Oxizii Metalici

Cuprins

INTRODUCERE

Încrederea, iubirea, acceptarea, generozitatea, bunăvoința, respectul, interesul pentru învățare pot fi sădite în sufletul unui copil de către profesor, pentru ca apoi să răsară și să rodească un om educat și interesat de tot ceea ce ne înconjoară. Misiunea celui care sădește sămânța este dificilă dar cu atât mai nobilă.

Elevii trebuie să învețe într-o atmosferă plăcută, dacă vrem să ne primească învățăturile. John Locke, în Some Thoughts concerning Education, scria faptul că ” Este tot atât de imposibil să imprimi un caracter frumos și armonios într-un suflet care tremură, pe cât este de greu să tragi linii frumoase și drepte pe o hârtie care se mișcă.”

Cadrul didactic poate interveni în accesibilizarea conținuturilor și în facilizarea procesului de învățare, folosind tehnici și metode active menite să stimuleze interesul elevilor pentru învățare și de a modela caracterul copilului.

Învățarea activă înseamnă procesul de învățare bazat pe interesul și nivelul de înțelegere și pe nivelul de dezvoltare al participanților la proces. În cadrul învățării active, se pun bazele unor comportamente ce denotă paticiparea elevului, se dezvoltă gândirea creativă, se contribuie la dezvoltarea tuturor proceselor psihice și se stimulează interesul pentru învățare al elevului.

Pornind de la premiza că jocul didactic este o metodă de tip euristic, un mijloc activ și eficient de instruire și educare, se poate realiza un demers de cercetare prin care să se urmărească modul în care elevii își însușesc mai ușor și conștient noțiuni de chimie, eliminând stresul prin crearea unei atmosfere plăcute, relaxante, propice pentru studiu.

Un rol important în învățarea chimiei o poate avea jocul didactic, reușindu-se atingerea numeroaselor obiective, favorizând participarea activă a elevilor și implicarea lor în activitatea de învățare. Prin intermediul jocului copilul crește, se dezvoltă armonios, explorează universul, învață cum funcționează societatea găsindu-și un loc al său în viață. Jocul îi oferă copilului libertatea de acțiune, toate elementele de care are nevoie pentru a învăța pe măsura capacității lui, îl ajută să devină mai puternic, mai afectuos și mai stăpân pe sine. Jocul este o activitate umană, dominantă în copilărie, prin care copilul își satisface imediat, după posibilități, propriile dorințe, acționând conștient și liber în lumea imaginară pe care și-o creează singur, reușind să contribuie la dezvoltarea personalității copilului.

Jocul didactic este un mijloc prielnic pentru a se face trecerea de la activitatea dominantă a copilăriei, jocul, la activitatea de învățare.

Utilizarea jocului didactic permite profesorului să îl observe pe elev din toate aspectele dezvoltării sale: cognitiv, motor, afectiv, social, moral.

În literatura de specialitate, se spune că  jocul didactic este un tip specific de activitate prin care cadrul didactic consolidează, precizează, chiar verifică cunoștințele copiilor, îmbogățește sfera de cunoaștere, pune în valoarea și antrenează capacitățile creatoare ale acestora. Termenul "didactic" asociat jocului accentuează componenta instructivă a activității și evidențiază că acesta este organizat în vederea obținerii unor finalități de natură informativă și formativă specifice procesului de învățământ.

Lucrarea de față își propune să prezinte utilizarea unei metode de tip euristic, adică a jocului didactic, în predarea- învățarea – evaluarea noțiunilor de chimie, venind și în sprijinul profesorilor care doresc să realizeze lecții mai atractive, mai plăcute pentru elevi. Folosirea jocului în cadrul lecțiilor oferă elevilor bucurie și fericire, ceea ce se observă în ochii lor. Lucrarea cuprinde diverse jocuri didactice care se pot folosi la clasele de nivel gimnazial, dar și ca diversificare a metodelor și procedeelor de tip euristicd,de predare-învățare-evaluare.

Lucrarea este structurată în trei capitole. Primul capitol cuprind noțiuni teoretice despre oxizi metalici: generalități, stare naturală, structură, metode de obținere, clasificare a oxizilor în funcție de mai multe criterii, proprietăți fizice și chimice și utilizări ale oxizilor.

Al doilea capitol cuprinde informații despre metode și procedee didactice, metode de tip euristic și despre jocul didactic. În a doua parte a capitolului al II-lea sunt prezentate obiectivul și ipoteza cercetării, este descris eșantionul de elevi și sunt prezentate jocurile didactice utilizate în unitatea de învățare ”Oxizi”, la clasa a VIII-a, având drept suport și experiența acumulată pe parcursul anilor în actul didactic.

În ultimul capitol este consemnată prelucrarea, analiza datelor și interpretarea rezultatelor, precum și concluziile demersului investigativ privind utilizarea jocului didactic în învățarea activă.

CAPITOLUL I

OXIZI METALICI

I.1. GENERALITĂȚI

Oxigenul se combină cu metalele și nemetalele din sistemul periodic formând compuși chimici numiți oxizi.

Oxizii metalici sunt oxizii elementelor chimice care au caracter metalic.

Cu majoritatea acestora, oxigenul se combină direct, la temperaturi care variază în limite relativ mari, de la temperatura camerei la temperaturi ridicate, funcție de natura elementului respectiv. Excepție fac unele metale ”nobile” ai căror oxizi nu pot fi obținuți pe această cale.

Starea de oxidare maximă pe care un element dat o manifestă față de oxigen corespunde în general numărului grupei din care elementul respectiv face parte. De la această regulă fac excepție elementele Cu, Ag, Au, unele lantanoide și majoritatea actinoidelor.

Metalele de tip s și p, cu foarte puține excepții, formează o singură specie oxidică, în timp ce metalele tranziționale formează o varietate mai mare de oxizi. Acest fapt se datorează multiplicității stărilor de oxidare ale acestor metale. Pe de altă parte unele elemente din grupa a VIII-a B nu manifestă în combinațiile loc cu oxigenul starea de oxidare maximă.

Oxigenul poate să apară în compușii lui cu metalele, într-o varietate de stări de oxidare, fapt ce explică diversitatea de proprietăți fizice și chimice ale acestor compuși. Datorită faptului că procesul de formare a ionului O2- este nefavorabil din punct de vedere energetic, este de așteptat ca prin reacția metalelor cu oxigenul molecular să se formeze oxizi ionici conținând specia O2-, numai în care consumul energetic necesar formării acestui ion poate fi compensat printr-un proces exoenergetic. Un astfel de proces este formarea rețelelor cristaline.

Energia de rețea ridicată este factorul care stabilizează stări de oxidare relativ mari ale unor elemente în compușii lor cu oxigenul, de exemplu Mn(IV) în MnO2, Pr(IV) în PrO2 sau Pr6O11, etc., stări de oxidare care nu sunt stabile în alți compuși ai acestor elemente cu nemetale. Oxigenul are caracteristica de a stabili stări de oxidare superioare ale elementelor în oxizi covalenți, cum sunt OsO, CrO3, etc. Stabilitatea acestor stări de oxidare superioare în acești compuși este realizată prin formarea de legături M-O multiple și puternice.

I.2. RĂSPÂNDIREA OXIZILOR METALICI ÎN NATURĂ

Există un număr relativ scăzut de oxizi metalici care se găsesc răspândiți în natură. Unii oxizi metalici se găsesc sub formă de minereuri din care se pot extrage metale.

De exemplu, oxizii aluminiul, staniul, fierul și titanul constituie principalele surse de materii prime din care se extrag metalele corespunzătoare.

Unul dintre cei mai importați oxizi naturali este oxidul de aluminiu.

α- Al2O3, denumit corindon, prezintă numeroase modificații polimorfe, cristaline: rubin (roșu), safir (albastru), topaz oriental (galben), ametist (violet), smarald (verde) și leucosafir (incolor). (tabelul I.1)

Oxizii de aluminiu hidratați, Al2O3·nH2O, sunt principala materie primă pentru obținerea aluminei. Bauxita (Al2O3·H2O), diasporul (AlO(OH)) și hidrargilita (Al2O3·3H2O) sunt cei mai răspândiți oxizi hidratați. Diasporul are 85% Al2O3, iar hidrargilita are 65,4% Al2O3. Alumina se obține din minereu prin procedee bazice, acide, electrotermice sau combinate, în funcție de proporția de Al2O3 a minereului.

În natură se găsesc și oxizi ai altor metale de tip p, dar în cantități mici. Acești oxizi sunt prezentați în tabelul I.2.

Dintre oxizii metalelor tranziționale, cei mai răspândiți sunt:

oxizii fierului (Fe3O4 – magnetita, Fe2O3 – hematita);

oxizii uraniului (UO2 – uraninitul și U3O8 – pechblenda);

oxidul de titan (acesta se găsește sub trei forme cristaline: TiO2 – rutil, anatas, brookit);

oxidul de zirconiu (ZrO2 – badeleită);

oxizii manganului (MnO – manganozit, Mn2O3 – braunit, MnO2 – piroluzita, Mn3O4).

Tabel I.1.Oxizii aluminiului

Tabel.I.2. Oxizii metalelor de tip p

I.3. CLASIFICAREA OXIZILOR METALICI

Pentru clasificarea oxizilor metalici se pot folosi următoarele criterii de clasificare:

grupa din care face parte metalul;

stoichiometria oxizilor;

tipul anionului;

starea de oxidare a metalului;

natura legăturilor chimice M – O;

comportarea în apă și caracterul lor în soluție apoasă.

I.3.a) Clasificarea oxizilor metalici după grupa din care face parte metalul:

oxizi ai metalelor din blocul s (grupele: 1, 2); Ex.: Na2O, MgO, CaO.

oxizi ai metalelor din blocul p ( grupele 13, 14, 15, 16 ); Ex.: TiO2,PbO, PbO2.

oxizi ai metalelor din blocul d (grupele 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12); Ex.:FeO, CuO.

oxizi ai metalelor din blocul f ( lantanidele și actinidele); Ex.:La2O3, OsO4.

I.3.b) Clasificarea oxizilor metalici după stoichiometria oxizilor:

oxizi de forma M2O.

Oxizii de această formă generală au una din următoarele tipuri de structuri:

antifluorină ( coordinație 4:8);

cuprit ( coordinație 2:4).

Oxizii cu pronunțat caracter ionic au o structură simetrică simplă și coordinația cea mai mare. Oxizii metalelor alcaline, cu excepția Cs2O, au o structură cristalină antifluorină.

În cazul structurii de tip cuprit, fiecare atom metalic este legat de doi atomi de oxigen dispuși liniar și fiecare atom de oxigen este înconjurat tetraedric de patru atomi metalici. Legătura M – O are un pronunțat caracter covalent.

2. oxizi de forma MO: stoichiometria este 1:1, iar tipurile de structuri sunt:

NaCl ( coordinație 6:6);

blendă (coordinație 4:4);

wurtzită ( coordinație 4:4).

Fig.I.3.1.a) Rețea de tip NaCl. b) rețea de tip blendă c) rețea de tip wurtzită

O structură ”normală” de tip NaCl adoptă oxizii metalelor alcalino-pământoase (cu excepția BeO), oxidul de cadmiu și oxizii unor metale tranziționale (V,Ti, Fe, Co, Ni, Mn).

În rețeaua cristalină de tip blendă, fiecare atom este înconjurat tetraedric de patru atomi din celălalt tip. Legătura Be – O are un caracter covalent apreciabil. Oxidul de zinc are o structură de tip wurtzită. Structurile oxizilor CuO, PdO și PtO reprezintă cazuri de distorsiune de la structura normală. Oxizii SnO și PbO adoptă o structură stratificată destul de neobișnuită, în care se atribuie perechii de electroni inerți proprietatea de a ocupa una din pozițiile de coordonare, în jurul ionului metalic. Oxidul de mercur (HgO) prezintă o rețea cristalină alcătuită din lanțuri infinite în zig-zag, plane sau dispuse îm formă de spirală, pentru cele două modificații ale acestuia.[Brezeanu,1990]

Fig.I.3.2.Rețeaua oxidului de beriliu Fig.I.3.3. Rețeaua oxidului de mercur (HgO)

3.oxizi de forma M2O3:

Cele mai des întâlnite structuri la oxizii de forma M2O3 sunt:

structura de tip corindon, α- Al2O3;

Exemple: Fe2O3, Cr2O3, Ti2,O3, V2O3, etc.

structura de tip ”A”, Ln2O3, în care metalul are numărul de coordinare 7;

structura de tip ”C”, Ln2O3, în care metalul are numărul de coordinare 6.

Ultimele două structuri sunt adoptate de oxizii metalelor tranziționale de tip f.

Exemple: La2O3,Ce2O3, Mn2O3,Ce2O3, Pr2O3 , etc.

4.oxizi de forma MO2.

Structurile întâlnite sunt de rutil (coordinație 3:6) și fluorină ( coordinație 4:8).

O serie de oxizi prezintă o variantă distorsionată a structurii de tip rutil (de exemplu: MoO2, VO2).

Fig.I.3.4.Retea de tip rutil Fig.I.3.5.Retea de tip fluorină

5.oxizi de forma MO3.

Cea mai simplă structură pentru un oxid de forma MO3 este cea a oxidului ReO3 (coordinație 2:6). Exemple: CrO3, MoO3, UO3. În oxizii de forma MO3 ai elementelor Cr, W, Mo și a altor elemente nu există dovezi pentru interacție M – M.

Fig.I.3.6.Retea de tip ReO3

Tabel I.3. Oxizi metalici cu structura cristalină

I.3.c) Clasificarea oxizilor metalici după tipul anionului

În funcție de tipul anionului, oxizii sunt:

oxizi normali, în care există anionul O2-. Ex.: K2O, CaO, CrO3, Mn2O3;

peroxizi, în care anionul este O22-. Ex.: Na2O2, K2O2, HgO2;

superoxizi, în care anionul este O2-. Ex.: superoxizii metalelor alcaline (cu excepția litiului) și superoxizii metalelor alcalino-pământoase.

ozonide, în care apare anionul O3-. Se cunosc ozonide de la metalele alcaline cu excepția litiului.

I.3.d) Clasificarea oxizilor metalici după starea de oxidare a metalului:

În funcție de starea de oxidare a metalului, oxizii pot fi de forma: MI2O, MIIO, M2IIIO3, MIVO2, MV2O5, MVIO3, MVII2O7, MVIIIO4.

Tabel I.4. Oxizii metalelor din grupele principale

Tabel I.5. Oxizii metalelor din grupele secundare

I.3.e) Clasificarea oxizilor metalici după natura legăturilor chimice M – O;

La oxizii normali, natura legăturilor M – O variază cu natura metalului, de la legături ionice, covalent-ionice, la legături covalente. În funcție de natura legăturii M – O, oxizii sunt:

oxizi ionici: oxizii metalelor din grupa I și grupa a II-a;

oxizi covalent-ionici: oxizii metalelor de tip p și d;

oxizi covalenți.

I.3.f) Clasificarea oxizilor metalici după comportarea în apă și caracterul lor în soluție apoasă.

Pe baza comportamentului față de apă, oxizii metalici pot fi grupați în trei categorii: – oxizi bazici (oxizi cu caracte bazic);

– oxizi acizi (oxizi cu caracter acid);

– oxizi amfoteri (oxizi cu caracter amfoter).

Oxizii metalici pot interacționa cu apa cu formare de protoni sau ioni hidroxil, adică funcționează ca acizi sau baze, în timp ce apa poate funcționa fie ca acid (față de oxizii bazici), fie ca bază (față de oxizii acizi). Oxizii amfoliți pot funcționa în ambele moduri.

Din categoria oxizilor bazici fac parte oxizii elementelor cu caracter metalic, în stări de oxidare inferioare, unu respectiv doi și oxizii metalelor trivalente, pentru care hidroxizii lor au caracter bazic.

În grupele principale, caracterul bazic al oxidului se accentuează în măsura în care scade puterea polarizată a elementului asupra anionului O2-. În grupele secundare, variația se manifestă în sens invers.

De exemplu: la mangan se constată scăderea caracterului bazic și creșterea celui acid odată cu trecerea de la valența inferioară la cea superioară: MnO (caracter bazic), MnO2 (caracter amfoter), Mn2O7 (caracter acid).

Oxizii cu caracter acid sunt, în general, oxizii în care metalele au stările de oxidare superioare. De exemplu: oxizii de tipul M2O5 (V2O5, Ta2O5) sau de tipul MO3 (CrO3, WO3) și M2O7 (Te2O7) și OsO4. [Brezeanu,1990]

Oxizii amfoteri sunt oxizii care, în funcție de caracterul acido-bazic al soluției, pot să manifeste atât caracter acid cât și caracter bazic. De exemplu: BeO, Al2O3, PbO2.

În tabelele I.6 și I.7. este prezentat caracterul acido-bazic al oxizilor metalici.

Tabelul I. 6. Caracterul acido-bazic al oxizilor metalelor din blocul s și p

Tabelul I.7. Caracterul acido-bazic al oxizilor metalelor din blocul d

a-caracter acid; b- caracter bazic; am-caracter amfoter;

I.4. PROPRIETĂȚILE FIZICE ALE OXIZILOR METALICI

Majoritatea oxizilor metalici sunt în stare solidă, prezentând diferite culori:

alb: Na2O, SrO, CaO, ZrO2, etc.;

negru: CuO, SnO, AgO, Co2O3, PdO,etc.;

roșu: Cu2O, PbO2,etc.;

galben: Bi2O3, PbO, UO3,etc.;

verde: Cr2O3, CoO, NiO, ZnO, etc.

Temperatura de topire este o proprietate importantă a oxizilor metalici.

Din acest punct de vedere, oxizii metalice sunt substanțe mai mult sau mai puțin greu fuzibile.Variația temperaturilor de topire în funcție de perioada din care fac parte elementele metalice este prezentată în diagrama I.4.1.

Fig.I.4.1. Diagrama de variație a punctelor de topire a unor oxizi metalici în funcție de perioada din care fac parte elementelemetalice [Brezeanu, 1990]

Cele mai înalte puncte de topire le au oxizii metalelor alcalino-pământoase, trioxizii de dielectrici și dioxizii de Hf, Zr, V.

Stabilitatea termodinamică a oxizilor metalici variază în funcție de valoarea căldurii de formare, adică cu cât entalpia de formare este mai mare, cu atât oxidul este mai stabil și capabil să disocieze la temperaturi înalte. Printre cei mai stabili oxizi metalici sunt oxizii elementelor din grupa lantanului și lantanoidelor, elementelor alcalino-pământoase din grupa aluminiului, iar cei mai puțin stabili corespund metalelor cu caracter nobil. [Marcu, 1993]

Densitatea oxizilor metalici variază în limite largi. În diagrama I.4.2. sunt prezentate valorile pentru câtiva oxizi metalici.

Diagrama I.4.2. Densitățile unor oxizi metalici

I.5. METODE GENERALE DE OBȚINERE A OXIZILOR METALICI

I.5.1. Metode de obținere a oxizilor simpli

a) Oxidarea metalelor

Un număr destul de mare de oxizi metalici se obțin prin reacția directă dintre componente, în condiții care variază în limite mari, funcție de natura metalului, de la temperatura camerei (metalele alcaline) la temperaturi mai ridicate (metalele tranziționale). La cald, cu oxigen din aer se pot obține următorii oxizi metalici: SnO2, PbO, TiO2, WO3, Fe2O3, CuO.

În cazul metalelor alcaline, produsul reacției dintre metal și oxigen nu este întotdeauna oxidul normal M2O (decât în cazul litiului); sodiul conduce în aceste condiții la peroxid, iar metalele alcaline grele la superperoxizi.

În urma reacției dintre metale alcalino-pământoase și oxigen rezultă oxizi de forma MO, conform reacției: M + 1/2O2 MO.

Reacția de combinare directă a metalelor tranziționale cu oxigenul duce la obținerea oxizilor corespunzători celor mai stabile stări de oxidare.

Ex. 2Cr + 3/2 O2 = Cr2O3

W + 3/2 O2 = WO3

Metalele din grupa V B se combină cu oxigenul la temperaturi ridicate cu formare oxizilor superiori M2O5.

Oxidarea metalelor cu vapori de apă la temperaturi înalte este o altă metodă de obținere a oxizilor metalici, când rezultă H2 ca produs secundar al reacției:

M + 2H2O MO2 + 2H2 , M= Ti, Mo, W, Fe

Ex. 3Fe + H2O (vap.) = Fe3O4 + 4H2

Metalele tranziționale reacționează cu acidul azotic rezultănd oxizii corespunzători.

6Sb + 10HNO3 = 3Sb2O5 + 10NO + 5 H2O

O altă posibilitate este electroliza anodică a unei soluții ce conține ioni de aceeași specie cu anodul confecționat din metalul al cărui oxid urmează a fi preparat.

Ex. CuCl2 cu anod de cupru – Cu2O; soluție de acid sulfuric cu anod de argint – AgO.

b) Deshidratarea hidroxizilor și oxihidroxizilor metalici 

Deshidratarea are loc la temperaturi specifice compusului, rezultând oxizi metalici puri.

Ex. Be, Mg, Ge, Sn, Co, Cu, Ni, Al, Tl, Sc, La, Cr.

Prin încălzire, hidroxizii de tip M(OH)2 și M(OH)3 formează oxizi de tip MO și M2O3.

Ex. 2Al(OH)3 – 2H2O 2AlO(OH) Al2O3 + H2O

Pb(OH)2 PbO + H2O

MO2 ∙ nH2O MO2 + H2O, M = Ti, Zr, Hf.

c)Descompunerea termică a carbonaților la temperaturi cuprinse între 7000 C – 9000 C.

Ex. Be, Mg, Ba, Sr, Co, Ca, Cd, La, Fe.

CaCO3 CaO + CO2

FeCO3 FeO + CO2

d) Descompunerea azotaților și oxalaților duce la obținerea unor oxizi în stare foarte pură.

Ex. Co, Pd, Cu, Cd, Hg, La, Sc, Ag.

2AgNO3 + 2KOH = Ag2O + 2KNO3 + H2O

Pentru obținerea oxizilor metalelor alcalino-pământoase, prin descompunere termică a carbonaților, se folosește un amestec de carbonat și cărbune, al cărui rol este de a reacționa cu CO2 rezultat.

Ex. BaCO3 + C = BaO + 2CO

Azotații metalelor mai puțin active se descompun termic după o schemă asemănătoare, dar la temperaturi masi reduse:

M(NO3)2 = MO + 2NO2 + 1/2O2

M= Be, Mg, Pb, Li, Co, Zn, Cd.

Azotații de litiu și taliu se descompun termic cu formarea oxizilor respectivi:

2LiNO3 Li2O + 2NO2 + 1/2O2

2M(NO3)3 = M2O3 + 6NO2 + 3/2O2

M = Al, Ga, Sc, La, Ce

Descompunerea termică a oxalaților decurge conform următoarei schemei:

M2(C2O4)3 M2O3 + 3CO + 3CO2

Ex. Sc2(C2O4)3 Sc2C2O3 + 3CO + 3CO2

Prin descompunerea oxalatului de nichel, în absența aerului, se obține oxid de nichel(II): NiC2O4 NiO + CO + CO2

e)Prăjirea sulfurilor metalice naturale:

M = Pb, Zn, Cu

Ex. 2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2

2FeS2 + 11/2O2 = Fe2O3 + 4 SO2

f) Hidroliza apoasă sau bazică a unor compuși metalici

Hidroliza unor halogenuri poate constitui, în condiții bine controlate, o metodă de obținere a oxizilor metalici. Halogenurile superioare ale metalelor tranziționale sunt puternic hidrolizate.

Ex. Pentahalogenurile ( MX5) sunt hidrolizate până la oxizii respective.

M= V, Nb, Ta

2MX5 + 5H2O = M2O5 + 10HX

Oxohalogenurile acestor metale sunt ușor hidrolizate:

2MOF3 + 3H2O = M2O5 + 6HF

MX4 + 2H2OMO2 + 4HX , unde M = Sn, Ti, Zr, Mn.

TiCl4 + 2H2OTiO2 + 4HCl

MnCl4 + 2H2OMnO2 + 4HCl

g)Obținerea oxizilor inferiori din oxizi superiori este o metodă relativ simplă de obținere a unor oxizi.

Transformarea oxizilor superiori în oxizi inferiori se poate realize prin:

disocierea termică a oxizilor

reducerea termică a oxizilor superiori

reducerea termică a oxosărurilor

reducerea electrolitică.

În legătură cu posibilitatea de aplicare a acestei metode se menționează următoarele:

natura reducătorului și condițiile de temperatură la care trebuie să aibă loc reacția se aleg în funcție de starea de oxidare la care se va ajunge. De exemplu, pentru a se obține oxizii inferiori ai vanadiului (VO, VO2, V2O3) se poate folosi ca materie primă oxidul superior al vanadiului (V2O5), dar în condiții de temperatură diferite și cu reducători diferiți. Astfel, prin reducerea blândă a V2O5, în prezență de acid oxalic, se obține VO2.

Folosind ca reducător H2 sau CO, se obține V2O3 prin reducerea V2O5, iar în condiții mai energice și temperatură de 17000C se obține VO.

reducătorul folosit se alege în funcție de raportul de stabilitate dintre stările de oxidare implicate.

Pentru metalele tranziționale, care formează un număr relativ mare de oxizi, există posibilitatea obținerii prin disocierea termică a unui oxid superior.

Ex.

Mn2O7 MnO2 500℃ Mn2O3 900-1100℃ Mn3O4 1170℃ MnO.

Reducerea oxizilor superiori ai metalelor tranziționale se realizează în prezența hidrogenului, a metalului sau a CoO:

t0C

Fe2O3 + H2 2FeO + H2O

MnO2 + H2 MnO + H2O

TiO2 + Ti = 2TiO

Reducerea termică a unor oxosăruri cu C sau S decurs astfel:

K2Cr2O7 + SCr2O3 + K2SO4

O altă metodă este reducerea electrolitică a unor oxosăruri cu electrozi de platină. Ex. Reducerea HReO4 în mediu de H2SO4 concentrat pentru obținerea Re2O5.

h) Obținerea oxizilor superiori din oxizi inferiori se poate realiza prin:

oxidarea la cald cu aer a unor oxizi inferiori: Ex.SnO2, Nb2O5, Ta2O5, WO3, Re2O5.

 calcinarea în aer a unor compuși în stări de oxidare inferioare:

  tratarea sărurilor unor oxoacizi cu acizi minerali tari;

Ex. GeO2, Sb2O3, CrO3 și Mn2O7.

 oxidarea unor compuși cu agenți oxidanți puternici în mediu alcalin:

Ex. PbO2, Bi2O5, MnO2 și RuO4.

oxidarea anodică: PbO2, MnO2, Ni2O3 ·H2O (electroliza unor soluții alcaline cu conținut de ioni ai metalului respectiv, cu anod de platină).

I.5.2.Metode de obținere a peroxizilor, superoxizilor și ozonidelor

a) Metode de obținere a peroxizilor metalici

Metodele de obținere a peroxizilor metalici pot fi următoarele:

– acțiunea oxigenului asupra metalului, a oxidului, respectiv a hidroxidului;

– descompunerea termică a superoxidului corespunzător;

– oxidarea metalului (în amoniac lichid la temperatură joasă) cu oxigen;

– reacții implicând peroxidul de hidrogen. [Berzeanu,1990]

Acțiunea oxigenului asupra metalului, a oxidului, respectiv a hidroxidului conduce la peroxizi metalici în stare pură în condițiile în care la echilibru tensiunea de vapori a peroxidului este scăzută față de aceea a superoxidului corespunzător. [Berzeanu,1990]

Peroxidul de sodiu se obține direct din sodiu cu un exces de oxigen:

2Na(s) + O2(g) → Na2O2(s).

În laborator, peroxidul de sodiu se obține prin tratarea unei soluții concentrate de NaOH cu etanol și apă oxigenată 30%, la 15ºC.

Celelalte metale alcaline, potasiul, rubidiul și cesiul, reacționează cu oxigenul formând superoxizi.

Descompunerea termică a superoxidului corespunzător se utilizează pentru metalele care formează superoxizi iar oxidarea metalului (în amoniac lichid la temperatură joasă) cu oxigen se folosește la metalele solubile în amoniac lichid.

Peroxizii metalelor alcaline grele (K2O2, Rb2O2, Cs2O2) se obțin prin încălzirea superoxizilor corespunzători la 600ºC, în nacelă de aluminiu.

Reacția implicând peroxidul de hidrogen este utilizată la obținerea peroxidului de litiu și a peroxizilor metalelor alcalino-pământoase conform ecuațiilor chimice:

2LiOH + H2O2 = Li2O2 + 2H2O, la temperatură de 95℃

M(OH)2 + H2O2 = MO2 + 2H2O

Unele metale (Cu(I), Ag(I), Hg(I) ) formează peroxizi de tipul M2O2 foarte instabili, care la încălzire, se descompun cu explozie. Peroxizi instabili formează și nichel(II) și mercur (II).

b) Metode de obținere a superoxizilor metalici

Cele mai utilizate metode de obținere a superoxizilor metalici sunt:

– acțiunea oxigenului asupra metalului, oxidului sau peroxidului;

– oxidarea metalului cu oxigen în amoniac lichid.

Superoxizii metalelor alcaline se obțin prin tratarea peroxizilor corespunzători cu un curent de oxigen, la 500 ºC și presiune de 300 atmosfere:

Superoxizii alcalino-pământoși propriu-ziși se obțin prin acțiunea H2O2 la cald asupra octahidraților de peroxizi corespunzători.

c) Metode de obtinere a ozonidelor metalelor alcaline

Se cunosc ozonide de la metalele alcaline, cu excepția litiului. Acestea se pot obține prin tratarea hidroxizilor alcalini cu un amestec de oxigen și 8 – 9 % ozon:

Ex. 4KOH + 4O3 = 4KO3 + O2 + 2H2O

Această reacție este urmată de extracția compusului cu amoniac lichid.

I.6. PROPRIETĂȚILE CHIMICE ALE OXIZILOR METALICI

I.6.1. REACȚIA OXIZILOR METALICI CU APA

Majoritatea oxizilor bazici nu reacționează direct cu apa. Dintre oxizii bazici numai aceia ai metalelor alcaline și alcalino-pământoase, cele mai active elemente din punct de vedere chimic, se combină cu apa cu formarea hidroxizilor respectivi MOH și M(OH)2 ușor solubili.

Ex. Oxidul de calciu reacționează energic cu apa, cu degajare de căldură, rezultând varul stins: CaO + H2O = Ca(OH)2 

Ex. Na2O + H2O = 2NaOH

Dintre oxizii trivalenți, oxidul de lantan și oxizii lantanoidelor prezintă caracter bazic cel mai pronunțat.

Ex. La2O3 + 3H2O = 2La(OH)3

Ceilalți oxizi bazici ai metalelor de tip p și tranziționale nu reacționeză cu apa la temperatură obișnuită.[Marcu, 1993]

Un număr destul de mare de oxizi acizi reacționează direct cu apa, cu formarea acizilor respectivi.

MnO3 + H2O = H2MnO4

Cr2O3 + H2O = H2CrO4

pH= 6

Cr03 + H20 H2CrO4 (galben)

pH=1

2Cr03 + H20 H2Cr207

(portocaliu)

Toți oxizii M2O7 prezintă caracter de anhidridă iar prin dizolvare în apă se formează oxoacizii corespunzători:

M2O7 + H2O = 2 HMO, M= Mn, Te, Re

Prin dizolvarea heptoxidului de mangan în apă se formează oxoacidul corespunzător:

Mn2O7 + H20 = 2HMnO4

Acid permanganic (violet)

În aer umed heptoxidul de reniu, Re2O7, se transfomă în acidperrenic, HReO4:

Re2O7 + H20 = 2 HReO4

Tc2O7 + H20 = 2HTcO4

Oxizii cu caracter amfoter, în funcție de pH-ul soluției, pot manifesta atât caracter acid cât și caracter bazic, conform ecuațiilor:

MO + H2O = M(OH)2 2 H+ + MO2-

MO + H2O = M(OH)2 M2+ + 2OH-

Speciile ionice astfel formate fixează moleculele de apă sau ionii OH- conducând la specii complexe mai mult sau mai puțin complicate.

Reacția cu apa reprezintă o proprietate chimică comună peroxizilor, superperoxizilor și ozonidelor.

M2O2 + 2H2O = 2MOH + H2O2

MO2 + 2H2O = MOH + H2O2 + O2

2MO3 + H2O = 2MOH + 5/2O2

I.6.2. REACȚIA OXIZILOR METALICI CU ACIZI

Marea majoritate a oxizilor bazici reacționează cu acizii, cu formare de săruri corespunzătoare, deși sunt greu solubili în apă. Oxizii amfoteri se dizolvă ușor în acizi. Reacția de dizolvare în acid clorhidric diferă de la un element la altul, în funcție de perioada din care face parte elementul. [Marcu, 1993]

Ag2O + HNO3 = 2AgNO3 + H2O

Cu2O + H2SO4 = 2CuSO4 + Cu + H2O

NiO + 2HNO3(conc) = Ni(NO3)2 + H2O

la cald

NiO + H2SO4(conc) NiSO4 + H2O

Reacția TiO2 cu acidul sulfuric este însoțită și de o reacție de oxido-reducere cu degajare de hidrogen: [Marcu, 1993]

2TiO2 + 3 H2SO4 = Ti2(SO4)3 + 2H2O + H2

Oxizii: FeO, PbO și ZnO, greu solubili în apă, dar cu caracter bazic, se dizolvă în acizi cu formare de săruri:

FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O

PbO + H2SO4 = PbSO4 + H2O

ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O

MnO + H2SO4 = MnSO4 + H2O

TiO + 2HCl = TiCl2 + H2O

TiO + H2SO4 = TiSO4 + H2O

HgO + H2SO4 = HgSO4 + H2O

ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O

CdO + H2SO4 = CdSO4 + H2O

Monoxidul de vanadiu, VO, se dizolvă încet în acid clorhidric diluat, la cald, dând o soluție colorată în albastru, iar în acid azotic se dizolvă foarte repede cu degajare de monoxid de azot, NO:

VO + 2HCl(dil) = VCl2 + H2O

Albastru

2VO + 4HNO3 = 2V(NO3)2 + 2NO + 2H2

V2O3 + 6HF = 2VF3 + 3H2O

V2O3 + HNO3 = 2V(NO3) + 3H2O

MnO reacționează cu acidul clorhidric, rezultănd o sare de mangan puțin stabilă:

MnO + 4HCl = MnCl4 + 2H2O

CrO2 + 2HCl = Cr(OH)2 + Cl2

Dioxidul de zirconiu este indiferent față de apă și după ce a fost calcinat este insolubil în toți acizii minerali, cu excepția acidului fluorhidric si a acidului sulfuric:

ZrO2 + 4HF = ZrF4 + 2H2O

ZrO2 + 2H2SO4 =Zr(SO4)2 + 2H2O

Dioxidul de hafniu reacționează,la 5000C, cu acidul fluorhidric anhidru, formând tetrafluorura de hafniu, HfF4:

HfO2 + 4HF = HfF4 + 2H2O

Oxidul de cupru (II) este un oxid amfoter, se dizolvă în acizi minerali, printre care se numără acidul clorhidric, acidul sulfuric sau acidul azotic pentru a forma sărurile de cupru (II) respective:

CuO + 2 HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O

CuO + 2 HCl → CuCl2 + H2O

CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O

Reacția MnO2 cu acizi conduce la formarea sărurilor în care manganul are stare de oxidare II sau III, în funcție de natura acidului:

MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O

2MnO2 + 3 H2SO4 = Mn2(SO4)3 + 3H2O + 1/2O2 [Brezeanu, 1990]

Același comportament se manifestă și la PbO2.

Peroxizii și superperoxizii reacționează cu acizii, conform ecuațiilor:

M2O2 + H2SO4 = M2SO4 + H2O2

2MO2 + H2SO4 = M2SO4 + H2O2 + O2

   I.6.3. REACȚIA OXIZILOR METALICI CU HIDROXIZI

Oxizii unor metale, mai ales în stări de oxidare intermediare, sunt solubili și în baze tari, formând combinații complexe.

Ex: BeO + 2KOH + H2O = K2[Be(OH)4]

Spre deosebire de oxidul de aluminiu, Al2O3, care se solubilizează în hidroxizi alcalini cu formarea de complecsi de tipul MI[Al(OH)4(H2O)2], ceilalți trioxizi metalici (M2O3) se solubilizează cu formare de tetrahidroxocomplrcsi de tipul Na[M(OH)4]:

M2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[M(OH)4], M = Ga, Sb. [Marcu, 1993]

Oxizii Nb2O5 și Ta2O5 reaționează cu alcaliile în topitură:

Nb2O5 + 6KOH = 2K3MnO4 + 3H2O

Pentaoxidul de stibiu, Sb2O5, preparat pe cale umedă, se dizolvă în hidroxizi alcalini cu formare de combinații complexe hexacoordinate:

Sb2O5 + 2KOH + 5H2O ↔2K[Sb(OH)6]

Caracterul acid al oxizilor greu solubili în apă (MoO3, WO3) este demonstrat de reacția acestora cu hidroxizi alcalini.

Ex. MoO3 + 2KOH = K2MO4 + H2O. [Marcu, 1993]

I.6.4. DESCOMPUNEREA TERMICĂ A UNOR OXIZI METALICI

Majoritatea oxizilor metalici, fiind în general stabili sau foarte stabili, se descompun greu în elementele componente. Descompunerea cea mai eficientă este la oxizii metalelor nobile.

Ex. PbO Pb + ½ O2

HgO Hg + ½ O2

La metalele tranziționale din grupele IIIB – VB, prin descompunere termică oxizii superiori mai puțin stabili se transformă în oxizi inferiori mai stabili.

Ex: 3 PbO2 346℃ Pb3O4 590℃ 3PbO

2 CrO3 550℃ Cr2O3 + 3/2O2

RuO4, la temperaturi în jur de 108℃, se descompune cu explozie în RuO2 și oxigen.

Descompunerea termică a oxizilor superiori în oxizi inferiori este o metodă de obținere a unor oxizi metalici.

În același timp și oxizii inferiori se pot transforma în oxizi superiori, prin încălzire îndelungată în aer, la temperaturi bine determinate.

De exemplu: V2O3 + ½ O2 în aer 2VO2 la cald V2O5

6 FeO + 3/2 O2 200-300℃ 3Fe2O3 1370℃ 2Fe3O4 + ½ O2 [Marcu, 1993] Peroxizii, superoxizii și ozonidele se descompun termic, conform ecuațiilor:

M2O2 încălzire M2O + ½ O2

2 MO2 M2O2 + O2

2 MO3 2MO2 + O2

I.7. UTILIZĂRILE OXIZILOR METALICI

Oxizii metalici au o gamă largă de aplicații în toate domeniile, de la reactivi pentru obținerea altor substanțe chimice până la agenți de contrast în studiile de imagistică.

Oxizii metalici constituie materia primă principală pentru obținerea metalelor corespunzătoare.(Fe, Cu, Al, Pb, etc.)

În industria materialelor refractare și la confecționarea obiectelor rezistente la foc și variații de temperatură, se folosesc oxizii metalici cu puncte de topire ridicate.

În cele ce urmează sunt prezentate utilizările unor oxizi metalici.

Oxidul de calciu este utilizat în  domeniul construcțiilor, la prepararea mortarului pentru tencuială, sau la văruirea pereților, dar și în industria de fabricare a cimentului.

Alte utilizări ale oxidului de calciu ar fi: reglator al valorii pH-ului la alimente, în metalurgie la desulfurarea minereului de fier și la reținerea sulfului din fum, în industria chimică la caustificarea sodei, la fabricarea carbidului, a zahărului și în tăbăcărie.

Oxizii plumbului, cromului, fierului zincului sunt folosiți ca pigmenți în industria ceramică și în industria sticlei sau în construcții.

Oxidul de aluminiu se folosește pentru obținerea aluminiului metalic, ca abraziv datorită durității sale ridicate și material refractar datorită punctului ridicat de topire (2050℃). Ca material refractar se folosește și oxidul de beriliu (BeO) deoarece are temperatura de topire de 2507℃.

Pentaoxidul de tantal (Ta2O5) și pentaoxidul de vanadiu (V2O5) sunt folosiți în medicină, alături de MgO, HgO, Ag2O și ZnO.

La colorarea emailului de la bijuterii se utilizează oxizii cobaltului, ai nichelului și ai cromului. Oxidul de cobalt (CoO) și oxidul de nichel (NiO) dau culoarea neagră, oxidul de aluminiu (Al2O3) conferă culoarea albastră iar oxidul de crom (CrO) dă culoarea verde.

Pentaoxidul de tantal (Ta2O5) este materie primă pentru obținerea tantalului metalic dar are utilizări și în industria electronică.

Oxidul de molibden (MoO3) este un bun catalizator în sinteze organice, colorant în pictura artistică și materie primă în producerea molibdenului metalic.

Oxidul de wolfram (WO3) are multiple aplicații:

pigment ceramic compozit și în vopsele;

materie primă în obținerea de pulberi metalice de tungsten;

la fabricarea semiconductoarelor cu proprietăți optice, electrice;

ca pulbere sau strat subțire (film) depus pe diferite tipuri de suport;

la fabricarea celulelor solare și de fotocatalizatori pentru degradarea substanțelor poluante din mediul înconjurător.

În industria fotografică este folosit oxidul de litiu iar V2O5 se utilizează la obținerea unor cerneluri și drept catalizator în sinteze chimice. Pentaoxidul de vanadiu este folosit drept catalizator în industria acidului sulfuric.

Următorii oxizi sunt folosiți la preparării sărurilor metalelor corespunzătoare: Li2O, BeO și V2O5.

Oxizii de nichel se folosesc în industria emailului și a sticlei (NiO, Ni2O3), în sinteze organice drept catalizator (NiO) sau la fabricarea plăcilor de acumulatori alcalini.

Cu2O are multiple utilizări: prepararea vopselelor anticorozive, fabricarea pietrelor sintetice (smarald artificial), colorarea în roșu a sticlei (stricle de semnalizare) sau ca fungicid în agricultură.

CuO este pigment în industria emailului, în sticlărie (sticlă verde), în ceramică sau la fabricarea vopselelor, fiind utilizat la depolarizarea pilelor electrice și agent oxidant sau catalizator în chimia anorganică.

Oxidul de germaniu (GeO2) este utilizat la fabricarea sticlelor speciale și la obținerea germaniului. Sb2O3 are următoarele aplicații: industria vopselelor, ca opacizant în industria emailului sau pentru glazuri în industria ceramică, la fabricarea sticlei pentru lămpi și la confecționarea pietrelor sintetice.

Oxidul de zirconiu (ZrO2) este un material refractar și abraziv dar și un pigment sau opacifiant ceramic. O altă aplicație a ZrO2 este utilizarea lui ca și catalizator, precum și CdO. Coroanele dentare din ceramică au suportul realizat din oxid de zirconiu, el fiind un material optim în tehnica dentară deoarece este fără gust, radio-opac și are compatibilitate foarte bună cu gingia.

ZnO are o vastă utilizare ca ingredient de uz farmaceutic și cosmetic, la obținerea produselor pentru îngrijirea pielii iritate, inflamate sau foarte sensibile sau la obținerea produselor de machiaj. Oxidul de zinc are o largă utilizare în industria pigmenților și vopselelor albe, în industria cauciucului și a mătăsii artificiale.

Fe2O3 este principala sursă de fier pentru industria oțelului. O altă aplicație a oxidului de fier este pigment pentru colorarea materialelor de construcție (ex. pavelelor de beton, a tiglei de beton) și în industria sticlei și a vopselelor. Nanoparticulele de oxid de fier sunt utilizate pe scară largă ca agent de contrast în studiile de imagistică și are numeroase aplicații biomedicale.

Oxizii cobaltului ( CoO, Co2O3, Co3O4) sunt utilizați în industria emailului pentru obținerea culorilor de albastru strălucitor sau în sticlărie pentru colorarea sticlei optice.

În industria alimentară este folosit TiO2 ca și colorant (E171). Dioxidul de titan este frecvent folosit în arta tatuajelor și pigment alb în diverse produse cosmetice: pudră, fard, corector, bază de machiaj, fond de ten și creme de protecție solară. TiO2 este folosit pentru producția de vopsea albă deosebit de rezistentă și aderentă.[Gheorghe, 1997]

SnO2 are următoarele utilizări:

material excelent conductor transparent;

pigment al sticlei rubinui, al emailului și glazurilor;

agent de lustruire;

fabricarea electrozilor utilizați pe scară largă în sticla optică de înaltă calitate;

fabricarea ecranelor moderne cu touchscreen.

În industria ceramică și cea a sticlei, ca opacifiant, este folosit și SnO2, iar SnO este catalizator sau agent reducător în sinteze organice.

Dintre peroxizii alcalini, peroxizul de sodiu este singurul cu utilizări practice. Acesta se folosește la sinteza apei oxigenate, decolorant al lemnului, oaselor, pieilor, părului,în aparatele respiratorii (pompieri, scafandri) și în încăeri închise (submarine, nave spațiale), pentru reîmprospătarea aerului, fondant în amestec cu carbonatul de sodiu în topituri alcaline.

Dintre peroxizii alcalino-pământoși, cel mai important este peroxidul de bariu, folosit la sinteza apei oxigenate, albirea mătășii, a fibrelor vegetale, paielor, catalizator de cracare, în aluminotermie. [Marcu, 1993]

Peroxidul de magneziu și de zinc se folosesc în medicină și cosmetică (antiseptic, respectiv dezinfectant).

Superoxidul de sodiu este folosit ca agent oxidant și de primenire a aerului din spații închise.

CAPITOLUL II

COORDONATE METODOLOGICE ALE CERCETĂRII PSIHOPEDAGOGICE

1. METODE ȘI PROCEDEE DIDACTICE

II.1.1. GENERALITĂȚI

Metoda de învățământ sau metoda didactică reprezintă o modalitate de acțiune prin care, elevii, sub îndrumarea profesorului sau în mod independent, își însușesc și aprofundează cunoștințele, priceperile și deprinderile intelectuale și practice în cursul unui proces didactic.

Originea cuvântului ”metodă” se află în grecescul ”methodos” ( ”metha” înseamnă ”către”, ”spre”, iar ”odos” înseamnă ”cale”, ”drum”). [Ciomos, 2000]

Metodele de învățământ reprezintă căile folosite în școală de către profesor pentru a-i sprijini pe elevi să descopere viața, natura, lumea, lucrurile, știința. Ele sunt totodată modalitățile prin care se formează și se dezvoltă priceperile, deprinderile și capacitățile elevilor de a acționa asupra naturii, de a folosi roadele cunoașterii transformând exteriorul în facilități interioare, formându-și caracterul și dezvoltându-și personalitatea. [Cerghit, 1988]

Pot fi considerate drept „calea de urmat în activitatea comună a educatorului și educaților, pentru îndeplinirea scopurilor învățământului, adică pentru informarea și formarea educaților“ [Moise, 1998].

Metoda poate fi privită și ca „o modalitate de acțiune, un instrument cu ajutorul căruia elevii, sub îndrumarea profesorului sau în mod independent, își înșusesc și aprofundează cunoștințe, își informează și dezvoltă priceperi și deprinderi intelectuale și practice, aptitudini, atitudini etc.“ [ Ionescu, Bocos, 2001].

În didactica modernă, „metoda de învătâmânt este înțeleasă ca un anumit mod de a proceda care tinde să plaseze elevul într-o situație de învățare, mai mult sau mai puțin dirijată care să se apropie până la identificare cu una de cercetare științifică, de urmărire și descoperire a adevărului și de legare a lui de aspectele practice ale vieții“ [ Ionescu, Chiș, 2001].

Prin metodă de învățare se înțelege o modalitate de organizare sau raționalizarea unei acțiuni de predare și învățare. Metoda de învățământ precizează ”în ce fel”, ”cum” anume trebuie să acționeze un profesor cu elevii săi pentru a atinge obiectivele propuse la un nivel de performanță cât mai înalt.

Procedeul didactic este o componentă a metodei, a tehnicii, având o arie de acțiune mai limitată. Procedeul constă înt-un ansamblu de operații intelectuale și/sau practice ale cadrului didactic și ale elevilor, operații care redau în plan practic modalitatea de acțiune a metodelor, ducând la valorificarea lor eficientă.

Metoda include în structura ei o suită echivalentă de procedee. În acest sens, metoda didactică poate fi definită ca un ansamblu organizat de procedee.

Între metodă și procedeu relațiile sunt dinamice: metoda poate deveni ea însăși un procedeu în cadrul altei metode; tot așa, un procedeu poate fi considerat metodă la un moment dat. [Fătu, 2008]

Metodele didactice pot fi în același timp tehnici/instrumente de predare pentru profesori și tehnici/instrumente de învățare pentru elevi. O metodă nu poate fi desprinsă, izolată de contextul didactic în care ea este folosită. Nu se poate spune că o metodă este bună sau rea în sine, ci raportând-o la configurația situației de instruire în care este folosită.

Metodele și procedeele didactice se folosesc integrate în sisteme metodologice, în cadrul cărora ele se sprijină reciproc.

II.1.2. FUNCȚIILE METODELOR DE ÎNVĂȚĂMÂNT

Funcțiile metodelor de învățământ:

Funcția cognitivă – metoda reprezintă pentru elevi un mod de a afla, de a cunoaște, de a cerceta, de a descoperi noi adevăruri, respectiv un instrument de învățare;

Funcție normativă – metoda îi arată celui care o utilizează cum să procedeze, respectiv profesorului cum să predea, iar elevului cum să învețe;

Funcție operațională-instrumentală – metoda servește drept tehnică de execuție, pentru cel care o utilizează, mijlocind atingerea obiectivelor instructiv-educative și a obiectivelor operaționale preformulate;

Funcția formativ-educativă – metoda contribuie la formarea unor noi structuri cognitive, deprinderi intelectuale, comportamente, atitudini, sentimente;

Funcție motivațională – metoda contribuie la stimularea și dezvoltarea interesului pentru studiu al elevilor, a curiozității lor epistemice, a dorinței lor de a afla și de a acționa. [Ciomos, 2000]

II.1.3. CLASIFICAREA METODELOR DIDACTICE

Metodele de învățământ sunt clasificate în diverse moduri, în funcție de anumite criterii. Indiferent din ce categorie fac parte, metodele trebuie să conducă la atingerea obiectivelor stabilite și la o eficiență reală.

O clasificare ar putea fi:

A.Metode de transmitere și însușire a cunoștințelor:

A.1. Metode de comunicare orală: expunerea, povestirea, descrierea, prelegerea, dezbaterea,etc.

A.2. Metode de comunicare scrisă: lectura, instructajul scris.

A.3. Metode de comunicare la nivelul limbajului intern: reflexia personală, introspecția. B. Metode de cercetare a realității:

B.1. Metode de cercetare directă a realității: observația sistematică, experimentul, învățarea prin descoperire, etc.

B.2. Metode de cercetare indirectă: demonstrația, modelarea, etc.

C. Metode bazate pe acțiunea practică:

C.1. Metode de acțiune reală: exercițiul, rezolvarea de probleme, algoritmizarea, lucrările practice, stidiul de caz, metoda proiectelor.

C.2. Metode de acțiune simulată: jocuri didactice, jocuri de simulare, jocuri de rol.

D. Instruirea și autoinstruirea bazată pe calculator. [Ciomos, 2000]

După un criteriu istoric, metodele sunt tradiționale și moderne, iar în funcție de gradul de participare a elevilorpa procesul de instruire, metodele sunt pasive (expozitive) sau active (centrate pe elev).

După demersul cunoașterii:

metode algoritmice (bazate pe secvențe stabile, realizate anterior);

metode euristice (bazate pe secvențe de cunoaștere și de rezolvare a unor situații concrete).

Printre metode algoritmice ar fi algoritmizarea, exercițiul, instruirea programată, în timp ce metode euristice sunt explicația, conversația, descoperirea dirijată, problematizarea, modelarea, experimentul de laborator, jocul didactic, etc..

În mod normal, profesorii combină aceste metode și procedee pentru atingerea obiectivelor. În practica instruirii, în alcătuirea sistemelor de metode și procedee didactice se ține seama de factori obiectivi (obiectivele operaționale, resursele materiale, etc) și de factori subiectivi ( resusele psihologice ale elevilor, personalitatea și competențele profesorului).

II.1. 4. METODE EURISTICE

Cuvântul „euristic” provine din limba greacă: heuriskein – a afla, a descoperi.

Forma primară a euristicii este metoda maieutică (socratică) utilizată în filosofia antică grecească sub forma unui dialog în care profesorul îi determină pe elevi să găsească rezultatul dorit, soluția, printr-o serie de întrebări puse cu abilitate, fiecare întrebare corespunzând unei etape sau unui segment din descoperirea finală. [ Ionescu, Chiș, 2001].

Metodele didactice euristice reprezintă metode mentale de exploatare pentru descoperirea informației, stimulează gândirea creativă, judecățile și raționamentele elevilor, conducând la învățare activă.

Din punct de vedere psihologic ”procedeele euristice sunt sisteme operaționale plastice, deschise de tipul întrebării și punerii de noi probleme, a explorării și ipotezei, a îndoielii față de ceea ce se consideră adevărat și a contrazicerilor etc „. [Cerghit, 1988]

Metodele euristice sunt metode de explorare, datorită cărora, elevii descoperă singuri noul, prin activitate proprie, independentă.

Exemple de metode didactice de tip euristic: conversația euristică, modelarea, problematizarea, experimentul de laborator, descoperirea dirijată, jocul didactic, instruirea asistată pe calculator.

În învățământul modern, se folosesc metode didactice centrate pe elev, metode de predare-învățare care să îl facă pe elev să devină interesat de noțiunile studiate și să participe efectiv și activ la descoperirea informațiilor. Astfel, predarea și învățarea presupun folosirea celor mai adecvate metode și procedee, metode cu caracter formativ și activ, încât elevii să fie implicați în procesul de învățare, stimulându-se creativitatea lor și elevii reușind, în final, să aplice în viața de zi ci zi ceea ce au învățat.

În cazul folosirii metodelor interactive, profesorul are multiple roluri, devenind moderator, consilier, participant efectiv alături de elevii săi, fiind nevoit, în unele cazuri, să soluționeze problemele care apar pe parcursul actului didactic, iar elevul devine dintr-un simplu receptor, un participant activ.

În didactica modernă se recomandă folosirea metodelor activ-participative de predare-învățare deoarece: – sunt centrate pe elev si pe activitate;

– comunicarea este multidirecțională;

– pun accentul pe dezvoltarea gândirii, formarea de aptitudini și deprinderi;

– evaluarea este formativă;

– încurajează participarea și inițiativa copiilor;

– promovează parteneriatul dintre cadrul didactic și elev..

Metodele euristice antrenează elevul pe calea căutărilor, al cercetării, dezvoltând o învățare prin descoperire. Aceste metode implică mult tact pedagogic din partea cadrului didactic, el fiind nevoit să folosească metoda cea mai potrivită stilului elevului.

II.2. JOCUL DIDACTIC

II.2.1. JOCUL– ACTIVITATE FUNDAMENTALĂ A COPILULUI

De la cea mai fragedă vârstă, jocul face parte din preocupările zilnice ale copilului. Cu cât se joacă mai mult, cu atât i se dezvoltă mai mult funcții latente. Platon considera că cei care se ocupă de instruire și educație trebuie să ia în considerație că “structura sufletească a copiilor are nevoie de distracții”. De aceea, instruirea trebuie să poarte un caracter de joc, adică să fie plăcută pentru ca astfel să fie supuse observării înclinațiile ereditare ale fiecărui copil.

Prin joc copilul își afirmă personalitatea, voința, inteligența, gândirea. Jocul este activitatea primordială a copilului. O dată cu intrarea la școală, activitatea de învățare ocupă rolul esențial, dar o bună parte a activității se redirijează prin joc, care rămâne o preocupare majoră a întregii copilării.

Jocul reprezintă un ansamblu de acțiuni și operații care urmăresc obiective de pregătire intelectuală, tehnică, morală, fizică a copilului.

Încorporat în activitatea didactică, elementul joc imprimă acesteia un caracter mai viu și mai atrăgător, aduce varietate și o stare de bună dispoziție funcțională, de veselie și bucurie, de destindere, ceea ce previne apariția monotoniei și a plictiselii, a oboselii.

II.2.2. SPECIFICUL JOCULUI DIDACTIC

Metoda jocului didactic reprezintă o învățare prin descoperire care antrenează și stimulează inteligența elevilor în descoperirea de noi fenomene, caracteristici, relații, legități, ș.a. și care stimulează motivația elevilor pentru învățare. Această metodă prezintă o serie de valențe educativ-formative în instrucția școlară realizată la diferite nivele de școlarizare și, implicit, în activitatea de învățare și predare a chimiei. [Ciomoș, 2000]

Jocul didactic este un tip specific de activitate prin care profesorul consolidează, precizează și chiar verifică cumoștințele elevilor, le îmbogățește sfera de cunoștințe, pune în valoare și le antrenează capacitățile creatoare ale acestora.

Jocul didactic poate fi folosit la toate disciplinele, fie în reactualizarea cunoștințelor predate, asigurându-se și captarea atenției elevilor, fie în însușirea noilor cunoștințe, fie în fixarea și consolidarea acestora, în verificarea și aprecierea rezultatelor, având ca scop înlăturarea plictiselii și oboselii. Cadrul didactic poate alege jocul potrivit și crea el însuși jocul care să permită acumularea cunoștințelor într-o atmosferă de destindere, de relaxare.

Prin folosirea jocului se crează și un climat favorabil, propice, pentru elevi, în rezolvarea sarcinilor jocului, se crează o înțelegere în respectarea regulilor impuse. Fiecare joc are regulile sale, care trebuie respectate pentru ca jocul propus să-și atingă scopul.
Condiții esențiale pentru reușita unui joc pot fi: buna lui pregătire, organizare metodică, respectarea unor cerințe metodice specifice jocului, stimularea elevilor pentru a-și pune în valoare afectivitatea pe parcursul desfășurării jocului. În anumite situații, se poate spune că elevii învață jucându-se, iar jucându-se între ei își dau seama de relațiile ce se stabilesc între ei în timpul desfășurării activității. Cu cât jocul este mai bine structurat și mai complex, elevul acordă un interes, o implicare mai mare desfășurarea lui.

Fundamentând legătura dintre joc și instruire, pedagogia subliniază câteva idei importante:

jocul reprezintă un mijloc de familiarizare a copiilor cu realitatea;

jocul reprezintă un mijloc de valorificare, de aplicare creatoare a cunoștințelor dobândite;

jocul favorizează mai deplin integrarea copilului în viața de zi cu zi.

Deci, între joc și instruire se stabilește o legătură dialectică: jocul stimulează, ameliorează procesul de instruire, dar în același timp jocul este condiționat de instruire, de calitatea și rezultatele ei. Jocurile didactice oferă un cadru propice pentru învățarea activă, participativă, stimulând inițiativa și creativitatea elevului. Obiectivele instructiv-educative ale fiecărui obiect de studiu pot fi mai bine realizate prin utilizarea jocului. Acesta, prin natura sa, cuprinde o motivație intrinsecă de a mobiliza resursele psihice ale copiilor, de a asigura participarea lor creatoare, de a le capta interesul, de a-i angaja afectiv și atitudinal. John Locke sesiza faptul că jocul face trecerea la muncă și învățătură în mod firesc pentru că are mare răsunet în sufletul copilului. [Vintilă, 2007]

Jocul este foarte important, sub variatele sale forme, în dezvoltarea copilului, importanțe subliniate de numeroase teorii ale jocului din literatura pedagogică și de locul acestuia în diferite sisteme de educație. Jocul are o valoare funcțională ce rezidă în faptul că el transpune simbolic copilul în rolurile adultului. De aici decurge importanța îmbogățirii impresiilor copiilor despre viața și activitatea oamenilor dintr-o sferă largă, de domenii profesionale, accesibile înțelegerii lor. Atunci când jocul este utilizat în procesul de învățământ, el dobândește funcții psihopedagogice semnificative, asigurând participarea activă a elevilor la lecții, sporind interesul de cunoaștere față de conținutul lecției.

Jocurile didactice oferă un cadru propice pentru învățarea activă, participativă, stimulând inițiativa si creativitatea elevului. Obiectivele instructiv-educative ale fiecărui obiect de studiu pot fi mai bine realizate prin utilizarea jocului. Acesta, prin natura sa, cuprinde o motivație intrinsecă de a mobiliza resursele psihice ale copiilor, de a asigura participarea lor creatoare, de a le capta interesul, de a-i angaja afectiv și atitudinal.

Elementele de joc: descoperirea, ghicirea, simularea, întrecerea, surpriza, așteptarea vor asigura mobilizarea efortului propriu în descoperirea unor soluții, în rezolvarea unor probleme, stimulând puterea de investigații și cointeresarea continuă. Spre deosebire de jocul obișnuit, spontan al copiilor ale cărui scopuri principale sunt reconfortarea și distracția, jocul didactic valorifică la maximum potențialul copilului. Jocul didactic dezvoltă curiozitatea și interesul elevilor în rezolvarea problemei date, îi mobilizează și le stimulează dorința de a participa activ pentru rezolvarea sarcinilor date cât mai corect și cât mai repede. Jocul didactic contribuie la o dezvoltare multilaterală a elevului, cultivă plăcerea de a învăța și nevoia interioară de autodepășire.

Necesitatea de a accentua caracterul activ al procesului instructiv-educativ, de a diversifica formele de activitate, a condus la introducerea treptată a acestei metode și în cadrul studierii disciplinelor fizică, chimie și biologie, în gimnaziu. S-a constatat că această metodă atractivă și mobilizatoare, constituie o cale foarte eficientă pentru exersarea unor activități intelectuale și practice solicitate în învățarea acestor discipline.

Jocul didactic, prin îmbinarea unor metode active ca modelarea, problematizarea, algoritmizarea, etc., contribuie din plin la creșterea calității procesului instructiv-educativ.

Jocurile didactice au numeroase valențe formative: dezvoltă curiozitatea și interesul elevilor în rezolvarea problemei puse, mobilizează, angajează și dezvoltă capacitățile operaționale ale elevilor în găsirea unor soluții cât mai exacte și mai adecvate; stimulează dorința elevilor de a participa activ și a rezolva cât mai repede și mai corect problema pusă. Folosirea jocurilor didactice stimulează gândirea elevilor mobilizându-i la observații, la operații intelectuale variate și la originalitate în găsirea soluțiilor. Ele se pot utiliza și în cazul lecțiilor de predare a unor cunoștințe noi, astfel îmbinându-se armonios elementul instructiv și educativ cu elementul distractiv. Metoda jocurilor este prin esența sa o “metodă puternic interactivă” plasată de majoritatea autorilor care fac referire la ea, în categoria metodelor stimulative.

Una din trăsăturile esențiale ale jocurilor didactice o reprezintă caracterul lor competitiv în întrecere. Copiii, sunt solicitați să-și concentreze atenția, să gândească repede și concret să participe active la reușita jocului.

Prin utilizarea jocurilor didactice se urmărește :

realizarea unor situații de învățare plăcute și eficiente;

accesibilitatea unor cunoștințe la nivel intuitiv și consolidarea acestora;

stimularea motivației elevilor;

antrenarea și dezvoltarea spiritului de observație;

formarea deprinderilor de a se organiza în echipe și dezvoltarea spiritului de echipă;

formarea unor deprinderi practice de muncă individual.

Deoarece la baza jocurilor se află izvorul nesecat de inventivitate al profesorului, se pot imagina și aplica o mare varietate de jocuri didactice. Astfel, pot fi : jocuri de pregătire pentru înțelegerea noțiunilor, rebusuri, „decupaje”,anagrame, careuri de cuvinte, etc.

Jocul didactic capătă un conținut instructiv –educativ, prin problemele pe care le pune în fata participanților, atât sub aspectul informațiilor, pe care le folosește în substratul acțiunii, cât și sub raportul formativ al participării conștiente, dar dirijate de regulile de joc, prin funcțiile intelectuale, logice ce se cer.

Jocul didactic propune redescoperirea unor adevăruri științifice deja învătate, acesta servindu-i elevului la consolidarea unor concepte fundamentale. Jocul didactic prin conținutul său, desemnează existența unor situații conflictuale, cu aspect contradictoriu pentru elevi, de o parte situându-se valoarea cognitivă a adevărurilor deja cunoscute și motivația impusă de ele, iar de cealaltă parte, noutatea impusă de cerințele jocului, ce necesită confruntarea cu necunoscutul, cu căile ce pot conduce cel mai sigur la rezolvarea jocului. Elevul, partenerul activ al jocului în lecție, trăiește afectiv prin capacitatea de participare sub raport intelectual, prin starea psihică de incertitudine, de uimire, neliniște în fața necunoscutelor pe care le impune rezolvarea problemelor jocului. Prin căutarile sale, are de învins obstacole impuse de cerințele stimulative ale jocului.

Trebuie avut în vedere, totodată și faptul că la reușita jocului contribuie în mare măsură și stăpânirea cunoștințelor fundamentale referitoare la tema jocului, perspicacitate intuitivă, spirit de orientare logică în desfășurarea jocului, spirit analitic și sintetic ce se valorifică și se dezvoltă în procesul rezolvării jocului, capacitatea de autocontrol pentru verificarea pe parcurs, dacă rezolvarea propusă de elev dă rezultatul dorit de profesor.

Fiecare joc didactic cuprinde următoarele laturi constitutive:

conținuturi

sarcina didactică

regulile jocului

acțiunea de joc.

Prima latură – conținuturi – este constituită din cunoștințele anterioare ale copiilor însușite în cadrul activităților comune cu întreaga clasă.

Cea de a doua componentă a jocului – sarcina didactică- poate să apară sub forma unei probleme de gândire, de recunoaștere, denumire, reconstituire, comparație, ghicire.

Jocurile didactice pot avea același conținut, acestea dobândind un alt caracter, datorită sarcinilor didactice pe care le au de rezolvat, de fiecare dată.

A treia latură – regulile jocului- decurge din însăși denumirea ei. Regulile sunt menite să arate copiilor cum să se joace, cum să rezolve problema respectivă. Totodată regulile îndeplinesc o funcție reglatoare asupra relațiile dintre copii.

Ultima latură- acțiunea de joc- cuprinde momente de așteptare, surprize, ghicire, întrecere și fac ca rezolvarea sarcinii didactice să fie plăcută și atractivă pentru elevi. Dacă vin în completarea lecției, jocurile didactice, pot fi grupate după obiectivele urmărite și tipul lecției.

Indiferent de modul de folosire, jocul didactic îl ajută pe elev să-și angajeze întregul potențial psihic, să-și cultive inițiativa, inventivitatea, flexibilitatea gândirii, spiritual de cooperare și de echipă.

În ceea ce privește tipurile de jocuri folosite de profesor în predarea lecțiilor, acestea se pot clasifica în două mari categorii:

a) jocuri confecționate de elevi;

b) jocuri de perspicacitate.

Din prima categorie, fac parte jocurile inspirate din preocupările lor, ca jocul de cărți, șahul, jocul cu ruleta, jocurile cu zaruri, remi. Se recomandă ca aceste jocuri să se practice în mod progresiv după gradul de dificultate cât și după puterea de înțelegere a elevilor.

II.2.3.CERINȚE METODICE PRIVIND UTILIZAREA JOCURILOR DIDACTICE

Tipul de joc didactic și modul de organizare colectiv al participanților – în pereche, pe grupe sau pe echipe, depinde de obiectivele didactice propuse și de condițiile specifice de lucru.

Indiferent de tipul jocului didactic, acesta parcurge următoarele etape principale :

pregătirea jocului și a materialului necesar desfășurării lui;

pregătirea clasei pentru joc;

desfășurarea jocului;

anunțarea câștigătorului-câștigătorilor (dacă jocul presupune o întrecere).

De obicei, în utilizarea jocurilor didactice se parcurg următoarele momente:

se anunță titlul și scopul jocului;

se explică regulile jocului;

se execută jocul;

se încheie jocul, cu concluzii și aprecieri.

Relația dintre joc –învățare-creație:

a) relația joc – învățare:

– jocul este prima formă de învățare, facilitând trecerea spre învățarea din mediul școlar;

– jocul reprezintă pentru copil principal cale de dezvoltare, de cunoaștere a realității, de interrelaționare și de adaptare;

– prin intermediul jocului, copilul se adaptează printr-o sinteză progresivă a asimilării și acomodării la realitate;

– jocul este subordonat învățării exercitând o influență deosebită asupra dezvoltării psihice a copilului.

b) relația joc – muncă: prin evoluția lor internă, jocurile copiilor se transformă treptat în construcții adaptate, solicitând într-o măsură tot mai mare o muncă efectivă, astfel încât între joc și muncă se observă toate tranzițiile spontane.

c) relația joc – creație:

– jocul favorizează dezvoltarea aptitudinilor imaginative, a capacităților de creare;

– jocul introduce pe copil în specificitatea lumii imaginare pe care și-o creează.

Învățarea, munca și creația nu s-ar putea realiza în afara jocului, după cum acesta este purtătorul principalelor elemente psihologice de esență neludică ale ocupării specific umane. [Șchiopu,2009]

Fig. II.1. Relația dintre joc –învățare-creație [Șchiopu, 2009]

Jocurile pot fi utilizate la orice etapă a lecției: la evocare, accentul fiind plasat pe momentul motivațional; la realizarea sarcinii didactice, pentru transmiterea dinamică și atractivă a cunoștințelor și formarea abilităților noi; la reflecție pentru durabilitatea învățării, pentru transform area cunoștințelor propuse în achiziții simple ale elevului, în partea introductivă a lecției, pentru restabilirea sau captarea atenției elevilor, la sfârșitul lecției.

Succesul încadrării respectivelor tehnici în proiectarea și realizarea actului didactic depinde de o multitudine de factori esențiali:

Selecția jocurilor didactice în funcție de obiectivele lecției, de particularitățile de vârstă și intelectuale ale elevilor (prioritățile tipurilor de intelegență, a stilurilor de învățare etc);

Calitatea sarcinii didactice (concordanță între sarcină și obiectivele operaționale concrete), vizarea anumitor niveluri taxonomice, proiectate de profesor;

Explicarea concisă și clară a procedurii jocului.

Pregătirea jocului didactic se face ținând cont de obiectivele urmărite și în funcție de acestea se pregătește materialul necesar. Profesorul trebuie să fie foarte atent la momentul în care introduce jocul în lecție, deoarece jocul didactic nu trebuie să producă o ruptură în structura activității sau a lecției.

Sarcinile didactice și conținutul jocului trebuie să fie accesibile cantitativ și calitativ nivelului elevilor. Gradarea sarcinilor de lucru se realizează astfel încât jocurile să ducă la un progres real al elevului dar fără a-l supraîncărca. Sarcinile jocului nu trebuie să fie nici prea ușoare dar nici prea complicate. Cele ușoare îl fac pe elev să își piardă interesul și satisfacția dobândirii unei victorii, pe lângă faptul că sunt ineficiente pe planul stimulării mintale. Sarcinile prea complexe demoralizează elevul prin eșecuri repetate. De aceea, sarcinile jocului se aleg cu grijă, pentru a impune un efort accesibil și stimulativ. Complicarea sarcinilor treptat este un mijloc de a-l conduce pe elev spre o treaptă superioară de dezvoltare și totodată un mijloc de diversificare a jocului, făcându-l mai atractiv.

Crearea unei atmosfere de joc presupune încurajarea manifestărilor de independență, de inițiativă în activitate, stimularea curiozității științifice, evidențierea situațiilor de rezolvare identică și încurajarea manifestărilor originale, creative.

Folosirea jocului ca modalitate de asimilare, fixare, sistematizare de cunoștințe trebuie să se integreze firesc în complexul de modalități didactice utilizate pentru dezvoltarea personalității elevului.

II.2.4. AVANTAJE ȘI DEZAVANTAJE ÎN UTILIZAREA JOCURILOR DIDACTICE

Platon a considerat jocul ca o atitudine, arătând că munca poate fi efectuată uneori în joacă de ființa umană și recomandă: „faceți în așa fel încât copiii să se instruiască jucându-se și veți avea prilejul de a cunoaște înclinațiile fiecăruia”.

Există un consens general al psihologilor privind influența pozitivă a jocului asupra dezvoltării psihologice, intelectuale și afective a copilului, dacă utilizarea acestuia în considerare cronologia stadiilor de dezvoltare genetică. Prin antrenarea elevilor în activități motivante, dinamice, destinse, plăcute, îmbinate cu solicitarea tuturor funcțiilor intelectuale, jocul didactic contribuie la dezvoltarea capacităților cognitiv-creative.

Desfășurarea optimă a jocului presupune prezența elementelor caracteristice:

surpriza, ghicirea, descoperirea, întrecerea, precum și realizarea unei ambiențe de lucru destinse, relaxante, de bună dispoziție; aceasta nu înseamnă însă identificarea jocului cu o activitate anarhică, dezordonată, lipsită de un scop precis.

Scopul jocului va fi subordonat scopului instructiv-educativ propus, întrucât instruirea trebuie să rămână predominantă în activitățile didactice. În funcție de condițiile concrete, de sarcinile didactice precise care trebuie atinse, jocurile didactice pot fi introduse în orice parte a orei:

în etapa sensibilizării elevilor pentru lecție;

în etapa predării, în care ele au scopul de a explica unele noțiuni și de a le face cât mai accesibile;

în etapa fixării și consolidării cunoștințelor și deprinderilor.

Cu alte cuvinte, ele reprezintă atât o metodă de predare învățare, cât și un mijloc de fixare, consolidare și aplicare a cunoștințelor, priceperilor și deprinderilor intelectuale și practice.

Jocurile didactice contribuie direct sau indirect și la educarea emoțiilor, a sentimentelor morale și a trăsăturilor pozitive ale voinței și caracterului. Prin numeroase jocuri didactice se dezvoltă răbdarea, spiritual critic și autocritic, precum și stăpânirea de sine.

În același timp, jocul didactic are un aport valoros la închegarea colectivului de elevi și la formarea disciplinei conștiente. În joc, elevul trebuie să respecte inițiativa colegilor, să le aprecieze munca, să le recunoască meritele, dar și să respecte regulile jocului, să-și autoregleze propria activitate.

Prin jocurile didactice profesorul consolidează, precizează și verifică cunoștințele predate elevilor, le îmbogățește sfera cunoștințelor. Jocurile angajează resursele intelectuale, morale și estetice ale elevilor și contribuie la dezvoltarea lor multilateral. Jocurile didactice cu conținut fizic, pot transforma orele într-un „joc” dar nu într-o „joacă”, eliberându-le de stereotipie și subiectivitate științifică. Ele trebuie utilizate cu mult discernământ și seriozitate, ca activități ce contribuie la învățarea voluntară, conștientă a chimiei.

Concluzia care s-ar desprinde ar fi aceea că prin intermediul jocurilor didactice se pot realiza temeinic și în același timp plăcut atât latura instructivă, cât și cea formativă ale procesului de învățământ; deci, utilizându-le încă de la o vârstă timpurie, dar și mai târziu, vom reuși să îmbinăm utilul cu plăcutul, să informăm și să formăm.

II.3. UTILIZAREA JOCURILOR DIDACTICE ÎN PREDAREA CHIMIEI

Argument

”În mare parte viața poate fi înțeleasă dacă se exprimă prin limbajul chimiei. Chimia este o limbă internațională, o limbă pentru toate timpurile, o limbă care explică de unde venim, ce suntem și încotro ne îndreptăm. Limbajul chimiei are o mare frumusețe estetică și face legătura între științele fizice și științele biologice.” Arthur Kornberg

Premiul Nobel pentru medicină 1959

Chimia, alături de fizică și biologie, este cea care pune la dispoziția oamenilor cea mai puternică și mai profundă metodă de a înțelege ce este în jurul nostru și în organismul uman.

Unul din argumentele care pledează în favoarea utilizării jocurilor didactice se referă la faptul că disciplina chimie este, pentru unii elevi, cel puțin pentru început, destul de abstractă și de greoaie. Astfel este recomandabilă utilizarea unor metode atractive și intuitive, care să favorizeze participarea activă a elevilor și implicarea lor în activitatea didactică, cu randament maxim.

Atingerea obiectivelor unei lecții, presupune din partea profesorului creație, inovație, pricepere, măiestrie în îmbinarea metodelor și în realizarea unor structuri cât mai eficiente și valoroase. Astfel, elevii trebuie activizați intelectual pentru a cunoaște adevăruri științifice, dezvoltându-se dorința de a studia, de a găsi aplicabilitate cunoștințelor însușite.

La creșterea calități procesului instructiv-educativ poate contribui jocul didactic îmbinat cu alte metode active.

Trăsăturile generale ale copiilor, precum plăcerea de a afla, a știi, creativitatea, curiozitatea, spontaneitatea, dragostea pentru natură și joc, dorința de a se întrece sunt trăsături care merită și trebuie luate în considerație cu toată atenția pentru ca, în procesul didactic, ele să fie stimulate și nu înăbușite de rigiditățile demersului didactic.

În acest sens se pot sugera unele idei cum ar fi:

copiii merită respect și iubire, ca ființe unice ce sunt;

copiii să învețe activ, să contribuie efectiv la dobândirea cunoștințelor;

copiii să se simtă relaxați dar în acelasi timp stimulați pentru a învăța;

învățarea să fie plăcută și eficientă;

experiențele educative să fie cât mai apropiate de experiențele cotidiene.

Învățarea chimiei cere eforturi deosebite și din acest motiv ea trebuie prezentată într-un mod cât mai atractiv, mereu cu contribuția elevilor.

Din fericire, copilul este în mod firesc curios, iar această calitate naturală trebuie folosită în scopul atragerii lui spre învățare. Profesorul de chimie are o mare responsabilitate; el trebuie să folosească toate resursele posibile pentru a facilita o învățare temeinică și pentru a atrage elevii către această disciplină.

Cadrul didactic poate interveni în sensul accesibilizării conținuturilor și facilitării procesului de învățare aplicând tehnici și metode menite să stimuleze motivația elevilor pentru învățarea chimiei.

II.3.1. OBIECTIVELE CERCETĂRII

În lucrarea de față se prezintă folosirea jocurilor didactice la orele de chimie, pentru a obține rezultate superioare față de cele înregistrate prin utilizarea unor metode și procedeee clasice.

Tema cercetării a fost stabilită în urma constatării că elevii participă cu mai mult interes la lecțiile de chimie dacă acestea conțin jocuri didactice, elevii având posibilitarea să învețe sau să își fixeze cunoștințele într-un mod plăcut și astfel orice achiziție să aibă trăinicie mai mare.

Tema cercetării se referă la utilizarea unei metode euristice, adică a jocului didactic, în predarea-învățarea-evaluarea noțiunilor despre oxizi.

Jocurile didactice folosite sunt adaptate la nevoile și cerințele colectivului de elevi din cadrul eșantionului de lucru.

Pornind de la premiza că jocul didactic este un mijloc activ și eficient de instruire și educare, se poate realiza un demers de cercetare prin care să se urmărească modul în care elevii își însușesc mai ușor și conștient noțiuni de chimie, eliminând stresul prin crearea unei atmosfere plăcute, relaxante, propice pentru studiu.

Cercetarea dorește să confirme influența benefică pe care o are jocul didactic asupra rezultatelor școlare ale elevilor la obiectul chimie, precum și importanța alegerii celor mai potrivite metode didactice pentru atingerea obiectivelor stabilite.

Obiectivele cercetării de față sunt:

cunoașterea nivelului de pregătire al elevilor;

măsurarea și aprecierea progreselor;

creșterea interesului pentru studiul chimiei;

identificarea rolului pe care îl are utilizarea jocului didactic în îmbunătățirea performanțelor școlare.

II.3.2.IPOTEZA CERCETĂRII

Prin utilizarea jocurilor didactice se încearcă atragerea elevilor spre studierea cu plăcere a chimiei, găsirea modalităților care duc la o achiziție temeinică și de durată.

Pentru realizarea obiectivelor propuse se vor realiza lecții atractive în care pe lângă alte metode interactive se vor integra jocuri didactice precum anagrame, rebusuri, jocuri de rol, puzzeluri, careuri de cuvinte, etc.

II.3.3. METODICA CERCETĂRII

Cercetarea s-a desfășurat în anul școlar 2014-2015, la Liceul Tehnologic Făget, eșantionul de lucru fiind format din 20 de elevi din clasa a VIII-a, la disciplina chimie, la unitate de învățare ”Oxizi”.

La începutul cercetării s-a aplicat un test de evaluare inițială iar la finalul cercetării un test de evaluare finală. Testele de evaluare contribuie la delimitarea mai în amănunt a aspectelor legate de influența jocurilor didactice asupra performanțelor școlare, precum și la obținerea unor date concrete referitoare la evoluția și nivelul atins de fiecare elev în parte.

Asupra eșantionului am intervenit cu o serie de jocuri didactice, în vederea producerii unor modificări favorabile în procesul de învățare. Diferențele dintre rezultatele testelui inițial și rezultatele testului final sunt atribuite folosirii jocurilor didactice.

II.3.4. PREZENTAREA EȘANTIONULUI DE ELEVI

Eșantionul de lucru este format din 20 de elevi ( 7fete și 13 băieți) cu vârste cuprinse între 13 și 14 ani. Domiciliul acestor elevi este în comuna Ghimeș-Făget, județul Bacău.

După mediul social din care provin elevii, ei se împart astfel:

elevi cu ambii părinți având loc de muncă: 3elevi, adică 15%;

elevi cu unul dintre părinți având loc de muncă, cu trai decent: 6elevi, adică 30%;

elevi cu cel puțin un părinte care lucrează ca zilier în sat: 7elevi, adică 35%;

elevi aflați în plasament, unde ambii membri au loc de muncă: 4elevi, adică 20%.

După numărul membrilor din familie, elevii se împart în:

elevi cu familie în care trăiesc ambii părinți și un copil: 0;

elevi cu familie în care trăiesc ambii părinți și doi copii: 6elevi, adică 30%;

elevi cu familie în care trăiesc ambii părinți și trei copii: 4elevi, adică 20%;

elevi cu familie în care trăiesc ambii părinți și patru copii:1elev, adică 5%;

elevi cu familie în care trăiesc ambii părinți și cinci copii: 2elevi,adică 10%;

elevi cu familie în care trăiește doar un părinte și un copil: 0;

elevi cu familie în care trăiește doar un părinte și doi copii: 2elevi, adică10%;

elevi cu familie în care trăiește doar un părinte și trei sau patru copii: 1elev, adică 5%;

elevi aflați în plasament : 4elevi, adică 20%.

Mulți dintre elevii acestei clase își ajută părinții în gospodărie, unii dintre ei obținând rezultatele școlare doar din ceea ce rețin la orele de curs.

Condițiile socio-economice ale familiilor acestor elevi sunt prezentate în tabelul următor:

Tabel II.1. Tabel nominal cu factorii socio-economici

II.3.5. DESFĂȘURAREA CERCETĂRII

În organizarea și desfășurarea cercetării s-a pornit de la considerentul că utilizarea jocului didactic contribuie la stimularea motivației învățării, la eficientizarea procesului de învățare, iar efectele benefice ale jocurilor didactice fiind reflectate în creșterea randamentului școlar.

Etapele desfășurării cercetării au fost:

etapa inițială ( preexperimentală): constă în aplicarea testelor de evaluare inițială pentru a identifica nivelul de cunoștințe de la care începe cercetarea; (03.03.2015);

etapa experimentală: constă în realizarea lecțiilor în care sunt incluse jocuri didactice; (05.03.2015- 26.03.2015)

etapa finală ( postexperimentală): constă în aplicarea testelor de evaluare finală;

(31.03.2015).

II.3.5.a) Etapa inițială ( preexperimentală)

La întocmirea testului de evaluare inițială s-a ținut cont de competențele generale care se urmăresc pe parcursul ciclului gimnazial la disciplina chimie. Obiectivele evaluari inițiale au fost stabilite în concordanță cu aceste competențe.

Obiectivele evaluări inițiale sunt:

O1 – să identifice oxizilor dintr-un șir de substanțe chimice dat;

O2 – să identifice informații generale despre oxizi;

O3 – să denumească oxizii pe baza cunoștiințelor acumulate anterior;

O4 – să scrie ecuațiile reacțiilor chimice de obținere ale unor oxizi ;

O5 – să rezolve probleme bazate pe ecuațiile unor reacții chimice referitoare la proprietățile chimice ale oxizilor.

Tabel II.2.Corelația dintre obiective și itemi:

BAREM DE CORECTARE

1p din oficiu

1) 0,25p*6 = 1,50 p

2) a) 0,25p*6 = 1,50 p

b) 0,25p*6 = 1,50 p 3p

3) a) 0,50p

b) 0,50p

c) 0,50p

4) a) 0,5p b) – raționament corect : 1,50p

– calcule corect : 1,00p

TEST DE EVALUARE INIȚIALĂ – OXIZI

1p din oficiu

Timp de lucru : 40 min

Citește afirmațiile de mai jos. În cazul în care apreciezi că afirmația este

adevărată, încercuiește litera A. Dacă apreciezi că afirmația nu este adevărată,

încercuiește litera F. ( 1,50p)

a) Oxizii sunt compuși binari ai oxigenului cu alte elemente: metale sau nemetale. A / F

b) Oxizii sunt compuși terțiari ai oxigenului cu alte elemente : metale sau nemetale. A / F

c) Dioxidul de carbon este un oxid nemetalic. A / F

d) Oxidul de calciu este un oxid metalic. A / F

e) Monoxidul de carbon se folosește la obținerea mortarului. A / F.

f) Oxidul de aluminiu conține 2 atomi de oxigen. A / F.

2. Se dă șirul de substanțe chimice : CaO, H2SO4, CO2, AgNO3, Ca(OH)2, Fe2O3, HCl, P2O5, Fe, MgO, CuSO4, Ca(OH)2, Al2O3.

a) Subliniază cu o linie formulele oxizilor. (1,50p)

b) Denumește oxizii subliniați. (1,50p)

3. Completează ecuațiile chimice și stabilește coeficienții : (1,50p)

C + O2 =

Mg + O2 =

CaCO3

4.Oxidul de calciu reacționează cu apa rezulțând 3 moli de hidroxid de calciu.

a) Scrie ecuația reacției chimice;

b) Calculează nr. de moli și masa de oxid de calciu. (3p)

În urma aplicării testului inițial s-a constatat faptul că doar trei elevi au obținut note cuprinse între 8 și 9, în timp ce treisprezece elevi au obținut note sub cinci. Elevii au întâmpinat dificultăți la denumirea oxizilor și la calcule chimice pe baza ecuației chimice.

II.3.5.b) Etapa experimentală

În etapa experimentală, elevii au parcurs materia din unitatea de învățare ”Oxizi”, folosindu-se diverse jocuri didactice în predare, învățare și evaluare.

Cercetarea s-a realizat pe parcursul a șase lecții în care au fost folosite jocuri didactice cu scopul de a facilita învățarea noțiunilor legate de oxizi. Prin joc se realizează consolidare și verificarea cunoștințelor acumulate, punând în valoare și capacitatea creativă a elevilor. Este cunoscut faptul că îmbinarea elementului instructiv cu cel distractiv în jocul didactic duce la crearea unor stări emoționale care stimulează și intensifică procesul de învățare, elevul având posibilitatea aplicării cunoștințelor însușite într-un mod firesc și plăcut. Astfel au fost folosite diferite jocuri didactice potrivite nivelului clasei, forma de organizare fiind individuală sau pe grupe. Ca și criteriu de formare a echipelor, s-au folosit preferințele elevilor în domeniul muzical, sportiv sau actoricesc, fiecare elev purtând un ecuson cu idolul lui. Astfel, s-au format următoarele grupe: ”Fotbaliști”, ”Actori”, ”Cântereți”, ”Cântărețe”.

În cadrul etapei experimentale s-au folosit următoarele jocuri didactice:

Pescuim și învățăm!

Acest joc se folosește la consolidarea sau verificarea cunoștințelor despre clasele de compuși anorganici. Pe peștișori sunt trecute formule chimice ale substanțelor compuse.

Elevii trebuie să facă diferența dintre cele patru clase de substanțe chimice anorganice (oxizi, baze, acizi, săruri), să grupeze formulele chimice și să argumenteze alegerea făcută. Se confecționează peștișori din hârtie cartonată impermeabilă pe care se scriu diverse formule chimice.

Fiecare peștișor are câte o agrafă metalică. Peștișorii sunt așezați într-un bol de sticlă iar elevii vor ”pescui” cu ajutorul unei undițe cu un cârlig magnetic și vor așeza pe tabla metalică, peștișorii astfel încât să formeze asocieri corecte.

Găsiți afirmația!

Scopul acestui joc didactic este de a verifica cunoștințele despre proprietățile fizice ale oxizilor.

Enunțul acestui joc sună așa: ”Așezați fragmentele date, astfel încât să obțineți afirmații adevărate despre oxizi.”

Careul de cuvinte

Careul de cuvinte se folosește pentru fixarea cunoștințelor. În cazul oxizilor, acest joc se poate folosi la consolidarea cunoștințelor despre denumirile și formulele oxizilor.

”Găsiți denumirile a șapte oxizi. Scriți formulele chimice ale acestora și clasificați oxizii dați în funcție de compoziție.”

OXIZI AI METALELOR: oxid de calciu CaO

oxid de magneziu MgO

oxid de cupru CuO ( II)

oxid de aluminiu Al2O3

OXIZI AI NEMETALELOR: dioxid de sulf SO2

trioxid de sulf SO3

dioxid de carbon CO2

Calculează și descoperă!

Calculați masele moleculare pentru: Na2O, P2O3, CaO, Al2O3, CO2, Fe2O3, CO, CuO, MgO, NO, SO2, N2O3.. Așezați valorile obținute în ordine crescătoare. Fiecărei valori i se asociază o literă astfel încât veți obține denumirea chimică a varului nestins.

Rebusul școlar

Rebusul școlar este un mijloc activ și eficient, putând fi folosit cu succes în captarea atenției pe tot parcursul activității didactice, conducând la evitarea plictiselii, elevul învață de plăcere și activitatea devine interesantă și captivantă.

Rebusul școlar se poate folosi în diverse scopuri: pentru îmbogățirea cunoștințelor, consolidarea, fixarea și verificarea lor, dezvoltând creativitatea elevului, cu condiția să fie folosit corect și la momentul potrivit în demersul didactic.

Rebus realizat de profesor pentru fixarea cunoștințelor despre oxizi.

Completând corect rebusul, pe verticala îngroșată, veți obține denumirea populară a unui oxid metalic.

Orizontal:

Reacția dintre CaO și H2O.

Denumirea substanței cu formula chimică MgO.

Oxid nemetalic care produce moartea prin asfixiere.

Denumirea substanței cu formula P2O5.

Oxid al carbonului.

Reacția în care participă un element chimic și oxigen.

Oxid al sulfului.

Proces biochimic în care se consumă dioxidul de carbon și se degajă oxigen.

Compus binar al oxigenului cu un element chimic.

Băutură răcoritoare obținută prin dizolvarea dioxidului de carbon în apă.

Oxid al sulfului.

Rebusul folosit la evaluarea cunoștințelor despre oxizi – realizat de elevi.

Sarcina de lucru: realizați un rebus cu noțiunile învățate la oxizi.

Completând corect rebusul, pe vertical îngroșață, veți obține numele doamnei profesoare de chimie.

Orizontal:

Oxid obținut prin reacția magneziului cu oxigenul.

Prefix folosit la denumirea oxizilor nemetalici.

Oxizii nemetalelor se mai numesc și oxizi ………….

Oxizii fără culoare se numesc ………………

Oxizii metalici se numesc și oxizi……….

Denumirea substanței cu formula H2O.

Denumirea populară a oxidului de calciu.

Băutură carbogazoasă.

Realizat de C. P. și G. L.-P.

Spirala chimică

Acest joc se poate folosi atât la fixarea cunoștințelor cât și la verificarea cunoștințelor.

Se realizează o grilă în care elevii trebuie să scrie cuvinte conform definițiilor date, respectând forma de spirală. Fiecare cuvânt începe cu ultima literă a cuvântului anterior. Apoi se completează caseta alăturată, știind că fiecărui număr îi corespunde litera respectivă din grilă. Dacă dezleagă corect grila, atunci vor afla denumirea reacției dintre oxidul de calciu și apă.

Cerințe:

Compuși binari ai oxigenului cu alte elemente chimice (metale sau nemetale).

Oxizi fără culoare.( sg.)

Culoarea unui oxid al fierului.

Combinare.

Eliminare de gaze din erupțiile vulcanice. (pl.)

Oxid care nu se dizolvă.(sg.)

Starea de agregare a apei la temperatura de 20ºC .

Metal ușor, alb-argintiu cu valența III.

Tip de radiații de efectele cărora ne protejează ozonul.

Activități practice de laborator prin care se pot pune în evidență proprietățile chimice ale oxizilor.

Prefix ce indică patru atomi de oxigen în molecula unui oxid nemetalic.

Aspect al chimiei, pe lângă cel practic.

Pentaoxidul acestui element este folosit drept catalizator.

Caracteristică a aluminiului d.p.d.v. al densității.

Piatră prețioasă de culoare roșie.

Simbolul azotului.

Simbolul carbonului.

Simbolul iodului.

SO2 lichefiat este o substanță criogenă, adică producătoare de ……

Oxizi sub formă de gaz.(sg.)

Citim și descoperim !

Acest tip de joc se folosește pentru a consolida sau verifica cunoștințele despre formulele oxizilor, denumirile lor, metode de obținere, proprietăți fizice și chimice ale acestora, precum și utilizările oxizilor.

Elevii primesc câte un text pe care trebuie să îl citească și să extragă noțiunile de chimie.

De exemplu: se pot folosi fragmente din ”Insula misterioasă” de Jules Verne.

A: ” Cyrus Smith, transportă pe o targă din nuiele împletite mai multe încărcături de carbonat de calciu, pietre din cele obișnuite care se găsesc din belșug la nordul lacului. Aceste pietre, descompuse de căldură, dădură un var foarte gras, ce-și mărea volumul prin stingere, dar la fel de curat ca acela obținut prin calcinarea cretei sau a marmurei.”

REZOLVARE:

CaCO3 t CaO + CO2

CaO + H2O Ca(OH)2

B: ”Coloniștii își propuseseră să obțină fier; minereul pe care-l adunaseră era foarte pur și foarte bogat în oxid de fier III, din cel care furnizează magneții naturali și slujește la fabricarea în Europa a fierului de cea mai bună calitate. Mai întâi minereul fu spart în bucăți mici și impuritățile de pe suprafața lui fură îndepărtate cu mâna. Apoi cărbunele și minereul fură așezate în straturi succesive, cum face cărbunarul cu lemnul pe care vrea să-l prefacă în cărbune. În acest fel, sub influența aerului introdus cu ajutorul foalelor, cărbunele trebuie să se transforme în monoxid de carbon. Acesta va reduce oxidul de fier III din minereu, lăsând fierul curat. Operația fu dificilă dar până la urmă reuși și rezultatul fu o turtă de fier spongios.”

Rezolvare:

2C + O2 2 CO

Fe2O3 + 3CO 2 Fe + 3 CO2

Labirintul

Se realizează un labirint unde se trec ecuații chimice ce reprezintă metode de obținere sau proprietăți chimice ale oxizilor.

Elevul trebuie să găsească traseul corect pe care trebuie să se deplasezi pentru a ajunge la „steluța de aur”. Are dreptul să meargă mai departe doar dacă scrie corect produși de reacție. Acest joc se poate aplica atât la consolidare cât și la verificarea cunoștințelor.

Elevii trebuie să scrie produșii de reacție, să stabilească coeficienții și să precizeze importanța reacției reprezentate.

Stafeta oxizilor

Scopul acestui joc este de a forma deprinderi, priceperi, de a dezvolta spiritul de observație și de reacție, precum și spiritul competitiv. Elevii sunt împărțiți pe grupe de câte 4 membri. Fiecare grupă stabilește ordinea în care vor rezolva sarcina de lucru. Fiecare grupă primește o fișă de lucru cu scheme de reacție și un timp de lucru. Trecând pe rând la tablă, elevii trebuie să rezolve corect schema de reacție, astfel încât produsul de reacție de la o ecuație este reactant la cealaltă ecuație, ecuațiile fiind legate în lanț.

După ce a scris ecuația chimică pe tablă, elevul transmite creta coechipierului și va învinge echipa care va rezolva corect schema și în timpul cel mai scurt.

Exemplu:

Descoperă cifrul!

Jocul se folosește pentru fixarea cunoștințelor legate de calcule chimice pe baza ecuațiilor chimice.

Se lucrează pe șase grupe de elevi, deoarece cifrul este format din șase cifre. Fiecare echipă primește o fișă de lucru ce conține o problemă de calcul chimic. Pe masă sunt așezate bilețele pe care sunt scrise atât răspunsurile corecte cât și răspunsuri greșite. Pe verso, fiecare bilet are o cifră; la răspunsuri corecte se găsesc cifrele care formează cifrul. Elevii trebuie să rezolve corect problemele ca să poată deschide servieta magică sau cufărul fermecat. Dacă reușesc să descopere cifrul, atunci vor primi o recompensă dulce și o recompensă sub formă de notă.

Problemele de calcul sunt:

7 moli de carbonat de calciu se descompun termic. Ce cantitate, exprimată în moli, de dioxid de carbon se degajă? Ce masă de oxid de calciu se obține?

Într-o eprubetă se introduce oxid de cupru (II) și o soluție de acid clorhidric. Ce cantitate de oxid de cupru s-a folosit, știind că s-au obținut 9 moli de clorură de cupru (II) ? Exprimați rezultatul în moli și în grame.

În urma reației dintre oxidul de magneziu și apă se obțin 3 moli de hidroxid de magneziu. Ce cantitate de oxid de magneziu s-a folosit? Exprimați rezultatul în moli și în grame.

3 moli de oxid de calciu reacționează energic cu apa. Determinați câți moli de hidroxid de claciu se obțin. Exprimați rezultatul și în grame.

2 moli de magneziu reacționează cu oxigenul. Determinați cantitatea de oxid de magneziu obținută. Exprimați rezultatul în moli și în grame.

Prin reacția de ardere a sulfului se formează 6 moli de dioxid de sulf. Calculați cantitatea de sulf folosită. Exprimați rezultatul în moli și în grame.

II.3.5.c) Etapa finală ( postexperimentală)

Etapa aceasta constă în aplicarea testelor de evaluare finală în data de 26.03.2015.

Obiectivele evaluări finale sunt:

O1 – să caracterizeze oxizii d.p.d.v. al proprietăților fizice și chimice, al compoziției, a denumirii lor și a utilizărilor;

O2 – să scrie ecuațiile reacțiilor chimice care ilustrează metode de obținere și proprietăți chimice ale oxizilor;

O3 – să utilizeze terminologia specifică chimiei privind substanțele chimice;

O4 – să aplice cunoștințele asimilate despre oxizi în rezolvarea exercițiilor și problemelor.

Tabel II.4.Corelația dintre obiective și itemi:

TEST DE EVALUARE FINALĂ – OXIZI

1p din oficiu

Timp de lucru : 40 min

1.Citește afirmațiile de mai jos. În cazul în care apreciezi că afirmația este adevărată, încercuiește litera A. Dacă apreciezi că afirmația nu este adevărată, încercuiește litera F. (1p)

a) Oxizii sunt compuși binari ai oxigenului cu alte elemente: metale sau nemetale. A / F

b) Dioxidul de carbon este un oxid nemetalic. A / F

d) Oxidul de calciu este un oxid metalic. A / F

e) Monoxidul de carbon se folosește la obținerea mortarului. A / F.

f) Oxidul de aluminiu conține 2 atomi de oxigen. A / F.

2. Se dă șirul de substanțe chimice : CaO, H2SO4, CO2, AgNO3, Ca(OH)2, Fe2O3, HCl, P2O5, Fe, MgO, CuSO4, Ca(OH)2. (3,00p)

a) Subliniază cu o linie formulele oxizilor. b) Denumește oxizii subliniați. c) Clasificați oxizii subliniați.

3. Completează ecuațiile chimice și stabilește coeficienții : (2,5p)

C + O2 =

Mg + O2 =

CaCO3

CuO + HCl =

Ca(OH)2 + CO2 =

4. Prin descompunerea termică a 400 kg piatră de var, de puritate 80%, rezultă dioxid de carbon și oxid de calciu.

a) Scrie ecuația reacției chimice;

b) Calculează nr. de moli și masa de oxid de calciu.

c) indicați importanța acestei reacții chimice. (2p)

5. Argumentați de ce oxizii metalici se numesc și oxizi bazici . (explicație și exemplu) (0,5p)

BAREM DE CORECTARE – evaluare finală

1p din oficiu

1) 0,25p*5 = 1,00 p

2) a) 0,25p*5 = 1,00 p

b) 0,25p*5 = 1,00 p

c) 0,25p * 5 = 1,00p

3) 0,50p * 5 = 2,5p

4) a) 0,5p

b) 1,25p

c) 0,25p

5) Explicație: 0,25p

Exemplu: 0,25p

Tabel.II.5.Rezolvarea testului de evaluare finală

Capitolul III

INTERPRETAREA REZULTATELOR

III.1. Prelucrarea, analiza și interpretarea rezultatelor

Pentru a stabili gradul de progres a elevilor la capitolul Oxizi, s-au întocmit tabele cu rezultatele obținute la evaluarea inițială și la evaluarea finală și histograme din care se va putea observa evoluția elevilor de la începutul unității de învățare până la evaluarea finală.

Testul de evaluare inițială

Clasa a VIII-a

Liceul Tehnologic Făget

Nr elevi: 20, prezenți: 20

Media clasei: 5,25

Interpretarea rezultatelor:

Subiectul 1 nu a fost rezolvat corect în totalitate de nici un elev, iar parțial a fost rezolvat de 14 elevi, ceea ce arată faptul că elevii nu cunosc noțiuni generale despre oxizi.

Subiectul 2 a fost rezolvat parțial de către 14 elevi, aceștea având dificultăți în denumirea oxizilor, în timp ce restul elevilor nu știu să recunoască oxizii dintr-un șir de substanțe chimice și nici să denumească corect oxizii indicați.

Subiectul 3 a fost rezolvat corect de către 3 elevi, iar restul elevilor au reușit să scrie produșii de reacție la cel puțin una dintre cele trei ecuații chimice, folosind cunoștințele acumulate la unitățile de învățare studiate.

Subiectul 4 a fost rezolvat corect de către trei elevi, patru elevi au scris corect ecuația reacției chimice și formula de calcul, dar restul elevilor nu au abordat corect acest subiect, fapt ce denotă că majoritatea elevilor nu stăpânesc algoritmul de rezolvare a problemelor.

În general, elevii nu au multe cunoștințe despre oxizi, nu cunosc foarte bine modalitatea de rezolvare a unei probleme de calcul.

Pentru mărirea gradului de reușită, în cadrul lecțiilor din unitatea de învățare Oxizi, se vor folosi diverse jocuri didactice pentru a facilita o învățare eficientă și de durată. Se va pune accent și pe rezolvarea de probleme pentru ca elevii să își însușească mult mai bine algoritmul de rezolvare a calculelor chimice pe baza unei ecuații chimice.

Testul de evaluare finală

Clasa a VIII-a

Liceul Tehnologic Făget

Nr. elevi: 20; prezenți: 20

Data: 26.03.2015

Media clasei: 7,00

În urma centralizării rezultatelor obținute, se observă că un număr de 7 elevi din totalul de 20 de elevi au obținut rezultate foarte bune.

CONCLUZII

Reprezentanții teoriei intelectualiste învățării (Bruner, Galperin) apreciează că orice elev poate asimila un conținut dacă sunt folosite căi adecvate de activitate cu acestia.

Vorbind despre jocurile didactice, Ursula Schiopu preciza că ele „ educă atenția, capacitățile fizice intelectuale, perseverența, promtitudinea, spiritul de echipă, de ordine, dârzenie, modulează dimensiunile etice ale conduitei”.

Pentru că e bine să ne amintim, atunci când suntem în fața vlăstarelor pe care le modelăm, că vârsta lor este vârsta jocului, iar în activitățile didactice ce le desfășurăm cu ei să fie folosite cât mai multe jocuri didactice și atunci ……succesul este garantat.

Prin folosirea jocurilor didactice în predarea chimiei, la nivel gimnazial, se realizează importante sarcini formative ale procesului de învățământ.

Folosind jocului didactic în cadrul procesului de învățare, demostrează că:

randamentul orei este mai mare, verificarea cunoștințelor făcându-se în mod plăcut, activ, temeinic;

gândirea elevilor este mereu solicitată și astfel în continuă formare;

independența, creativitatea se formează de timpuriu;

iniațiativa copiilor crește, în joc,copilul devine mai curajos, mai degajat;

prin jocuri îi putem cunoaște pe copii mai repede și mai bine;

prin varietatea lor, prin crearea unor situații-problemă, ele dezvoltă spiritul de observație, de analiză, de judecată, înlătură monotonia, rutina, stereotipia, dau posibilitatea elevilor să-și dezvolte vocabularul, comunicarea devine mai permisă;

jocul didactic ne oferă prilejul de a afla mai ușor cum gândesc elevii și de a modela logica gândirii lor.

Jocul didactic are valoare deosebită pentru procesul didactic, copiii își dezvoltă,își perfeționează capacitatea de analiză și sinteză, de comunicare, de predicție, anticipare de formare a desprinderilor de muncă intelectuală, de evaluare .

Jocul didactic este o activitate ce sprijină înțelegerea problemelor, fixarea și formarea unor deprinderi trainice cât și realizarea personalității elevilor .

Jocul – după cum arată J. Bruner – constituie o modalitate de a-i face pe elevi să participe activ la procesul de învățare, învățarea devenind mai interesantă, mai atractivă, mai plăcută și susceptibilă să pună în evidență calități încă necunoscute la cei ce învăță, angajând atât elevii timizi cât și pe cei slabi.

Jocul didactic le cultivă elevilor dragostea pentru studiu, le stimulează efortul susținut și îî determină să lucreze cu plăcere, cu interes, atât în oră, cât și în afara ei. Utilizându-l frecvent  în activitățile de la clasă, îmbinând ineditul cu plăcutul, se constată faptul că activitatea devine mai interesantă, mai atractivă.

Introducerea situațiilor de joc, pe parcursul lecției, elevii se simt într-un cadru mai liber, lipsit de constrângeri externe, singurele limite fiind date de conținutul și de regulile jocului.

Utilizarea jocurilor didactice, de la cele mai simple până la cele mai complexe, antrenează și stimulează imaginația creatoare, gândirea, voința și caracterul elevului.

Jocurile didactice prezentate ajută la organizarea activității într-un mod cât mai divers și mai interesant. Deoarece elevii sunt interesați de tot ce este nou, ei se implică cu entuziasm în jocurile didactice.

Orice exercițiu sau problemă poate deveni joc, dacă:

realizează un scop și o sarcină didactică din punct de vedere al chimiei;

folosește elemente de joc în vederea realizării sarcinii propuse;

utilizează reguli de joc, respectate de elevi.

Folosind jocul didactic în procesul instructiv-educativ se observă că elevii învăță cu plăcere, devin interesați față de activitatea pe care o desfășoară. Cei timizi devin mai activi, mai curajoși, capătă mai multă încredere în capacitățile lor, au mai multă siguranță în răspunsuri, își dezvoltă creativitatea gândirii și spiritului competitiv.

Jocul didactic combinat cu alte metode didactice le oferă elevilor un cadru propice pentru învățarea activă, participativă, stimulând originalitatea și potențialul creative al elevilor.

Analizând și interpretând rezultatele obținute, se constată o îmbunătățire a rezultatelor școlare prin îmbinarea jocului didactic cu alte metode didactice.Această îmbinare de metode este eficientă, având mai multe avantaje decât dezavantaje.

Unele dezavantaje ar fi: jocurile didactice presupun material didactic atractiv; volum de muncă mare la conceperea jocurilor și a materialelor didactice necesare; aplicarea jocurilor didactice solicită resurse mari de timp.

Cadrul didactic trebuie să aibă mare grijă în utilizarea jocului didactic, deoarece învățarea poate numai să capete forma jocului, dar nu trebuie să devină joc.

În urma celor constatate se poate afirma că eficiența jocurilor didactice depinde de modul în care sunt folosite, de particularitățile clasei de elevi și de abilitatea cadrului didactic.

Pentru obținerea rezultatelor, profesorul trebuie să fie un mare „meșter” în a ști când, cum, unde poate fi folosit jocul și mai ales, să fie un creator de astfel de jocuri, pentru care copiii, de orice vârstă școlară au o mare satisfacției când reușesc să le rezolve, folosindu-și toate cunoștințele căpătate în școala, ca și cele din cultura lor generală.

Anexe

Proiect de lecție

Școala: LICEUL TEHNOLOGIC FĂGET

Clasa : a VIII-a

Data : 05.03.2015

Disciplina : CHIMIE

Profesor : GÂRBEA MARIANA

Unitatea de învățare : OXIZI

Titlul lecției : OXIZII – GENERALITĂȚI

Tipul lecției: lecție de însușire de noi cunoștințe

Durata : 50 min

Obiective operaționale:

O1 – să definească oxizii pe baza formulei generale a oxizilor;

O2 – să identifice oxizii dintr-un șir de substanțe chimice dat;

O3 – să enunțe proprietățile fizice ale oxizilor;

O4 – să scrie formulele chimice ale unor oxizi;

O5 – să denumească oxizii după regulile învățate;

O6 – să clasifice oxizii în funcție de caracterul chimic al elementului din oxid.

Strategia didactică:

Metode didactice: conversația euristică, exercițiul, problematizarea, algoritmizarea, jocul didactic

Mijloace de învățământ: manual, sistemul periodic, tablă, cretă, peștișori din hârtie impermeabilă, bol cu apă, tablă magnetică, undiță cu magnet, magneți, agrafe.

Forma de organizare: frontal și individulal

Proiect de lecție

Școala: LICEUL TEHNOLOGIC FĂGET

Clasa : a VIII-a

Data : 10.03.2015

Disciplina : CHIMIE

Profesor : GÂRBEA MARIANA

Unitatea de învățare : OXIZI

Titlul lecției : OXIZI – EXERCIȚII

Tipul lecției: lecție de fixare și consolidare a cunoștințelor însușite anterior

Durata : 50 min

Obiective operaționale:

O1 – să enunțe proprietățile fizice ale oxizilor;

O2 – să scrie formulele chimice ale unor oxizi;

O3 – să denumească oxizii după regulile învățate;

O4 – să clasifice oxizii în funcție de caracterul chimic al elementului din oxid;

O5 -să calculeze masele moleculare ale unor oxizi pe baza algoritmului învățat;

O6 – să aplice noțiunile despre oxizi în rezolvarea unor jocuri didactice.

Strategia didactică:

Metode didactice: conversația euristică, exercițiul, problematizarea, algoritmizarea, jocul didactic

Mijloace de învățământ: fișe de lucru, manual, sistemul periodic, tablă, cretă, cartonașe, polistiren, ace de gămălie;

Forma de organizare: frontal și individulal

Desfășurarea lecției

Moment organizatoric: ( 3 min)

Notarea absențelor;

Stabilirea liniștii și a atmosferei necesare activității didactice.

Verificarea cunoștințelor însușite anterior ( 10 min)

– Inițiază un dialog legat de lecția anterioară legată de definiția oxizilor, denumirea, clasificarea și proprietățile fizice ale oxizilor.

– Verifică cunoștințele teoretice necesare desfășurării lecției, prin întrebări de tipul: Ce sunt oxizii? Care este formula generală a oxizilor? Cum clasificăm oxizii în funcție de caracterul chimic al elementului din oxid? Care sunt regulile de denumire ale oxizilor?

3. Anunțarea titlului lecției noi (2 min)

– Anunță titlul lecției, notează data și titlul lecției pe tablă și anunță obiectivele lecției

precum și materialul didactic pe care îl vor folosi.

4. Diirijarea învățării (25 min)

– Distribuie elevilor fișele de lucru și prezintă sarcinile de lucru. Fișa cuprinde mai multe jocuri didactice pe care elevii trebuie să le rezolve individual iar verificarea rezolvării corecte se realizează frontal.

– Discută cu elevii sarcinile de lucru și oferă explicații elevilor care au nelămuriri.

– Propune elevilor rezolvarea problemelor de pe fișa de lucru.

– Urmărește rezolvările jocurilor didactice și oferă ajutor elevilor care întâmpină dificultăți.

– Solicită prezentarea rezolvărilor fie la tablă (acolo unde este cazul), fie oral și apreciază răspunsurile. Elevii urmăresc dacă au rezolvat corect și unde este cazul corectează.

Asigurarea retenției și a transferului: (5 min)

– Propune elevilor rezolvarea următorului exercițiu: Grădinarii știu că hortensiile își schimbă culoarea: florile sunt albastre dacă plantele cresc în soluri acide și roz dacă solurile sunt bazice. Argumentează de ce hortensiile sunt roz dacă solul este tratat cu o soluție obținută prin dizolvarea oxidului de calciu în apă.

6. Evaluarea formativă a progresului realizat ( 3 min)

– Notează elevii pe baza răspunsurilor și a modului de lucru.

7.Anunță tema pentru acasă: (2 min): Ex.2și ex.3.pag.53 din manual

Numele și prenumele ………………………………… Clasa a VIII-a Data ……………………

FIȘĂ DE LUCRU

Așezați fragmentele date, astfel încât, să obțineți afirmații adevărate despre oxizi.

…………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

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

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

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

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

2.Găsiți denumirile a șapte oxizi. Scriți formulele chimice ale acestora și clasificați oxizii dați în funcție de compoziție.

3. Calculați masele moleculare pentru: Na2O, P2O3, CaO, Al2O3, CO2, Fe2O3, CO, CuO, MgO, NO, SO2, N2O3.. Așezați valorile obținute în ordine crescătoare. Fiecărei valori i se asociază o literă astfel încât veți obține denumirea chimică a varului nestins.

4.Completând corect rebusul, pe verticală, veți obține denumirea populară a unui oxid metalic.

Reacția dintre CaO și H2O.

Denumirea substanței cu formula chimică MgO.

Oxid nemetalic care produce moartea prin asfixiere.

Denumirea substanței cu formula P2O5.

Oxid al carbonului.

Reacția în care participă un element chimic și oxigen.

Oxid al sulfului.

Proces biochimic în care se consumă dioxidul de carbon și se degajă oxigen.

Compus binar al oxigenului cu un element chimic.

Băutură răcoritoare obținută prin dizolvarea dioxidului de carbon în apă.

Oxid al sulfului.

Proiect de lecție

Școala: LICEUL TEHNOLOGIC FĂGET

Clasa : a VIII-a

Data : 17.03.2015

Disciplina : CHIMIE

Profesor : GÂRBEA MARIANA

Unitatea de învățare : OXIZI

Titlul lecției : OXIZI – PROPRIETĂȚI CHIMICE

Tipul lecției: lecție de consolidare a cunoștințelor însușite anterior

Scopul: aplicarea cunoștințelor acumulate într-un nou context.

Durata : 50 min

Obiective operaționale:

O1 – să identifice substanțele și ecuațiile reacțiilor chimice dintr-un text;

O2 – să scrie ecuațiile reacțiilor chimice care ilustrează metode de obținere și proprietăți chimice ale oxizilor;

O3 – să indice principalele proprietăți chimice ale oxizilor;

O4 – să aplice noțiunile despre oxizi în rezolvarea unor jocuri didactice.

Strategia didactică:

Metode didactice: conversația, modelarea, exercițiul, problematizarea, algoritmizarea, jocul didactic, turul galeriei

Mijloace de învățământ: fișe de lucru, manual, sistemul periodic, tablă, cretă, cartonașe cu numele echipelor, ecusoane cu idolii elevilor, polistiren, ace de gămălie;

Forma de organizare: frontal și pe grupe

Scenariu didactic

Numele și prenumele ………………………………… Clasa a VIII-a Data ……………………

FIȘĂ DE LUCRU-nr.1

Citiți cu atenție textul dat!

Scrieți formulele chimice ale substanțelor chimice descoperite și ecuațiile reacțiilor chimice illustrate in text.

” Cyrus Smith, transportă pe o targă din nuiele împletite mai multe încărcături de carbonat de calciu, pietre din cele obișnuite care se găsesc din belșug la nordul lacului. Aceste pietre, descompuse de căldură, dădură un var foarte gras, ce-și mărea volumul prin stingere, dar la fel de curat ca acela obținut prin calcinarea cretei sau a marmurei.”

fragment din ”Insula misterioasă” de Jules Verne

Găsiți traseul corect pe care trebuie să vă deplasați pentru a ajunge la „steluța de aur”. Scrieți ecuațiile reacțiilor chimice.

3.”Ștafeta oxizilor”: rezolvați schema dată:

Numele și prenumele ………………………………… Clasa a VIII-a Data ……………………

FIȘĂ DE LUCRU-nr.2

Citiți cu atenție textul dat!

Scrieți formulele chimice ale substanțelor chimice descoperite și ecuațiile reacțiilor chimice illustrate in text.

”Coloniștii își propuseseră să obțină fier; minereul pe care-l adunaseră era foarte pur și foarte bogat în oxid de fier III, din cel care furnizează magneții naturali și slujește la fabricarea în Europa a fierului de cea mai bună calitate. Mai întâi minereul fu spart în bucăți mici și impuritățile de pe suprafața lui fură îndepărtate cu mâna. Apoi cărbunele și minereul fură așezate în straturi succesive, cum face cărbunarul cu lemnul pe care vrea să-l prefacă în cărbune. În acest fel, sub influența aerului introdus cu ajutorul foalelor, cărbunele trebuie să se transforme în monoxid de carbon. Acesta va reduce oxidul de fier III din minereu, lăsând fierul curat. Operația fu dificilă dar până la urmă reuși și rezultatul fu o turtă de fier spongios.”

fragment din ”Insula misterioasă” de Jules Verne

Găsiți traseul corect pe care trebuie să vă deplasați pentru a ajunge la „steluța de aur”. Scrieți ecuațiile reacțiilor chimice.

3.”Ștafeta oxizilor”: rezolvați schema dată:

Proiect de lecție

Școala: LICEUL TEHNOLOGIC FĂGET

Clasa : a VIII-a

Data : 24.03.2015

Disciplina : CHIMIE

Profesor : GÂRBEA MARIANA

Unitatea de învățare : OXIZI

Titlul lecției : OXIZI – RECAPITULARE

Tipul lecției: lecție de recapitulare a cunoștințelor

Durata : 50 min

Obiective operaționale:

O1 – să caracterizeze oxizii d.p.d.v. al proprietăților fizice și chimice, al compoziției și a denumirii lor;

O2 – să scrie ecuațiile reacțiilor chimice care ilustrează metode de obținere și proprietăți chimice ale oxizilor;

O3 – să utilizeze terminologia specifică chimiei privind substanțele chimice;

O4 – să aplice cunoștințele asimilate despre oxizi în rezolvarea exercițiilor și problemelor.

O5 – să dezvolte gândirea creativă și spiritul de observație.

Strategia didactică:

Metode didactice: conversația, modelarea, exercițiul, problematizarea, algoritmizarea, jocul didactic

Mijloace de învățământ: fișe de lucru, manual, sistemul periodic, tablă, cretă, cartonașe cu numele echipelor, ecusoane cu idolii elevilor, ace de gămălie; laptop, videoproiector, panou de proiecție

Forma de organizare: frontal și pe grupe