Investigarea proprietatilor mecanice ale filmelor subtiri tic

Investigarea proprietatilor mecanice ale filmelor subtiri TIC

In functie de scopul aplicativ urmarit, proprietatile mecanice ale straturilor de filme subtiri constituie cu adevarat un element decisiv pentru imbunatatirea calitatii pieselor suport pe care are loc depunerea. Duritatea peliculei depuse definita ca fiind rezistenta suprafetei la deformarea elastica poate fi un factor important in caracterizarea filmelor subtiri. Aici se urmareste in principal: proprietatile tribologice, duritatea, aderenta filmului depus pe substrat, elasticitatea etc.

Straturile dure din carbura de titan (TiC) sunt considerate materiale de inalta tehnologie datorita caracteristicilor lor unice care le-au facut de un interes special intr-o gama larga de aplicatii [23, 24].

Carbura de titan prezinta valori ridicate de duritate, punct de topire ridicat si stabilitate termica, coeficient scazut de frecare, conductivitate termica si electrica mare [25,26]. TiC are o densitate relativ scazuta 4.91 g/cm³), punct de topire foarte ridicat (Tm 3,340 K), duritate ridicata (HV 28-35GPa), modul ridicat (Y   410-510 GPa), si stabilitate termica buna [27].

Datorita proprietatilor sale speciale sunt folosite foarte des ca straturi rezistente la uzura si coroziune la uneltele de taiere si in tehnologia semiconductoarelor [28].

Datorita acestor trasaturi este esential sa studiem proprietatile acestor straturi subtiri si sa recunoastem cum afecteaza acesti parametrii structurile materialelor pentru aplicatii avansate.

In aceasta lucrare am explorat proprietatile staturilor subtiri din carbura de titan depuse prin metoda TVA ca o alternativa la alte tehnici conventionale de sedimentare (efectul produs in tuburile de descarcare in gaze, CVD etc.).

Imaginile TEM si AFM au aratat uniformitate si netezime ridicata pe intervalul mediu de 1.1 nm, oferind astfel avantaje convingatoare pentru aplicatiile in curs de dezvoltare si permitand crearea straturilor aderente si rezistente la uzura.

Investigarea filmelor prin tehnici de microscopie electronica (TEM)

Investigatiile asupra calitatii straturilor depuse au fost efectuate cu ajutorul microscopului Philips CM120ST de inalta rezolutie (1,4Å) cu magnificarea de 1,4 M, din cadrul laboratorului de microscopie electronica al Universitatii Ovidius Constanta.

Un mare avantaj al microscopului cu transmisie de electroni este capacitatea de a observa, prin ajustarea lentilelor atat imaginile microscopice ale electronilor (informatii in spatiu real cat si tiparele de difractie pentru aceeasi regiune.

Pentru a efectua investigatii TEM, mostrele au fost pregatite folosind o metoda rapida descrisa in Ref.[29]. Metoda este ieftina si furnizeaza o zona buna de lucru cu o mostra curata, fara artefacte chimice sau mecanice

Datele obtinute se preiau automat prin sistemul de date computerizat cu care microscopul este conectat, iar camera de luat vederi CCD MegaView III, este elementul care transfera imaginea obtinuta la microscop pe ecranul calculatorului pentru a fi arhivata.

Pentru caracterizarea filmelor subtiri depuse pe substrat de siliciu prin metoda TVA se folosesc imagini HRTEM (High Resolution Transmission Electron Microscop) in care apar franje de interferenta datorate planelor cristaline precum si difractograme de electroni in care apar inele de difractie corespunzatoare structurii caracteristice a filmului [30-32]. La formarea imaginii in modul HRTEM participa atat contrastul in amplitudine cat si contrastul de faza. La mariri foarte mari contrastul de faza se apropie sau chiar il depaseste pe cel in amplitudine si participa la formarea imaginii.[33]

Imaginile obtinute pe probe cristaline sunt in general formate prin recombinarea fascicolului primar cu unul sau doua fascicole difractate de planele cristaline. Din cauza difractiei are loc o variatie puternica de faza in planul imaginii. In aceste conditii, aceste franje corespund planelor cristaline care participa la difractie.

In majoritatea cazurilor, imaginile de microscopie electronica atat in transmisie cat si in reflexie, arata ca suprafata filmelor depuse este neteda, fara trasaturi caracteristice interesante.[33]

Imaginile TEM sunt prezentate in fig. 1.1 la diferite rezolutii (100 nm si 20 nm).

(a) (b)

Fig. 1.1 Imagini TEM ale probelor pentru diferite rezolutii [27]

a) rezolutie 100 nm b) rezolutie 20 nm

Straturile subtiri depuse sunt nanostructurate iar dimensiunea structurilor nanocristaline conform diametrului Feret este de aproximativ 14.93 nm. Distributia marimii bobului poate fi observata in tabelul de mai jos. 

Tabel 1.1 Functiile statistice ale boabelor [27]

Functia statistica prezentata in tabel indica un diametru mediu a dimensiunii bobului de aproximativ 16.48 nm. Diagramele difractiei de electroni confirma prezenta structurii cristaline in straturile subtiri depuse [27].

2 Investigarea filmelor prin tehnici de microscopie atomica (AFM)

Microscopia cu forte atomice ofera informatii despre rugozitatea suprafetei, despre planeitate, precum si amanunte despre compactitatea stratului depus. Fata de alte sisteme de microscopie, microscopul cu forte atomice prezinta urmatoarele avantaje esentiale:

face posibila vizualizarea imaginilor cu un contrast topografic extraordinar, pot fi facute masuratori precise de nivel pe suprafata probelor investigate (nu este necesara tratarea probelor).

imaginile tridimensionale sunt obtinute fara o preparare costisitoare a probelor ce urmeaza a fi studiate si ofera informatii mult mai complete decat pofilele bidiminesionale obtinute din probele taiate transversal .

permite masurarea precisa a pragurilor de inaltime de pe suprafata unei probe, masurare absolut independenta de reflectivitatea materialelor studiate.

Sonda microscopului cu forta atomica este alcatuita dintr-o lamela sub forma de cruce, alungita si elastica, numita cantilever, in capatul careia este plasat un ac ascutit, perpendicular pe acesta. Cantileverul este miscat in plan xy si vertical de un sistem de pozitionare piezoelectric. In timp ce acul baleiaza suprafata, miscandu-se in sus si in jos odata cu conturul acesteia, o raza laser cade oblic pe partea superioara (puternic reflectatoare) a cantileverului si se reflecta catre un senzor alcatuit din doua fotodiode alaturate. Diferenta dintre semnalele celor doua diode indica pozitia spotului laser pe senzor si deci pozitia pe verticala a cantileverului. Deoarece distanta intre cantilever si detector este de obicei de mii de ori mai mare decat lungimea cantileverului, sistemul realizeaza o marire a deplasarii cu un factor de peste 2000, usor de masurat.

Acul cu un varf foarte ascutit montat pe cantilever se deplaseaza pe suprafata probei dupa un rastru de baleiaj. Varful acului face ca latura cantileverului care il contine sa se deformeze in functie de fortele care actioneaza asupra sa . Aceste forte sunt intr-o stricta relatie cu harta topografica a probei studiate. Varful este apropiat de proba pana cand intre acesta si moleculele din proba se stabileste o forta din categoria fortelor Van Der Waals, bazate in primul rand pe fortele electrostatice dintre particulele incarcate ale acului si probei. Aceasta forta, in functie de "denivelarile" de la suprafata probei, respinge sau atrage varful . Cantileverul sesizeaza aceste deplasari pe axa z, si in baza lor, alaturi de ofsetul (x,y) caruia ii este asociata forta care actioneaza asupra varfului pe axa z, unitatea de calcul asociata microscopului cu forte atomice poate alcatui harta topografica a probei.

Topografia straturilor subtiri a fost studiata de AFM si intocmita cu Sistemul Park AFM XE-150. Etapa motorizata a mostrei XY este optimizata atat pentru pozitionarea mostrelor mici cat si pentru cele mari (fig.2.1).

Figura 2.1 Analiza AFM a straturilor subtiri TiC [27]

Masuratorile AFM au demonstrat netezimea straturilor depuse cu varful la rugozitatea vaii in intervalul 31-38 nm, in timp ce rugozitatea medie este de zece puncte (Sz). Suma varfurilor medii dintre cele mai inalte 5 varfuri si valea medie intre cele mai joase 5 vai este 35 nm. Conform tabelului 2.1, dintr-o zona totala de 30 μm², media aritmetica a rugozitatii (Sa) este aproximativ 1 nm, dand sperante pentru aplicatiile unde sunt necesare suprafetele complet plate la o scala nanometrica, cum ar fi invelisul uneltelor cu straturi rezistente la uzura [27].

Tabel 2.1 Rezultate ale investigatiei rugozitatii straturilor subtiri TiC

FUNDAMENTAREA METODICA

1 Abordarea sistemica si tehnologica a fizicii

Stiintele fizicii au inregistrat insemnate progrese atunci cand s-a descoperit ca, in toate domeniile, indiferent daca acestea se refera la natura, societate, sau gandire poate fi pusa in evidenta existenta unor elemente constituite in sisteme. Recunoasterea acestora se poate face prin manifestarea unor caracteristici generale si anume:

• intre elementele componente exista o legatura reciproca;
• impreuna cu mediul sau, orice sistem formeaza o unitate specifica;
• componentele unui sistem reprezinta subsistemele sale;
• orice sistem este de regula o componeneta a unui suprasistem;

Aceste insusiri au fost puse in evidenta si in domeniul educatiei, care contine un ansamblu de elemente realizate in mod voluntar si organizat in unitati cu scopul atingerii unor obiective specifice.

Educatia ca sistem apare ca element component al suprasistemului societate si la randul ei contine o serie de subsisteme dintre care unul este educatia, scoala, invatamantul.

Invatamantul la randul sau, are o serie de subsisteme care se refera la diferite domenii de instruire, iar subordonatele acestora sunt disciplinele de instruire.

Pentru a recunoaste calitatea de sisteme a unei situatii pedagogice trebuie sa existe urmatoarele elemente:

• situatia respectiva sa se desfasoare ca un proces continuu;
• procesul sa fie plasat intre o ,,intrare" reprezentata de nivelul de comportament al elevilor care urmeaza a participa la procesul de instruire si un produs final reprezentat de rezultatele obtinute prin influentarea sistematica exercitata asupra elevilor participanti la proces;
• procesul sa fie orientat prin obiective determinate din afara sistemului;
• procesul sa se realizeze ca urmare a unei strategii care valorifica o multime de resurse (metode de invatamant, forme de organizare a procesului instructiv-educativ, resurse materiale);
• functionarea sistemului sa fie asigurata de circuite permanente de informatie, de conexiune inversa care sa permita evaluarea produsului, calitatea-evaluarea strategiei, eficienta - evaluarea progresului.

Necesitatea de a optimiza functionarea unui sistem a condus la elaborarea unor stiinte particulare care au constituit treptat, tehnologiile respectivelor sisteme.

Odata cu abordarea sistemica a procesului de invatamant s-a conturat necesitatea optimizarii functionarii lui, aparand tehnologia procesului de invatamant sau tehnologia scolara.

Tehnologia scolara ca scop urmareste:

cresterea continua a calitatii si eficientei invatamantului

optimizarea functionarii lui

concordanta dintre exigentele societatii adresate invatamantului si posibilitatile lui de a le rezolva in timp util

Ca modalitati de aplicare se refera la toate elementele unui sistem de instruire si cuprinde:

• selectionarea resurselor necesare pentru realizarea obiectivelor proiectate;
• elaborarea strategiilor prin care se imbina resursele in cadrul unui proiect tehnologic;
• desfasurarea actiunii de instruire in concordanta cu proiectul;
• evaluarea rezultatelor;
• reglarea (perfectarea) pe baza rezultatului evaluarii;

Deci, conceptul de tehnologie scolara desemneaza o modalitate riguroasa de proiectare, desfasurare si evaluare a procesului de invatamant conceput ca sistem cu scopul sporirii calitatii si eficientei sale.

2 Proiectarea didactica - activitate de pregatire a demersului didactic

Procesul de invatamant reprezinta principalul subsistem al sistemului de invatamant in cadrul caruia sunt realizate activitatile didactice (lectii) si educative (ore de dirigentie) proiectate, organizate si dirijate de catre profesori, in conformitate cu anumite norme si principii didactice, intr-un context metodic adecvat disciplinei, folosind resurse materiale si didactice potrivite, in vederea atingerii obiectivelor generale si specifice politicii scolare. Aceste activitati, integrate in cadrul instruirii, proiectata de profesor in contextul specific fiecarei discipline scolare, au ca efect invatarea didactica realizata de elev conform programelor si manualelor scolare, in clasa si in afara clasei, in mediul scolar si extrascolar.

Astfel, prin predarea fizicii, se urmareste formarea unei gandiri stiintifice, stimularea dezvoltarii unor procese si calitati umane (curiozitatea, spiritul de observatie, spiritul de independenta si gandire, inteligenta, motivatia invatarii etc.).

Formele de organizare a procesului de invatamant pot fi clasificate dupa doua criterii:

raportarea la formele generale ale educatiei - rezulta trei forme de organizare a instruirii in cadrul procesului de invatamant: instruire formala, instruire nonformala si instruire informala;

raportarea numarului conventional al celor instruiti intr-un cadru institutional existent sau initiat de profesor, care impune un anumit mod de realizare a corelatiei pedagogice profesor-elev: invatamant frontal, invatamant pe grupe, invatamant individual (1-2 elevi, in clasa si in afara clasei).

Formele de realizare a procesului de invatamant pot fi clasificate dupa doua criterii:

ponderea sarcinilor didactice (de invatare scolara) si educative: activitati predominant didactice (exemplul clasic - lectia), activitati predominant educative (exemplul clasic - ora de dirigentie);

spatiul realizarii activitatilor: activitati scolare (lectii, activitati de cabinet, activitati de laborator, activitati de atelier) - activitati extrascolare (cercuri extrascolare, activitati cultural-artistice, vizionari de spectacole, vizite in muzee, excursii didactice etc.)

Formele de organizare a procesului de invatamant reprezinta modalitatile specifice prin care strategiile de instruire de tip frontal - grupal - individual sunt angajate in cadrul unor activitati cu finalitate predominant didactica (de invatare) sau/si predominant educativa (in special de ordin moral).

Criteriile de clasificare a acestor forme, interpretate ca demersuri tipice si creative in predare si invatare sunt urmatoarele:

ponderea activitatii frontale, grupale, individuale;

ponderea metodei didactice;

locul de desfasurare;

tipurile de educatie ( formala - nonformala - informala);

mediul de desfasurare;

etapa procesului de invatamant (activitati introductive, activitati pe subiecte, teme, subcapitole, capitole, activitati finale).

Strategia frontala, grupala, individuala se bazeaza pe:

a)   activitati in care predomina strategia de instruire frontala: lectia, activitatea de cabinet, activitatea de laborator, activitate in atelierul-scolara, vizionarea-analizarea de spectacole etc.;

b)       activitati in care predomina strategia de instruire grupala: activitati didactice specifice anumitor discipline scolare (limbi straine, educatie fizica, instruire asistata pe calculator etc.), consultatii-meditatii dirijate (cu scop de recuperare, stimulare, dezvoltare), cercuri de specialitate, realizate disciplinar, intra-inter-transdisciplinar, sesiuni de comunicari stiintifice, dezbateri pe diverse teme cu invitarea unor specialisti, vizite cu scop de documentare stiintifica-pedagogica;

c)   activitati in care predomina strategia de instruire individuala activitati independente, consultatii individuale cu 1-2 elevi, studiul in biblioteca, teme pentru acasa proiectate individual (referate, compuneri, lucrari practice, rezolvari de probleme si situatii-problema), lectura dirijata si suplimentara, elaborare de proiecte, de materiale didactice etc.

Metodele de comunicare, de cercetare, de experimentare, de aplicatie, angajate in activitatea didactica implica:

a)   activitati in care predomina metodele didactice de comunicare: lectia;

b)       activitati in care predomina metodele didactice de cercetare/documentare: activitatea in cabinetul scolar sau laborator, studiul in biblioteca, vizite-excursii didactice;

c)   activitati in care predomina metodele de cercetare/experimentare: activitatea didactica de laborator, elaborarea de proiecte;

d)       activitati in care predomina metodele didactice aplicative: activitatea in atelierul scolar, activitatea in lotul scolar, activitatea in sala de sport.

3 Lectia - forma principala de realizare a procesului de invatamant

Lectia reprezinta o modalitate principala de organizare a activitatii didactice, prin intermediul careia se realizeaza deopotriva informare si formare, instruire si educare.

Daca initial lectia era conceputa ca o simpla lectura si expunere a profesorului, citire din manual si memorare de texte de catre elevi, in scoala moderna, lectia se transforma intr-un dialog intre profesor si elev, subordonat unor obiective generale si specifice ale procesului de invatamant, operationalizate la nivelul colectivului de elevi.

Dinamismul structurii lectiei si eficienta sa depind de o serie de factori: relatiile lectiei (L) cu stiinta (S), obiectul de invatamant (O. I.), profesorul (P) si elevii (E) sunt evidentiate in figura 4.1. Sagetile cu linie continua reprezinta relatiile directe, iar liniile fara sageata relatiile indirecte.

Fig. 4.1. Dinamismul structurii lectiei

In perspectiva, lectia ne apare ca un program didactic, respectiv ca un sistem de cunostinte, obiective operationale si procedee de lucru in stare sa activeze elevii.

Actualele programe scolare, centrate pe obiective, nu mai asociaza continuturilor in mod univoc o alocare temporala si o anumita succesiune, rolul profesorului in conceperea si organizarea activitatii la clasa devenind mult mai important. Astfel s-a ajuns la optiunea organizarii procesului de invatamant in "unitati de invatare".

Unitatea de invatare este o structura didactica cu urmatoarele caracteristici:

este unitara din punct de vedere tematic;

determina formarea la elevi a unui comportament specific generat prin   integrarea unor obiective/competente specifice;

se desfasoara in mod sistematic si continuu pe o perioada de timp (2-8 ore);

se finalizeaza prin evaluare.

Proiectul unitatii de invatare contine elementele necesare pentru a oferi o imagine asupra fiecarei ore. In acest context lectia poate fi inteleasa ca o componenta operationala pe termen scurt a unitatii de invatare.

Lectia constituie forma organizatorica principala in care se desfasoara activitatea educatorului cu elevii unei clase.

In conditiile invatamantului modern, lectia devine ceva mai mult decat o forma sau un cadru de organizare a instructiei, intrucat presupune mecanisme si legitati de structurare si functionalitate ce trebuie bine cunoscute.

Lectia poate fi considerata ca un microsistem care cuprinde toate componentele procesului de invatamant (obiective, continuturi, metodologie, forme de organizare). Acestea se gasesc intr-o interdependenta organica, functionand ca un tot unitar. Scopurile procesului de invatamant se pot realiza prin diferite tipuri de activitati.

Invatarea are caracter procesual, deci implica parcurgere mai multor etape, fiecare indeplinind functii specifice. Invatarea temeinica se realizeaza prin intermediul mai multor procese:

• de comunicare si insusire a cunostintelor;
• de recapitulare si sistematizare;
• de formare a priceperilor si deprinderilor;
• de evaluare a rezultatelor scolare.

Uneori, aceste procese sunt realizate in totalitate in desfasurarea unei lectii, alteori se realizeaza pe parcursul mai multor lectii. In ambele cazuri, insa, in fiecare lectie este dominanta una din aceste sarcini didactice, chiar daca in vederea realizarii obiectivelor, se desfasoara si activitati corespunzatoare celorlalte sarcini didactice. In functie de sarcina didactica indeplinita precumpanitor, acestea pot fi grupate in:

lectii de comunicare (insusire de noi cunostinte);

lectii de formare si dezvoltare a priceperilor si deprinderilor;

lectii de dezvoltare a capacitatilor de actiune si transfer;

lectii de consolidare si sistematizare a cunostintelor;

lectii de verificare si evaluare a rezultatelor invatarii.

Structura fiecarui tip de lectie prezinta o mare varietate, in functie de numeroase variabile: nivelul de scolaritate, continutul, specificul disciplinei de invatamant, conditiile concrete in care se desfasoara, particularitatile clasei de elevi etc. Asadar, definirea unui tip de lectii nu presupune o structura unica, un sablon pentru toate situatiile de instruire, ci contureaza cadrul general al desfasurarii in moduri variate a lectiilor care apartin tipului respectiv.

Conceputa ca o activitate mentala de anticipare amanuntita a ceea ce urmeaza sa realizeze profesorul in clasa (laborator), proiectarea unei lectii se realizeaza sub forma unui document numit proiect didactic. Acesta reprezinta descrierea anticipata, modalitatile practice preconizate de profesor pentru atingerea obiectivelor propuse.

Realizarea unui proiect se bazeaza pe: cunoasterea elementelor de baza ale proiectarii didactice, cunoasterea si stapanirea principiilor procesului de invatamant si a tehnologiilor didactice, cunoastera colectivului de elevi, capacitatea de anticipare si gandire creatoare a profesorului etc. si vizeaza:

obiectivele operationale,

unitatile de continut corespunzatoare;

sarcina didactica de indeplinit;

modul de lucru cu elevii;

metodele de invatamint, materialele didactice si mijloacele tehnice

utilizate (exercitii, experimente, activitati interactive, etc.);

probele de evaluare;

teme pentru activitati individuale desfasurate in afara scolii;

bibliografie.

Spre deosebire de planul de lectie, schematic si sumar, proiectul didactic stabileste in detaliu cum se va desfasura lectia, ceea ce ofera profesorului sansa de a realiza intotdeauna activitati didactice de calitate si eficiente. Scopul proiectului didactic este acela de a pregati trecerea de la intentie (proiect) la realizare (actiune).

Evenimentele instruirii - stabilite de Robert Gagne in 1975 - ilustreaza in limbaj pedagogic, "succesiunea temporala a evenimentelor motivationale" din orice activitate umana care este declansata de un "impuls initial" si orientata catre atingerea unui "scop final" (Ausebel, 1977).

Desi realizarea proiectului didactic tine atat de pregatirea stiintifica a profesorului, cat si de maiestria lui didactica, trebuie mentionat faptul ca pentru fiecare lectie etapele predarii raman aceleasi (se poate schimba structura si functia lor interna, in functie de obiectivul principal - procesul cognitiv de invatare).

Principalele etape ale organizarii si desfasurarii lectiei

Lectiile ca forme de activitate educationala au in vedere realizarea tuturor obiectivelor instructiv - educative. De aceea ele nu pot fi privite separat, ca elemente ce se alatura unul altuia intr-o insiruire, ci prin implementarea lor organica in unitati didactice complexe. Principalele etape de proiectare didactica sunt :

Incadrarea lectiei in sistemul de lectii sau in planul tematic, este o actiune care include stabilirea obiectivului didactic fundamental. Aceasta evidentiaza sensul in care va fi valorificat continutul ideatic: transmitere, dobandire, descoperire, recapitulare, sistematizare, aplicare, verificare, evaluare si constituie elementul determinant in stabilirea categoriei sau tipului de lectie.

Un sistem de lectii reprezinta ansamblul lectiilor componente ale unui capitol care formeaza o unitate organizata si asigura atingerea obiectivelor instructiv - educative ale capitolului respectiv. Intrucat lectiile nu reprezinta singura forma de organizare a procesului instructiv - educativ s-a introdus termenul de "plan tematic" care cuprinde sistemul de activitati didactice (lectii, lucrari de laborator, cercuri, dezbateri, activitati independente, vizite) structurate in functie de logica interna a obiectului de invatamant, necesare pentru realizarea integrala a procesului educational intr-o secventa didactica, de regula un capitol.

Stabilirea obiectivelor operationale care directioneaza intreaga activitate de pregatire si realizare a demersurilor didactice, se realizeaza in functie de continutul si de finalitatea pe termen lung a instruirii. Obiectivele operationale reprezinta axul principal al lectiei, din doua puncte de vedere:

ca idee centrala, careia i se subordoneaza celelalte idei, respectiv intregul continut al lectiei;

ca orientare a lectiei in ceea ce priveste legatura dintre asimilarea informatiei si dezvoltarea psihica a elevilor. Ele sunt obiective definite concret, cu ajutorul unor verbe de actiune care vizeaza comportamente observabile si masurabile ce permit realizarea strategiei instruirii pe de o parte si ofera achizitii corecte ce vor fi evaluate pe de alta parte.

Prelucrarea si structurarea continutului stiintific este actiunea pe care profesorul o realizeaza tinand cont de urmatoarele elemente :

o  nivelul general de pregatire al elevilor;

o  rezultatele si experienta cognitiva anterioara a elevilor;

o  sistemul de cunostinte si abilitati intelectuale si practice de care dispun elevii;

o  experienta practica a elevilor, gradul in care acestia cunosc materialul faptic;

o  corelatiile intra si interdisciplinare care se pot realiza.

Scopul acestor actiuni este de a realiza transpunerea didactica a continutului stiintific intr-o maniera care sa le permita elevilor asimilarea lui, dar in acelasi timp sa il oblige la efort intelectual sau practic aplicativ.

Stabilirea structurii lectiei nu trebuie privita ca o etapa rigida, numarul si succesiunea etapelor unei lectii pot sa fie variabile, ele nu sunt absolut obligatorii. In functie de obiectivul didactic fundamental si de tipul lectiei sau al activitatii didactice, unele etape pot avea o pozitie privilegiata sau o pot pierde.

Cunoasterea si evaluarea randamentului scolar, presupune doua directii:

6.a Stabilirea modalitatilor de control si evaluare folosite de profesor, care determina aplicarea unor probe de testare si evaluare a cunostintelor si abilitatilor intelectuale si practice ale elevilor pe baza carora se va realiza reglarea si optimizarea instruirii. In stabilirea acestor probe se va porni de la obiectivele operationale, a caror definire premerge desfasurarea activitatii didactice si in acelasi timp prin actul de evaluare. Aceasta se obiectiveaza in serii de intrebari adresate in cadrul verificarilor orale, in probe scrise, practice, in teste de cunostinte prin care se urmareste stabilirea gradului de insusire a cunostintelor si de formare a abilitatilor intelectuale si practice.

6.b. Stabilirea modalitatilor de autocontrol si autoevaluare folosite de elevi, reprezinta un demers care tine cont de specificul continutului stiintific vehiculat in activitatea didactica, de obiectivul didactic fundamental, de obiectivele operationale si de timpul disponibil. Se pot realiza urmatoarele modalitati de autocontrol si autoevaluare: autocorectarea probelor scrise, corectarea probelor scrise de catre colegi etc.

4 Metodele procesului de invatamant

In activitatea didactica pentru realizarea eficientei procesului de predare-invatare la fizica, profesorul utilizeaza la lectii diferite metode, in functie de specificul temelor predate.

Metodele de invatamant folosite in predare trebuie sa tina seama de anumiti factori si anume :

particularitatile de varsta si individuale ale elevilor;

gradul si profilul invatamantului in fiecare scoala;

nivelul de pregatire al elevilor din scoala respectiva;

specificul disciplinei de invatamant.

Metodele procesului de invatamant reprezinta actiuni subordonate activitatii didactice/educative care angajeaza anumite cai de invatare eficienta propuse de profesor, valorificate/valorificabile de elev.

Metoda este selectata de cadrul didactic si este pusa in aplicare in lectii sau activitati extrascolare cu ajutorul elevilor si in beneficiul acestora; presupune, in toate cazurile, o colaborare intre profesor si elev, participarea lor la cautarea de solutii, la distingerea dintre adevar si eroare si, sub forma unor variante si/sau procedee selectionate, se foloseste pentru asimilarea cunostintelor, a trairilor valorice si a stimularii spiritului creativ.

Clasificarea metodelor didactice este mai mult o chestiune teoretica: metodele pot fi active sau pasive, traditionale sau moderne, informative sau formative.

Cea mai potrivita este clasificarea care tine cont de felul sursei de invatare. Astfel se pot diferentia trei categorii de metode:

De transfer (invatare);

De explorare a realitatii;

De actiune practica.

In prima categorie se includ metodele:

Expozitive si interogative (orale);

Comunicarea in scris;

Comunicarea vizuala;

Comunicarea bazata pe limbajul intern (comunicarea interioara).

In cea de-a doua categorie intra:

Metodele de explorare directa a realitatii;

Metodele de explorare indirecta a realitatii.

In ultima categorie se inscriu metodele care implica o actiune reala, efectiva.

Dupa functia didactica principala putem clasifica metodele si tehnicile interactive de grup astfel:

Metode de predare-invatare interactiva in grup: metoda predarii/invatarii reciproce (Reciprocal teaching - Palinscar); metoda Jigsaw (Mozaicul); citirea cuprinzatoare; cascada (Cascade); STAD (Student Teams Achievement Division) - metoda invatarii pe grupe mici; TGT (Teams/Games) - metoda turnirurilor intre echipe; metoda schimbarii perechii (Share-Pair Circles); metoda piramidei; invatarea dramatizata;

Metode de fixare si sistematizare a cunostintelor si de verificare: harta cognitiva sau harta conceptuala (Cognitive map, Conceptual map); matricele; lanturile cognitive; fishbone maps (scheletul de peste); diagrama cauzelor si a efectului; tehnica florii de nufar (Lotus Blossom Technique); panza de paianjen (Spider map - Webs);

Metode de rezolvare de probleme prin stimularea creativitatii: brainstorming; starbursting (Explozia stelara); metoda Palariilor ganditoare (Thinking hats - Edward de Bono); caruselul; multi-voting; masa rotunda; interviul de grup; studiul de caz; incidentul critic; phillips 6/6; tehnica 6/3/5; controversa creativa; fishbowl (tehnica acvariului); tehnica focus grup; patru colturi (Four corners); metoda Frisco; sinectica; buzz-groups; metoda Delphi;

Metode de cercetare in grup: tema sau proiectul de cercetare in grup; experimentul pe echipe; portofoliul de grup.

Tipuri de metode

a)  Conversatia euristica - una din cele mai active si eficiente metode de instruire si educatie. Cu ajutorul ei profesorul instruieste nu prin a transmite sau a prezenta noi cunostinte, ci folosindu-se de o succesiune de intrebari puse cu abilitate, in alternanta cu raspunsurile primite de la elevi, acestia din urma fiind condusi cu abilitate sa intreprinda o investigatie in sfera propriilor informatii si sa descopere, prin reorganizarea ei, noi adevaruri, noi generalizari si concluzii.

Conversatia euristica implica elevii activ si interactiv, in realizarea de schimburi verbale reciproce profesor-elev si elev-elev, si sa descopere noul prin efort propriu, deci sa realizeze o invatare (inter)activa.

Din perspectiva functionalitatii sale didactice, conversatia euristica este opusa metodei algoritmizarii care aplica o procedura riguroasa, realizabila pas cu pas. Din contra, metoda conversatiei euristice permite adaptarea autonoma a elevului la nivelul unui program de activitate care se modifica in functie de rezultatele obtinute. Intrebarile pot fi spontane sau premeditate, determinandu-l pe elev sa invinga dificultatile inerente cunoasterii. Pentru ca un astfel de tip de invatare sa fie posibila, elevii trebuie sa activeze propriile cunostinte apeland la memorie si reflectie, realizand conexiuni care sa faciliteze descoperirea de noi cunostinte.

Astfel, in predarea fizicii o frecventa mai mare trebuie sa aiba acele intrebari care stimuleaza gandirea elevului; se impune reducerea frecventei intrebarilor care se adreseaza memoriei reproductive si cresterea ponderii celor care solicita gandirea, care provoaca la elevi starea de cautare, tensiunea necesara aflarii raspunsului.

Tipurile de intrebari se clasifica in functie de urmatoarele criterii:

1. Dupa nivelul si modul de adresare:

2. Dupa efortul intelectual solicitat elevului:

Indiferent de natura lor (intrebari inchise-deschise; intrebari care vizeaza cercetarea-actiunea practica; intrebari-problema; intrebari care vizeaza situatii-problema), intrebarile selectionate trebuie integrate in structura conversatiei euristice asigurand realizarea functiei sale specifice de activare a gandirii elevului (in diferite circumstante didactice: descoperirea, sistematizarea, consolidarea, evaluarea cunostintelor si capacitatilor stabilite la nivelul obiectivelor specifice incluse in programele scolare).

In tabelul de mai jos se sintetizeaza principalele categorii de intrebari productiv-cognitive, precum si ce asteptari avem din partea elevului:

Eficientizarea metodei conversatiei euristice implica: limitarea drastica a intrebarilor care angajeaza mai mult memoria; crearea situatiilor de invatare care asigura transformarea intrebarilor in intrebari-problema; respectarea potentialului de reflectie al fiecarui elev, in termenii stimularii raportului dintre actiunea verbala externa si actiunea verbala interna.

b) Problematizarea este metoda de invatamant care consta in crearea - cu scop didactic - a unei stari conflictuale, a unei contradictii intre cunostintele elevilor si cerintele unei probleme propuse spre rezolvare. De remarcat multifunctionalitatea structurala a acestei metode care intra usor in combinatie cu alte metode: lucrari experimentale, analiza de caz, dezbaterea, expunerea, lucrarile practice etc.

Metoda presupune crearea unor contradictii (reale sau aparente), a unor situatii-problema, pe care elevii sa le sesizeze si la care sa caute un raspuns, o solutie.

De existenta unei autentice situatii problematizate se poate vorbi atunci cand:

exista un dezacord intre vechile cunostinte ale elevului si cerintele impuse de rezolvarea unei noi probleme;

elevul trebuie sa aleaga dintr-un sistem de cunostinte numai pe cele necesare pentru rezolvarea situatiei date;

elevul este pus in fata unei contradictii intre rezolvarea unei probleme din punct de vedere teoretic si imposibilitatea de aplicare a acesteia in practica;

elevul trebuie sa sesizeze dinamica miscarii intr-o schema aparent statica;

elevului i se cere sa aplice in conditii noi cunostintele asimilate anterior .

Situatia-problema este tipul de problematizare care produce o stare conflictuala puternica si complexa. Aceasta se constituie ca o sarcina de lucru complexa prin care, explorand-o, elevii capata noi deprinderi si cunostinte. In cursul acestui proces de rezolvare se creeaza diferite stari de tensiune interioara (curiozitate, mobilizare intelectuala pentru gasirea unor ipoteze sau solutii de rezolvare; cointeresare etc.) care duc la cea mai importanta modalitate de invatare, cea prin descoperire. Creearea situatiilor problema in chimie se realizeaza fie cu ajutorul intrebarilor problema fie plecand de la un material experimental .

Intrebarea - problema produce o stare conflictuala intelectuala relativ restransa ca dificultate sau complexitate, abordand de regula, o singura chestiune. Intrebarile - problema nu urmaresc raspunsuri predeterminate si nici nu reclama simple expuneri ale faptelor, ci trebuie sa trateze curiozitatea intelectuala, dorinta de a gasi raspunsul.

Problematizarea se poate realiza si cu ajutorul exercitiilor problematizate; si ele produc un conflict, intelectual sau informational mai mult sau mai putin complex.

Pe masura ce elevii progreseaza in rezolvarea exercitiilor problematizate, se poate trece la desfasurarea integrala a unor lectii de acest tip, cu ajutorul fiselor de lucru, multiplicate pentru fiecare elev. Fisele prezinta avantaje: castig de timp, se lanseaza o activitate independenta, pot fi retinute de catre profesor, fara a lipsi elevii de caietele lor.

Dupa scopul urmarit, fisele de lucru problematizate pot fi de mai multe feluri:

de instruire - urmaresc mobilizarea interesului elevilor si, implicit, sporirea contributiei individuale in dobandirea cunostintelor noi. Continutul fiselor poate fi parcurs si insusit sub indrumarea profesorului, prin intrepatrunderea unor momente de activitate individuala cu activitate in colectiv, asigurandu-se corectitudinea rezultatelor prin folosirea tablei, a videoproiectorului etc. alteori, in functie de conditii, fisele pot fi rezolvate integral sau pe fragmente, numai prin activitate independenta.

de dezvoltare (de progres) - sunt destinate elevilor cu aptitudini speciale si cu interes pentru fizica. Continutul lor depaseste programa clasei respective, avand rolul de a mentine interesul elevilor pentru acest obiect si de a-i face sa progreseze.

de completare a cunostintelor - urmaresc combaterea ramanerii in urma la invatatura a unor elevi.

de exercitii - cuprind parti ale materiei din programa scolara, abordate sub aspect teoretic sau practic in forme accesibile elevilor. Pot avea ca scop fixarea, verificarea cunostintelor, dezvoltarea deprinderilor de munca intelectuala sau practica.

de instruire pe nivele diferentiate - aplicarea acestei categorii de fise problematizate presupune, din partea profesorului, o reala cunoastere a particularitatilor psihice, individuale si de varsta a elevilor in vederea aplicarii studiului diferentiat.

Lucrarile de laborator pot fi prezentate elevilor problematizat. Experientele efectuate in laboratorul de fizica pun elevul in situatia cercetatorului, ii asigura mare independenta in actiune, ii creeaza situatii in care trebuie sa formuleze ipoteze in mod independent - pe care apoi sa le verifice atat pe cale experimentala, cat si teoretica.

Utilizarea mijloacelor audio-vizuale permite crearea unor situatii problema.

Avantajele metodei deriva din enorma sa capacitate de ordin formativ, ce creeaza conditii pentru dezvoltarea independentei gandirii, a capacitatii de operationalizare a informatiei si de transfer.

Metoda isi atinge scopurile pentru care a fost propusa, dar trebuie ca :

introducerea elementelor de dificultate sa se faca treptat;

controlul (dirijarea) de catre profesor a domeniului didactic sa aiba loc concomitent cu efortul independent al elevilor;

elevul sa fie antrenat pentru a folosi metodele cu caracter aplicativ, in special algoritmizarea si modelarea, care il ajuta in multe situatii sa depaseasca starile "conflictuale" specifice situatiilor problematizate.

c) Invatarea prin descoperire dirijata este o metoda de explorare indirecta utilizata frecvent in lectiile de fizica.

Metoda consta in descoperirea de noi cunostinte, de catre elevi, pe baza achizitiilor anterioare si a experientei personale. Caracterul de noutate este sugerat in raport cu elevul; aceasta metoda asigura dezvoltarea capacitatilor intelectuale, dezvolta in special gandirea creatoare si se poate realiza prin urmatoarele forme:

In functie de gradul de implicare al elevilor in invatare:

descoperire dirijata, cand elevul imbina efortul personal cu indrumarea profesorului sau cand elevul realizeaza redescoperirea adevarului doar prin eforturi proprii.

descoperire creativa, cand elevul aduce ceva nou sub raport teoretic sau aplicativ, in domeniul cercetat, evident, mai rar intalnita.

Din perspectiva relatiei profesor - elev in cursul aplicarii acestei metode:

descoperire independenta, cand rolul profesorului este doar de a supraveghea si controla (in final) procesul de (re)descoperire.

descoperire dirijata de profesor prin: sugestii, puncte de vedere, informatii suplimentare, intrebari ajutatoare.

In functie de raportul intre achizitiile anterioare si cele la care se ajunge prin aplicarea metodei:

descoperirea inductiva, cand elevul trece de la analiza si structurarea unor date si fapte, la generalizari, ajungand la formularea unor definitii si reguli, formularea unor principii, definirea unor notiuni - folosind operatii logice (comparatia, analiza, sinteza, abstractizarea si generalizarea); este o explorare mintala sau experimentala (practica) pe baza rationamentului inductiv.

descoperirea deductiva foloseste rationamentele deductive, care actioneaza de la general la particular, de la abstractul generalizat la concretul logic; este o exploatare mintala bazata pe strategie algoritmica, generalizarile, adevarurile descoperite fiind rezultatul rationamentelor deductive.

descoperirea analogica foloseste rationamentul de deductie bazat pe asemanare, prin transfer de informatii. Deductia analogica nu ofera certitudini, ajuta insa la emiterea unor ipoteze plauzibile care satisfac partial (temporal) cunoasterea; necesita verificarea practica.

descoperirea transductiva are la baza rationamentul ipotetico-deductiv dinamizat de imaginatie si gandire, care faciliteaza emiterea de ipoteze, notatii, idei, tehnologii noi, dar aceste ipoteze si solutii noi trebuie supuse verificarii experimentale.

Pe ansamblu, metoda invatarii prin descoperire prezinta urmatoarele avantaje:

conduce la dezvoltarea initiativei, a inventivitatii, deci potenteaza capacitatea intelectuala a elevului;

confera elevului incredere in resursele proprii;

asigura temeinicia cunostintelor.

Totusi, din practica scolara au rezultat unele obstacole care se pot constitui drept dezavantaje ale acestei metode:

in raport cu prelegerea (expunerea) la acelasi volum de informatii comunicat, necesita un interval de timp mare;

poate conduce la concluzii inexacte (sau pripite);

genereaza tendinta de extrapolare excesiva;

este inaplicabila in cazul invatarii unor valori numerice, denumiri tehnice etc.

d) Asaltul de idei (brain-storming) este una din cele mai raspandite metode in formarea elevilor, in educatie, in stimularea creativitatii, in domeniul afacerilor, al publicitatii, etc., avand semnificatia de furtuna in creier, efervescenta, aflux de idei, stare intensa de creativitate.

De asemenea, utilizarea brainstormingului optimizeaza dezvoltarea relatiilor interpersonale - constatam ca persoanele din jur pot fi bune, valoroase, importante. Identificarea solutiilor pentru o problema data este un alt obiectiv al brainstormingului.

In cadrul activitatilor desfasurate cu elevii la fizica (lectii, lucrari de laborator, recapitulari etc.), in utilizarea acestei metode se disting urmatoarele etape:

profesorul formuleaza situatia-problema, iar elevii enunta deschis cat mai multe idei - solutii posibile pentru rezolvarea acesteia; discutiile se desfasoara intr-o atmosfera destinsa, elevii sunt stimulati sa construiasca, pe cat posibil, pe ideile precedente, enuntate de colegii de grup, sa realizeze noi corelatii, sa stabileasca noi legaturi cauzale si sa se ajunga astfel la idei superioare celor initiale, la un produs nou.

totul se inregistreza in scris, pe tabla, flipchart, video, reportofon, etc.

se lasa pauza de cateva minute pentru "asezarea" ideilor emise si receptionate.

sistematizarea selectiva, aprecierea critica a solutiilor grupului se face de catre profesor in colaborare cu elevii la intervale diferite (de la cateva ore la cateva zile) in functie de complexitatea problemei.

Limitele brainstorming-ului:

nu suplineste cercetarea de durata, clasica;

depinde de calitatile moderatorului de a anima si dirija discutia pe fagasul dorit;

ofera doar solutii posibile nu si realizarea efectiva;

uneori poate fi prea obositor sau solicitant pentru unii participanti.

e)    Demonstratia consta in prezentarea, de catre cadrul didactic, a unor obiecte sau fenomene reale sau a unor substitute ale acestora, sau a unor actiuni, operatii ce urmeaza a fi invatate si dirijarea, prin intermediul cuvantului, a perceperii acestora de catre elevi. In felul acesta, se dobandesc noi cunostinte, se confirma adevaruri anterior insusite sau se formeaza modelul intern al unei noi actiuni.

Prin demonstratie se asigura un suport concret senzorial in activitatea de cunoastere, intuirea realitatii de catre elevi fiind dirijata prin cuvantul cadrului didactic.

A demonstra inseamna a dovedi, a convinge, a prezenta. In orice demonstratie intalnim trei componente:

ideea sau teza de demonstrat;

faptele sau argumentele;

calea prin care demonstram.

Pentru elevi, demonstratia profesorului constituie nu numai o cale de insusire a cunostintelor, ci si un model de dovedire a adevarurilor din stiinta. Datoria profesorului este de a-i invata pe elevi sa foloseasca demonstratia in procesul de invatare si sa nu accepte idei sau teze fara sa fie demonstrate.

In functie de materialul demonstrativ utilizat, poate imbraca diferite forme:

demonstratia cu ajutorul obiectelor naturale, intalnita frecvent la stiintele naturii;

demonstratia cu ajutorul obiectelor tehnice (dispozitive, aparate, utilaje) folosite la disciplinele tehnice si nu numai, in vederea intelegerii structurii, principiilor functionale sau de utilizare a obiectelor tehnice;

demonstratia cu ajutorul materialelor grafice (planse, harti, diagrame etc.);

demonstratia cu ajutorul mijloacelor audio vizuale (filme, diapozitive, softuri de tip Intuitext, etc.);

demonstratia cu ajutorul desenului didactic, executat de cadrul didactic la tabla;

demonstrarea actiunilor de executat, in situatiile in care se urmareste invatarea unor deprinderi (manipularea ustensilelor de laborator, asamblarea modelelor).

Indiferent de forma aleasa, in utilizarea demonstratiei se cer respectate urmatoarele cerinte de baza:

alegerea unui material demonstrativ semnificativ, reprezentativ si accesibil;

asigurarea receptarii in bune conditii de catre intreaga clasa prin asezarea corespunzatoare a elevilor in clasa si prin corecta pozitionare a cadrului didactic;

intuirea sistematica a materialului demonstrativ, prin alternarea prezentarii sintetice (intregul) cu cea analitica (pe parti);

activarea elevilor pe parcursul demonstratiei prin stimularea curiozitatii, distribuirea de sarcini de urmarit si executat etc.

De exemplu, in timpul efectuarii unei experiente, intregul colectiv al clasei poate fi solicitat sa noteze independent observatiile pe marginea fenomenelor experimentale, sa le interpreteze.

f)  Modelarea reprezinta metoda care prin intermediul unor copii materiale, numite modele, este capabila sa reproduca caracteristici esentiale ale obiectelor, sistemelor obiectuale si fenomenelor originale sau sa ofere informatii despre ele.

Metoda modelarii utilizata in predarea-invatarea fizicii nu constituie o cale de contact nemijlocit cu realitatea, deoarece modelul unui fenomen sau al unei structuri nu reprezinta fenomenul sau structura in sine. Modelarea are la baza analogia dintre model si sistemul modelat.

Modelul reprezinta un sistem material sau logico-matematic care reproduce in esenta sau partial originalul (obiect, fenomen, proces tehnologic etc.) intr-un sistem construit artificial, cu scopul de a-i descoperi noi proprietati. Elaborarea unui model presupune eliminarea unui numar cat mai mare de aspecte neesentiale, necaracteristice ale fenomenului dat si evidentierea celor esentiale.

Utilizarea metodei modelarii in predarea-invatarea fizicii implica inarmarea elevilor cu ideea ca procesele, fenomenele pot fi modelate si studiate pentru a le descoperi noi proprietati.

Metoda modelarii are functii demonstrative, cognitive si euristice, intrucat incita elevii la un efort de cautare, de investigare a caracteristicilor si dimensiunilor semnificative pentru descoperirea de noi adevaruri, elaborarea unor noi notiuni.

g) Munca cu manualul este o metoda de tip euristic, de predare invatare a fizicii, care foloseste o tehnica traditionala dupa un text scris, dar intr-un stil nou, adaptat metodologiei moderne. Aceasta metoda cuprinde un ansamblu de actiuni prin care profesorul urmareste formarea, la elevi, a capacitatii de a folosi competent, cu o anumita rapiditate, corect si eficient orice sursa de informare scrisa.

Manualul scolar, privit ca mijloc de invatamant este destinat elevului si constituie principalul sau instrument de lucru.

Pentru profesor, reprezinta un ghid asupra volumului de cunostinte si asupra modului de organizare a activitatii la clasa. Manualul trebuie sa indeplineasca urmatoarele roluri:

instrument de invatare a noilor cunostinte;

instrument de autocontrol;

ghid sau indrumator pentru experimente sau lucrari practice.

Sub indrumarea profesorului, fiecare elev va folosi manualul pentru:

a extrage date din tabele si anexe;

a citi enuntul problemelor, intrebarilor, a temei pe care o are de rezolvat;

a lectura sarcinile de lucru ce ii revin in efectuarea unei experiente;

a confrunta explicatiile si concluziile proprii cu cele din manual.

Eficienta lecturii este conditionata de insusirea unor deprinderi de a stoca, de a prelucra si exprima informatiile dobandite, respectiv a unor deprinderi de a lua notite, de a face extrase, de intocmire de fise de lucru, de a face rezumate, conspecte, de a transpune informatii si structuri grafice, de a elabora referate, eseuri, rapoarte, proiecte. Sarcina dirijarii lucrului cu manualul are pentru profesor un caracter permanent si continuu, deoarece ea trebuie realizata pe toata durata anului scolar. Continutul fiecarei teme din manual va fi folosit pe parcursul orelor de fizica, conform prevederilor din programa scolara.

h)    Jocul didactic este o metoda de simulare la baza careia sta analogia sprijinita pe analiza riguroasa a faptelor. Strategia jocului este in esenta una euristica.

Folosit in lectiile de chimie, jocul capata un continut instructiv-educativ, prin problemele pe care le pune in fata participantilor, atat sub aspectul informatiilor, pe care le foloseste in substratul actiunii, cat si sub raportul formativ al participarii constiente, dar dirijate de regulile de joc, prin functiile intelectuale, logice ce se cer. Jocul didactic propune redescoperirea unor adevaruri stiintifice deja invatate, acestea servindu-i elevului la consolidarea unor concepte fundamentale .

Metoda jocurilor valorifica avantajele dinamicii de grup, interdependentele si spiritul de cooperare, participarea efectiva si totala la joc, angajeaza atat elevii timizi, cat si pe cei slabi, stimuleaza curentul de influente reciproce, ceea ce duce la cresterea gradului de coeziune in colectivul clasei, precum si la intarirea unor calitati morale; cultiva activismul, spiritul critic, atitudinea de a face fata unor situatii conflictuale, i-nitiativa si spiritul de raspundere.

Obiectivele generale urmarite prin utilizarea jocurilor didactice sunt:

construirea unor situatii de invatare placute, atractive, stimulatoare si eficiente;

accesibilizarea unor cunostinte la nivel intuitiv, asigurarea caracteru-lui lor optional si consolidarea lor;

stimularea gandirii active si logice a elevilor, dezvoltarea spiritului lor de observatie, de initiativa, de colaborare;

formarea unor deprinderi de activitate independenta;

stimularea motivatiei elevilor, determinand astfel participarea volun-tara a acestora la invatarea chimiei.

Elevul, partenerul activ al jocului in lectie, traieste afectiv prin capacitatea de participare sub raport intelectual, prin starea psihica de incertitudine, de uimire, neliniste in fata necunoscutelor pe care le impune rezolvarea problemelor jocului.

Principalele etape metodice care se parcurg intr-un joc didactic sunt:

pregatirea jocului si a materialului necesar desfasurarii lui;

pregatirea clasei pentru joc;

desfasurarea jocului, sub supravegherea profesorului - anuntarea titlului si a scopului jocului, explicarea regulilor acestuia, executarea jocului si incheierea lui, insotita de concluzii si aprecieri;

anuntarea castigatorului/castigatorilor (daca jocul presupune o intrecere).

Folosirea jocului didactic constituie un ajutor real pentru profesor in contextul folosirii si a altor metode active ca: algoritmizarea, momdelarea si exercitiile problematizate. Prin antrenarea elevilor in activitati motivante, dinamice, placute, menite sa ii destinda, imbinate cu solicitarea tuturor functiilor intelectuale, jocul didactic contribuie la dezvoltarea capacitatilor lor cognitiv-creative.

i)  Explicatia este o forma de expunere orala in care predomina argumentarea rationala a informatiilor furnizate. In acest sens, profesorul enunta mai intii o definitie, o regula, un principiu etc. si apoi trece la dezvaluirea relatiilor cauzale, a conexiunilor interne dintre elementele cunoasterii, intelegerea esentei lucrurilor si a descoperirii cursului firesc al fenomenelor, precum si a aplicatiilor practice posibile.

Explicatia este o forma a expunerii aplicata in toate strategiile de predare. Explicatia se imbina perfect cu demonstratia si cu conversatia. Combinarea acestora il va ajuta pe profesor sa verifice daca ideile expuse au fost corect preluate si intelese de elevi. In explicatia didactica, profesorul urmareste sa puna in evidenta - pe cale deductiva/inductiva ceea ce face ca ceva anume sa fie ceea ce este si cum este.

In tabelul de mai jos sunt prezentate procedee la care poate face apel explicatia:

In explicatie profesorul este dator sa foloseasca cuvintele adecvate (riguros din punct de vedere stiintific, corect gramatical), sa realizeze o argumentatie logica si sa fie preocupat de captarea atentiei si a interesului elevilor.

Discursul didactic bazat pe explicare foloseste identificarea, recunoasterea, definirea, descrierea, clasificarea - toate acestea fiind apelate la momentul combinarii explicatiei cu demonstratia si conversatia. Functia specifica acestei metode consta in introducerea elevilor in investigarea fenomenelor (actiune specifica cercetarii stiintifice), a relatiilor dintre fenomene, sa le cunoasca si sa explice cauzele lor.

Explicatia se bazeaza pe operatii ale gandirii, cum ar fi: analiza, sinteza, comparatia, generalizarea, abstractizarea. De multe ori, pentru a intelege un concept, fenomen, o lege, un principiu etc. este necesar ca profesorul pe masura ce explica sa procedeze si la reformularea/reexprimarea unor cunostinte, potrivit nivelului cognitiv al elevului, ceea ce comporta dezvoltari, substituiri, ilustrari, descrieri, comparatii absolut indispensabile determinarii a ceea ce este inca necunoscut elevului.

Explicatia castiga in claritate si valoare, precum si in economisirea timpului, daca se folosesc diferite materiale didactice.

j)  Experimentul de laborator este metoda fundamentala in predarea-invatarea stiintelor naturii. Este metoda euristica de organizare si realizare a activitatilor practice pentru deducerea informatiilor teoretice, concretizarea, verificarea, aprofundarea si consolidarea cunostintelor si deprinderilor psiho-motorii in perspectiva pregatirii elevilor pentru integrarea socio-profesionala. El este o observare provocata.

Experimentele se folosesc de obicei integrate, in numar mai mare sau mai mic, in diferite etape ale lectiilor. Deci, experimentele de laborator pot fi organizate diferentiat, formularea sarcinilor concrete pentru efectuarea unor experimente ridicand probleme care implica: scopuri ale invatarii, accesibilitatea la invatare, continutul invatarii, locul in procesul invatarii, corelarea cu alte strategii didactice de invatare.

In structura capacitatii umane intra trei categorii de comportamente:

anticipative (pregatitoare ale experimentului);

efective (de realizare a experimentului);

evaluative (de analiza a rezultatelor experimentale).

Aceste categorii de comportamente impun trei etape distincte, obligatorii fiecarui experiment:

etapa pregatitoare - introducerea elevului in problemele experimentului, stabilirea motivatiei teoretice, a conditiilor materiale, formularea unor ipoteze, stabilirea ordinii operatiilor de efectuat;

etapa de efectuare - realizarea experimentului, observarea directa a fenomenului si interpretarea acestor observatii;

etapa de evaluare - formularea concluziilor pe baza interpretarii observatiilor si confruntarea lor cu ipotezele.

Cele mai intalnite forme ale experimentului sunt:

Experimentul cu caracter demonstrativ este un experiment de tip reproductiv intrucat presupune verificarea si confirmarea experimentala a unor legitati deja cunoscute de catre elevi. Marea majoritate a experimentelor efectuate in scoala au o functie reproductiva si pot fi integrate in orice moment al lectiei.

Experimentul cu caracter de cercetare (productiv-creativ) include experimentele in urma carora se poate deduce o regula, o lege si parcurge aproximativ etapele unei investigatii experimentale autentice:

crearea unei motivatii;

delimitarea unei probleme;

emiterea de ipoteze;

organizarea unor situatii experimentale;

desfasurarea propriu-zisa a experimentului, cu folosirea aparaturii de laborator;

prelucrarea si interpretarea datelor;

confirmarea sau infirmarea ipotezei.

Experimentul cu caracter aplicativ urmareste confirmarea experimentala a unor cunostinte stiintifice anterior dobandite. Se parcurg urmatoarele etape:

prezentarea sau actualizarea cunostintelor teoretice;

prezentarea sarcinilor de lucru;

organizarea activitatii elevilor: gruparea lor, repartizarea truselor; executarea activitatii experimentale de catre elevi sub indrumarea cadrului didactic;

consemnarea rezultatelor;

comentarea rezultatelor si stabilirea concluziilor.

Experimentul organizat pentru formarea deprinderilor motorii si intelec-tuale presupune formarea capacitatilor experimentale. Nu se poate face o delimitare stricta legata de sfera celor doua tipuri de deprinderi deoarece nu exista experienta care sa fie destinata in exclusivitate insusirii deprinderilor motorii in afara deprinderilor intelectuale.

Dupa efectuarea fiecarui experiment, cu ajutorul planului de pe tabla - care se completeaza pe masura ce se executa experientele - si folosind cele notate in caiete de catre elevi, acestia intocmesc referatul experimentului efectuat. Referatele au o mare valoare formativa, deprinzand elevii cu o munca ordonata si sistemica.

Prin introducerea experimentului computerizat (virtual), accesul elevilor la informatie este mult largit, ei putand simula pe calculator procese si fenomene fizice, urmari modul de desfasurare al actiunii, indiferent de gradul de periculozitate. Este modern, distractiv, dar are si partile negative, prin depersonalizarea demersului didactic, dezvoltarea individualismului la elevi - care pierd capacitatea de cooperare si conlucrare cu colegii din clasa.

k) Rezolvarea de exercitii si probleme, specifica invatamantului traditional, are ca scop principal consolidarea cunostintelor, accentul cazand cu preponderenta asupra exercitiilor si problemelor de calcul, deci urmarirea unui rezultat cantitativ. In invatamantul modern sfera de cuprindere a conceptului de problema este mult mai larga prin solutiile de ordin calitativ pe care le reclama - cu un rol insemnat in formarea intelectuala a elevilor.

Modernizarea sau optimizarea acestei metode se poate realiza:

in cadrul instruirii sau autoinstruirii asistate de calculator, prin folosirea programelor expert;

prin utilizarea fiselor de lucru care sa contina exercitii si probleme comune sau diferentiate, in raport cu capacitatile intelectuale ale elevilor;

prin temele de acasa, axate pe rezolvari de exercitii si probleme;

prin rezolvarea de exercitii si probleme cu caracter practic, cu continuturi atractive pentru elevi care sa vizeze preocuparile lor.

Data fiind importanta exercitiilor si problemelor pentru invatarea chimiei si deoarece este greu sa se gaseasca probleme pentru fiecare notiune atinsa la lectii, iar timpul ce poate fi alocat acestui tip de activitate este destul de restrans, aceasta metoda se va folosi concomitent cu alte metode sau procedee de invatare.

5 Mijloace si materiale didactice. Modalitati de integrare a acestora in lectia de fizica

Aplicarea metodelor active de invatare, necesita folosirea unei baze materiale adecvate, necesitate amplificata de faptul ca fizica este o disciplina aplicativa.

Mijloacele de invatamant reprezinta ansamblul materialelor utilizate in procesul didactic care contribuie la atingerea obiectivelor educationale.

Mijloacele de invatamant includ materiale, dispozitive, aparate si instalatii, cu potential pedagigic in scopul comunicarii, fixarii, evaluarii si aplicarii practice a cunostintelor.

Mijloacele de invatamant au urmatoarele functii:

Informativa (cognitiva);

Formativa (educativa);

Motivationala (stimulativa);

Estetica;

Ergonomica (reducerea efortului scolar).

Mijloacele de invatamant utilizate in predarea fizicii se pot clasifica in mijloace informative si mijloace de investigare, exersare si formare a deprinderilor.

Marea diversitate si valentele lor pedagogice determina multiple posibilitati de valorificare a mijloacelor de invatamant in procesul instructiv-educativ:

pot fi utilizate nu doar in lectii, ci si in celelalte forme de organizare a activitatii instructiv-educative: lucrari de laborator, cercuri scolare, consultatii, activitati independente;

pot contribui la atingerea tuturor tipurilor de obiective fundamentale ale activitatii didactice: comunicare (transmitere) de noi cunostinte, descoperire de noi cunostiinte, ilustrare si demonstrare a unor adevaruri, formare de notiuni si/sau abilitati intelectuale si practice, fixare, consolidare, aplicare, recapitulare, evaluare de cunostinte teoretice si practice si de abilitati intelectuale si practice;

pot fi utilizate in procesul de predare-invatare atat in activitati teoretice, cat si in activitati practice - frontale, pe grupe, individuale sau combinate;

se pot utiliza si integra in orice etapa a activitatilor didactice:

la inceputul activitatii didactice - cu scopul de a aborda o tema noua, de a sensibiliza elevii, de a le stimula interesul, de a le capta si mentine atentia, de a reactualiza anumite cunostinte si/sau priceperi si deprinderi intelectuale si practice etc.;

in anumite secvente de instruire sau pe tot parcursul activitatii didactice - cu scopul de a informa elevii, de a le comunica date, de a explica unele cunostinte, de a ilustra unele adevaruri, de a evidentia unele caracteristici ale obiectelor, fenomenelor, proceselor, de a mentine atentia elevilor etc.;

la sfarsitul activitatii didactice - cu scopul de a realiza sinteza cunostintelor, fixarea si consolidarea lor, ilustrarea, concretizarea sau completarea continuturilor predate, in corectarea eventualelor reprezentari gresite ale elevilor, in extinderea cunostintelor, in corelarea lor, in integrarea noilor cunostinte in sistemul cognitiv al elevilor.

mijloacele de invatamant pot fi valorificate de elevi nu numai in clasa, sub indrumarea profesorului, ci si in cadrul activitatilor independente si individualizate;

O componenta importanta a mijloacelor de invatamant o constituie mijloacele tehnice de instruire, care se refera la ansamblul de materiale/suporturi pe care s-a stocat informatia, la echipamentele tehnice (dispozitive, aparate audiovizuale, etc.) si la echipamentele electronice (calculatoare, proiectoare media). Deasemenea, ele includ si ansamblul cerintelor pedagogice de utilizare eficienta a lor in procesul instructiv educativ.

In timp, mijloacele de invatamant au evoluat de la obiectele naturale utilizate in invatamantul traditional la cele confectionate special pentru a fi valorificate in context didactic - unele au fost perfectionate, altele au fost inlocuite, iar altele au fost realizate. Aceasta evolutie a fost sprijinita de achizitiile din stiinta, tehnica, tehnologie, tehnologie informationala, din stiintele educatiei si de rezultatele obtinute in practica.

Mijloacele audiovizuale sunt acele mijloace care pot stoca si reda imaginea si sunetul. Ele trebuie sa faciliteze intelegerea, sa faca ideile, conceptele si continuturile clare eliminand verbalismul. Utilizate corect ele fac procesul didactic interesant si solicita participarea elevului.

Trebuie in schimb inteles ca mijloacele audiovizuale nu inlocuiesc munca profesorului ci pot doar cataliza obtinerea rezultatelor. Un profesor mediocru ramane mediocru in ciuda mijloacelor audiovizuale pe care le utilizeaza. Este necesara:

Selectarea mijlocului audiovizual care va conduce la atingerea obiectivelor cadru si specifice, a competentelor vizate;

Alegerea acelui mijloc de invatamant care va actiona eficient in plan afectiv, care va spori motivatia, care va induce atitudini;

Pregatirea specifica a grupului de elevi sau/si a profesorului pentru ca mijlocul de invatamant sa fie utilizat corect si eficient in procesul instructiv-educativ;

Utilizarea mijlocului de invatamant pe o durata optima si intr-un spatiu adecvat;

Apelarea la o alta metoda sau strategie, la un alt mijloc de invatamant care sa intareasca rezultatele anterioare.

Pentru integrarea mijloacelor de invatamant in strategii didactice adecvate, in general, se parcurg trei etape:

a) pregatirea elevilor in vederea receptionarii mesajului didactico-vizual, ceea ce presupune: stimularea atentiei, a curiozitatii; actualizarea unor cunostinte anterior invatate; orientarea elevilor in vederea receptionarii optime a mesajului audio-vizual (elevii afla ce au de urmarit, cum sa consemneze informatiile), prin formularea de intrebari si intrebari-problema la care vor cauta raspuns in timpul perceperii mesajului educativ;

b) utilizarea efectiva a mijlocului de invatamant, urmarindu-se activarea elevilor pe parcursul utilizarii, asigurarea conditiilor interactive intre profesor, elevi si mijloacele de invatamant utilizate;

c) valorificarea informatiilor dobandite in urma utilizarii mijlocului de invatamant, prin activitati ulterioare (conversatie, efectuarea unei teme etc.). In acest sens profesorul va incuraja elevii sa formuleze pareri proprii, sa isi puna intrebari, sa desfasoare activitati independente, investigatii si descoperiri pe marginea celor observate cu prilejul utilizarii mijloacelor de invatamant.

Rolul mijloacelor de invatamant nu trebuie absolutizat, ele trebuie sa fie folosite nu ca scop in sine, ci pentru cresterea eficientei procesului de predare-invatare. Ele trebuie sa reprezinte instrumente pedagogice utilizate atat de profesori, cat si de elevi, astfel incat sa se asigure caracterul activ al predarii-invatarii.

Cadrul didactic trebuie sa posede o pregatire minima in metodologia utilizarii mijloacelor tehnice de instruire, sa fie familiarizat cu utilizarea aparatelor si, desigur, sa stapaneasca bine continutul stiintific. Este necesara si pregatirea elevilor in vederea utilizarii mijloacelor tehnice de instruire si in vederea invatarii cu ajutorul acestora.

6 Evaluarea procesului de invatamant

Un profesor este precum un navigator printre obiectivele cadru si cele specifice. Pentru a sti incotro se indreapta trebuie sa stie cu precizie unde se afla. Pentru aceasta el trebuie sa tina un jurnal de bord, sa verifice coordonatele locului si sa stabileasca itinerariul.

Evaluarea este utilizata de profesor pentru:

A aprecia rezultatele obtinute;

A raporta rezultatele parintilor;

A stabili performantele scolare ale elevilor si a-i promova in alt ciclu de instruire.

Parintii, consiliul de administratie si oficialii folosesc rezultatele evaluarii performantelor scolare in reformarea sistemului de invatamant. Planul de invatamant, programele si manualele scolare sunt reconsiderate in functie de performantele scolare si standardele impuse.

Evaluarea da profesorului semnalul de feed-back cu privire la atingerea obiectivelor si il sprijina in proiectarea activitatilor viitoare. Profesorul valorifica experienta dobandita si valorifica priceperile dobandite de colectivul de elevi.

Elevii, ca rezultat al procesului de evaluare, devin constienti de succesul sau esecul invatarii si se pot motiva pentru intensificarea eforturilor.

Prin realizarea evaluarii (fig 4.6.1), profesorul primeste informatii referitoare la cantitatea si calitatea cunostintelor asimilate de elevi si la dificultatile intampinate de acestia in procesul asimilarii cunostintelor. Astfel, el evalueaza eficienta demersului didactic proiectat. Verificarea si evaluarea, corect efectuate, permit sesizarea perioadelor de declin, de stagnare si respectiv de progres in procesul asimilarii cunostintelor. Rezultatul procesului de evaluare, generand sau intretinand elevului dorinta de succes sau teama de esec, influenteaza motivatia pentru invatare.

Fig. 4.6.1 Etapele si proiectarea evaluarii

Etapele evaluarii:

masurarea, cuantificarea rezultatelor scolare prin procedee specifice, utilizand instrumente adecvate scopului urmarit (probe scrise/orale/practice, proiecte, portofolii), stabilindu-se o relatie functionala intre un ansamblu de simboluri (cifre, litere) si un ansamblu de fenomene si obiecte, conform unor caracteristici pe care acestea le poseda;

aprecierea acestor rezultate pe baza raportarii lor la un sistem de valori, a unor criterii unitare (bareme de corectare si notare, descriptori de performanta, etc.), emitandu-se o judecata de valoare;

formularea concluziilor si adoptarea deciziilor educationale adecvate in urma interpretarii rezultatelor obtinute.

Fiind un proces multidimensional, se pot identifica, in functie de criteriile alese, mai multe strategii/tipuri de evaluare:

Din punct de vedere al situatiilor de evaluare, putem identifica doua strategii :

evaluare realizata in circumstante obisnuite, bazata pe observarea activitatii elevilor;

evaluare specifica, realizata in conditii special create ce presupune elaborarea si aplicarea unor probe, partenerii angajati in proces fiind constienti de importanta demersurilor de verificare si apreciere intreprinse.

2. Dupa functia dominanta indeplinita, putem identifica doua strategii:

evaluare diagnostica (se realizeaza o diagnoza descriptiva ce consta in localizarea lacunelor si erorilor in cunostinte si abilitati dar si a "punctelor forte" si o diagnoza etiologica care releva cauzele care au generat neajunsurile constatate);

evaluare predictiva prin care se urmareste prognozarea gradului in care elevii vor putea sa raspunda pe viitor unui program de instruire;

Dupa modul in care se integreaza in desfasurarea procesului didactic, putem identifica trei strategii:

evaluare initiala, realizata la inceputul demersurilor instructiv-educative, pentru a stabili nivelul la care se situeaza elevii;

evaluare formativa (continua), care insoteste intregul parcurs didactic, organizand verificari sistematice in randul tuturor elevilor din toata materia;

evaluarea sumativa, care se realizeaza de obicei, la sfarsitul unei perioade mai lungi de instruire.

4. Dupa autorul care efectueaza evaluarea, putem identifica trei strategii:

evaluare interna, intreprinsa de aceeasi persoana/institutie care este direct implicata si a condus activitatea de invatare - profesorul clasei;

evaluarea externa, realizata de o alta persoana/institutie, alta decat cea care a asigurat derularea predarii si invatarii;

autoevaluare, efectuata de subiectul insusi asupra propriului progres.

Nu este mai putin importanta nici departajarea ce se face intre:

evaluarea preponderent pedagogica, vizand in esenta ceea ce subiectii au asimilat, ceea ce stiu sa faca si ce capacitati si trasaturi si-au format;

evaluarea preponderent psihologica, privind functiile psihice implicate in activitatea de invatare. Evaluarile psihologice vizeaza aptitudinea subiectului de a invata, adica ceea ce poate sa faca.

6. Dupa obiectul evaluarii:

evaluarea procesului de invatare (atat achizitiile cat si procesul in sine);

evaluarea performantelor (realizate individual, in grup sau de catre grup);

evaluarea a ceea ce s-a invatat in scoala sau in afara scolii.

7. Dupa accentul pus pe proces sau pe sistem:

evaluarea de proces - se refera la performantele elevilor;

evaluarea de sistem - accentul se pune pe sistemul in care se desfasoara procesul de invatamant.

8. Dupa domeniu:

evaluarea in domeniul psihomotor (capacitati, aptitudini, deprinderi);

evaluarea in domeniul socio-afectiv (atitudini);

evaluarea in domeniul cognitiv (cunostinte).

9. Dupa modul in care pot sau nu pot fi cuantificate rezultatele:

evaluare cantitativa - rezultatele sunt cuantificate in functie de un punctaj;

evaluare calitativa - rezultatele nu pot fi masurate prin cuantificare.

In practica instruirii se utilizeaza diverse metode de verificare si evaluare a rezultatelor obtinute de elevi.

Evaluarea initiala (diagnostica sau predictiva) presupune aplicarea operatiilor de masurare, apreciere si decizie la inceputul activitatii instructiv-educative, respectiv la inceputul ciclului curricular, al anului scolar, al semestrului sau al unei unitati de invatare, tema etc. Acest tip de evaluare are o functie pedagogica predominant predictiva, intrucat, plecand de la informatiile referitoare la nivelul achizitiilor elevilor, permite conturarea modului de derulare a activitatii instructiv-educative, functie de anumite coordonate spatiale si temporale.

Evaluarea continua (permanenta sau formativa) presupune aplicarea operatiilor de masurare, apreciere si decizie pe parcursul activitatii instructiv-educative (secventa de instruire, lectie, grup de lectii, sistem de activitati didactice, tema, capitol). Ea are functie pedagogica prioritar formativa pentru ca le permite elevilor sa-si urmareasca progresul, dar si sa constate eventualele stagnari. De asemenea, este continua si analitica, ii ofera profesorului informatiile concrete in legatura cu atingerea obiectivelor, cu greselile tipice si confuziile pe care le fac elevii, cu lacunele si dificultatile lor de invatare. Toate acestea vor sta la baza deciziilor pedagogice cu rol ameliorativ/de reglare, corective, de recuperare sau remediere si vor permite imaginarea de strategii didactice de predare-invatare diferentiata, contribuind astfel la prevenirea si inlaturarea esecului scolar.

Evaluarea sumativa (cumulativa) presupune aplicarea operatiilor de masurare, apreciere si de decizie la finele unei perioade mai mari de instruire: ciclu curricular, an scolar, semestru sau unitate de instruire; disciplina, sistem de activitati didactice, grup de lectii, tema, capitol. Ea are o functie pedagogica prioritar normativa; in functie de obiectivele educationale urmarite se stabilesc normele corespunzatoare perioadei de instruire parcurse si se stabilesc cu claritate criteriile de evaluare, care sunt aduse la cunostinta elevilor.

Spre deosebire de evaluarea formativa, se raporteaza la produsul educatiei, nu la proces. Ea are caracter de bilant verificand prin sondaj cunostintele, achizitiile elevului.

Evaluarile initiale, continue si sumative se pot realiza prin utilizarea unei singure metode de verificare si evaluare sau prin combinarea acestora.

Evaluarea orala se bazeaza pe conversatia profesor-elevi, prin care se verifica gradul de insusire a cunostintelor si de formare a abilitatilor intelectuale, precum si capacitatea elevilor de a opera cu acestea.

In comparatie cu evaluarea orala, evaluarea scrisa se caracterizeaza printr-un grad mai ridicat de obiectivitate, intrucat elevii trateaza in scris sarcinile de lucru (identice sau cu grad de dificultate identic).Un alt avantaj al evaluarii scrise este faptul ca intr-un anumit interval de timp sunt evaluati toti elevii din clasa.

Principalele forme ale evaluarii scrise sunt:

lucrari de control neanuntate/extemporale - care verifica o parte din cunostintele si abilitatile intelectuale din lectia de zi;

lucrari de control anuntate - care verifica cunostintele si abilitatile intelectuale din sistemul de lectii/activitati didactice corespunzator unei teme sau unui capitol;

lucrari la sfarsit de semestru si teze - care verifica operationalitatea cunostintelor si abilitatilor, esentializarea, sistematizarea lor;

chestionare, teste pedagogice de cunostinte, teme efectuate acasa.

Cele mai frecvente metode si tehnici de evaluare sunt: observatia, verificarea orala, verificarea prin lucrari scrise, metode alternative de evaluare, verificarea prin probe practice si testele standardizate.

Observatia are ca scop optimizarea procesului instruirii si se aplica in "momentele cheie" ale lectiei (in munca independenta, in cursul realizarii verificarilor sau testarilor, in momentul evaluarii atingerii obiectivelor/competentelor).

Verificarea orala este numita si examinare, chestionare orala sau ascultare. Ea se poate fi individuala, frontala sau mixta si se poate desfasura pe baza unui dialog purtat de doi elevi, printr-o dezbatere pe o tema stabilita in prealabil sau prin prezentarea unui referat urmata de o dezbatere.

Verificarea prin lucrari scrise prezinta pentru profesor avantajele: timpul scurt necesar evaluarii, posibilitatea compararii prestatiilor elevilor cu referire la acelasi subiect, asigurarea unei obiectivitati mai ridicate. Verificarea centrata pe obiective se realizeaza pentru constatarea competentei elevului cu referire la performantele precizate in obiectivele operationale, respectiv competentele derivate. Este o verificare scurta, de maximum 10 minute, realizata in cursul lectiei sau la finele acesteia.

Testele nestandardizate sunt lucrari anuntate elevilor pentru evaluarea procesului instruirii prin evaluarea gradului de atingere a obiectivelor de referinta/competentelor specifice de catre fiecare elev sau la nivelul unui item. Au ca avantaje obiectivitatea si verificarea rapida. Constau intr-un ansamblu de itemi (intrebari) si instructiuni de rezolvare a acestora, inclusiv punctajul.

Exista doua categorii de itemi:

• Itemi cu raspunsuri inchise - presupun alegerea raspunsului:

itemi cu raspuns binar (Da/Nu, Adevarat/Fals) - putin folosit la fizica;

itemi cu o singura alternativa de raspuns (o definitie, o formula etc.);

itemi cu raspunsuri multiple (5 variante din care una sau mai multe adevarate);

itemi cu raspuns structurat (un ansamblu de intrebari sau probleme, fiecare dintre acestea fiind insotit de o oferta de raspunsuri);

itemi cu completare de raspuns;

itemi cu redactare completa a raspunsului;

itemi care solicita ordonarea, clasificarea sau ierarhizarea raspunsurilor, putin folosit in fizica.

• Itemi cu raspunsuri deschise (solutii divergente):

itemi cu raspunsuri deschise dar structurate;

itemi care permit raspunsuri variate. Acest tip de test este dificil de proiectat deoarece orice ambiguitate sau eroare de formulare conduce la raspunsuri gresite sau in afara subiectului.

Lucrarea de control este o lucrare scrisa anuntata prin care se realizeaza o verificare a continutului unei unitati de invatare. Au ca scop evaluarea procesului instruirii prin evaluarea gradului de stapanire a competentelor precizate in obiectivele de referinta/competentele specifice.

Lucrarea scrisa semestriala (teza) este o lucrare planificata si anuntata din timp, pentru evaluarea gradului de atingere a competentelor specifice. Prin ponderea pe care o are nota obtinuta la teza in media elevului (25%), functia acestui tip de examinare este in egala masura una de evaluare a procesului instruirii si randamentului scolar al elevului.

Metode alternative de evaluare

Proiectul vizeaza evaluarea unui esantion de competente specifice. Este o lucrare scrisa elaborata individual sau in grup, tema fiind aleasa de profesor. Se concretizeaza intr-o solutie (metoda de rezolvare teoretica sau experimentala), material informativ sau un produs grafic (schema, proiect) sau material (macheta, aparat etc.). Elaborarea proiectului incepe in clasa, continua acasa si se finalizeaza printr-un raport asupra rezultatelor obtinute sau produsului realizat. Prin proiect se evalueaza: metodele de lucru, utilizarea corespunzatoare a materialelor si echipamentului, corectitudinea sau acuratetea tehnicii, organizarea materialelor si documentelor in raport, calitatea prezentarii, creativitatea si ingeniozitatea manifestata.

Portofoliul consta intr-un ansamblu de documente, materiale si alte realizari ale elevilor, elaborate cu referire la o tema data. Prin intermediul lui se evalueaza un esantion mare de obiective de referinta sau competente specifice. Se evalueaza fiecare rezultat/produs si procesul prin care acesta a fost obtinut de elevi.

Verificarea prin probe practice este aproape uitata astazi, din cauza lipsei de aparatura didactica. Are ca scop verificarea deprinderilor practice, prin reproducerea unor experimente anterioare, realizarea unor lucrari de laborator inedite sau realizarea unui experiment ca o solutie la o problema deschisa.

Testele standardizate sunt elaborate de catre colective de specialisti. Utilizarea lor este precedata de experimentare prin aplicarea pe un esantion de elevi considerat reprezentativ pentru elevii de o anumita varsta. Se aplica pentru evaluarea randamentului scolar si (indirect) a eficientei unui proces de instruire. Au la baza seturi de norme si reguli ce urmaresc asigurarea validitatii si fidelitatii.

Evaluarea centrata pe progres poate fi realizata printr-un test de evaluare sumativa, daca li se cere elevilor sa explice observatiile experimentale realizate in lectiile anterioare.

Cadrul didactic trebuie sa-si imbunatateasca practica evaluarii, alternand metode si instrumentele traditionale (probe orale, probe scrise, probe practice) cu cele complementare (observarea sistemica si directa a elevului, investigatia, interviul) si active (lucrarile de laborator, proiectul de cercetare, portofoliul).

Folosind oricare metoda de evaluare, se pot evalua:

cunostinte insusite: concepte, definitii, legi, teoreme, formule;

insusiri intelectuale: gandire logica, gandire divergenta, putere de interpretare si sinteza, creativitate;

capacitatea de aplicare a cunostintelor: deprinderi practice de utilizare a materialului didactic, priceperi in alegerea unui mod de lucru si in alegerea cailor optime de rezolvare a problemelor;

posibilitati de comunicare: in relatie cu colegii, cu adultii si capacitatea de a se adapta si de a lucra eficient intr-o echipa.

Evaluarea ajuta:

elevul sa-si cunoasca rezultatele si sa-si aprecieze nivelul atins, astfel incat sa poata alege forma de continuare a studiilor;

profesorul sa cunoasca lacunele elevului si sa poata adopta metode optime de predare-invatare;

parintele sa afle din timp daca elevul intampina dificultati si daca poate depasi perioada critica.

Este necesar ca elevul sa cunoasca criteriile si indicatorii care se iau in considerare in evaluarea activitatilor sale. Acest lucru nu este usor, mai ales ca, in practica educativa, aceste criterii si indicatorii sunt mai mult impliciti decat expliciti.

In cadrul invatarii autentice si semnificative, participarea elevului in momentul stabilirii acestor criterii, indicatori si nivele de obtinere, este fundamentala. Cand dispune de aceste cunostinte, elevul se poate orienta mai usor in invatare, centrandu-se pe aspectele de baza si stabilind decizii discriminatorii efective.

In concluzie, evaluarea :

este un proces - activitate etapizata, desfasurata in timp,

nu se rezuma la notarea elevilor, ci vizeaza domenii si probleme mult mai complexe (programe de invatamant, sistemul in ansamblu),

implica un sir de masuri, comparatii, aprecieri, deci judecati de valoare, pe baza carora se pot adopta anumite decizii, menite sa optimizeze activitatea sau domeniile supuse evaluarii.

Evaluarea reprezinta deci o componenta a tehnologiei didactice al carei scop il constituie cunoasterea randamentului scolar, a raportului dintre performanta insusita de elevi si cea proiectata de profesor; presupune obtinerea de informatii despre prestatia elevilor - abilitati intelectuale, practice, comportamentale, in comparatie cu prestatia anticipata prin obiectivele operationale, dar si despre prestatia didactica a profesorului si despre impactul si eficienta curriculumului.

In tara noastra activitatea de invatare porneste de la enuntarea obiectivelor generale. Programele scolare pentru diciplinele de invatamant incep prin a enunta obiectivele specifice fiecarei discipline, oferind un ghid celor care le folosesc; profesorii stabilesc sistemele de lectii si fiecarei lectii in parte le vor stabili obiectivele operationale. Acestea devin repere ale activitatii de predare-invatare si criterii de evaluare a progreselor inregistrate de elevi, a eficacitatii activitatii.

ORGANIZAREA EVENIMENTULUI DIDACTIC

De la predare la invatare - schimbare de paradigma

Paradigma traditionala a invatamantului preuniversitar este practic paradigma "predarii". La baza acestei paradigme se afla transmiterea informatiilor de la profesor la elevi in timpul predarii si, invers, de la elevi la profesor in timpul evaluarii. Dar adevaratul scop al scolii consta in producerea invatarii, folosind orice mijloace adecvate [45].

Paradigma noua, care poate fi numita paradigma "invatarii", inseamna de fapt, ca scoala isi asuma responsabilitatea pentru invatarea elevilor. Acestia trebuie sa devina actori ai propriei invatari, sa poarte propria responsabilitate pentru invatare. Sinergia responsabilitatii scolii si a elevului pentru invatare conduce la rezultate foarte bune.

Odata cu aparitia noilor tehnologii, apar noi tendinte in evolutia strategiilor didactice: transformarea educabilului in subiect activ al propriei deveniri si apropierea cunoasterii didactice de cunoasterea stiintifica.

I. Nicola considera ca modernizarea tehnologiei si a strategiilor didactice consta in crearea unui cadru adecvat care sa asigure transformarea celui care invata in subiect al propriei formari. Cealalta tendinta a apropierii cunoasterii didactice de cunoasterea stiintifica presupune aceeasi activizare a educabilului pornind de la premisa ca nu este important sa se memoreze descoperirile stiintei ci sa fie introdus cel care invata in mecanismele care au condus la acele descoperiri. Astfel, educabilul urmeaza sa fie pus in ipostaza de cercetator, pentru a parcurge singur drumul cunoasterii pentru a descoperi adevarurile stiintifice. In acest fel el va insusi nu numai produsul stiintei ci si unele aspecte ale tehnicii descoperirii lui. Pentru aceasta urmeaza sa apelam la strategii didactice corespunzatoare, ce se aplica diferentiat de la un obiect de studiu la altul.

2 Invatarea prin combinare de strategii didactice

In literatura de specialitate apar multe incercari de definire a termenului din ce in ce mai intalnit in peisajul educational: Blended learning - Invatare prin combinare de strategii didactice. Potrivit lui Caroline Gray, termenul reprezinta o abordare obisnuita a invatarii, care se bazeaza insa pe un amestec de metode de predare, de suport si de sustinere a abilitatilor necesare pentru deprinderea unei meserii de top [46].

Aceasta strategie de invatare poate sa combine:

v    tehnologii bazate pe web (web-based) precum clasele virtuale, instruirea in ritm propriu, invatarea colaborativa, redarea in flux audio si video (streaming video);

v    diferite abordari pedagogice (constructivism, behaviorism, cognitivism), cu scopul de a atinge un rezultat optim al invatarii;

v    orice forma a tehnologiei utilizate in activitatea educationala efect armonios al invatarii;

v    invatarea sincrona cu cea asincrona;

In contextul apropierii cunoasterii didactice de cunoasterea stiintifica [47, p.397], scoala trebuie sa atribuie un rol sporit stiintei in activitatile educationale. Ea ar trebui sa le ofere elevilor oportunitatea de a se dezvolta in directia cunoasterii stiintifice, a promovarii gandirii critice, a actionarii bazate pe natura empirica a stiintei, a utilizarii literaturii stiintifice [48].

Fig. 1.1 Modelul Blended Learning - Harta Conceptuala

(preluare https://www.slideshare.net/jtholden/developing-a-blended-learning- strategy-instructional-media-pedagogical-considerations)

Din acest motiv, metodele didactice recomandate in abordarea lectiilor de fizica sunt cele euristice: problematizarea (Problem-based learning), descoperirea/cercetarea (Inquiry learning), invatarea bazata pe proiecte (Project-based learning), cu combinarea modelarii si a experimentelor.

Fig. 1.2 Combinarea metodelor euristice de invatare

(preluare https://ssla.wikispaces.com/Showcase+2008)

Metoda invatarii prin cercetare (Inquiry based Learning - IBL) sau descoperirea independenta, reprezinta o varianta superioara a invatarii prin descoperire, in care elevul este pus in situatia de a actiona si gandi independent, profesorul intervenind doar atunci cand se indreapta spre o cale care se inchide. Independenta elevului fata de profesor este maxima, fara a se produce insa vreo ruptura totala intre ei. Ea se manifesta prin initiative si cautari neintrerupte din partea elevului, prin preocuparea profesorului de a organiza cele mai adecvate conditii didactico-metodice in acest sens. Metoda presupune sa-i punem pe elevi in ipostaza de cercetatori, de a formula ipoteze, de a cauta ei insisi adevarurile stiintifice organizand situatii experimentale, de a descoperi logica stiintei sesizand inlantuirile cauzale, intr-un cuvant de a se familiariza cu particularitatile demersului stiintific [47, p. 308].

Invatarea bazata pe proiecte ii implica pe elevi in activitati de investigare ale unor probleme obligatorii si au drept rezultat obtinerea unor produse autentice. Invatarea bazata pe proiecte dezvolta cunostinte si capacitati intr-un domeniu prin sarcini de lucru extensive, care promoveaza investigatia si demonstratiile autentice ale invatarii prin rezultate si performante.

Totodata, ea ofera elevilor posibilitatea de a cunoaste in profunzime problema abordata, de a acumula cunostinte in mod independent si de a dezvolta capacitati, precum competenta de a comunica, spiritul de a lucra in echipa, de a utiliza tehnologii informational computerizate (TIC), dezvolta initiativa si increderea in fortele proprii.

De ce 'Invatarea prin proiecte'?

Proiectul a devenit astazi un instrument de lucru necesar desfasurarii activitatilor umane, in toate domeniile social-economice.

Trasatura dominanta a unui proiect este triplul sau caracter colectiv prin: grupul tinta ca beneficiar, prin parteneriat ca initiere, prin spiritul de echipa ca realizare.

De aceea, predarea prin proiecte, poate genera un mediu educational care sa dezvolte abilitatile necesare secolului XXI: responsabilitate, capacitate de adaptare, creativitate, gandire critica si sistemica, abilitati de comunicare si de colaborare.

Acest tip de invatare dezvolta cunostinte, abilitati si atitudini, prin sarcini de lucru extinse ce promoveaza investigatia, demonstratia, prin strategii instructionale variate, imbunatatind astfel performantele elevilor.

Aplicarea flexibila a curriculumului, intr-un act educational centrat pe elev, permite stabilirea unor sarcini de invatare adaptate nivelului elevilor, fiind totodata atractive, motivante si accesibile.

Rolul elevilor in cadrul unui proiect

Invatarea facilitata prin metoda proiectului implica elevii in investigarea unor probleme captivante, angajandu-se in roluri active, cum ar fi rolul celui care:

ia decizii,

rezolva probleme,

investigheaza,

documenteaza.

Elevii prin asumarea diferitelor roluri trebuie sa indeplineasca sarcini pline de semnificatie, demonstrandu-si cunostintele si abilitatile prin intermediul produselor ce sunt publicate, prezentate sau afisate.

"Invatand prin proiecte" elevii isi pot dezvolta aptitudini reale, cerute in zilele noastre, cum ar fi:

spiritul de echipa

capacitatea de a lua decizii

initiativa

comunicarea eficienta

capacitatea de a rezolva probleme complexe

capacitatea de auto - directionare

Traim intr-o societate dinamica, ce se afla intr-o continua transformare, adaptare, miscare. Schimbarile majore din stilul nostru de viata si din obiceiurile noastre, induse de diferite influente culturale, sociale, economice si tehnice se reflecta si in instruirea- educatia noastra. Mobilitatea crescanda a populatiei, a tehnicii si a tehnologiei, a simbolurilor si informatiei schimba si modifica sensul educatiei. Ca urmare, astazi omul isi construieste educatia personala cu totul altfel decat in trecut. Pentru majoritatea indivizilor, educatia este un mod "natural" si general acceptat de a-si construi identitatea, personalitatea - "Sunt ceea ce invat si cum invat".

3 Etapele folosite in proiectarea demersului didactic

a) Predarea prin proiecte; realizarea portofoliului

Profesorul este cel care utilizeaza programa scolara la clasa. El trebuie sa proiecteze predarea astfel incat toti elevii sa-si insuseasca notiunile si conceptele din curriculumul educational. Acest lucru se poate face prin gandirea invatarii sub forma unui proiect care sa cuprinda toti elevii unei clase, in functie de capacitatile lor si care sa-i determine sa studieze problema supusa atentiei de profesor. De aceea predarea trebuie sa plece de la formularea unei "intrebari cheie" care are conexiune cu lumea reala in care elevii cresc, se dezvolta, traiesc.

Pornind de la intrebarea cheie profesorul isi formuleaza obiectivele de referinta sau competentele specifice si obiectivele operationale ale invatarii. In formularea obiectivelor invatarii trebuie sa aiba in vedere taxonomia lui Bloom si armonizarea acestora cu capacitatile intelectuale dezvoltate de Gardner. Un aspect foarte important este conceperea predarii prin proiecte din prisma gandirii elevului si a diferentierii gandirii.

Comunitatea in care ne instruim - scoala, parintii, mediul social si de afaceri se poate implica in predare prin participare activa - discutii cu elevii, furnizarea unor materiale necesare, initierea unor actiuni sociale. Pentru aceasta profesorul trebuie sa prezinte obiectivele proiectului, sa explice etapele de desfasurare si finalitatea lui.

Odata lansata ideea proiectului, urmeaza predarea si adaptarea predarii pentru realizarea obiectivelor propuse.

b) Internetul, suport pentru predare si invatare

Internetul este cel care ne furnizeaza informatiile necesare realizarii proiectului si cel care ne usureaza munca prin inlesnirea comunicarii si a muncii in echipa. Astfel proiectul poate fi lansat folosind resursa on-line si resursa off-line.

Resursa on-line poate fi un blog al clasei, un wiki. Profesorul poate sa controleze clasa, sa controleze invatarea si progresul, sa ofere consultanta prin explicarea suplimentara a cunostintelor acolo unde este nevoie. Resursa off-line pot fi site-uri web ce ofera informatii in legatura cu tema proiectului.

Elevii trebuie familiarizati cu aceste instrumente rapide si moderne de lucru prin prezentarea produselor care faciliteaza instruirea si prin intelegerea modului in care se utilizeaza corect aceste produse.

Astfel legea drepturilor de autor si a drepturile conexe, pentru combaterea pirateriei in domeniile audio si video, precum si a programelor pentru calculator, legea privind administrarea registrului programelor pentru calculator (RPC), legea privind incadrarea in activitatea de creatie de programe pentru calculator - trebuie sa fie permanent aduse in discutie si sa li se insufle elevilor acest drept al protejarii muncii intelectuale.

Resursele trebuie integrate corect in invatare pentru a sprijini documentarea, in rezolvarea problemei.

c) Evaluarea continua, reusita invatarii

Daca invatarea este centrata pe elev, acesta trebuie implicat si in procesul de evaluare. Pentru acest lucru, elevul are nevoie de oportunitati de invatare si de punerea lor in practica.

Evaluarea are in vedere evaluarea proiectarii si evaluarea invatarii. Evaluarea proiectarii urmareste atingerea standardelor de performanta de catre profesor prin intocmirea unei grile de evaluare a portofoliului. Grila este diferentiata pe mai multe aspecte ale proiectarii invatarii si pe mai multe nivele de performanta. De asemenea se va avea in vedere si un plan de implementare al proiectului pe fiecare etapa de realizare a lui.

Evaluarea invatarii este evaluarea elevului. Evaluarea porneste de la identificarea nevoii de invatare a elevului si urmarirea progresului lui, pe toata durata desfasurarii proiectului. Astfel progresul elevului se poate monitoriza prin crearea si utilizarea planurilor de proiect, a grilelor de evaluare, a listelor de verificare si a criteriilor de evaluare. O practica necesara este utilizarea intrebarilor de reflexie care sa-i ajute sa se gandeasca la propriul proces de invatare si autoevaluare. Stabilirea de obiective, definirea de sarcini si identificarea a ceea ce urmeaza invatat, identificarea dificultatilor in invatare si analiza strategiilor de ameliorare, impreuna cu oferirea si primirea de feedback de la colegi contribuie la dezvoltarea sentimentului de control asupra procesului de invatare.

Aceste modalitati de evaluare sunt si o modalitate de auto-control al elevului. Evaluarea sumativa este evaluarea produsului realizat de elevi folosind cerintele predarii prin proiecte. Evaluarea sumativa trebuie sa ia in considerare:

- competentele si cunostintele

- capacitatile de gandire

- instrumentul de evaluare adecvat nevoilor

d) Succesul in invatare

Unitatile de invatare care se predau prin metoda proiectului se centreaza pe elev - nevoile si interesul elevului. Elevii sunt implicati in luarea deciziilor cu privire la continutul, procesul si produsul invatarii. Proiectul permite elevului sa abordeze tema din perspectiva proprie, sa dezvolte abilitati noi, sa lucreze asupra capacitatilor pe care le au deja si sa creeze produse care ii caracterizeaza. In timpul desfasurarii activitatii elevii vor avea ritmul propriu de lucru, vor lua decizii proprii, vor avea initiativa, vor colabora, vor consulta mai multe surse de informare, vor fi conectati la viata reala. Atunci cand predarea se pliaza pe nevoile elevului, toti elevii au nevoie de un mediu si conditii adecvate nivelului lor, de sprijin individualizat care sa le permita sa-si foloseasca punctele tari si interesele pentru reusita invatarii.

Astfel succesul in invatare se poate asigura cum spunea Tomlinson (2000) - prin continut, proces, produse si prin mediul de invatare. Prin continut, selectand ceea ce vor invata elevii si modul in care vor obtine informatiile, prin proces adica prin diferite moduri de abordare a continutului, prin produse adica prin crearea de oportunitati diferite de aplicare, exersare, extindere a ceea ce au invatat si prin mediul de invatare, adica prin crearea de spatii si zone linistite de interactiune. Acesta este obiectivul educatiei viitorului - autodirectionarea invatarii.

4 Proiectarea unitatii de invatare

4.1 Planul Unitatii de invatare

4.2 Proiect de activitate didactica

Proiect de lectie

Clasa: a XII-a

Disciplina Fizica

Tema: Esentializarea si sistematizarea continuturilor invatate

Tipul lectiei evaluare prin prezentare in powerpoint

Scopul:

Stimularea interesului elevilor pentru disciplina fizica

Imbunatatirea nivelului de cunoastere reciproca.

Realizarea unor schimburi de idei intre elevi si cadre didactice

Obiective operationale:

Descrierea si generalizarea unor procedee, tehnici, relatii

Intelegerea si utilizarea corecta a notiunilor si termenilor specifici

Realizarea unor conexiuni intre cunostintele dobandite si aplicarea acestora

Indeplinirea completa a sarcinilor trasate de profesor

Participare activa la discutiile de la clasa si abilitatea de a lucra in echipa

Sursele si imaginile sunt citate corespunzator

Argumenteaza ideile

Enumera caracteristicile si aplicatiile practice

Competente evaluate:

-calitatea informatiei, claritatea expunerii, modul de cooperare in elaborarea si prezentarea temei, impactul acesteia asupra celorlalti elevi.

Strategie didactica:

- mijloace de predare - verificare conversatia euristica, problematizarea,

explicatia, verificarea orala.

- mijloace de invatamant creta, tabla, soft educational.

- forma de organizare frontala, pe grupe de lucru.

- metode de evaluare - verificare curenta orala

- observarea sistematica a elevilor

Succesiunea activitatilor de invatare:

4.3 Ghid de notare a proiectului

4.4 Poster de promovare a temei

Poster de promovare a temei

,, Procedee de tratamente si acoperiri ale suprafetelor materialelor metalice

Concluzii

Lucrarea de fata prezinta un studiu asupra particularitatilor si a proprietatilor straturilor subtiri din carbura de titan depuse prin metoda TVA ca o alternativa la alte tehnici conventionale de sedimentare. Alaturi de tehnologiile traditionale existente inca de la mijlocul secolului trecut, astazi asistam la aparitia si perfectionarea unor tehnici moderne de depunere care asigura un grad mare de puritate, de aderenta sau de rezistenta la uzura a straturilor depuse. Materialele nanostructurate, intens studiate in ultimii ani, prezinta interes datorita proprietatilor speciale mecanice, tribologice si functionale. Ele sunt utilizate in special ca straturi de protectie pentru suprafetele componentelor mecanice la macro si micro scara. Performantele spectaculoase obtinute prin aplicarea de straturi dure pe suprafetele active ale unor organe de masini, dar mai ales ale unor scule, au constituit principalul argument pentru dezvoltarea accelerata a acestui domeniu. Consideratiile de natura ecologica au fost un alt argument important in favoarea dezvoltarii tehnologiilor de depunere a straturilor subtiri in vid.

Dezvoltarea acestui nou tip de arc TVA in vapori proveniti de la anod si catod incalzit ofera noi posibilitati de cercetare ale acestor fenomene. In acelasi timp, aceste fenomene ofera avantaje substantiale in intrarea pe piata a acestor aplicatii. Explicatia se atribuie faptului ca in vid se pot depune filme curate, reproductibile si cu calitati structurale performante.

Metoda arcului termoionic in vid (TVA) este o metoda competitiva, deoarece acest sistem poate incalzi la temperaturi inalte orice material, fiind una din cele mai adecvate metode pentru evaporarea carbonului. De asemenea, prin utilizarea acestei tehnologii se fac depuneri de straturi subtiri cu un grad de puritate crescuta in conditiile in care stratul care se depune este bombardat cu ioni de energie mare ai materialului de depus.

Investigatiile TEM si AFM au aratat uniformitate si netezime a substratului oferind astfel avantaje convingatoare pentru aplicatiile in curs de dezvoltare.

Prin metoda TVA (arc termoionic in vid) se pot realiza filme cu structuri nanometrice. Filmele sunt compacte, au rugozitate redusa si nu au structura columnara. Aderenta filmelor la substrat creste foarte mult datorita energiei ionilor.

Prin depunere simultana carbon-titan, se pot obtine filme cu proprietati tribologice, utile in industria de automobile, respectiv filme rezistente la coroziune si temperaturi inalte.

Implementarea temei alese in cadrul clasei de elevi s-a realizat prin metoda actiunii directe si anume proiectul. Datorita calificarilor profesionale ale elevilor, tema aleasa a putut fi extinsa la nivel interdisciplinar. In cadrul acesteia elevii au fost antrenati intr-o serie de activitati al caror scop a fost extinderea domeniului de cunoastere al acestora. Proiectul produce rezultate concrete care pot fi vazute sau verificate. Cresterea interesului elevilor pentru studiu prin folosirea proiectului a fost evident.

Integrarea acestei metode a permis realizarea unei eficiente sporite a activitatii didactice printr-o structurare noua, dinamica si atractiva a lectiilor de fizica.

In acest context, in care profilul de formare al absolventului de invatamant obligatoriu este conturat de gandirea critica, adaptabilitate, mobilitate, capacitatea de a utiliza tehnologiile in mod adecvat, capacitatea de a invata lucruri si de a-si forma/dezvolta abilitati noi etc., solicita cadrelor didactice schimbari de paradigma in abordarea continuturilor invatarii si a organizarii activitatilor didactice.

Avantajele metodei proiectului au constat in valorificarea experientei elevilor, in atitudinea lor in raport cu produsul realizat, in utilizarea tehnologiilor informational-computerizate pentru realizarea invatarii etc. In demersul pentru proiectarea temei, un rol special l-a constituit motivatia elevilor, medierea profesorului si tehnologia realizarii.

Utilizarea acestei metode in lectiile de fizica vine in completarea nevoii de revitalizare a interesului pentru studiul acestei discipline in contextul aparitiei noilor tehnologii educationale. Elevii au fost angajati in sarcini autentice de lucru care permit ancorarea lor in realitate si valorizarea cunostintelor capatate.

Efectele educationale ale metodei proiectului indica urmatoarele beneficii: continuitatea invatarii, dezvoltarea integrala a personalitatii, realizarea elevului ca fiinta umana, siguranta procesului de constientizare, capacitatea cooperarii, descoperirea sinelui prin comunicare si constientizarea eu-lui prin ,,noi", oferirea de libertate elevului.

In concluzie apreciez ca modul in care tema a fost conceputa, realizata, integrata in lectiile de fizica a permis realizarea unui salt calitativ atat sub aspectul formativ, cat si informativ, in insusirea temeinica a cunostintelor.

Bibliografie

Tadeusz Burakowsky and Tadeusz Wierzchon, Surface Engineering of Metals - CRC Press, p. 16 (1999).

M. C. Roco, R. S. Williams, P. Alivasatos, Eds. Nanotechnology Research Directions: IWGN Workshop Report, Kluwer Academic Publishers: Norwell (1999).

ED. R. H. J. Hannink and A. J. Hill, Nanostructure control of materials, Willey (2006).

H. O Pierson, Handbook of Chemical Vapor Deposition Principles, Technology, and Applications, Wiliam Andrew Inc. (1999).

M. Ohring, Materials Science of Thin Films: Deposition and Structure, Academic Press (2002).

P. K. Bachman, G. Gartner, H. Ludtin, Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition Processed, p52, MRS Bulletin: A Publication of the Materials Research Society, Volume 13, No.12 (1998).

A. Grill, Cold Plasma in Materials Fabrication, IEEE Press (1993).

B. Chapman, Glow Discharge Processes, John Wiley and Sons (1980).

Lafferty J. M., Vacuum Arcs Theory and Aplication, Wiley, New York (1980).

Mateescu Gh., Tehnologii avansate. Depuneri de filme subtiri in vid,  Bucuresti (1998).

J. Reece Roth - Industrial Plasma engineering, Volume 2: Application Nonthermal Plasma Processing, Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia (2001)

PNCDI 2 - CNMP - Parteneriate, Tehnologii Inovative destinate imbunatatirii proprietatilor de suprafata ale materialelor metalice utilizate in productia de automobile, etapa 2 (2008).

PNCDI 2 - CNMP - Parteneriate, Tehnologii Inovative destinate imbunatatirii proprietatilor de suprafata ale materialelor metalice, utilizate in productia de automobile, etapa 5 (2010).

C. Surdu-Bob, I. Mustata, C. Iacob, J. Optoelectron Adv. Mater., Vol. 9, No. 9,    p. 2932-2934 (2007).

R. Vladoiu, V. Ciupina, M. Contulov, V. Dinca, A. Mandes, G. Musa, "Substrate's Influence on the Interface Properties of the Nanocarbon Films Deposited by Thermionic Vacuum Arc (Tva) Method", 10th International Balkan Workshop on Applied Physics (IBWAP), 6 - 8 Iulie 2009, Constanta, Romania.

G. Musa, N. Betiu, I. Mustata, A. Baltog, A. Popescu, Proceed. XI-th Int. Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, Berlin, 229 (1984)

H. Ehrich, J. Schuhmann, G. Musa, A. Popescu, I. Mustata, Thin Solid Films 333, p. 95-102, (1998).

R. Vladoiu, G. Musa, I. Mustata, J. Optoelectron Adv. Mater., Vol. 5, No.1, 325-330, (2003).

R. Vladoiu, G. Musa, International Conference on Advanced Materials and Structures (AMS 2002), Timisoara, 19-21 septembrie, Romania (2002).

G. Musa, I. Mustata, M. Blideran, V. Ciupina, R. Vladoiu, G. Prodan, E. Vasile, H. Ehrich, International Conference on phenomena in Ionised Gases (ICPIG XXVI), Greisfwald, 15-20 July, Germany, 173 (2003).

C. P. Lungu, I. Mustata, G. Musa, A. M. Lungu, V. Zaroschi, K. Iwasaki, R. Tanaka, Y. Matsumura, I. Iwanaga, H. Tanaka, T. Oi, K. Fujita, Surface & Coatings Technology 200, p. 399 - 402 (2005).

 M. P. Delplancke-Ogletree, O. R. Monteiro, I. G. Brown, Deposition of titanium carbide films from mixed carbon and titanium plasma streams, J. Vac. Sci. Technol. 15 (1997) 1943-1950.

B. E. Jacobson, C. V. Deshpandey, H. J. Doerr, A. A. Karim, R. F. Bunshah, Microstructure and hardness of Ti(C, N) coatings on steel prepared by the activated reactive evaporation technique, Thin Solid Films 118 (1984) 285-292.

T. H. Fang, S. R. Jian, D. S. Chuu, Nanomechanical properties of TiC, TiN and TiCN thin films using scanning probe microscopy and nanoindentation, Applied Surface Science 228 (2004) 365-372.

S. Q. Wang, L. H. Allen, Thermal stability of α-titanium in contact with titanium nitride, J. Appl. Phys. 79 (1996) 2446.

H. M. Gabriel, K. H. Kloos, Morphology and structure of ion-plated TiN, TiC and Ti(C, N) coatings, Thin Solid Films 118 (1984) 24

Victor Ciupina, Rodica Vladoiu, Petrica Popov, Virginia Dinca, Mirela Contulov, Aurelia Mandes and Cristian Petrica Lungu, Characterization of Nanostructured TiC Thin Films Synthesized by TVA (Thermionic Vacuum Arc) Method, A 2 (1) (2012) 16-21.

M. L. F. Parames, O. Conde, Growth of TiC films by thermal laser-assisted chemical vapour deposition, Applied Surface Science 109-110 (1997) 554-558.

V. S. Teodorescu, M. G. Blanchin, Fast and simple specimen preparation for TEM studies of oxide films deposited on silicon wafers, Microscopy and Microanalysis 15 (2009) 15-19.

V. Ciupina, I. Morjan, R. Alexandrescu, F. V. Dumitrache, G. Prodan, C. P.Lungu, R. Vladoiu, I. Mustata, V. Zarovschi, J. Sullivan, S. Saied, E. Vasile, I. M. Oancea-Stanescu, M. Prodan, D. Manole, A. Mandes, V. Dinca, M. Contulov, "Synthesis and characterization of some carbon based nanostructures - Proc. Of SPIE Optics & Photonics, Vol. 7764, p. 77640O1 - 77640O9 (2010).

A. K. Batlacharya, W. D. Nix, Int. J. Solids Struct., Vol. 38, p. 335 (2001).

R. Vladoiu, V. Ciupina, C. Surdu-Bob, C. P. Lungu, J. Janik, J. D. Skalny, V. Bursikova, J. Bursik, G. Musa, "Properties of the carbon thin films deposited by Thermionic Vacuum Arc", ISI-JOAM (in press)

Mirela Contulov, Obtinerea structurilor pe baza de carbon prin metoda Arcului Termoionic in Vid in Flux de Gaz (G-TVA), Bucuresti (2010).

A. Dragu, S. Cristea, Psihologie si pedagogie scolara, Editura Ovidius   University Press, Constanta (2002).

O. F. Caltun, Didactica Fizicii, Editura Universitatii ,,Alexandru Ioan Cuza", Iasi (2002).

S. A. Ioan, E. Pascu, Metodica predarii fizicii, Editura Victor, Bucuresti (2003).

C. Cucos, Pedagogie, Editura Polirom, Iasi

A. Cosmovici, L. Iacob, Psihologie scolara, Editura Polirom, Iasi

I. Bontas, Pedagogie, editia a-III-a, Editura All, Bucuresti

I. Cerghit, Metode de invatamant, editia a-III-a, Editura Didactica si Pedagogica R.A., Bucuresti

C. Oprea, Strategii didactice interactive, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti

M. Popescu, V. Tomescu, S. Strazzaboshi, M. Sandu, Fizica F1-F2, clasa a-XII-a, Editura LVS Crepuscul, Ploiesti

C. Mantea, Fizica F1, clasa a-XII-a, Editura ALL EDUCATIONAL, Bucuresti

Cleopatra Gherbanovschi Nicolae Gherbanovschi, Fizica clasa a-IX-a, Editura Niculescu ABC, Bucuresti

Barr, R.B., Tagg, J. From Teaching to Learning  - A New Paradigm for Undergraduate Education. In Change, November-December, 13-25 (1995).

https://www.astd.org/LC/2006/0306_gray.htm, accesat 4.06.201

I. Nicola, Pedagogie, Editura Didactica si Pedagogica R.A., Bucuresti (1994).

Nuangchalerm, P. Engaging students to perceive nature of science through socioscientific issuesbased instruction. Eur. J. Soc. Sci. 13, 34-37 (2010). 

I. Cerghit, Sisteme de instruire alternative si complementare. Structuri, stiluri si strategii, Editura Aramis, Bucuresti (2002).

SIVECO Romania, Intel Teach- Instruirea in societatea cunoasterii (2009).