Transcript Cercul profesorilor de fizică 26 mai 2011

CERCUL PEDAGOGIC
AL PROFESORILOR DE FIZICĂ-GIMNAZIU,
ZONA RĂDĂUŢI, 26 MAI 2011
Motto: „Niciun om nu se întăreşte citind
un tratat de gimnastică, ci făcând exerciţii;
niciun om nu se învaţă a judeca citind judecăţi
scrise de alţii,
ci judecând singur şi dându-şi seama de natura
lucrurilor”
Mihai Eminescu
Referat cu tema: “Abordarea interdisciplinară a
noţiunilor de fizică, chimie, biologie”
Prof. Magdalena, COSOVANU,
Grupul Şcolar „Vasile Gherasim” Marginea
http://www.dailymotion.com/video/
xia72k_de-la-bloc-la-iurta_lifestyle
„Toate companiile te fac să te
gândeşti numai la locul de
muncă. Viaţa ta personală nu
mai există!” .

„De multe ori, pretenţia de interdisciplinaritate
a unor cursuri nu e altceva decât pretenţie, în
vreme ce deschiderea interdisciplinară a altora
– din simplul fapt că e „veche“ de câteva decenii
(de ex., istoria literară care întâlneşte istoria
sistemelor politice) – trece drept o banalitate de
bun-simţ. Being interdisciplinary is so very hard
to do („A fi interdisciplinar e foarte greu“), din
principiu. ... Interdisciplinaritatea nu e o cale
simplă pentru nimeni ... Nu cumva riscăm să
confundăm multitasking-ul (cu care ne
obişnuiesc ultimele evoluţii tehnologice) cu
interdisciplinaritatea pierdută şi, mai periculos,
modelul Wikipedia cu spiritul enciclopedic?
Cum spuneam, nu am răspunsuri, am numai
întrebări.”
„Integrarea intradisciplinară vizează organizarea şi predarea unor conţinuturi interdependente
aparţinând aceluiaşi domeniu de studiu, în vederea rezolvării unei probleme, studierii unei teme
sau dezvoltării unor abilităţi. Această modalitate de abordare a conţinuturilor oferă agenţilor
educaţionali parcurgerea rapidă a unui volum de cunoştinţe însă dintr-o singură direcţie.
Interdisciplinaritatea presupune abordarea
conţinuturilor complexe având ca scop formarea
unei imagini unitare asupra unei anumite
problematici. Ea vizează relaţiile, în special de
metodologie care se stabilesc între discipline
diferite, sau mai bine zis transferul metodelor dintr-o
disciplină într-alta. De exemplu, cooperarea dintre
medicină, fizică nucleară şi chimie a condus la
apariţia unor tratamente aplicate persoanelor
bolnave de cancer cum sunt radioterapia şi
chimioterapia.

Cunoştinţe sau competenţe?

Documentele curriculare pun în centrul
demersului didactic necesitatea formării la elevi a
unor competenţe, ce permit realizarea transferului
şi utilizarea cunoştinţelor şi a deprinderilor dobândite
prin învăţare, în situaţii noi şi în contexte
pragmatice. De ce este nevoie de această nouă
paradigmă a învăţării? De ce nu ne putem mulţumi
cu elevi care ştiu bine ceea ce le-a predat
profesorul? Să analizăm următoarele teste TIMSS şi
rezultatele lor (bibliografie: Didactica ariilor
curriculare) :
J11. Un patrulater trebuie să fie paralelogram dacă are:
A) o pereche de laturi alăturate congruente;
B) o pereche de laturi paralele;
C) o diagonală ca axă de simetrie;
D) doua unghiuri alăturate congruente;
E) doua perechi de laturi paralele.
O15. Dacă un atom neutru pierde un electron, ce se
formează?
A) Un gaz;
B) Un ion;
C) Un acid;
D) O moleculă.
Care dintre măsuri este cea mai apropiată de lungimea creionului?
9cm; B)10,5 cm; C)12 cm; D)13,5 cm.
N9. Filtrarea, folosind echipamentul arătat în imagine, poate fi folosită pentru
separarea căror substanţe?
A) O soluţie de sulfat de cupru şi apă;
B) O soluţie de clorură de sodiu şi apă;
C) Un amestec de noroi şi apă;
D) Un amestec de nisip şi rumeguş.
Abstract sau cotidian?
Peste 75% dintre profesorii de matematică
sau de ştiinţe din România consideră că este
foarte important ca elevii să poată aplica
cunoştinţele ştiinţifice în viaţa de zi cu zi.
Dincolo de acest deziderat, practica didactică
este orientată spre un anumit tip de aplicaţii,
nu totdeauna conectate cu realitatea
cotidiană.
L1. Diagramele
înfăţişează o bară
omogenă suspendată
în centrul său. Asupra
ei acţionează două
forţe în acelaşi plan.
Fiecare forţă are
valoarea de 10 N. În
ce caz se produce un
efect de rotaţie a
barei?
L4. Maşina A şi maşina B sunt folosite fiecare pentru a pompa apă
dintr-un râu. Tabelul arată volumul de apă pe care fiecare maşină la scos într-o oră şi câtă benzină a folosit fiecare dintre ele.
a)
Care dintre maşini este mai eficientă în transformarea energiei rezultate
din arderea benzinei, în lucru mecanic? Răspuns:................
b) Explică rezultatul
.
Algoritmic sau creativinvestigativ?
Profilul de formare al absolventului de învăţământ obligatoriu
presupune formarea la elev a capacităţii de a demonstra
gândire creativă, prin utilizarea unor strategii proprii de
rezolvare de probleme, prin elaborarea unor modele de acţiune
şi de luare de decizii adecvate, prin formarea şi utilizarea unor
deprinderi de judecată critică şi prin folosirea unor tehnici variate
de argumentare.
Cum se reflectă aceste deziderate în practica didactică? Sunt
facilitate, în activitatea la clasă, exprimarea unor puncte de
vedere proprii, realizarea schimbului de idei, argumentarea şi
cooperarea între elevi, care conduc la formarea unei gândiri
creative?
L17. Găseşte valoarea lui x, dacă 12x – 10 = 6x + 32.
R11. Câte triunghiuri dreptunghice, de dimensiunea celui haşurat în figură, sunt
necesare pentru a cuprinde exact întreaga suprafaţă a dreptunghiului?
Riguros sau estimativ?
De multe ori, se foloseşte termenul de ştiinţe exacte, atunci
când se vorbeşte despre matematică, fizică, chimie sau biologie.
„Exactitatea” se referă la faptul că rezultatul unui experiment sau al
unei probleme este acelaşi, independent de momentul în care se
realizează experimentul (cu respectarea condiţiilor de lucru!), sau de
metoda de rezolvare a problemei. De aceea, ca profesori, solicităm,
de regulă, elevilor noştri argumentări complete şi demonstraţii
riguroase. Viaţa cotidiană ne arată însă că este nevoie şi de
formarea unui alt tip de competenţe, ce permit alegerea rapidă a
unor decizii, cu aceleaşi şanse de succes ca şi deciziile luate după
efectuarea unor calcule complete.
De exemplu, atunci când intră într-un magazin, un cumpărător
nu face decât să estimeze valoarea mărfurilor pe care vrea să le
cumpere, deoarece un calcul exact al acesteia poate să fie
complicat. De asemenea, un conducător auto estimează cantitatea
de benzină pe care o mai are în rezervor, pentru a şti dacă este
nevoie să alimenteze maşina. Sunt suficient exersate aceste
competenţe în şcoală?
I8. O dreaptă trece prin punctele de coordonate (3;2) şi (4;4). Care
dintre punctele următoare se află pe această dreaptă?
(1;1); B) (2;4); C) (5;6); D) (6;3); E) (6;5).
P13. Într-o parcare sunt 68 de rânduri de maşini. Fiecare rând cuprinde 92 de
maşini. Care dintre răspunsurile de mai jos reprezintă estimarea cea mai
apropiată de numărul total de maşini din parcare?
A) 60 x 90= 5400;
B) 60 x 100 = 6000;
C) 70 x 90 = 6300;
D) 70 x 100 = 7000.
Structurat sau nestructurat?
Modul în care sunt propuse problemele
influenţează rezolvarea acestora. Este percepută ca
fiind mai uşoară o problemă formulată deja într-un
limbaj în care datele şi cerinţa sunt explicit
formulate. În viaţa cotidiană însă, situaţiileproblemă pe care oamenii trebuie să le rezolve apar
formulate altfel decât exprimările uzuale din şcoală.
De aceea, atunci când trebuie să aplice ceea ce au
învăţat, mulţi absolvenţi nu se pot descurca, inclusiv
în situaţii dintre cele mai simple. Aceasta şi pentru
că, în aceste cazuri, este nevoie de construirea unui
model.

V2. Următoarele două reclame au apărut într-un ziar din ţara în care
unitatea monetară este zed.

Dacă o instituţie e interesată în a închiria 110 m2 pentru un an, în care
dintre clădirile A sau B ar trebui să închirieze spaţiu, pentru a plăti cel mai
mic preţ? Explică modul de calcul.
În urma studiilor TIMSS, s-a ajuns la concluzia că performanţele
elevilor la matematică şi ştiinţe sunt influenţate esenţial de
următorii factori:
Matematică
•Operaţia matematică cerută
•Complexitatea mulţimii de numere implicate
•Natura situaţiei problemă
Ştiinţe
•Profunzimea cunoştinţelor dintr-o anumită zonă a conţinuturilor
•Nivelul de înţelegere şi folosire a limbajului specific
•Contextul problemei (progresia de la concret la abstract)
•Nivelul deprinderilor investigative
•Complexitatea diagramelor, graficelor, tabelelor, informaţiilor
contextuale folosite
•Complexitatea răspunsurilor scrise
Ponderea experimentului
Din punctul de vedere al activităţilor de învăţare
desfăşurate la clasă de profesorii români, pe baza
raportărilor (declaraţiilor) acestora, la matematică ne
situăm pe locul 5 în lume, iar la ştiinţe pe locul 10,
relativ la accentul pus pe rezolvarea de probleme şi
dezvoltarea gândirii matematice/ştiinţifice.
Să comparăm acestea cu faptul că la ştiinţe,
discipline prin excelenţă experimentale, doar 5%
dintre elevi la biologie, 16% dintre elevi la orele
de chimie, 21% dintre elevi la orele de fizică
participă 25% din timp la activităţi experimentale
şi investigative în mod direct sau prin observare.
Regândirea formării iniţiale
Corelarea acestor constatări cu lipsa de
încredere a profesorilor în instruirea dobândită
pentru a preda teme legate de natura ştiinţei, cu
rezultatele elevilor români – locul 29 – la itemii care
vizau această problematică, precum şi cu accentul
prioritar pus pe rezolvarea de probleme cantitative
în detrimentul observării/investigării fenomenului
fizic/chimic/biologic generează o concluzie clară –
bazată pe rezultatele unui eşantion naţional –
privind necesitatea regândirii formării iniţiale şi
continue a profesorilor care predau disciplinele
din aria curriculară Matematică şi Ştiinţe ale naturii.
Analiza stării de spirit
Abordarea interdisciplinară a noţiunilor de fizică, chimie şi
biologie se poate realiza începând de la simplele exerciţii de
spargere a gheţii printr-o analiză atentă a stării de spirit a
elevilor. Să presupunem că elevii sunt obosiţi atunci când am
ajuns în sala de clasă. Această observaţie ne poate ajuta să
deschidem o discuţie scurtă pe teme legate de: modalităţi de
înlăturare a oboselii, cum facem faţă efortului psihic, necesitatea
aerisirii sălii de clasă, importanţa consumului de apă, rolul servirii
micului dejun etc. Dacă nu putem să oferim soluţii la aceste
întrebări/teme, putem să le propunem elevilor să se
documenteze, iar în orele următoare să-i antrenăm în discuţii pe
baza materialului întocmit. Aceste discuţii pot apropia elevii de
subiectul lecţiei, pornind exact de la preocupările şi îngrijorările
lor. În funcţie de subiectul lecţiei prin care dorim să formăm
anumite competenţe putem gândi lecţia într-o abordare
interdisciplinară.
Tăietorul de lemne
Un tăietor de lemne de foc pentru a vinde lemnele tăiate mai întâi le
clădeşte sub forma unui cub sau paralelipiped.
Dacă bucăţile de lemn cu lungimea de 1m au diametrul de 12 cm
estimaţi câte bucăţi de lemn va folosi pentru a umple forma unui cub
cu latura de 1m. Dar a unui paralelipiped cu dimensiunile 5x1x1?
Calculaţi lucrul mecanic efectuat de lucrător dacă în medie bucăţile de
lemn cântăresc 20 kg şi sunt deplasate pe distanţa de 4m.
Cum poate determina tăietorul vârsta copacilor pe care i-a tăiat?
Ce implicaţii asupra mediului pot creea defrişările masive?
Ce măsuri vom lua pentru a creşte randamentul unei centrale termice?
Observaţie: Primele două întrebări se pot rezolva în clasă, dacă această problemă este
aleasă ca aplicaţie la tema Lucrul mecanic. Pentru următoarele trei întrebări, elevii pot fi
repartizaţi în grupe având sarcini clare pentru a culege date cu scopul argumentării
răspunsurilor, chiar dacă la prima vedere răspunsurile sunt simple. Fiecare informaţie
trebuie să aibă profunzime, să fie veridică şi o vom accepa atunci când a fost verificată
apelând la surse sigure. Sursele de documentare sunt manualele de fizică, chimie,
biologie, dicţionare, enciclopedii, tratate de specialitate, reviste, site-urile ştiinţifice etc.
Trasee montane
Un automobil cu masa de o tonă urcă o pantă pe un traseu montan, cu
viteză constantă. Automobilul ajunge cu 10 m mai sus, după ce parcurge
100 m în lungul pantei. Forţa care trage automobilul pe pantă este de
1200N.
1. Cât este randamentul urcării pe pantă?
2. Urcarea la cota 923 m ar presupune măsuri de precauţie? Care ar fi
acestea?
3. Angajarea într-o călătorie presupune o vizită la medicul de familie?
4. Cum putem valorifica această călătorie în scopul întocmirii unui proiect
ştiinţific? Ce informaţii putem culege în acest sens? Ce echipamente ar fi
neceare în această călătorie?
5. Ce implicaţii poate să aibă abaterea de la traseul marcat?
Observaţie: Prima parte a problemei solicită cunoştinţe profunde de fizică de la tema
Randamentul mecanismelor simple. Restul problemei solicită cunoştinţe din chimie cu
privire la compoziţia aerului la altitudine, cunoştinţe de biologie privind comportarea
organismului uman la altitudine, cunoştinţe de geografie privind starea vremii etc. Atragem
atenţia asupra necesităţii controlului periodic la medicul de familie, asupra pregătirii
psihice, fizice şi a celor necesare într-o călătorie şi a implicaţiilor pe care le poate aduce
necunoaşterea în viaţa noastră.
Bradul sau fagul?
Câte kilograme de lemn de fag ar fi necesare
pentru a ceda, prin ardere, aceeaşi căldură ca
1000 kg de lemn de brad? Ce testăm dacă
acoperim cu un clopot de sticlă o aşchie de lemn
care arde? Combustibilul arde singur sau mai are
nevoie de ceva? Scrieţi reacţia chimică
corespunzătoare procesului de ardere a lemnului?
Indicaţi tipul reacţiei, numiţi reactanţii şi produşii de
reacţie? Ce implicaţii asupra sănătăţii poate avea
arderea incompletă a lemnului? Peleţi sau lemne?
Bradul sau fagul?
Distanţa de frânare a autoturismelor
Distanţa de frânare este distanţa necesară opririi unui automobil, cu ajutorul
frânelor. Ea depinde de: viteză (cu cât viteza este mai mare cu atât distanţa de
frânare este mai mare; aderenţa la sol (cu cât aderenţa este mai mică cu atât
distanţa de frânare este mai mare. De exemplu, la 90 km/h ea creşte de la 54
m, pe un drum uscat, la 81m, pe un drum umed); încărcătura vehiculului (cu
cât vehiculul este mai încărcat cu atât distanţa de frânare este mai mare).
Enumeraţi factorii care influenţează distanţa de frânare?
Explicaţi cum variază distanţa de frânare în funcţie de factorii enumeraţi.
Un drum acoperit cu gheaţă sau polei permite o mai bună aderenţa la sol?
În ce scop se împrăştie pe drumuri saramură, clorură de calciu (inhibitor de
coroziune) şi amestec antiderapant?
Oamenii consumă saramură sau clorură de calciu?
Cât de important este calciu pentru organismul uman?
Indicii: Datorită hipofuncţiei glandelor paratiroidiene se manifestă hipocalcemia
(micşorarea concentraţiei calciului în sânge). Împotriva hipocalcemiei se
administrează pe cale orală clorocalcin (CaCl2) sub formă de picături.
Concluzii:
Astfel de probleme contribuie la formarea
de valori şi atitudini, deschid teme pentru
dezbateri din cele trei discipline, se aplică
noţiunile învăţate în context real conducând
la observaţii şi dialog la nivelul grupelor de
elevi, deschid calea către noi surse de
documentare încadrându-se în fenomenul
interdisciplinarităţii.
Bibliografie:





.http://www.google.com/webhp#sclient=psy&hl=en&biw=888&bih
=636&site=webhp&source=hp&q=interdiscipinaritate+intre+fizica
+si+matematica&aq=f&aqi=&aql=&oq=&pbx=1&bav=on.2,or.r_gc
.r_pw.&fp=f6843edb09e9953a
2. http://www.didactic.ro/materialedidactice/74366_interdisciplinaritatea-intre-stiintele-reale-sidisciplinele-tehnice
3. Didactica ariilor curriculare matematică, ştiinţe şi tehnologii,
2010.
Constantin Rabega, Chimie generală, EDP Bucureşti
Manuale de fizică