Upload
dangquynh
View
240
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
1
Proiectarea opţionalului
1. Denumirea opţionalului: Mari descoperiri în istoria omenirii
2. Aria curriculară: Matematică şi ştiinţe
3. Tipul de opţional: interdisciplinar
3. Durata: anual
4. Modul de desfăşurare: - pe grupe (8 grupe); pe verticală (3-4)
5. Propunători:
Prof. Matematică Marciuc Daly
Prof. Fizică Marciuc Gheorghe
6. Şcoala şi localitatea
Colegiul Naţional „Mihai Eminescu” Satu Mare
7. Locul desfăşurării
Sala de clasă/ laboratorul AEL
8. Tabelul elevilor participanţi
Nr. crt. Numele şi prenumele Clasa
9. Proiect de programă
Definirea scopului:
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
2
Dezvoltarea competenţelor specifice fiecărei discipline ţinând cont de
interdisciplinaritate la elevii din învăţământul
Definirea grupului ţintă:
Elevii claselor a IX -a
Notă de prezentare a opţionalului Mari descoperiri în istoria omenirii
Opţionalul Mari descoperiri în istoria omenirii se adresează elevilor din
clasele a IX-a. Prin aplicarea lui, elevii vor realiza mai uşor conexiuni între materiile
studiate, îşi vor dezvolta competenţe de comunicare asertivă, îşi vor dezvolta
responsabilitatea prin munca în echipă, îşi vor dezvolta o personalitate independentă,
critică şi autocritică. Opţionalul se va desfăşura o dată pe săptămână.
Acest opţional are ca scop dezvoltarea de competenţe, cunoştinţe şi abilităţi prin
îmbinarea matematicii şi fizicii. Va trata de asemenea şi aspecte de ordin istoric şi
economic legate de tematica propusă. Va face apel şi la cunoştinţele dobândite de elev
în cadrul ariei curriculare Limbă şi comunicare, constituindu-se astfel într-o tentativă de
abordare transdisciplinară a temei.
Argument:
"Ideea este de legături, de stabilire de legături între fapte, oameni, culturi, religii,
discipline, tot ceea ce uneşte, ceea ce traversează diverse zone ale domeniului
cunoaşterii şi ceea ce este dincolo de toate domeniile cunoaşterii. Cu alte cuvinte,
finalitatea transdisciplinarităţii este înţelegerea omului în totalitate." (Academician
Basarab Nicolescu despre Transdisciplinaritatea - o noua viziune asupra lumii.)
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
3
Urmărim creşterea motivaţiei pentru învăţare a elevului, conştientizarea de către elev a
faptului că toate cunoştinţele pe care le primeşte în pachete separate, la diferite
discipline de studiu, sunt de fapt interconectate. Integrarea acestor cunoştinţe în
structuri coerente, semnificative reprezintă în opinia noastră o modalitate de trecere „de
la reproducerea cunoaşterii, la crearea cunoaşterii”, un pas important în trecerea la un
învăţământ centrat pe elev.
Dorim să insuflăm elevului respectul pentru valorile semnificative ale umanităţii, pentru
inventivitatea şi creativitatea unor reprezentanţi de seamă ai culturii şi civilizaţiei umane.
Dorim deasemenea să transmitem ideea că inventivitatea nu este „un moft”, ci
reprezintă un element necesar în procesul de adaptare şi evoluţie a omului, într-un
mediu în continuă schimbare.
Competenţe cheie
Competenţe
cheie Descrierea competenţelor cheie
Comunicare în
limba maternă
Activităţile de învăţare asociate programei implică educabilul la
nivel participativ, cu încurajarea exprimării propriilor opinii, într-un
mod asertiv, critic şi argumentat; implicarea educabilului în activităţi
de echipă este premisa dezvoltării abilităţilor de comunicare
interpersonală şi interrelaţionare.
Faptul că una dintre variabilele programei este reprezentată de
conţinuturi, secvenţa de colectare şi selectare a informaţiei va fi
utilizată în procesul de instruire în vederea dezvoltării
competenţelor de comunicare în limbi moderne.
Comunicare în
limbi moderne
Competenţe
matematice, în
ştiinţe şi
Temele propuse implică dezvoltarea în sistem integrat a
competenţelor matematice, ştiinţifice şi tehnologice, dublate de
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
4
tehnologii dezvoltarea de competenţe de învăţare care presupun:
a învăţa să înveţi (learn to learn);
a învăţa să faci (learn to do).
Competenţe
digitale
Identificarea, selectarea, prelucrarea şi prezentarea conţinuturilor
reprezintă secvenţe care pot fi optimizate prin implicarea
tehnologiei informaţiei şi comunicării: PPT, baze de date, internet,
fişiere media, e-mail, forum, platforme educaţionale etc.
Competenţe
metacognitive
(a învăţa să
înveţi)
Acordăm atenţie acestui domeniu cheie prin activităţile de învăţare
propuse în prima temă a cursului, activităţi care au la bază
abordarea sistematizată a cunoaşterii şi înţelegerii ştiinţifice.
Competenţe
interpersonale,
interculturale,
sociale şi civice
Bazate pe comunicarea asertivă şi pe asumarea de roluri şi
responsabilităţi în echipă, activităţile de învăţare favorizează
dezvoltarea atitudinilor pozitive: respectarea opiniei în relaţia de
comunicare, recunoaşterea muncii coechipierului, oferirea de sprijin
în rezolvarea de sarcini, toleranţă, asumarea reuşitelor/nereuşitelor.
Identificarea legaturilor dintre tema studiata si zonă, impactul temei
asupra colectivitatii, găsirea unor oportunitati de îmbunătăţire a vieţii
colectivităţii legate de tema studiată.
Competenţe
antreprenoriale
Asumarea de roluri şi sarcini în echipă, implicând diferite metode
activ participative reprezintă premise ale dezvoltării unei
personalităţi independente, critice şi autocritice, responsabile şi
adaptabile la nou.
Sensibilizare şi
exprimare
culturală
Variabilitatea conţinuturilor este factorul de implicare a specificului
cultural al grupului de educabili cărora li se adresează cursul.
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
5
Competenţe generale:
Înţelegerea legăturii dintre matematică, viaţă şi alte domenii ale ştiinţei
(discipline).
Prelucrarea informaţiilor şi conceptelor ştiinţifice utilizând metode specifice
matematice.
Rezolvarea de probleme şi situaţii problemă pe baza raţionamentelor inductive şi
deductive.
Comunicarea orală şi scrisă utilizând limbajul specific în formularea explicaţiilor,
în conducerea investigaţiilor interdisciplinare şi în raportarea rezultatelor.
Utilizarea tehnologiei informaţiei şi a comunicaţiilor în culegerea de date, în
prelucrarea şi comunicarea lor.
Formarea capacităţii de a reflecta asupra lumii înconjurătoare pe baza relaţionării
cunoştinţelor interdisciplinare din aria curriculară ,,Matematică şi ştiinţe”.
Dezvoltarea personalităţii prin formarea gândirii interdisciplinare şi gestiunea
propriei învăţări.
Valori şi atitudini:
Dezvoltarea interesului pentru informare şi documentare ştiinţifică
Dezvoltarea curiozităţii faţă de mediu
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
6
Dezvoltarea toleranţei faţă de opiniile celorlalţi
Conştientizarea şi implicarea în problemele interdisciplinare
Încredere în adevărurile ştiinţifice şi apreciere critică a limitelor acestora
Competenţe specifice Conţinuturi asociate
1.1 Colectarea de informatii,
utilizand surse diferite in scopul
documentarii
1.2 Conştientizarea faptului că
matematica este o componentă
culturală indispensabilă omului
2.1. Clasificarea si
sistematizarea informatiilor si
conceptelor stiintifice
interdisciplinare
2.2. Decriptarea si interpretarea
textelor stiintifice si
transpunerea acestora in limbaj
comun
2.3. Exprimarea opiniilor critice
si pertinente in raport cu
fenomenele studiate
2.4. Formarea şi dezvoltarea
capacităţii de utilizare a
conceptelor matematice în
Utilizarea focului în preistorie.
Focul – prieten sau inamic?
Utilizarea uneltelor în preistorie.
Uneltele din ziua de azi.
Apariţia agriculturii.
Agricultura în secolul XXI.
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
7
3.1. Utilizarea exerciţiilor
matematice în sortarea şi
clasificarea informaţiilor în
funcţie de anumite criterii
3.2. Sesizarea impactului
activităţii omului asupra mediului
înconjurător
4.1. Formarea şi aplicarea
normelor de comportare
specifice asigurării protejării
mediului
4.2. Formarea şi dezvoltarea
capacităţii de comunicare şi
exprimare folosind o
terminologie ştiinţifică adecvată
4.3. Utilizarea TIC in culegerea
informatiilor si datelor
4.4. Utilizarea TIC in
prelucrarea si prezentarea
datelor
5.1. Sesizarea diversităţii
contextelor în care pot fi folosite
matematica şi raţionamentele
matematice
Descoperirea roţii.
Rolul roţii în evoluţia civilizaţiei umane.
Tiparul şi rolul său în evoluţia cunoaşterii
umane.
Apariţia motoarelor cu aburi. Revoluţia
industrială. Impact social, economic şi asupra
mediului.
Descoperirea penicilinei.
Explozia demografică.
Calculatorul şi internetul.
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
8
Explozia informaţională.
Mari descoperiri în istoria omenirii- descriere
Tema Scurtă descriere
Utilizarea focului în preistorie.
Focul – prieten sau inamic?
Preistoria, cea dintâi şi cea mai îndelungată epocă a istoriei umane(de o mie de ori mai îndelungată decât toate celelalte epoci luate la un loc), a debutat cu epoca pietrei, şi respectiv, cu prima etapă a acesteia, paleoloticul, perioadă care a început cu apariţia primilor oameni(homo habilis) şi s-a încheiat pe la 10 000 î.H.( odată cu aparitia oraș elor ș i scrierea.) Omul a apărut acum 4 milioane şi jumătate de ani, în Africa. Aici a avut loc evoluţia de la cea dintâi formă – australopitecul (cele mai vechi rămăşiţe de australopitec, fragmente dintr-un schelet vechi de peste trei milioane de ani, au fost descoperite în 1974), la tipurile superioare ca aspect şi capacitate intelectuală, homo habilis şi homo erectus. Homo erectus era capabil să utilizeze unelte rudimentare de piatră, să aprindă focul şi să-l întreţină. Obligaţi să ducă o viaţă nomadă, oamenii paleoloitcului aveau totuşi nevoie de adăposturi temporare, unde puteau rămâne chiar şi o perioadă mai îndelungată de timp, în funcţie de bogăţia vânatului. Ei trăiau pe terasele unor râuri, în scorburi, peşteri sau, mai târziu, în colibe sau corturi din piei de animale. În fiecare aşezare umană exista vatra în care ardea focul şi, deoarece procedeele de aprindere necesitau foarte mult timp, întreţinerea lui aprinsă era o sarcină esenţială a membrilor grupului.
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
9
Focul în mitologie, în cele trei ipostaze: focul sacru sau focul purificator, focul uman sau al meşteşugurilor, focul demonic sau focul mistuitor.
Focul, ca proces chimic, reprezintă oxidarea unui material combustibil, în urma căreia rezultă căldură, lumină, dar ș i diferiț i produș i de reacț ie, precum dioxidul de carbon ș iapă. Dacă temperatura ajunge la un nivel destul de ridicat, gazele se potioniza pentru a produce plasmă. În funcț ie de substanț ele aprinse ș i de impurităț ile din mediu, culoarea flăcării ș i intensitatea focului poate varia.
Utilizarea raţională a focului. Norme PSI.
Focul în artă: Doina şi Ioan Aldea Teodorovici - -Focul din vatră
http://www.youtube.com/watch?v=G5x15g9BgMY
Utilizarea uneltelor în preistorie.
Ț inând cont de tehnicile de prelucrare a pietrei
(tehnica cioplirii, tehnica ș lefuirii, tehnica tăierii,
tehnica de găurire sau perforare
Paleolitic
Descoperă plasa de pescuit; realizează picturile
rupestre.
Mezolitic
În mezolitic, uneltele sunt de mici dimensiuni,
motiv pentru care se mai numesc ș i microlite. Ele
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
10
erau confecț ionate din silex, cuarț , cuarț it ș i din
os corn. În unele zone a apărut tehnica perforării.
Tot in mezolitic omul a descoperit arcul ș i
săgeata, barca scobită în trunchiul unui copac;
domesticeș te primele animale (câinele, porcul ș i
calul). În această perioadă omul locuia atât în
peș teri, cât ș i sub cerul liber.
Neolitic
În urmă cu peste 7000 de ani uneltele au fost
ș lefuite ș i perforate. În urma unor tehnici, oamenii
ș i-au confecț ionat: topoare cu coadă, ciocane ș i
râș niț e.
Apar noi ocupaț ii, precum olăritul, torsul, ț esutul
ș i împletitul.
Apropierea de situaț ii mai complexe între membrii aceluiaș i grup, dar ș i între grupuri diferite, s-a produs după ce oamenii ș i-au perfecț ionat uneltele, organizându-se în grupuri de interese. Prin urmare, au apărut: familia, ginta,tribul, uniunea de triburi.
Apariţia agriculturii.
Agricultura în secolul XXI.
În urmă cu peste 7000 de ani uneltele au fost
ș lefuite ș i perforate. Oamenii domesticesc acum
animale. Tot în neolitic se începe cultivarea
pământului sau agricultura. Modul de
viaț ă nomad este înlocuit de cel sedentar, prin
inventarea unor tipuri de locuinț e mai rezistente
ș i prin amplasarea lor în grupuri, viitoarele sate.
Ele vor sta la baza vechilor oraș e.
AGRICULTURA ZILELOR NOASTRE.
Jumătate din populaț ia globului lucrează în
agricultură. Există însă mari diferenț e între rolul
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
11
jucat de agricultură în diferite zone ale planetei. În
ț ările aflate în curs de dezvoltare, ca de exemplu
Nepalul, aproximativ 90% din populaț ie lucrează
pământul. Spre deosebire de acestea, doar
aproximativ 2% din populaț ia activă se ocupă cu
agricultura, în ț ările puternic industrializate
Descoperirea roţii.
Rolul roţii în evoluţia civilizaţiei
umane.
Roata este una dintre cele mai vechi ș i importante invenț ii care au originea în anticul Sumer , în forma iniț ială de roată a olarului. Invenț ia roț ii s-a propagat spre zona unde astăzi se găsesc Pakistan ș i India, în timpul mileniul al III-lea î.e.n., fiind folosită de locuitorii a ceea ce numim civilizaț ia Văii fluviului Indus. În partea nordică a Caucazului au fost descoperite mai multe morminte, datând din jurul datei de 3.700 î.e.n., în care s-au găsit oameni îngropaț i în vehicule cu roț i, cu o axă. Cea mai veche reprezentare a unui vehicul cu patru roț i ș i două axe a fost descoperită în Polonia, fiind datată aproximativ acum 5.500 de ani.
Roata ca simbol, în diferite religii şi culturi.
Mecanica roţii: alunecare şi rostogolire. Măsurări experimentale, modelare matematică.
Cercul şi roata. Arhimede, numărul PI. Aplicaţii.
Mişcări ciclice în Univers. Eclipsa – de la superstiţie la explicaţie ştiinţifică.
Atomul – model planetar.
Tiparul şi rolul său în evoluţia
Oamenii au simţit mereu nevoia de a comunica şi de a avea informaţiile stocate astfel încât să le poată folosi şi transmite generaţiilor viitoare. Dezvoltarea limbajului şi evoluţia materiilor prime pe care oamenii le foloseau au dus la apariţia
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
12
cunoaşterii umane.
tiparului.
aprox. 594 – Chinezii încep să practice tiparul pe un relief în negativ. Imprimarea se facea cu o presă fixă în care foile de hârtie erau presate de blocuri de lemn pe care erau gravate textul şi ilustraţiile. Această metoda a fost raspândită în Vest cu ajutorul arabilor sau pe rutele caravanelor de pe ,,drumul mătăsii”. În China s-a inventat hârtia, fapt care a dus la crearea unui climat optim pentru dezvoltarea tiparului.
aprox. 700 – Primul ziar tipărit în Beijing.
aprox. 868 – În China se tipăreşte prima carte. ,,Diamond Sutra” era tiparită pe matriţe de lemn care conţineau atât text cât şi ilustraţii.
aprox. 1041 – Bi Sheng, un tipograf chinez, inventează litera mobilă.
aprox. 1230 – Cărţile sunt tipărite în Coreea, folosindu-se litere mobile din metal.
aprox. 1400 – Tehnica tiparului pe blocuri de lemn se răspândeşte din Asia în Europa.
aprox. 1450 – Johannes Gutenberg a adaptat presa de tipar cu şurub, bazându-se pe metoda presării de la teascurile de vinificaţie, folosite pe valea Rinului încă din perioada Imperiului Roman. El a utilizat o cerneala pe bază de ulei şi o bucată de metal împărţită ca matrice prismatică. A inventat un aliaj metalic turnabil în formă (matriţă). Cuvântul tipărit a facilitat circulaţia informaţiei şi a cunoaşterii, de care au beneficiat în principal mănăstirile. Ulterior, întreaga Europă a fost lovită de explozia mass-media. De la 1500 şi până
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
13
astăzi, mai bine de 9 milioane de cărţi tipărite au fost puse în circulaţie. Probabil cel mai mare merit al lui Gutenberg este faptul că după o perioadă experimentală în care nu se cunoştea nimic, tiparul a atins repede un grad de eficienţă tehnică nedepăşit până la începutul secolului al XIX-lea. Ştanţarea, montarea matriţei, turnarea modelului, montajul şi tiparul au ramas, în principiu, pentru mai bine de 300 de ani la fel cum au fost în perioada lui Gutenberg. Îmbunătăţirile aduse maşinilor de tiparit au fost nesemnificative, iar până la sfârşitul secolului al XVIII-lea, proiectul original al lui Gutenberg a prins contur.
1460 – Cerneala tipografică a fost inventată la doar 15 ani după prima folosire a vopselelor folosite în pictură. Acestea trebuiau să fie capabile să adere pe o suprafaţă de metal şi aveau la bază uleiurile de in, păstrate timp de un an pentru a permite sedimentului să se depună. Ulterior se putea adăuga răşina. Pigmentul negru era obţinut din funingine colectată din arderea cărbunelui. Pe la 1850 mulţi dintre tipografi încă îşi mai fabricau singuri cerneala.
aprox. 1500 – Tiparul a adus primul mediu de răspândire pentru publicitate şi a înlocuit pe la 1500 vornicii care făceau anunţuri în pieţele centrale prin fluturaşi de hârtie.
1508 – Din iniţiativa voievodului Radu cel Mare, Domnul Ţării Româneşti, călugărul Macarie, primul tipograf roman, care invăţase meşteşugul la Veneţia, începe activitatea de tipărire a unor cărti bisericeşti în limba slavonă. Astfel, in 1508, tipăreşte un Liturghier. Aşadar, s-au împlinit 500 de ani de la prima tipăritura de pe teritoriul Ţărilor
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
14
Române.
1556 – Diaconul Coresi tipăreşte prima carte românească la Schei.
1600 – Presa cu şurub a fost îmbunătăţită pentru prima dată din timpul lui Gutenberg prin introducerea unor arcuri care ajutau platoul să se ridice rapid. Putea să tipărească până la 250 de imprimări pe oră. Acum au început să apară ziarele, dezvoltându-se din pamflete tipărite. Combinaţia între publicitate şi ziare le-a permis acestora să înflorească începând cu secolul al XVII-lea.
1640 – În tipografia de la Govora se tipareste Pravila, de către călugărul cărturar şi tipograf Silvestru.
1643 – Mitropolitul Varlaam tipăreşte la Iaşi, în tipografia de la Trei Ierarhi dăruita de Petru Movila, Mitropolitul Kievului, mai multe cărti bisericeşti în limba slavonă.
1679 – Dosoftei, Mitropolitul Moldovei, a tipărit Sfânta Liturghie.
1688 – Se tipăreşte Biblia de la Bucureşti la iniţiativa lui Şerban Cantacuzino
1799 – Tiparul prin litografie a fost inventat de austriacul Alois Senefelder. El a descoperit că poate tipări de pe o suprafaţă plană, netedă, din calcar cu granulaţie fină. În secolul al XIX-lea, litografia era metoda preferată pentru reproducerea de calitate a imaginilor pentru cărti şi alte publicaţii, în culori sau monocrome. La începutul secolului al XIX-lea, s-a descoperit că
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
15
reproducerea imaginilor era mai bună dacă cerneala era transferată pe hârtie printr-un cilindru înfăşurat pe un cauciuc, decât direct de pe piatră. Acest procedeu a primit denumirea offset, fiind folosit şi astăzi pe maşinile moderne de tipar.
1803 – S-a inventat maşina de fabricat hârtie. Prima maşină eficientă a fost inventată de Nicholas Louis Robert, dar patentul a fost dus în Anglia unde s-a pus la punct prima maşina productivă. Hârtia se fabrica în special din fibre de in şi de bumbac.
1804 – Lordul Earl of Stanhope a înlocuit presa cu şurub din lemn, practic neschimbată de pe vremea lui Gutenberg, cu o presă din fier.
1805 – Lordul Stanhope a introdus stereotipia care făcea salvarea paginilor de pe matrită pentru retipărirea unei propoziţii sau fraze.
1814 – Frederich Koenig a inventat maşina de tipărit cu abur care s-a folosit de către publicaţia ”The Times” din Londra.
1820 – A crescut numărul copiilor realizate pe oră de la 300 la 1100.
1822 – S-a inventat de către William Church maşina de turnat litere, considerată predecesoarea linotipului.
1827 – A crescut numărul copiilor realizate pe oră de la 1100 la 5000.
1829 – Procedeul de stereotipie s-a îmbunătăţit.
1840 – Americanul Richard March Hoe a dezvoltat
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
16
o rotativă care putea să funcţioneze cu 20000 de exemplare pe oră.
1840 – A început fabricarea hârtiei din celuloza obţinută din lemn, în 10 ani răspândindu-se în toată lumea.
1846 – March Hoe a inventat prima versiune de presă rotativă. A crescut numărul de exemplare pe oră la 24000.
1863 – William Bullock a îmbunătăţit o metodă de alimentare continuă a hârtiei în maşină, fapt care a condus la înlocuirea colilor.
1872 – S-a inventat zincografia.
1880 – S-a inventat o metodă de producere a tonurilor intermediare, bazată pe sisteme de puncte de dimensiuni diferite.
1885 – Maşinile linotip şi monotip au fost îmbunătăţite.
1889 – La expoziţia din Paris, Hippolyte Marinoni a arătat, pe o presă rotativă care folosea o rolă de hârtie, cum se tipăresc imaginile pe ambele feţe ale hârtiei, care apoi era tăiată şi fălţuită în stive de ziare, întreaga operaţie făcându-se la mare viteză.
1890 – Începând din acest moment, a apărut o vastă ofertă de rotative fiecare având propria tehnologie. Evoluţia s-a încheiat în anii ’70, când s-au dezvoltat tehnologia offset şi fotomontajul.
1900 – 1970 – Producătorii au adăugat viteză şi calitate la rotativelor. După 1900, electricitatea a
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
17
înlocuit aburul şi a permis apariţia unei varietaţi de componente electrice şi inovaţii care s-au aplicat pe rotative.
1920 – S-a automatizat procesul de stereotipie. Au apărut mecanismele de la fălţuri pentru suplimentare.
1960 – S-au folosit pentru prima dată rotative offset pentru tiraje mici de ziar.
1980 – În anii ’80, odată cu dezvoltarea internetului şi a tehnicii IT, a avut loc o nouă revoluţie în domeniul tipografic, mai cu seamă în prepress, prin inventarea CTP-ului şi a programelor de prelucrare a imaginii.
Pe măsură ce umanitatea a evoluat, au avansat si tehnicile de imprimare a textului. Cererea crescândă de informare a determinat minţile luminate ale fiecarei epoci sa caute noi metode şi sa aducă noi îmbunătăţiri pentru satisfacerea nevoii de cunoaştere.
Apariţia motoarelor cu abur.
Revoluţia industrială. Impact social,
economic şi asupra mediului.
Motorul cu abur este un motor termic cu ardere
externă, care transformă energia
termică aaburului în lucru mecanic. Aburul
sub presiune este produs într-un generator de
abur prin fierbere ș i se destinde într-un agregat
cu cilindri, în care expansiunea aburului produce
lucru mecanic prin deplasarea liniară a
unui piston, miș care care de cele mai multe ori
este transformată în miș care de rotaț ie cu
ajutorul unui mecanism bielă-
manivelă. Călduranecesară producerii aburului se
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
18
obț ine din arderea unui combustibil sau
prin fisiune nucleară.
Motoarele cu abur au dominat industria ș i
mijloacele de transport din timpul Revoluț iei
industriale până în prima parte a secolului al XX-
lea, fiind utilizate la acț ionarea locomotivelor,
vapoarelor, pompelor, generatoarelor electrice,
maș inilor din fabrici, utilajelor pentru construcț ii
(excavatoare) ș i a altor utilaje. A fost înlocuit în
majoritatea acestor aplicaț ii de motorul cu ardere
internă ș i de cel electric.
Prima maș ină cu aburi a fost inventată în secolul I
e.n. de către inginerul grec Heron din Alexandria.
O sferă goală pe dinăuntru era pivotată pe două
tuburi prin care trecea aburul dintr-un mic
fierbător. Aburul umplea sfera ș i ieș ea prin ț evi
dispuse în părț i opuse ale acesteia. Jeturile de
abur care ț îș neau determinau sfera să se
rotească. Totuș i, în ciuda faptului că era o
invenț ie interesantă, maș ina nu servea unui scop
util.
Primul om care a avut ideea de a
transforma pompa cu piston în maș ină termică, a
fost francezul Denis Papin în anul 1679. Din
păcate nu a putut să o pună în practică din lipsă
de fonduri. El a murit în sărăcie, în 1714.
Primul motor cu abur a fost proiectat
în 1698 de Thomas Savery, un inginer englez.
Acest motor era conceput să pompeze apa
din mine, dar singura lui întrebuinț are a fost să
pompeze apa în casele înalte din Londra.
Primul motor performant a fost construit
în 1712 de inginerul Thomas Newcomen,
dinCornwall. Acest motor avea un braț mare care
pompa apa cu o frecvenț ă de 16 miș cări de du-
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
19
te-vino pe minut. În 1776, James Watt, un
constructor scoț ian de mecanisme, a adus
înbunătăț iri motorului lui Newcomen.
Nicolas Cugnot a fost primul care, în 1769, a
folosit motorul cu abur la un vehicul. Acest vehicul
putea transporta 4 persoane, dar a fost folosit la
transportul armamentului greu. Viteza maximă
care a fost atinsă cu acest vehicul a fost de
5 km/h.
La maș ina sa inventată în 1769, aburul trecea
într-o cameră separată pentru condensare.
Deoarece cilindrul nu era încalzit ș i răcit
alternativ, pirderile de căldură ale maș inii erau
relativ scăzute. De asemenea, maș ina lui Watt
era mai rapidă. Aceste soluț ii ș i diversele
îmbunătăț iri concepute de Watt au făcut ca
maș ina cu aburi să poată fi folosită într-o gamă
largă de aplicaț ii.
În perioada victoriana, locomotive cu abur
puternice revoluț ionaseră deja călătoria pe uscat.
Maș inile cu abur au făcut posibile ș i tipărirea
ziarelor, torsul ș i ț esutul textilelor ș i acț ionarea
maș inilor de spălat în „spălătoriile cu aburi”.
Maș inile cu abur puneau în miș care caruselele,
iar unii fermieri foloseau energia aburului pentru a
ara pămîntul. Antreprenorii de curăț ătorii aveau
aspiratoare cu abur, ș i la cele mai bune frizerii din
oraș e existau chiar ș i perii pentru masarea
capului acț ionate cu abur.
Deș i timpul motorului cu abur a trecut de mult, se
pare că o renaș tere al acestuia nu este exclusă.
La însărcinarea firmei Volkswagen AG, la
sfârș itul anilor 90, firmă IAV GmbH a dezvoltat un
astfel de „motor cu abur” modern. Arderea externă
produce gaze de ardere cu toxicitate extrem de
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
20
scăzută. Aburul este introdus în cantitatea
necesară prin injectoare similare cu cele
ale motorului Diesel. La sfîrș itul
anului 2000 firmă Enginion a dezvoltat prototipul
„SteamCell” cu ZEE (engleză Zero Emission
Engine - „emisiune zero”). Aceast motor lucrează
în doi timpi, fără lubrefianț i, părț ile componente
fiind fabricate dintr-un material superior pe bază
de carbon
Descoperirea penicilinei.
Explozia demografică.
Penicilina este un antibiotic derivat din
fungii penicillium. Cu toate că descoperirea ei îi
este atribuită lui Alexander Fleming (1928), în
anul 1870 medicul englez John Scott Burdon-
Sanderson descoperise deja o legătură între
mucegai ș i cultivarea bacteriilor. Primul care a
semnalat, in 1885, actiunea inhibanta a
substantelor elaborate de microorganisme a fost
savantul roman Victor Babeș ; tot el a sugerat ca
aceste substante ar putea fi utilizate in scop
terapeutic pentru distrugerea agentilor patogeni.
Aceste fapte constituie o anticipatie geniala a
savantului roman care, cu 50 de ani inaintea
descoperiri epocale a lui Fleming (obtinerea
penicilinei), a intuit efectele practice ce le-ar putea
avea pentru terapeutica antagonismul microbian.
Penicilina acț ionează în special asupra bacteriilor
gram pozitive, are formula chimicăC9H11N2O4S. În
prezent multe tulpini de bacterii au devenit prin
folosirea iraț ională a antibioticului penicilino-
rezistente.
penicilinele au la baza un sistem heterociclic
numit penam format prin condensarea unui ciclu
azetidin-2-onic (I) cu un ciclu tiazolidinic (II) (vezi
imaginea alaturata). Atomii de carbon 2, 5, 6 sunt
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
21
asimetrici, avand configuratiile absolute [2S, 5R,
6R]. Prezenta celor trei atomi de carbon asimetrici
face ca penicilinele sa fie substante optic active.
Pe langa radicalii din imagine, penicilina G, V si
ampicilina, mai exista si alte tipuri de peniciline:
penicilina F (pentenil penicilina): R= CH3-CH2-
CH=CH-CH2
Există două forme uzuale de penicilină: Penicilina
G (forma injectabilă) ș i Penicilina V (forma
acidorezistentă, care se poate administra oral).
Penicilina este un antibiotic cu un spectru
bactericid relativ redus contra germenilor
gramnegativi, ceea ce a determinat obț inerea
derivatelor ei ca ampicilina care are un spectru
bactericid contra gramnegativilor ș i
grampozitivilor.
Acest medicament a avut un puternic impact
asupra medicinei.
Până la descoperirea antibioticelor, infecț iile
produse de răni ș i boli precum sifilisul erau
aproape întotdeauna mortale.
În mai puț in de un secol de când penicilina fost
descoperită, antibioticele au salvat peste 200 de
milioane de vieț i.
Calculatorul şi internetul.
Explozia informaţională.
Calculatoarele electronice sunt urmasele unor dispozitive de calcul mai rudimentare dar foarte ingenioase, născute din pasiunea si ambitia oamenilor de a efectua calcule din ce în ce mai precise. Paradoxal însă, atât cei pasionati de calcule, între care amintim ilustrele nume ale lui Ampere si Gauss, cât si cei cărora le displăceau calculele (francezul de Condorcet, de exemplu, a împărtit un premiu al Academiei din Berlin în 1774 cu astronomul Tempelhoff fiindcă avea oroare de calcule) erau interesati de dezvoltarea
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
22
dispozitivelor de calcul automate. Primele probleme de calcul erau exclusiv numerice, dar calculatoarele de astăzi pot solutiona probleme complicate, prelucrând informatii complexe, de tipuri diverse.
Vom enumera în continuare etapele evolutiei dispozitivelor de calcul până la aparitia calculatoarelor moderne, enumerând, cu titlu informativ, si mai ales pentru ingeniozitatea lor, câteva dintre acestea.
1) Dispozitive de calcul simple
John Napier (1550-1617) a inventat un dispozitiv cu bastonase prismatice pe care erau înscrise produsele cu 1,2,...,9 ale cifrelor de la 1 la 9 pentru simplificarea înmultirii.
E. Gunter (1581-1626) a construit scara logaritmică, reducând înmultirea a două numere la operatia de adunare a două segmente prin folosirea formulei log(a x b)=log(a)+log(b).
E. Wingate (1593-1656) a perfectionat scara logaritmică cu două rigle gradate care pot aluneca una de-a lungul celeilalte, creând rigla logaritmică ce se mai foloseste si astăzi.
De remarcat că dispozitivele amintite mai sus nu efectuează adunări si necesită operare exclusiv manuală.
În 1642, Blaise Pascal (1623-1662) a inventat o masină de adunat mecanică pentru a-si ajuta tatăl, care era administrator financiar. Masina consta din sase cilindri ce aveau reprezentate cifrele 0,1,...,9 pe câte o bandă. La fiecare rotatie cu 1/10 din
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
23
lungimea cercului corespunzător, se schimba cifra iar fiecare 10 atins de un cilindru determina trecerea automată, pe cilindrul următor, a unei unităti de ordin superior. Astfel, suma a două numere rezulta în urma rotatiilor succesive făcute pentru primul si al doilea număr. Masina lui Pascal a fost simplificată de Lepine (1725) iar în 1851, V. Schilt a prezentat la Londra o masină de adunat în care cifrele se înscriau pe clape.
Gottfried von Leibniz (1646-1716) a construit masini de adunat si înmultit (1694, 1704) inventând un cilindru suplimentar care permitea repetarea adunărilor în vederea efectuării unei înmultiri (antrenorul). Dispozitivele de calcul descrise de el pentru efectuarea celor patru operatii aritmetice au aplicatii si astăzi.
Thomas de Colmar a creat în 1820 prima masină de adunat si înmultit care a intrat în viata economică.
Charles Babbage a proiectat, între 1834 si 1854, o masină care, folosind rotite de calcul zecimal, urma să execute o adunare într-o secundă dar care n-a fost, din păcate, complet realizată. Munca lui Babbage a fost încurajată de ideile inovatoare ale Adei Byron, numele celor doi rămânând de referintă în pionieratul informaticii prin intuirea unor principii general valabile în informatică, cum ar fi separarea memoriei si unitătii de executie în construirea unui calculator sau posibilitatea utilizării acestuia pentru rezolvarea unor probleme complexe.
P. L. Cebîsev (1821-1894) a construit o masină de adunat si înmultit cu miscare continuă, care
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
24
semnala sonor momentul de stopare a manivelei.
Viteza de lucru a acestor masini va creste până la câteva zeci de operatii pe secundă prin înlocuirea învârtirii manuale a manivelei cu operatii electrice.
La expozitia de la Paris din anul 1920, Torres y Quevedo a prezentat o masină care efectua înmultiri si împărtiri, numerele fiind introduse prin apăsarea pe clape.
2) În prima jumătate a secolului al XX-lea au fost inventate masini analogice care transformau o problemă matematică (teoretică sau practică) într-una bazată pe mărimi fizice (segmente, unghiuri, intensitatea curentului electric, variatii de potential) pe baza unei analogii. În final se obtinea un rezultat aproximativ dar convenabil din punct de vedere practic. Un exemplu de transpunere a unei probleme numerice în termeni analogici este reducerea înmultirii a două numere la adunarea a două segmente folosind scara logaritmică.
3) Către mijlocul secolului al XX-lea apar calculatoarele electronice (care pot fi si ele numerice sau analogice), capabile să rezolve probleme complexe. Structura acestora este prezentată în Arhitectura generală a sistemelor de calcul
Pe scurt, orice calculator trebuie să fie capabil să memoreze informatii (date si programe), deci contine un dispozitiv de memorie, să comande executia operatiilor, deci contine un dispozitiv de comandă si să le execute (dispozitiv aritmetico-logic).Aceste componente sunt interconectate pentru buna functionare a calculatorului. În scopul realizării legăturilor dintre calculator si exterior,
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
25
apar dispozitive de introducere a datelor, respectiv extragere a rezultatelor.
Grigore Moisil spunea: "Calculatorul nu rezolvă probleme, cum se spune. Problemele le rezolvă omul, dar în rezolvarea lor omul se serveste nu numai de toc si hârtie, ci si de calculator", subliniind faptul că un calculator este un instrument de lucru, nu o "inteligentă" de sine stătătoare. De altfel, acest principiu nu s-a schimbat nici chiar în noul domeniu al inteligentei artificiale, unde calculatorul poate fi făcut să "învete" lucruri noi pe baza anumitor informatii furnizate, împreună cu niste reguli de deductie, dar în ultimă instantă omul este cel care a implementat aceste mecanisme. Asadar, un calculator este (deocamdată) atât de "inteligent" cât îl facem noi să fie.
După cum probabil s-a dedus deja, dispozitivul fizic (hardware, din limba engleză) reprezentat de calculator nu este suficient pentru exploatarea sa eficientă; mai este nevoie de un sistem de programe (software) care ne permite să folosim resursele fizice pentru rezolvarea problemelor dorite. În absenta acestora, calculatorul ar fi, dacă nu inutil, în orice caz foarte dificil de folosit (exclusiv în limbaj masină, precum primele calculatoare apărute). Părtile hard si soft ale unui calculator alcătuiesc împreună sistemul de calcul.
Primul calculator electronic a fost construit în 1943 în Statele Unite (Philadelphia) si s-a numit ENIAC. Acesta folosea procedeele de calcul aplicate la calculatoarele mecanice dar, datorită pieselor electronice, avea o viteză mai mare: 32.000 de operatii aritmetice pe secundă. Era de dimensiuni mari, componentele sale principale fiind o
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
26
memorie pentru date, una pentru instructiuni si o unitate de comandă pentru executia instructiunilor.
În 1947, John von Neumann stabileste principiile de bază pentru calculatoarele clasice (arhitectură von Neumann), valabile până astăzi: la un moment dat, unitatea centrală a calculatorului execută o singură instructiune, instructiunile programului fiind retinute în memoria internă calculatorului.
Evolutia cronologică a calculatoarelor electronice este descrisă în continuare sub forma generatiilor de calculatoare [GEN5]. Se poate remarca faptul că dezvoltarea caracteristicilor fizice si performantelor calculatoarelor a fost extraordinar de dinamică; de fapt domeniul calculatoarelor, privit atât din punctul de vedere hard, cât si soft, a avut cea mai rapidă evolutie dintre industriile si tehnologiile secolul nostru. Primele sisteme electronice de calcul, de dimensiuni considerabile, erau departe de performantele calculatoarelor moderne si există toate motivele să credem că această evolutie va continua.
Generatia 1 (1943-1956). Principalele componente fizice ale acestor calculatoare erau tuburile electronice pentru circuitele logice si tamburul magnetic rotativ pentru memorie. Viteza de lucru era mică: 50-30.000 operatii pe secundă iar memoria internă - 2KO. Aceste calculatoare aveau dimensiuni foarte mari si degajau o cantitate de căldură destul de mare, deci nu ofereau sigurantă perfectă în utilizare. Programarea acestor calculatoare era dificilă, folosindu-se limbajul masină si ulterior limbajul de asamblare. Reprezentantul cel mai cunoscut al acestei generatii este calculatorul ENIAC. Enumerarea
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
27
caracteristicilor sale fizice este foarte sugestivă pentru a crea o imagine asupra primelor tipuri de calculatoare: el continea 18.000 de tuburi electronice, 7.500 de relee, 7.000.000 de rezistente si ocupa 145m2, cântărind 30t.
Este de remarcat faptul că informatica românească a demarat cu câteva realizări notabile, inclusiv din punct de vedere tehnic. Dintre primele calculatoare românesti amintim: Calculatorul Institutului de Fizică Atomică din Bucuresti (CIFA), Masina Electronică de Calcul a Institutului Politehnic Timisoara (MECIPT), Dispozitivul Automatic de Calcul al Institutului de Calcul din Cluj (DACICC-1).
Generatia 2 (1957-1963) Principalele tehnologii hard erau reprezentate de tranzistori (diode semiconductoare) si memorii din ferite, viteza de lucru atinsă fiind de 200.000 de operatii pe secundă iar memoria internă - de aproximativ 32KO. Echipamentele periferice de introducere/extragere de date au evoluat si ele; de exemplu, de la masini de scris cu 10 caractere pe secundă s-a trecut la imprimante rapide (pentru acea perioadă) cu sute de linii pe minut. Programarea acestor calculatoare se putea face si în limbaje de nivel înalt (Fortran, Cobol) prin existenta unor programe care le traduc în limbaj masină (compilatoare). Apare un paralelism între activitatea unitătii de comandă si operatiile de intrare-iesire (după ce unitatea de comandă initiază o operatie de intrare-iesire, controlul acesteia va fi preluat de un procesor specializat, ceea ce creste eficienta unitătii de comandă). În memoria calculatorului se pot afla mai multe programe - multiprogramare - desi la un moment
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
28
dat se execută o singură instructiune.
Dintre calculatoarele românesti ale generatiei a doua, amintim DACICC-200, CIFA 101 si 102.
Generatia 3 (1964-1971) Principala tehnologie hard era reprezentată de circuitele integrate (circuite miniaturizate cu functii complexe), memoriile interne ale calculatoarelor fiind alcătuite din semiconductoare. Apar discurile magnetice ca suporturi de memorie externă iar viteza de lucru creste la 5 milioane de operatii pe secundă. Cel mai cunoscut reprezentant al generatiei este IBM 360 iar dintre calculatoarele românesti - familia FELIX, calculatoare universale realizate sub licentă franceză.
Generatia 3.5(1971-1981) Cresc performantele circuitelor integrate si se standardizează. Apar circuitele cu integrare slabă (SSI � Simple Scale of Integration) si medie (MSI � Medium Scale of Integration), echivalentul a 100 de tranzistoare pe chip. Viteza de lucru este de 15.000.000 de operatii pe secundă iar memoria internă ajunge la 2MO. Se folosesc limbaje de nivel înalt (Pascal, Lisp).
Generatia 4 (1982-1989) Se folosesc circuite integrate pe scară largă (LSI � Large Scale of Integration) si foarte largă (VLSI � Very Large scale of Integration) (echivalentul a 50.000 de tranzistoare pe chip), memoria internă creste la 8MO iar viteza de lucru - la 30.000.000 de operatii pe secundă. Apar discurile optice si o nouă directie în programare: programarea orientată pe obiecte [Par92].
Calculatoarele generatiilor I-IV respectă principiile
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
29
arhitecturii clasice (von Neumann) si au fost construite pentru a realiza în general operatii numerice. Calculele matematice complicate, după algoritmi complecsi care să furnizeze rezultate exacte (de exemplu integrare, limite, descompuneri de polinoame, serii), numite calcule simbolice, au apărut doar în ultimele decenii si nu au fost favorizate de constructia calculatoarelor, ci de un soft puternic, bazat pe algoritmi performanti [And97].
Până în jurul anilor '80, evolutia calculatoarelor a fost preponderent bazată pe salturi tehnologice. Constatându-se însă că majoritatea programelor nu folosesc în întregime posibilitătile calculatoarelor dintr-o generatie, s-a încercat cresterea performantelor activitătii de creare a soft-ului, urmărind principiul evident că activitatea umană nu se bazează pe prelucrări de date, ci de cunostinte între care apar operatii logice de deductie. Ulterior, se va pune chiar problema găsirii unor arhitecturi performante care să sustină noile concepte si cerinte de prelucrare a cunostintelor. Arhitectura următoarei generatii de calculatoare nu va mai respecta în mod necesar principiile von Neumann.
Generatia 5 (1990-) este generatia inteligentei artificiale, fiind în mare parte rezultatul proiectului japonez de cercetare pentru noua generatie de calculatoare. Principalele preocupări ale cercetătorilor din domeniul inteligentei artificiale se suprapun în cea mai mare parte cu functiile noii generatii de calculatoare, care sunt prezentate mai jos. Aceste calculatoare sunt bazate pe prelucrarea cunostintelor (Knowledge Information Processing System - KIPS), în conditiile în care aceste prelucrări devin preponderente în
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
30
majoritatea domeniilor stiintifice. Din punct de vedere tehnic, se folosesc circuite VLSI (echivalentul a peste 1 milion de tranzistoare pe chip), atingându-se o viteză de lucru foarte mare, pentru care apare o nouă unitate de măsură: 1LIPS (Logical Inferences Per Second) = 1000 de operatii pe secundă). Astfel, viteza noilor calculatoare se estimează la 100 M LIPS până la 1 G LIPS. Apare programarea logică, bazată pe implementarea unor mecanisme de deductie pornind de la anumite "axiome" cunoscute, al cărei reprezentant este limbajul Prolog.
Functiile de bază ale noii generatii de calculatoare sunt:
interfata inteligentă între om si calculator: Se urmăreste implementarea unor functii similare celor umane (auz, văz, folosirea limbajului) prin mecanisme de recunoasterea formelor, exprimare prin imagini si studiul limbajului natural (directie importantă a inteligentei artificiale). Astfel, utilizatorii calculatoarelor, mai ales nespecialisti, vor avea la dispozitie un instrument de lucru mult mai agreabil.
gestiunea cunostintelor: Cunostintele trebuie să poată fi memorate sub forme care să permită un acces optim la bazele de cunostinte (asociativ) si întretinerea bazei de cunostinte prin introducerea de cunostinte noi, eliminarea inconsistentelor, chiar învătare de cunostinte (caracteristică inteligentei artificiale).
realizarea de inferente (deductii) si predictii: Acestor actiuni, similare gândirii umane, li se poate asocia în mod cert atributul de Ťinteligentť. Problemele de
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
31
inteligentă artificială se vor rezolva uzual folosind bazele de cunostinte asupra cărora se aplică regulile de deductie. Se folosesc metode si tehnici care permit generarea automată a unor programe si testarea corectitudinii programelor. Omul va fi asistat în obtinerea de cunostinte noi prin simularea unor situatii concrete, necunoscute încă. Aceste tipuri de probleme sunt foarte complexe si necesită instrumente de abordare adecvate: programare logică, metode de programare euristice care să furnizeze solutii bune (chiar dacă nu optime) într-un timp scurt; tehnicile enumerate, care permit găsirea solutiei într-un spatiu de căutare de dimensiuni foarte mari, sunt dezvoltate tot în cadrul inteligentei artificiale [Lug97]. Un caz special de deductie este predictia (prevederea unor evolutii pe baza anumitor cunostinte date), care se implementează folosind mecanisme ce încearcă să simuleze functionarea creierului uman prin intermediulretelelor neuronale. O altă tehnică inspirată din lumea biologicului în inteligenta artificială o constituie algoritmii genetici, care au caracteristici de adaptabilitate la context, similar cu adaptarea la mediu a populatiilor biologice.
Generatia 6 apare deocamdată doar în literatură, sub forma conceptului ipotetic de �calculator viu�, despre care se filozofează si despre care oamenii se întreabă dacă va putea fi obtinut în viitor prin atasarea unei structuri de tip ADN la un calculator neuronal.
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
32
Modalităţi de evaluare:
1. Metode tradiţionale:
a. Probe scrise ( evaluare formativă, sumativă)
b. Probe practice- experimente, măsurători
2. Metode alternative:
a. Observarea sistematică a participării elevilor la activităţi;
b. Investigaţia
c. Chestionarul
d. Portofoliul
e. Metoda proiectului
f. Autoevaluarea
Sugestii metodologice:
Acest curs opţional îi implică în aceeaşi măsură atât pe profesor, cât şi pe elevi
realizându-se atfel un parteneriat în învăţare.
Elevii vor relata profesorului despre problemele care le incită interesul şi vor
participa la activităţi ca parteneri ai profesorului. Profesorii vor aplica metode
interactive de predare – învăţare, vor alterna mult formele de organizare ale activităţii
determinând astfel climatul de cooperare şi întrajutorare. Activităţile opţionalului vor fi
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
33
organizate ţinând seama de particularităţile de vârstă ale elevilor şi vor stimula
afirmarea individualităţii lor.
Temele selectate spre a fi studiate în acest curs sunt actuale şi corespund
curiozităţilor elevilor. Metodele care vor fi utilizate în lecţii vor stimula elevii să înveţe
activ, să gândească critic şi autocritic, să lucreze în cooperare cu alţii.
În desfăşurarea lecţiilor recomandăm:
utilizarea unor soluţii inedite în rezolvarea de probleme;
criterii de sortare şi clasificarea informaţiilor;
stimularea activităţii pe grupe, a muncii independente;
iniţierea şi realizarea creativă a unor investigaţii;
utilizarea instrumentelor TIC pentru descoperirea şi prelucrarea informaţiilor;
Bibliografie
[1] Magda Stan, Cristian Voicu: Istoria lumii pentru toţi, Editura Niculescu,
Bucureşti, 2007
[2] Jean Chevalier, Alain Gheerbrant: Dicţionar de simboluri, Editura Artemis,
Bucureşti, 1993
[3]Eliade-Culianu: Dicţionar al religiilor, Editura Polirom, Bucureşti, 2007
[4]Mitologia- o istorie vizuală, Editura Litera, Bucureşti, 2008
[5] http://modeldrawing.eu/
[6] http://www.vernier.com/products/packages/physics/
[7] http://multitouch.wikispaces.com/home
Investeşte în oameni! Proiect cofinantat din Fondul Social European prin Programul Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie:1.3 „Dezvoltarea resurselor umane din educaţie şi formare” Titlul proiectului: „Formarea profesorilor de matematică şi ştiinţe în societatea cunoaşterii” Cod contract: POSDRU/ 87/1.3/ S/ 62534 Beneficiar : Inspectoratul Şcolar Judeţean Bihor
34
____________________________________________________________________________________