curs_ivse -e-chimie
DESCRIPTION
curs de formareTRANSCRIPT
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
1
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
2
„ProWeb - Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza
multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0 în aria curriculară Matematică
şi ştiinţe ale naturii”
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
3
CUPRINS
CUPRINS ............................................................................................................................................... 3
INTRODUCERE ................................................................................................................................... 5
CAPITOLUL 1 ...................................................................................................................................... 7
METODOLOGII ŞI STRATEGII PEDAGOGICE UTILIZATE ÎN VEDEREA INTEGRĂRII EXPERIMENTELOR VIRTUALE ÎN EDUCAŢIE ......................................................................... 7
2.1 Rolul profesorului în procesul de integrare a noilor tehnologii ............................................... 7
2.2 Principii şi elemente ale proiectării instruirii .......................................................................... 9
CAPITOLUL 2 .................................................................................................................................... 11
SOFTWARE EDUCAŢIONAL PENTRU MATEMATICĂ .......................................................... 11
2.1 Geogebra ............................................................................................................................... 11
2.2 Cabri software ....................................................................................................................... 18
2.3 Pachetele de programe Yenka. Yenka Mathematics ............................................................. 27
CAPITOLUL 3 .................................................................................................................................... 31
SOFTWARE EDUCAŢIONAL PENTRU FIZICĂ ......................................................................... 31
3.1 Yenka Science (Yenka Physics) ............................................................................................ 31
3.2 Algodoo ................................................................................................................................. 38
3.3 Powder Toy ........................................................................................................................... 39
3.4 Instrumente educaţionale accesibile online ........................................................................... 41
CAPITOLUL 4 .................................................................................................................................... 45
SOFTWARE EDUCAŢIONAL PENTRU CHIMIE ....................................................................... 45
4.1 Yenka Science (Yenka Chemistry) ....................................................................................... 45
4.2 Virtual Chemistry Laboratory ............................................................................................... 46
4.3 Jmol ....................................................................................................................................... 51
CAPITOLUL 5 .................................................................................................................................... 64
SOFTWARE EDUCAŢIONAL PENTRU BIOLOGIE .................................................................. 64
5.1 Human Anatomy Atlas .......................................................................................................... 64
5.2 Gene Coder ............................................................................................................................ 69
5.3 Resurse web pentru predarea biologiei .................................................................................. 73
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
4
CAPITOLUL 6 .................................................................................................................................... 80
APLICAŢII EDUCAŢIONALE PENTRU DISPOZITIVE MOBILE .......................................... 80
6.1 Clasificarea aplicaţiilor educaţionale mobile ........................................................................ 80
6.2 Integrarea aplicaţiilor mobile în activităţile şcolare .............................................................. 96
BIBLIOGRAFIE ............................................................................................................................... 102
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
5
INTRODUCERE
Introducerea unor noi tehnologii în şcoli aduce şi o serie de schimbări referitoare la
tehnicile şi strategiile pedagogice folosite, iar prin introducerea calculatoarelor personale în
şcoli au fost evidenţiate o serie de aşteptări: (a) creşterea importanţei experimentării şi a
învăţării prin descoperire; (b) consolidarea conceptelor matematice şi de modelare; (c)
îmbunătăţirea aplicării sarcinilor.
În general, procesul introducerii noilor tehnologii sub forma aplicaţiilor de calculator
în şcoli au arătat că doar furnizând un nou instrument alături de câteva exemple de bune
practici nu va schimba fundamental educaţia în domeniul ştiinţelor. Educaţia profesorilor şi
modul de dezvoltare profesională trebuie să fie adaptate în vederea pregătirii profesorilor
pentru utilizarea noilor instrumente metodologice, aceştia fiind nevoiţi să înveţe cum să
integreze efectiv aceste instrumente în lecţiile curente.
Utilizarea efectivă a tehnologiei în domeniul ştiinţelor depinde în mare măsură de
profesor. Tehnologia nu este un panaceu. Orice instrument educaţional poate fi folosit corect,
obţinând rezultate deosebite sau în mod incorect, reducând chiar rezultatele la clasă.
Profesorii ar trebui să folosească tehnologia pentru a îmbunătăţi oportunităţile de învăţare ale
studenţilor sau prin selectarea şi crearea sarcinilor să aleagă avantajele pe care tehnologia le
furnizează în mod eficient şi bine: realizarea graficelor, vizualizarea şi efectuarea calculelor.
Primul pas pentru a asista profesorii într-o astfel de situaţie este să fie învăţaţi cum se
utilizează aplicaţiile potrivite şi să le fie crescută încrederea referitoare la potențialele aplicaţii
care pot fi utilizate în clasă. Prin furnizarea unor materiale de instruire gata pregătite,
profesorii pot prelua idea folosirii acestora în clasă fără a mai pierde timp în plus pentru
crearea materialelor şi generarea ideilor cum să utilizeze efectiv tehnologia în clasă.
Principiile instruirii trebuie să ia în considerare următoarele elemente: (a)
caracteristicile participantului la procesul de instruire, (b) obiectivele instruirii, (c) metodele şi
strategiile pedagogice, precum şi (d) modalităţile de evaluare.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
6
Multe experimentele virtuale pot fi găsite pe Internet (în diferite site-uri web) sau pe
CD-uri (de exemplu, aplicaţiile Cabri – care nu sunt altceva decât aplicaţii program dezvoltate
în mediul Cabri). Aceste instrumente virtuale sunt disponibile şi pot fi folosite de către elevi şi
studenţi pentru instruire, înaintea abordării experimentale din laboratorul real sau în cazul
învăţării la distanţă. Aceste experimente pot, de asemenea, să facă parte dintr-un laborator
virtual destinat utilizării la domiciliu (pentru studenţii cu dizabilităţi) sau din laboratoarele
virtuale ale unităţilor şcolare. Nu în ultimul rând, aceste experimente pot fi folosite de către
profesori pentru activităţi demonstrative în timpul lecţiilor teoretice.
Desigur, instruirea la domiciliul permite elevilor / studenţilor familiarizarea cu modul
de lucru în cadrul experimentelor şi cu diferite tehnici, înaintea lucrului într-un laborator real.
Pe de altă parte, ea reduce timpul de învăţare a utilizării instrumentaţiei în laboratorul real, în
acest sens, elevii / studenţii concentrându-se mai mult pe detaliile fenomenelor, timpul
petrecut în laborator putând fi folosit pentru alte activităţi (de exemplu: achiziţia datelor,
verificarea rezultatelor, discuţii şi pregătirea documentelor de raportare).
Experimentele virtuale oferă elevilor / studenţilor oportunitatea de a repeta
măsurătorile de mai multe ori şi de a rula experimentele la momentul dorit. Avantajele
esenţiale ale laboratoarelor virtuale (fie a celor utilizate la domiciliu, fie în şcoală) sunt legate
de costul foarte redus al acestora şi de faptul că pot fi folosite oricând cu ajutorul unui
calculator şi al unui software de experimentare virtuală.
În cadrul cursului vor fi prezentate la modul general o serie de pachete software pentru
crearea experimentelor virtuale: (a) pentru Matematică: Geogebra, Cabri software, Yenka
Mathematics; (b) pentru Fizică: Yenka Science (Yenka Physics), Algodoo, Powder Toy;
(c) pentru Chimie: Yenka Science (Yenka Chemistry), Virtual Chemistry Laboratory, Jmol;
(d) pentru Biologie: Human Anatomy Atlas, Gene Coder, resurse web pentru predarea
biologiei.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
7
CAPITOLUL 1
METODOLOGII ŞI STRATEGII PEDAGOGICE UTILIZATE ÎN
VEDEREA INTEGRĂRII EXPERIMENTELOR VIRTUALE ÎN
EDUCAŢIE
2.1 Rolul profesorului în procesul de integrare a noilor tehnologii
Introducerea noilor tehnologii în educaţie
Apariţia calculatoarelor personale a revoluţionat lumea în care trăim. Deşi iniţial
costurile de achiziţie erau ridicate, acestea s-au redus în mod constant facilitând folosirea pe
scară largă a acestora. În aceste condiţii, introducerea acestora în şcoli nu a fost întârziată prea
mult: calculatoarele personale sunt folosite de elevi, studenţi şi profesori în şcoli de mai bine
de treizeci de ani.
Introducerea unor noi tehnologii în şcoli aduce şi o serie de schimbări referitoare la
tehnicile şi strategiile pedagogice folosite, iar prin introducerea calculatoarelor personale în
şcoli au fost evidenţiate o serie de aşteptări [36]:
• Creşterea importanţei experimentării şi a învăţării prin descoperire;
• Consolidarea conceptelor matematice şi de modelare;
• Îmbunătăţirea aplicării sarcinilor;
În general, procesul introducerii noilor tehnologii sub forma aplicaţiilor de calculator în şcoli
au arătat că doar furnizând un nou instrument alături de câteva exemple de bune practici nu va
schimba fundamental educaţia în domeniul ştiinţelor. Educaţia profesorilor şi modul de
dezvoltare profesională trebuie să fie adaptate în vederea pregătirii profesorilor pentru
utilizarea noilor instrumente metodologice, aceştia fiind nevoiţi să înveţe cum să integreze
efectiv aceste instrumente în lecţiile curente.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
8
Ca o scurtă concluzie, se poate spune pe baza experienţei actuale, că maximul de potenţial în
utilizarea noilor tehnologii poate fi atins doar dacă profesorii sunt convinşi de beneficiile
predării şi învăţării disciplinelor din domeniul ştiinţelor folosind aceste instrumente.
Rolul profesorului în procesul de integrare a noilor tehnologii
Deşi astăzi accesul la noile tehnologii este furnizat în marea majoritate a şcolilor,
procesul de integrare al tehnologilor în lecţiile curente este foarte încet şi marele potenţial al
calculatoarelor şi aplicaţiilor educaţionale este departe de a fi utilizat.
Utilizarea efectivă a tehnologiei în domeniul ştiinţelor depinde în mare măsură de
profesor. Tehnologia nu este un panaceu. Orice instrument educaţional poate fi folosit corect,
obţinând rezultate deosebite sau în mod incorect, reducând chiar rezultatele la clasă.
Profesorii ar trebui să folosească tehnologia pentru a îmbunătăţi oportunităţile de învăţare ale
studenţilor sau prin selectarea şi crearea sarcinilor să aleagă avantajele pe care tehnologia le
furnizează în mod eficient şi bine: realizarea graficelor, vizualizarea şi efectuarea calculelor.
În mod istoric, s-a constat că profesorii opun rezistenţă inovaţiilor tehnologice când
aceste inovaţii par să facă mai dificilă activitatea de predare decât activitatea desfăşurată în
mod curent [37].
Primul pas pentru a asista profesorii într-o astfel de situaţie este să fie învăţaţi cum se
utilizează aplicaţiile potrivite şi să le fie crescută încrederea referitoare la potențialele aplicaţii
care pot fi utilizate în clasă. Prin furnizarea unor materiale de instruire gata pregătite,
profesorii pot prelua idea folosirii acestora în clasă fără a mai pierde timp în plus pentru
crearea materialelor şi generarea ideilor cum să utilizeze efectiv tehnologia în clasă.
În plus, profesorii se pot concentra pe eventuala modificare a metodei de predare şi să-şi
lărgească repertoriul de predare în vederea furnizării unor oportunităţi de predare mai
eficiente pentru elevi urmând căi care nu ar fi fost posibile fără tehnologie. Ajutând profesorii
să trateze tehnologia ca un instrument educaţional deja existent li se permite să se concentreze
asupra predării în sine. Integrarea tehnologiei în procesul de predare de zi cu zi ar putea
facilita apariţia unei situaţii care ar permite profesorilor şi elevilor să beneficieze prin
intermediul tehnologiilor de un mediu îmbunătăţit de predare şi învăţare.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
9
2.2 Principii şi elemente ale proiectării instruirii
Principiile instruirii trebuie să ia în considerare următoarele elemente: caracteristicile participantului la procesul de instruire, obiectivele instruirii, metodele şi strategiile pedagogice, precum şi modalităţile de evaluare.
Înainte de a proiecta activităţile de instruire, o serie de elemente trebuie luate în considerare:
• Pentru cine va fi proiectată instruirea?
• Ce competenţe va trebui să deţină participantul la instruire după terminarea acesteia?
• Cum pot fi îndeplinite obiectivele cât mai simplu şi uşor? Care sunt metodele de predare / învăţare şi resursele care trebuie folosite?
• Cum se va determina dacă obiectivele au fost îndeplinite şi dacă într-adevăr s-a învăţat şi în ce măsură?
Caracteristicile participantului la instruire
• Un aspect foarte important îl reprezintă pregătirea anterioară din punct de vedere academic a participantului la instruire: experienţa, activităţile anterioare desfăşurate în cadrul domeniului sau a unui domeniu conex şi nivelul de educaţie şcolară.
• Caracteristicile personale şi sociale: vârsta, atitudinea, experienţa de lucru, care este relaţia dintre competenţele dobândite în urma instruirii şi viaţa de zi cu zi a acestuia.
• Caracteristicile participantului la instruire neconvenţional: participanţi din diverse medii culturale, cu limba maternă diferită sau cu dizabilităţi.
• Stilul de învăţare: condiţiile necesare existente pentru ca un individ să poată învăţa.
• Motivarea participantului la instruire: este unul din cei mai importanţi factori. Cursantul poate dori să obţină grade, credite, perfecţionare de sine, salariu mai mare sau un statut avansat.
Obiectivele instruirii trebuie să răspundă următoarelor criterii:
• Facilitează învăţarea efectivă prin descrierea unui proces de instruire potrivit.
• Furnizează un cadru general de evaluare a procesului de învăţare.
• Pregăteşte şi ghidează participantul la formare.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
10
• Obiectivele se pot adresa domeniilor: cognitiv, psihomotor sau afectiv.
• Evaluarea procesului de instruire.
Metode de instruire:
• Definirea conţinutului necesar pentru abordarea problemelor sau nevoilor de instruire este importantă pentru proiectarea principiilor de instruire.
• Împărţirea conţinutului în mai multe părţi pentru a ajuta participantul la instruire să atingă obiectivele.
• Furnizarea instruirii în una din cele trei situaţii: prezentări pentru întregul grup, interacţionări la nivelul unor grupuri mai mici sau învăţare individuală.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
11
CAPITOLUL 2
SOFTWARE EDUCAŢIONAL PENTRU MATEMATICĂ
2.1 Geogebra
GeoGebra este o aplicaţie software pentru evidenţierea dinamică a conceptelor de
matematică, proiectată pentru predarea şi învăţarea matematicii la nivelul gimnaziului şi a
liceului (figura 2.1.a.). Softul combină uşurinţa în utilizare a aplicaţiilor de geometrie
dinamică cu anumite facilităţi ale sistemelor algebrice bazate pe calculator, încercând să
reducă prăpastia dintre anumite discipline matematice cum ar fi: geometria, algebra şi chiar
aritmetica [10].
Figura 2.1. a. Fereastra iniţială a mediului GeoGebra
GeoGebra poate fi folosită pentru a vizualiza concepte matematice, precum şi pentru a crea
materiale de instruire. Această aplicaţie are potenţialul de a favoriza învăţarea activă şi
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
12
centrată pe elev prin permiterea efectuării de experimente matematice, explorări interactive şi
învăţare prin descoperire.
GeoGebra este software open source şi poate fi descărcat gratuit de pe situl web oficial
www.geogebra.org. Aplicaţia poate fi instalată local sau poate fi deschisă direct din Internet
folosind GeoGebra WebStart. Din moment ce este realizată în limbajul Java, este o aplicaţie
cu adevărat independentă, care poate rula pe aproape orice sistem de operare. De altfel,
GeoGebra a fost tradusă de către voluntari din întreaga lume în zeci de limbi, nu numai la
nivelul meniului, ci şi în partea de comenzi.
Implementarea principiilor de e-learning în GeoGebra
Proiectarea interfeţei utilizator a mediului GeoGebra prefigurează intenţia de încurajare a
învăţării efective prin luarea în considerare a principiilor de e-learning enunţate de Clark şi
Mayer [11] citate de [12].
Principiul multimedia presupune folosirea cuvintelor însoţite de grafice, decât simpla
folosire a cuvintelor. Acest principiu este implementat în GeoGebra prin intermediul mai
multor elemente ale interfeţei utilizator care combină textul cu graficele [13]. Astfel, aplicaţia
oferă două reprezentări ale fiecărui obiect. Reprezentarea algebrică corespunde componentei
textuale, iar reprezentarea grafică reprezintă componenta vizuală menţionată în acest
principiu.
De asemenea, un protocol pentru realizarea dinamică a construcţiei poate fi deschis şi
plasat alături de fereastra grafică (figura 2.1.b.). Acesta conţine numele, definiţia, comanda şi
expresia algebrică pentru fiecare obiect folosit în construcţie şi furnizează o baretă de
navigare care permite navigarea pas cu pas prin procesul de construcţie. Pasul curent al
construcţiei este scos în evidenţă în cadrul protocolului de construcţie în timp ce obiectul
corespunzător apare în fereastra grafică.
O altă facilitate care trebuie precizată este aceea că texte statice şi dinamice pot fi
inserate în fereastra grafică pentru a evidenţia anumite concepte matematice şi relaţii, pentru a
arăta schimbările expresiilor algebrice selectate în mod dinamic ale sau pentru a executa
calcule.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
13
Figura 2.1.b. Fereastra protocolului de construcţie.
Principiul multimedia a influenţat şi funcţiile de export din GeoGebra. Există două
elemente principale: (a) foile de lucru dinamice care combină figurile dinamice şi interactive
cu explicaţiile şi sarcinile elevilor; (b) protocolul de construcţie care poate fi exportat pentru
fiecare construcţie sau figură dinamică furnizând o descriere textuală a tuturor obiectelor în
cadrul unui tabel sau a unei imagini reprezentând momentul curent al construcţiei [14].
Principiul contiguităţii presupune plasarea cuvintelor corespunzătoare şi a graficelor,
unele în apropierea celorlalte. Şi acest principiu este implementat în GeoGebra în mai multe
moduri. În primul rând, GeoGebra furnizează mesaje text de tip popup care indică definiţia
unui obiect când mouse-ul este trecut peste reprezentarea acestuia. În plus, texte cu explicaţii
sunt afişate când este trecut pointerul mouse-ului peste pictogramele de pe bareta de
instrumente.
Etichetele obiectelor pot fi: numele, valoarea algebrică sau atât numele cât şi valoarea
algebrică. Din cauză că etichetele urmează mişcarea obiectului căruia îi sunt atribuite,
reprezentarea grafică şi cea algebrică a unui obiect vor rămâne întotdeauna apropiate.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
14
Ambele reprezentări ale unui obiect sunt afişate în aceeaşi culoare, care poate fi
modificată cu uşurinţă de către utilizator pentru a face distincţie între obiecte de acelaşi tip
(spre exemplu două cercuri). Acest lucru permite găsirea cu uşurinţă a reprezentărilor
corespunzătoare în fereastra algebra, fereastra grafică sau în protocolul de construire
dinamică.
Nu în ultimul rând, text static şi dinamic poate fi inserat cu uşurinţă în fereastra
grafică. Acestea pot fi plasate aproape de obiectele corespunzătoare sau chiar ataşate pentru a
se deplasa în mod automat la fiecare mutare.
Principiul coerenţei: “adăugarea unui material interesant poate fi dăunător învăţării”
[11]. Acest principiu de e-learning este luat în considerare prin evitarea elementelor care nu
sunt necesare şi care distrag atenţia elevilor, cum ar fi culorile ţipătoare sau elementele
decorative. De altfel, elementele care nu sunt necesare pot fi ascunse în ambele ferestre pentru
a evita distragerea atenţiei elevilor şi a le permite să se concentreze pe componentele
relevante ale figurii dinamice. În fereastra algebra, acest lucru poate fi obţinut prin definirea
acestor obiecte ca fiind auxiliare şi ascunderea lor din fereastra de vizualizare. În fereastra
grafică, apariţia acestor obiecte poate fi schimbată pentru a nu atrage atenţia prea mult (de
exemplu prin modificarea liniilor cu unele întrerupte, prin schimbarea culorilor cu unele mai
puţin intense etc.) sau unele obiecte pot fi pur şi simplu ascunse vederii.
Crearea materialelor de instruire cu GeoGebra
Deşi GeoGebra a fost iniţial dezvoltată cu scopul de a permite elevilor să descopere şi să
exploreze singuri concepte ale matematicii, a devenit un instrument util şi convenabil pentru
crearea materialelor de instruire al profesorilor.
Abilităţi de bază necesare
În vederea creării materialelor de instruire, profesorii trebuie să posede o serie de
abilităţi în lucrul cu calculatorul. Următoarele abilităţi în lucrul cu calculatorul sunt necesare
pentru profesorii care creează propriile materiale de instruire şi doresc să le distribuie elevilor
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
15
în format digital. În funcţie de tipul materialului de instruire, nu toate aceste abilităţi sunt
necesare, dar pot constitui cu siguranţă un avantaj dacă sunt stăpânite de profesori.
Lucrul cu fişiere şi directoare: abilităţi de bază în manipularea şi organizarea fişierelor
şi a directoarelor.
• Crearea şi numirea / redenumirea directoarelor (foldere-lor);
• Salvarea fişierelor în diferite programe;
• Înţelegerea extensiilor fişierelor (de exemplu .ggb pentru GeoGebra) în vederea
identificării acestora şi a posibilităţii manipulării acestora cu aplicaţiile potrivite;
• Abilitatea de a naviga în structura de directoare a calculatorului personal.
Manipularea fișierelor de imagine: abilităţi de bază pentru utilizarea imaginilor, care pot fi
utilizate pentru a îmbogăţi materialele de instruire.
• Identificarea fişierelor imagine prin înţelegerea extensiilor acestora;
• Profesorii ar trebui să cunoască cum se redimensionează o imagine folosind o aplicaţie
software potrivită;
• Profesorii ar trebui să cunoască cum se poate găsi şi descărca o imagine de pe Internet
şi să fie în cunoştinţă de cauză în ce priveşte drepturile de copyright;
• Rezoluţia necesară a unei imagini pentru diferite aplicaţii (de exemplu pentru
prezentare PowerPoint, poster, pliant etc.).
Aplicaţii de procesare text: Abilităţi de bază necesare pentru crearea materialelor de
instruire folosind procesoare de text.
• Profesorii trebuie să fie familiarizaţi cu folosirea unui soft pentru procesarea textului;
• Crearea tabelelor în vederea îmbogăţirii planului general al materialelor de instruire,
precum şi cum se aplică formatarea de bază a textelor;
• Folosirea editorului de ecuaţii pentru a crea materiale de instruire atrăgătoare pentru
învăţarea matematicii şi numai;
• Cum se inserează o imagine într-un document folosind procesorul de texte;
• Cum se redimensionează o imagine în cadrul unui document dintr-un procesor de
texte;
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
16
• Verificarea dacă o imagine este afişată la dimensiunea originală, în vederea menţinerii
scalei când se va imprima;
• Cum se imprimă fişierele.
Accesibilitate şi Internet: abilităţi necesare pentru a implementa alte materiale de instruire
în afară de copii pe hârtie.
• Cum se distribuie fişiere folosind CD / DVD sau memorii USB;
• Cum se execută operaţiile copiere / lipire (copy / paste) a fişierelor şi directoarelor de
pe un dispozitiv de stocare în calculator;
• Cum se încarcă un fişier pe Internet în vederea furnizării acestuia elevilor online;
• Manipularea de bază a unei pagini web, inclusiv crearea legăturilor web pentru a face
accesibile materiale educaţionale.
Materiale de instruire statice
GeoGebra suportă crearea materialelor de instruire statice, cum ar fi diapozitivele,
foile de lucru, teste sau prezentări, care pot fi imprimate şi distribuite studenţilor. Următoarele
opţiuni sunt disponibile în GeoGebra [12]:
• Imprimarea unei construcţii GeoGebra. Fiecare construcţie GeoGebra poate fi
imprimată pe hârtie. După selectarea opţiunii corespunzătoare din meniu, o fereastră
de dialog va apare şi va permite utilizatorului să specifice titlul, autorul şi data
realizării construcţiei. Aplicaţia furnizează o funcţie de previzualizare înaintea
imprimării, precum şi posibilitatea de a scala graficul.
• Imprimarea protocolului de construire. După ce se deschide fereastra protocolului de
construire, previzualizarea sa poate fi aleasă din meniul ferestrei (figura 3.c.). În mod
asemănător, se pot specifica titlul, autorul şi data realizării construcţiei înainte de
imprimare.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
17
Figura 2.1.c. Previzualizarea înainte de imprimare.
• Exportarea tabelei de desenare în clipboard. Folosind opţiuni din meniu, întreaga
tabelă de desenare sau numai selecţia activă poate fi exportată în clipboard-ul
calculatorului. După aceea, poate fi inserată ca imagine în documentul procesorului de
texte sau într-o prezentare. Imaginea nu este salvată într-un fişier imagine şi mai târziu
nu va mai putea fi folosită. Această facilitate de export reprezintă o opţiune rapidă
pentru a crea schiţe sau construcţii pentru diapozitive sau foi de lucru.
• Exportarea tabelei de desenare ca imagine. Opţiunea de export poate fi accesată din
meniu. Se deschide o fereastră de dialog care permite utilizatorului specificarea
formatului şi a rezoluţiei imaginii. În plus, este afişată mărimea de imprimare a
imaginii permiţând astfel utilizatorului să aprecieze dacă imaginea se încadrează în
pagină fără să fie nevoie de redimensionare. Pentru a fi inserată ulterior în alte
documente, imaginea trebuie salvată.
Materiale de instruire interactive
GeoGebra permite crearea materialelor de instruire interactive bazate pe web care poartă
numele de foi de lucru dinamice. Aceste materiale interactive pot fi folosite atât pe
calculatorul local, cât şi prin intermediul Internetului şi necesită existenţa unui browser web şi
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
18
maşinii virtuale Java instalate local. Elevii nu trebuie să cunoască nimic legat de utilizarea
GeoGebra şi nici nu este nevoie să fie instalată GeoGebra pe calculatorul local. Din moment
ce materialele interactive pot fi utilizate online, elevii le pot folosi la şcoală, dar şi acasă.
Foile de lucru dinamice sunt pagini web care uzual constă dintr-o figură dinamică (un applet
Java interactiv), explicaţii corespunzătoare, precum şi întrebări şi sarcini pentru elevi. Acestea
pot contribui la o înţelegere mai bună a conceptelor matematice prin permiterea manipulărilor
interactive a figurii dinamice, promovează învăţarea activă şi experimentele matematice [15].
2.2 Cabri software
Cabri II Plus reprezintă un software educaţional care nu se limitează la a susţine o
opţiune alternativă de predare asistată de computer, ci susţine, de asemenea, dezvoltarea unei
strategii dinamice, bazată pe investigaţie şi explorare de predare şi învăţare a geometriei.
Acesta include un set de instrumente şi opţiuni extrem de utile în construcţia diverselor
activităţi interactive de predare-învăţare a geometriei. De asemenea, le oferă elevilor
posibilitatea de a construi şi studia obiecte geometrice proprii, în acest mod, asigurându-le
motivaţia de a aprofunda studiul geometriei euclidiene.
Figura 2.2.a. Fereastra iniţială a mediului Cabri II Plus
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
19
Cabri II Plus a fost creat de Jean-Marie Laborde şi Frank Bellemain la Institut d'
Informatique et Mathematiques Appliquees de Grenoble (IMAG), un laborator de cercetare al
Universităţii Joseph Fourier, Grenoble, France, în colaborare cu Centre National de la
Recherche Scientifique (CNRS) şi compania privată Texas Instruments.
Cabri II Plus integrează, prin comparaţie cu alte software-uri educaţionale existente,
anumite avantaje de bază în ceea ce priveşte opţiunile de utilizare în predare şi învăţare a
geometriei:
Reprezintă un set de instrumente şi operaţii care permit realizarea de situaţii de
învăţare cu un grad ridicat de interactivitate;
Oferă un mediu de învăţare dinamic, formele geometrice produse pe ecranul
calculatorului putând fi modificate, în timp ce anumite caracteristici sau proprietăţi ale
acestora se păstrează. Aceste modificări ale figurii iniţiale sunt posibile prin utilizarea
opţiunii “drag mode”. În momentul în care o construcţie geometrică este modificată
prin opţiunea de “glisare”, utilizatorul poate vizualiza pe ecran o infinitate de
construcţii geometrice cu aceleaşi caracteristici, dar cu forme diferite. De fapt, fiecare
construcţie geometrică reprezintă o clasă de construcţii geometrice cu proprietăţi
geometrice comune. Observând o varietate de construcţii geometrice cu aceleaşi
proprietăţi, este susţinută realizarea de către elevi a unor operaţii de abstractizare
relative la conceptele geometrice studiate [17];
Acţiunile elevului sunt în cea mai mare parte însoţite de feedback vizual. Imaginaţia
este considerată în literatura de specialitate ca având un rol semnificativ în susţinerea
structurării imaginilor mentale, componente esenţiale pentru dezvoltarea intelectuală a
individului [18]. De asemenea, există dovezi rezultate în urma unor cercetări care
susţin că asocierea conceptelor geometrice cu figurile geometrice corespunzătoare
contribuie la dezvoltarea logicii geometrice a elevilor [18];
Constituie un mediu de învăţare deschis care oferă o varietate de instrumente ce susţin
elevii în rezolvarea diverselor probleme de geometrie. Literatura de specialitate
demonstrează, de asemenea importanţa rezolvării de probleme pentru dezvoltarea
gândirii matematice a elevilor [19];
Permite înregistrarea pas cu pas a acţiunilor realizate de elevi în demersul de rezolvare
a unei probleme date. Această opţiune reprezintă un instrument de lucru puternic nu
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
20
doar pentru profesori şi elevi, ci şi pentru cercetători, aceştia putând să formuleze
concluzii cu privire la procesul de învăţare ce are loc în acest context. În consecinţă,
Cabri permite noi posibilităţi de mediere între profesori şi elevi;
Permite desfăşurarea de activităţi interdisciplinare prin utilizarea diverselor
instrumente disponibile în interfaţa aplicaţiei. Abordările interdisciplinare în predare şi
învăţare, precum şi valenţele lor formative au fost de asemenea certificate în literatura
de specialitate [20][21];
Elevii pot aborda conceptele geometrice într-o manieră calitativă, cu alte cuvinte, fără
utilizarea numerelor. Abia după aceste abordări calitative, conceptele vor fi analizate
şi din perspectivă cantitativă;
În ciuda faptului că programul Cabri II nu include un sistem de verificare a
corectitudinii răspunsurilor şi soluţiilor formulate de elevi, acesta oferă instrumente ce
pot fi utilizate pentru auto-evaluare şi auto-corectare elevilor;
Cabri II Plus nu rămâne un mediu static, ci poate fi dezvoltat odată cu utilizatorul.
Această dezvoltare este posibilă prin crearea de noi operaţii (macro-uri) fapt ce îi
asigură acestui mediu o dimensiune dinamică, el putând fi îmbogăţit cu noi
instrumente create chiar de utilizatori. Aceste instrumente pot fi plasate permanent, ca
noi opţiuni de lucru în interfaţa Cabri. Prin utilizarea acestor noi operaţii, construcţiile
geometrice pot fi derulate automat; de exemplu, în cadrul unui triunghi construit de
elev, înălţimile şi punctul de intersecţie a acestora pot fi construite automat de către
sistem prin utilizarea unui macro potrivit.
Opţiuni de bază în Cabri II Plus
Cabri II Plus oferă posibilitatea de a aborda o varietate de subiecte specifice geometriei
euclidiene. Problematica de bază este următoarea:
Geometria analitică şi euclidiană, precum şi transformările geometrice în cadrul unui
mediu puternic interactiv;
Construcţia directă a punctelor, dreptelor, segmentelor, triunghiurilor, poligoanelor,
cercurilor şi a altor forme geometrice de bază;
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
21
Translaţia, scalarea şi rotirea în jurul unui punct, precum şi reflexia, simetria după o
axă şi în jurul unui punct şi inversiunea;
Construcţia facilă a suprafeţelor conice, elipselor, hiperbolelor;
Explorarea unor reprezentări grafice de nivel superior asociate geometriei parabolice
şi hiperbolice;
Notarea numerelor şi măsurilor (cu înregistrarea automată);
Sistemul coordonatelor carteziene şi sistemul coordonatelor polare;
Posibilitatea de a demonstra egalitatea entităţilor geometrice;
Utilizatorul poate crea macro-uri pentru construcţii geometrice importante şi des
utilizate;
Profesorul poate crea liste de conţinuturi, incluzând temele centrale şi de interes pentru
elevi;
Posibilitatea de a investiga proprietăţile geometrice ale construcţiilor geometrice
bazate pe cele cinci axiome euclidiene;
Determinarea grafică a locurilor geometrice;
Obiectele utilizate pentru realizarea de construcţii geometrice pot fi mutate sau
ascunse pentru a nu supraîncărca ecranul computerului;
Gama de culori şi linii existente facilitează diferenţierea formelor;
Posibilităţi de animare a construcţiilor geometrice create, prin opţiunea pentru
caracteristica de dinamicitate a figurii;
Construcţiile geometrice şi macro-urile pot fi stocate pe un hard disk;
Suprafaţa de lucru de 1 metru pătrat – presupune o suprafaţă de desen de 8 ½ × 11”
care poate fi tipărită.
Importanţa reflecţiei în învăţare şi rolul feedback-ului asigurat de Cabri II Plus
Cunoaşterea funcţională este rezultatul reflecţiei. În ciuda faptului că reflecţia în sine nu
poate fi observată, activarea acesteia determină rezultate observabile. După Locke [19],
reflecţia este “capacitatea mentală de observare a operaţiilor”. Ea reprezintă un stadiu
preliminar al interpretării unei situaţii şi este dependentă de experienţă. Procesul de
interpretare urmăreşte susţinerea indivizilor în a răspunde la întrebări de tipul “ce se întâmplă
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
22
şi de ce”. Răspunsul la acest tip de întrebări presupune formularea unor ipoteze variate şi
selecţia dintre acestea a celei mai potrivite. Reflecţia asupra categoriilor structurate prin
integrarea unui număr mare de experienţe este semnificativ şi relevant nu doar pentru elev,
dar şi pentru profesor, care trebuie să ia în considerare rezultatele reflecţiei şi să le integreze
pentru optimizarea predării. Procesul de reflecţie solicită efort deoarece studiul matematicii
implică adesea nivele multiple de abstractizare. Ca rezultat, reflecţia eficientă implică
motivarea suplimentară datorată satisfacţiei interioare a elevilor, satisfacţie ce nu este asociată
cu factori externi ce ţin de recompensele profesorului.
Feedback-ul vizual asupra acţiunilor elevilor reprezintă un instrument extrem de eficient
deoarece susţine elevii în acţiunea de reflecţie şi de conştientizare a experienţei şi în
consecinţă, îi abilitează în asumarea controlului asupra propriilor acţiuni. Calculatorul este
probabil unic în ceea ce priveşte faptul că permite elevilor să producă reprezentări grafice ale
fenomenelor ştiinţifice şi să vadă rezultatele manipulării directe a acestora şi a transformării
lor în structuri mai complexe. Feedback-ul vizual care acompaniază aproape fiecare acţiune
desfăşurată de elevi în mediul Cabri II Plus poate fi apreciat ca un mijloc eficient de
comunicare vizuală a ideilor matematice. Sutherland [18] susţine că motivele pentru care
copiii întâmpină dificultăţi de învăţare în şcoală este acela că nu li se oferă ocazii de
comunicare vizuală a ideilor matematice.
Laborde [25] susţine de asemenea importanţa percepţiei vizuale realizate de elev în
identificarea soluţiilor pentru problemele geometrice. Desigur, percepţia vizuală nu este în
sine suficientă pentru rezolvarea problemelor geometrice. Totuşi, în cazul programului Cabri
II Plus, feedback-ul vizual asigurat, în combinaţie cu specificul dinamic al mediului de
învăţare - dat de posibilitatea de a modifica forma construcţiilor geometrice pe ecranul
computerului păstrând în acest timp caracteristicile geometrice ale acestora - structurează un
nou tip de percepţie vizuală. Acest feedback nu este doar de natură perceptivă, ci conţine şi
informaţii geometrice care pot ajuta elevul să verifice valoarea de adevăr a ipotezelor şi
conexiunilor realizate. Tipul feedback-ului (cantitativ sau calitativ) susţine elevii pentru a
controla strategiile de rezolvare iniţiate (cantitative sau calitative).
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
23
Rolul instrumentelor în dezvoltarea intelectuală a elevilor şi instrumentele oferite
de Cabri II Plus
Importanţa instrumentelor psihologice pentru modificarea comportamentului uman a fost
asociată cu efectul uneltelor pentru modificarea muncii umane [27]. Prin instrumente
psihologice înţelegem sisteme semiotice precum limbajul oral şi scris, sistemul de numeraţie
şi toate sistemele de reprezentare în general. Se susţine de asemenea [27] că sistemele
semiotice create de societate de-a lungul istoriei acesteia îşi schimbă forma şi nivelul de
dezvoltare culturală.
Vygotsky [27] plasează sursa dezvoltării funcţiilor mentale superioare în spaţiul inter-
psihologic al efectului culturii. Acesta consideră că bagajul cultural nu creează, ci modifică
pur şi simplu datele naturale ca rezultat al internalizării experienţei socio-culturale. Conform
lui Vygotsky [27], funcţiile mentale superioare se dezvoltă de la un nivel interpersonal la unul
personal prin procesul de interiorizare. Vygotsky [27] semnifică importanţa semnelor în viaţa
socială a persoanei şi în interacţiunile sale interpersonale. Introducerea semnelor şi
simbolurilor şi utilizarea lor ca mediatori ai participării socio-culturale le oferă profesorilor
variante productive de înţelegere a semnificaţiei imitaţiei, acţiunii, gestului şi a efectului
acestora pentru construcţia cunoaşterii. Mai mult, le oferă posibilitatea de a percepe predarea
ca pe un produs al negocierii sociale a punctelor de vedere diferite [28]. El propune, de
asemenea, un context interesant de utilizare a calculatoarelor, care sunt în acelaşi timp unelte,
precum ciocanul şi foarfecele, dar şi reprezentări ale unor sisteme simbolice care integrează
semne psihologice [29][18], acestea putând fi astfel văzute ca mediatoare ale participării
socio-culturale în procesul de cunoaştere.
În ceea ce priveşte rolul instrumentelor în termenii dezvoltării bazei de cunoştinţe a
elevului, există aprecierea că ”utilizarea instrumentelor este un element cheie în procesul de
matematizare a activităţilor dezvoltat de elev” [30]. Accesul la sisteme de reprezentare şi
instrumente variate oferă oportunităţi pentru învăţarea individualizată, deoarece îi permit
fiecărui elev să lucreze conform trebuinţelor proprii. Disponibilitatea instrumentelor le
permite de asemenea formularea de ipoteze şi argumentări şi formularea de generalizări şi
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
24
concluzii. Mai mult, instrumentele pot media între elev şi semnificaţiile matematice construite
în contextul unei activităţi matematice [31]. Literatura de specialitate susţine că:
Instrumentele sunt mijloace de accesare a cunoaşterii celorlalţi;
Înţelegerea conceptelor este asociată cu tipul de instrument folosit;
Instrumentele nu deservesc doar activităţile intelectuale, dar le şi modelează şi
modifică;
Instrumentele mediază şi au o influenţă decisivă asupra acţiunilor celui care învaţă;
Activitatea de învăţare, instrumentele şi acţiunile celui care învaţă sunt intercondiţionate în
maniere unice în fiecare situaţie de învăţare.
Laborde a demonstrat efectul diverselor instrumente asupra modalităţilor utilizate de elevi
pentru parcurgerea diverselor activităţi de învăţare [32]. Noss and Hoyles [21] au arătat că
instrumentele nu sunt independente de contextul de învăţare în care sunt integrate şi, în
consecinţă, elevii nu au o libertate totală în alegerea lor, ci trebuie să ţină cont de context.
Cabri II Plus oferă o varietate de instrumente de realizare a construcţiilor geometrice
variate, instrumente care au fost create pentru a prezenta grafic conceptele geometrice pe
ecranul computerului. Mai mult, formele produse şi prezentate sunt obiecte computaţionale,
ceea ce înseamnă că au caracteristici care se păstrează în timp ce aparenţa vizuală este
modificată prin manipulare directă. În ansamblu, instrumentele oferite de Cabri şi
construcţiile geometrice structurate prin utilizarea acestor instrumente joacă rolul de mediatori
între conceptele geometrice pe care le integrează şi elev, în timpul interacţiunii sale cu
programul.
Software-ul educaţional ca element important al contextului de învăţare
Efectul contextului asupra acţiunilor elevilor şi asupra strategiilor de rezolvare adoptate de
aceştia pentru o problemă dată este demonstrat în relaţie cu învăţarea oricărui domeniu, şi în
mod specific, în legătură cu studiul matematicii [21][32][38].
Noss şi Hoyles [21] au sugerat că mediul educaţional este integrat în software-ul
educaţional, elevul, profesorul, interacţiunea dintre aceştia şi activitatea solicitată elevilor.
Cercetătorii mai sus menţionaţi au subliniat de asemenea importanţa investigaţiei asupra
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
25
efectului software-ului educaţional, ca mediu specific care joacă un rol catalizator şi penetrant
în procesul învăţării. Demersurile de învăţare iniţiate de elevul implicat într-un mediu de
învăţare care integrează software educaţional sunt aparent influenţate de acest context.
Interacţiunea cu mediul computerizat orientează elevul asupra elementelor esenţiale ale
conceptelor studiate şi îl susţine în clarificarea relaţiei dintre conceptele incluse în acest
mediu. Mai mult, standardizarea relaţiilor dintre conceptele necesare în structurarea mediilor
de învăţare computerizate afectează într-o manieră catalizatoare dezvoltarea strategiilor
elevilor. Din altă perspectivă, mediul computerizat le asigură elevilor şansa de a modela relaţii
între elementele matematice formale şi informale şi de a realiza generalizări pe baza unor
cazuri specifice. Aceiaşi cercetători susţin de asemenea că mediul computerizat poate juca un
rol de sprijinire şi susţinere a dezvoltării activităţilor matematice. Borba şi Confrey [39][40]
vorbesc despre structurarea unei relaţii bilaterale între elev şi proiectantul software-ului
educaţional prin intermediul medierii pe care o asigură software-ul pentru elevi, respectiv prin
posibilităţile de dezvoltare a opţiunilor software, pentru designer.
Învăţarea şi caracterul exploratoriu al activităţilor realizate cu Cabri II Plus
Cabri II Plus [17] este larg recunoscut ca un program proiect pentru a pune în practică
principiile de tip constructivist ale învăţării matematicii. În mod specific, Cabri le asigură
elevilor oportunităţi de tipul:
a) Mijloace de construcţie: asigură un set bogat de instrumente de realizare a unor
construcţii geometrice variate, asociate unei varietăţi de concepte ale geometriei euclidiene.
Aceste instrumente pot fi exploatate de elevi pentru realizarea de construcţii geometrice şi
rezolvarea a numeroase probleme geometrice.
b) Instrumente de construcţie a unei varietăţi de reprezentări, atât numerice, cât şi vizuale,
precum figuri geometrice, tabele, ecuaţii, grafice şi calcule. Aceste reprezentări au o
transparenţă cognitivă specifică şi, ca urmare, elevii pot selecta cele mai potrivite instrumente
pentru exprimarea cunoaşterii proprii. În acest mod, diferenţele inter- şi intra-individuale ale
elevilor sunt exprimate. Sistemele de reprezentare utilizate influenţează tipul de cunoaştere pe
care elevul şi-o construieşte [18].
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
26
c) Asocierea reprezentărilor, prin exploatarea interconexiunilor diverselor modalităţi de
reprezentare asigurate.
d) Manipularea dinamică, directă a construcţiilor geometrice, prin utilizarea opţiunii
”drag mode”. Această opţiune le oferă celor care învaţă oportunitatea de a explora figurile
geometrice şi de a formula şi verifica ipoteze şi conexiuni prin manipularea, în sensul fizic,
concret, a obiectelor teoretice care apar ca diagrame pe ecranul calculatorului. În aceste
construcţii Cabri, proprietăţile geometrice sunt păstrate în timpul translatării, iar forma vizuală
se modifică. Opţiunea “drag mode” are trei variante specifice: varianta ”exploratorie”,
varianta ”verificare” şi varianta ”adaptare” [26]. Prin utilizarea operaţiilor “drag mode”, elevii
pot structura imagini dinamice ale conceptelor analizate [18].
e) Posibilitatea colectării unui set bogat de date numerice. Cabri asigură ocazia tabelării
automate a unei cantităţi mari de date numerice apreciate ca potrivite pentru studiul
conceptelor geometrice aflate în atenţie. În mod specific, opţiunea ”drag mode” poate fi
utilizată în combinaţie cu măsurătorile automate ale elementelor specifice ale construcţiilor
geometrice aflate în studiu. Aceste măsurători pot fi cuprinse automat în tabele, oferindu-le
elevilor ocazii de reflecţie asupra lor şi de realizare şi verificare a conexiunilor cu privire la
conceptele şi relaţiile geometrice specifice.
f) Interactivitate şi feedback; Feedback-ul intern şi vizual, precum şi cel numeric extern îi
asigură celui care învaţă oportunităţi de a realiza şi verifica conexiuni dar şi de corectare a
construcţiilor proprii. Acest fapt este important, în acest fel acţiunile elevilor fiind strâns asociate
cu consecinţele acestora, spre deosebire de mediile pasive de tip creion şi hârtie, în care nu există
posibilitatea de a asigura răspunsuri imediate pentru acţiunile desfăşurate [24].
g) Prezentarea de informaţii pentru elev sub formă de text, de exemplu, indicarea de
sarcini de lucru în mod direct.
h) Înregistrarea istoricului acţiunilor elevilor, fapt ce oferă profesorilor şi cercetătorilor
date valoroase pentru studiile ulterioare.
i) Extensia. Anumite opţiuni pot fi adăugate ca butoane în interfaţa Cabri, fapt ce permite
structurarea unor macro-uri specifice.
Cabri integrează posibilităţi importante de structurare a situaţiilor de învăţare pentru
încurajarea celor care învaţă, de a-şi asuma o atitudine investigativă, de a-şi exprima
particularităţile şi diferenţele în învăţare inter-individuale şi intra-individuale, de a se auto-
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
27
corecta, de a formula şi verifica diverse asocieri specifice şi de a exploata avantajele
negocierii propriilor cunoştinţe cu cele ale colegilor, în mediile de învăţare cooperative
Error! Reference source not found.. Mai mult, învăţarea semnificativă, relevantă prin
intermediul unor activităţi de învăţare de tip realist, ce pot fi integrate în mediul de învăţare
Cabri, poate motiva puternic elevii pentru studiu.
2.3 Pachetele de programe Yenka. Yenka Mathematics
Pachetele de programe Yenka reprezintă un set de pachete software pentru modelare şi
simulare care acoperă domenii specifice ştiinţelor exacte (fizică, chimie, TIC (Tehnologia
Informaţiei şi Comunicaţiilor), matematică, informatică), proiectare şi tehnologie. Aceste
instrumente software uşor de utilizat, complexe şi precise permit experimentări realizate în
mod flexibil în laboratoare virtuale. Experimentele virtuale pot fi create cu uşurinţă de către
elevi, studenţi şi profesori.
Introducere în pachetele de programe Yenka
Pachetele de programe Yenka (dezvoltate iniţial sub numele de Crocodile Clips) au fost
create în mod special pentru mediul educaţional şi sunt focalizate pe elemente utile
profesorilor şi elevilor în activităţile pe care le desfăşoară. Pachetele de programe Yenka pot
fi folosite atât ca instrumente de tip Digital Whiteboard cât şi pentru planificarea lecţiilor de
iniţiere în utilizarea calculatorului.
Pentru a putea crea module cu Yenka, software-ul trebuie instalat pe fiecare calculator în
parte, însă dacă se doreşte numai rularea unor aplicaţii gata create este suficientă descărcarea
gratuită din spaţiul web.
Conceptul “Digital Whiteboard“ implică faptul că un profesor poate utiliza module deja
funcţionale pentru a conferi interactivitate şi elemente multimedia lecţiilor din domeniul
ştiinţelor. Acest mod de utilizare are două abordări: modul începător şi modul avansat. În
modul începător, utilizatorii trebuie doar să urmeze instrucţiunile programului pentru a
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
28
interacţiona cu modulele funcţionale. După execuţia a două-trei clickuri de mouse, utilizatorii
vor putea rula aplicaţia interactivă.
Pachetele de programe Yenka conţin zeci de exemple ce reprezintă un bun punct de
plecare în lucrul cu acest mediu de instrumentaţie virtuală. În modul avansat, Yenka oferă o
serie de componente grupate în librării care pot fi utilizate pentru crearea propriilor aplicaţii
interactive. De exemplu, librăria “Electricity” conţine rezistoare, multimetre, lămpi,
comutatoare, fire etc. Librăria “Optics” conţine lentile, ecrane, fante, filtre colorate etc.
Librăria “Mechanics” oferă elemente de tip arc, minge, tijă etc. În plus, reprezentări grafice
corelate cu proprietăţile măsurate pot fi trasate folosind librăria “Presentation”.
Pachetele de programe Yenka reprezintă de asemenea o bună resursă în planificarea
lecţiilor de utilizare a calculatorului. Profesorul utilizează modulele din aplicaţia software sau
creează propriile module, pas cu pas. În ambele cazuri, elevii / studenţii au nevoie de o copie
a acestor module şi o foaie de lucru cu instrucţiuni şi sarcini.
Totodată, împreună cu pachetul software Yenka, o serie de tutoriale video sunt furnizate
de către compania producătoare. Aceste tutoriale, reprezentate prin clipuri video flash (nu mai
lungi de câteva minute) ajută, în mod evident, utilizatorul să se instruiască. De exemplu, în
acest fel, pot fi asimilate noţiuni de bază referitoare utilizarea pachetului Yenka.
Pachetul software Yenka prezintă o interfaţă care îl face potrivit pentru mediul
educaţional preuniversitar, existând şi implementări pentru învăţământul primar.
Importanţa studierii pachetelor de programe Yenka
Instrumentaţia Virtuală poate fi folosită pentru construirea de aplicaţii care simulează
dispozitive reale şi instrumente operaţionale, dar şi pentru animarea şi modelarea unor procese
fizice reale. Pachetele de programe Yenka nu reprezintă doar un instrument puternic care
poate înlocui cu succes experimentele periculoase sau scumpe, ci şi un adevărat laborator
complementar în activitatea profesorilor şi elevilor.
Obiectivul principal al acestui subcapitol este prezentarea modului în care poate fi utilizat
pachetul de aplicaţii Yenka pentru a construi experimente virtuale. Utilizarea componentelor
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
29
Yenka (Computing, Mathematics, Science, Technology) se poate face în mod similar cu cea
prezentată în următoarele secţiuni (figura 4.a.). Având în vedere modul de operare comun
tuturor componentelor pachetelor Yenka, în continuare vor fi descrise numai exemple de
aplicaţii create folosind doar o serie din componentele Yenka. În momentul în care utilizatorii
au învăţat să utilizeze una din componentele pachetului de programe, aceştia vor putea crea cu
uşurinţă experimente virtuale folosind şi celelalte.
Figura 2.3.a. Alegerea unei componente Yenka
Yenka Matematică permite experimentarea cu uşurinţă a modelelor 3D matematice,
pentru a învăţa calcul statistic, probabilităţi, geometrie şi coordonate. Poate fi utilizat ca un
instrument flexibil de demonstrare, de exemplu pe o tablă albă. În mod alternativ, studenţii
pot utiliza Yenka singuri pentru a învăţa prin experimentare în mediul 3D Yenka. În mod
semănător, firma producătoare furnizează o serie de lecţii şi activităţi deja create, care ar
putea fi incluse în alte lecţii, precum şi a unui set de tutoriale video care oferă un ajutor pentru
început.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
30
Figura 2.3.b. Vârsta medie într-o clasă
Figura 2.3.b. prezintă un exemplu de lecţie de statistică: vârsta medie a persoanelor dintr-o
sală de clasă.
Matematică
Forme 3D
Un instrument de modelare foarte uşor de
utilizat care permite experimentarea
geometriei 3D, incluzând reţele, planuri şi
secţiuni verticale.
Statistici
Un instrument de modelare puternic pentru
calcule statistice şi probabilistice folosind
instrumente care includ jocuri 3D şi
personaje aliniate.
Coordonate
Este folosit pentru a învăţa sistemul
punctelor de coordonate prin utilizarea
jocurilor pe un set de axe 3D.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
31
CAPITOLUL 3
SOFTWARE EDUCAŢIONAL PENTRU FIZICĂ
3.1 Yenka Science (Yenka Physics)
Yenka Ştiinţă reprezintă un laborator virtual cu grad de interactivitate foarte mare care
permite modelarea experimentelor de fizică şi chimie într-un mod sigur şi uşor, îmbinând
facilităţile oferite de Yenka Fizică şi Yenka Chimie. Figura 3.1.a. prezintă un exemplu de
lecţie de fizică.
Figura 3.1.a. Unde sonore într-o conductă
Se pot simula o serie largă de experimente: proiectarea sistemelor de circuite sau optice,
modelarea reacţiilor din peste 100 de elemente chimice, investigarea propagării undelor sau
maselor accelerate. Progresul experimentelor virtuale poate fi urmărit cu ajutorul unor
instrumente grafice.
Pentru a începe activitatea cu aceste instrumente firma producătoare furnizează numeroase
lecţii gata pregătite, precum şi un set de tutoriale video.
Abordări diferite în utilizare
Şcolile care deţin o licenţă Yenka sau folosesc o versiune gratuită demostrativă, trebuie să
instaleze pachetul de aplicaţii pe calculatoare individuale. Având pachetul software instalat,
elevii pot crea propriile experimente virtuale sau pot interacţiona cu cele create de profesori.
Yenka este unul dintre puternicele instrumente ce foloseşte Digital Whiteboard. Unele
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
32
experimente create cu această aplicaţie pot fi foarte utile profesorilor în predarea principiilor
de bază ale fizicii.
Există trei categorii de utilizatori ai componentelor pachetelor de programe Yenka: elevii
care rezolvă sau interacţionează cu experimente virtuale create anterior (figura 4.f.), elevii
care construiesc propriile experimente şi profesorii care utilizează în clasă Yenka ca platformă
digitală de învăţare [3, 4].
Figura 3.1.b. Fereastra iniţială Yenka, componenta Science
Secţiunile următoare acoperă o serie de capitole specifice domeniului ştiinţelor:
electricitate, mecanică, oscilaţii şi optică. Secţiunea finală, referitoare la trasarea graficelor,
completează această prezentare.
Construirea experimentelor virtuale cu Yenka
Această secţiune ghidează utilizatorii, pas cu pas, în crearea de experimente virtuale
simple. În următoarele pagini, utilizatorii vor descoperi numeroase capturi de ecran, sugestive
şi foarte utile pentru a înţelege modul de lucru în Yenka.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
33
Prima pagină: fereastră deschisă în momentul lansării aplicaţiei Yenka conţine, în partea
din stânga ecranului, meniul introductiv. O privire generală a meniului introductiv este
prezentată în figura 4.g. Prin apăsarea butonului Y evidenţiat în figura 4.g., panoul introductiv
va fi afişat pe întreg ecranul. Pentru a reveni la aspectul anterior, în fereastră, se apasă încă o
dată butonul Y.
Figura 3.1.c. Meniul introductiv
Pe parcursul realizării unui experiment virtual în Yenka, pot fi folosite în orice moment
butonul Pause model / Start model (figura 3.1.d.). Selecţia acestui buton se realizează prin
executarea unui click de mouse pe suprafaţa lor.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
34
Figura 3.1.d. Suprafaţa de construire
Paleta cu componente (poziţionată în partea dreaptă sus a ferestrei) diferă de la un subiect
la altul (figura 3.1.e.). Componentele din această paletă pot fi folosite prin selectarea şi
glisarea lor în zona de lucru. Renunţarea la utilizarea acestor componente se realizează prin
selectarea şi glisarea lor din zona de lucru în paletă.
În figura 3.1.e este ilustrată introducerea unui element de tip bilă în zona de lucru.
Acţiunile pe care utilizatorul le poate realiza asupra elementelor din paletă sunt descrise în
partea de jos a ferestrei de aplicaţie.
După introducerea bilei, se poate trece la introducerea unui alt element. Caracteristicile
oricărui instrument pot fi stabilite de către utilizator cu ajutorul casetei de proprietăţi
(Properties box). De exemplu, se poate ataşa bilei o tijă din zona de lucru, iar proprietăţile ei
pot fi modificate prin utilizarea casetei de proprietăţi (figura 3.1.f.).
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
35
Figura 3.1.e. Elemetele tabelei de construire
Proprietăţile diferitelor componente utilizate în cursul realizării experimentelor virtuale se
referă la diferite caracteristici ale acestora: bilă (viteză, poziţie etc.), tijă (unghiul format cu
axa verticală etc.). În figura 4.j. se prezintă paleta de proprietăţi pentru obiectul bilă din
exemplul anterior.
Figura 3.1.f. Paleta de proprietăţi
Ştiinţă Chimie anorganică Un laborator virtual de chimie unde pot fi
modelate reacţii într-un mod sigur şi uşor,
având la dispoziţie peste o sută de elemente
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
36
chimice la dispoziţie.
Electrochimie Experimente cu electroliză, electroplacare şi
celule, folosind o serie de electrozi şi soluţii.
Lumină şi sunet
Experimente cu reflecţii, interferenţe şi
difracţii în apă, unde sonore sau
electromagnetice, precum şi modelarea
diagramelor razelor de lumină în
experimentele cu sisteme optice.
Mişcare Experimente cu mişcare şi forţe, inclusiv
frecare, proiectare, oscilaţii şi gravitaţie.
Electricitate şi
magnetism
Simulează proiectarea şi realizarea
circuitelor într-o manieră simplă şi sigură,
alegând dintr-o varietate largă de
componente. Experimente 3D cu generarea,
transportarea şi utilizarea energiei electrice.
Circuite analogice
Experimente cu circuite analogice, inclusiv
rezistoare, condensatoare, diode, tranzistoare
şi multe alte componente de intrare/ieşire.
Electronică digitală
Proiectează circuite cu componente digitale,
inclusiv porţi logice, numărătoare, decodoare
şi bistabile.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
37
Exemplu de aplicație experimentală de laborator - Modelarea unui circuit electric Considerăm o rezistență și un bec conectați în paralel, legați la o sursă de tensiune
printr-un întrerupător.
Figura 3.1.g. Exemplu de circuit electric
Condiţii experimentale Se foloseşte kitul pentru electrocinetică. Experimentul se desfăşoară frontal, sau pe
grupe de elevi. Condiţiile informatice
Softul folosit este Yenka, dedicat simulărilor matematice şi experimentelor pentru ştiinţe. Metode didactice folosite
Explicaţia, conversaţia, experimental de laborator, demonstraţia, învăţarea prin descoperire, modelarea pe computer.
Desfăşurarea lecţiei:
Profesorul verifică tema pentru acasă şi cunoştinţele predate anterior. Se face legătura cu noua lecţie Profesorul şi elevii desfăşoară activitatea experimentală de laborator. Elevii
exersează, observă şi trag concluziile. Profesorul va ajuta la generalizarea observaţiilor şi a concluziilor. Se începe activitatea de simulare pe calculator a experimentelor efectuate
practic. Profesorul scrie pe tablă ecuaţiile, desenează graficele, iar elevii completează în
caietele de notiţe. Elevii identifică aplicarea în practică a legilor învăţate. Se realizează conexiunea inversă.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
38
În această situaţie, căderea de tensiune pe bec și pe rezistență va fi egală cu tensiunea sursei.
21 UUU ==
Figura 3.1.h. Modelarea și simularea unui circuit electric utilizând plaforma Yenka Physics
mAI 78.7361 =
mAI 2002 =
mAIII 78.93621 =+=
VUUU 2021 === - adevărat
Când întrerupătorul K2 este deschis, putem observa că mAII 78.7361 == , deoarece
mAI 02 = .
3.2 Algodoo
Algodoo – poate fi descărcat de la adresa web http://www.algodoo.com/download/.
Algodoo reprezintă un program software de simulare 2D de la Algoryx Simulation AB.
Algodoo este un instrument perfect pentru a simula fenomene fizice. Algodoo încurajează
creativitatea, capacitatea și motivația de a construi anumite experimente într-un mod
distractiv. Cu Algodoo putem crea simulări folosind instrumente de desen simple cum ar fi
poligoane, cercuri, cabluri și alte unelte, putându-le modifica prin rotație, scalare, mișcare,
tăiere sau clonare de obiecte. Putem adăuga lichide, arcuri, balamale, motoare, propulsoare,
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
39
raze de lumină, marcatori și lentile. Algodoo, de asemenea, ne permite să explorăm și diferiți
parametri, cum ar fi accelerația gravitațională, frecarea, refracția, atracția magnetică, etc.
Figura 3.2.a. Exemple de simulări a unor fenomene fizice utilizând plaforma Algodoo
3.3 Powder Toy
Powder Toy - poate fi descărcat de la adresa web http://powdertoy.co.uk. Powder Toy
este o aplicație clasică experimentală, nu foarte dificilă, având acces la diferite elemente
științifice, ce le putem combina în moduri diferite, urmărind astfel rezultatele obținute.
Powder Toy folosește elemente din natură pentru creearea de simulări, de la circuite electrice
până la procesoare.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
40
Figura 3.3.a. Exemple de simulări a unor fenomene fizice utilizând plaforma Powder Toy
Simulările fenomenelor fizice utilizând instrumentele TIC (de bază, online sau offline)
în lecţiile de fizică sunt dependente de următoarele resurse:
a. Resursa umană – reprezentată de profesor. Acesta trebuie să aibă cunoştinţe bune
pentru utilizarea TIC, dar şi cunoştinţe de limbă străină, pentru aplicaţiile on-line,
multe dintre acestea fiind în limba engleză. Tot la resursa umană, nu putem ignora
elevii, care trebuie să aibă dobândite competenţele TIC de la orele de specialitate.
b. Resursa software – reprezentată de programele/aplicațiile prezentate mai sus.
c. Resursa hardware – reprezentată de dotarea laboratorului cu calculatoare (cel
puțin un calculator desktop, laptop sau notebook), cu legătură la internet stabilă cu
lărgime de bandă suficient de mare pentru rularea unor aplicaţii on-line şi eventual
un videoproiector sau alte dispozitive pentru proiectarea imaginilor de pe monitor.
Această resursă este o componentă foarte importantă deoarece de ele depinde şi
tipul aplicaţiilor care vor putea fi folosite în lecţii.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
41
d. Resursa de timp – reprezentată de timpul alocat experimentului. Această resursă
nu poate fi neglijată, deoarece folosirea softurilor şi a celorlalte aplicaţii on-line
sunt mari consumatoare de timp, deoarece acestea trebuie testate și verificate.
e. Resursa financiară – reprezentată de utilizarea unor aplicații/programe de
simulare licențiate.
3.4 Instrumente educaţionale accesibile online
Această categorie a instrumentelor educaționale online este din ce în ce mai accesibilă
prin extinderea internetului. Tot mai multe instituții de învățământ sau organizații
educaționale aleg calea administrării de site-uri web interactive pentru a-şi mediatiza
activităţile.
Dacă există în laborator o conexiune la internet, avem posibilitatea, cu ajutorul unui
videoproiector să prezentăm și să inserăm în lecţiile de curs/laborator secvenţe sugestive care
pot completa anumite informații sau chiar înlocui experimentele de laborator, în situaţia în
care acestea nu se pot realiza.
Navigatorul web (browser-ul) utilizat trebuie bine ales şi configurat. De exemplu,
pentru a putea viziona clipuri video didactice online, sau pentru executarea unor aplicaţii
interactive în cazul simulărilor de fenomene şi experimente fizice, trebuie instalate şi alte
aplicaţii/programe software cum ar fi:
- maşină virtuală Java pentru execuţia applet-urilor;
- playere de stream–uri audio–video.
Cele mai utile aplicaţii/programe pentru învăţarea noţiunilor esenţiale de fizică sunt
considerate a fi ”programele de simulare a realităţii”.
Disciplina „Fizica” reprezintă o ştiinţă fundamentală, care studiază fenomenele ce stau
la baza funcţionării întregii tehnologii moderne, dar şi la baza altor ştiinţe (ex: chimie).
Simularea prin aplicaţii/programe software a fenomenelor fizice reprezintă avantaje
certe în procesul instructiv. Prin simulare se permite repetarea experimentului, vizualizarea şi
modificarea parametrilor, uneori chiar la limita posibilităţii, animații și reprezentări grafice
asociate etc.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
42
Simularea prin aplicaţii/programe software poate fi foarte utilă pentru:
explicarea și înțelegerea fenomenelor la scară subatomică sau cosmică;
explicarea și înțelegerea fenomenelor foarte lente sau foarte rapide;
explicarea și înțelegerea efectelor unor câmpuri sau radiaţii invizibile;
realizarea și înțelegerea de experimente periculoase sau costisitoare.
Există o gamă largă de aplicaţii/programe de simulare a fenomenelor fizice şi de punere
în evidenţă a legilor fizice ce le guvernează. Gradul de interactivitate, operabilitate şi de
fidelitate în imitarea realităţii diferă mult, de la esenţializări şi scheme simplificatoare până la
reconstituiri foarte minuţioase, la scară şi funcţionale, cu posibilităţi multiple de ajustare
realistă a tuturor parametrilor.
Există o gamă variată de aplicații/programe de simulări de fenomene fizice ce se pot
accesa online sau chiar se pot descărca pentru o utilizare offline (sub formă de arhivă Java).
Exemple de site-uri web care pot fi accesate pentru utilizarea de aplicații/programe de
simulare sunt:
1. O gamă variată de simulări de fizică se pot accesa online sau descărca pentru
utilizare offline (sub formă de arhivă Java) de la adresa http://phet.colorado.edu/
Figura 3.4.a. Simulare on-line referitoare la lecția despre mase și arcuri
În general, simulările sunt animate și au instrumente de lucru intuitive, care permit
utilizatorului să interacţioneze cu aplicaţia/programul respectivă.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
43
2. Simulări de fenomene fizice în limba română sunt disponibile și la adresa web
http://www.walter-fendt.de/ph14ro/. De asemenea, acestea permit modificări de
parametri şi selectarea mărimilor fizice afişate.
Figura 3.4.b. Simulare on-line referitoare la lecția despre pendulul elastic
3. Alte simulării de fenomene fizice se pot accesa online la adresa
http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/. De asemenea, și
acestea permit modificări de parametri şi selectarea mărimilor fizice afişate.
Figura 3.4.c. Simulare on-line referitoare la lecția despre reflexia luminii.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
44
4. Exemple de simulări ce pot fi folosite online sau care se pot descărca sunt
disponibile şi la adresa http://www.um.es/fem/EjsWiki/. Aici fiind disponibile
tutoriale pentru realizarea de simulări a unor fenomene fizice.
Figura 3.4.d. Tutorial pentru realizarea de simulări a unor fenomene fizice
5. Diverse alte simulări ale unor fenomene fizice se regăsesc la adresele web
http://www.animations.physics.unsw.edu.au/ și http://www.edumedia-share.com.
Acestea se pot accesa online sau se poate descărca diferite animaţii multimedia
comentate pentru diferite fenomene fizice.
După cum se poate observa există multe alte resurse disponibile de vizualizare a
simulării unor fenomene fizice. Profesorul fiind cel care va decide, pentru fiecare caz în parte,
ce secvenţă este potrivită pentru activitatea didactică respectivă.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
45
CAPITOLUL 4
SOFTWARE EDUCAŢIONAL PENTRU CHIMIE
4.1 Yenka Science (Yenka Chemistry)
Mediile virtuale interactive 3D au un mare potențial educaţional pentru că acestea
permit participarea activă a elevilor, activităţi de cercetare și management al obiectelor
virtuale. Laboratoarele virtuale reproduc condițiile unui laborator chimic adevărat, permit
învățarea printr-o simulare interactiva și sunt un instrument valoros pentru învățământ la
distanță și pe tot parcursul vieții.
Yenka Chemistry este un program sofisticat şi prietenos de simulare interactivă pentru
predare și lucru independent al elevului. Programul oferă o prezentare clară și simplă a
fenomenelor pe următoarele teme: energie, soluții, baze, săruri, acizi, metale, materiale şi
multe altele.
Figura 4.1.a. Mediul virtual Yenka Chemistry
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
46
4.2 Virtual Chemistry Laboratory
Chimia face parte din trunchiul comun al programelor şcolare începând cu clasa a VII-
a şi terminând cu învăţământul postliceal (bineînţeles în funcţie de specializare). Pentru a fi pe
deplin înţeleasă, această ştiinţă predominant aplicativă are nevoie de aplicaţii. Studiul chimiei
fără aplicaţii practice este ineficient făcând chimia o ştiinţă plictisitoare, neînţeleasă şi
neatractivă pentru elevi.
Este chimia atractivă pentru mine? Este atractivă chimia pentru elevii mei? Sunt
întrebări la care majoritatea elevilor ar răspunde probabil nu. Majoritatea afirmă că această
disciplină este grea, neatractivă, abstractă şi plictisitoare. De aceea, prima impresie este foarte
importantă pentru elevi. Dacă elevii sunt atraşi din prima oră către chimie, din primul an de
studiu, prima cărămidă este aşezată la locul potrivit.
Chimia se studiază în laborator, unde elevii pot studia frumuseţea substanţelor, pot
,,produce,, cele mai interesante reacţii chimice, chimia fiind considerată de unii cea mai
interesantă ştiinţă aplicativă.
În mod tradiţional, laboratorul de chimie este o încăpere pregătită special pentru
studiul chimiei, pentru realizarea de experienţe chimice, pentru studiul substanţelor şi a
proprietăţilor acestora, pentru descoperirea dragostei pentru cercetare. Desfăşurarea lecţiilor
în laborator depinde de existenţa laboratorului în şcoală în primul rând, de dotarea acestuia şi
bineînţeles de priceperea profesorului. Lipsa facilităților laboratoarelor, laboratoare
insuficient dotate sau lipsa laboratorului din școală poate determina o ,,repulsie,, din partea
elevilor în studiul chimiei. O disciplină nu poate fi învățată prin forță, fapt dovedit de foarte
mulți elevi care nu au beneficiat de studiul practic al chimiei.
O alternativă mult mai atractivă pentru elevi este considerată laboratorul virtual, care
poate fi accesat de elevi indiferent unde se găsesc, la şcoală sau acasă, care poate fi accesat de
toţi elevii, indiferent de capacitatea lor de învăţare.
Laboratorul virtual este un program cu funcţionalitate on-line sau off-line care oferă
celor interesaţi efectuarea unor experimente identice cu cele ce se pot efectua într-un laborator
clasic, dar în condiţii de securitate maximă, fără a pune în pericol viaţa experimentatorului. Ca
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
47
şi în laboratorul clasic, în laboratorul virtual activităţile sunt de a iniţia, observa, investiga,
demonstra, realiza si măsura fenomenele naturale.
Experimentele virtuale, interactive, pot simula desfăşurarea experimentelor în condiţii
identice cu cele reale fiind posibilă realizarea chiar şi a celor care necesită aparatură specială
sau a celor cu un grad ridicat de pericol, se pot repeta de câte ori e nevoie până când
fenomenul studiat este descifrat de toţi utilizatorii inclusiv de cei ce manifestă dificultăţi de
învăţare.
Laboratorul virtual de chimie oferă elevilor şi cadrelor didactice o modalitate de a
vizualiza într-o mod atractiv experimentele, de repetare a acestora, posibilitatea de informare
despre elementele sistemului periodic, autoevaluare.
Dacă elevii devin interesați în chimie, încă de la început, le va fi mult mai ușor să înțeleagă
noțiunile, termenii și conceptele specifice chimiei și să își formeze competențele specifice
mult mai ușor.
Prin folosirea laboratoarelor virtuale pe diferitele platforme informatizate disponibile
pe piață, elevii acumulează cunoștințe în domeniul chimiei prin intermediul descoperirii
individuale si al jocului. Una dintre aceste platforme, gratuită și ușor de folosit, este
Laboratorul virtual de chimie oferit de Dortikum Development.
,,A virtual chemistry lab” sau Laboratorul de chimie virtual este un program de
învăţare a chimiei dedicat elevilor din învăţământul preuniversitar.
Programul poate fi utilizat atât la şcoală, în special dacă şcoala nu beneficiează de
dotările unui laborator modern de chimie, cât şi acasă. Interfaţa şi accesibilitatea programului
îl fac util şi elevilor cu cerinţe educative speciale care întâmpină dificultăţi de învăţare astfel
încât aceştia pot studia şi individual chimia în ritmul lor de învăţare şi, de ce nu, prin joc, ceea
ce contribuie la formarea de către aceştia a competenţelor specifice disciplinei chimie într-un
mod atractiv.
Elevii pot învăţa chimie fără a fi puşi în pericol de unele experimente din laboratorul
real. Deprinderile dobândite prin experiementele virtuale pot fi verificate într-un mod
accesibil şi atrăgător.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
48
Programul se găseşte foarte uşor cu motorul de căutare google, putând fi descărcat gratuit de
la adresa: http://chemistry.dortikum.net/download/chemistry_setup_en.exe .
Programul este foarte intuitiv atât pentru elevi cât şi pentru profesori. Interfaţa este
accesibilă si sugestivă fiind strucurată în două părţi importante: masa de lucru virtuală (work
place) şi panouri de lucru: pentru substanţe respectiv instrumente de lucru.
Figura 4.2.a.
Pagina de start a
laboratorului
virtual, după
instalare
Laboratorul virtual de chimie oferă:
- Un mod de vizualizare grafică a experimentelor chimice cu diferite substanțe
- O modelare și o analiză virtuală a reacțiilor realizate
- Funcția unui asistent de încredere și un îndrumător in parcursul unei lecții de chimie.
- Informații multiple despre elementele sistemului periodic
- Dicționar pentru termenii noi, teste predefinite de evaluare si autoevaluare, exerciții de
laborator interactive, convertor complex de unități de măsură, un calculator științific
integrat și un editor de ecuații.
Masă de lucru virtuală
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
49
- Posibilitatea actualizării regulate de pe site-ul acestuia
(http://chemistry.dortikum.net/en/)
- Posibilitatea îmbogățirii bazei de date, prin modificarea informațiilor despre
experimente si reacții
- Instrumente și aplicații:
o Sistemul periodic creat în două variante: normală și extinsă. (Varianta extinsă
prezintă grupele secundare integrate în sistemul periodic)
o Atât varianta normală cât și cea extinsă, permite vizualizarea caracteristicilor
elementului, printr-un singur click
o Tabelul solubilității oferă informații despre solubilitatea elementelor și a unor
radicali
o Dicționarul permite explicarea fiecărei noțiuni chimice întâlnite în timpul
folosirii programului.
o Elevii, pe lângă învățarea elementelor chimice, a compușilor pe care aceștia le
realizează a reacțiilor chimice la care participă, pot învăța să rezolve ecuații şi
diferite probleme, ca de exemplu calcularea masei substanței. Pentru acest
motiv programul oferă posibilitatea folosirii convertorului de unități precum şi
un calculator științific.
o Pentru notarea detaliilor importante din timpul experimentelor, a fost adăugat
programului un modul de transcriere a experimentelor efectuate; acesta având
posibilitatea salvării conținutului adăugat pe calculatorul fiecărui elev (format
folosit: Rich Text File,*.rtf, care poate fi editat ulterior cu uşurinţă)
- Pentru evaluarea elevilor, este disponibil un pachet de teste predefinite în program,
care la final oferă feed-back atât elevului cât si profesorului de la clasă sub forma unui
scor.
o Întrebările testului pot fi modificate de către administrator.
o O altă formă de examinare o reprezintă editorul de ecuații prin care profesorul
poate verifica deprinderile elevilor în scrierea corectă a ecuațiilor reacțiilor
chimice.
o În timpul învățării, elevii pot utiliza de asemenea editorul de ecuații pentru
autoevaluare.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
50
o O a treia metodă de evaluare o reprezintă afișarea unor reacții pe care elevul să
le recunoască ulterior în prezența profesorului de la clasă
Programul poate fi folosit pe parcursul întregii lecții sau doar in timpul unor secvențe
din lecție. Pentru folosirea lui in școală, profesorul, la prima lansare a programului, poate fixa
o parolă de administrator a programului, pentru a împiedica accesul elevilor la efectuarea de
modificări în baza de date a acestui program și astfel, împiedicând situații de ștergere
accidentală a datelor conținute în program.
Folosirea programului la clasă prezintă și următoarele avantaje:
- Dobândirea cunoștințelor teoretice si practice fără riscul accidentelor de munca
precum arderea cu acizi sau baze, intoxicarea cu substanțe toxice sau rănirea cu
sticlăria din laborator
- Formarea în rândul elevilor a competenţelor specifice chimiei şi a celor informatice
într-un mod activ, atractiv, printr-o abordare transdisciplinară
- Învăţarea este diferenţiată, individualizată, elevii dobândind cunoştinţe, deprinderi şi
abilităţi în ritmul propriu de învăţare.
- Învăţarea şi/sau autoînvăţarea este conştientă, elevii devenind centrul activităţii de
învăţare, curiozitatea fiind unul din atributele urmărite de profesor a fi dezvoltate la
elevi.
- Învăţarea este activă, elevii având posibilitatea să reflecteze asupra autoînvăţării, să
realizeze operaţiuni mintale, cognitive superioare pe baza celor învăţate anterior, să
cerceteze şi să descopere singuri sau colaborativ răspunsurile la întrebări
- Permite elevilor să-si stabilească modalităţile de învăţare, să descopere singur căile de
învăţare care i se potrivesc, să-şi stabilească ritmul învăţarii
- Elevii au posibilitatea de a-și verifica cunoștințele si deprinderile într-un mod
amuzant, utilizând gadget-urile existente ce pot fi folosite în mediul școlar cât și
extrașcolar
- Evaluarea elevilor se poate face extemporaneu și spontan în timpul orelor de curs.
Elevii pot răspunde în acelaşi timp, feed-back-ul fiind în timp real.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
51
- Evaluarea elevilor este una formativă, fiind definită în termeni de ce ştiu să facă elevii,
elevii demonstrând că stapânesc cunoştinţele, conceptele prin aplicarea acestora
- Determină creşterea motivaţiei intrinseci a învăţării chimiei în particular şi a ştiinţelor
în general
- Rolul profesorului este acela de observator, mentor, facilitator al învăţării, alternanţa
rolurilor putând fi influenţată chiar de elevi în timpul procesului de învăţare, devenind
parte a acestui proces
În concluzie, utilizarea programului de către elevi face chimia mai accesibilă, atractivă
și mai puțin înspăimântătoare si detestată de aceștia; iar prin folosirea de către profesori,
urmărirea eficientă a progresului individual al elevilor precum și evaluarea devin mai rapide și
mai obiective!
Integrarea laboratorului virtual şi folosirea resurselor TIC în sistemul de lecţii ale
disciplinei chimie sprijină dezvoltarea unui proces de învăţare şi cunoaştere autonom, activ.
Depinde în cea mai mare măsură de imaginaţia creativă a cadrului didactic în proiectarea
lecţiilor, de deprinderile acestuia în a utiliza echipamente şi softuri educaţionale moderne, de
disponibilitatea acestuia de a renunţa la metodele clasice de predare şi adoptarea celor
constructiviste, de a renunţa la rolul său coordonator al actului învăţării în favoarea celui de
mentor, facilitator al procesului de învăţare şi nu în ultimul rând de participarea la activităţi de
perfecţionare continuă.
4.3 Jmol
Jmol este o aplicaţie software de construcţie a structurilor chimice moleculare în
spaţiu (3D) şi poate fi accesat în patru moduri:
aplicaţie HTML5 pe web utilizând jQuery;
Java applet (program Java care gestionează o suprafață de afișare (container) ce
urmează a fi inclusă într-o pagină Web);
software independent Java (Jmol.jar);
aplicaţie server-side "headless" (JmolData.jar).
Jmol este un software Open Source sub licenţa GNU Lesser General Public License.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
52
Jmol poate utiliza (citi) o mulţime de tipuri de fişiere cum ar fi: *.pdb (Program
Database), *.cif (Crystallographic Information File), *.sdf (Standard Data File), *.mol
(fişier al MDL Information Systems), fişiere ale aplicaţie pentru biologie PyMOL, *.pse
(fişiere ale Photoshop Elements Photo Project, dezvoltate de Adobe Systems) şi fişiere
Spartan. De asemenea, fişiere create de: Gaussian, GAMESS, MOPAC, VASP, CRYSTAL,
CASTEP, QuantumEspresso, VMD precum şi o serie de fişiere baze de date create în
programe specifice de chimie. Fişierele pot fi transferate direct din bazele de date ale: RCSB,
EDS, NCI, PubChem şi MaterialsProject şi utilizate concomitent. Interfaţa software-ului Jmol
poate fi uşor personalizată, având posibiltatea folosirii meniurilor în diferite limbi şi o bună
dezvoltare a web API. În plus, include animaţia interactivă. Jmol interferează cu JspecView
folosit în spectroscopie, JSME pentru conversii 2D în 3D, POV-Ray pentru imagini şi
programe CAD pentru imprimare 3D (export de fişiere VRML (Virtual Reality Modeling
Language)).
Arhiva Jmol poate fi descărcată de pe internet, de exemplu prin calea
http://sourceforge.net/projects/jmol/files/latest/download?source=files şi poate fi lansat în
execuţie folosind una din cele patru căi amintite mai sus.
Interfaţa de lucru folosind fişierul executabil Jmol.jar arată astfel:
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
53
Figura 4.3.a. Interfaţa Jmol, fereastră cu elemente specifice a sistemului de operare Windows
Comenzi de bază ale aplicaţiei software Jmol
Acest capitol conţine comenzi lansate în execuţie prin linia de comandă a
interpretorului software-ului. În linia de comandă a interpretorului se pot introduce comenzile
dorite. Lansarea lor în execuţie se face cu ajutorul tastei <Enter>.
Sintaxa este :
jmol [OPTIONS] [FILE]
Această comandă se poate folosi şi cu un singur argument, nume de fişier, sau fără:
jmol [FILE]
2.1. Comanda -h,--help
Lansează accesul la documentaţia aplicaţiei Jmol.
Sintaxa este:
-h, --help
2.2. Comanda -s,--script
Prin această comandă se lansează în execuţie aplicaţia Jmol împreună cu un script Rasmol.
Sintaxa acestui script se poate studia accesând link-ul RasMol/Chime Scripts.
Sintaxa este:
-s, --script RASMOL.script
2.3. Comanda -g,--geometry
Permite stabilirea dimensiunilor ferestrei de lucru a aplicaţiei Jmol. Prin default
dimensiunea ei este de 500x500.
Sintaxa este:
-g, --geometry WIDTHxHEIGHT
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
54
2.4. Comanda -Duser.language
Setarea limbii în care se doreşte a se lucra. În mod automat (default) Jmol foloseşte
limba engleză. Se poate lucra în limbile următoare: engleză (en); germană (de); spaniolă (es);
franceză (fr); olandeză (nl); poloneză (pl).
Sintaxa comenzii este:
-Duser.language=de|en|es|fr|nl|pl
Alternativ, se poate utiliza mediul variabile LANG în vederea setării limbii de lucru
preferate. Aceasta variabilă este comună sistemelor UNIX cum ar fi şi LINUX.
2.5. Comanda -Ddisplay.speed
Se foloseşte pentru setarea vitezei de afişare exprimată în frames per second sau
milliseconds per frame.
Sintaxa comenzii este:
-Ddisplay.speed=fps|ms
2.6. Comanda-Dplugin.dir
Această comandă stabileşte o cale de inserţie a aplicaţiei Jmol. Trebuie specificat că
această comandă nu are efect supra căii de director ~/.jmol/plugins.
Sintaxa este:
-Dplugin.dir=/path/to/plugins
2.7. Comanda-Xmx
Prin această comandă se poate modifica capacitatea maximă de stocare în cazul în care
se lucrează cu fişiere mari. De exemplu folosind comanda -Xmx512m se ajunge la o
capacitate de 512 MB de la 64 MB.
Sintaxa este:
-XmxSIZE
3. Bara de meniuri
Bara de meniuri este prezentată în figura de mai jos.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
55
Figura 4.3.b. Barele de meniuri şi iconuri ale aplicaţiei Jmol
Comenzile principalelor meniuri sunt următoarele:
3.1. Meniul File
3.1.1. Comanda Open
Se pot citi diferite fişiere accesând căile de fişier corespunzătoare. În Jmol se pot citi
un număr mare de tipuri de fişiere cum ar fi: ABINIT, ACES II, ADF - Amsterdam Density,
Functional, CML v2.0, GAMESS, Gaussian 92/94/98, Ghemical MM, Jaguar, MDL molfile,
PDB, CIF/mmCIF, XYZ (single and multiple frame).
3.1.2. Comanda Recent Files...
Deschide un dialog prin care se găsesc fişierele recent accesate. Calea spre aceste
fişiere poate fi deschisă şi direct prin iconul Open.
3.1.3. Comanda Script...
Figura 4.3.c. Meniul File
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
56
Deschide o fereastră unde comenzile scripting Jmol/RasMol/Chime pot fi executate.
RasMol/Chime Scripts conţine informaţii despre RasMol/Chime Scripts.
3.1.4. Comanda Export
Figura. 4.3.d. Subfereastra comenzii Export
Export -> Export Image...
Jmol poate exporta imagini color de 24 biţi ale următoarelor tipuri de fişiere: *.jpg, *.png,
*.ppm.
Export -> Render in pov-ray...
Jmol interferează cu utilitarul POV-Ray în vederea afişării unei imagini de înaltă
calitate. Pentru aceasta trebuie instalat utilitatrul respectiv. Se poate downloada prin link-ul
http://www.povray.org/.
3.1.5. Comanda Print
Fişiere postscript pot fi exportate direct şi la imprimantă, deci pot fi printate.
3.1.6. Comanda Exit
Părăsirea aplicaţiei Jmol.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
57
3.2. Meniul Edit
Acest meniu este prezentat în figura de mai jos. Cuprinde comenzi ale memoriei
clipboard: Copy image + Paste (copierea imaginei).
Figura. 4.3.e. Meniul Edit
Preferences...
Prin această comandă se deschide o fereastră de dialog în care se pot seta diferite
proprietăţi ale atomilor, moleculelor ce vor fi construite cum ar fi: mărimea unghiurilor dintre
atomi, prezenţa atomilor de hidrogen etc.
3.3. Meniul Display
Figura 4.3.f. Meniul Display
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
58
Prin acest meniu se stabilesc setări/stiluri de reprezentare a moleculelor ce vor fi construite.
Setările/stilurile respective vor fi valabile doar atomilor şi moleculelor selectare în prealabil.
3.4. Meniul View
Cuprinde comenzi folositoare în structurile cristaline.
Figura 4.3.g. Meniul View
3.5. Meniul Help
Meniul furnizează documentaţia aplicaţiei, scopul, noutăţile.
4. Comenzi RasMOL/Chime
Se va trece la învăţarea aplicaţiei Jmol prin construcţie grafică (programare grafică) de atomi,
molecule, structuri.
4.1. Construcţia de atomi şi molecule
Se activează din bara de iconuri comanda Open the model kit. În momentul deschiderii va
apare automat (default) molecula de metan (CH4). Apoi prin acest kit se pot construi
moleculele dorite apelând secvenţial comenzile necesare.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
59
Figura 4.3.h. Comanda Open the model kit
Comanda Open the model kit are trei subferestre după cum urmează:
- subfereastra de apelare a comenzilor de setare (construcţie) a atomilor moleculelor
sau structurilor cristaline (figura 4.3.i.);
- subfereastra de setare a legăturilor structurii moleculare (figura 4.3.j.);
- subfereastra de comenzi specifice meniurilor File şi Edit, după cum se vede în figura 4.3.k.
Se poate lucra în Model kit şi prin meniul rapid (clik drept pe suprafaţa de lucru a
aplicaţiei).
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
60
Figura 4.3.i. Subfereastra de setare a proprietăţilor atomilor şi moleculelor
Apoi, structurilor morfologice construite li se pot aplica, în vederea personalizării lor în
funcţie de obiectivul dorit, comenzile meniurilor Display, View şi Tools.
Figura. 4.3.j. Subfereastra de setare a legăturilor structurii moleculare
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
61
Figura 4.3.k. Subfereastra de comenzi specifice meniurilor File şi Edit
Aplicaţie. Să se construiască structurile morfologice pentru următoare substanţe: etan (CH3-
CH3), etenă (CH2=CH2) şi acetilenă (CH≡CH).
Construcţia etanului: Se deschide Open the model kit, prima subfereastă, şi se
selectează opţiunea pentru atomul de carbon (figura 12).
Figura 4.3.l. Construcţia etanului, pasul 1
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
62
Se selectează unul din atomii de hidrogen în prelungirea căruia vrem să mai adăugăm un
radical CH3- şi se face un clik (figura 4.3.m a şi b),
a. b.
Figura 4.3.m. Construcţia etanului, pasul 2
Construcţia etenei: Pornind de la structura etanului se selectează din subfereastra a
doua a Open the model kit opţiunea pentru legătura dublă (figura 4.3.n.).
Figura 4.3.n. Construcţia etenei, pasul 1
Apoi, se selectează cei doi atomi de carbon simultan şi cu un dublu clik pe legătură se
va forma etena (figura 4.3.o. a şi b).
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
63
a. b.
Figura 4.3.o. Construcţia etenei, pasul 2
Construcţia acetilenei: Pornind de la structura etenei se selectează din subfereastra a
doua a Open the model kit opţiunea pentru legătura triplă (figura 4.3.p.). În continuare, se
selectează cei doi atomi de carbon simultan şi cu un dublu clik pe legătură se va forma
acetilena (figura 4.3.r.).
Figura 4.3.p. Construcţia acetilenei,
pasul 1
Figura 4.3.r. Construcţia acetilenei, pasul 2
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
64
CAPITOLUL 5
SOFTWARE EDUCAŢIONAL PENTRU BIOLOGIE
5.1 Human Anatomy Atlas
Visible Body Human Anatomy Atlas v3(versiunea 3) este o aplicaţie 3D revoluţionară
de vizualizare şi învăţare prin explorarea virtuală a corpului omenesc. Conţine mai mult de
4600 de structuri anatomice, incluzând organele şi sistemele corpului omenesc prezentate
separat pentru femei şi bărbaţi.
Atlasul de anatomie este o aplicaţie extrem de utilă tuturor celor care sunt preocupaţi
de frumuseţea corpului uman, celor care sunt preocupaţi să descopere mai mult decât ceea ce
oferă simplul manual, utilă atât elevilor cât şi cadrelor didactice. Atlasul corpului omenesc
este construit pe o colecţie foarte bine realizată de desene 3D ale părţilor corpului uman,
grupate pe sisteme, ghidând într-un mod logic descoperirea şi înţelegerea părţilor corpului
uman: sistemul osos, muscular respirator, digestiv, circulator, nervos, reproducător, urinar,
endocrin, limfatic
Acest program funcţionează atât on-line cât şi offline după instalare pe calculatorul
personal. Programul fiind gratuit, poate fi folosit atât de la şcoală cât şi de acasă, ceea ce
determină folosirea lui în procesele de predare-învăţare, de fixare a cunoştinţelor şi evaluare.
În acest sens, programul oferă posibilitatea elevilor să răspundă la mai multe quizz-uri iar
rezultatele să fie împărtăşite atât cu colegii cât şi cu profesorul de biologie.
Cerinţe ale programului pentru instalare:
• Sistem de operare: WindowsXP/Vista/7/8
• Memoria (RAM) necesară pentru instalare: 2GB RAM (funcţionează şi cu memorie de
1GB, cu o viteză mai mică)
• Spaţiu liber necesar pentru instalare pe hard disk: 500MB (Programul are o
dimensiune de 204MB).
La adresa de mai jos: http://www.visiblebody.com/moviedemo/ poate fi urmărită varianta
demo.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
65
Etape în instalarea software-ului:
1. Accesarea adresei: http://getintopc.com/softwares/education/visible-body-human-
anatomy-atlas-free-download/ (pentru deschiderea link-ului: tasta ctrl + click in acelaşi
timp). Este un program gratuit şi nu necesită seria de instalare.
2. Se apasă butonul albastru din josul paginii: ,,download,, - descarcă
Figura 5.1.a. Fereastra de descărcare a aplicaţiei
3. Programul se instalează pe
discul C: (vezi imaginea de
mai jos). Dacă se doreşte
instalarea lui pe alt disc se
accesează butonul Browse
Figura 5.1.b. Instalarea aplicaţiei
La instalare există posibilitatea creării unui shortcut pe desktop-ul calculatorului.
Deschiderea programului se face prin pagina de mai jos:
Descarcă
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
66
Figura 5.1.c. Prima pagină a plicaţiei
• atlasul prevede studierea anatomiei corpului uman al femeii ♀sau al bărbatului ♂;
• pentru cei ce au studiat deja atlasul există posibilitatea verificării cunoştinţelor
dobândite (quizzes)
• cei care doresc şă-şi formeze o părere asupra funcţionalităţii programului pot accesa
tutorialul programului
• prin apăsarea butonului store se găsesc informaţii asupra altor produse ,,visible body,,
Figura 5.1.d. Alte produse software
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
67
Figura 5.1.e. Pagina de start Pagina de start a programului oferă utilizatorului posibilitatea alegerii părţii corpului ce se
doresc a fi studiate prin click pe icoanele din stânga paginii, sau dacă se doreşte o anumită
parte a corpului click direct pe icoana respectivă. Prin accesarea butonului home din stânga
paginii (jos) se revine la pagina de start.
De exemplu, la alegerea
sistemului urinar se
deschide pagina alăturată.
Se alege una din icoane
cu un singur click.
Figura 5.1.f. Alegerea unei părţi din corpul uman
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
68
Odată deschisă fereastra cu partea corpului care se studiază apar mai multe facilităţi:
Figura 5.1.g. Facilităţile aplicaţiei
Butoane: show (arată), fade (atenuează), hide (ascunde), multiple select (selecţie multiplă) apar doar la click-ul pe o parte a corpului, vas de sânge, os etc.
Butoane în josul paginii: Home (acasă)- întoarcere la pagina de start; Definition (definiţie) – este prezentată definiţia organului selectat; Tools (unelte) – se deschide o altă ferestră cu alte comenzi; Save view (salvează imaginea) – se salvează imaginea de pe monitor în folderul ,,my views,, din stânga jos a paginii; Draw (desenează) – cu ajutorul creionului se poate desena scrie direct pe imagine; Share (pune în comun) – fereastra deschisă se salvează automat pe desktop ca screen-shot cu extensia.png; More (mai mult) – se deschide o altă fereastră cu aplicaţii precum tutorialul etc.
Buton de navigare (stânga, dreapta, sus, jos) cu joystick la interior. Prin accesarea joystick-ului corpul uman se poate roti 360 grade
Butoane în partea de sus a paginii: Denumirea sistemului/organului/; Pronunţarea elementului selectat în limba engleză; Definiţia elementului; 2 pătrate alb/negru – se schimbă culoarea paginii
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
69
Functionalitati:
Click – pe modelul 3D pentru a selecta un obiect. Obiectul se va colora în albastru si numele
lui şi locaţia vor apare în bara de status de deasupra modelului;
Click – pe modelul 3D şi trageţi mouse-ul pentru a roti obiectul;
Dublu-click – pe modelul 3D pentru a mări (zoom-in) obiectul; Pentru ajustarea gradului de
mărire a obiectului se foloseşte rotiţa mouse-ului.
Un tutorial util şi pentru cei ce au instalat programul pe PC precum şi pentru cei ce îl au
instalat pe tabletă se găseşte la dresa de mai jos:https://www.youtube.com/watch?v=-
KAmJRsHfq8
5.2 Gene Coder
GeneCoder 4 este un software scris şi realizat de Greg Cope. Este un software gratuit pentru
folosinţă în scop ştiinţific, sau pentru folosinţă personală. Funcţionează pe o platformă
independentă şi necesită JavaTM 1.6 sau o versiune mai veche.
Poate fi descărcat cu uşurinţă de la adresa: http://www.algosome.com/gene-coder/gene-
coder.html
Figura 5.2.a. Pagina de download
Pentru a fi instalat, în prealabil e nevoie să vă exprimaţi acordul cu privire la prevederile
licenţei. Este obligatorie lecturarea tuturor condiţiilor de licenţă şi bifarea opţiunii: I agree.
http://www.algosome.com/gene-coder/genecoder-license.html
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
70
Figura 5.2.b. Instalarea Gene Coder Pentru a începe instalarea programului, se face click pe butonul run.
Figura 5.2.c. Paşi pentru instalarea aplicaţiei Se face click pe butonul next până la deschiderea ferestrei prin care se cere acceptul privind
condiţiile licenţei. Se bifează I agree şi se continua instalarea. Instalarea este încheiată la
apariţia ferestrei ce conţine butonul ,,finish,,.
Instalarea este finalizată şi se lansează aplicaţia.
Figura 5.2.d. Terminarea procesului de instalare
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
71
Fereastra de start este de forma:
Figura 5.2.e. Fereastra de start GeneCoder este un software ce permite ,,clonarea,, moleculară şi analiza secvenţială a
moleculelor de ADN. Interfaţa pentru utilizatori este reprezentată de o singură fereastră ce
permite accesul vizualizării moleculelor, bazei de date şi a instrumentelor programului.
Această fereastră centralizată este divizată în 3 regiuni distincte:
Vizualiarea secvenţelor este situată în partea dreaptă sus şi reprezintă principala cale de
vizualizare a secvenţelor. Secvenţele sunt deschise în ferestre, fiecare reprezentând o filă
distinctă a secvenţei. Diferite tipuri de secvenţe au modalităţi de vizualizare diferite.
Careul albastru indică butonul
din meniu care permite
vizualizarea în moduri diferite.
Figura 5.2.f. Schimbarea modurilor de vizualizare
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
72
Baza de date este situată în partea stângă sus a ferestrei principale şi permite accesul rapid la
secvenţele editate de utilizator.
Dublul click pe o secvenţă sau tragerea secvenţei în panoul de vizualizare permite deschiderea
documentului.
Click dreapta pe butonul bazei de date permite crearea secvenţelor, căutarea fişierelor cu
ajutorul sistemului de operare al calculatorului, deschiderea, redenumirea, ştergerea etc.
Pentru salvarea fişierului, faceţi click pe File->Save şi veţi fi îndrumaţi rapid să alegeţi locaţia
unde se va salva documentul.
Figura 5.2.g. Deschiderea fişierelor din baza de date Cutia cu unelte este situate în partea stânga jos a ferestrei principale; este locul unde
analizele secvenţelor şi modificările pot fi efectuate.
Instrumentele sunt organizate după tipul acestora şi pot fi rulate prin dublu click pe
instrumental respectiv sau prin simplu click pe săgeata de sub cutia cu instrumente. Unele
instrumente pot deveni active numai dacă este selectată o anumit tip de secvenţă este deschisă
sau selectată. Instrumentele pot fi accesate şi prin bara meniu, butonul pentru instrumente.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
73
Figura 5.2.h. Uneltele aplicaţiei GeneCoder măreşte fluxul de realizare a clonării moleculelor permiţând analiza rapidă şi
manipularea secvenţelor realizate. Utilizarea softului necesită o bună cunoaştere a structurii
AND-ului precum şi o înţelegere a modului în care molecula de AND se obţine prin alternarea
secvenţelor.
5.3 Resurse web pentru predarea biologiei
a) O simplă căutare după cuvântul ,,predare biologie,, pe un motor de căutare,, oferă
utilizatorului posibilitatea accesării a peste 100.000 de site-uri specializate. Unul dintre
acestea este şi ,,Interactive Sites for Education,, (ISE), site ce poate fi accesat la adresa:
http://interactivesites.weebly.com/
Interactive sites for education reprezintă o coleţie de material
educaţionale, ppt-uri, jocuri interactive, exerciţii, filme etc.
realizate de diferite persoane din întreaga lume în scop educational
şi puse la dispoziţia doritorilor în mod gratuit.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
74
Activităţile sunt utilizabile şi cu SMART respective white board. Se pot folosi în activitatea
de predare/evaluare cu toată clasa, pe grupe, în laboratorul de informatică sau acasă pentru
învăţare individuală.
Materialele existente se adresează mai mult elevilor din ciclul primar şi gimnazial.
Figura 5.3.a. Pagina Interactive Sites for Education
Prin click pe fiecare icoană sunt accesate materiale publicate pe internet din diferite domenii:
matematică, limbi moderne, ştiinţe, artă, muzică, vacanţe etc.
De exemplu, pentru science se deschide următoarea fereastră:
Figura 5.3.b. Lista subdomeniilor
Prin simplu click de exemplu pe icoana: body systems se
deschide o altă fereastră cu acces direct la resurse, cele mai
multe interactive:
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
75
Figura 5.3.c. Lista resurselor disponibile
Folosirea la clasă de profesor depinde de dotarea clasei/şcolii, de nivelul clasei, de
deprinderile cadrelor didactice şi ale elevilor de a utiliza TIC.
b) http://resurse-
tice.wikispaces.com/Matematic%C4%83+%C5%9Fi+%C5%9Etiin%C5%A3e
este adresa de www unde profesorul de biologie are acces la o listă de resurse (adrese web) ce
poate fi utilizate la clasă. Resursele sunt grupate pe mai multe domenii, unul dintre ele fiind
matematică şi ştiinţe.
Resurse video - MATEMATICA ȘI ȘTIINȚE URL Scurtă caracterizare http://www.e-scoala.ro Portal cu lecţii interactive de chimie, biologie, fizică. http://www.nationalgeographic.com/ Resurse pentru învăţământ primar, cunoaşterea
mediului http://www.brainpop.com/free_stuff/ Colecţie de filme tematice pentru popularizarea
științei http://www.hiyah.net/online_nature.htm Colecţie de animații pentru popularizarea științei http://phet.colorado.edu/en/simulations/category/by-level/elementary-school
Animaţii
http://www.schoolexpress.com/funtime/math_generator/index.php http://www.hiyah.net/online_numbers.htm http://www.ixl.com/
Software pentru matematică
http://www.oercommons.org/ Resurse educaţionale diverse pe domenii de interes,
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
76
nivele de studiu, tipuri de materiale educaţionale http://www.funbrain.com/ Aplicaţii interactive, amuzante, de matematică,
oferind teste, jocuri dar şi cărţi cu poveşti, bogat ilustrate, ce pot fi citite on-line. Oferă profesorilor, pentru tipărire şi utilizare în clasă, fişe de lucru clasificate pe operaţii matematice.
http://kids.discovery.com/ Portal ce oferă copiilor jocuri, puzzle, activităţi diverse prezentate în forme grafice deosebite.
http://www.cosmos4kids.com/ Lecţii de ştiinţe, astronomie pentru elevii mici. www.botany.com Enciclopedie botanică. Pagini ilustrate, însoţite de
explicaţii. http://plantsinmotion.bio.indiana.edu/plantmotion/starthere.html
Plante-In-Motion, site creat pentru utilizare educațională non-profit de Roger P. Hangarter, Indiana University, Departamentul de Biologie
http://www.mylearning.org/ Portal ce oferă gratuit resurse educaţionale multimedia, organizate pe materii şi nivele de cunoaştere, oferite de muzee, biblioteci şi arhive.
http://micro.magnet.fsu.edu/optics/tutorials /index.html
colecţie de applet-uri Java pentru lecţii de Fizică
http://www.yenka.com/ Portal ce oferă instrumente gratuite (pentru uz individual şi şcolar) de prezentare a unor teme diversificate pentru fizică, chimie, matematică la nivel de gimnaziu şi liceu.
http://www.kids-science-experiments.com/index.html
Site ce pune la dispoziţia elevilor, experimente de fizică, chimie, biologie necesare aprofundării noţiunilor învăţate în clasă.
http://science.howstuffworks.com/ Colecție de explicații privind modul in care funcționează tot ce se află în jurul nostru.
http://www.ted.com/translate/languages/ro?page=2
Explicații documentate ale un experți privind mediul înconjurător.
http://www.learnerstv.com/ Prelegeri video, teste online Biologie, Fizică, Chimie, Matematică
http://animaldiversity.ummz.umich.edu/site/index.html
Portal ce conţine resurse educaţionale alături de un atlas zoologic. Sunt puse la dispoziţia pasionaţilor de zoologie colecţii sonore şi materiale multimedia ordonate pe categorii.
http://www.e-scoala.ro Portal cu lecţii interactive de chimie, biologie, fizică. www.africam.com Site ce pune la dispoziţia pasionaţilor de zoologie
imagini live cu animale din Africa, transmise permanent de camere web. Portalul conţine şi o foarte bogată colecţie de imagini cu animale de pe continentul African dar şi o importantă bază de date însoţită de o arhivă sonoră împărţită pe categorii (păsări şi mamifere) .
http://www.creative-little-scientists.eu/ Exemple de creativitate în științe și matematică
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
77
pentru preșcolari şi învățământ primar (până la vârsta de opt ani)
http://www.walter-fendt.de/ph14ro/ http://micro.magnet.fsu.edu/optics/tutorials/index.html http://phet.colorado.edu/en/simulations/translated/ro
Colecţii de applet-uri Java pentru lecţii de Fizică şi Simulatoare traduse în limba română
http://www.yenka.com/ Portal ce oferă instrumente gratuite (pentru uz individual şi şcolar) de prezentare a unor teme diversificate pentru fizică, chimie, matematică la nivel de gimnaziu şi liceu.
http://www.chemicool.com/ Tabelul periodic al elementelor chimice cu prezentări multimedia.
http://seeingmath.concord.org/sms_interactives.html
Oferă programe interactive pentru studiul matematicii pentru nivelele 6-12. Permite desfăşurarea activităţilor de învăţare a algebrei şi geometriei prin utilizarea acestora on-line sau off-line (după descărcare). Programele permit aprofundarea şi clarificarea noţiunilor predate.
http://www.mathsisfun.com/index.htm Lecţii on-line de matematică şi teste printabile pentru școlari. Activităţile de învăţare sunt clasificate pe domenii. Este pus la dispoziţia utilizatorilor şi un dicţionar de termeni pentru matematică. Sunt oferite pagini interactive cu jocuri si puzzle de matematică în forme grafice atractive.
http://fizica.ro/soft/soft.html http://fizica.com/
Colecție de software şi resurse educaționale în limba română
http://www.pintarmedia.com/ Software de simulare pentru educație http://www.ecology.com/ Portal despre ecologie ce pune la dispoziţia
utilizatorilor pagini web despre Terra, aer, apă, energie, oameni şi vieţuitoare dar şi capitole despre ecologie adresate elevilor. Paginile conţin explicaţii, demonstraţii şi informaţii bogat ilustrate multimedia.
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/short.html
NASA - prezentări, demonstrații şi simulări despre aerodinamică şi zbor
http://www.scienceinschool.org/taxonomy/term/19,44
Popularizarea ştiinţei, pagini traduse în limba română
http://cellsalive.com/ Colecție de animații din biologia celulară. http://education.inflpr.ro/ro/home.htm Date experimentale obţinute utilizând sisteme de
achiziţie de semnale reale http://www.mylearning.org/ Portal ce oferă gratuit resurse educaţionale
multimedia, organizate pe materii şi nivele de cunoaştere, oferite de muzee, biblioteci şi arhive.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
78
Figura 5.3.d. Pagina pentru Resurse video – MATEMATICA ȘI ȘTIINȚE
Figura 5.3.e. Exemplu preluat de pe www.mylearning.org
Pentru a putea viziona video trebuie sa va autentificați pe platforma. Acest lucru se poate
realiza prin click pe butonul play, apoi pe subscribe. Varianta subscribe este contra cost, ce
depinde de locul unde va fi instalat programul: acasa, la scoala, clasa virtuala etc. Dar, la o
investigație mai atenta, puteti gasi pentru fiecare domeniu si aplicatii gratuite, fiind
menționate ca atare.
c) http://www.scienceinschool.org/romanian
O altă sursă importantă pentru profesori de biologie şi nu numai o reprezintă colecţia de
materiale didactice din domeniul ştiinţei realizate de profesori din întreaga lume si traduse in
diferite limbi. Avantajul acestui site o reprezintă traducerea materialelor în limba română.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
79
Figura 5.3.f. Pagina Science in school Materialele publicate pe acest site pot
fi folosite de la casele mici şi până la
universitate. Înregistrarea pe acest site
este gratuită, precum şi utilizarea
materialelor.
Figura 5.3.g. Exemple de activităţi
traduse în limba română.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
80
CAPITOLUL 6
APLICAŢII EDUCAŢIONALE PENTRU DISPOZITIVE MOBILE
6.1 Clasificarea aplicaţiilor educaţionale mobile
În lumea mobilă a zilelor noastre, clasa nu mai poate rămâne locul în care elevii stau
liniştiţi şi ascultă prelegeri, ci educaţia trebuie să devină o experienţă interactivă. Cărţile nu
mai pot fi singurele surse pentru învăţare. Un elev cu un mobil în mână are acces la o cantitate
infinită de informaţie. Cu o simplă atingere de deget, îşi poate găsi materiale suplimentare,
răspunsuri la întrebări, cu alte cuvinte îşi ia învăţarea în propriile mâini şi, în plus, o face cu
plăcere, căci utilizarea dispozitivelor mobile este un factor motivaţional puternic. Pe de altă
parte, elevul se simte important, responsabil de propria muncă, iar profesorul îşi schimbă rolul
dintr-o autoritate absolută atotştiutoare într-un ghid al elevului care îi facilitează drumul spre
cunoaştere.
M-learning
Conceptul de m-learning sau mobile learning (învăţare mobilă) se defineşte ca
învăţarea prin contexte multiple, prin interacţiuni sociale şi de conţinut, utilizând dispozitive
electronice personale (Crompton, H., 2013). Acest concept este conform principiului învăţării
în contexte de mobilitate geografică şi a evoluţiei permanente. Se deosebeşte de învăţarea
tradiţională care face în principal apel la memorie prin faptul că m-learning face referire la
conexiuni şi la capacitatea de a găsi informaţii rapid, într-un context precis. Învăţarea mobilă
este în mod direct legată de utilizarea tehnologiei şi a Internetului pe de o parte, iar pe de altă
parte este legată de un mediu instabil şi în perpetuă schimbare, în care informaţia statică îşi
pierde valoarea, devenind rapid desuetă. M-learning pune accent pe mobilitatea celui care
învaţă interacţionând cu tehnologiile portabile.
M-learning este accesibilă în mod virtual de oriunde. Conectarea este aproape instantanee şi la fel şi feedback-ul.
Noile tehnologii mobile joacă un rol important în redefinirea modului în care se
primeşte informaţia. Ultimele dezvoltări ale tehnologiilor mobile au schimbat scopul lor
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
81
iniţial de a primi sau trimite apeluri în acela de a accesa cele mai noi informaţii despre orice
subiect. La ora actuală majoritatea indivizilor şi, evident, a elevilor, posedă un dispozitiv
mobil cu care nu doar conversează prin voce sau mesaje ci accesează Internet de mare viteză.
Contextul social nu este static, ci fluid, dinamic, cu repercusiuni majore asupra experienţelor
de învăţare. Utilizarea pe scară largă a dispozitivelor wireless a transformat radical noţiuni ca
discurs sau cunoştinţe, a făcut să apară noi forme de artă, limbaj, comerţ, noi ocupaţii, ca şi
noi forme de învăţare.
M-learning implică schimbări în ceea ce priveşte abilitatea de a comunica între elevi şi
profesor, între colegi, ca şi accesul la resursele educaţionale. Principalele bariere în a dezvolta
noi moduri de învăţare mobilă nu sunt de ordin tehnic, ci mai curând social.
M-learning este mai mult decât o simplă învăţare cu ajutorul dispozitivelor mobile.
Planificată şi implementată corect, iniţiativele de învăţare mobilă permit instituţiilor
educaţionale să-şi proiecteze activităţi care să aducă reale beneficii atât elevilor cât şi
profesorilor. Învăţarea mobilă se pliază pe majoritatea obiectivelor educaţionale, ca de
exemplu:
• flexibilitate în proiectarea curriculum-ului;
• personalizarea învăţării;
• motivaţia elevului;
• cunoştinţe digitale;
• reducerea costurilor;
• pregătirea absolvenţilor pentru piaţa muncii;
• feedback şi evaluare performante;
• participare activă şi extinsă;
• creşterea responsabilităţii elevului pentru propria activitate;
• economie de timp şi energie.
Utilizarea tehnologiilor mobile are un rol important în a reduce frustrările elevilor, ca
şi în asigurarea unei retenţii mai bune, după cum arată numeroase studii. Se pot enumera şi
alte beneficii ale învăţării mobile, cum ar fi:
• este personală, privată şi familiară, reduce barierele în învăţare;
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
82
• atotpătrunzătoare şi omniprezentă;
• portabilă – permite învăţarea oriunde şi oricând;
• comunicare imediată, prin voce sau partajare de date;
• permite accesul la învăţare şi în comunităţile dispersate sau pentru zonele izolate;
• contextualizare prin facilităţi specializate de localizare, cum ar fi GPS;
• permite înregistrarea datelor şi a procesului de învăţare pe parcursul derulării;
• accesul la mentori, tutori şi colegi este mai rapid;
• pot fi integrate cunoştinţe abstracte sau concrete;
• reţelele perechi (peer-to-peer) fac învăţarea mai centrată pe elev;
• promovează învăţarea activă;
• permite construirea de medii noi de învăţare;
• creşte posibilitatea de acces a elevilor cu nevoi speciale;
• încurajează reflecţia;
• reduce barierele tehnice.
Noile generaţii de elevi care au crescut cu tehnologia digitală au aşteptări mari în ceea
ce priveşte învăţarea, dar mulţi elevi nu înţeleg clar cum această tehnologie îi poate ajuta în
învăţare. Multe insatisfacţii ale elevilor privind utilizarea tehnologiilor în educaţie provin din
ruptura care există între experienţele lor IT din cadrul instituţional şi cel non-instituţional.
Elevii preferă să utilizeze dispozitivele mobile pentru interacţiune socială şi nu neapărat
pentru învăţare. De aceea, se recomandă profesorilor următoarele:
• să dea elevilor explicaţii clare despre materialele existente şi beneficiul aşteptat;
• să caute resurse esenţiale pentru învăţare;
• să ofere exemple de posibile activităţi de învăţare pe care elevii le pot testa on-
line;
• să colaboreze cu colegii pentru a asigura o unitate de cerinţe sau pentru a împătăşi
idei, experienţe;
• să încurajeze elevii să se ajute unii pe alţii, să înveţe unii de la alţii utilizarea
dispozitivelor mobile în scopuri educaţionale;
• să fie ei înşişi convinşi de necesitatea utilizării tehnologiilor în învăţare.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
83
Consideraţii pedagogice
Principalele puncte tari ale tehnologiei mobile în a susţine învăţarea sunt:
• asigură un mediu care să permită conversaţia;
• permite celor care învaţă să-şi construiască modele pentru rezolvarea de probleme.
În acelaşi timp, învăţarea mobilă este mediată de tehnologie şi adaptată la context.
Un model pentru încadrarea învăţării mobile a fost creat de Koole (2009) şi este
format dintr-o diagramă Venn alcătuită din trei cercuri, unul reprezentând pe cel care învaţă,
al doilea fiind aspectul social, iar al treilea cuprinzând dispozitivul mobil:
Figura 6.1.a. Model pentru încadrarea învăţării mobile
Koole furnizează criterii pentru fiecare dintre cele şapte secţiuni:
• Elevul; • Dispozitivul mobil; • Aspectul social; • Utilitatea dispozitivului; • Tehnologia de interacţiune; • Tehnologia socială; • M-learning.
M-learning asigură o colaborare intensă între elevi, acces la informaţie şi o
contextualizare mai accentuată a învăţării. Învăţarea mobilă lărgeşte sfera de acţiune a
elevilor, permiţându-le să evalueze şi să selecteze informaţia relevantă, să-şi redefinească
obiectivele şi să-şi reconsidere înţelegerea conceptelor printr-o schimbare şi o lărgire a
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
84
cadrului de referinţă. M-learning este astfel o combinaţie de interacţiuni între cei care învaţă,
dispozitivele lor şi alţii.
Într-un sistem de învăţare mobilă, următoarele întrebări trebuie luate în considerare:
• În ce mod utilizarea dispozitivelor mobile poate schimba procesul de interacţiune
între elevi, comunitate, sistem?
• Cum pot elevii să utilizeze mai eficient accesul mobil în colaborarea cu alţi elevi,
cu sistemul şi dispozitivele pentru a recunoaşte şi evalua informaţii şi procese cu
scopul atingerii obiectivelor?
• Cum pot deveni elevii mai independenţi navigâng şi filtrând informaţia?
• În ce mod se schimbă rolul profesorilor şi elevilor şi cum să fie pregătiţi pentru
aceste schimbări?
Aceste întrebări situează mobilitatea celui care învaţă în prim plan în raport cu
dispozitivul în iniţiativa învăţării mobile.
În ceea ce priveşte detaliile specifice ale diverselor tipuri de activităţi de învăţare care
se pot derula prin învăţarea mobilă, acestea pot să varieze de la profesor la profesor şi de la
disciplină la disciplină. Astfel, diverse discipline conduc ele însele spre diverse stiluri de
predare, astfel încât vor fi necesare modalităţi diferite de învăţare mobilă.
Taxonomia tipurilor de învăţare prezentată de Rubin Puentedura este următoarea:
Redefinire Tehnologia permite crearea de noi sarcini, inimaginabile înainte
transformare
Schimbare Tehnologia permite proiectarea unor sarcini semnificative
Creştere Tehnologia acţionează ca substitut direct al unui instrument cu
valorificare funcţională
intensificare
Substituţie Tehnologia acţionează ca substitut al unui instrument, fără schimbare
funcţională
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
85
Conceptualizarea activităţilor bazate pe tehnologie cu ajutorul modelului de mai sus
evită utilizarea superficială a dispozitivelor mobile în învăţare.
Învăţarea mobilă eficientă este definită de convergenţa utilităţii dispozitivului mobil,
elev şi aspectele sociale care îşi extind impactul dincolo de frontierele naturale. Aceste
elemente contribuie la creşterea gradului de colaborare, la un acces mai rapid la informaţie şi
la o contextualizare mai profundă a învăţării.
Clasificarea aplicaţiilor educaţionale pentru dispozitive mobile
În general există trei tipuri de aplicaţii (apps) pentru dispozitivele mobile:
- Native;
- Web;
- Hibride.
Aplicaţiile native sunt furnizate de către magazinele specializate, destinate diferitelor
dispozitive mobile. Adică, pentru a acoperi necesităţile principalelor tipuri de smartphone-uri
pe care le deţin elevii, aplicaţiile native trebuie concepute pentru dispozitive iOS, Android sau
BlackBerry. De aceea costurile acestora sunt foarte mari.
Alicaţiile web pot fi accesate de pe orice dispozitiv conectat la Internet.
Aplicaţiile native sunt uşor de integrat într-o mare varietate de dispozitive mobile şi, în
plus, funcţionează off-line. Aplicaţiile web au ca avantaj posibilitatea actualizării imediate a
conţinutului şi costuri scăzute.
Aplicaţiile hibrid le combină şi le depăşesc calitativ pe celelalte: se pot găsi în
magazinele specializate şi pot fi actualizate dacă sunt necesare modificări funcţionale.
Conţinutul, informaţia, legăturile, resursele şi posibilităţile de comunicare sunt bazate pe web
şi pot fi actualizate fără a modifica întreaga aplicaţie.
Pentru a aprecia dacă iniţiativa de introducere a învăţării mobile este oportună, ar
trebui să răspundem la următoarele întrebări:
• Care este problema didactică pe care vrem să o rezolvăm?
• De ce tehnologie avem nevoie?
• Ce fel de abilităţi sunt necesare profesorului?
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
86
• Care vor fi costurile implementării?
• Cum vom încuraja acceptarea utilizării m-learning?
• Cum vom evalua succesul?
Evaluarea unei schimbări care implică tehnologie nu e uşoară, şi, cu atât mai mult,
evaluarea învăţării mobile implică în plus contexte variate. Este necesar să se analizeze:
• cadrul fizic şi organizarea spaţiului de învăţare (unde?);
• cadrul social (cine?, cu cine?, de la cine?);
• obiectivele învăţării şi rezultatele (de ce? şi ce?);
• metodele şi mijloacele (cum?);
• progresul învăţării.
Învăţarea mobilă trebuie să fie: riguroasă (exctă şi cu concluzii transferabile), eficientă
(cost, efort, timp), etică, legală, proporţionată (în raport cu alte metode de învăţare), adecvată
(elevilor, tehnologiei), consistentă şi autentică.
Dispozitive mobile
Dispozitivele mobile au cunoscut o dezvoltare fără precedent în ultimii ani, cu
performanţe tot mai mari şi costuri tot mai reduse. De aceea accesul la un astfel de dispozitiv
nu mai constituie o problemă pentru foarte mulţi adulţi, dar mulţi elevi deţin deja telefoane
inteligente sau tablete. Printre cele mai răspândite sunt: telefonul mobil, smartphone-ul,
tableta, PDA, etc.
Telefonul mobil
Un telefon mobil sau telefon celular (întâlnit şi sub formele „un celular”, „un mobil”)
este un dispozitiv electronic portabil care funcţionează fără fir (prin radio) pe baza reţelei
GSM şi este folosit în general pentru comunicaţii personale la distanţă mare. Telefoanele
portabile care nu se bazează pe reţeaua GSM nu trebuie numite „mobile”, deşi sunt
deplasabile.
Miniaturizarea continuă a permis ca în zilele noastre în telefoanele mobile să se mai
integreze o serie întreagă de funcţiuni suplimentare, ca de exemplu dictafon, aparat de
fotografiat şi filmat, aparat de accesat Internetul şi webul, GPS, radio şi multe altele, astfel
rezultând un nou gen de telefon mobil, foarte „inteligent”, numit smartphone.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
87
Telefonul a devenit portabil la 20 februarie 1942, când americanul Donald M.
Mitchell a cerut eliberarea unui brevet pentru telefonul său mobil, „Radio portabil pentru
transmisie şi recepţie”. Dispozitivul transmitea folosind unde scurte, avea o rază de acţiune
limitată şi cântărea nu mai puţin de 2,5 kg. Au mai trecut 35 de ani până când telefoanele
mobile au început să fie folosite pe scară largă, de oamenii obişnuiţi. Inventatorul primului
telefon mobil este considerat dr. Martin Cooper, fostul manager de sistem din cadrul
companiei Motorola. Primul apel de pe un telefon mobil a fost făcut de Cooper la 3 aprilie
1973. Abia în 1983 Motorola a prezentat primul telefon mobil comercial din lume, Dyna TAC
8000X.
În ziua de azi telefonia celulară sau mobilă se bazează pe standardul de comunicaţii şi
reţeaua GSM.
Prin contrast, există şi sisteme de telefonie fără fir care nu se numesc „mobile”, deşi şi
ele continuă să funcţioneze dacă utilizatorul se deplasează:
• sisteme DECT - pentru distanţe mici de până la cca 30 m, în locuinţă sau la locul de
muncă,
• sisteme bazate pe benzi speciale radio, v. Radio CB,
• sisteme instalate de exemplu pe avioane şi vapoare care pentru radiotelefonie folosesc
sateliţi de telecomunicaţii
• sisteme speciale militare şi de poliţie.
Telefoanele mobile au în general ca sursă de energie baterii electrice reîncărcabile, mai
exact numite acumulatori electrici. Energia necesară reîncărcării lor se ia printr-un dispozitiv
încărcător de acumulatori de la reţeaua de (220V), curent alternativ.
GSM
Global System for Mobile Communications (Sistem Global pentru Comunicaţii
Mobile), prescurtat GSM, este standardul de telefonie mobilă (celulară) cel mai răspândit din
lume, precum şi numele reţelei de telefonie respective. Atributul „mobil” al multor aparate şi
dispozitive actuale se referă în primul rând la conectivitatea lor (fără fir, prin semnale radio)
la sistemul GSM, practic din orice punct de pe glob unde există oameni. Din aceasta rezultă şi
mobilitatea utilizatorului.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
88
Promotorul acestui standard, GSM Association, a estimat în anul 2007 că 82 % din
piaţa mondială de comunicaţii mobile foloseşte acest standard. Mai este cunoscut şi sub
denumirea de 2G (generaţia a 2-a). NMT aparţine de 1G, iar UMTS şi standardele similare
aparţin de 3G. GSM 2G a apărut pe piaţă la începutul anilor 1990, luând un mare avânt la
sfârşitul deceniului. Este sistemul dominant în Europa.
La ora actuală (2012) la reţeaua GSM se pot conecta cu ajutorul unei minicartele de tip
SIM nu numai telefoanele mobile, aici în special cele de tip smartphone, dar şi diverse
calculatoare de exemplu iPad-uri, alte calculatoare portabile, modemuri UMTS/LTE înglobate
în diverse aparate ş.a.
Sistemul GSM este un sistem numit „celular”. Deoarece telefoanele portabile ataşabile
la GSM (aşa-numitele telefoane mobile sau celulare) trebuie să fie uşoare şi deci să aibă
acumulatori cât mai uşori, ele au şi o putere de emisie radio limitată la circa 4 – 6 km. Drept
consecinţă, releele GSM, numite şi „staţii de bază”, care au antenele în poziţii fixe pe stâlpi la
sol sau pe clădiri mai înalte, trebuie să fie numeroase, împânzind astfel mari suprafeţe, de
ordinul unor întregi zone metropolitane şi chiar şi mai mari, tinzând cu timpul spre acoperirea
completă a ţărilor.
Zonele globului în care în general reţeaua GSM nu pătrunde sunt:
• mari zone nelocuite, de exemplu: deşerturi, munţi înalţi, zonele polare, lacuri mari,
mări şi oceane;
• zonele subterane (tuneluri, mine, staţiuni de cercetări situate la adâncime) precum şi
zonele subacvatice şi submarine;
• spaţiul aerian cu altitudine de peste 4 – 6 km (avioanele de pasageri ajung şi la înălţimi
de 10 – 11 km);
• unele zone şi ţări subdezvoltate.
Fiecare releu GSM deserveşte doar o mică suprafaţă, mai mult sau mai puţin rotundă
şi cu diametrul de cca 8 – 10 km, numită „celulă”. Dacă posesorul telefonului mobil se
deplasează (de exemplu călătoreşte cu maşina), sistemul îl „pasează” de la un releu la altul,
urmărindu-l peste tot unde se află. Dacă la trecerea în altă celulă (teritorială) posesorul tocmai
vorbeşte la telefon, convorbirea sa nu este întreruptă şi nici măcar deranjată.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
89
Iniţial GSM a fost conceput doar pentru telefonie şi transmitere de telefaxuri şi alte
date la viteză constantă. Succesul Internetului a condus însă şi la evoluţia standardelor GSM,
care azi permit, printre altele, accesul mobil la Internet cu viteze mari. Pentru aceasta, în
decursul timpului au fost implementate mai multe standarde GSM, unele dintre ele pentru
scopuri speciale: CSD, HSCSD, GPRS, EDGE, UMTS, HSPA, Streaming, Generic Access,
Cell Broadcast, BOS-GSM, LTE.
Evoluţia GSM a fost foarte rapidă, ajungând acum la a patra generaţie, 4G.
4G (engleză: fourth generation) este numele generaţiei a patra de tehnologie telefonică
mobilă, aceasta fiind succesoarea 3G. Un sistem 4G oferă internet mobil de mare viteză. De
acest sistem pot beneficia laptopurile cu o conexiune prin modem USB fără-fir,
smartphonurile şi alte sisteme mobile. Aplicaţiile compatibile includ televiziunea mobilă
high-definition, televizunea 3D, sistemele pentru conferinţe video. Recent noile sisteme de
operare mobile: Android, iOS, Windows-mobil intră în categoria 4G.
Smartphone
Un smartphone (cuvânt în limba engleză cu traducerea „telefon inteligent”) este un
telefon mobil multimedia multifuncţional, conectat la o reţea GSM sau UMTS. Dispunând şi
de o tastatură reală sau virtuală, el oferă funcţionalităţile de PDA, agendă, calendar, navigare
GPS, eventual şi e-mail, minicalculator, aparat foto, aparat de filmat şi altele. De obicei el
dispune şi de un ecran sensitiv la atingere de tip touchscreen.
Totuşi cea mai spectaculoasă aplicaţie realizată deja pentru majoritatea modelelor de
smartphone este conexiunea la Internet, de exemplu în cadrul unei reţele rapide de tip
UMTS/HSDPA (3G). În acest caz, smartphone-ul necesită desigur şi o aplicaţie browser
specială, care furnizează utilizatorului o mare parte din gama enormă de posibilități ale web-
ului.
Încă nu există un termen corespunzător românesc pentru smartphone. Un
neologism propus este „intelifon”.
Funcţiile sunt realizate cu ajutorul aplicaţiilor software, care lucrează sub un sistem de
operare specific. Printre cele mai folosite sisteme de operare pentru smartphone-uri se
numără Symbian OS, iOS, Android, BlackBerry OS, Windows Phone 8 şi Palm OS. Pe
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
90
un smartphone se pot programa şi instala şi aplicaţii suplimentare care îi lărgesc posibilităţile,
numite în general app (plural: apps).
Primul smartphone a fost Simon (de la compania americană IBM), prezentat la salonul
de tehnologie COMDEX din 1992 şi pus în vânzare de compania de telecomunicaţii
BellSouth în 1993.
În 2001 compania canadiană RIM a lansat pe piaţă modelul BlackBerry,
un smartphone care a permis pentru prima dată şi comunicaţii e-mail mobile (prin reţeaua
GSM). Include şi o tastatură reală, dar de mici dimensiuni.
Personal digital assistant (PDA)
Personal digital assistant (prescurtat PDA; expresie în limba engleză care se traduce
"asistent personal digital") sunt calculatoare mici, de ţinut în mână, care au fost iniţial
proiectate să fie agende personale electronice, dar care în decursul timpului au devenit
polivalente. PDA-urile cuprind şi calculatoarele mici de tip "palmtop". PDA-urile au multe
întrebuinţări: calculator aritmetic, ceas cu alarme şi agendă calendaristică, aparat pentru jocuri
electronice (console de joc portabile), accesul la Internet şi web, transmitere şi primire de e-
mail-uri, înregistrare video, editare de documente de tip text, agende electronice de contacte,
editare a foilor de calcul tabelar, receptor radio, redare a fişierelor multimedia şi chiar
dispozitiv de stabilit coordonatele geografice bazat pe Global Positioning System, GPS. Unele
modele de PDA au ecrane color, de asemenea posibilităţi de redare audio, ceea ce le permite
să fie întrebuinţate şi drept telefoanele mobile (Smartphone). Termenul PDA a fost folosit
pentru prima dată la data de 7 ianuarie 1992 la târgul Consumer Electronics Show din Las
Vegas, Nevada, când CEO-ul de atunci al companiei Apple Computer, John Sculley l-a folosit
pentru aparatul de tip Apple Newton. În 1989, aparatul Atari Portfolio, deşi tehnic făcând
parte din clasa palmtop, a fost un prevestitor al formatelor adoptate recent de multe
dispozitive de buzunar moderne. Încă din 1980 au apărut dispozitive precum Psion şi Sharp
Wizard care aveau suficiente funcţionalităţi pentru a fi luate deja în considerare drept PDA-
uri. Iniţial PDA-urile erau numite Palm-uri, Palm Pilot sau Palm Top-uri, după modelele
lansate de companiile americane USR şi Palm Inc. Această întrebuinţare a numelui este un
caz de generalizare a unei mărci înregistrate.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
91
Multe PDA-uri dispun de un port IrDA, unele şi /sau bluetouth pentru conectivitate cu
alte dispozitive. Standardul "Infrared Data Association" (IrDA) permite comunicarea între
două PDA-uri (doi asistenţi digitali personali), un PDA şi orice alt dispozitiv care are port
IrDA (datal infraroşu), precum şi între un PDA (asistent digital personal) şi un calculator cu
un adaptor IrDA (datal infraroşu). Cel mai des şi tastaturile universale PDA folosesc
tehnologia razelor infraroşii, deoarece au un preţ de fabricaţie foarte redus. PDA-urile
moderne (asistenţii digitali personali moderni) au şi conectivitate Bluetooth (prin unde radio),
care este folosită şi la multe telefoane mobile, căşti telefonice, radio şi alte dispozitive GPS,
laptopuri, instalaţii de sonorizare în maşină, etc.
iPhone
iPhone este un telefon mobil de tip smartphone. A fost anunţat de către Steve Jobs,
fost CEO al companiei americane Apple, Inc., în timpul discursului său de la Macworld
Conference & Expo din 9 ianuarie 2007. iPhone are suport pentru push e-mail, telefonie
mobilă GSM, SMS, navigare web. În plus este dotat cu un ecran de tip touchscreen (tactil),
include funcţiile găsite şi la playerele media de tip iPod şi rulează o variantă a sistemului de
operare Mac OS X, numită actualmente iOS. Capabilităţile iOS sunt un element cheie al
succesului pe piaţă al iPhone-urilor. iPhone este cel mai vândut gadget din toate timpurile, cu
peste 215 milioane de unităţi livrate până în vara anului 2012.
Dispozitivul este un telefon mobil de generaţie 2.5G, quad band, GSM, EDGE. Este
echipat cu Wi-Fi (802.11b/g/n) şi Bluetooth 2.0, precum şi cu o cameră foto de 2 megapixeli.
Are suport pentru rotirea automată a imaginii pe verticală sau orizontală. iPhone nu dispune
de o tastatură fizică, intoducerea informaţiei realizându-se prin intermediul interfeţei software
de tip grafic, implementată cu ajutorul ecranului tactil (sensibil la atingere).
iPhone a fost lansat în Statele Unite la data de 29 iunie 2007, fiind disponibil în
magazinele companiilor Apple şi AT&T. Modelul iniţial a căpătat ulterior denumirea „iPhone
2G”.
La 11 iulie 2008 Apple a lansat modelul „iPhone 3G”, compatibil cu standardul GSM
3G şi cu GPS assistant. În România terminalul iPhone 3G a fost lansat la Orange la 22 august
2008.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
92
Compania americană Cisco Systems deţine marca înregistrată pentru iPhone şi vinde o
linie de telefoane sub numele (brand-ul) "Linksys"; problema nu a fost complet rezolvată
până la momentul anunţului lui Jobs.
Modelul iPhone 4 a început să fie vândut în Europa la 24 iunie 2010. Acesta s-a
vândut în peste 50 de milioane de exemplare, fiind unul dintre cele mai bine vândute telefoane
din lume. Modelul iPhone 4S a început să fie vândut în Europa la 14 octombrie 2011.
Calculator tabletă
Un calculator tabletă, numit şi simplu tabletă sau tabletă PC (din engleză de la
tablet computer sau tablet PC) este un tip constructiv de calculator portabil, devenit posibil
prin continua miniaturizare a componentelor electronice precum şi pe baza unor invenţii
tehnologice ingenioase.
Calculatorul tabletă are următoarele trăsături:
• Este un calculator relativ mic, mobil (conectabil fără fir la reţeaua de telefonie
mobilă celulară GSM) şi portabil. Face parte din clasa de dispozitive Internet
mobile (Mobile Internet Devices, MID)
• Are ecran relativ mare (cu diagonala începând de la cca 17,78 cm = 7 ţoli), poate fi
ţinut cu una sau ambele mâini; sensibil la atingere (touchscreen - ecran tactil); color;
bună rezoluţie, asemănătoare cu cea a notebook-urilor (1366x768, 1280x720 etc.).
• Nu dispune de tastatură. La nevoie este afişată pe ecran o tastatură virtuală. La unele
modele se poate ataşa un pen şi/sau o tastatură separată.
• Nu dispune de disc dur şi nici de unitate de CD/DVD/Blu-ray. Dispune de obicei de o
memorie internă de tip flash.
• Conectivitate fără fir la Internet prin Wi-Fi (WLAN), GSM (telefonie mobilă celulară)
sau UMTS. Unele tablete folosesc tehnologia 4G. Eventual şi conectivitate prin cablu
la un ruter Internet. Acces deplin la Internet.
• Unele tablete sunt din punct de vedere constructiv şi funcţional PC-uri în miniatură
care folosesc Windows sau Unix. Acest tip constructiv de PC se numeşte „PC tabletă”.
• Unele tablete oferă acces standard la sistemul de operare şi la tot software-ul instalat,
la fel ca la un PC obişnuit.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
93
• Posibilităţi restrânse de conectare prin fir la diverse aparate / dispozitive suplimentare;
uneori USB, HDMI, miniUSB.
• Unele modele dispun de 1 sau chiar 2 camere de luat vederi, cu rezoluţii între 0.3 şi
8.0 Mega pixeli.
• Ca sursă de energie computerele tabletă folosesc acumulatoare de mare capacitate
(3200-9000 mAh), cu un timp de încărcare asemănător celui de la telefoanele mobile.
• Tot hardware-ul calculatorului este construit şi integrat în spatele ecranului
(asemănător cu calculatoarele personale de tip all-in-one).
• Cu toate acestea are o grosime acceptabilă şi o greutate mică, fiind portabil, greutatea
fiind între 350 si 600 de grame, în funcţie şi de dimensiune, iar grosimea medie mai
mică de 10 milimetri.
Ca funcţionalitate, la apariţia acestor dispozitive, o tabletă era axată cu precădere pe
conţinut online, datorită capacităţilor relativ mici de stocare şi puterii reduse de procesare. De
aici şi denumirile de tabletă Internet sau MID (Dispozitiv mobil pentru Internet din
engleză Mobile Internet Device). Dezvoltarea procesoarelor şi îmbunătăţirea tehnologiilor au
făcut ca tabletele să acopere o gamă largă de preocupări, permiţând activităţi din cele mai
diverse:
• Vizualizarea şi editarea documentelor de orice tip.
• Înregistrarea şi redarea de conţinut multimedia HD.
• Pot fi citite cărţi electronice în orice format.
• Permite instalarea de aplicaţii noi.
• Permite accesul în reţeaua de internet prin conexiuni fără fir.
• Poate rula jocuri, de la cele mai simple până la jocurile 3D.
• Permite instalarea unui număr redus de dispozitive externe.
• Permite comunicarea prin intermediul reţelei de Internet.
În istoria omenirii, niciodată nu a fost înmagazinată atâta putere de calcul într-un
dispozitiv atât de mic. Pe viitor capabilităţile tabletelor PC vor creşte şi vor fi orientate către
necesitățile cotidiene ale utilizatorului, pătrunzând şi în mediile didactice şi profesionale.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
94
Tableta Internet (din engleză de la Internet tablet) este un tip constructiv al unei
game de calculatoare portabile şi mobile (conectabile fără fir la reţeaua de telefonie mobilă),
cu specificul că sunt concepute în special pentru accesarea Internetului şi afişarea de conţinut
multimedia. Este vorba de dispozitive Internet mobile (Mobile Internet Devices, MID) cu
următoarele trăsături:
• Trăsături generale ale tabletelor:
• Ecran relativ mare (cu diagonala începând de la cca 22 cm = 9 țoli), poate fi
ţinut cu una sau ambele mâini; sensibil la atingere (touchscreen); color; bună
rezoluție
• Nu dispun de tastatură. La nevoie este afişată pe ecran o tastatură virtuală.
• Nu dispun de disc dur şi nici de unitate de CD/DVD/Blu-ray. Dispun de obicei
de un SSD (disc virtual, electronic).
• Conectivitate fără fir la Internet prin Wi-Fi (WLAN), GSM (telefonie mobilă
celulară) sau UMTS.
• Acces la aplicaţii multimedia de genul TV web, Radio web dar şi TV
prin DVB-T etc.
• Posibilităţi restrânse de conectare la aparate / dispozitive suplimentare;
uneori USB; uneori interfaţă Bluetooth.
• Deseori unitate de carduri de memorie flash de ex. de tip SD sau SDHC.
• Unele modele dispun de 1 sau chiar 2 camere de luat vederi
• Ca sursă de energie tabletele folosesc acumulatoare de mare capacitate
• Tot hardware-ul calculatorului este construit şi integrat în spatele ecranului.
• Cu toate acestea are o grosime acceptabilă şi o greutate mică.
În plus, trăsături specifice tabletelor Internet:
• Utilizatorul are acces limitat sau chiar inexistent, atât la sistemul de operare cât
şi la alte aplicaţii decât cele menţionate mai sus.
• (eventual) dimensiuni şi greutate mai mici decât la tabletele standard.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
95
Phablet
O phablet este o clasă de dispozitive mobile proiectată să combine funcţiile unui
smartphone şi ale unei tablete.
Phabletele au un ecran care măsoară între 5.3 şi 6.9 inches (135 până la 180 mm), care
oferă posibilităţi de prospectare a web-ului, ca şi accesare de aplicaţii multimedia. Phabletele
pot conţine soft specializat pentru a facilita realizarea de schiţe, note explicative, etc.
Samsung’s Galaxy Note (2011) este prima phablet. Popularitatea tabletelor a crescut
semnificativ în 2012, ca un succesor al Galaxy Note, în acelaşi timp cu scăderea preţurilor şi
creşterea eficienţei, astfel încât Reuters a declarat anul 2013 anul phablet. În 2014, observând
că phabletele au dominat piaţa în raport cu laptopurile şi desktopurile, New York Times
declară: „phabletele pot deveni computerul dominant al viitorului, cel mai popular telefon de
pe piaţă şi probabil singurul calculator de care are nevoie fiecare dintre noi.”
iPad
iPad este o marcă de calculator tabletă.
Este portabil şi mobil (mobil = conectabil la reţeaua de telefonie mobilă celulară
GSM), fiind conceput, dezvoltat şi pus pe piață de către compania americană Apple începând
din aprilie 2010. Ca paletă de posibilităţi şi funcţiuni se situează între PDA şi netbook.
Foloseşte acelaşi sistem de operare ca şi intelifonul (smartphone) iPhone tot de la Apple, şi
anume iOS. Iniţial au fost disponibile 2 modele de bază (numite "Wi-Fi" şi "3G"), fiecare
putând dispune de 16, 32 sau 64 GB de memorie de lucru înglobată. În prima săptămână de la
introducerea sa pe piaţa americană vânzările au fost de aproximativ 600.000 de bucăţi, fiind
însă sub estimările analiştilor. Introducerea pe piaţa europeană a avut loc în mai 2010.
iPad-urile sunt fabricate de compania taiwaneză Foxconn.
Între timp şi alţi producători au scos pe piaţă calculatoare portabile de acelaşi gen, de
tip constructiv „tabletă”, care fac concurenţă lui iPad.
La 11 martie 2011 compania Apple a scos pe piaţa americană modelul iPad 2, mai
subţire, mai uşor şi cu posibilităţi mai numeroase. Încă în prima zi au fost vândute mai mult
de 300.000 de exemplare. Alte 25 de ţări l-au pus în vânzare la 25 martie 2011. La 7 martie
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
96
2012 Apple a lansat pe piaţă un nou model, cel din generaţia a treia, care totuşi nu poartă
numele oficial iPad 3. De cele mai multe ori Apple îl numeşte „noul iPad”. Noul iPad se
fabrică în total în 6 variante: ori cu Wi-Fi, ori cu Wi-Fi şi 4G; fiecare din aceste 2 modele
putând fi dotat cu 16, 32 sau 64 GB de memorie.
6.2 Integrarea aplicaţiilor mobile în activităţile şcolare
Dacă urmărim piaţa educaţională internaţională, observăm că dispozitivele mobile joacă
un rol din ce în ce mai important în dezvoltarea copiilor. Avem aici exemplul “laptopului de
100 dolari” – One laptop per Child, calculatorul Raspberry Pi de 25 dolari dezvoltat pentru
stimularea copiilor în a învăţa programarea pe calculator sau tableta produsă în India la un
preţ de sub 40 de dolari.
Acest lucru este într-un fel lesne de înţeles, deoarece metoda de învăţare, deşi
neobişnuită pentru mulţi dintre noi, pune la dispoziţie mai multe forme de prezentare a
informaţiei (text, imagine, video, simulări 2D, 3D) şi de asemenea oferă un acces facil la
informaţie (nu mai trebuie să cauţi într-o bibliotecă întreagă, poţi să porţi toată biblioteca cu
tine sub forma unui dispozitiv de 700g).
Pentru a preîntâmpina curiozitatea părinţilor, studii recente au cercetat procesele de
folosire a acestor dispozitive în scopuri educaţionale de la o vârstă fragedă şi au demonstrat
efectele pozitive ale învăţării cu ajutorul noilor tehnologii: îmbunătăţirea gândirii creative,
îmbunătăţirea cunoştinţelor, dezvoltarea comunicării, rezolvării problemelor şi luării de
decizii.
Dezvoltate pe baza ultimelor resurse puse la dispoziţie de către producători, aplicaţiile
educaţionale pentru dispozitive mobile îşi propun să prezinte copiilor într-un mediu cât mai
sigur informaţiile de care au nevoie de la o vârstă fragedă, să le stimuleze descoperirea de
lucruri noi şi să-i pregătească pentru lumea înconjurătoare.
Printre cele mai folositoare aplicaţii educative pentru smartphone sunt cele dedicate
ştiinţelor exacte: matematicii, fizicii sau chimiei.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
97
Matematică
Aplicaţiile mobile care includ atât partea de exerciţii, cât şi cea de corectură, sunt
poate cele mai utile pentru exersarea operaţiunilor matematice la orice nivel de dificultate.
Utilizatorii au la dispoziţie o serie de instrumente prin care pot rezolva exerciţii şi pot
identifica atât greşelile realizate, cât şi metodele corecte de rezolvare, ceea ce asigură un nivel
autodidact ridicat.
În topul aplicaţiilor pentru cei pasionaţi de matematică se află aplicaţii precum
Mathematics Reference Formula. Elevii şi studenţii au la dispoziţie formule şi exemple de
calcule din algebră, trigonometrie, geometrie.
Math Workout este o altă aplicaţie pentru smartphone, care permite realizarea
operaţiilor artimetice. Nu este doar un substitut al clasicului calculator de buzunar, utilizatorii
pot să-şi urmărească progresul realizat într-o anumită perioadă de timp, prin grafice.
Pentru realizarea de calcule, şcolarii high-tech mai pot alege dintre aplicaţii specifice,
cum sunt Math Algebra Solver Calculator sau Calc and Graph, care pot realiza calcule cu
până la 3 variabile.
Fizică şi chimie
Physics Cheat Sheets şi Chemistry Cheat Sheets sunt două exemple de aplicaţii pe
care elevii le pot avea cu ei, în telefon, pe post de „culegeri” mobile: includ explicaţii ale
fenomelor fizice, respectiv ale reacţiilor chimice, formule de calcul şi exemple de exerciţii.
Tabelul periodic al lui Mendeleev are propria sa aplicaţie: Elements – Periodic Table,
cu peste 30 de informaţii despre fiecare element.
Alte aplicaţii de smartphone pentru elevi şi studenţi
Pentru elevii şi studenţii care vor să aibă la dispoziţie în smartphone mai multă
informaţie decât un ghiozdan plin, există şi aplicaţii educative – enciclopedie: Wolfram
Alpha, Mobile Wikipedia sau Dex pentru Android.
Cei care doresc să se axeze pe o singură materie pot găsi utile aplicaţii în limba
română precum Geografie sau jocul interactiv Istoria Românilor. Pentru studiul limbilor
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
98
străine, cei interesaţi au la dispoziţie aplicaţii cum sunt English Grammar sau French
Grammar.
Aplicaţii educaţionale pentru şcolarii mici
Math Ninja HD
În Math Ninja misiunea ta este să-l înfrângi pe Tomato San distrugându-i armata de
roboţi. În joc, ninja-ul tău deţine doar puterea minţii cu care trebuie să rezolvi diferite
probleme pentru a strânge resurse împotriva armatei de droizi care îţi atacă căsuţa din copac.
Play 123
O aplicaţie excelentă care profită de touch screen-ul tabletei pentru a-i invita pe cei
mici să descopere lumea culorilor, formelor, mărimilor şi a cifrelor. Include 10 activităţi
diferite foarte distractive şi uşor de parcurs.
Monkey Math School Sunshine
Cei de la THUP au găsit formula magică: o maimuţă care îi conduce pe cei mici printr-
o serie de joculeţe distractive şi educative. După ce rezolvă o problemă, copilul este răsplătit
cu diferite premii pentru a-şi construi propriul acvariu virtual.
Counting Ants
Aplicaţia te învaţă să numeri până la 10 în zece limbi diferite prin intermediul
aventurilor unor furnici simpatice. Uşor de jucat, cu o muzică ce crează dependenţă, aplicaţia
îi va face pe cei mici să se joace iar şi iar.
Grandma’s Garden
Misiunea ta este să o ajuţi pe bunica să ude grădina. Ca să faci acest lucru trebuie să
parcurgi diferite joculeţe care includ litere şi forme.
Fun Science Lab
Aplicaţie foarte utilă pentru copiii cu vârsta cuprinsă între 5 şi 10 ani pentru a explora
bazele ştiinţei.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
99
Motion Math: Wings
O altă soluţie excelentă de învăţare a matematicii oferită de cei de la Motion Math.
Misiunea ta este să zbori şi să rezolvi diferite probleme matematice controlând zborul unei
păsări spre răspunsul corect prin intermediul accelerometrului.
Homework
Distractivă şi utilă în acelaşi timp. Copiii îl potfolosi ca memento, îşi pot programa
activităţi, lecţii sau teme. Merge perfect pe o tableta cu Android, fiind foarte uşor de folosit.
iStory Books
Cărţi gratis cu voce şi imagini în diferite limbi. Conţine un număr de 11 cărţi pre-
instalate cu posibilitatea de a cumpăra unele noi din magazinul aplicaţiei.
0-10 Numbers
Un mod distractiv de a învăţa numerele şi cifrele de la 1 până la 10. Totul se face prin
cărţi animate şi amuzante care îl vor face să râdă cu siguranţă. Indicat pentru copii cu vârsta
cuprinsă între 2 şi 4 ani.
Kids Numbers and Math
Copilul va învăţa numerele de la 1 la 20, cât şi operaţiile de bază ale matematicii cu
ajutorul acestei aplicaţii foarte distractivă. Varianta cu plată permite o personalizare mai
detaliată, dar pentru bazele număratului varianta free este ceea ce îţi trebuie.
Steamy Window
Cei mici sunt înnebuniţi după geamurile aburite şi niciodată nu le lasă nedesenate. Dai
copilului tableta sau smartphone-ul, lansează aplicaţia şi gata! o să ai un mic Picasso.
Classic Simon
Excelent pentru a spori capacitatea de memorie a copilului.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
100
How to Make Paper Airplanes
Probabil cea mai bună aplicaţie pentru copii şi părinţi. De câte ori ai încercat să faci un
avion de hârtie şi nu ţi-a ieşit? Prin intermediul aplicaţiei, cei mici vor învăţa să construiască
diferite modele de avioane care ar trebui, cel puţin teoretic, să zboare ca cele adevarate.
Matematică pentru clasa pregătitoare
Matematica poate deveni mai distractivă cu ajutorul aplicaţiilor mobile unde copiii
trebuie să îl ajute pe PitiClic.
How to Draw
Îi învaţă, pas cu pas, pe iubitorii artelor frumoase cum să deseneze diferite personaje şi
animale, contribuind la dezvoltarea imaginaţiei şi a spiritului creativ al elevilor.
Povestea Creativităţii
Este aplicaţia care îi învaţă pe cei mici regulile de bază ale creativităţii şi cum să îşi
depăşească limitele.
Teste logice - QI Test sau Brain Lab
Pe lângă materiile studiate la şcoală, este important ca elevii să îşi antreneze creierul
cu ajutorul problemelor de logică şi perspicacitate, iar în acest scop există astfel de aplicaţii
care le oferă posibilitatea de a-şi testa inteligenţa numerică, verbală sau vizuală.
Transformările Regelui Maimuţă
Aplicaţie de tip test, sub forma puzzle-urilor, care este foarte eficientă în dezvoltarea
gândirii logice a unui copil. Cel mic poate învăţa legătura dintre formele şi imaginile unor
piese alăturate.
Potrivirea Generalilor
Îi învaţă pe copii să observe asemănările şi diferenţele dintre obiecte.
Multe alte aplicaţii educaţionale se pot găsi şi pe Internet. Aceste aplicaţii reprezintă o
formă alternativă de învăţământ şi pot îmbunătăţi simţitor performanţele elevilor pentru că
prezintă un factor motivaţional puternic.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
101
Aplicaţiile cu caracter educativ nu sunt încă foarte cunoscute pe plan local, deoarece
smartphone-urile sunt cel mai adesea asociate cu divertismentul. Însă elevii vor descoperi şi
vor folosi în câţiva ani pe scară largă astfel de aplicaţii practice în activitatea de învăţare atât
în şcoală, cât şi în afara ei.
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
102
BIBLIOGRAFIE [1] ***, Algodoo, http://www.algodoo.com/;
[2] ***, Cabri: maths software for students. 3D geometry and algebra sofware. Learn
mathematics with Cabri, http://www.cabri.com/;
[3] ***, GeoGebra, http://www.geogebra.org/;
[4] ***, Jmol - An interactive viewer for three-dimensional chemical structures,
http://sourceforge.net/projects/jmol/;
[5] ***, Moodle - Open-source learning platform, https://moodle.org/.
[6] ***, Resources to Teach and Learn Chemistry, http://chemcollective.org/;
[7] ***, The Powder Toy, http://powdertoy.co.uk/;
[8] ***, Understand anatomy in real 3D, http://www.visiblebody.com;
[9] ***, Yenka.com, http://www.yenka.com/;
[10] Hohenwarter, M. and Preiner, J. (2007). Dynamic mathematics with GeoGebra.
The Journal of Online Mathematics and its Applications, Volume 7.
[11] Clark, R. C. and Mayer, R. E. (2003). E-Learning and the Science of
Instruction. Pfeiffer, San Francisco.
[12] Preiner, J. (2008). Introducing Dynamic Mathematics Software to Mathematics
Teachers: the Case of GeoGebra. Dissertation in Mathematics Education Faculty of
Natural Sciences University of Salzburg.
[13] Hohenwarter, M. and Preiner, J. (2008). Design guidelines for dynamic
mathematics worksheets. Teaching Mathematics and Computer Science.
[14] Hohenwarter, M. (2006). GeoGebra - didaktische Materialien und
Anwendungen f¨ur den Mathematikunterricht. PhD thesis, University of Salzburg,
Salzburg.
[15] Joolingen, W. v. (1999). Cognitive tools for discovery learning. International
Journal of Artificial Intelligence in Education, 10:385 – 397.
[16] Weigand, H.-G. and Weth, T. (2002). Computer im Mathematikunterricht:
Neue Wege zu alten Zielen. Spektrum, Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin.
[17] Laborde, J-M. & Strasser, R. (1990). Cabri-Geometre: A microworld of
geometry for guided discovery learning. ZDM, 5 (pp. 171-177).
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
103
[18] Mariotti, M. A. (1995). Images and concepts in geometrical reasoning. In R.
Sutherland & J. Mason (Eds), Exploiting Mental imagery with Computers in
Mathematics Education (pp. 97-116). Berlin: Springer-Verlag.
[19] von Glasersfeld, E. (1987). Learning as a constructive activity. In C. Janvier
(Eds), Problems of representation in teaching and learning of mathematics (pp. 3-18).
London: Lawrence Erlbaum Associates.
[20] Νοss, R. (1988). The computer as a cultural influence in mathematical
learning. Educational Studies in Mathematics, 19 (pp. 251-268).
[21] Νoss, R. & Hoyles, C. (1992). Looking Back and Looking Forward. In C.
Hoyles and R. Noss (eds), Learning Mathematics and Logo (pp. 431-470). Cambridge,
Ma: MIT Press.
[22] Piaget, J. (1970). Genetic epistemology (3rd ed.). New York: Columbia
University Press (pp. 14-18).
[23] Kaput, J. J. (1992). Technology and Mathematics Education. In D. A. Grouws
(Eds), Handbook of Research on Mathematics Teaching and Learning (pp. 515-556).
New York: Macmillan.
[24] Kaput, J. J. (1994). Τhe Representational Roles of Technology in Connecting
Mathematics with Authentic Experience. In R. Biehler, R. W. Scholz, R. Strasser, B.,
Winkelman (Eds), Didactics of Mathematics as a Scientific Discipline: The state of the
art (pp. 379-397). Dordrecht: Kluwer Academic Publishers.
[25] Laborde, C. (1992). Solving problems in computer based geometry
environments: The influence of the futures of the software. ZDM, 92(4) (pp. 128-135).
[26] von Glasersfeld, E. (1995). A Constructivist Approach to Teaching. In L.P.
Steffe & J. Gale (Eds), Constructivism in Education (pp. 3-16). Hillsdale, NJ:
Lawrence Erlbaum Associates.
[27] Vygotsky, L. (1978). Mind in Society. Cambridge: Harvard University Press.
[28] Steffe, L. P. (1990). Οn the knowledge of mathematics teachers. In R. B.
Davis, C. A. Maher and N. Noddings (Eds), Constuctivist views on the teaching and
Learning of Mathematics (pp. 167-186). Reston VA: N.C.T.M. Sutherland, R. (1995).
Mediating mathematical action. In R. Sutherland & J. Mason (Eds), Exploiting Mental
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
104
imagery with Computers in Mathematics Education (pp. 71-81). Berlin: Springer-
Verlag.
[29] Noss, R. & Hoyles, C. (1996). Windows on mathematical meanings: Learning
Cultures and Computers. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers.
[30] Cobb, P. (1997). Learning from distributed theories of intelligence.
Proceedings of the 21th PME Conference, 2 (pp. 169-176). Lathi, Finlanda.
[31] Jones, K. (1997). Children learning to specify geometrical relationships using
dynamic geometry package. Proceedings of the 21th PME Conference, 3 (pp. 121-
128). Lathi, Finlanda.
[32] Laborde, C. (1993). The computer as part of the learning environment: the case
of geometry. In C. Keitel & K. Ruthven (Eds), Learning from computers:
Mathematics Education and Technology (pp. 48-67). Berlin: Springer - Verlag.
[33] Dyfour-Janvier, B., Bednarz, N. & Belanger, M. (1987). Pedagogical
considerations concerning the problem of representation. In C. Janvier (Eds),
Problems of representation in teaching and learning of mathematics (pp. 109-122).
London: Lawrence erlbaum associates.
[34] Bishop, A. J. (1988). Space and Geometry. In R. Lesh and M. Landau (Eds),
Aquisition of Mathematics Concepts and Processes (pp. 175-200). London: Academic
Press.
[35] Lesh, R., Mehr, M. & Post, T. (1987b). Rational number relations and
proportions. In C. Janvier (Eds), Problems of representation in teaching and learning
of mathematics (pp. 41-58). London: Lawrence erlbaum associates.
[36] Janvier, C. (1987). Representation and understanding: The notion of function
as an example. In C. Janvier (Eds), Problems of representation in teaching and
learning of mathematics (pp. 67-72). London: Lawrence erlbaum associates.
[37] Fischbein, E. (1993). The theory of figural concepts. Educational Studies in
Mathematics, 24 (pp. 139-162).
[38] Kordaki, M. & Potari, D. (1998). Children's Approaches to Area Measurement
through Different Contexts. Journal of Mathematical Behavior, 17(3) (pp. 303-316).
Reţea de formare continuă a cadrelor didactice pentru a utiliza multimedia, instrumentaţia virtuală şi web 2.0
în aria curriculară Matematică şi ştiinţe ale naturii (ProWeb) (POS DRU/157/1.3/S/141587) Program de formare: E-educaţie în cadrul ariei curriculare matematică şi ştiinţe ale naturii
105
[39] Βorba, M. & Confrey, G. (1996). A student's construction of transformations of
functions in a multirepresentational environment. Educational Studies in Mathematics,
31 (pp. 319-337).
[40] Confrey, J. (1995). How Compatible are Radical Constructivism, Sociocultural
Approaches, and Social Constructivism?. In L.P. Steffe & J. Gale (Eds),
Constructivism in Education (pp. 185-226). Hillsdale, New Jersey: Lawrence
Erlbaum Associates.
[41] Joiţa, E., Instruirea constructivistă – o alternativă. Fundamente. Strategii,
Bucureşti, Editura Aramis, 2006
[42] Valeria Neagovan, Psihologia învăţării, Forme, strategii şi stil, Editura
Universitară, ed. a III-a, rev., 2013