, trei capitole, aplicații practice/experirnentale,concluzii generale și recomandări, bibliografie, anexe, în teză sunt prezentate l0 tabele.

Capitolul I. ASPECTE METODOLOGICE ALE UTILIZĂRII CALCULATORULUI ÎN PROCESUL EDUCAȚIONAL

1.1.Conceptul de competență digitală – competența cheie în utilizarea tehnologiilor informaționale

Sistemul educational are ca scop principal pregătirea temeinică și în mod real a elevului pentru viața de după pragul școlii, dezvoltându-i competențe cheie care îi vor asigura succesul profesional și social. Având în vedere tehnologizarea și utilizarea sistemelor computerizate în toate domeniile transport, fimanciar-bancare, proiectare, statistică, industrie, electrocasnice și la scară largă deja în sănătate, un rol important în inserția pe piața muncii a absolvenților de liceu o are formarea de competențe digitale avansate.

La absolvenții de liceu, formarea competențelor digitale vizează folosirea tehnologiilor informaționale și comunicaționale (TIC) ca o cerință a lumii contemporane în contextul dezvoltării tehnologice din ultimele decenii, a globalizării și a dominației societatii informaționale. Obligația școlii constă în adaptarea noilor tendințe nu doar prin achiziționarea de calculatoare sau de smart-boarduri, ci și prin formarea cadrelor didactice și prin adoptarea unui curriculum, care să acorde atenție dezvoltării competenței digitale atît la elevi cît și a cadrelor didactice.

Formarea competențelor cheie trebuie adaptată noilor atitudini și strategiilor cognitive ale elevilor și sincronizată cu modul în care se produce și se livrează cunoașterea în secolul al XXI-lea. Aplicarea Tehnologiilor informaționale și comunicaționale au ca scop formarea și dezvoltarea competenței digitale, care presupune utilizarea calculatorului, ergonomie și abilitate în utilizarea diverselor mijloace multimedia, conștientizarea importanței utilizării tehnologiilor informaționale și comunicaționale în domeniul social, etic și uman, utilizarea unor instrumente informatice care permit creșterea productivitatii și calității muncii: procesare de texte, prezentări electronice, baze de date și Web browser, utilizarea serviciilor oferite de internet, implicarea în generația WEB-2. Utilizând resursele TIC, elevii, îndrumați permanent de profesor la școală sau individual, acasă, pot obține informații necesare pregătirii lecțiilor și temelor la toate disciplinele școlare, pot selecta surse de informații din Internet care să-i ajute în dezvoltarea proiectelor, sistematizarea și aplicarea serviciilor oferite de platformele educaționale. Aceasta permite profesorilor să utilizeze cu succes softurile educaționale, aplicațiile software utilitare, tutoriale puse la dispoziția școlilor pe diverse site-uri educaționale, să verifice online activitățile elevilor, să creeze bloguri, situri pentru elevi sau împreună cu ei, să formeze grupe pe diferite situri de socializare .

Evaluarea la clasă se poate face obiectiv, într-un timp scurt, utilizând teste cu itemi obiectivi sau semiobiectivi de pe platforma INSAM și Formulare Google. Aceleași instrumente pot fi utilizate de către elevi în propria pregătire, pentru autoevaluare. Pentru pregătirea profundă și formarea de competențe la elevi este util și interactive de propus jocuri didactice online de pe diferite softuri educaționale . Un așa soft educațional pentru studierea fizicii prin intermediul jocului didactic online este http://learningapps.org/.

Utilizarea tehnologiei informaționale și comunicațională la disciplinele școlare constituie un răspuns la imperativul timpului și nevoia de diversificare a procesului de predare-învățare-evaluare la orele de fizică petrecute în sala de clasă, și în afara școlii în pregătirea individuală a elevilor și cadrelor didactice pentru un proces educațional modern.

Învățămîntul preuniversitar din Republica Moldova se află la o fază de dezvoltare care vizează elaborarea unei noi generații de standarde educaționale centrate pe competențe iar modernizarea metodologiilor didactice devine o etapă valoroasă pentru întregul sistem de învățămînt și mai ales pentru cadrele didactice implicate în acest proces. [17]

Conform Curriculumului Național la Fizică, competența digitală în domeniul tehnologiilor informaționale și comunicaționale (TIC) este una dintre cele zece competențe cheie/transversale și constă în utilizarea tehnologiilor multimedia pentru a regăsi, a stoca, a crea, a prezenta și a schimba informații.

După UNESCO, a fi familiarizat cu tehnologiile și cu mijloacele multimedia înseamnă a avea o suită de abilități precum: selectarea instrumentelor adecvate, operarea cu echipamente și aplicații, utilizarea lor pentru a gestiona, analiza, integra, evalua și crea informații, într-o varietate de forme.

Dezvoltarea competențelor digitale – necesitate a oricărui cetățean european.

În anul 2008, Abdul Waheed Khan, Director General Asistent pentru Comunicare și Informare UNESCO, i-a îndemnat pe toți profesorii să utilizeze activ tehnologiile informaționale în procesul instructiv:"Pentru a trăi, a învăța și a lucra într-o societate a cunoașterii din ce în ce mai complexă și în care volumul de informații este tot mai mare, elevii și profesorii trebuie să utilizeze în mod eficient tehnologia informațională și comunicațională (TIC), într-un mediu educațional modern și eficient, elevilor li se oferă posibilitatea de a deveni capabili să utilizeze TIC, să caute, să analizeze și să evalueze informații, să rezolve probleme și să ia decizii, să aplice în mod creativ și eficient instrumente specifice productivității, să comunice, să colaboreze, să editeze, să creeze și să devină cetățeni informați, responsabili și implicați."

Dezvoltarea tehnologică rapidă din ultimele decenii, precum și fenomenul globalizării au determinat Consiliul European de la Lisabona (2000) să definească un set de competențe-cheie de care are nevoie orice cetățean european pentru a se integra cu succes într-o economie bazată pe cunoaștere, care să asigure bunăstare, locuri de muncă bine plătite și o mai mare coeziune socială.

Scopul de a transforma economia Europei în cea mai dinamică economie bazată pe cunoaștere a dus la stabilirea așa-numitelor competențe în utilizarea noilor tehnologii

informaționale și comunicaționale sau competențe digitale, care implică aplicarea pe larg a mijloacelor multimedia electronice la muncă, în timpul liber și în comunicare. Aceste competențe se referă la gîndirea logică și critică, la capacitatea de procesare a informației la standarde înalte și la abilități de comunicare dezvoltate. Abilitățile TIC vizează primirea, evaluarea, stocarea, producerea, prezentarea și schimbarea de informații pentru a participa în diferite rețele de comunicare prin intermediul Internetului, aplicarea softurilor educaționale și a laboratorului virtual la fizică care în prezen este dezvoltat și în cantități destul de mari.

Internetul a devenit o parte integrantă a vieții cotidiene și în R. Moldova. Tot mai multe activități se realizează online, de la depunerea dosarului pentru un loc de muncă pînă la plata impozitelor sau cumpărarea de bilete de avion. 57% din concetățenii noștri au acces la Internet, 90% dintre care sînt activi în rețelele sociale, cum ar fi odnoklassniki.ru și facebook.com.

În acest context, profesorii din R. Moldova sînt și ei puși în fața unei noi încercări – de a integra cu succes noul set de competențe în procesul instructiv-educativ la diferite niveluri, vîrste și subiecte prevăzute de curriculumul școlar și universitar. [22]

Formarea competențelor digitale la cadrele didactice.

Indiscutabil, trecerea de la obiective la competențe și mutarea accentului de pe metodele "copie-și-lipește" pe cele care formează o viziune integrată asupra tehnologiei informaționale și comunicaționale, care dezvoltă gîndirea algoritmică și formează cultura informațională, necesită, în primul rînd, reconceptualizarea modului de pregătire inițială și continuă a profesorilor, dezvoltarea competențelor digitale ale tuturor cadrelor didactice ce activează în învățămîntul preuniversitar, obținerea abilităților de a utiliza tabla interactivă în procesul educațional și implicarea activă în generația Web-2.

Este cunoscut faptul că R. Moldova se confruntă cu dificultăți semnificative în recrutarea și reținerea cadrelor didactice calificate în instituțiile de învățămînt. În pofida măsurilor întreprinse de autorități în ultimii ani – majorarea salariilor, extinderea admiterii la facultățile cu profil pedagogic, stabilirea unor facilități pentru tinerii pedagogi ce sînt repartizați să lucreze în instituțiile de învățămînt în localitățile sătești ș.a. -, corpul didactic continuă să îmbătrînească, este în continuă creștere fluctuația cadrelor didactice, multe discipline, cel mai des și Fizica, sînt predate de către persoane ce nu au o pregătire profesională în domeniile respective. Evident, în astfel de condiții, nu ne putem aștepta la o schimbare radicală a situației, unica soluție fiind stimularea persoanelor care, totuși, au ales să rămînă în sistemul educațional, să utilizeze TIC în procesul de învățămînt. Deși se întreprind mai multe acțiuni în domeniul formării/performării competențelor digitale ale cadrelor didactice prin organizarea anumitor cursuri de scurtă durată, de instruire la distanță, instruire online impactul lor este unul foarte modest. În prezent sunt oferite cadrelor didactice cursuri de formare la distanță de INTEL Centrul Tehnologii Informaționale și Comunicaționale în Educație

În ultimul deceniu, sistemul de învățămînt din R.Moldova a înregistrat progrese semnificative în crearea și dezvoltarea manualelor școlare. S-au format colective calificate de autori, a fost pusă la punct schema de închiriere a manualelor, este în curs de afirmare un sistem de evaluare obiectivă a calității manuscriselor și a manualelor, însă,nu este unica formă de realizare fizică a manualului școlar adică cartea tipărită. În prezent sunt manuale electronice de Fizică la clasele X și XI . Sunt comod de utilizat, avînd unele avantaje față de cele tipărite. Sunt vizibile, accesibile elevilor, care pot fi folosite atît online cî și descărcate în anumite fișiere în computer.

În pofida faptului că în țările dezvoltate manualele clasice, cele tipărite, sînt însoțite de conținuturi multimedia pe suporturi digitale, în țara noastră acest proces este la început de cale. Numărul mic, la moment încă, a manualelor electronice la toate clasele la disciplinile școlare și a unor diferențe conceptuale semnificative între softuri educaționale utilizate în școli și manualele tipărite, difuzate prin intermediul schemei de închiriere, au repercusiuni asupra procesului de modernizare a învățămîntului și nu permit valorificarea în volum deplin a oportunităților oferite de tehnologiile informaționale și comunicaționale. [22]

Utilizarea noilor tehnologii face parte din competențele secolului XXI (21st Century Skills).

Cele mai esențiale competențe a acestui secol sunt:

Aptitudini de învățare și inovare

Creativitate și inovare

A demonstra originalitate și inventivitate în activitate.

A elabora, implementa și comunica idei noi altor persoane.

A fi deschiși și receptivi la noi și diverse perspective.  

A acționa asupra ideilor creative pentru a avea o contribuție palpabilă și utilă în domeniul unde are loc inovarea.  

Gîndire critică și rezolvarea problemelor

A efectua raționamente solide pentru înțelegere.

A face alegeri și lua decizii complexe.  

A înțelege interconexiunile dintre sisteme.  

A identifica și formula întrebări semnificative ce clarifică diverse puncte de vedere și orientează spre soluții mai bune.

A cadra, analiza și sintetiza informația pentru a rezolva probleme și a răspunde la întrebări.

Comunicare și colaborare

A articula clar și eficient gîndurile și ideile oral și în scris.  

A demonstra abilitatea de a lucra eficient cu diverse echipe.

A da dovadă de flexibilitate și voință de a fi util, făcînd compromisurile necesare pentru a realiza un scop comun.  

A asuma o responsabilitate comună pentru lucrul colaborativ.

Aptitudini informaționale, mass-media și tehnologice

Instruire informațională

A accesa eficient și efectiv informația, a evalua informația în mod critic și competent și a utiliza informația cu exactitate și creativ pentru chestiunea sau problema dată.  

A poseda o înțelegere fundamentală a chestiunilor etice/juridice ce țin de accesul și utilizarea informației.

Instruire în domeniul mass-media

A înțelege modul în care sunt construite mesajele mass-media, în ce scop și cu utilizarea căror instrumente, caracteristici și înțelegeri.

A examina interpretarea diferită de către persoane a mesajelor, modul în care sunt incluse sau excluse valorile și punctele de vedere și modul în care mass-media pot influența asupra convingerilor și comportamentelor.

A poseda o înțelegere fundamentală a chestiunilor etice/juridice ce țin de accesul și utilizarea informației.

TIC (Tehnologii informaționale și de comunicare)

A utiliza tehnologiile digitale, instrumentele de comunicare și / sau rețelele  în mod adecvat pentru a accesa, gestiona, integra, evalua și crea informații în vederea funcționării într-o economie a cunoașterii.

A utiliza tehnologia ca instrument de cercetare, organizare, evaluare și comunicare a informației și a da dovadă de o înțelegere fundamentală a chestiunilor etice/juridice ce țin de accesul și utilizarea informației.

Aptitudini pentru viață și carieră

Flexibilitate și adaptabilitate

A se adapta la diverse roluri și responsabilități.

A lucra eficient într-un climat de ambiguitate și cu priorități în schimbare.

Inițiativă și auto-dirijare.

A monitoriza propria înțelegere și necesitățile de instruire.  

A depăși nivelul de bază al aptitudinilor și/sau curriculumului pentru a explora și extinde propria instruire și oportunitățile de a obține expertiză.

A da dovadă de inițiativa de a avansa în nivelele aptitudinilor spre nivelul profesionist.

A defini, prioritiza și efectua sarcini fără supraveghere directă.  

A utiliza timpul eficient și a gestiona volumul de lucru.

A da dovadă de angajament pentru instruire ca proces pentru tot parcursul vieții.  

Aptitudini sociale și trans-culturale.

A lucra în mod adecvat și productiv împreună cu alte persoane.

A acorda pîrghii pentru inteligența colectivă a grupurilor, în caz de necesitate.

A stabili punți între diferențele culturale și a utiliza diversele perspective pentru a spori inovația și calitatea lucrului.

Productivitate și responsabilitate

A stabili și atinge standarde și scopuri înalte privind prestarea la timp a lucrărilor  de calitate.

A da dovadă de  asiduitate și etică profesională pozitivă (de exemplu, a fi punctual și de nădejde).

Leadership și responsabilitate

A utiliza aptitudinile interpersonale și cele de rezolvare a problemelor pentru a-i influența și a-i ghida pe alții spre un scop.

A oferi pîrghii pentru punctele forte ale altor persoane în vederea realizării unui scop comun.

A da dovadă de integritate și comportament etic.

A acționa responsabil, ținînd cont de interesele comunității în ansamblu.

Aceste competențe reflectă un grad ridicat de operabilitate profesională, din perspectiva carierei didactice, accentul fiind pus pe interacțiune, pe dinamică, pe tehnologii informaționale și de comunicare, pe reflexivitate. pe implicarea activă în Web-2

Formarea competențelor digitale la elevi

Deși accesul la TIC crește, ele nu prea sînt utilizate în instruire cu părere de rău, încă nu la potențialul potrivit sunt valorifcate. Conform datelor unui sondaj, ponderea cetățenilor din R. Moldova, care utilizează calculatorul și Internetul este de circa 40%. Accentuăm faptul că, în cazul persoanelor tinere, această pondere este cu mult mai mare decît media pe țară, atingînd circa 80%. Evident, pentru persoanele din acest grup, calculatorul și Internetul au devenit deja mijloace cotidiene obișnuite, ce pot fi utilizate pe larg atît pentru învățare, cît și pentru divertisment, însă analiza răspunsurilor date de respondenții din această categorie de vîrstă relevă faptul că cel mai des Internetul este utilizat pentru: jocuri (70%), descărcarea filmelor și a muzicii (64%), vizionarea filmelor (59%), discuțiilor prietenești (58%) etc. și mai puțin pentru activități de instruire și educație (54%). Semnificativ este și faptul că doar 43% din respondenții tineri au indicat că utilizează Internetul pentru obținerea informațiilor legate de instituțiile culturale (programele teatrelor, cinematografelor, muzeelor, sălilor de concerte etc.).

Figura1 Utilizarea Internetului de către persoanele tinere.Sursa: Institutul de Politici Publice și Magenta Conculting, 2011

Ponderea cetatenilor ce utilizează calculatorul și Internetul, pe grupe de vârstă

Cauzele acestor fenomene sînt multiple, însă un rol important în extinderea domeniilor de utilizare a calculatoarelor și а Internetului în educație îl au formarea de competențe digitale, mobilizarea cadrelor didactice și crearea de softuri educaționale atractive, ce ar putea fi utilizate atît la lecții, în procesul de pregătire individuală, cît și la evaluarea competențelor prin intermediului blogurilor, sitelor, grupurilor în rețelele de socializare jocurile didactice online.

Practica mai multor țări cu succese remarcabile în domeniul informatizării învățământului ne demonstrează că factorul principal, care impulsionează aplicarea pe scară largă a tehnologiei informaționale în educație, îl reprezintă formarea de competențe digitale atît la elevi, cît și la cadre didactice. Prin urmare, modernizarea Curriculumului învățămîntului primar și secundar general, efectuată în anul 2010 prin trecerea de la obiective la competențe și includerea explicită a competențelor digitale în categoria competențelor-cheie pe care trebuie să le formeze/performeze sistemul educațional, va avea un impact benefic de lungă durată asupra învățămîntului.

Astfel, conform noului Curriculum, competențele digitale transdisciplinare în domeniul tehnologiei informaționale și a comunicaționale includ: competența de a utiliza în situații reale instrumentele cu acțiune digitală și competența de a crea documente în domeniul comunicativ și informațional și de a utiliza serviciile electronice, inclusiv rețeaua Internet, în situații reale. [22]

1.2.Tendințe contemporane de utilizare a softurilor educaționale în procesul educațional la orele de fizică

Un profesor, ce se teme de tehnica informațională (și care nu vede avantajele folosirii ei) va spune că se poate și fără calculator de realizat procesul educațional și este, într-o oarecare măsură corect . Tot așa cum se poate și fără mașină avion, metrou (la urma urmei se poate merge și pe jos !) de ajuns dintr-o țată în alta, dintr-un oraș în altul. Dar, așa cum, mergând pe jos, ești depășit de toți ceilalți, cei care folosesc un mijloc de transport reușesc mai mult și ajung mai departe, tot astfel te vei situa și pe „autostrăzile informatizate" ale mileniului trei, dacă nu poți folosi un calculator și e mai grav dacă te împotrivești de a încerca să implimentezi instruirea asistată de calculator și aplicarea elementelor multimedia în procesul educațional.

În lumea informaticienilor este cunoscut că "folosirea calculatorului este limitată doar de lipsa de imaginație a utilizatorului"- deci numai faptul că noi nu vrem sau nu putem să folosim calculatorul în rezolvarea unei probleme este singura limitare posibilă. Mai rămâne să ne gândim că, dacă noi nu vom folosi calculatorul, alții o vor face cu siguranță și vor fi astfel cu mulți pași înaintea noastră….

Tehnologiile informaționale și de comunicare nu vor înlocui niciodată total acțiunea profesorului, dar a ignora rolul și importanța lor în procesul educațional înseamnă a te opune firescului. Este evidentă necesitatea accesului la informație și a utilizării TIC-lui în toate școlile, măcar pentru asigurarea reală a șanselor egale în educație. [9]

În activitatea de predare-învățare-evaluare calculatorul poate fi utilizat astfel:

-Ca instrument de lucru pentru elev cît și pentru profesor;

-Ca mediu care intervine în procesul instructiv în mod direct, prin intermediul unui soft educațional, sau în mod indirect cănd este utilizat calculatorul pentru controlul și planificarea instruirii (calculatorul preia o parte din sarcinile profesorului ca manager al instruirii). [8]

Elevii și calculatorul

Eficiența procesului de predare-învățare-evaluare derivă din tendințele didacticii constructiviste, accentul fiind pus pe activitățile personale ale elevului și nu ale profesorului. Acest fapt poate fi realizat dacă activitățile didactice se axează pe efortul propriu al elevului, care conduc spre realizarea obiectivelor pedagogice ce contribuie la formarea unei personalități creative. Astfel, rolul profesorului se modifică. El are menirea să ghideze procesul de învățare și să organizeze activități didactice care să-i implice permanent pe elevi în actul educațional [1]

Prin utilizarea calculatorului și mijloacelor moderne de învățământ, elevii sunt mult mai atrași de studiu, își măresc interesul pentru școală, având în vedere marea lor pasiune pentru calculator. Elevii beneficiază astfel de lecții interactive cu un bun suport informatic și științific, mult mai atractive, dar și instructive datorită utilizării mijloacelor multimedia- animații, simulări, experimente virtuale. Aceste mijloace pot fi atât de atractive încât elevii încep să învețe cu plăcere fizica, îmbinând plăcutul cu utilul. [8]

Importanța implementării tehnologiilor informaționale și a comunicațiilor în activitatea didactică a devenit în ultimele decenii un laitmotiv al discursului despre educație la toate nivelurile: curriculum, practica didactică, formarea cadrelor didactice, dezvoltarea instituțiilor școlare și politicilor educaționale.

Oportunitătile utilizării TIC pentru disciplinele școlare sunt comune. Recomandarea Parlamentului și Consiliului European din 18 decembrie 2006 privind competeniele cheie pentru învaiarea pe tot parcursul vieți fixează cele opt competențe ale cadrului de referință: comunicarea în limba maternă, comunicarea în limbile străine, alfabetizarea matematică și competențele de bază în științe și tehnologie, competența digitală, a învăța să înveți, competențe sociale și civice, spiritul de inițiative și cel de antreprenoriat, conștiință și exprimare culturală.

Se creează oportunități pentru dezvoltarea competențelor digitale prin diverse programe: Inițativa Task Force, Programe Educaponale și Multimedia, Planul de acțiune Învățare în Societatea Informațională, Învățarea pe tot parcursul vieții, Înițiativa și planul de acțiune eLearning din România și INTEL din RM. Strategiile de promovare a importanței cercetării și inovării în domeniul TIC pentru următorii zece ani și diversificarea ofertelor de formare care promovează e-learning, creează cadrul adecvat implementării TIC în procesul educational.

În Legea se stipulează respectarea principiului egalității de șanse, potrivit căruia accesul la oportunitățile de învațare se realizează fără discriminare. Utilizând noile tehnologii, respectiv Internetul și sursele de documentare online, fiecare tânăr are șanse egale de dezvoltare intelectuală și accesul la sursele de informație mondiale.

Integrarea TIC va asigura crearea unui mediu de învățare în vederea creșterii accesului la educațe de calitate și formării unor competențe cheie și profesionale, care să faciliteze integrarea pe piața muncii.

Transformarea calculatorului într-un adevărat instrument de muncă și instruire, a condus la constituirea unui mediu informatizat, determinat de știința prelucrării automate a informațiilor, mediu care integrează utilizarea pe scară largă a calculatoarelor și a mijloacelor multimedia. Rezultatele din domeniul informaticii și al echipamentelor hardware obligă societatea să țină cont, că nu pot fi obținute progrese în domenii precum industrie sau servicii, atâta timp cât educația rămâne la nivelul metodelor utilizate cu 25-30 de ani în urmă. În acest sens, utilizarea resurselor TIC în cadrul disciplinelor școlare se poate îmbunătați calitativ și se poate extinde, deoarece există surse de finanțare externă care sprijină acest efort, dar mai ales pentru că:

există resurse hardware și software, inclusiv pentru elevii cu cerințe speciale;

profesorii de la diferite discipline școlare au posibilitatea de pregătire necesară pentru a utiliza resursele existente dar și pentru a elabora noi resurse software participînd la cursuri de formare la distanță organizate de INTEL din Moldova și de Universitatea Pedagogică de Stat din Tiraspol;

există free software, dedicat pentru e-learning;

există platforme de învățare puse la dispoziția cadrelor didactice;

există posibilitatea accesării informațiilor specifice fără constrângeri temporale;

există disponibilitatea elevilor pentru utilizarea tehnologiilor moderne.

Nivelul performanțelor școlare depinde de metodele de predare-învățare-evaluare aplicate la clasa de elevi. Se constată о creștere a calității instruirii, în cazul în care metodele tradiționale se înlocuiesc sau se completează cu metode moderne, care implică noile tehnologii. Se constată о creștere în acest caz a nivelului performanțelor școlare și motivației pentru învatare a elevilor.

Utilizarea TIC în demersul didactic constituie о formă adecvată și firească în care elevii sunt pregătiți pentru a se integra într-o societate informatizată, asigurînd un avantaj major, atât pentru cadrele didactice cât și pentru elevi.

Tabelul 1

Fizica și TIC-ul

Lumea în care trăim este în continuă schimbare. De asemenea lumea în care trăim este o sumă de mai multe, atât de multe că nici nu le poți enumera sau defini exact. Când ne naștem, se spune că suntem "tabula rasă" apoi familia, școala, viața ne ajută să dobândim cunoștințe, experiențe. Ceea ce se învăța în școală la fiecare obiect de studiu constituie "feliuțe" din cunoștințele cu care am dori să-i înzestrăm pe elevii noștri. [9]

În fizică, textul unei cărți nu este întodeauna suficient de sugestiv, deoarece unele fenomene fizice, în dinamica lor, pot fi redate mult mai bine prin animații. De aceea este mult mai eficient de folosit un manual de fizică electronic sau lecții de fizică în format electronic Web (html) sau Power Point animat care să fie predate folosind calculatoarele din dotările școlilor, calculatoare legate în rețeaua AEL, după posibilitățile școlii sau tabla interactivă cu toate dotările necesare pentru laboratorul virtual de fizică. [8]

Pentru studierea temei integrate "Explorarea spațiului cosmic de către om"; trebuie studiate multe cărți și reviste. Evident este greu de adunat materialul necesar realizării unei lucrări cât mai documentate așa că elevul poate apela la o enciclopedie pe CD de unde va selecta text și imagine; apoi le-ar redacta pe calculator. Interesant este mai ales faptul că se poate vedea și prezenta colegilor săi, imagini filmate pe această temă cum ar fi impresionantul prim pas pe Lună.

Mai mulți profesori, de aceeași specialitate sau de specialități diferite pot "pune la cale" lecții (pentru elevii aceleiași clase) cu caracter integrat. Folosind un singur calculator și eventual un videoproiector, în cazul cel mai rău sau calculatorul cu tabla interactivă unită la Internet, s-ar putea desfășura cu elevi de la mai multe clase ale aceluiași an de studiu, având ca invitați profesorii din școală. Este cu mult mai eficient și atrăgător de folosit tabla interactivă, deoarece în timpul prezentării se pot face înscrieri, eliminări de informații, unirea cu Yutub-ul și alte Site și Platforme educaționale.[9]

La studierea temelor din modulul de Astronomie este eficient de utilizat cele 2 CD-uri „Открытая Астрономия” cît și softurile electronice: Stellarium și Celestia. Cu ajutorul acestor softuri, lecțiile devin interactive, se poate aplica harta stelară pentru orice loc de pe pămînt la orice moment de timp.

1.3 Tendințe contemporane de utilizare a laboratorului virtual în procesul educațional în cadrul orelor de fizică.

După cum știm cu toții, fizica este știința care studiază interacțiunile fundamentale din natură exprimate printr-un aparat matematic complex, cercetează materia de la formarea legăturilor interatomice pînă la apariția Universului și dezvoltarea lui. Fizica cuprinde o sferă enormă de cunoștințe, legi, care stă la baza tehnologiilor societății moderne.

Cercetrarea științifică formează o unitate dintre teorie și practică, rolul hotărîtor revenind practicii, cu toate că teoria are rol de conducător. După cum spunea Milikan: „Știința merge înainte pe două picioare numite teorie și experiment. Câte odată este pus jos primul, altă dată celălalt, dar progresul continuu este făcut numai prin folosirea ambelor „.

Fizica este preocupată de stabilirea adevărurilor științifice în legătură cu fenomenele naturale. Pentru aceasta fizica folosește ca metode de cercetare observarea fenomenelor, experimentul și formularea concluziilor. Prin observare se face cercetarea fenomenului în condițiile sale naturale de desfășurare. Un experiment poate fi considerat ca experiment real, dacă acesta este realizat și studiat în condiții naturale. Orice experiment are drept scop studierea fenomenului respectiv în laborator (pentru stabilirea legităților, caracteristicilor fenomenului considerat), este totuși o reproducere a acestuia în condiții artificiale, aproape de cele naturale, adica simularea fenomenelor fizice. Practica realizată prin experimentul real sau de laborator au rolul de sursă al dobîndirii cunoștințelor și scop al cunoașterii. Teoria are la bază prelucrarea datelor experimentale, obținute în procesul măsurărilor și elaborarea de legi, postulate, relații matematice, dependențe dintre mărimi.  Fizica se consideră o știință experimentală și nu una dogmatică: orice ipoteze, modele sau teorii se consideră ca valabile numai după testarea și confirmarea lor experimentală. De aceea, fizica ca disciplină școlară condiționează formularea de concluzii și obținerea de rezultate înalte prin folosirea experimentului ca principala modalitate de comunicare-asimilare a cunoștințelor, iar predarea – învățarea fizicii fără experiment are cam aceeași eficacitate ca și predarea – învățarea geografiei fără hartă sau glob, a matematicii fără probleme și exerciții, a istoriei fară perioade/ani și evenimente importante.

Realizarea experimentelor în procesul de predare-învățare -evaluare a fizicii este dificilă din mai multe cauze, principalele fiind:

lipsa de timp la lecție și numărul mare de elevi în clasă,

dotarea parțială, insuficientă a laboratorului de fizică cu utilajul și aparatele necesare de precizie joasă și necalitative,

unele aparate și echipamente produse pentru laboratorul școlar, după calitatea lor, mai degrabă aparțin de clasa substituințelor decât de cea a aparatelor testate metrologic, ș.a.

unele experimente demonstrative sunt dăunătoare pentru sănatatea elevului

   Dar,chiar și în cazul unei bune dotări a laboratorului de fizică cu cele necesare, orice experiment, inevitabil, cere mult timp pentru:

pregătirea din timp a experimentului,

realizarea experimentului la lecție,

analiza rezultatelor experimentale și formularea concluziilor

imposibilitatea de a fi realizat în alte condiții așa ca temperaturi joase sau înalte, pe Lună sau alte planete.

Pentru realizarea intenționată a procesului sau fenomenului fizic studiat se efectuiază experimentul de laborator frontal. Experimentul calitativ scoate în evidență unele aspectele principale în derularea unui fenomen sau a unei legi fizice, stabilește relațiile de tip cauză – efect. Iar experimentul cantitativ urmărește în detalii desfășurarea în spațiu și timp a unor fenomene, procese, legi, legități, proprietăți ale obiectelor lumii reale. Se stabilesc relații exacte între valorile mărimilor fizice caracteristice fenomenului respective se verifică anumite legi, modele, postulate.

Cu toate că orice ipoteză, model este valabil numai după verificarea experimentală, în condițiile de laborator școlar, experimentul deseori, nu-și atinge scopul de a fi o sursă de investigație a fenomenelor, proceselor reale și legilor fizice studiate. Lipsa de timp la lecțiile de fizică nu permite realizarea deplină, în toate detaliile, a experimentului. Realizarea complexă este limitată, pe de o parte, de erorile aparatului sau dispozitivului utilizat. Pe de altă parte, aparatele și ustensiliile din laboratorul de fizică au caracteristici și posibilități tehnice mult mai reduse decât cele ale aparatelor utilizate în laboratorul de cercetări științifice. Iar calitatea și clasa de precizie joasă a aparatelor de măsură, produse pentru sistemul de învățământ, fac deseori ca erorile măsurătorilor să fie de același ordin ca și valorile mărimilor măsurate sau chiar să întreacă cu mult aceste valori. Ca urmare, dependențele obținute experimental sînt aproximative, neconvingătoare, iar fenomenul studiat, deseori, rămîne pentru elev o aproximație în cazul cel mai bun, sau o experiență de neîncredere și de nerespectare a legii studiate, fiind cazul cel mai puțin dorit.

Importanța și rolul experimentului de laborator în predarea–învățarea-evaluarea fizicii sînt incontestabile, deoarece acesta educă gândirea abstractă, analitică și cea sistemică, raționamentul deductiv și inductiv, creează deprinderi de observare a lumii înconjurătoare și de înțelegere a fenomenelor din natură, duc la formarea competențelor specific, motivează elevii pentru studiul aprofundat al fenomenelor înconjurătoare. Cu toate acestea, una dintre problemele curente cu care se confruntă profesorul de fizică este dotarea laboratorului de fizică cu utilajul modern necesar și suficient și prezența laborantului, care cu părere de rău în prezent nu mai este. Efectuarea unei lucrări de laborator sau lucrări practice la profilul real în clasa X-XII-a, necesită utilaj de laborator în număr mare de exemplare, iar o dotare bună ridică cu mult costurile în sistemul de învățământ. Utilajul de laborator care este în majoritatea liceelor din municipiu joacă rol de exponate istorice și anticvariate, deoarece în ultimii 10-15ani în RM nu se mai produc materiale necesare pentru realizarea experimentului demonstrativ și cel de laborator. Pentru dotarea unui laborator modern de fizică cu utilajul necesar pentru toți elevii și pentru toate unitățile de învățare după niște calcule preventive pentru un liceu este nevoie de apoximativ 100000 lei la 1200 de elevi. Utilajul este produs în România sau Rusia. Anul acesta laboratorul de fizică din IPLT„Liviu Deleanu” a fost dotat cu utilaj în sumă de 15000 lei din China.

În procesul de predare-învățare –evaluare, orice experiment de laborator trebuie foarte bine pregătit. Înainte de utilizarea aparatelor, dispozitivelor la lecțiile de fizică, acestea în mod obligatoriu trebuie supuse testării, verificării stării lor de lucru realizării experimentului din timp, repetării lui de cîteva ori. Nu este exclusă necesitatea de reparare sau de înlocuire operativă a aparatelor uzate sau defectate în timpul experimentului sau insuccesul realizării lui, obținerii rezultatelor neașteptate. Pentru a realiza cu succes experimentul demonstrativ și cel de laborator profesorul trebuie să fie însoțit de laborant. Pentru a evita pierderea de timp, repartizarea aparatelor, instrumentelor pe băncile elevilor trebuie făcută în clasă până la începutul lecției, ceea ce nu întotdeauna este posibil, strîngerea lor după realizarea experimentului.

O bună parte de experimente nu pot fi realizate în laborator din cauza că obiectele de studiu sînt ca dimensiune ori prea mari ori prea mici. Sau, cum am putea demonstra experimental, de exemplu, dependența accelerației gravitaționale de latitudine ori de altitudine în condiții terestre, cu atât mai mult pe Lună, pe alte planete? Doar cu creta pe tablă, demonstrînd unele teorii, apare plictiseala elevilor și pierderea interesului de a mai investiga fenomenul fizic dat, cît de important nu ar fi el pentru formarea competențelor sau viața cotidiană.

Efectuarea experimentului în laborator , de multe ori, cere respectarea strictă a unor reguli și norme ale tehnicii de securitatea vieții și sănătății elevilor. O parte din experimente nu pot fi demonstrate în clasă din cauza pericolului pentru sănătatea și viața celor prezenți sau că pentru demonstrarea lor sunt necesare de aparate, dispozitive foarte costisitoare. De exemplu azot lichid pentru studierea proprietăților corpurilor la temperature joase sau demonstrarea efectului lui Magnus. Acestea, chiar fiind în dotare, sânt utilizate cel mult de 1-2ori pe parcursul unui an de învățământ numai la predarea temelor respective, restul timpului aflându-se în rolul de exponate pe rafturile laboratorului de fizică. De exemplu: demonstrarea interferenței și difracției luminii cu ajutorul instalației Laser, studierea proprietăților undelor mecanice(valurile pe apă) cu ajutorul instalației de unde mecanice; studierea curentului alternativ cu ajutorul oscilografului. Deaceea, destinatarul principal – elevul cointeresat – nu mai are acces la aparatele și dispozitivele din laboratorul de fizică puțin mai sofisticate și cu preț mai mare, fiind numai demonstrate la lecție de profesor sau la unele activități extrașcolare (concursuri, conferințe științifico- practice, serate tematice).

Evoluția civilizației vine cu noi și noi tehnologii și mijloace de producer, care asigură progresul continuu al omenirii. Învățământul, ca una dintre sferele importante și determinante în viața societății, nu poate ocoli progresul tehnico-științific. La început de mileniu III, sistemul de învățământ are la dispoziție cel mai puternic instrument de instruire și educație din istoria sa- TIC-ul. Calculatorul, tabla interactivă, telefonul mobil, care folosesc tehnologiile informaționale și ale comunicării, produc o revoluție în învățământul modern, aflat în impas din cauza exploziei informaționale, a volumului enorm de cunoștințe, acumulat pe parcurs de societate, pierderii interesului de a învăța, plictiselei și oboselei elevului și a profesorului. Calculatorul are un rol deosebit în modelarea, reproducerea și studierea fenomenelor, proceselor naturale, proceselor tehnologice prin realizarea experimentelor virtuale.

Modelarea fenomenelor, proceselor fizice, a experimentelor în forma electronică este, desigur, un tip nou de modelare, implimentat în ultimii ani în sfera învățământului. Rolul instalației experimentale îl îndeplinește calculatorul în care este instalată o programă specială, numită Soft, elaborată, pornind de la modelul științific al fenomenului sau procesului fizic considerat. Iar programul de instruire este un produs intelectual pedagogic ce se transpune în programul computerului rezultînd astfel un produs informatic. Cele două tipuri de programe: de instruire și programul computerului – constituie noțiunea de software (soft). Echipamentul electronic utilizat se numește hardware, care asigură implementarea în practica de predare-învățare-evaluare a celor două programe anterioare.

Un experiment virtual, ca și un experiment de laborator, are același scop de studiere a fenomenului respectiv în condiții, evidente, la fel artificiale, acestea fiind create și realizate la un alt nivel calitativ, mai modern și pe un fundament științific riguros. Ca și experimentul de laborator, orice experiment virtual, realizat pe calculator, are la bază aceleași modele fizice , aceleași modele matematice. De aceea, orice experiment virtual are, la fel ca și cel de laborator, rolul de sursă al cunoștințelor și scop al cunoașterii. Orice model fizic și orice teorie , propusă și utilizată în fizica – știință la fel pot fi testate și confirmate (sau infirmate ) prin experimentul virtual respectiv realizat pe calculator.

La fel ca și experimentul de laborator, experimentul virtual calitativ stabilește relația cauză-efect, iar cel cantitativ stabilește, în baza măsurătorilor, relații exacte între mărimile fizice din modelul teoretic corespunzător obiectului sau fenomenului fizic studiat. Mai mult, la efectuarea măsurătorilor în experimentul virtual pot fi introduse , în mod controlat, toate tipurile de erori întâlnite în experimentul de laborator, ceea ce, la fel, permite prelucrarea rezultatelor experimentale. Se poate de realizat cu ușurință experimente individuale și differentiate.
În predarea-învățarea- evaluarea fizicii experimentul virtual vine să diminueze sau să înlăture o parte din neajunsurile care apar la realizarea experimentului real de laborator. Mai mult ca atât, experimentul virtual completează componenta experimentală a cursului de fizică. Un experiment virtual de calitate, bine gândit și realizat pe baza modelului științific al fenomenului considerat, constituie o simulare originală a conceptului științific și este foarte aproape de experimentul de laborator. Experimentele și lucrările de laborator virtuale (software) au multe avantaje față de cele tradiționale. Utilizarea experimentelor virtuale în predarea fizicii permite studierea fenomenului într-un fel idealizat prin înlăturarea (sau omiterea) factorilor secundari care, în experimentul real sau cel de laborator, de multe ori camuflează și denaturează manifestarea și esența fenomenului fizic ca atare.

Efectuarea experimentului virtual înlesnește elucidarea proceselor, fenomenelor și legilor fizice prin efectuarea aceluiași experiment în toată complexitatea lui. Această performanță poate fi atinsă numai dacă experimentul virtual este realizat pe calculator pe baza modelului fizic științific al fenomenului sau procesului studiat. Numai în acest caz experimentul pe calculator este aproape de cel de laborator și are o funcționalitate instructivă dublă : de experiment de cercetare și ca sursă de cunoaștere. Măsurătorile și calculele îi dau aplicației elaborate științific un caracter practic, de finalitate în studiul fenomenului sau procesului respectiv. Efectuarea măsurătorilor în experimentul virtual înlătură plictiseala provocată elevilor la utilizarea unor simulări simpliste, mult prea aproximative, ale fenomenelor fizice pe ecranul calculatorului. Mai mult ca atât, un experiment virtual cantitativ, elaborat pe bază științifică, poate fi folosit de către elevi la verificarea experimentală a corectitudinii soluționării multor probleme de calcul la tema respectivă.

De multe ori, dispozitivele virtuale pot fi „proiectate” atît în variante echivalente cu cele din laboratorul real cât și în variante nemaiîntîlnite în laboratorul real. De exemplu, studiul mișcării rectilinii uniform accelerate se face pe un plan înclinat virtual cu lungimi de până la 100 m, dimensiuni inexistente în laboratorul de fizică, dar întîlnite și utilizate în practică. Sau, una și aceeași tematică poate fi studiată pe calculator atât în condițiile terestre cât și în condițiile de pe oricare planetă a Sistemului Solar, care, pentru om, la fel prezintă un domeniu de cercetare și cunoaștere, se poate de realizat experimente la temperaturi joase și înalte fără cheltuieli enorme.

Fenomenele fizice modelate pe calculator au un caracter intuitiv și practic mult mai pronunțat decât cele reproduse în laborator. Procesele fizice modelate pe calculator sînt mult mai clare și dinamice, intervențiile și consecințele lor au loc în timp real. La schimbarea controlată a valorilor mărimilor fizice sau a parametrilor tehnici ai dispozitivului , schimbările respective se produc pe ecran, în fața elevului. În acest caz elevul dobândește singur cunoștințe, găsește și înțelege mai bine, mai profund și într-un timp mult mai scurt legitățile fizice principale ale fenomenului sau procesului fizic studiat. Predarea-învățarea –evaluarea fizicii pe calculator are un mare avantaj , timpul de însușire a informației se reduce cu 30-40% față de învățarea tradițională, iar programul odată parcurs este asimilat în întregime. Această metodă modernă de predare-învățare-evaluare cu ajutorul calculatorului realizează individualizarea și diferențierea învățământului, realizarea interactivității elev-elev, elev-profesor. Evaluarea cunoștințelor elevilor se efectuiază într-un timp foarte scurt, obiectiv și transparent.

Utilizând calculatorul, elevul, cu adevărat, studiază un model științific,teoretic al fenomenului. Dar aceasta nu înseamnă că modelul teoretic, realizat în varianta virtuală, nu poate fi adus aproape de cel real, prin introducerea și acțiunea unor factori colaterali sau suplimentari, adesea străini fenomenului studiat. Exemplu: calitatea figurii inelelor Newton, observate în laborator, depinde mult de starea suprafeței lamei de sticlă aflată sub lentila convexă. În aplicația virtuală calitatea figurii inelelor Newton, în mod controlat, poate fi ”deteriorată” prin formarea diferitor aspirități pe suprafața lamei optice. Această variantă a experimentului cu dispozitivul lui Newton nu are drept scop demonstrarea posibilităților calculatorului ca instrument. Scopul real este cunoașterea principiului fizic și însușirea unei metode optice, utilizată în practica metrologică la verificarea și aprecierea calității suprafețelor diferitor lamele/suprafețe.

Modelele interactive permit schimbarea în limite foarte largi a parametrilor și condițiilor experimentelor. Astfel, într-un timp scurt, modelînd diverse situații (cele mai multe irealizabile în experimentul de laborator) se efectuează o investigație mai complexă a fenomenului considerat. Exemple: nici un experiment, în condițiile unui laborator real, nu permite un studiu atât de complex al fenomenelor optice (de interferență, difracție, etc. ) după cum îl realizăm în experimentul virtual. Astfel, la studierea fenomenului de difracție a radiațiilor optice putem observa și studia figurile de difracție formate la trecerea luminii prin orificii de orice configurație și cu dimensiuni reglabile. Iar la studierea interferenței localizate –inelele lui Newton – avem posibilitatea realizării unui complex de cercetări (calitative și cantitative). Aici putem varia valorile a trei dimensiuni liniare ale schemei și dispozitivului și a patru mărimi optice. Astfel de aplicații îi dau utilizatorului posibilități unice de realizare a unui studiu complex al fenomenului respectiv la nivelul de cercetare științifică. Iar cercetarea științifică, după cum știm, reprezintă cea mai puternică și eficientă metodă în procesul de cunoaștere. Studierea efectului fotoelectric în prezent este problematic de al realiza, dar virtual ne permite să verificăm legile fotoefectului, să determinăm cu precizie constanta lui Plank.

Modelarea pe calculator, experimentul virtual se aplică cu succes în cele mai diferite domenii științifice : în fizică, tehnică, biologie, medicină. Fizica ca disciplină este avantajată în utilizarea calculatorului la predarea – învățarea-evaluarea materiei de studiu. Durata demonstrării unui experiment virtual este doar de câteva minute, efectuarea unei lucrări de laborator ține de la 5 până la 20 minute, deci, se câștigă timpul prețios la lecția de fizică, se mărește volumul de informație comunicat și asimilat într-o unitate de timp, învățământul este centrat pe elev, care dobândește de unul singur propriile cunoștințe,este diferențiat, interactiv,motivant.

Un rol deosebit îl au experimentele virtuale în cercetarea unor fenomene, procese și în obținerea variantelor optimale ale unui dispozitiv, aparat sau proces tehnologic. Astăzi toate tehnologiile performante sînt elaborate mai întîi pe calculator, cu ajutorul căruia se face un studiu complex, care are la bază analiza multifactorială. Se modelează tot: de la proiectarea și lansarea navelor cosmice, curgerea fluidelor, comportarea sistemelor ecologice până la comportarea particulelor elementare în condiții extreme. Se câștigă timp și se fac economii de resurse energetice și materiale necesare pentru elaborarea, probarea și optimizarea unui aparat/dispozitiv, a unei piese de automobil sau procese tehnologice.

Un rol hotărîtor îl joacă totuși experimentului real efectuat asupra modelului elaborat mai întîi pe calculator și considerat ca fiind cel mai reușit, mai apropiat de modelul cu parametrii doriți. Experimentul real, considerat decisiv și definitiv, se realizează după efectuarea, mai întîi, a multor experimente cu machetul virtual, pentru căutarea și găsirea parametrilor optimi planificați în problema pusă. Dacă este necesar, iarăși se revine la modelul virtual, care este supus corecțiilor și ajustărilor respective până nu se ajunge la varianta optimală, bună de implementat în practică, în producție, procesul de instruire. Astfel de la experimentul real se trece la cel virtual, bazat pe modelul teoretic, ca apoi, după experimentarea pe calculator, să se revină iarăși la experimentul real . Așa dar, experimentul virtual (calitativ și mai ales cel cantitativ) este o punte între modelul teoretic și experimentul real.

Experimentele și lucrările de laborator virtuale la fizică, pe de o parte, îi ajută pe elevi în procesul de studiere și cunoaștere complexă și aprofundată a fizicii, iar, pe de altă parte, le servește un bun exemplu de aplicații practice ale modelării științifice și simulării pe calculator pentru alte domenii din viitoarea lor activitate profesională. Tocmai la efectuarea experimentelor virtuale se realizează de minune o conexiune interdisciplinară dintre fizică, matematică, metrologie, informatică, lucru greu de realizat la alte discipline.

Un soft educațional aplicat la fizică este o transpunere didactică pe calculator a unui concept științific. La etapa actuală de elaborare a experimentelor virtuale, sub deviza „accesibilității” și pretextul diminuării barierei cognitive a reprezentării unui fenomen fizic complex, acesta din urmă este trunchiat sau excesiv de simplificat. Ca urmare, în loc de o simulare pe bază științifică a unui fenomen ni se propune un produs cu titlul de „soft didactic”, care este doar o „simulare a simulării”, adică un produs lipsit de validitate didactică. Acest fel de softuri lipsește de profunzime un model științific, devalorizează rezultatele obținute pe baza lui.

Softul educațional a devenit ceva ce poate fi învățat, exersat și este implementat în procesul educațional în școlile care sînt mereu în căutare și acțiune și care cu adevărat sînt moderne. Experimentul virtual vine să completeze, dar nu să substituie pe cel real sau de laborator, care își are locul și valoarea sa. Experimentul virtual în procesul de predare-învățare nu este o modă sau un capriciu al cuiva, el este o necesitate constructivă care decurge din cerințele vremii, acestea, la rândul lor, fiind determinate de vectorul de dezvoltare a civilizației. Tehnologiile informaționale sînt o inovare revoluționară în practica didactică la începutul acestui mileniu. Profesorul este sursa activă și promotorul promovării a tot ce este nou și progresist în școală și societate. De aceea, profesorul , care dorește să își înscrie performanțele școlare în contemporaneitate, este obligat de poziția pe care o ocupă în societate să facă anumite eforturi pentru ca să nu rămână în urma civilizației și a discipolilor săi.

Utilizarea cu pricepere a softurilor de calitate în predare este o activitate didactică modernă, în care monologul profesorului este înlocuit de dezbateri interesante și utile pentru toți elevii, de lucrul individual de obținere și formare a propriilor cunoștințe în orice moment de timp convenabil atît pentru profesor cît și pentru elev.

Calculatorul nu are menirea să înlocuiască profesorul, deoarece numai profesorul poate fi și este educator, purtător și promotor al unei înalte culturi, model demn de urmat pentru generația în creștere. Totodată, munca profesorului în predarea asistată de calculator este compensată prin creșterea prestigiului Măriei Sale în fața colegilor și a elevilor săi.

După cum susține F.O.Călțun,orice experiment efectuat în laborator sau virtual (soft), realizat pe calculator pe baza modelului științific, este net superior experimentului expus, explicat detaliat deb profesor, sau „modelat” și desenat cu ajutorul celor trei instrumente arhaice: Creta +Tabla+Cârpa (CTC). Dacă războiul, care se duce azi pe toate căile și la toate nivelurile, între Calculator și CTC (între Nou și Vechi), va fi câștigat de primul, vor avea de câștigat tinerii studioși și întreaga societate. Dacă acest război va dura prea mult sau va fi câștigat de CTC, cel mai mult va avea de pierdut viitorul nostru, în persoana Tinerei Generații, pe care noi, cu toții, declarăm o iubim [16]

1.4.Avantajele și limitele utilizării softurilor educaționale și a laboratorului virtual în procesul predării-învățării-evaluării fizicii la treapta liceală

Învățământul asistat de calculator poate să ajute elevul să învețe, să gîndească mai bine, să își dezvolte creativitatea, să învețe cum să dobândească cunoștințele și să se inițieze în orientarea profesională pentru a fi mai culți, mai buni, mai creativi, pragmatici și pregătiți pentru viață. Aceasta, deoarece îmbinarea armonioasă a inteligenței umane cu inteligența artificială a calculatorului se transformă într-o resursă intelectuală deosebită pentru generarea de noi idei, soluții, tehnologii etc., care să ducă la ridicarea performanțelor învățării și a inițierii în lumea profesiilor, în plus, elevul este informat asupra rezultatelor muncii sale, ceea ce favorizează progresul la învățătură. Activitatea fiecărui elev se desfășoară în stilul de învățare și ritmul propriu. Este adevărat că acest avantaj are și reversul său, în sensul că o individualizare excesivă ar duce la negarea dialogului elev-profesor, și ar izola actul de învățare de contextul său psihosocial, ceea ce ar slăbi influența climatului colectiv de muncă, ar fi puțin favorabilă integrării în grupul social, lucrului în grup/pereche și implicarea în diverse proiecte educaționale.

Instruirea asistată de calculator presupune o investigație atentă, complexă, întreprinsă la completarea învățământului tradițional cu tehnologii informaționale și comunicaționale — fenomenul născut ca o consecință directă a revoluției științifico-tehnice contemporane ce-și pune amprenta noului, eficienței și utilității în majoritatea sferelor de activitate umană. Utilizarea TIC-lui în sistemul educațional a devenit o practică firească mai ales din considerente de creștere explozivă a cîtorva elemente definitorii, cum ar fi: volumul cunoștințelor de asimilat, necesitatea unei mai flexibile organizări și sistematizări a acestor cunoștințe, nevoia unei mai rapide, dar în același timp atente și amănunțite evaluări, necesitatea unei restructurări în ceea ce privește sistemul de gestiune a procesului de învățământ, prelucrarea într-un timp record a unei cantități enorme de informații, aplicarea Internetului în toate sferele de activitate a societății. Privind instruirea asistată de calculator și alte elemente multimedia trebuie să menționăm câteva dintre „punctele tari" ale acesteia:

existența unui ritm de lucru propriu, independent;

posibilitatea lucrului individual și diferențiat, în fiecare moment al instruirii;

caracterul activ-interactiv al învățării;

dezvoltarea creativității elevilor; existența feedbackului permanent vis-a-vis de activitatea elevului, din partea altor elevi cît și din partea profesorului.

Precum și câteva „puncte slabe” putem menționa așa ca:

dificultățile de accesare și de selecție a informației din punctul de vedere a corectitudinii acesteia care în prezent a inundat Internetul și nu este o filtrare a informației plasate pe diferite site-uri;

determinarea confuziei între lumea reală și lumea virtuală și facilitarea accesului elevului la informație eronată uneori chiar cu un caracter negativ;

tendința de înlocuire a proceselor firești de socializare și de lucra în grup cu cele online — dezvoltarea unui atracții către mediile virtuale nevalidate, incerte, îndoielnice;

dozarea exagerată a timpului petrecut în fața calculatorului care duce la cosecințe nefaste asupra sănătății elevului și a profesorului.

Avantajele utilizării TIC la fizică rezidă, așa cum rezultă din harta intercorelării competențelor specifice, în domeniul acțional precum și al instrumentelor utile unei mai bune formări a competențelor la disciplina fizică, realizarea lucrărilor de laborator și cele practice în mod virtual.

Folosirea TIC la fizică poate fi împărțită în cîteva categorii:

folosirea TIC pentru prezentarea rezultatelor învățării, inclusiv în domeniul evaluării;

integrarea unor instrumente avansate în preluarea și prelucrarea datelor experimentale care să determine creșterea atractivității disciplinei prin apropierea de demersul cercetării științifice concrete și prin stimularea predării bazate pe dovezi experimentale;

motivarea studierii aprofundate a fenomenelor fizice prin vizionarea filmeleor didactice, filmulețelor de pe Yutube, prezentărilor de pe http://www.slideshare.net

Dintre avantajele folosirii TIC la disciplina fizică putem enumera:

o prelucrare statistică rapidă și după criterii diferite a diverselor rezultate și date care intervin în experimente sau problemele experimentale care pot fi simulate pe calculator;

accesul rapid la date, informații și reorganizarea lor după diverse necesități, scheme, operarea cu aceste date;

suprapunerea unor efecte, realizarea prezentărilor în diverse forme electronice;

prezentarea simultană a situației fizice din diferite sisteme de referință al observatorului;

suplimentarea informației cu detalii la cerere;

actualizarea rapidă a unor date cu ilustrările necesare etc.

Toate acestea constituie o gamă largă de facilități cu mare încărcătură didactică, ce situează calculatorul și elementele multimedia pe primul loc printre mijloacele de învățămînt la fizică.

Utilizarea TIC este benefică astăzi atât pentru profesori cât și pentru elevi, o oportunitate pentru informare și învățare eficientă. Atît orele de curs cît și cele de laborator, testele de evaluare a cunoștințelor se pot face ușor și eficient folosind tehnologiile informaționale moderne — resursele hardware și software. Pot fi propuse proiecte de cercetare și investigare la diferite teme din fizică, se pot modela experimente virtuale și se pot viziona filme didactice legate de aplicațiile fenomenelor fizice. Poate fi încurajată învățarea prin cercetare, proiectare, construcție, experimentare și reproiectare. Elevii pot proiecta modelul unui dispozitiv cu ajutorul calculatorului, dupa care îl vor construi, îl vor supune încercărilor măsurînd mărimi fizice specifice pe care le vor prelucra. Utilizarea TIC la fizică îi va forma pe elevi ca viitori specialiști în domeniul științific și ingineri performanți. Elevii vor fi capabili să poată utiliza tehnologii moderne în viața de zi cu zi, vor ști să prelucreze date experimentale utilizînd competențele dobîndite la TIC; vor putea să reprezinte grafic mărimile fizice măsurate experimental în funcție de diferiți parametrii care variază și să interpreteze rezultatele obținute. Cu ajutorul Internetului, profesorii pot transmite elevilor prezentările de la orele de curs, scheme ale dispozitivelor experimentale, teme pentru acasă care să cuprindă rezolvare de probleme teoretice și experimentale, adrese ale unor biblioteci virtuale pentru realizarea proiectelor.

Există și pericole în cazul utilizării TIC la întîmplare, la momentul nepotrivit în timpul lecției. Această situație poate duce la monotonie, ineficiența învățării, lipsa de implicare activă a elevilor la lecție, imposibilitatea atingerii obiectivelor lecției ducînd astfel în timp chiar și la repulsie față de acest mijloc modern de predare-învățare-evaluare. Utilizarea în exces a calculatorului, poate duce în timp la pierderea abilităților practice, de investigare a realității, chiar și a celor de calcul, la deteriorarea relațiilor umane, la individualizarea excesivă a învățării care poate duce la negarea dialogului elev-profesor și la izolarea actului de învățare în contextul său psihosocial. Timpul în exces petrecut la calculator duce la apariția cosecințelor legate de înrăutățirea stării de sănătate, surmenajului, proceselor psihice ireversibile.

Principalul dezavantaj al TIC la disciplina fizică îl poate consitui pericolul renunțării la efectuarea experimentului clasic și înlocuirea acestuia cu experimentul virtual.

Pentru cunoașterea și înțelegerea fenomenelor fizice, a terminologiei, a conceptelor, a legilor și a metodelor specifice domeniului, putem afirma că folosind competențele TIC, elevii vor putea

cunoaște și înțelege mai bine unele fenomene fizice. Experimentul virtual poate fi revăzut de câte ori este nevoie, etapele fenomenului pot fi puse în evidență ușor, reluarea fenomenului nu crează un mediu periculos pentru elevi, se pot pune în evidență urmările unui fenomen fizic. Totodată fenomenul este la îndemâna profesorului în orice moment al lecției, în sala de clasă, fără să aștepte realizarea acestuia în laboratorul de fizică. Toți elevii au posibilitatea de a urmări același fenomen în același moment, sau în orice moment al zilei care dorește, poate fi realizat în aceleași condiții, care duce la egalitatea șanselor și crearea acelorași condiții, proprii învățării, pentru toți elevii fără niciun fel de discriminare.

Referitor la explicarea funcționării și utilizării unor produse ale tehnicii întâlnite în viața de zi cu zi putem spune că prin intemediul TIC, cadrul didactic poate realiza mult mai ușor momentele de predate a unor teme, elevul având direct acces la imagini sau animații în care este reprezentată structura și modul de funcționare al unui anumit produs al tehnicii, (de ex. proiecția schemei, explicarea de către profesor în prima fază a părților componente). Pentru a pune în evidență achizițiile sale, elevul folosind competențele TIC, poate identifica schema unui anumit produs al tehnicii, părțile componente ale acestuia, modul de funcționare și de folosire al acestuia.

In funcție de stilul de învățare al fiecărui elev (auditiv, vizual, kinestetic etc.) se poate folosi un timp mai lung sau mai scurt pentru vizualizarea fenomenelor și abordată apoi, explicarea orală a acestora sau chiar explicarea în format de text, repetarea lui de cîte ori este necesar..

La identificarea fenomenelor fizice, a unor procese tehnologice, a funcționării și utilizării unor produse ale tehnicii întîlnite în viața de zi cu zi, în cazul elevilor de la treapta liceală de învățămînt, TIC oferă un adevărat ajutor pentru a atinge nivelul optim în care elevii descriu și explică din punct de vedere cauzal fenomenele studiate și aplică această înțelegere pentru a explica o varietate largă de aplicații ale acestora, de prezentare a produselor obținute în diverse proiecte de cercetare. Conceptele, pricipiile fizicii pot fi mult mai ușor explicate de către profesor, apoi înțelese, identificate și explicate de către elev folosind elemente software. Elevul poate explica fenomene fizice chiar prin intermediul unor produse proprii realizate, precum înregistrări video, audio, prezentări etc. Important este acel moment de reflecție acordat elevului, în care el poate ajunge de la competențele dezvoltate la nivel satisfăcător către nivelul optim sau cu un efect sporit trecerea de la nivelul optim la cel excepțional. [24]

Capitolul II. PARTICULARITĂȚI METODOLOGICE PRIVIND UTILIZAREA SOFTURILOR EDUCAȚIONALE LA ORELE DE FIZICA LA TREAPTA DE LICEU

2.1. Modalități de aplicare a softurilor educaționale și a laboratorului virtual în procesul educațional la orele de fizică, treapta liceală.

Sistemul educațional bazat pe învățământul asistat de calculator realizează trecerea de la învățarea indusă sau receptată, la învățarea interactivă bazată pe dialogul inteligent cu calculatorul, care poate amplifica capacitatea de prelucrare și asimilare a informațiilor, poate spori performanțele intelectuale. Cele două tipuri de învățare pot coexista, fiecare cu anumite ponderi, având în vedere atât „rezistența" tradiției cît și datorită anumitor calități ce le are sistemul „tradițional", care este un factor de „incitare" a capacităților intelectuale, atât ca manifestare, cât și ca dezvoltare.

Informatizarea învățământului poate permite vizualizări ale realității studiate de natură grafică, audio-vizuală etc., poate să ofere situații de simulare de procese, chiar ale realității virtuale în spațiu tridimensional, poate favoriza prelucrarea, sistematizarea și stocarea informațiilor.

In contextul modernizării și perfecționării învățământului contemporan și mai ales al școlii viitorului apare ca necesară și obiectivă aplicarea informaticii în învățământ, utilizarea calculatoarelor, a programelor și limbajelor informatice, prin sistemul educațional modern. Informatizarea învățământului este cerată de viață, deoarece cele mai multe profesii necesită utilizarea calculatorului și a tehnolohiilor moderne.

In atingerea competențelor fixate în curriculumul școlar un rol important îl are integrarea tehnologiei informaționale și comunicaționale în procesul didactic. Ghidul metodologic vizează utilizarea competențelor digitale dobîndite de către elevi la TIC în atingerea competențelor generale și specifice la disciplina fizică.[24]

Creșterea eficienței activității de învățare

Conform programelor școlare pentru disciplina Fizică, orientările metodologice privind utilizarea TIC în predarea disciplinei se înscriu în stabilirea beneficiilor și limitelor utilizării noilor tehnologii în aplicarea ui la clasă. Experiența acumulată în ultimii ani indică posibilitatea unei eficiente sporite a procesului educațional prin accelerarea progresului școlar ca urmare a

utilizării TIC în predarea altor discipline. TIC poate contribui la îmbunătățirea accesului la educație și creșterea atractivității educației prin completarea și diversificarea resurselor existente. Suportul metodologic oferit de programele școlare urmărește realizarea unei compatibilități între competențele-cheie, conținuturi și utilizarea TIC în predarea disciplinei, în acest scop, TIC se utilizează pentru:

• Modelarea unor fenomene fizice și a funcționării unor aparate, în toate cazurile, dacă

este posibil, fenomenele și aparatele vor fi mai întâi prezentate în laborator sau studiate prin observații directe în natură, respectiv în practică, iar apoi se vor folosi softuri și aplicații specializate.

• Realizarea de experimente în laboratoare virtuale. Laboratoarele virtuale constituie
resurse alternative sau complementare în studiul experimental a unor fenomene fizice. Prin
experimentul în laboratorul virtual este facilitată înțelegerea fenomenului studiat de către
elevii, se permite realizarea unor experimente atunci când acestea ar pune în pericol

sănătatea elevilor.

• Prelucrarea datelor experimentale. Datele obținute din observații în natură sau prin
realizarea unor experimente pot fi prelucrate conform scopului propus prin utilizarea unor
programe adecvate, utilizând calculatorul. Prelucrarea datelor experimentale poate să includă
realizarea unor calcule, calculul erorilor, reprezentări grafice etc. Se poate realiza astfel o
reducere a timpului afectat unor operațiuni simple în favoarea unor activități de învățarea
care să implice procese cognitive de rang superior, în același timp, prin prelucrarea pe
calculator a datelor experimentale, elevii învață să își exerseze competențele din domeniul
TIC în contexte de învățare variate. [24]

Dezvoltarea competențelor de comunicare și studiu individual (a învăța să înveți) în contextul

disciplinei

TIC pune la dispoziția elevilor o diversitate de modalități concrete în sprijinul dezvoltării competențelor de comunicare și de studiu individual în contextul disciplinei. Astfel, TIC poate fi utilizată în acest scop pentru:

• Colectarea informațiilor, în funcție de resursele existente, profesorii trebuie să îi încurajeze
pe elevi să facă apel la o varietate cât mai bogată de surse de informații, incluzând Internetul,
enciclopediile multimedia și documentațiile în format electronic, în acest mod elevii învață
să selecteze și să sintetizeze informațiile dobândite conform scopului propus și își dezvoltă
capacitatea de a aprecia critic acuratețea și corectitudinea informațiilor dobândite din diverse
surse.

Prezentarea informațiilor, în funcție de posibilitățile existente, profesorii trebuie să îi
încurajeze pe elevi să își prezinte rezultatele diferitelor investigații în format electronic – în
forme atractive, cu impact mare, ușor de înțeles și ușor de transmis prin comunicare
electronică.

Tehnoredactarea documentelor. Atunci când este posibil, se poate solicita elevilor
tehnoredactarea referatelor lucrărilor de laborator și a proiectelor. Se recomandă ca
tehnoredactarea acestor documente să se realizeze, cel puțin în parte, sub îndrumarea
profesorului. Prin tehnoredactarea îndrumată a documentelor elevii pot să revadă, să
modifice și să își evalueze munca, reflectând critic asupra calității rezultatelor pe măsură ce
progresează. [24]

Corelarea competențelor TIC cu cele specifice fizicii

Fizica este o disciplină prin excelență experimentală, în consecință implementarea TIC în curriculumul disciplinei reprezintă o modalitate eficientă de dezvoltare a competențelor generale și specifice presupuse de predarea fizicii. [24]

Practica utilizării calculatorului în formarea competenței de cunoaștere științifică

Dezvoltarea curriculumului școlar, în general, și a curriculumului disciplinar„Fizica", în particular,pornind de la conceptul de bază „competeță școlară" necesită formarea unei personalități competente a elevului-ca o problemă forte și o condiție indispensabilă pentru adaptarea socială, aflată permanent în schimbare.

Pentru disciplina școlară „Fizica" este caracteristică o competență generală, numită „competența de cunoaștere științifică" și definită în felul următor: „reprezintă un ansamblu integrat de resurse interne ale elevului, axate pe interacțiuni ale raționamentului didactic, gîndirii epistemologice, utilizării adecvate a limbajului științific și realizate prin comportamente adecvate în vederea rezolvării unor situații semnificative reale sau modelate pedagogic".

Competența de cunoaștere științifică se formează pe parcursul școlarității și este constituită din cinci competențe specifice. Una dintre ele o reprezintă competența specifică de achiziții pragmatice ce se referă la formarea la elevi a unui ansamblu de cunoștințe științifice ce contribuie la dezvoltarea unui sistem de deprinderi practice specifice disciplinei.Achizițiile practice vizează și utilizarea tehnologiilor informaționale și comunicaționale în activitățile didactice la lecțiile de fizică [1]

Competenfe necesare profesorului pentru integrarea calculatorului în procesul didactic la disciplina Fizică

Introducerea calculatoruluiși folosirea altor instrumente a TIC în învățământ presupune optimizaea întregului management didactic. Pentru aceasta este necesară totodată și schimbarea mentalității cadrului didactic și abilitatea acestuia de a introduce tehnologiilr moderne în procesul instractiv-educativ.

Introducerea în școala a Internetului și a tehnologiilor moderne duce continuu la schimbări în procesul de învățământ. Actul învățării devine rodul colaborării elevului cu profesorul, al interacțiunii elevilor cu calculatorul. Actul învățării nu mai este considerat a fi efectul demersurilor și muncii profesorului, poziția profesorului este cea de îndrumare a procesului învățării, de a-1 face pe elev să învețe cum să învețe.

Prin această schimbare în sistemul de învățământ se vizează ca obiective :

Creșterea eficienței activităților de învățare

Dezvoltarea competențelor de comunicare și studiu individual

Formarea competențelor digitale la elevi.

Atingerea acestor obiective depinde de gradul de pregătire a profesorului în utilizarea calculatorului, de stilul profesorului, de numărul de elevi, de interesul, cunoștințele și abilitățile acestora, de atmosfera din clasa și tipul programelor folosite, de timpul cât se integrează softul în lecție, de sincronizarea explicațiilor cu secvențele utilizate, de metodele de evaluare, de fișele de lucru elaborate.

Profilul profesorului de tip nou poate fi definit prin rolul primordial al acestuia, de a învăța elevul să gândească. Profesorul se va degreva treptat de activitatea de rutină, devenind în schimb mult mai solicitat ca specialist, tocmai datorită prezenței calculatorului, tot mai apropiat și necesar elevilor în utilizarea softurilor educaționale și a laboratorului virtual la fizică. Procesul educațional se va descentraliza și mai mult, transformându-se dintr-un proces centrat pe profesor într-unul orinetat pe elevi, considerați individual sau pe grupuri.

Munca profesorului va fi canalizată fie către șlefuirea vârfurilor, fie acordând o cantintate sporită de efort și atenție celor neajunși la un nivel corespunzător în utilizarea TIC în procesul educațional, de verificare, îndrumare și motivarea elevilor pentru o dezvoltare creativă, formarea competențelor secolului XXI.

Nu se poate pune problema transferării exclusive a sarcinii de predare-învățare-evaluare asupra softului educațional utilizat. Profesorul are nevoie de contactul direct cu elevul, pentru aprecierea progreselor înregistrate pe parcursul instruirii, în ceea ce privește acumularea efectivă de cunoștințe, a capacității de judecată a elevului, de corelare și interpretare a fenomenelor de obținerea de produse evaluate după anumiți indicatori propuși de profesor elevilor..

Trăsătura caracteristică profesorului de tip nou este flexibilitatea, dorința permanentă de auto-perfecționare într-o oarecare măsură, profesorul evoluează odată cu elevii săi. Iar acest fapt este esențial în contextul societății informaționale în permanentă dinamică.

Competențele TIC ale cadrului didactic derivă din competențele cheie necesare societății bazate pe cunoaștere:

rezolvarea de probleme și luarea deciziilor;

dezvoltarea gândirii critice și creative;
– colaborarea, comunicarea și negocierea;

– curiozitatea intelectuală, curajul și integritatea și competențele specifice:

– capacitatea de a dezvolta oportunități de învățare pe baza strategiilor didactice care
integrează tehnologiile în scopul sprijinirii nevoilor elevilor;

– cunoașterea aplicării strategiilor centrate pe elev într-un mediu centrat pe integrarea

tehnologiilor;

-capacitatea de a utiliza TIC în scopul dezvoltării capacităților de gândire de nivel

superior și creativității;

capacitatea de a utiliza TIC în scopul accesului echitabil, pentru toți elevii, la
resursele informaționale și tehnologice;

abilitatea de a utiliza TIC pentru a comunica și colabora cu colegii, părinții și
comunitatea în scopul stimulării învățării elevilor;

– capacitatea de a utiliza TIC pentru colectarea și analiza datelor, precum și comunicarea rezultatelor;

– capacitatea de aplicarea a metodelor multiple de evaluare pentru a determina
utilizarea corespunzătoare a tehnologiei în vederea învățării și comunicării.

– crearea și îmbunătățirea permanentă a blogurilor și siturilor tematice.

– impicarea și dirijarea elevilor în diferite proiecte la disciplina de studiu sau interdisciplinare.

Integrarea mijloacelor de învățământ în procesul de predare-învățare-evaluare presupune:

1. Organizarea activității în laboratorul de fizică virtual intercalat cu cel real;

2. Alegerea și valorificarea softului educațional inter-, trans- și multidisciplinar; valorificarea rețelei Internet ca resursă educațională;

Cadrele didactice la orele de fizică pot apela la cunoștințele și competențele elevilor dobândite la disciplina TIC, în cadrul diverselor tipuri de lecții cum ar fi cele de:

formare de priceperi și deprinderi;

recapitulare și sistematizare;

documentare, comunicare și manipulare a informațiilor;
studiu individual cu ajutorul software-ului pentru învățare;

sinteză folosind softul didactic specific disciplinei;
verificare a cunoștințelor și notare;

lucrări experimentale cu prelucrarea datelor obținute și altele.

Evaluarea trebuie să vizeze mai ales interpretarea creativă a informațiilor și capacitatea elevului de a rezolva o situație-problemă cu ajutorai calculatorului. Rezultatele evaluării la clasă au un rol definitoriu în selecția și trecerea elevilor de la un nivel educațional la altul. In aceste condiții, se impune cu necesitate standardizarea evaluării curente a elevilor, ceea ce se poate realiza cu ușurință itilizând calculatorul, prin stabilirea de către cadrul didactic a unor sarcini concrete care să asigure pentru fiecare elev progresul școlar. [24]

Elaborarea unui model metodologic de utilizare a softurilor educaționale și de aplicare a laboratorului virtual la fizică

Experimentul virtual ca o punte între modelul teoretic si experimentul real

Fizica este știința care studiază mecanisme complexe de interacțiune, descrise de formule matematice și explică tot: de la formarea (ruperea) legăturilor interatomice până la apariția Universului. Lumea fizicii cuprinde o sferă enormă de cunoștințe care stă la baza tehnologiilor și civilizației moderne. [10]

Cercetarea științifică, ca cel mai puternic instrument de cunoaștere, formează o unitate dintre teorie și practică. "Știința merge înainte pe două picioare numite teorie și experiment. Câte o dată este pus jos primul, altă dată celălalt, dar progresul continuu este făcut numai prin folosirea ambelor" (Millikan). Cercetarea științifică reprezintă unitatea dintre teorie și experiment. Rolul hotărâtor îi aparține practicii, iar rolul teoriei este conducător.

Realizarea experimentelor în predarea fizicii (chiar și de un profesionist!) este dificilă din mai multe cauze, principalele fiind:

lipsa de timp la lecție,

dotarea parțială, insuficientă a laboratorului de fizică cu utilajul și aparatele necesare,

unele aparate și echipamente produse pentru laboratorul școlar, după calitatea lor,

mai degrabă aparțin de clasa substitutelor decât de cea a aparatelor testate metrologic, ș.a. Dar,chiar și în cazul unei bune dotări a laboratorului de fizică cu cele necesare, orice experiment, inevitabil, cere mult timp pentru:

pregătirea din timp a experimentului,

realizarea experimentului la lecție,

analiza rezultatelor experimentale ș.a. [10]

O bună parte de experimente nu pot fi realizate în laborator din cauza că obiectele de studiu sânt ca dimensiune ori prea mari ori prea mici. Sau, cum am putea demonstra experimental, de exemplu, dependența accelerației gravitaționale de latitudine ori de altitudine în condiții terestre, cu atât mai mult pe Lună, pe alte planete ? Doar cu creta pe tablă.

Efectuarea experimentului în laborator, de multe ori, cere respectarea strictă a unor reguli și norme ale tehnicii de securitate. O parte din experimente nu pot fi demonstrate în clasă din cauza

pericolului pentru sănătatea și viața celor prezenți sau că pentru demonstrarea lor se cer aparate, dispozitive foarte costisitoare. Acestea, chiar fiind în dotare, sânt utilizate cel mult de l-2ori pe parcursul unui an de învățământ numai la predarea temelor respective, restul timpului aflându-se în rolul de… exponate pe rafturile laboratorului de fizică. Din motive lesne de înțeles, destinatarul principal – elevul cointeresat – nu mai are acces la aparatele și dispozitivele din laboratorul de fizică…

Evoluția civilizației vine cu noi și noi tehnologii și mijloace de producere care asigură progresul continuu al omenirii, hivățământul, ca una dintre sferele importante și determinante în viața societății, nu poate ocoli progresul tehnico-științific. Astfel, acum, la început de mileniu III, sistemul de învățământ are la dispoziție cel mai puternic instrument de instruire și educație din istoria sa. Este vorba de calculator, care, folosind tehnologiile informaționale și ale comunicării, produce o revoluție în învățământul modern, aflat în impas din cauza exploziei informaționale, a volumului enorm de cunoștințe, acumulat pe parcurs de umanitate. Calculatorului îi revine un rol deosebit în modelarea, reproducerea și studierea fenomenelor, proceselor naturale, proceselor tehnologice prin realizarea experimentelor virtuale.

Modelarea fenomenelor, proceselor fizice, a experimentelor pe calculator este, desigur, un tip nou de modelare, nemaiîntâlnit până nu demult în sfera învățământului. Rolul instalației experimentale îl îndeplinește calculatorul asigurat cu o programă specială, elaborată pornind de la modelul științific al fenomenului sau procesului fizic considerat. Iar programul de instruire este un produs intelectual pedagogic ce se transpune în programul computer rezultând astfel un produs informatic. Cele două tipuri de programe – de instruire și programul computer – constituie noțiunea de software (soft). Echipamentul electronic propriu-zis, care se numește hardware, asigură implementarea în practica de predare-învățare a celor două programe anterioare.

Un experiment virtual, ca și un experiment de laborator, are același scop de studiere a fenomenului respectiv în condiții, evident, la fel artificiale, acestea fiind create și realizate la un alt nivel calitativ, mai modern și pe un fundament științific riguros. Ca și experimentul de laborator, orice experiment virtual, realizat pe calculator, are la bază aceleași modele fizice , aceleași modele matematice (teoretice),…De aceea, orice experiment virtual are, la fel ca și cel de laborator, rolul de izvor al cunoștințelor și scop al cunoașterii. Orice model fizic și orice teorie , propuse si utilizate în fizica – știință la fel pot fi testate și confirmate (sau infirmate) prin experimentul virtual respectiv realizat pe calculator.

La fel ca și experimentul de laborator, experimentul virtual calitativ stabilește relația cauză-efect, iar cel cantitativ stabilește, în baza măsurătorilor, relații exacte între mărimile fizice din

modelul teoretic corespunzător obiectului sau fenomenului fizic studiat. Mai mult, la efectuarea măsurătorilor în experimentul virtual pot fi introduse (generate), în mod controlat, toate tipurile de erori întâlnite în experimentul de laborator, ceea ce, la fel, permite prelucrarea rezultatelor experimentale.

în predarea-învățarea fizicii experimentul virtual vine să diminueze sau să înlăture o parte din neajunsurile care apar la realizarea experimentului de laborator. Mai mult ca atât, experimentul virtual completează componenta experimentală a cursului de fizică. Un experiment virtual de calitate, bine gândit și realizat pe baza modelului științific al fenomenului considerat, constituie o reelaborare originală a conceptului științific și este foarte aproape de experimentul de laborator.

Experimentele și lucrările de laborator virtuale (software) au multe avantaje față de cele tradiționale.

Utilizarea experimentelor virtuale în predarea fizicii permite studierea fenomenului într-un fel idealizat prin înlăturarea (omiterea) factorilor secundari care, în experimentul real sau cel de laborator, de multe ori camuflează și denaturează manifestarea și esența fenomenului fizic ca atare.

Efectuarea experimentului virtual înlesnește elucidarea proceselor, fenomenelor și legilor fizice prin efectuarea aceluiași experiment în toată complexitatea lui. Această performanță poate fi atinsă numai dacă experimentul virtual este realizat pe calculator pe baza modelului fizic științific al fenomenului sau procesului studiat. Numai în acest caz experimentul pe calculator este aproape de cel de laborator și are o funcționalitate instructivă dublă : de experiment de cercetare și ca sursă de cunoaștere. Măsurătorile și calculele îi dau aplicației elaborate științific un caracter practic, de finalitate în studiul fenomenului sau procesului respectiv. Efectuarea măsurătorilor în experimentul virtual înlătură plictiseala, provocată elevilor la utilizarea unor simulări simpliste, mult prea aproximative, ale fenomenelor fizice pe ecranul calculatorului. Mai mult ca atât, un experiment virtual cantitativ, elaborat pe bază științifică, poate fi folosit de către elevi sau studenți la verificarea experimentală a corectitudinii soluționării multor probleme de calcul la tema respectivă. Din motive expuse mai sus, această simbioză dintre experiment și rezolvarea unei probleme de calcul (la aceeași temă) este irealizabilă în cadrul laboratorului de fizică. [10]

Modelarea pe calculator, experimentul virtual se aplică cu succes în cele mai diferite domenii științifice : în fizică, tehnică, biologie, medicină,… Fizica ca disciplină este avantajată în utilizarea calculatorului la predarea – învățarea materiei de studiu. Durata demonstrării unui experiment virtual este doar de câteva minute, efectuarea unei lucrări de laborator ține de la 5

până la 20 minute, deci, se câștigă timpul prețios la lecția de fizică, se mărește volumul de informație comunicat într-o unitate de timp, învățământul este centrat pe elev, care dobândește de unul singur propriile cunoștințe, ș.a.m.d.

Un rol deosebit îl au experimentele virtuale în cercetarea unor fenomene, procese și în găsirea variantelor optimale ale unui dispozitiv, aparat sau proces tehnologic. Astăzi toate tehnologiile performante sânt elaborate mai întâi pe calculator, cu ajutorul căruia se face un studiu complex care are la bază analiza multifactorială. Se modelează tot: de la proiectarea și lansarea navelor cosmice, curgerea fluidelor, comportarea sistemelor ecologice până la comportarea particulelor elementare în condiții extreme. Se câștigă timp și se fac mari economii de resurse energetice și materiale necesare pentru elaborarea, probarea și optimizarea unui aparat, dispozitiv, a unei piese de automobil sau proces tehnologic etc.

Desigur, cuvântul definitiv îi aparține experimentului real efectuat asupra modelului elaborat mai întâi pe calculator și considerat ca fiind cel mai reușit, mai apropiat de modelul cu parametrii doriți. Experimentul real, ca decisiv și definitiv, se realizează după efectuarea, mai întâi, a multor experimente asupra machetei virtuale pentru căutarea și găsirea parametrilor optimali planificați în problema pusă. Dacă este necesar, iarăși se revine la modelul virtual, care este supus corecțiilor și ajustărilor respective până nu se ajunge la varianta optimală, bună de implementat în practică, în producție ș.a.m.d. Astfel de la experimentul real se trece la cel virtual, bazat pe modelul teoretic, ca apoi, după experimentarea pe calculator, să se revină iarăși la experimentul real. Așa dar, experimentul virtual (calitativ și mai ales cel cantitativ) este o punte între modelul teoretic și experimentul real.

Experimentele și lucrările de laborator virtuale la fizică, pe de o parte, îi ajută pe elevi în procesul de studiere și cunoaștere complexă și aprofundată a fizicii, iar, pe de altă parte, le servește un bun exemplu de aplicații practice ale modelării științifice și simulării pe calculator pentru alte domenii din viitoarea lor activitate profesională. Tocmai la efectuarea experimentelor virtuale se realizează de minime o conexiune interdisciplinară dintre fizică, matematică, metrologie, informatică, etc.,lucru greu de realizat la alte discipline. [10]

Intrumente TIC ce favorizează dezvoltarea competențelor la fizică

Dezvoltarea competențelor la disciplina fizică se face, așa cum s-a precizat anterior, folosind competențele dobândite la disciplina TIC. însă, pentru punerea în valoare a acestora este nevoie de resurse software și hardware. Niciuna dintre aceste resurse nu trebuie neglijată, având în vedere faptul că, de cele mai multe ori, acestea se intercondiționează. [7]

Instrumente software utilizate în predarea fizicii

Exemplul cel mai des întâlnit este cel al sistemelor de operare din familia Microsoft Windows cu accesoriile Notepad (editor de text ASCII), Wordpad (editor de text formatat — rich text format), Picture and Fax Viewer (vizualizare imagini) și Paint (editor de imagini raster), însoțite adesea de pachetul Microsoft Office (editorul de documente Word, editorul de prezentări PowerPoint, editorul de foi de calcul tabelar Excel, editorul de publicații Publisher, editorul de imagini Picture Manager, SGBD-ul Access). Atât sistemul de operare MS Windows, cât și pachetul MS Office sunt licențiate proprietary.

Există desigur și varianta free, open source, prin pachetul software OpenOffice (editorul de documente Writer, editorul de prezentări Impress, editorul de foi de calcul tabelar Calc, editorul de imagini Draw, SGBD-ul Base), care se poate instala atât în Windows, cât și sub alte sisteme de operare www. Openoffice.org

Fiecare dintre acestea își are rolul său în predarea lecțiilor de fizică, numărul lor fiind din ce în ce mai mare în funcție de competențele TIC dobândite până la acel moment. La clasa a VI-а elevii se limitează la folosirea aplicațiilor de redactare și prezentare(parțial), la utilizarea internetului pentru accesarea site-urilor simple, sau a aplicațiilor pentru desenare. Astfel, elevii pot realiza singuri postere, prezentări ale unor personalități din lumea fizicii. De asemenea, pot accesa site-uri de tip wiki pentru a veni cu informații suplimentare despre fenomenele studiate sau despre istoria fizicii.

La clasele superioare de gimnaziu, elevii pot folosi foile de calcul, extrem de utile, mai ales în experimentele de laborator. Prelucrarea datelor se poate face folosind Microsoft Office Excel, fapt care ar eficientiza administrarea timpului. Mai mult, se pot realiza grafice acolo unde fenomenele stuidiate o impun.

Tot aici elevii pot realiza filme, prezentări Microsoft Office Power Point, care să completeze portofoliile realizate pe parcursul anului.

La gimnaziu, practic, toate aplcațiile Microsoft Office pot fi utilizate în toate tipurile de activități: experimente de laborator care presupun prelucrare de date, inclusive realizarea de grafice cu ajutorai Microsoft Office Excel, prezentări cu Microsoft Office Power Point, prelucrări de imagini cu Microsoft Office Picture Manager, Realizarea de materiale grafice. Fiecare dintre aceste aplicații au, on-line, variante alternative mult mai specializate și mult mai atractive, uneori. Acestea pot fi utilizate în măsura în care elevii accesează tutorialele disponibile, când timpul alocat lecției permite prezentarea aplicației sau când pe căi interdisciplinare se poate studia aplicația respectivă în cadrai unei discipline opționale sub

îndrumarea profesorului de TIC.

Interesantă este folosirea programelor grafice( 3D Studio sau Freestudio, de exemplu) pentru

realizarea de către elevi a modelărilor unor particule, molecule, sau chiar fenomene. Pot fi

importate imagini prefabricate și prelucrate de către aceștia. [7]

Softurile educaționale accesibile online

Această categorie de resurse devinedin ce în ce mai accesibilă, cel puțin din punct de vedere economic. Tot mai multe universități aleg calea administrării de site-uri interactive pentru a-și mediatiza activitățile, astfel încât accesul la acestea este, de multe ori, gratuit.

Dacă dispunem în laborator de o conexiune suficient de bună la internet, avem posibilitatea, cu ajutorai unui videoproiector să inserăm în lecții secvențe sugestive care pot completa sau chiar înlocui expeimentele de laborator, în situația când acestea nu se pot realiza.

Navigatorul (browser-ul) web folosit trebuie bine ales și configurat, de exemplu pentru a putea viziona filme sau emisiuni didactice on line, sau pentru a executa aplicații interactive în cazul simulărilor de fenomene și experimente fizice. Trebuie instalate și alte aplicații software (playere de stream-un audio—video, mașină virtuală Java pentru execuția applet-urilor etc.), iar configurările trebuie să permită respectivele acțiuni.

Poate cele mai utile aplicații pentru învățarea noțiunilor esențiale de fizică suia programele de simulare a realității.

Fizica este o știință fundamentală, care studiază fenomenele ce stau la baza funcționării întregii tehnologii moderne, dar și la baza altor științe (de exemplu chimia, la rândul ei bază pentru biologie). Fenomenele fizice acoperă un larg domeniu spatio – temporal, de la 1015 m la 101 ani – lumină, de la 1015 secunde la 101 ani. Simularea software a fenomenelor fizice prezintă avantaje certe în procesul instructiv, permițând repetarea experimentului, vizualizări și modificări ale parametrilor, uneori la limita posibilității, reprezentări grafice asociate etc. Cum altfel ar putea fi înțelese fenomenele la scară subatomică sau cosmică, cele foarte rapide sau foarte lente, efectele unor câmpuri sau radiații invizibile, cum ar putea fi realizate experimentele costisitoare sau periculoase, cum ar putea fi reluate experimentele cu rezultate catastrofice?

Modalități de aplicare a softurilor educaționale și a laboratorului virtual în procesul de studiere a fizicii la treapta de liceu.

Există o gamă largă de aplicații de simulare a fenomenelor fizice și de punere în evidență a legităților care le guvernează. Gradul de interactivitate și de fidelitate în imitarea realității diferă foarte mult, de la esențializări și scheme simplificatoare până la reconstituiri minuțioase, la scară și funcționale, cu posibilități de ajustare realistă a tuturor parametrilor. Aceste softuri accesibile on-line pot veni, de asemenea, în completarea lecțiilor derulate pe platformele de învățare cu aplicații care nu sunt accesibile acestora. Există o gamă variată de simulări de fizică se pot accesa online sau descărca pentru utilizare offline (sub formă de arhivă Java) care pot fi aduse în bibliotecile virtuale ale instituțiior. Câteva exemple de site-uri care pot fi accesate în aceste scopuri :

Fig.2 Laborator virtual

Simulări ale unor experimente de fizică, chimie și biologie, grupate în cadrul unor laboratoare virtuale, se pot accesa numai online la adresa: http://escoala.edu.ro/labs/#

Experimentele virtuale disponibile aici grupează aspectele teoretice și sarcinile de lucru pas cu pas pentru realizarea experimentului. Necesită navigator și conexiune bună la Internet.

O gamă variată de simulări de fizică se pot accesa online sau descărca pentru utilizare offline (sub formă de arhivă Java) de la adresa http://phet.colorado.edu/

Fig.3 Simulare la fizică

Simulările au instrumente de lucru intuitive, care îi permit utilizatorului să interacționeze cu aplicația, modificând parametrii fizici de interes sau modul de afișare a informațiilor. Fig.4. Animații interactive

http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/optiqueGeo/lentilles/doublet.php

Animații interactive care simulează fenomene fizice se pot accesa online la adresa http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/. Se pot modifica parametrii fizici și mărimile de interes afișate.

La adresa http://www.animations.physics.unsw.edu.au/ se pot accesa online sau descărca animații multimedia comentate pentru diferite fenomene fizice. Se pot stabili interactiv ordinea și modul de vizualizare al materialelor.

Fig. 5 Animații multimedia

http://www.animations.physics.unsw.edu.au/labs/oscillations/oscillations_lab.html

Fig.6 Animații multimedia la subiectul „Legea lui Ohm"

Animația multimedia la demonstrarea proprietăților Supraconductorilor

Animații multimedia sunt disponibile ordine și pentru descărcare la adresa http://www.edumedia-share.com

Există multe alte resurse disponibile de vizualizare a simulării unor fenomene fizice. Profesorul este cel care va decide, pentru fiecare caz în parte, ce secvență este potrivită pentru activitatea didactică respectivă. [7]

Platforme de învățare

Pe măsura trecerii timpului, a creșterii performanțelor computerelor și ale celorlalte instrumente TIC precum și a accesibilizării economice a acestora, platformele de învățare câștigă din ce în ce mai mult teren.

În momentul creării acestora accesul era aproape prohibit publicului din România și, implicit, elevilor români, datorită costurilor, pe de o parte, și lărgimii de bandă a conexiunilor internet pe de altă parte. Odată cu trecerea timpului, aceste platforme au devenit tot mai accesibile, unele dintre ele fiind implementate în aproape toate școlile din țară.

Avantajele folosirii unei platforme de învățare, indiferent care ar fi aceasta, sunt multiple. Astfel, este permis ca profesoral să își creeze propriul curs, depășind bariera manualelor alternative, în sensul de preluare din fiecare a temelor cu nivelul cel mai bun de realizare, la cere mai poate adăuga, evident, contribuții personale. Mai mult, poate provoca elvii să contribuie la realizarea unui astfel de curs cu materiale proprii sau preluate din diverse surse media. Se poate

crea, astfel, un portofoliu de cursuri care să fie utilizate în comun de profesorii unui liceu, ai unei școli sau chiar utilizat la nivel regional.

Din lucrările profesorilor și elevilor se pot crea biblioteci virtuale, care să poată fi accesate de toți cei care sunt utilizatori ai platformei. Crearea unei astfel de biblioteci nu este simplă însă, perseverând, în timp se vor stoca din ce în ce mai multe materiale.

Un aspect care nu este deloc de neglijat este legat de socializarea care are loc prin folosirea acestor platforme, toate având o secțiune de acest tip. Prin intermediul unui forum se pot lansa teme foarte diverse, care trebuie să fie urmate de dezbateri cât mai ample. Educabilul zilelor noastre este mult mai puțin inhibat în fața monitorului decât în fața profesorului, și participă mult mai ușor la discuții, își exprimă mult mai ușor opiniile.

Aici pot apărea opinii pro și contra. Folosirea intensă a forumului în scopuri educative îl „deturnează", cel puțin temporar pe elev de la rețelele de socializare, care, în acest moment, se pare că ocupă prea mult din timpul liber al elevilor. Mai mult, îi stimulează și pe cei mai timizi să participe. Folosirea excesivă a acestor forumuri crește ponderea comunicării virtuale, și așa exacerbată la elevi, în raport cu comunicarea orală, aflată oricum în suferință.

în fiecare platformă de învățare găsim și diferite metode de evaluare, în funcție de tipul acestora. Important aici este că se poate promova autoevaluarea și interevaluarea, metode care dețin ponderi mai mici în lecțiile clasice.

Evident, dincolo de cele prezentate găsim diverse alte aplicații(calendare ale evenimentelor, baze de date, etc.). [7]

Platforma AeL

Deși este o platformă care funcționează off-line, AeL este, cel puțin din punct de vedere a resuselor și specificității, cea mai utilă platformă de învățare pentru profesorii și elevii. Sunt create aplicații pentru toate disciplinele de studiu, inclusiv pentru fizică. Acestea sunt integrate într-un sistem care implementează un concept mai larg, cel de eLearning, ce presupune și managementul învățării (administrarea unității școlare, a utilizatorilor și a drepturilor, configurarea sălilor de clasă, transmiterea sincronă a secvențelor de lecție, suportul pentru aplicarea unor teste la clasă, înregistrarea rezultatelor școlare – note, absențe, suportul pentru crearea materialelor educative etc.). Pentru a funcționa cu toate facilitățile, sistemul necesită resurse suficiente (server corespunzător, rețea funcțională, software întreținut atât pe partea de server cât și pe cea de client, utilizare adecvată). Lecțiile din AeL sunt foarte utile, mai ales prin prisma aplicațiilor folosite. Astfel, sunt foarte multe animații, sugestive pentru modelarea unor fenomene, foi de calcul pentru verificarea legilor fizice, prezentări teoretice.

Lecțiile sunt extrem de utile pentru școlile care nu dispun de materiale didactice și pentru lecțiile unde modelarea este sigura posibilitate de a prezenta un fenomen, în situațiie în care experimentele se pot realiza în laborator, este exclus să se renunțe la acestea însă, o secvență din lecția AeL, prezentată în paralel cu realizarea experimentului nu ar face decât să întărească credibilitatea celui care propune lecția.

Fig. 7 Lecție AeL la subiectul „Motorul cu ardere internă" clasa XI-a

Oscilațiile și undele mecanice în clasa X-a

Așa cum precizam și anterior, platforma dă profesorului atît posibilitatea de a evalua elevii cît și aceea de a-și crea propria bază de teste.

Parcurgerea testelor poate fi efectuată atît de către profesor, cît și de către elevi. Elevii parcurg testul în momentul în care profesorul pornește un test. Testul cuprinde diferite tipuri de probleme pe care elevul trebuie să le rezolve, în funcție de setările testului elevul poate avea sau nu posibilitatea revenirii asupra problemelor parcurse deja. Testul se încheie la expirarea timpului alocat sau prin apăsarea pe butonul [Termină testul].

Platforma are o bibliotecă cu multe facilități. Biblioteca AeL are rolul de a înmagazina și a sistematiza o mare cantitate de informații/materiale de studiu sau didactice.

AeL dispune de un sistem de directoare folosite drept suport pentru gestionarea resurselor. Informația este structurată ierarhic, în funcție de mai multe categorii (de exemplu: Teste, Materiale, etc).

Utilizatorii autorizați au posibilitatea de a schimba structura informației, prin adăugarea, modificarea sau ștergerea unor directoare, culegeri, teste sau probleme.

Conținutul didactic se împarte în două categorii:

materiale didactice pentru asimilarea cunoștințelor;

teste pentru verificarea cunoștințelor.

Cele două categorii de mai sus reprezintă unitățile de bază ("atomii") cu care operează sistemul AeL. Ele sunt organizate în grupuri numite mai departe lecții. O lecție este o colecție de referințe către elemente mai mici AeL (teste sau materiale). Materialele și testele sunt create și folosite de profesor pentru susținerea orei de curs și reprezintă unitatățile minimale pentru care este posibil exportul de conținut educațional.

Specific acestei platforme este faptul că dă posibilitatea realizării sondajelor de opinie. Acestea pot fi publicate sau rezultatele lor por fi utilizate doar de cel care a lansat respectivul sondaj. [7]

Platfoma MOODLE

MOODLE sau Modular Object Oriented Dynamic Learning Environment – denumește o platformă de instruire dinamică dezvoltată multimodular sub un mediu orientat ca obiect. Altfel spus, Moodle este un sistem de management al cursurilor (Course Management System – CMS), un pachet software creat pentru a ajuta profesorii să realizeze cursuri de calitate online și să coordoneze rezultatele celor ce învață. Astfel de sisteme sunt uneori numite Learning Management Systems (LMS) (Sisteme de coordonare/ management a învățării), Virtual Learning Environments (VLE) (Medii de învățare virtuală) si Learning Content Management Systems

(LCMS) (Sisteme de management al conținutului de învățare). Utilizatorii au nevoie doar de un browser (e.g., IE, Firefox, Safari) pentru a participa la un curs în Moodle. Moodle este un program Open Source, ceea ce înseamnă ca oricine este liber să-1 downloadeze gratis, să îl folosească, modifice și chiar să-1 distribuie (în termenii licenței generale publice GNU – General Public License). Moodle rulează fără modificări pe platforme Unix, Linux,Windows, Mac OS X, Netware și orice alt sistem care suporta PHP, incluzând majoritatea furnizorilor de web (cei de găzduiesc paginile web). Informația este stocată într-o singură baza de date: MySQL si PostgreSQL sunt cele mai bine suportate, dar poate fi folosit și cu Oracle, Access, Interbase, ODBC și altele.

Moodle a fost tradus în peste 75 de limbi. Se poate modifica limba accesînd meniul dropdown din dreapta paginii.

Evident, și aici putem crea cursuri, regulile generale fiind aproximativ aceleași pentru toate platformele.

Crearea unui curs nou pe platforma Moodle înseamnă adăugarea lui în lista de cursuri deja existente cu numele complet, devenind astfel accesibil atît de către instructori cât și de către cursanți. Acest lucru se face de către administratorul platformei Moodle prin validarea cererii de creare a cursului. După crearea cursului, instructorul trebuie să schimbe proprietățile caracteristice (setările/configurările) cursului nou creat.

După ce a fost completat formularul de identificare a cursului se apasă butonul "Save changes" din josul pagini și cererea va fi transmisă administratorului Moodle. După ce cursul va fi validat de către acesta, se va putea vedea în lista de cursuri și va putea fi modificat în funcție de dorințele autorului.

Cursurile elaborate pot fi structurate pe teme, lecții sau unități de învățare, în funcție de proiectarea făcută de autor și se vor afișa așa cum solicită acesta.

Moodle permite încărcarea de resurse în curs, crearea unei legături către un fișier sau către o pagină web externă, introducerea unei etichete care să conțină instrucțiuni și informații suplimentare referitoare la o secțiune a cursului. Pentru a încărca și organiza resurse și pentru a crea și edita o pagină text poate fi folosit editorul text.

Evident, Moodle permite, pe lângă administrarea resurselor digitale, comunicare și interactivitate, muncă cooperativă pe texte, evaluarea contribuțiilor și răspunsurilor de la fiecare elev.Forum-urile pot fi adaptate cerințelor specifice cursului. Astfel instructorul poate specifica dacă toți cursanții vor primi toate mesajele prin mail și cum pot fi aceștia activi pe forum.

Forumul poate avea deci fie caracterul unui avizier, fie cel al unui forum cu moderator, fie forum deschis. După crearea forumului, acesta va deveni vizibil în dreptul lecției unde a fost creat și poate fi recunoscut după simbolul din figura următoare. [7]

Un exemplu de aplicarea a acestei platforme în domeniul de formare la distanță a profesorilor de diferite discipline școlare este:

Pe această platformă se pot găsi cu ușurință raspuns la întrebările legate de TIC și implimentarea lor în procesul educational. Se pot crea cursuri la disciplinile școlare, proiecte educaționale, care pot fi accesate de toți doritorii la care autorul le dă acces.

Manualul de fizică virtual

Un manual de fizică virtual sau lecții de fizică in format informatic Web (html) sau Powerpoint animat care să fie predate folosind calculatorul ar contribui la :

îmbunătățirea predării fizicii cu noile tehnologii oferite de laboratoarele dotate cu
calculatoare conectate în rețea (și bineînțeles la internet),

Integrarea în procesul de predare-învățare-evaluare a noilor tehnologii și a calculatorului
în cadrai curriculum-ului național și a curriculum-ului la decizia școlii (C.D.Ș.)

Crearea de softuri educaționale, lecții și teste de fizică utilizînd calculatorul,

Dezvoltarea la elevi a abilităților practice, tehnologice și de comunicare,

Atragerea elevilor către studiu, în general și în particular către studiul fizicii prin
utilizarea unor metode didactice moderne implicând noile tehnologii și calculatorul. [26]

La moment sunt pe platforma http://ctice.md/ctice2013/ manualele electronice la fizică numai pentru clasa X-a și a XI-a:

Calculatorul în laboratorul de fizică

În laboratorul școlar de fizică, calculatorul este utilizat pentru achiziția, măsurarea, reprezentarea și prelucrarea datelor experimentale, realizarea și utilizarea unor baze de date, simularea experimentelor pe calculator, dar și pentru realizarea unor teste de evaluare și a metodelor de rezolvare a tipurilor de probleme de fizică.

Majoritatea specialiștilor consideră că nu trebuie să ne întrebăm, dacă instruirea se îmbunătățește prin utilizarea TIC-lui, ci cum pot fi utilizate mai bine calitățile unice ale acestor tehnologii moderne, care le deosebesc de alte medii. Aceste calități unice ale calculatorului și a elementelor multimedia sunt reprezentate de interactivitatea calculatorului, precizia operațiilor efectuate, capacitatea de a oferi reprezentări multiple și dinamice ale fenomenelor și mai ales că pot realiza o interacțiune semnificativă și diferențiată cu fiecare elev în parte. [26]

Pentru realizarea lucrărilor de laborator virtuale cu ajutorul tablei interactive „PolyVision” este necesar de utilaj adițional pentru realizarea măsurătorilor directe de mare precizie și completat cu utilaj de laborator simplu din dotarea laboratorului școlar, dar prețul este mare și liceul nu are posibilitatea de a achiziționa. SA „Didact Vega” ne asigură tot utilajul pentru realizarea lucrărilor de laborator reale intercalare cu cele virtuale.Unele exemple de lucrări de laborator virtuale sunt:

Caderea libera a balonului cu nisip.

Lucrul și energia mecanică.

Circuite de current electric ramificate.

2.3.Analiza și interpretarea rezultatelor experimentale privind utilizarea calculatorului

În formarea competențelor specifice specificate în curriculumul școlar un rol important revine integrării tehnologiilor informaționale și comunicaționale în procesul didactic.

Calculatorul este cel mai modern mijloc de învățămînt și a fost utilizat în timpul orei de fizică la diverse etape ale lecției: pentru dirijarea învățării, obținerea performanțelor, asigurarea feedback-ului, intensificarea reținerii și memorizării informației, demonstrarea experimentelor virtuale, realizarea lucrărilor de laborator virtuale diferențiale și individuale, realizarea jocurilor didactice online și evaluarea competențelor formate.

Tehnologiile informaționale sunt o inovație revoluționară în practica didactică la începutul acestui mileniu. Profesorul este sursa activă și promotorul promovării a tot ce este nou și progresiv în știință, societate și viața cotidiană, cel ce dă suflet la tot ce investește în discipolii lui. De aceea, profesorul de fizică, care dorește să fie în pas cu progresul științific, să fie apreciat pentru performanțele sale, este obligat să depună anumite eforturi pentru ca să nu rămînă în urma descoperirilor științifice și a discipolilor săi, să posede competențe digitale și să aplice la maximum TIC în meseria sa, să ghideze elevii în investigarea științifică a fenomenelor fizice.

Calculatorul și tehnologiile moderne nu au menirea să înlocuiască profesorul, deoarece numai profesorul poate fi și este educator și promotor al unei înalte culturi, model demn de urmat pentru tânăra generație.Totodată munca profesorului în predarea asistată de calculator a fizicii este compensată prin creșterea prestigiului acestuia în fața colegilor și a elevilor săi.

Utilizarea cu pripcepere a softurilor și a platformelor educaționale în procesul de predare-învățare-evaluareeste o activitate didactică modernă, în care monologul profesorului este înlocuit cu dezbateri eficiente pentru elevi cu lucrul individual și diferențiat în formarea competențelor.

Pentru ca lecția de fizică asistată de calculator și tabla interactivă să decurgă în așa fel încât să se obțină rezultatul scontat, elevii și profesorul de fizică trebuie să posede cunoștințe în domeniul informaticii și competențe digitale.Pentru utilizarea în condiții optime a calculatorului la lecțiile de fizică a fost necesar de un efort suplimentar din partea profesorului de fizică, cel de informatică și a elevilor pentru o bună organizare a lecțiilor.Aceste lecții au dus la creșterea interesului elevilor pentru fizică și motivarea lor pentru un studiu mai aprofundat a fenomenelor fizicii.

Datorită unei explozii a informației se impune transformarea unui proces de învățământ mai mult informativ într-unul formativ, ceea ce înseamnă schimbarea raportului profesor-elev astfel încât acesta să se transforme din obiect în subiectul educației.De aceea s-a renunțat la formele de învățămînt tradiționale bazate pe comunicarea de cunoștințe și informații, au fost utilizate metode interactive de dezvoltare a gîndirii critice folosind analogia, modelarea, problematizarea, instruirea individuală și diferențiată, creativitate și proiectele.Toate acestea pot fi realizate la cel mai înalt nivel, utilizînd TIC la lecțiile de fizică.

Ioan Cerghit afirma:Organizarea activității școlare, fie în formă frontală ori colectivă, fie în echipe sau individuală, reclamă în mod inevitabil o metodologie adecvată acestor forme organizatorice.

Metodele pot fi instrumente pe care profesorul le utilizează pentru ca lecțiile să devină mai captivante,să ajute elevii să realizeze judecăți de valoare, să-i sprijine în înțelegerea conținuturilor care ulterior să le aplice în viața cotidiană, să-și formeze anumite atitudini față de cele se întîmplă în jurul lor.

Nimeni nu poate nega impactul pe care Internetul îl are asupra educației.Nici lecția de fizică nu face o excepție.Învățarea cu ajutorul calculatorului și a altor tehnologii moderne , a elementelor multimedia este o metodă didactică activă. Instruirea asistată de calculator permite realizarea unei educații bazate pe profilul intelectual al elevului și duce la formarea competențelor specifice fizicii și cele transversale.Pune elevul în situații de interacțiune și comunicare eficientă cu semenii săi, realizate printr-un mediu care permite o difuzare masivă a conținuturilor și o flexibilitate a timpului prin îmbinarea mijloacelor de comunicare sincrone cu cele asincrone.În cazul unei instruiri asistate de calculator, interactivitatea este generalizată, oferind celui care învață un feedback permanent, deoarece se produc efecte vizibile și imediate pe ecranul calculatorului.

Instruirea asistă de calculator și alte elemente multimedia presupune o cercetare a elevului supravegheată și îndrumată de profesor care îl ajută în realizarea operațiilor tehnice, a celor de documentare, în identificarea legăturilor între informații,cunducându-l către o nouă cunoaștere, realizarea unor experimente virtuale, efectuarea lucrărilor de laborator virtuale.Învățarea cu ajutorul TIC permite instrumentarea de situații și contexte favorabile realizării de formări abstracte ale achizițiilor elevilor și încurajează personalizarea actului educațional prin oferirea unei libertăți de acțiune.

Și astfel,analizînd activitatea desfășurată în cadrul orelor de fizică ,utilizînd calculatorul putem menționa că metodele tradiționale de educație ,nu mai furnizează profesorului aptitudinile necesare pentru a-i învăța pe elevi cum să supraviețuiască economic pe piața muncii în ziua de azi. Profesorul trebuie să fie pregătit să enumere elevilor avantajele pe care TIC le poate aduce.

Tabelul 2.TIC vs materiale didactice clasice:

CAPITOLUL III. EXPERIMENTAREA MODELULUI METODOLOGIC DE UTILIZARE A SOFTURILOR EDUCAȚIONALE LA ORELE DE FIZICĂ.

Elevii sunt puși în situația să observe, că învățarea fizicii nu le permite numai dobândirea unor cunoștințe teoretice ci și dezvoltarea abilităților practice pentru a demonstra că fizica este prezentă pretutindeni în jurul nostru, că este indispensabilă în viața de zi cu zi. Laboratorul virtual de fizică reprezintă o resursă alternativă sau complementară în studiul experimental al fenomenelor fizice de rînd cu laboratorul școlar real.

Situațiile în care se poate de utilizat laboratorul virtual de fizică sunt:

a) Realizarea experimentului virtual după realizarea efectivă sau mai puțin reușită a experimentului real în laboratorul școlar. Aceasta ne permite să deținem controlul asupra unui număr mai mare de factori care influențează fenomenul studiat, să individualizăm și diferențiem experimentul, să verificăm unele legități sau proprietăți fizice.

b) Realizarea experimentelor virtuale atunci când în laboratorul real de fizică este imposibil sau baza materială nu ne permite efectuarea practică a experimentului respectiv, verificarea legii fizice date, detrminarea unor mărimi fizice. De exemplu: determinarea indecelui de refracție a unei pelicule transparente cu ajutorul interferometrului, detrminarea dimensiunilor electronului cu ajutorul microscopului electronic sau observarea difracției electronilor, studierea proprietăților fizice a diferitor materiale la temperaturi joase, studierea proprietăților substanțelor radioactive și a radiațiilor nucleare, a particulelor elementare. În aceste situații este facilitată înțelegerea fenomenului studiat cu ajutorul simulării virtuale a experimentului/ fenomenului.

c) Realizarea de experimente virtuale în situația în care realizarea efectivă a experimentului real ar pune în pericol sănătatea elevilor.De exemplu: verificarea legii conservării impulsului și a energiei mecanice la explozia unui proiectil/ glonte; obținerea fulgerului sferic în condiții de laborator; studierea legilor curentului alternativ; etc.

Utilizarea TIC la studierea fizicii ne permite să aplicăm softurile educaționale pentru a realiza diverse sarcini atît în timpul orelor de fizică cît și la activități extracurriculare și teme pentru acasă. Sunt multe softuri educaționale, care permit elevilor să înțeleagă mai profund fenomenele și procesele fizice, să le aplice pentru formarea de competențe specifice, să motiveze elevii de a investiga mai minuțios fenomenele din jurul nostru.

Softurile educaționale se clasifică:

De exersare, antrenament, verificarea cunoștințelor

De consolidarea cunoștințelor, capacităților,deprinderilor și abilităților

De prezentare interativă de noi cunoștințe, informații și curiozități

De stimulare de idei și sugestii, rezolvare de situații problematizate

De asociere sau deschidere la domenii corelate, de realizare a interdisciplinarității și transdisiplinarității

De simulare a unor fenomene reale sau a unor situații semnificative

De furnizare a unor modele cognitive, de modelare a unor utilaje, aparate, instalații;

De evaluare a cunoștințelor prin intermediul testelor online, chestionarelor sau jocurilor didactice online

Instruiriea asistată de calculator și utilizarea tehnologiilor informaționale și comunicaționale are un merit deosebit, care constă în faptul că presupune participarea activ-paricipativă a elevilor în procesul de predare-învățare-evaluare și permite dezvoltarea intelectuală a acestora , adecvată ritmului lor de lucru, de formare a competențelor specifice durabile.

Exemple de lucrări de laborator virtuale propuse elevilor la lecțiile de fizică și pentru acasăsunt:

Tema: Studiul mișcării rectilinii uniform accelerate.

Scopul lucrării: Studierea mișcării uniform accelerate, la diverse condiții inițiale. Verificarea legii mișcării rectilinii uniform accelerate. Determinarea vitezei momentane în diferite cazuri în dependență de accelerație.

Mersul lucrării:

Se împarte clasa de elevi în 5 grupe;

Lansați la execuție programul „Открытая Физика 1.1”;

Selectați cu butonul stîng al șoricelului și deschideți compartimentul „Механика”;

Selectați deasemeni cu butonul stîng al șoricelului și lansați la execuție simularea „Движение с постоянным ускорением”;

În fereastra apărută cercetați elementele ferestrei, experimentați, modificați valorile vitezei, accelerației, deasemeni cercetați graficele dependențelor coordonatei de timp și a vitezei de timp;

Se vor citi datele de pe fereastra simulatorului și se vor introduce datele măsurate în tabela 1 pentru grupa I, în tabela 2 pentru grupa II, în tabela 3 pentru grupa III, în tabela 4 pentru grupa IV și în tabela 5 pentru grupa V;

Se va calcula viteza momentană în diferite momente de timp (momentele de timp se vor da de către profesor), pentru trei cazuri ale vitezei inițiale;

Datele calculelor (pentru viteza momentană) se vor introduce în tabela 1, 2, 3, 4 și 5, în rubrica respectivă;

Pentru toate cazurile (trei cazuri), se vor construi graficele dependenței vitezei momentane de timp, la diferite accelerații (fiecare grup);

Rezultatele grupelor se vor compara între ele, din care și concluziile se vor scrie.

Tabela 1.

Tabela 2.

Tabela 3.

Tabela 4.

Tabela 5.

Formula de calcul: .

Întrebări de control:

Cum depinde viteza momentană de accelerație?

Cum depinde viteza momentană de viteza inițială?

Ce reprezintă graficul vitezei la o accelerație dată?

Ce numim mișcare rectilinie uniformă?

Concluzii și observații:

Tema: Conectarea rezistorilor în serie, paralel și mixt.

Scopul lucrării: Obținerea competențelor de utilizare a programului „Открытая Физика 1.1”, utilizarea formulelor pentru calcularea rezistenței totale în circuit, utilizarea legii lui Ohm pentru o porțiune de circuit.

Mersul lucrării:

Lansați la execuție programul „Открытая Физика 1.1”;

Selectați cu butonul stîng al șoricelului compartimentul „Электричество и Магнетисм”;

Selectați deasemeni cu butonul stîng al șoricelului și lansați la execuție simularea „Цепи постоянного тока”;

În fereastra apărută cercetați elementele de circuit, experimentați, modificați valorile surselor de curent și a rezistorilor.

Cazul I. Conectarea rezistorilor în serie.

Conectați în zona activă a ferestrei programului patru rezistori de diferite valori în serie (modificînd valoarea rezistorului din zona dreaptă a ferestrei);

Un ampermetru și un voltmetru în paralel cu toți rezistorii, ca în figura 1;

Pentru cinci cazuri a rezistorilor de diferită valoare, introduceți datele măsurărilor în tabela 1;

Cazul II. Conectarea rezistorilor în paralel.

Conectați în zona activă a ferestrei programului patru rezistori de diferite valori în paralel (modificînd valoarea rezistorului din zona dreaptă a ferestrei);

Un voltmetru în paralel și un ampermetru în serie cu toți rezistorii, ca în figura 2;

Pentru cinci cazuri a rezistorilor de diferită valoare, introduceți datele măsurărilor în tabela 2;

Cazul III. Conectarea rezistorilor mixt.

Conectați în zona activă a ferestrei programului patru rezistori mixt, de diferite valori (modificînd valoarea rezistorului din zona dreaptă a ferestrei) , ca în figura 3;

Un voltmetru în paralel și un ampermetru în serie cu toți rezistorii, ca în figura 3;

Pentru cinci cazuri a rezistorilor de diferită valoare, introduceți datele măsurărilor în tabela 3;

I. Metodă de calculare a rezistenței totale (teoretic).

Conform formulelor de calcul:

– pentru conectarea în serie a rezistorilor;

– pentru conectarea în paralel a rezistorilor;

– pentru conectarea mixtă a rezistorilor.

II. Metodă de calculare a rezistenței totale (experimental).

Conform indicațiilor aparatelor de măsură voltmetru și ampermetru:

Legea lui Ohm pentru o porțiune de circuit.

Figura 1. Figura 2.

Figura 3.

Tabela 1. Conectarea în serie.

Tabela 2. Conectarea în paralel.

Tabela 3. Conectarea mixtă.

Întrebări de control:

Ce se întîmplă cu rezitența totală e rezistorilor la legarea lor în serie?

Cum este rezistența finală a legării în paralel a rezistorilor, față de valorile lor inițiale?

Pentru ce se întrebuințează legarea rezistorilor în paralel, serie și mixt în circuitele electrice?

Ce reprezintă rezistența unui conductor electric?

Depinde rezistența electrică de tensiune? Dacă da, atunci cum depinde?

Concluzii și observații:

Lucrarea practică № 1

Tema: Determinarea accelerației căderii libere a unui corp în apropierea Pămîntului.

Lansați programul „PhET Simulations”.

În capitolul „Motion” (mecanica) selectați tema: Projectile Motion

Obiectivele lucrării:

Familiarizarea cu utilizarea unui model fizic al unui punct material (PM).

Studiul mișcării PM aruncat sub un unghi față de orizont.

Determinarea experimentală a accelerației gravitaționale la suprafața Pămîntului.

Teoria lucrării:

Un punct material este un obiect abstract (model) care nu are dimensiune, dar are caracteristici ale unui corp real. Poziția este o coordonată la un moment dat pe care o are un PM. Descrierea matematică a PM este raza vectoare . Mișcarea mecanică este o schimbare a poziției corpului în spațiu de-a lungul timpului.

Legea de mișcare –este o funcție (t)= {x(t),y(t),z(t)}

Viteza ((t)=

Accelerația ((t) =

Traiectoria este o linie de-a lungul căreia se mișcă PM.

(t) = o + o t + , unde o – pozițiz inițială, o – viteza inițială.

Legea variației vitezei:(t) =o + t.

La mișcarea corpului în apropierea Pămîntului accelerația este egală cu accelerația căderii libere: =

Accelerația tangențială ne arată cît de repede se schimbă valoarea vitezei at = ; este orientată pe tangentă la traiectorie.

Accelerația normală ne arată cît de repede se schimbă direcția vitezei an = unde R- raza de curbură a traectoriei , an este perpendiculară pe tangentă.

Accelerația totală se determină după teorema Pitagora =

Sarcina 1: Deduceți formula pentru înălțimea maximă de ridicare ymax aunui corp aruncat cu viteză inițială sub un unghi față de orizont.

Realizarea lucrării:

În capitolul „Motion” (mecanica) selectați tema: Projectile Motion și efectuați clic pe ea. Apăsați Run Now. Alegeți masa corpului, viteza inițială, unghiul format de viteza inițială cu orizontala și apăsați „ Fire”. Schimbați viteza inițială și repetați experimentul, înregistrînd înălțimea maximă.

Schimbați unghiul α și repetați pasul 1.

Urmăriți traiectoria corpului pe ecranul monitorului după fiecare schimbare de parametri, în special variația coordonatei Y.

Rezultatele masurărilor le întroducem în tabelă:

Perfectarea datelor pentru darea de seamă:

Construim graficul dependenței ymax=f((v0)2)

Înălțimea în funcție de pătratul vitezei

Determinăm cu ajutorul graficului valoarea accelerației căderii libere după formula:

g = sin2(α)

g = sin2(45) = 0,5* 0,71*0,71*72/1.8 = 9.99 (m/s2)

g = sin2(30) = 0,5* 0,25*123/1.6= 9.61 (m/s2)

g = sin2(60) = 0,5* 0,75*141/5.4 =9.78 (m/s2)

g = sin2(25) = 0,5* 0,18*141/1.3 =9.75 (m/s2)

g = sin2(80) = 0,5* 0,97*123/6.1 =9.77 (m/s2)

Determinăm erorile pentru g și scriem rezultatul g= gm

gmed =(g1+ g2+ g3)/5= (9.77+9.75+9.78+9.99+9.61)/5 = 9.77(m/s2)

ɛ== + = =0.0044+ 2* 0.0033 = 0.0111= 1.11%

= ɛ* gm= 0.011* 9.77= 0.11(m/s2).

g = 9.77 0.11(m/s2)

Analizați graficul și rezultatele obținute. Scrieți concluzii:

Concluzii:

Distanța de zbor și înălțimea maximă nu depinde de masa corpului;

Pe Pămînt accelerația căderii libere este de 9,81 m/s2, dar din datele experimentale am obținut 9,77 m/s2;

Experimental este dificil de a realiza această dependență, deoarece se comit erori mari la măsurarea înălțimii maxime și se obțin valori care se deosebesc considerabil de valoarea teoretică a accelerației căderii libere.

3.1 Organizarea experimentului pedagogic- aspecte generale

Experimentul pedagogic a fost realizat în IPLT ”Liviu Deleanu” mun. Chișinău, unde activez ca profesoară de fizică. Eșantionul experimental a fost reprezentat de elevii de la treapta liceală, profil real. Pe parcursul anilor: anul de studii 2013-2014, 2014 -2015 și 2015-2016 am utilizat TIC în procesul educațional la fizică. Ca rezultat elevii sunt mai motivați și participă activ în cadrul studierii fizicii, în investigarea fenomenelor și proceselor fizice, se implică în proiecte de cercetare, participă la conferințe științifico – practice cu mai mult entuziasm, reușita școlară a crescut

Prezentăm în continuare tabelul rezultatelor școlare pentru anii de studiu 2013-2014; 2014-2015, 2015-2016 în clasele în care am utilizat TIC la lecțiile de fizică.

Clasa XII A (Clasă experimentală)

Diagrama 1.Analiza comparativă a rezultatelor școlare în clasa experimentală

Diagrama2. Analiza comparativă a rezultatelor școlare în clasa de control

3,2 Desfășurarea experimentului pedagogic privind utilizarea softurilor educaționale.

Din aceste considerente, pentru a demonstra funcționalitatea metodologiei elaborate privind utilizarea computerului la orele de fizică la treapta de liceu, experimentul didactic s-a derulat cronologic astfel:

L Etapa de constatare,care a urmărit stabilirea nivelului inițial de utilizare a calculatorului de către elevi.

Pentru început, în luna mai 2015, am propus spre completare un chestionar „Utilizarea calculatorului,, de către elevi".Chestionaral a constat din 6 itemi. (vezi Anexa1.Chestionar.Utilizarea calculatorului)

În baza itemului -.Topul motivelor pentru care utilizați calculatorul, s-a observat că predomină jocurile online, ascultarea de muzică, stocarea de date și imagini.

Diagrama 1. Utilizarea calculatorului la începutul experimentului de către elevii claselor X,XI,XII, profil real:

Un alt instrument de lucru utilizat a fost testul de evaluare inițială, avînd obiectivul de a verifica cunoștințele în baza materialului studiat la fizică în cl.a X-a. Testul inițial include 12 itemi. Modelul testului inițial este prezentat în Anexa 2. Conținutul testului inițial.

Testul este însoțit de Matricea de specificații (vezi Anexa 3) și Baremul de corectare al testului inițial (vezi Anexa 4) Conform rezultatelor acestui test a fost elaborată o diagramă din care observăm :

elevi au note de „9",

elevi- note de „8",

un elev nota „7",

2 elevi nota „6" și

un elev nota „5".

Diagrama2. Rezultatele evaluării inițiale la fizică în cl.a X-a, profil real

II. etapă se referă la procesul de formare la elevi a deprinderilor practice de utilizare a calculatorului și elementelor multimedia în procesul educativ la treapta liceală.

La etapa experimentului formativ au fost aplicate următoarele metode de utilizare a calculatorului în procesul educațional:

Pentru formarea la elevi a subcompetențelor curriculare s-au folosit prezentările PowerPoint la subiectele „Mișcările mecanice" (vezi Anexa 5) ,Principiile mecanicii relativiste (Anexa 6), „Forțele în natură” (Anexa 7), care au servit ca suport didactic și de rezolvare a unor exerciții la temă.

Pentru trezirea interesului și motivarea elevilor de a studia fizica s-a practicat și vizionarea filmelor didactice de pe Yutube.com: a)Corp și mobil; b)Mișcare și repaus; c)Sistem de referință pe adresa: Scoala Discovery – Fizica Energia si lucrul mecanic.flv

Viteza și viteza medie;

Viteza medie.Mișcarea rectilinie-Secolul vitezei

S-a mai utilizat prezentarea PowerPoint „Mișările mecanice” cu scopul recapitulării și sistematizării achizițiilor teoretice (vezi Anexa 8).

Pentru a varia activitatea de învățare s-a lucrat și cu manualul electronic, care include atît noțiuni teoretice (Anexa 9.Noțiuni din manualul electronic la fizică), cît și simulări și mici teste (Anexa 10).

O alternativă a testelor formative scrise au fost cele online.

La etapa actuală a informatizării și computerizării nu au lipsit nici proiectele în format electronic, care au fost pregătite de elevi cu ajutorul calculatorului prin prezentare PowerPoint.(vezi Anexa ÎL Proiect la fizică: Mișcarea sateliților Pămîtului și Anexa 12.Proiect la fizică: Avantajele și dezavantajele forței de frecare)

Elevii au realizat lucrările de laborator virtuale, după ce au realizat la aceleași teme lucrările rale: 1)Studierea mișcării rectilinii uniform accelerate; 2)Verificarea legii Hooke și determinarea constantei elastice a resortului; 3) Determinarea coeficientului de frecare la alunecare.

Etapa а Ш-а, care constă în evaluarea nivelului de formare a deprinderilor de utilizare eficientă a calculatorului de către elevi.

La etapa de validare (de control) s-a propus același chestionar, lăsînd elevii să răspundă la aceleași întrebări.

Conform acestui chestionar s-a putut observa schimbarea clsificării motivelor de utilizare a calculatoralui.Asfel, la finele experimentului a crescut considerabil utilizarea computerului drept sursă de informare, prezentare PowerPoint, editare de text, dar și a utilizării lui pentru jocuri didactice online, prelucrării de date, învățare și evaluare, realizarea experimentelor virtuale și a lucrărilor de laborator.

Diagrama 3. Utilizarea calculatorului de către elevi la finele experimentului

Pentra validarea achizițiilor de cunoștințe atît teoretice cît și practice s-a realizat o evaluare sumativă la unitatea de învățare „Cinematica punctului material" (vezi Anexele 13,14 si 15), care includ Matricea de specificații,testul și Baremul de corectare.

În urma analizei rezultatelor obținute în cadrul acestei evaluări sumative se poate spune, că la majoritatea elevilor s-a observat un progres : a crescut numărul notelor de „10"- la 3 elevi, notelor de „9"- la 2 elevi, notelor de „8,,-la 2 elevi. Numai la 3 elevi nu s-au observat creșterea notelor obținute.

Diagrama 4 .Rezultatele evaluării sumative la fizică în ci. a X-a

Ce au cîștigat elevii prin folosirea calculatorului la lrcțiile de fizică?

Deprinderi de a elabora și redacta pe calculator schițe, desene, scheme la subiectele studiate la orele de fizică;

Posibilitatea de a susține auditiv și vizual teoria prin prezentări PowerPoint;

Accesarea informațiilor de pe CD-uri, dischete, sticuri;

*Elaborarea portofoliului în format electronic ca metodă modernă de evaluare.

Analiza și interpretarea rezultatelor experimentale privind utilizarea softurilor educaționale

Atitudinea elevilor privind utilizarea în cadrul lecțiilor de fizică a metodelor interactive

În scopul detrminări atitudini elevilor față de eficiența metodelor interactive a fost realizată chestionarea elevilor de la treapta gimnazială și liceală. Chestionarul a fost aplicat pe un eșantion de 300 de elevi ai liceului ”Liviu Deleanu” mun.Chișinău. Chestionarul este prezentat în anexa nr.1. Prezentăm în continuare analiza succintă a rezultatelor obținute.

Itemul I. Cum considerați aplicarea TIC-lui pentru procesul de studiere a fizicii?

Itemul II. Pentru a înțelege mai profund fenomenele fizice, tehnologiile moderne enumerate trebuie utilizate:

Itemul III. În ce măsură vă ajută comiuterul în activitatea școlară, atît pentru realizarea cerințelor curriculare cît și în activități extracurricculare, elevii de la treapta liceală au clasificat importanța tuturor tehnologiilor informaționale, argumentînd alegerea:

Cel mai mult în realizarea proiectelor educaționale și cele de voluntariat

În pregătirea prezentărilor și referatelor la diverse teme la disciplinile școlare

Investigarea fenomenelor fizice cu ajutorul laboratorului virtual

Chestionarele și jocurile online, etc

Itemul IV. Cît timp elevii petrec în fața compiuterului, s-a realizat un clasament, la care părinții au venit cu argumente și reproșuri legate de starea sănătății copiilor și îngrijorarea de dependența de calculator a lor.

Itemul V. Alcătuiți topul a 10 tehnologii informaționale care au demonstrat eficiență la orele de fizică.

Analizând datele am stabilit următorul top al tehnologiilor moderne:

Tabla interactivă

Platforma educațională: Work Space

Softurile tablei Poly Vision

Site-ul: Phet. Colorado.edu

Site-ul: Amrita.edu

Site-ul: Escoala.edu./labs

Jocuri online pe http://learningapps.org

Facebook.com/ grupul clasei

Lecții AEL

Blogul

Itemul VI. Indicați trei propuneri pentru îmbunătățirea procesului de instruire la fizică :

Printre cele mai semnificative propuneri, menționăm:

Să nu fie notați elevii la lecții, doar la testele sumative;

Să fie schimbat utilajul în laboratorul de fizică cu unul nou, sau de complet cu noi aparate și materiale.

Să fie în cabinetul de fizică tablete sau notebook-uri pentru fiecare elev

Să se revizuiască manualele de fizică de la treapta liceală pentru a fi mai accesibil elevilor

Să utilizăm mai mult manualul electronic de cît cel tipărit.

De aplicat pe cât e de posibil în studierea fizicii acele tehnologii informaționale și comunicaționale, care dezvoltă concurență, spirit de inițiativă, inovația, responsabilitatea, ex. Laboratorul virtual, softurile educaționale, platformele educaționale, jocul online, chestionarele online, discuțiile pe chiat din rețelele de socializare, etc.

CONCLUZII:

Metodele interactive prezintă căi eficiente de asimilare a cunoștințelor la nivel cognitiv, de formare a abilităților la nivel aplicativ, de cultivare a atitudinilor și de formare a competențelor la nivel integrator, creativ.

Metodele interactive pun accent pe construirea cunoștințelor individuale de către elevi aceștia devenind subiecți activi ai procesului educațional, ghidați de necesitățile personale.

Printre metodele interactive care au demonstrat eficiență formativă în procesul de predare-învățare a fizicii pot fi menționate: Predare învățarea reciprocă, Cubul, Ghidul pentru învățare, R.A.I. , SINELG, Graficul T, Diagrama Vene, Ciorchinele, Problematizarea, Jocul didactic.

În cadrul procesului de predare-învățare utilizarea metodelor interactive reprezintă o modalitate eficientă de dezvoltare intelectuală a personalității elevului și orientează spre formarea competențelor specifice fizicii.

Utilizarea metodelor interactive au demonstrat eficiență formativă prin creșterea reușitei școlare la elevi . Drept dovadă sunt prezentate rezultatele obținute de către elevi pe parcursul anilor de studii 2008-2009, 2009-2010, 2010-2011 (sem.I)

Analiza chestionarului realizat de către elevi privind eficiența formativă a metodelor interactive utilizate în cadrul orelor de fizică au demonstrat că 80% din elevii de la treapta liceală și 60% din elevii de a treapta gimnazială consideră utile metodele interactive, iar 30% din elevii de la treapta gimnazială și 42% din elevi de la treapta liceală consideră obligatorie aplicarea acestor metode.

Predarea –învățarea disciplinei școlare Fizica prin utilizarea metodelor interactive au demonstrat că acestea stimulează interesul și motivația elevilor la treapta liceală de învățământ.

și a laboratorului virtual

CONCLUZII GENERALE ȘI RECOMANDĂRI

Omul viitorului trebuie să fie capabil să facă față provocărilor cotidiene, să se poată adapta „din mers" să fie capabil de a se recalifica; în acest context, nu mai este suficient ca omul modern să știe ce trebuie dar și cum poate face față evoluției trepidante a societății, a științei, tehnicii și tehnologiei .Depinde de profesorii de fizică, să facă acest obiect cât mai plăcut elevilor noștri.

Rezultatele teoretice și experimentale oferă motive pentru a afirma că utilizarea computerului în predarea fizicii este o oportunitate pentru un învățământ de calitate. Analiza statistică a datelor experimentale demonstrează schimbări pozitive în setul de competențe ale elevilor și a surselor motivației acestor elevi, cele mai importante rezultate ale investigației sunt rezumate de următoarele concluzii:

Utilizarea calculatorului aduce un suflu nou în educația contemporană. Fizica este prin excelență un obiect experimental, dar multe din fenomene sunt fie prea rapide pentru a putea fi studiate și înțelese pe deplin, fie nu se pot realiza într-un laborator școlar. Ori prin intermediul calculatorului putem simula și prezenta aceste fenomene astfel încât să poată fi urmărite de fiecare elev. Pe de altă parte se știe că posibilitatea de înțelegere și de percutare a unui material este diferită de la un individ la altul, nu toți elevii putând înțelege la fel de repede. Calculatorul oferă posibilitatea fiecăruia să-și adapteze derularea noilor cunoștințe în ritm propriu și astfel calitatea învățării și profunzimea înțelegerii fenomenelor cresc indiscutabil.

Aproape tuturor fenomenelor naturale li se pot găsi posibilități de modelare pe calculator, de prezentare prin intermediul mijloacelor audio-video, de realizare a experimentelor de laborator și de simulare virtuală a acestora.

Activitățile didactice în care este inclus calculatorul duc la creșterea motivației elevilor la învățarea fizicii (și a altor discipline desigur), oferă sugestii alternative pentru organizarea procesului de predare/ învățare/evaluare, în abordarea unor teme de fizica, încurajează gândirea creativă și critica, dezvoltă abilitățile elevilor pentru prezentarea informației și, nu în ultimul rând dezvoltă îndemânări de procesare complexă a informației.

Modelarea experimentelor pe calculator oferă multiple avantaje: în primul rând economie de timp, profunzimea înțelegerii fenomenologiei, realizarea graficelor de mare acuratețe, calculul erorilor, posibilitatea schimbării parametrilor de lucru. Nu putem spune că nu există și pericolul apariției dezavantajelor: participarea pasivă a elevilor la lecție, reducerea capacității de exprimare verbală. Aceste dezavantaje pot fi înlăturate dacă modelarea pe calculator alternează cu experimentul de laborator și se completează reciproc, are loc discutarea și argumentarea

informațiilor digitale. Totodată se pot folosi modelări interactive , unde se pot schimba parametrii experimentali, sau se pot folosi întrebări de verificare pe parcursul avansării în program.

Importanța abordării acestei terne este justificată pe deplin de avantajele mai sus menționate în ceea ce privește creșterea calității învățământui în general și al obiectului fizică în special. Calculatorul, cu tot ce înseamnă el – tablă interactivă, videoproiector, cameră web, aparate de înregistrare/ redare de sunet/ imagine fac lecțiile interactive, elevii nu au timp să se plictisească și își petrec orele de curs într-o manieră plăcută, unde experimentul se integrează simulărilor, prelucrărilor.

Utilizarea computerului în procesul educațional permite utilizarea de teste interactive, pe calculator. Evaluarea se poate realiza și prin intermediul portofoliului, al temelor practice, al realizărilor de prezentări, simulări, experimente virtuale.

Calculatorul trebuie folosit astfel încât să urmărească achiziționarea unor cunoștințe și formarea unor deprinderi care să permită elevului să se adapteze cerințelor unei societăți aflată într-o permanentă evoluție.

Aplicarea calculatorului la orele de fizică este binevenită, confirmare fiind sporirea interesului și a motivării de studiere a fizicii, creșterea nivelului succesului școlar le elevi. PROPUNERI:

Din perspectiva realizării prevederilor Cumculumului modernizat la fizică și rezultatele investigației recomand:

Pentru formarea competențelor elevilor la orele de fizică e de dorit utilizarea cât mai frecventă
a calculatorului;

Dotarea instituțiilor/sălilor de clasă cu – calculator,proiector,internet, tablă interactivă;

Utilizarea la ore a SOFT-urilor, laboratorului virtual, blogurilor.

* Cadrului didactic să i se creeze condiții adecvate pentru pregătirea eficientă de orele asistate de
calculator (facilități în procurarea calculatorului personal, facilități în conectarea la INTERNET).
*Elaborarea un set de materiale, care ar putea fi accesate de profesor pentru pregătirea de ore,

în concluzie, pot afirma că calculatorul conferă învățămîntului tradițional o nouă dimensiune, ce permite creșterea substanțială a randamentului învățării școlare, oferind astfel o soluție realizabilă și realistă problemei cu care se confruntă mvățămîntul contemporan, care necesită să se adapteze la cerințelor sociale în dinamica accelerată, impulsionată de ritmul actual al înnoirilor tehnico-științifice.

Aplicarea instruirii asistate de calculator duce la:

       consolidarea capacității de învățare inovatoare, adaptabilă la condițiile de schimbare socială rapidă;

       considerarea învățării din punct de vedere al folosirii ulterioare a cunoștințelor dobândite;

       individualizarea învățării prin utilizarea învățării programate,creșterea randamentului însușirii de cunoștințe;

       realizarea învățării interdisciplinare, interactive, centrate pe elev, folosind metode euristice;

       reducerea timpului de învățare și ridicarea calității învățării;

       folosirea unui sistem complet de verificare a cunoștințelor;

Bibliografie:

1. Cerghit Ioan, Sisteme de instruire alternative și complementare. Structuri, stiluri și strategii, Ed. Aramis, București, 2002

2. Huideș Felicia, ,,Fizica interactivă prin experimente asistate de calculator”, Editura Credis, București, 2007

BIBLIOGRAFIE

Botgros Ion, Gordienco Angela. Ghidul profesorului.Fizica, clasa a VII-а. Liceum,Chișinău
2011

Botgros Ion- Cadrul didactic-cercetător al propriei activități în procesul educațional.în
Didactica Pro, nr.2,2014

3.Calculatorul în predarea fizicii. Articol realizat de prof. Gianina Duduiala – Scoală Generala „Avram Stanca" Petroșani

4.Calculatorul și elevii. Tribuna învățătoralui,diminică, 27 aprilie, 2014

5.. Curriculum pentru formarea continuă a profesorilor de fizică (din perspectiva conceptului SALiS). Chișinău-2011

6.. Codreanu (Bostan) Carmen – Gabriela, Fizica în context inter și transdisciplinar. București 2009.

7.. Competențe cheie TIC în curriculumul școlar. Integrarea tehnologiei informației și a comunicațiilor (TIC) pentru disciplina fizică, www.isjbacau.ro/…/fizica/…tic-in-fizica/…/at…/f…

Coropceanu E., Nedbaliuc R., Nedbaliuc B. Ghid metodic al profesorului..Chișinău 2007

Didactica Pro… Revistă de teorie și practică educațională. Nr.6(64),decembrie 2010.

10.. Experimentul virtual ca o punte între modelul teoretic și experimentul real. Laborator virtual, www.prointelect.com

11 .Folosirea metodelor interactive în lecțiile de fizica din gimnaziu. Prof. Chimie – fizica Istrate Mihaela, Școala Gimnazială „Avram lancu",Localitatea Târnaveni, Județul Mureș

Eficiența utilizării noilor tehnologii în educație EduTIC 2009. Silvia Făt,Adrian Vicențiu
Labăr. Raport de cercetare evaluativă .August 2009

Fizica și calculatorul.Profesor Szekely Daniela, Liceul Tehnologic Lupeni

Fizica și tehnologiile moderne, voi. 2, nr. 1-2, 2004.

14. Fizica interactivă prin experimente asistate de calculator, liceulmdorvladimirescu. wikispaces.com/.. ./S 1_

15.Parteneriat pentru Competențele secolului 21 (www.21stcenturyskills.org). Utilizat cu permisiune.

16. Florin Ovidiu Călțun, Capitole de didactica fizicii, Editura Universității „Alexandru Ioan Cuza”, Iași – 2006

17. Laborator virtual, www.prointelect.com

ANEXE

Anexa l

Chestionar.Utilizarea calculatorului

Sistemul educațional trebuie să pregătească în mod real elevul pentru viața de dincolo de porțile școlii, dezvoltându-i competențe cheie care îi pot asigura succesul social. Având în vedere tehnologizarea și utilizarea sistemelor computerizate în toate domeniile fimanciar-bancare, proiectare, statistică, industrie și la scară largă deja în sănătate, un rol important în inserția pe piața muncii a absolvenților de liceu o are formarea de competențe digitale avansate.

Formarea competenței digitale la absolvenții de liceu, vizează folosirea tehnologiei informației și a comunicațiilor (T.I.C.) ca cerință a lumii contemporane în contextul dezvoltării tehnologice din ultimele decenii, a globalizării și a dominației societatii informaționale. Școala

trebuie să se adapteze noilor tendințe nu doar prin achiziționarea de calculatoare sau de smart-boarduri, ci și prin formarea cadrelor didactice și prin adoptarea unui curriculum care să acorde atenție dezvoltării competenței digitale.

Formarea competențelor trebuie adaptată noilor atitudini și strategiilor cognitive ale elevilor și sincronizată cu modul în care se produce și se livrează cunoașterea în secolul al XXI-lea. Aplicarea Tehnologiei informaționale și comunicaționale au ca scop formarea și dezvoltarea competenței digitale, care presupune utilizarea calculatorului, ergonomie și abilitate în utilizarea tastaturii, conștientizarea important utilizării tehnologiei informației și a implicațiilor acesteia în domeniul social, etic și uman, utilizarea unor instrumente informatice care permit creșterea productivitatii și calității muncii: procesare de text, prezentări electronice, baze de date și Web browser, utilizarea serviciilor oferite de internet. Utilizând resursele TIC, elevii, sub îndrumarea permanentă a profesorului la școală sau individual, acasă, pot obține informații necesare pregătirii lecțiilor și temelor la toate disciplinele școlare, pot selecta surse din Internet care conțin informații care să-i ajute în dezvoltarea proiectelor. Aceasta permite profesorilor să utilizeze cu succes softurile educaționale, aplicațiile software utilitare, tutoriale puse la dispoziția școlilor pe diverse site-uri educaționale .

Evaluarea la clasă se poate face obiectiv, într-un timp scurt, utilizând teste cu itemi obiectivi sau semiobiectivi de pe platforma INSAM. Aceleași instrumente pot fi utilizate de către elevi în propria pregătire, pentru autoevaluare.

Utilizarea tehnologiei informației și a comunicațiilor la disciplinele școlare constituie un răspuns la nevoia de diversificare a conținuturilor orelor petrecute în sala de clasă, și în afara școlii în pregătirea individuală a elevilor și a profesorilor.

Importanța implementării tehnologiilor informaționale și a comunicațiilor în activitatea didactică a devenit în ultimele decenii un laitmotiv al discursului despre educate la toate nivelurile: curriculum, practica didactică, formarea cadrelor didactice, dezvoltarea instituțiilor școlare și politicilor educaționale.

Oportunitătile utilizării TIC pentru disciplinele școlare sunt comune. Recomandarea Parlamentului și Consiliului European din 18 decembrie 2006 privind competeniele cheie pentru învaiarea pe tot parcursul vieți fixează cele opt competențe ale cadrului de referință: comunicarea în limba maternă, comunicarea în limbile străine, alfabetizarea matematică și competențele de bază în științe și tehnologie, competența digitală, a învăța să înveți, competențe sociale și civice, spiritul de inițiative și cel de antreprenoriat, conștiință și exprimare culturală.

Se creează oportunități pentru dezvoltarea competențelor digitale prin diverse programe: Inițativa Task Force, Programe Educaponale și Multimedia, Planul de acțiune Învățare în Societatea Informațională, Învățarea pe tot parcursul vieții, Înițiativa și planul de acțiune eLearning din România și INTEL din RM. Strategiile de promovare a importanței cercetării și inovării în domeniul TIC pentru următorii zece ani și diversificarea ofertelor de formare care promovează e-learning, creează cadrul adecvat implementării TIC

În Legea Educajiei Naționale se stipulează respectarea principiului echități și egalității de șanse, potrivit căruia accesul la oportunitățile de Învațare se realizează fără discriminare. Utilizând noile tehnologii, respectiv Internetul și sursele de documentare on-line, fiecare tânăr are șanse egale de dezvoltare intelectuală.

Integrarea TIC va asigura crearea unui mediu de Învățare în vederea creșterii accesului la educațe de calitate și formării unor competențe cheie și profesionale, care să faciliteze integrarea pe piața muncii.

Oportunități

Transformarea calculatorului într-un adevărat mijloc de muncă și instruire, a condus la constituirea unui mediu informatizat, determinat de știința prelucrării automate a informațiilor, mediu care mijlocește utilizarea pe scară largă a calculatoarelor și a mijloacelor multimedia. Rezultatele din domeniul informaticii și al echipamentelor hardware obligă societatea să țină seama că nu pot fi obținute progrese în domenii precum industrie sau servicii, atâta timp cât educația rămâne la nivelul metodelor utilizate cu 25 de ani în urmă. în acest sens, utilizarea resurselor TIC în cadrul disciplinelor școlare se poate îmbunătați calitativ și se poate extinde, deoarece există surse de finanțare externă care sprijină acest efort, dar mai ales pentru că:

există resurse hardware și software, inclusiv pentru elevii cu cerințe special;

profesorii de la diferite discipline școlare au posibilitatea de pregătire necesară pentru a utiliza resursele existente dar și pentru a elabora noi resurse software participînd la cursuri de formare la distanță organizate de INTEL din Moldova și de Universitatea Pedagogică de Stat din Tiraspol;

există free software, dedicat pentru e-learning,

există platforme de învățare puse la dispoziția cadrelor didactice

există posibilitatea accesării informațiilor specifice fără constrângeri temporale

există о disponibilitate a elevilor pentru utilizarea tehnologiilor moderne

Avantaje

Nivelul performanței școlare depinde de metodele de predare-învățare-evaluare aplicate. Se constată о creștere a calitatii instruirii, în cazul în care metodele tradiționale se înlocuiesc sau se completează.cu metode moderne, care implică noile tehnologii. Se constată о creștere în acest caz a nivelului performanțelor școlare și motivației pentru învatare.

Utilizarea TIC în demersul didactic constituie о formă adecvată și firească în care elevii sunt pregătiți pentru a se integra într-o societate informatizată, asigurând un avantaj major, atât pentru cadrele didactice cât și pentru elevi.

Compararea resurselor de comunicare online

Compararea resurselor de comunicare online

Includerea Internetului

Selectați unul sau mai multe instrumente Internet și descrieți pe scurt modurile în care se pot utiliza pentru a facilita realizarea procesului educativ la fizică.

Ce resurse și instrucțiuni trebuie să utilizăm din Internet pentru a îmbunătăți procesul de învățare-evaluare la lecții și înafara lecțiilor de FIZICĂ. Propuneți soluții de utilizare.

Chestionar

1. Sunt satisfăcut de modul în care se aplică TIC la orele de fizică

2. Utilizez situri, bloguri, cărți electronice,referate electronice în pregătirea de lecții și în crearea prezentărilor/comunicărilor la fizică

3. Cer ajutor online de la toți în rezolvarea sarcinilor didactice la fzică*

4. Utilizez laboratorul virtual în efectuarea lucrărilor de laborator

5. Aplic testele online și jocurile didactice online în verificarea cunoștințelor mele

6. Utilizez Internetul pentru a găsi răspuns la întrebările ce mă frămîntă

7. Am blogul meu și Situl meu care îl înnoies permanent

8. Folosesc Internetul pentru a mă informa cu știrile și noutățile de ultima oră. 

9. Scriu comentarii acolo unde sunt așteptate laconice, la temă și dacă sunt convins că sunt corecte

10. Utilizez Internetul pentru comunicare, filme jocuri online

11.Utilizez un plan de proiect pentru a-mi monitoriza propria învățare și lucrez asupra învățării auto-dirijate. 

12. Utilizez informațiile din evaluările summative ale profesorului pentru a planifica instruirea ulterioară. *