Cercul pedagogic de fizică CNCH

TESTAREA INIŢIALĂ

Modalităţi de orientare şi optimizare a relaţiei dintre învăţare şi evaluare

Un instrument de evaluare trebuie să îndeplinească anumite exigenţe de elaborare, adică anumite calităţi tehnice, în vederea atingerii scopului pentru care acesta a fost proiectat. Un test de evaluare este compus dintr-un număr de itemi care, pe de o parte au reguli precise de elaborare, iar pe de altă parte sunt selectaţi pe baza unei matrice de specificaţii.

PROIECTAREA TESTELOR

În proiectarea unui test trebuie avute în vedere următoarele etape:

Stabilirea tipului de test

Stabilirea competenţelor de evaluate

Proiectarea matricei de specificaţii

Elaborarea itemilor

Construirea testului

Elaborarea schemei de evaluare

1. Stabilirea tipului de test

În funcţie de momentul în care se integrează în desfăşurarea procesului didactic, precum şi în funcţie de scopul urmărit, evaluarea poate fi:

a)      evaluare iniţială/ predictivă, care se realizează la începutul unui ciclu de învăţământ sau program de instruire în scopul stabilirii nivelului de pregătire al elevilor. Prin intermediul evaluării iniţiale se identifică nivelul achiziţiilor elevilor în termeni de cunoştinţe, abilităţi/deprinderi şi atitudini, în vederea formării competenţelor propuse pentru nivelul respectiv de învăţământ. Informaţiile obţinute în urma realizării unei evaluări iniţiale sprijină planificarea activităţilor viitoare ale profesorului din perspectiva adecvării acestora la posibilităţile elevilor sau a iniţierii, dacă este cazul, a unor programe de recuperare.

b)     evaluare continuă/ formativă, care însoţeşte întregul parcurs didactic, realizându-se prin verificări sistematice ale competenţelor formate/dezvoltate la elevi. Din acest motiv, efectele sale ameliorative asupra activităţii didactice sunt considerabile, oferind permanent posibilitatea de raportare la competenţele prevăzute în programa şcolară şi de evidenţiere a progresului înregistrat de la o secvenţă la alta a instruirii. În cazul evaluării formative, feed-back-ul obţinut este imediat, util şi eficient, ajutând atât elevul cât şi profesorul să îşi adapteze activitatea ulterioară la specificul situaţiei.

c)      evaluare finală/ sumativă, care se realizează, de obicei, la sfârşitul unei perioade mai lungi de instruire (unitate de învăţare, semestru, an şcolar, ciclu de învăţământ), oferind informaţii utile asupra nivelului de performanţă al elevilor în raport cu gradul de formare/dezvoltare a competenţelor. Evaluarea sumativă se concentrează mai ales asupra elementelor de permanenţă ale aplicării unor cunoştinţe de bază, ale demonstrării unor abilităţi importante dobândite de elevi într-o perioadă mai lungă de instruire. Caracterul ameliorativ al evaluării sumative este relativ redus, efectele resimţindu-se după o perioadă mai îndelungată, de regulă, pentru seriile viitoare de elevi.

2. Stabilirea competenţelor de evaluat

Elaborarea competenţelor de evaluat se realizează printr-un proces de operaţionalizare a competenţelor din programa şcolară, prezentat anterior.

3. Proiectarea matricei de specificaţii

După stabilirea tipul de test — de exemplu,iniţial, formativ sau sumativ — avem nevoie de un instrument care să certifice faptul că testul măsoară competenţele de evaluat propuse şi are validitate de conţinut. Unul dintre cele mai utilizate procedee care să servească acest scop este matricea de specificaţii.

„Matricea de specificaţii constă într-un tabel cu două intrări care serveşte la proiectarea şi organizarea itemilor dintr-un test docimologic, în care sunt precizate, pe de o parte, competenţele de evaluat corelate cu nivelurile taxonomice la care se plasează acestea şi, pe de altă parte, conţinuturile care vor fi vizate” (Mason şi Bramble, 1997; Schreerens, Glas şi Thomas, 2003; Gall, Gall şi Borg, 2007).

·         Matricea de specificaţii indică ceea ce urmează a fi testat - competenţele de evaluat prin raportare la conţinuturile învăţării.

·         O matrice de specificaţii detaliată trebuie să precizeze competenţele educaţionale formate prin procesul didactic pentru fiecare unitate tematică parcursă într-o anumită perioadă de timp.

Pe liniile matricei sunt precizate conţinuturile abordate, iar coloanele conţin nivelurile cognitive corespunzăroare competenţelor de evaluat (de exemplu: achiziţia informaţiei, înţelegere, aplicare, analiză, cf. B.S. Bloom).

Profesorul evaluator stabileşte procentele ce urmează a fi evaluate din fiecare domeniu/conţinut/temă raportate la nivelurile cognitive/competenţele specificate în matrice. De exemplu, în cadrul unui test sumativ care urmăreşte evaluarea anumitor competenţe la diferite niveluri cognitive (achiziţia informaţiei, înţelegere, aplicare, analiză) prin intermediul a patru elemente de conţinut, profesorul stabileşte ponderea pe care fiecare competenţă şi element de conţinut o va avea în cadrul testului. Astfel, se stabilesc - pe ultima linie a matricei- ponderile 10%, 30%, 30%, 30%, pentru nivelurile cognitive şi ponderile 10%, 25%, 35%, 30% pentru elementele de conţinut - pe ultima coloană a matricei.

Niveluri cognitive	Achiziţia informaţiei	Înţelegere	Aplicare	Analiză	Pondere %
Competenţe de evaluat/ Conţinuturi	c 1	c 2	c 3	c 4
Element de conţinut 1	1%	3%	3%	3%	10
Element de conţinut 2	2,5%	7,5%	7,5%	7,5%	25
Element de conţinut 3	3,5%	10,5%	10,5%	10,5%	35
Element de conţinut 4	3%	9%	9%	9%	30
Pondere %	10	30	30	30	100

Ponderile din celulele matricei au fost calculate înmulţind ponderile de pe fiecare linie cuponderile de pe fiecare coloană:

  10%·10%= 1%

Niveluri cognitive	Achiziţia informaţiei	Înţelegere	Aplicare	Analiză	Total itemi
Competenţe de evaluat/ Conţinuturi	C1	C2	C3	C4
Element de conţinut 1	0,2	0,6 (1 item)	0,6 (1 item)	0,6	2
Element de conţinut 2	0,5	1,5 (1 item)	1,5 (2 itemi)	1,5 (2 itemi)	5
Element de conţinut 3	0,7 (1 item)	2,1 (2 itemi)	2,1(2 itemi)	2,1 (2 itemi)	7
Element de conţinut 4	0,6 (1 item)	1,8 (2 itemi)	1,8 (1 item)	1,8 (2 itemi)	6
Total itemi	2	6	6	6	20

Cum se calculează nr. de itemi/conţinut?

Exemplu:
În celule am trecut şi numărul de itemi ce testează fiecare conţinut (testul având 20 itemi)

 Astfel, pentru conţinutul numărul 1/ C₁avem:

1%·20=0,2(0 itemi)

-Pentru conţinutul numărul 3/ C₁ avem

3,5%·20=0,7(1 item)

Odată testul structurat prin intermediul matricei de specificaţii, profesorul poate trece la etapa următoare şi anume elaborarea propriu-zisă a itemilor.

Proiectarea unei probe de evaluare necesită parcurgerea următoarelor etape:

-          stabilirea tipului de test;

-          elaborarea competenţelor de evaluat şi precizarea conţinuturilor corespunzătoare;

-          proiectarea matricei de specificaţii; matricea de specificaţii reprezintă procedeul prin care ne asigurăm că testul măsoară competenţele de evaluat, propuse şi are o bună validitate de conţinut;

-          construirea itemilor;

-          elaborarea baremului de evaluare şi de notare;

-          corelarea matricei de specificaţii cu testul elaborat şi cu baremul propus.

Elaborarea baremului de evaluare şi de notare;

Cum se calculează punctajul corespunzător itemilor din fiecare celulă?

n  Se poate figura în matrice şi punctajul(aproximativ) corespunzător itemilor din fiecare celulă:

Exemplu:pentru itemul corespunzător C₁/element de conţinut 3

3,5%·90p=3,15puncte

Observaţii legate de ponderile pentru conţinuturi/competenţe

În funcţie de tipul testului se motivează,dacă este cazul, valorile ponderilor  conţinut/competenţe.

Total itemi(punctaj)

n  Element de conţinut 1   

2 itemi (6p)

-achiziţia informaţiei 0i

-înţelegere 1i

-aplicare 1i

-analiză 0i

n  Element de conţinut 2

6 itemi (29p)

-achiziţia informaţiei 1i

-înţelegere 1i

-aplicare 2i

-analiză 2i 

n  Element de conţinut 3

6 itemi (29p)

-achiziţia informaţiei 1i

-înţelegere 2i

-aplicare 2i

-analiză 1i

n  Element de conţinut 4

6 itemi (26p)

-achiziţia informaţiei 0i

-înţelegere 2i

-aplicare 2i

-analiză 2i

10 puncte din oficiu

EXPERIMENTUL REAL ŞI

EXPERIMENTUL VIRTUAL

Strategii şi metode de integrare a experimentului

În lecţia de fizică; exemple de experimente cu materiale simple

integrate în lecţie

Strategia didactică reprezintă un mod de organizare a metodelor, mijloacelor de învăţământ şi a formelor de grupare a elevilor într-o situaţie de învăţare dată, în vederea atingerii unui obiectiv didactic.

Metodele de cunoaştere a realităţii care familiarizează educabilii cu modul ştiinţific de investigare a acesteia sunt: observaţia sistematică, modelarea, rezolvarea de probleme şi – subiectul prezentului referat – experimentul didactic.

Experimentul în general, reprezintă un  procedeu de cercetare ştiinţifică constând în provocarea intenţionată a unor fenomene în condiţiile cele mai propice pentru studierea lor şi a legilor care le guvernează.

Reproducerea în laborator a unui fenomen fizic în condiţii bine determinate în scopul studierii sale de către educabili reprezintă experimentul didactic. Este important de subliniat faptul că, pentru o determinare cât mai facilă a cauzalităţilor implicate şi în cele din urmă a legilor care guvernează fenomenul studiat prin experiment, aceste aspecte sunt abordate de multe ori în condiţii care diferă mult de cele naturale.

Pentru asigurarea bunei desfăşurări a unei activităţi experimentale profesorul stabileşte obiectivul acesteia precizând etapele care urmează să fie parcurse. El proiectează şi redactează fişa de lucru după care se vor ghida elevii. Pregătirea pentru experiment a elevilor constă în reactualizarea cunoştinţelor teoretice şi metodologice în vederea bunei înţelegeri a sarcinilor de rezolvat.

Tipurile de experimente

Experimentul demonstrativ:

·         calitativ,

·         cantitativ;

Experimentul aplicativ (de aplicaţie);

Experimentul destinat formării deprinderilor practice;

Experimentul de cercetare;
Experimentul frontal;
      Experimentul efectuat pe grupe;
      Experimentul efectuat individual;
      Experimentul bazat pe simulare.

Experimentul virtual

Pregătirea tinerilor pentru o societate a cunoaşterii impune  utilizarea unor tehnologii didactice adecvate, capabile să asigure:

integrarea informaţiei intr-o manieră interactivă-multimedia (foto, sunet, film);

conservarea  informaţiei  prezentate ad-hoc – text  şi  audio şi transpunerea ei pe suport electronic (note de curs integrate în programe de prezentare realizate în PowerPoint,utilizarea programului AEL, eŞcoala);

vizualizarea on-line la nivelul unei săli de curs a informaţiei disponibile pe Internet (laboratoare virtuale, biblioteci, simulări, proiecte de cercetare, instituţii de specialitate, muzee,  etc.).

Fără îndoială, experimentul ştiinţific desfăşurat în scop educaţional, reprezintă o metodă eficientă de instruire a elevilor, solicitând o serie de capacităţi şi aptitudini ale acestora. Pornind de la acest fapt, aproape toate programele noi de învăţământ pentru predarea  ştiinţelor exacte au adoptat metode de învăţare multisenzoriale, lucru care permite cu uşurinţă atingerea obiectivelor cognitive propuse în cadrul unei lecţii. Experimentul se poate desfăşura în laborator, dar poate lua şi forma unei simulări, utilizând o aplicaţie software (Maple, Labview). În mod evident, experimentele simulate pot oferi elevilor posibilitatea de a le rula de mai multe ori şi la momente convenabil alese. Pe de altă parte, profesorii pot folosi experimentul simulat pentru demonstraţii specifice, care să completeze suportul teoretic.

Comparaţia dintre experimentul real şi cel virtual este rezumată în tabelul de mai jos:

	Avantaje	Dezavantaje
Experimentul real	-       Elevii observă nemijlocit fenomenul studiat; -       Se formează deprinderi practice de mânuire a materialelor şi de măsurare; -       Formarea deprinderilor de prelucrare a datelor şi de interpretare a rezultatelor	-       Experimentul poate fi viciat de o serie de factori perturbatori; -       Dotarea laboratoarelor inadecvată  / depăşită; -       Imposibilitatea urmăririi modului de desfăşurare a experimentului în cazul constituirii unui număr mare de grupe
Experimentul virtual	-       Economie de timp; -       Materialele virtuale nu se defectează; -       Se pot realiza experimente imposibil de reprodus în condiţiile laboratorului şcolar; -       Elevii sunt familiarizaţi cu mediul virtual	-       Contribuţia elevului în rezolvarea sarcinilor este mult simplificată mai ales atunci când softul realizează şi prelucrarea datelor.

Obiectivele experimentului de laborator

·               Fixarea şi consolidarea unor cunoştinţe însuşite anterior de către elevi;

·               Însuşirea unor cunoştinţe noi pe baza propriilor observaţii;

·               Formarea priceperilor şi deprinderilor de mânuire a unor instrumente, aparate şi materiale specifice laboratorului.

            Metodele indicate în derularea experimentelor

Reuşita experimentului în general, încadrarea în timp, focalizarea activităţii pe

scopurile principale propuse, suprasolicitarea atenţiei profesorului în timpul lecţiei, responsabilitatea privind securitatea elevilor şi a bunurilor, etc, impun o atenţie deosebită în proiectarea şi gestionarea activităţii.

       Principalele metode care pot fi aplicate eficient în cadrul experimentelor din cadrul orelor de fizică sunt:

·                     Metoda intuiţiei

·                     Metoda deducţiei

·                     Metoda analogiei

·                     Metoda problematizării

·                     Metoda descoperirii dirijate

         Vom prezenta etapele care se parcurg în decursul unei cercetări ştiinţifice. În general, cea mai mare parte a unei astfel de cercetări este dedicată investigaţiei experimentale. Scopul declarat al unui experiment este de a culege informaţii din lumea reală prin intermediul percepţiilor noastre senzoriale şi/ sau al abilităţilor noastre de a judeca (raţiona). Tot raţiunea este cea care ne permite sa emitem predicţii asupra lumii înconjurătoare. Predicţiile sunt absolut necesare pentru a putea eventual controla evoluţia anumitor sisteme plecând de la trecutul lor cunoscut şi de la parametrii pe care îi au la un moment dat. Revenind, etapele care trebuie parcurse în timpul unei investigaţii ştiinţifice sunt

descrise în schema de mai jos.

            Mijloacele de învăţământ desemnează totalitatea resurselor materiale special concepute şi realizate pentru a fi utilizate în activitatea de predare - învăţare. Ele sunt menite să contribuie la perfecţionarea procesului de învăţământ în toate etapele sale:

Nr. crt.	Etapa	Exemple de mijloace care se pot utiliza
1	Comunicarea informaţiei	Materiale audiovizuale
2	Asigurarea unei înţelegeri corecte şi rapide a conţinuturilor predate	Materiale ilustrative (materiale intuitive, mulaje, machete,modele funcţionale)
3	Formarea şi exersarea priceperilor şi deprinderilor	Aparate de măsură, dispozitive diverse, aparatură audio-video
4	Sistematizarea cunoştinţelor	Planşe, alte materiale didactice
5	Corelarea cunoştinţelor cu experienţa de viaţă	Mostre, machete, planşe
6	Realizarea feed-back-ului	Soft didactic
7	Evaluarea rezultatelor învăţării	Culegeri de probleme, soft didactic
8	Ameliorarea ergonomiei procesului didactic	Mobilier adecvat, componente multifuncţionale ale truselor de fizică

            Algoritmul elaborării unui referat

            Aceste referate pot fi mai elaborate sau mai succinte în funcţie de tipul experimentului, de nivelul clasei, al unităţii şcolare, etc. Prezentăm mai jos un model general cu exemple concrete referitoare la legea lui Ohm pentru o porţiune de circuit.

Nr. crt.	Paragrafele	Exemple concrete referitoare la legea lui Ohm pentru o porţiune de circuit
1	Scopurile
	Se precizează scopurile principale ale experimentului	Verificarea legii
		Determinarea rezistenţei unui rezistor
		Compararea rezistenţei statice cu rezistenţa dinamică a unui rezistor real comparative cu unul ideal
2	Aspecte teoretice
	Se vor prezenta fundamentele teoretice  ale experimentului	Enunţul şi expresia matematică a legii
		Reprezentarea grafică
		Definirea rezistenţei statice/ dinamice
	Se definesc mărimile implicate
	Se precizează mărimile cu valori cunoscute	Limitele nominale ale surselor, componentelor şi aparatelor de măsură Constante universale sau constante de material
	Se precizează mărimile de măsurat	Tensiunea la bornele rezistorului Intensitatea curentului prin rezistor
	Se precizează mărimile care se calculează	Rezistenţa electrică Rezistenţa medie Abaterile absolute Abaterile relative
3	Schema experimentală
	a.Se reprezintă schema cu simboluri şi semnificaţii	Varianta 1 – pentru rezistoare mici Varianta 2 – pentru rezistoare mari
	b.Se sintetizează necesarul de materiale	Sursă de t.e.m. Rezistoare Voltmetru Ampermetru Conductoare de legătură
4	Interpretarea
	Conţine concluzii asupra experimentului, comparaţii cu valori de catalog, cu valori medii, identificarea surselor de erori, propuneri de optimizare şi de aplicare practică	Se analizează dacă graficul I(U) este liniar şi dacă trece prin originea sistemului de axe Se observă punctele nealiniate Se analizează erorile Se poate determina prin interpolare o funcţie care simulează rezultatele şi se compară cu funcţia liniară
5	Modul de lucru
	Se prezintă etapele într-o ordine riguros stabilită pentru a se evita repetările, revenirile, etc.	Înţelegerea cerinţelor, aspectelor teoretice şi a schemei experimentale Verificarea materialelor Realizarea montajului experimental Aplicarea tensiunii şi verificarea funcţionării la cald Efectuarea măsurătorilor şi ridicarea datelor Repetarea, dacă e cazul, a unor măsurători Demontarea circuitului Prelucrarea datelor, trasarea graficului Interpretarea rezultatelor Repetarea – în mod excepţional – a experimentului

EXPERIMENTE OBLIGATORII

Clasa a IX-a:

1.    Observarea reflexiei şi refracţiei luminii

2.    *Determinarea indicelui de refracţie al unui material transparent

3.    *Studiul propagării luminii prin prisma optică

4.    Determinarea distanţei focale a unei lentile subţiri

5.    Studiul unui instrument optic

6.    Evidenţierea inerţiei corpurilor

7.    Evidenţierea efectului diferitelor interacţiuni (forte de contact, forţa magnetica, forţa elastica) asupra stării mecanice a corpurilor

8.    Evidenţierea caracteristicilor perechilor de forte care exista într-o interacţiune

9.    Determinarea constantei elastice

10. Determinarea coeficientului de frecare la alunecare

11. Determinarea randamentului unui sistem mecanic

12. Studiul echilibrului de translaţie

13. Studiul echilibrului de rotaţie

Clasa a X-a:

1.    Studiul amestecului a doua lichide cu temperaturi diferite.

2.    Studiul fierberii apei.

3.    Determinarea căldurii specifice a unui corp

4.    Determinarea rezistenţei electrice a unei porţiuni de circuit utilizând voltmetrul şi ampermetrul în circuite de curent continuu

5.    Determinarea puterii unui bec electric

6.    Trasarea caracteristicii voltamperice a unui element de circuit în curent alternativ

7.    Studiul transformatorului

Clasa a XI-a:

1.    Studiul unor oscilatori mecanici simpli (pendulul gravitaţional, pendulul elastic)

2.    Studiul amortizării oscilaţiilor mecanice

3.    Studiul a doi oscilatori mecanici cuplaţi

4.    Studiul interferenţei undelor mecanice în corzi elastice

5.    Studiul funcţionării unor instrumente muzicale cu coarde şi de suflat

6.    Studiul comportamentului rezistorului, bobinei şi condensatorului în c.c. şi în c.a.

7.    Studiul circuitului RLC în curent alternativ

8.    Studiul circuitului oscilant

9.    Evidenţierea dispersiei luminii

10. Studiul interferenţei luminii (nelocalizată şi localizată)

11. Evidenţierea difracţiei luminii (reţeaua de difracţie)

12. Evidenţierea polarizării luminii prin reflexie

13. Studiul unor sisteme simple cu comportament haotic

Clasa a XII-a:

1.    Verificarea experimentală a legilor efectului fotoelectric extern în laborator/laborator virtual

2.    Studiul calitativ al spectrelor – spectrul continuu, spectre de bandă, spectre discrete

3.    Evidenţierea experimentală a unor proprietăţi ale radiaţiei amplificate prin emisie stimulată

4.    Studiul calitativ al redresării curentului alternativ cu diode semiconductoare