Articolul descrie un proiect educațional interdisciplinar desfășurat cu elevi de liceu, în care concepte din informatică, matematică și știința datelor au fost aplicate pentru modelarea răspândirii COVID-19. Elevii au utilizat MS Excel pentru analiza datelor reale și au colaborat în echipă, urmând pașii design thinking. Activitatea a susținut formarea de competențe digitale, transversale și analitice relevante pentru secolul XXI.
1. Introducere
Contextul pandemiei de COVID-19 a oferit oportunitatea de a aborda, dintr-o perspectivă aplicată, concepte avansate din domeniul informaticii și științei datelor în cadrul învățământului liceal. Proiectul „Matematica pandemiilor. Modelarea răspândirii” a fost conceput ca o activitate didactică interdisciplinară, având scopul de a înțelege fenomenele de transmitere virală prin analiza datelor reale și modelarea digitală, utilizând instrumente accesibile elevilor.
2. Fundament teoretic
Modelarea fenomenelor epidemiologice se bazează pe teorii matematice (exemplu modelul SIR – Susceptibil-Infectat-Rezultat) și pe prelucrarea de seturi mari de date în timp real. În domeniul educației, aceste aspecte pot fi traduse în lecții interactive folosind componente de TIC, data science, gândire algoritmică și design thinking. Platformele educaționale moderne oferă resurse (exemplu, Intel® Skills for Innovation Starter Pack) prin care elevii pot experimenta în mod practic aceste concepte.
3. Obiective
- Formarea competențelor de analiză și interpretare a datelor în contexte reale.
- Utilizarea programelor de calcul tabelar (MS Excel) pentru vizualizarea datelor.
- Dezvoltarea gândirii critice și colaborative în rezolvarea de probleme reale.
- Înțelegerea matematicii aplicate la fenomene sociale (epidemii).
- Familiarizarea elevilor cu noțiuni introductive de știința datelor (data science) și modelare predictivă.
4. Metodologie
Activitatea a fost desfășurată cu elevi din clasele de liceu, sub forma unui proiect STEM integrat. Elevii au fost împărțiți în grupuri, au colectat date despre cazurile de COVID-19 (locale și globale) și au folosit MS Excel pentru realizarea de grafice, tabele, diagrame evolutive și corelații. Abordarea a fost ghidată de modelul design thinking: înțelegere – cercetare – definire – prototipare – testare.
5. Desfășurarea activității
5.1 Introducere în temă: prezentarea conceptelor cheie – infecție virală, transmitere, rată de infectare.
5.2 Colectare de date: folosind surse oficiale (OMS, platforme naționale de date COVID).
5.3 Modelare în Excel: tabele comparative, grafice de progresie, diagrame tip bară și linie, trenduri logaritmice.
5.4 Analiză și interpretare: identificarea punctelor de inflexiune, a corelației între măsuri publice și curba epidemiologică.
5.5 Prezentare proiecte: elevii au publicat rezultatele într-o pagină Google Site: https://sites.google.com/liceultraian.com/mathematicsofpandemics/home
Proiectul se încadrează în metodologia cercetării educaționale de tip studiu de caz, având ca subiecți elevii unei clase de liceu. Cercetarea s-a concentrat pe observarea aplicării unei secvențe didactice inovatoare și pe analiza progresului elevilor în raport cu obiectivele propuse. Datele au fost colectate prin observare directă, fișe de lucru și produse finale realizate de elevi.
6. Rezultate
Elevii au dobândit o înțelegere practică a modului în care datele pot fi folosite pentru a lua decizii în timp real. Au învățat să folosească MS Excel avansat, să colaboreze în echipă și să-și argumenteze concluziile pe baza dovezilor. Proiectul a dus la creșterea motivației pentru învățarea disciplinelor STEM și la dezvoltarea unor abilități transversale esențiale: comunicare, gândire logică, autonomie.
Activitatea a permis aplicarea în practică a competențelor prevăzute în programa de TIC, în special în ceea ce privește colectarea, procesarea și reprezentarea datelor. Elevii au demonstrat o capacitate crescută de analiză critică, identificare a patternurilor și explicare a fenomenelor complexe. În plus, lucrul în echipă a favorizat dezvoltarea empatiei, a comunicării clare și a capacității de adaptare în fața problemelor reale. Evaluarea s-a realizat prin prezentări orale, fișe de autoevaluare și grile de observație completate pe parcursul proiectului.
7. Concluzii și recomandări
Modelarea digitală a unor fenomene reale, precum pandemia, transformă lecțiile clasice în experiențe educaționale de impact. Se recomandă integrarea unor astfel de activități în curriculumul TIC, ca punte între teorie și realitate. De asemenea, se evidențiază utilitatea resurselor digitale oferite de programe internaționale precum Intel® Skills for Innovation, care permit transferul de cunoștințe într-un mod motivant și relevant pentru elevi.
Pachetul educațional Intel® Skills for Innovation Starter Pack a avut un rol esențial în succesul activității desfășurate. Resursele incluse în acest curriculum au oferit un cadru coerent și atractiv pentru explorarea tematicii pandemiilor, facilitând integrarea competențelor digitale și transdisciplinare în învățare.
Instrumentele digitale propuse de Intel au permis o adaptare eficientă a conținuturilor la nivelul de înțelegere al elevilor, favorizând analiza vizuală a datelor, reprezentarea grafică și reflecția critică asupra evoluției situațiilor epidemiologice. Activitățile colaborative și ghidarea pas cu pas a învățării prin design thinking au contribuit la formarea unei gândiri autonome și la dezvoltarea interesului pentru cercetare aplicată.
Pe baza experienței din acest proiect, se recomandă utilizarea resurselor Intel și de către alți profesori interesați de abordări educaționale inovatoare, în special în contexte interdisciplinare. Este important, totodată, ca activitățile propuse să fie însoțite de exerciții suplimentare adaptate, care să permită aprofundarea conceptelor matematice și dezvoltarea abilităților de analiză și vizualizare a datelor în contexte reale.
Această experiență educațională confirmă potențialul resurselor digitale în formarea competențelor relevante pentru secolul XXI și relevanța învățării transdisciplinare în contextul actual.
Bibliografie
1. Barabási, A.-L. (2016). Network Science. Cambridge University Press.
2. Brauer, F., & Castillo-Chavez, C. (2012). Mathematical Models in Population Biology and Epidemiology (2nd ed.). Springer.
3. Intel® Skills for Innovation Starter Pack. (n.d.). Disponibil la: https://skillsforinnovation.intel.com/
4. Ministerul Educației. (2023). Repere metodologice pentru aplicarea programei școlare la disciplina Tehnologia Informației și Comunicațiilor – clasele IX–X. București: Ministerul Educației.
5. Patton, M. Q. (2015). Qualitative Research & Evaluation Methods: Integrating Theory and Practice (4th ed.). Sage Publications.
6. Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33–35. https://doi.org/10.1145/1118178.1118215
7. World Health Organization. (2020). COVID-19 Dashboard. Disponibil la: https://data.who.int/dashboards/covid19/more-resources