platforme mecatronice

Medii educaionale pentru integrare,platforme mecatronice

AUTORProf.ing.drd. Pop Silvia FlorinaUNIVERSITATEA TEHNIC CLUJ NAPOCAFACULTATEA DE MECANIC

1. Introducere

Societatea contemporan, prin progresul spectaculos al tiinei, tehnicii i tehnologiei ne oblig penoi, oamenii obinuii s ne adaptm acestor provocri, a cror principal caracteristic este aceea acomplexitii. Niciodat pn acum omenirea nu s-a confruntat cu probleme att de complexe, att subraportul cauzelor i efectelor, ct i n ceea ce privete impactul lor asupra oamenilor.Caracterul complex i integrat al unor probleme cum ar fi globalizarea, migraia, interculturalitatea, proteciamediului, explozia informaional, srcia, conflictele etc. revendic o abordare educaionaltransdisciplinar. Faptul c termenul transdisciplinaritate a fost utilizat pentru prima dat n opera luiJean Piage1, un psiholog, biolog, logician i filosof cunoscut n egal msur pentru contribuia sa ladezvoltarea tiinelor educaiei (n special prin cercetrile sale referitoare la psihologia dezvoltrii) nu estedeloc ntmpltor.Transdisciplinaritatea a accentuat n permanen, nc de la apariia sa, rolulfundamental pe care educaia este chemat s l joace n dezvoltarea individului i a societii:Educaia seafl n centrul devenirii noastre. Viitorul este structurat prin educaia fcut n momentul prezent, aici iacum2

Pentru a face fa incertitudinilor i schimbrilor continue caracteristice economiilor de pia, elevii aunevoie de competene strategice, cum ar fi abilitile de a nva cum s nvee, abilitile de rezolvare deprobleme, abilitile de evaluare. Schimbarea de perspectiv de la producia de mas ctre cea flexibilsolicit abiliti i cunotine mai largi dect cele furnizate de specializrile anterioare.Sistemele educaionale trebuie s rspund schimbrilor survenite n condiiile externe care redefinescnevoile pe care societatea n ansamblul su le are fa de viitoarele generaii. n acest sens, articolul 11 dinCarta Transdisciplinaritii document elaborat n anul 1994, de ctre un comitet de redactare din care aufcut parte Lima de Freitas, Edgar Morin i Basarab Nicolescu afirm: O autentic educaie nu poatefavoriza abstractizarea n dauna altor forme de cunoatere. Educaia trebuie s pun accentul pecontextualizare, concretizare i globalizare. Paradigma complexitii promovat de Edgar Morin este de tipdialogic (ordine/ dezordine/ organizare) i translogic, deoarece scap att holismului ct ireducionismului, n baza principiului Unitas multiplex, care permite trecerea de la o complexitate la cevamult mai complex (hipercomplexitate). Complexitatea este antagonist i complementar totodat, ceea

1 Jean Piaget, Formele elementare ale dialecticii, Editura Institutul European, Iai, 2007; v. i Jean Piaget,Judecata moral la copil, Editura Cartier, Chiinu, 2006, v. i Jean Piaget, Psihologia inteligenei, EdituraCartier, Chiinu, 2008.2 Basarab Nicolescu, Transdisciplinaritatea. Manifest. Editura Junimea, IaI, 2007, p. 154.

ce-l determin pe Morin s o considere mai degrab o sfidare dect un rspuns, deoarece se situeazchiar n inima relaiei dintre simplu i complex.3 Educaia transdisciplinar se bazeaz pe reevaluarearolului intuiiei, imaginaiei,sensibilitii i corpului n transmiterea cunotinelor.4 Iar articolul 13 din CartaTransdiscipinaritii completeaz perfect articolul anterior,referindu-se la respectul reciproc, necesar pentrua face posibil mprtirea cunoaterii:Etica transdisciplinar respinge orice atitudine ce refuz dialogul idezbaterea,indiferent de originea acestei atitudini - fie ea de ordin ideologic, scientist, religios,economic,politic, filosofic. Cunoaterea mprtit ar trebui s duc la o nelegere mprtit, fondat pe respectulabsolut al diversitilor colective i individuale, unite prin viaa comun pe una i aceeaiplanet.5Reinem, aadar, ca principale caracteristici ale educaiei transdisciplinare, afirmate ca atare ncdin primele documente referitoare la transdisciplinaritate.

accentul pus pe contextualizare, concretizare i globalizare;

reevaluarea rolului intuiiei, imaginaiei, sensibilitii i corpului n transmiterea cunotinelor; promovarea dialogului i a dezbaterii; respectul diversitii.

Transdisciplinaritatea aplicat n coal, privete ceea ce se afl n acelai timp ntre, nuntrul i dincolode orice disciplin, finalitatea ei fiind nelegerea lumii prezente i de aici va rezulta unitatea cunoaterii;aceast finalitate nu se poate nscrie i n cercetarea disciplinar. Pind n noul secol i totodat n noulmileniu, noile tehnologii ne invadeaz, foarte multe cunotine trebuie aprofundate ntr-un timp ct mai scurti ntr-un mod ct mai temeinic. Datorit dezvoltrii rapide a tehnologiei informaionale i comunicaiei,societatea de astzi poate fi considerat ca fiind network society6, adic o societate n care accesul lainformaie se realizeaz prin mijloace moderne de comunicaii, iar utilizarea informaiei condiioneazsuccesul oricrui demers. Trstura"fundamental a economiei mondiale este, astzi, evoluia rapid spreglobalizare i folosirea tehnologiilor informaionale i ale comunicaiei. De aceea, politicile cunoaterii -cercetarea, inovarea, educaia i formarea profesional - sunt de o importan excepional pentru viitorulUniunii, n tranziie spre o Europ a cunoaterii. Societatea cunoaterii o nlocuiete progresiv pe ceaindustrial, care a nlocuit-o, la rndul ei, pe cea agrar, ultimele dou fiind axate pe producia valorilormateriale. Societatea cunoaterii este cea n care informaia semnific puterea, n sensul cel mai general

3 Edgar Morin, Introduction a la pensee complexe4 http://ciret-transdisciplinarity.org/chart.php#ro5 http://ciret-transdisciplinarity.org/chart.php#ro6 Castells, Manuel, 1996, The Information Age: Economy, Society and Culture, Vol. I: The Rise of the NetworkSociety, Blackwell Publishers.

indiferent c este vorba de cea politic, cea economic, cea financiar -, obinerea, stpnirea ivalorificarea superioar a informaiei fiind astfel cheia de bolt a acestei societi. Celebrul Timpulnseamn bani7 este completat de Cunoaterea nseamn putere de nalt calitate8 ceea ce repreyintrealitatea lumii contemporane.n coli, mecatronica poate reprezenta mai mult dect un simplu mijloc de nvmnt; poate deveni unconcept care s determine schimbri radicale n educaie ncepnd cu nvmntul preuniversitar la nivelulcelui precolar. Potenialul ei de a mbunti calitatea i standardele de performan ale participanilor laprocesul educaional este semnificativ.Acest instrument educaional este n aceeai msur util elevului ct i profesorului. Producerea,transmiterea si aplicarea cunoaterii n orice domeniu de activitate sunt elemente care asigur cretereaproductivitii. Totodat, fr nvare continu, transdisciplinar, adaptabilitatea personal, modul i stilulindividual de via sunt mai srace n coninut i n performane, scade calitatea vieii n termeniistandardelor economice, ai diversitii i profunzimii aciunilor sau tririlor culturale. Inteligena bazat pecunoaterea ntr-o societate a cunoaterii i competena profesional mereu actualizat prin asimilareade noi abiliti i cunotine este indiciul unei viei personale de calitate, capabile s contribuie ladezvoltarea comunitii naionale i locale. Se poate aprecia astfel c societatea avansat informatizat nindustrie este descris de mecatronic, ceea ce pentru domeniul mecanic reprezint un absolut necesarstadiu de dezvoltare. Pe de alt parte electronica (n special microelectronica) i informatica au un suportputernic de dezvoltare n produsele industriale, gsind un cmp vast de aplicabilitate, ce le rezolv ooarecare saturaie ce s-a atins n interiorul propriilor domenii.Componenta dttoare de ton a tehnologiei mecatronice este informaia sau software-ul i nu electronica.Dintr-un alt punct de vedere mecatronica este tehnologia mecanic cerut de societatea avansatinformatizat.

Raiunile pentru care informaia este att de important n societatea avansat informatizat sunturmtoarele:

Informaia asigur satisfacere nevoilor spirituale ale omului;

Numai informaia poate crete valoarea nou adugat a tuturor lucrurilor;

Informaia nseamn cultur.

7 Max Weber n Etica protestant si spiritul capitalismului, p. 34-35 n traducerea romneasc de laHumanitas.8 A. Toffler, Powershift. Puterea n micare, Bucureti, Editura ANTET,1995

Analiznd relaia dintre fiinele umane i informaie avem n vedere c viaa omului i activitileeconomice ale societii sunt strns legate de cererea i asigurarea a trei elemente ale tehnologiei ianume: materia, energia i informaia.

Materiile prime i energia se obin din natur. Rezervele sunt evidente limitate. Pe de alt parte,informaia este rodul activitii mentale a fiinei umane. Resursele sunt evident nelimitate. Avnd n vedereviaa de zi cu zi, alimentele, mbrcmintea i locuina se asigur cu un anumit consum de material ienergie. Nevoile de material i energie pentru o persoan sunt limitate. Cnd aceste nevoi sunt satisfcute,fiina uman caut satisfacerea nevoilor spirituale. Informaia asigur satisfacerea acestor nevoi.

Valoarea informaiei depinde nu att de cantitate ct de prospeimea acesteia, pentru c spiritul umancere frecvent noi stimuli.

n alt ordine de idei, valoarea materialului i a energiei depinde de integrarea acestora. Valoareainformaiei depinde de diferenierea acesteia. Se vede deci c materialul, energia i informaia aucaracteristici diferite. n societatea avansat informatizat, producia bazat pe consumul de material ienergie ajunge la saturaie. Pe de alt parte, cerinele pentru informaie sunt n continu cretere. Acestaeste motivul pentru care, industriile bazate pe consumul de material i energie i vor ncetini ritmul dedezvoltare iar industria bazat pe consumul de informaie va continua s se dezvolte n ritm alert.Discutnd despre valoarea nou adugat, se subliniaz faptul c societatea avansat informatizat estesocietatea n care valoarea nou adugat crete datorit informaiei.

Sensul acestor nnoiri a fost explicitat de ctre japonezi, la inceputul deceniului al 8-lea al secoluluitrecut i prin definirea conceptului de mecatronic (mbinare sinergetic : mecanic-electronic-informatic), iar Reeaua Europeana de Excelen n Mecatronic reprezint un factor de educaie princercetare transdisciplinar de cert importan. O iniiativ de ultim ora (ianuarie 2003) lansat de mediulacademic are n vedere un proiect pentru construirea unei Reele Europene de Excelen n Mecatronic.Proiectul a fost lansat n Programul Cadru 6 de ctre Centrul European de Mecatronic din cadrulUniversitii Catolice din Leuven i Federaia Industriilor din Belgia. Partenerii la proiect, n numr de 63,sunt institute, centre de cercetare, departamente de mecatronic i companii industriale din majoritatearilor Comunitare. Din Estul Europei sunt invitate Cehia i Romnia. Participanii din Romania sunt: Centrulde Cercetare n Mecatronic din cadrul Universitii Tehnice din Cluj-Napoca i Centrul de CercetareDezvoltare n Mecatronic din cadrul Universitii Politehnice Bucureti.9

Mecatronica vine acum ca un atuu al noilor tehnologii, oferindu-ne mirajul noului i reuete s conving

9 PRO-ERA PC7 la CEEX modulul III competitia aprilie 2006,

elevii c este un obiect interesant i destul de uor de aplicat.Activitile didactice realizate ntr-o manier transdisciplinar, n care este inclus i calculatorul vor duce cusiguran la creterea motivaiei elevilor la nvarea acestui opional (i a altor discipline desigur), vor oferisugestii alternative pentru organizarea procesului de predare-nvare, n abordarea unor teme detehnologie mecanic , vor ncuraja gndirea creativ i critic, vor dezvolta abilitile elevilor pentruprezentarea informaiei i nu n ultimul rnd vor dezvolta ndemnri de procesare complex a informaiei.Iat de ce consider c ar fi oportun ca mecatronica s fie predat n context transdisciplinar. Cred c o astfelde abordare ar fi n ajutorul elevilor, viitorilor ceteni de mine, care vor putea s priveasc viaa, natura, toatefenomenele ce i nconjoar, ca pe un tot unitar, iar asta nu poate duce dect la progres pe plan cultural ,tehnic i chiar educaional.

2. Educaia mecatronic , platforme la nivel gimnazial , un optional propus

n educaia mecatronic devine deosebit de important nvarea afectiv conturat pe o relaie deechilibru profesor-elev. Datorit rolului informaiei n toate domeniile de activitate, se impune redefinireaobiectivelor n procesul educaional.n acest sens, este important s se urmreasc: formarea deprinderilor de informare, mentale, de aciunei sociale. Disciplina Mecatronica-studiul mediilor educaionale pentru integrare devine opional la nivelulariei curriculare Tehnologii. Prin unitile de competene specializate din cadrul disciplinei, elevul estesolicitat n multe activitti practice care i stimuleaz creativitatea. Orice activitate creativ va duce la olrgire a nvrii expereniale.Programa are urmtoarele componente:

1. Not de prezentare2. Competene specifice i coninuturi3. Valori i atitudini4. Sugestii metodologice.

Valori i atitudini1. Exprimarea unui mod de gndire creativ, n structurarea i rezolvarea sarcinilor de lucru;2. Formarea obinuinelor de alegere corespunztoare a aplicaiilor n abordarea sarcinilor de lucru;3. Manifestarea unor atitudini favorabile fa de tiin i de cunoatere n general;4. Manifestarea disponibilitii de a evalua/autoevalua activiti practice;

5. Manifestarea iniiativei i disponibilitii de a aborda sarcini variate;6. Formarea unei personalitti deschise, adaptabile la schimbarea de tip novator;7. Formarea competenelor profesionale stabilite prin standardele de pregtire profesional;8. Formarea competenelor polifuncionale prin care se asigur capacitatea de a interveni n activitti

conexe cu activitatea de baz.9. Dezvoltarea spiritului tiinific de cercetare, amplificarea capacitilor creative;10. Formarea unei gndiri deschise;11. Iniierea n limbaje tehnice specifice;

Competenele generale1. Mecatronica viziune global n tehnologie2. Mecatronica-tiina mainilor inteligente3. Aplicaii ale mecatronicii

Competene specifice i coninuturi

1. Mecatronica-viziune global n tehnologie

Competene specifice Coninuturi1.1.nsuirea noiunilor de baz privindMecatronica- tehnologia societii informaionale1.2.Cunoaterea i identificarea sistemelormecatronice1.3.Descrierea funcionrii sistemelormecatronice

Mecatronica tehnologia societii informaionale

Societatea avansat informatizat i mecatronica

Evoluia sistemelor tehnice

Bazele sistemelor mecatronice

Produse i sisteme mecatronice

Filozofia mecatronic n practic i educaieinginereasc

Particularitile sistemelor mecatronice

Structura hardware a sistemelor mecatronice

Actuatori utilizai n mecatronic.

2. Mecatronica-tiina mainilor tehnologice

Competene specifice Coninuturi

1.1.nsuirea noiunilor privind inteligenaartificial.1.2.Descrierea unei maini inteligente1.3.Descrierea funcionrii actuatorilor biologici.

Inteligen natural i artificial.

Arhitectura unei maini inteligente

Funciile de baz ale unei maini inteligente

Locomoia natural i artificial

Actuatori biologici.

3. Aplicaii ale mecatronicii

Competene specifice Coninuturi1.1.nsuirea noiunilor privind robotica1.2.Cunoaterea structurii generale a unui robotindustrial.1.3.Descrierea biodispozitivelor/ biosenzorilor.

Robotica

Asemnri cu omul

Tipuri de roboi

Structura general a unui robot industrial

Biodispozitive i biosenzori

Sugestii metodologicePredarea-nvarea disciplinei Mecatronica studiul mediilor educaionale pentru integrare va fi

orientat pe rezolvarea unor sarcini de lucru, utilizndu-se preponderent metoda nvrii i a formriideprinderilor prin rezolvarea unei game ct mai variate de aplicaii practice i punndu-se accent perealizarea cu exactitate i la timp a cerinelor sarcinilor de lucru . Realizarea proiectelor n cadrul activitilorpractice va urmri dezvoltarea abilitilor de lucru n echip.Locul de desfurare a instruirii se recomand a fi un laborator de informatic n care pentru optimizareademersului didactic este necesar s existe o dotare minimal care presupune un numr de calculatoareegal cu numrul elevilor din clas, conectate n reea i cu acces la toate serviciile INTERNET. Configuraiacalculatoarelor trebuie s permit rularea aplicaiilor prin care vor fi formate competenele specifice.

Profesorii vor alege cele mai potrivite aplicaii n funcie de specialitate.

n laborator trebuie s existe de asemenea, o imprimant i dispozitive periferice i de memorare extern.Prezena unui videoproiector va mbunti instruirea interactiv.

Specificul disciplinei impune metode didactice interactive, recomandnd cu precdere aplicaiile practiceindividuale, metoda descoperirii, a demonstraiei, conversaia euristic.

Dinamica acestui domeniu, extrem de rapid, determin actualizarea permanent a produselor soft prinprezentarea celor mai noi versiuni, astfel nct absolvenilor s le fie mai uor s se adapteze evoluiilorulterioare din activitatea productiv.

Bibliografie3. Jean Piaget, Formele elementare ale dialecticii, Editura Institutul European, Iai, 2007;4. Jean Piaget, Judecata moral la copil, Editura Cartier, Chiinu, 20065. Jean Piaget, Psihologia inteligenei, Editura Cartier, Chiinu, 2008.6. Basarab Nicolescu, Transdisciplinaritatea. Manifest. Editura Junimea, IaI, 2007, p. 154.7. Castells, Manuel, 1996, The Information Age: Economy, Society and Culture, Vol. I: The Rise of

the Network Society, Blackwell Publishers8. Max Weber n Etica protestant si spiritul capitalismului, p. 34-35 n traducerea romneasc de la

HumanitasA. Toffler, Powershift. Puterea n micare, Bucureti, Editura ANTET,1995

9. Mtie, V., Mndru, D., Blan, R., Ttar, O., Rusu, C., 2001, Tehnologie i Educaie Mecatronic,Editura. Todesco, Cluj-Napoca.

10. Mtie, V., Mndru, D., Ttar, O, Mtie, M., Csibi, V., 2000, Actuatori n mecatronic, EdituraMediamira, Cluj-Napoca

11. Predescu, C, Ciomo F., Ciascai, L., 1999, Interdisciplinaritatea, principiu fundamental al tiineicontemporane i al nvatamntului modern. Conexiuni interdisciplinare n studiul tiinelor naturii .-Cluj-Napoca, Editura Casei Corpului Didactic

12. http://ciret-transdisciplinarity.org/chart.php#ro13. PRO-ERA PC7 la CEEX modulul III competitia aprilie 2006,

Documents

platforme mecatronice