IMPACTUL MODELELOR FIZICE ASUPRA ELEVILOR

IMPACTUL MODELELOR FIZICE ASUPRA ELEVILOR

Rezumat Mi-am propus sa cuantific gradul de informare al elevilor in legatura cu modelele fizice prin intermediul unui chestionar.L-am aplicat unui esantion de elevi din toate clasele de liceu. Concluzia la care am ajuns este ca trebuie sa insistam ca profesori de stiinte asupra acestui aspect.

Cuvinte cheie: elev model chestionar

1. INTRODUCERE

In conditiile actuale in care stiintele au pierdut teren in comparatie cu alte discipline studiate in scoala, pofesorul de fizica are menirea de a facilita accesul elevilor la tainele fizicii " de a le arata ca Fizica este o disciplina abordabila de care nu trebuie sa le fie frica, ea putand consitui de fapt o provocare pentru orice elev.

In acest sens in putinele ore care ii stau la dispozitie profesorul trebuie sa creeze in mintea elevilor o imagine cat mai clara a fenomenelor naturale. Unul din instrumentele utilizate in acest scop de catre profesor este modelul. Orice fizician cunoaste importanta acestuia in abodarea naturii, modelul ne ajuta sa explicam fenomene foarte complexe in termeni cat mai simplii. Acest rol ar trebui sa fie insa perceput si de catre elevi. Si atunci apar inerent intrebarile "Cum percepe elevul meu notiunea de model? Ce impact are aceasta notiune asupra lui?" Pentru a gasi raspunsuri la aceste intrebari mi-am propus sa intocmesc un chestionar, pe care apoi sa il aplic unui numar cat mai mare de elevi, din toate clasele, indiferent de profil.

In acest sens, am inceput prin a aborda teoretic notiunea de model, dupa care am sabilit obiectivele chestionarului, l-am elaborat, am analizat rezutatele si apoi am tras concluziile.

Termeul model are ca definitie, in Dictionarul Explicativ al Limbii Romane, ceea ce poate servi ca orientare pentru reproduceri sau imitatii". In sens stiintific, un model este o analogie sau o imagine mentala a unui fenomen. Nici un model nu este perfect si oamenii de stiinta incearca incontinuu sa revizuiasca modelele sau sa gaseasca altele noi atunci cand cele vechi nu sunt adecvate. Modelele conduc adesea la teorii importante. Modelele se construiesc prin similitudine, prin analogie sau prin idealizare.

Modelarea prin similitudine consta in extinderea asemanarii geometrice asupra unor marimi fizice din domeniul mecanicii. Modelul folosit reproduce originalul la dimensiuni reduse. Proprietatile modelului se studiaza in laborator cu scopul de a fi apoi extinse asupra originalului. Aceasta tehnica este folosita in constructia de avioane, nave, etc. In procesul de instruire acest tip de modelare este utilizata pentru a reprezenta intuitiv obiectul original inaccesibil, datorita dimensiunilor sale.

Modelul analogic este un sistem abstract sau concret care se deosebeste ca forma geometrica de original, dar care are aceleasi proprietati ca ale lui.

Modelul ideal are un loc intermediar intre teorie si experiment. Modelele de acest tip pot fi construite din diferite imagini grafice, formule matematice ce sugereaza, sau prezinta o anumita asemanare cu originalul. Exemple : modelul punctului material,modelul gazului ideal, modelul undei plane etc. In functie de natura lor, modelele pot fi:

materiale: au o forma obiectuala, substantiala, fizica sau tehnica. In aceasta categorie intra modelele didactice de tip: machete, mulaje, modele de motoare, circuite electrice, dispozitive experimentale etc., care reproduc la nivel micro trasaturile esentiale ale obiectului original studiat.

modele figurale: au o forma grafica reprezentata prin : desene, scheme, schite, grafice, diagrame, organigrame, adica imagini care au capacitatea de a reproduce forma exterioara, structura interna repectiv relatiile functionale proprii obiectului original studiat.

modele simbolice: au o forma esentializata, ideala, exprimata prin formule, ecuatii, legi, teoreme, sub forma unor idei, teorii, care au capacitatea de a reproduce calitatile esentiale ale obiectului original studiat.

Un sistem fizic este complet descris daca modele materiale si simbolice sunt utilizate in combinatie cu cele figurale, care ne pot arata atat evolutia sistemului cat si limitele sale. Necesitatea combinarii modelelor rezulta din faptul ca un singur model al unui sistem fizic nu poate scoate in evidenta toate insusirile lui, asa cum se constata si din clasificarea modelelor, fiecare tip de model subliniind o anumita trasatura a sistemului fizic studiat. Un model, fie el material, simbolic sau figural este interpretat de elev in functie de bagajul de cunostinte acumulate anterior si de schemele de gandire proprii. Deci, orice reprezentare mentala a unui model este personala.

Modelarea este o metoda didactica utilizata in lectiile de fizica, in care predomina actiunea de investigatie indirecta. Aceasta metoda orienteaza activitatea elevului in directia sesizarii unor informatii, trasaturi, relatii despre obiecte, fenomene si procese din natura, analogice din punct de vedere functional si structural [1]. Avand caracter activ-participativ, formativ si euristic, aceasta metoda dinamizeaza antrenarea si dezvoltarea capacitatilor intelectuale creatoare ale elevilor, sporind calitatea si eficienta procesului depredare-invatare. Modelarea reprezinta din punct de vedere epistemologic invatarea prin analogie. Sub aspect metodic, este o modalitate de reflectare a realitatii si in acelasi timp o metoda de cunoastere a acesteia [2]. Aceasta metoda faciliteaza dezvoltarea capacitatii de reprezentare simbolica a naturii, familiarizeaza elevul cu rationamente prin analogie, inlesneste procesele de abstractizare, idealizare si generalizare. In acelasi timp exerseaza elevii in tehnica observatiei sistemice, contribuind la crearea unei perspective sistemice asupra continutului notional al fizicii, familiarizandu-l cu modelele fundamentale si cu modul in care acestea se coreleaza in teorii. Modelarea, ca metoda, evidentiaza modul in care cunoasterea stiintifica este validata, deoarece implica elevii in evaluarea modelelor stiintifice prin confruntarea cu datele experimentale.

Modelul este unul dintre instrumentele folosite in mod uzual la orele de fizica. In lipsa lui fenomenul fizic este inaccesibil si inabordabil. Consider ca la orele de fizica, mai ales la clasa a IX-a, profesorul de fizica trebuie sa insiste asupra faptului ca Fizica este o stiinta care foloseste ca element de baza modelarea fenomenelor ce au loc in natura. Pin intermediul modelelor si a modelarii natura, atat la nivel microscopic cat si la nivel macroscopic, poate fi simplificata si transpusa pe foaia de hartie. Din experienta mea la clasa am constatat ca este bine ca elevul sa constientizeze instrumentele de modelare. Acest fapt ii da posibilitatea sa le inteleaga, sa le recunoasca singur, iar in timp sa-si dezvolte aptitudini care sa-i permita sa propuna modele, de la simbolul unei marimi fizice pana la dispozitive experimentale.

2. PARTE EXPERIMENTALA

In acest sens am elaborat un chestionar, cu scopul de a oferi o baza informationala privind impactul modelarii ca metoda de invatare si instruire la orele de Fizica, in vederea realizarii unei instruiri mai profunde a elevilor referitor la aceasta tema.

Obiectivele chestionarului sunt:

Identificarea gradului de informare privind notiunea de model, utilizata la orele de fizica, in randul elevilor de la profilele tehnic, resurse si servicii.

Informarea asupra gradului de reactie al elevilor la problematica de fata.

CHESTIONAR

1. Care din notiunile mentionate mai jos au fost utilizate in cadrul orelor de fizica

a) programare b) teorie c) model d) lege

2. Carei definitii din cele de mai jos ii atribuiti sensul de "model"

a) o proprietate a unui sistem fizic;

b) imaginea pe care fizicianul si-o face despre natura;

c) un observator;

d) nu am intalnit o astfel de notiune in cadrul orelor de fizica.

Realizati corespendenta:

a) model simbolic;	v   1) graficul dependentei v = f(t) t
b) model material;	3) legea miscarii rectilinii uniforme: x = x0 + vt;
c) model figural;	4) punctul material
d) model ideal	2)dispozitiv pentru studiul fortei elastice;

a) - b) - c) - d) -

Indicati trei exemple de modele ideale mentionate in orele de Fizica.

a)

b)

c)

Notiunea de model este:

a) o notiune noua, moderna; b) veche.

In cadrul orelor de fizica profesorul mentioneaza des ca utilizeaza notiunea de model

DA NU

Profesorul mentioneaza tipul de model sau modele pe care le utilizeaza in timpul lectiei

DA NU

A-ti intalnit notiunea de model si la alte discipline studiate

DA NU

3. REZULTATE

Primele patru intrebari testeaza impactul notiunii de model fizic asupra elevului, urmatoarele doua se refera la importanta pe care profesorul de fizica o acorda constientizarii elevilor asupra instrumetelor folosite in abordarea fenomenelor fizice, iar ultima intrebare vizeaza intelegerea de catre elevi a faptului ca notiunea de model nu este specifica numai fizicii.

Am aplicat acest chestionar unui grup de 136 elevi dupa cum umeaza:

45 de elevi din clasa a IX-a, din care 15 de la profilul tehnic, 15 de la profilul resurse si 15 de la profilul servicii, ultimele doua categorii incheind studiul fizicii in clasa a X-a;

45 de elevi din clasa a X-a, din care 15 de la profilul tehnic, 15 de la profilul resurse si 15 de la profilul servicii;

26 de elevi din clasa a XI-a de la profilul tehnic;

20 de elevi din clasa a XII-a de la profilul tehnic;

La prima intrebare, 57% din elevii claselor a IX-a si a X-a au identificat notiunea de model ca fiind utilizata in orele de fizica. Trei sferturi din acest procentaj se datoreaza elevilor de lasa a X-a. Aceasta indica faptul ca in gimnaziu profesorul nu accentueaza suficiet notiunea de model, sau interesul elevilor pentru aceasta disciplina este foarte scazut. La clasele a XI-a si a XII-a 93% din elevi au recnoscut notiunea de model ca fiind utilizata la orele de fizica. Niciunul dintre elevi nu a identificat notiunea de programare ca apartinand domeniului fizicii.

La intrebarea nr.2, 53% din elevii claselor a IX-a si a X-a au recunoscut definitia modelului, altii in procent de 40% au dat raspunsul "d) nu am intalnit o astfel de notiune in cadrul orelor de fizica", iar 7% au dat raspunsul "c) modelul reprezinta un observator". La clasele a XI-a si a XII-a 90% din elevi au dat definitia corecta, ceea ce arata ca aceasta notiune este cunoscuta destul de bine.

La cel de-al treilea punct elevii claselor a IX-a si a X-a au realizat corespondenta in proportie de 69%, ceilalti intampinand greutati la alegerea corespondentului pentru modelul simbolic. Elevii claselor a XI-a si a XII-a au realizat corespondenta in proportie de 97%.

A patra cerinta a chestionarului a fost solutionata de elevi dupa cum urmeaza: 41% din elevii claselor a IX-a si a X-a (majoritari fiind elevii claselor a X-a) au indicat toate cele trei exemple, restul indicand in mare masura doua exemple (la clasa a IX-a au fost date ca exemple raza de lumina si punctul material, iar la a X-a, gazul ideal si punctul material ). La clasele a XI-a si a XII-a exemplele au fost mai variate

La cea de-a cincea cerinta doar 38% din elevii claselor a IX-a si a X-a au ales varianta de raspuns "b) veche" in timp ce la clasele a XI-a si a XII-a aceasta varianta a fost incercuita de 96% din elevi.

In tabelul de mai jos am centralizat datele statistice privind gradul de informare al elevului in legatura cu notiunea de model.

Clasele   Intrebarea
IX-X
XI-XII

Fig.1 Centralizatorul datelor statistice

Aceleasi date se regasesc in diagrama urmatoare:

Fig.2 Interpretarea grafica a datelor statistice

Referitor la cel de-al doilea obiectiv al chestionarului si anume reactia elevilor la problematica utilizarii modelului in fizica, 61% din elevii chestionati au raspuns cu DA la a sasea intrebare, 58% au raspuns cu DA la a saptea intrebare iar la ultima doar 13% au raspuns DA. Acest ultim procent este surprinzator deoarece modelul este un instrument de lucru in orice stiinta, dar probabil nefiind suficient subliniat de catre profesor, nu are impact asupra elevilor.

4. CONCLUZII

Avand in vedere rezultatele obtinute prin aplicarea chestionarului, sugerez profesorilor de fizica sa insiste mai mult nu numai asupra notiunii de model dar si asupra tipului de model utilizat la lectie, precum si asupra importantei modelelor in fizica. In felul acesta putem oferi elevului posibilitatea de a privi natura si universul prin ochii unui fizician, fiind la curent cu mijloacele de investigatie de care acesta dispune. De asemenea oferim elevilor posibilitatea de a intelege ca modelele fizice ne pemit sa transpunem orice fenomen ce are loc in natura pe o simpla foaie de hartie, si ca modelarea a avut si are un rol de capatai in transmierea cunostintelor de fizica din generatie in generatie.

BIBLIOGAFIE

[1] - Cristea S., (2000), Dictionar de pedagogie, Grupul Editorial Litera, Chisinau-Bucuresti, p.250

Bontas I., (1995), Pedagogie, Editura ALL, Bucuresti, p.154