Mendelova zemědělská a lesnická univerzita. v Brně

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Institut celoživotního vzdělávání Závěrečná práce Implementace ICT ve výuce chemie Brno, 2007 Mgr. Viktor Hájek

2 2

3 3

4 4

5 Poděkování Děkuji tímto vedoucímu diplomové práce Mgr. Martinu Dojivovi, který mi poskytl cenné rady a kritické připomínky při řešení závěrečné práce. 5

6 6

7 Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracoval samostatně za použití uvedené literatury a podle pokynů vedoucího práce. V Brně dne

8 8

9 Abstrakt Masové rozšíření výpočetní techniky do každodenního života dospělo do takové úrovně, že je nutno měnit zažité a zkostnatělé metody výuky tradičních i odborných předmětů na školách tak, aby se díky implementaci IT do výukového procesu výuka zefektivnila a studenti měli v každou chvíli možnost použít vhodnou elektronickou didaktickou pomůcku, která by jejich vědění katapultovala zase o kousek dál. V této závěrečné práci jsou rozebrány možnosti zavedení výpočetní techniky do výuky chemie na školách. Jelikož jsou školy povětšinou již vybaveny základním hardware, zaměřuji se na představení nejdůležitějšího software, který by měl kantorům i studentům při výuce chemie pomoci při didaktickém procesu vysvětlit probíranou látku, urychlit, zefektivnit a také vizualizovat řešení nejen odborných chemických problémů. Práce je doplněna charakteristikou a ukázkami možností jednotlivých chemických programů a jejich hodnocením na desetibodové stupnici s ohledem na výhody a nevýhody při jejich implementaci do výukového procesu. Důraz byl kladen především na počítačem řízené experimenty přes Internet. 9

10 10

11 Abstract The mass extension of information technology into our everyday lives has reached such a level that there is a need for the old and spreading teaching methods to be changed - both of the traditional and technical subjects. This change ought to be put into practice in such a way that the whole process of teaching and studying would become more effective due to the implementation of the information technology. Also, it is essential that the students had the opportunity to use appropriate electronic aids, which would move their knowledge further. This thesis discusses the options that there are for adoption of information technology in chemistry lessons. Because of the fact that schools are already equipped with the basic hardware in most cases, I concentrated on the introduction of the most important software. This software is meant to help both the teachers and the students during the chemistry lessons it ought to be useful for explaining the new topics, make the whole process faster, more effective and visualise solutions not only to chemical problems. Characteristics and illustrations of various chemical programmes are parts of this thesis, as well as their evaluations on a ten-point scale. Both the advantages and disadvantages of the implementation of the programmes have been taken into consideration during this evaluation. The main emphasis has been put on experiments controlled by computers through the Internet. 11

12 12

13 Obsah 1. Úvod Využívání ICT ve výuce Podmínky snadného využití ICT Kancelářské aplikace Výukový software Elektronická pošta Internet Software použitelný při výuce chemie MS Office Accord Grafické editory ACD/ChemSketch Isis/Draw ViewerLite Orbital Viewer ArgusLab Molden ChemDraw ChemLab Laboratorní práce Anorganická chemie BasicChemi LM Chemie SW a HW souprava ISES ISES WEB Control Test možností využití programů v chemii MS Office ACD/ChemSketch ChemWin Isis/Draw Orbital Viewer ChemLab Laboratorní práce Anorganická chemie VPChemie Vzdáleně řízená laboratoř Zhodnocení kvality a náročnosti programů Doporučení využití ICT ve výuce chemie Závěr Seznam použité literatury

14 14

15 1. Úvod Vznik, rozvoj a zavádění moderních informačních technologií ovlivňuje náš život takřka na každém kroku. Abychom udrželi krok s tímto trendem, je nutno překonat veškeré bariéry, které nám brání v zavedení nových informačních technologií do výuky. Proto je nutno naše současné přístupy k obsahu, organizaci a řízení procesu výuky podporovat stále více audiovizuální a výpočetní technikou. Počítačová podpora ve výuce přírodních věd vychází přirozeně také z odlišností předmětů navzájem. V přírodovědných oborech je nutno na úrovni prezentovat svá poznání, měření a empirické experimenty a kombinovat je s metodami teoretickými. Počítače zde slouží ke zvyšování účinnosti dané vyučovací metody a k lepší organizaci a stylu učení. Také rychlost a přesnost, s jakou k požadovaným výsledkům dojdeme, je vyšší, jelikož za nás může dlouhé pomocné výpočty zpracovávat počítač a eliminovat tak naše chyby a nedokonalost. Tato práce si dává za cíl prezentovat možnosti a trendy v zavádění moderních informačních technologií do výuky, informovat o dostupném výukovém software podporujícím výuku chemie a příbuzných oborů, poukázat na možnosti, odlišnosti a zákonitosti při práci s tímto software. Je docela možné, že tuto práci použijí při svých přípravách na hodiny chemie někteří učitelé, kteří měli dosud problém se s novými technologiemi setkat a implementovat je do výuky. Také ICT koordinátoři mohou tento text použít pro své pomocné kurzy, kterými podporují učitele chemie na svých školách. 2. Využívání ICT ve výuce 2.1. Podmínky snadného využití ICT Hloubka zavádění a používání ICT ve výuce závisí zejména na: technické úrovni hardware a základního software počtu počítačů na škole vybavenosti vhodným výukovým software připojení počítačů na Internet schopnosti studentů a kantorů tyto IT prostředky využívat tlaku ředitele na sebevzdělávání kantorů 15

16 2.2. Kancelářské aplikace Asi již každý učitel byl nucen ke své práci použít nějaký kancelářský software. Úroveň použití kancelářského software na školách velmi kolísá, i když každý učitel by již měl být proškolen minimálně na základní úroveň práce s ním. Přesto se tato SIPVZ školení u některých učitelů minula účinkem. Většina kantorů však aktivně podporuje výuku tvorbou elektronických výukových materiálů, publikují na webu, vyměňují si informace elektronickou poštou atd. K tomuto potřebují dobře ovládat nejméně jeden druh kancelářského software. Nejčastěji se na školách objevuje od firmy Microsoft programový balík Microsoft Office v různých vývojových verzích. Je zatím na světě nejpoužívanější a nejoblíbenější. Jeho popularita však s novějšími verzemi a vyššími cenami postupně klesá. Jeho rozšíření je tak dáno jistou setrvačností a neochotou se naučit práci v konkurenčním produktu. Přesto však tento software splňuje většinu kritérií pro plnohodnotnou kancelářskou práci s počítačem ve škole. Obsahuje podle verze následující aplikace: Microsoft WORD jako textový editor, Microsoft EXCEL jako tabulkový editor, Microsoft OUTLOOK jako poštovní klient, Microsoft POWER POINT jako program pro tvorbu prezentací, Microsoft FRONTPAGE pro tvorbu www stránek, Microsoft ACCESS pro práci s databázemi a Microsoft PUBLISHER pro veškeré publikování web stránky, pozvánky, štítky, atd. Druhým nejčastěji se objevujícím kancelářským balíkem ve školách je OpenOffice. Je to již dlouhou dobu vytvářená bezplatná open-source alternativa k MS OFFICE. Oblibu si získává samozřejmě tím, že je bezplatný, ale také tím, že je neustále k dispozici ke stažení na webu, což dokonale usnadňuje jeho rozšíření. Obsahuje následující součásti: WRITER nahrazuje WORD (textový editor), CALC nahrazuje EXCEL (tabulkový procesor), IMPRESS nahrazuje POWER POINT (program pro tvorbu prezentací) a další. Zajímavá je součást Math, která slouží pro řešení rovnic a jiných matematických úloh. Součást HTML Editor je celkem kvalitní WYSIWYG editor HTML kódu, který usnadní počáteční seznámení s tvorbou webů. Draw je nástroj pro tvorbu grafických prvků především do prezentací. Pracuje s vektorovými objekty, které jsou ideální pro grafy, modely,... Všechny součásti jsou velmi podobné placeným variantám od MS. Pokud tedy nechcete příliš utrácet za software, OpenOffice je asi nejlepší bezplatnou variantou. Kdo je spíše pohodlný a nechce překonávat malé rozdíly mezi oběma balíky a občasnou nestabilitu, asi zůstane raději u MS Office. Kompatibilita obou balíků je velmi dobrá - OpenOffice dokáže otevřít soubory MS a převzít bez větších problémů jeho formátování. Při ukládání si pak můžete zvolit, zda chcete soubor uložit v OO formátu nebo v MS. Jistě bychom mohli najít i další programy, ale nejsou již tak rozšířené, jako ty výše uvedené. Všechny tyto kancelářské aplikace nám 16

17 ve škole umožňují vytvářet si základní dokumenty pro podporu výuky jako jsou naše přípravy na vyučovací hodinu, databáze našich znalostí, prezentace, doplňkové tabulky a grafy, malování jednoduchých obrázků nebo použití klipartů pro osvěžení textů. Dále pomocí těchto programů vytváříme testy, známkovací archy, docházkové listy, podklady pro administrátora webu, výroční zprávy školy, ICT plány školy a spoustu jiných dokumentů, bez kterých si naši práci ve škole nedokážeme představit Výukový software Didaktický software je jedna z nejdůležitějších oblastí zavádění ICT do výuky, jelikož je šitý přímo na míru danému oboru. Každá škola si nákup těchto programů většinou řídila sama dle svých potřeb a finančních možností, proto se vyskytuje celá škála software. Použití kvalitních multimediálních výukových programů vyžaduje kvalitní hardware, někdy přímo školní server či připojení na web, nebo zakoupení dodatečného vizualizéru (aktivní tabule, projektor apod.). Proto se může stát, že kvůli finančním možnostem školy nejsou potřeby kantorů pro zavedení daného ICT do výuky plně uspokojeny. Výukový software je nenahraditelný. Výborně nám doplňuje teoretickou výuku, simuluje nebezpečné experimenty na počítači, pomáhá nám rychle vypočítat zadané odborné výpočty, poskytuje databázi vědomostí z daného oboru, umožňuje nám výuku procvičit atraktivním způsobem a dokonce pak i zhodnotit výkonnost studentů. Některé programy umožňují učení formou didaktické hry. Moderním trendem je nekupovat software do školy, ale pronajímat si ho na určitou dobu přes web. Studenti by pak mohli za určitý obnos propůjčit software jen tehdy, když oni zrovna mají chuť se něčemu z daného oboru přiučit. Do budoucna může znamenat přílišná orientace na tento způsob výuky velice snadný přechod k distanční formě vzdělávání, kdy student sám přes Internet většinou s asistencí lektora studuje a používá veškeré jemu dostupné metody učení včetně ICT umístěných na vzdálených serverech. Tento druh studia je velice výhodný ve státech s obrovskými vzdálenostmi, kde se díky dopravě student ocitá v izolaci od rodiny na dlouhou dobu a doprava neúměrně studium zdražuje. Také dlouhodobě nemocní studenti nemusí studium přerušit a díky této formě úspěšně dostudovat takříkajíc z domova Elektronická pošta K širokému rozšíření u přispěl zejména Internet. Při posílání pošty přes Internet je zaručen spolehlivý přenos zprávy i v případě dočasného výpadku cílového serveru. V u lze přikládat ke zprávě také dokumenty, fotografie, prezentace, videa a jiné soubory. Populární jsou i diskusní skupiny zvané mailinglisty, ve kterých probíhá hromad- 17

18 ná výměna ů mezi všemi účastníky. Velkým problémem se naopak stává nevyžádaná obtěžující pošta zvaná spam, kvůli kterému je vhodné být opatrný při zveřejňování ové adresy (týká se především různých služeb, inzerátů, formulářů, atd.) na Internetu. Je to levný, rychlý a spolehlivý způsob, jak si vyměňovat didaktické informace mezi studenty navzájem, kantory navzájem, kantory a studenty v jakoukoliv denní dobu. Je nutné mít kvalitní antivirový systém pro kontrolu pošty zejména v případě, když si zasíláme jako přílohy soubory, které mohou býti přenašeči různých virů. V dnešní době je použití kvalitního antivirového software nutností, jelikož díky popularitě Internetu se počítače s připojením do sítě objevily již téměř v každé rodině, podniku či škole a tvůrci virů toho ihned zneužívají tím, že vytvoří snadno přenositelný virus, který infikuje během několika hodin miliony počítačů na celém světě. Při výběru antivirového programu si obvykle stanovíme několik kritérií, mezi něž patří kvalita, cena, ovládání, pravidelnost aktualizací, existence firewallu, kvalitní heuristická analýza a také systémová nenáročnost. Doporučuji se podívat na srovnávací testy antivirových programů, které zkontrolují jejich kvalitu na určitém vzorku virů a stanoví pořadí. Virus Bulletin 100% Award patří mezi takovéto testy. Většinou jsou tyto testy kvalitním vodítkem při jejich výběru. Ceny a ovládání si již musí každý ověřit sám Internet Obrázek č. 1: Výsledky Virus Bulletin 100% Award Internet vznikl po názvem ARPANET v USA jako počítačová síť propojující vojenské superpočítače. Jeho vývoj je tak překotný, že je jím doslova protkaná celá zeměkoule. Slouží k přenosu informací na dlouhé i kratší vzdálenosti. Jde o přenos informací kabelem, infra, wifi a bloototh technologiemi, přes satelit, optickými vlákny. Každé PC se do sítě připojí pomocí svého providera poskytovatele připojení. Ten pak poskytne nutné přihlašovací údaje, ovladače a modem nebo router. 18

19 Vedle elektronické pošty je nejpoužívanější službou world wide web celosvětová pavučina. Jedná se o síť serverů, na kterých je ve formě www stránek uloženo množství informací. Po zadání adresy serveru do prohlížeče se k těmto informacím snadno odkudkoli dostaneme. Jelikož nám Internet zpřístupňuje obrovské množství dat uložených na serverech a existují vyhledávací služby, které množství těchto dat umí zaindexovat a oborově roztřídit, není problém si k výuce chemie najít spoustu pomocných informačních zdrojů. Najít zde můžeme různé doplňkové informace pro zpříjemnění výuky v daném výukovém předmětu, ale také vysoce odborná data, nutná například pro náš laboratorní experiment. Data mohou být uložena ve formě textu, grafiky, fotografií, zvuku, videa, software atd. 3. Software použitelný při výuce chemie 3.1. MS Office MS Word nám spolu s počítačem nahrazuje klasický psací stroj. Jeho využití spočívá v tom, že texty mohou mít různý vzhled ( formát písma typ, řez, velikost, barva atd.). Dále je možno formátovat celé bloky textu, odstavce, řádkování. Snadné je zadávání odrážek a číslování, vkládání různých objektů, jako jsou obrázky, tabulky atd. Proto je MS Word předurčen ve výuce chemie především k vytváření a zpracování seminárních prací, laboratorních protokolů, různých testů či formulářů. Obrázek č. 2: Ukázka možností práce v programu MS WORD Nástroj Microsoft Rovnice (Microsoft Equation) sice není obsažen ve standardní instalaci, ale po doinstalování můžeme vkládat jako ob- 19

20 jekty klasické vzorce a rovnice. Velice výhodně se v tomto nástroji píší indexy, zlomky, sumy a znaky řecké abecedy. MS Excel je program vhodný pro snadnou tvorbu tabulek a grafů. Sešit se zde skládá z jednotlivých listů a na těchto listech je pomocná mřížka, která vytváří jednotlivé buňky budoucích tabulek. Do buněk můžeme vkládat text, hlavně však čísla a výsledky vzorců. Výborné jsou funkce, které jsou vlastně vzorcem, který odkazuje na jiné zdrojové buňky. Do buňky, ve které je funkce vložena, pak MS Excel zobrazí výslednou hodnotu dané funkce. Výhodou je zejména to, že pokud se změní zdrojová data, automaticky se přepočítají veškeré vzorce dle aktuálních zdrojových dat. Funkce jsou v tomto programu roztříděny na matematické, statistické, logické, finanční atd. Naposledy použité funkce nám usnadní tvorbu často se opakujících funkcí. Grafy, které můžeme pomocí několikastránkového průvodce vytvořit ze zdrojové tabulky dat (např. z empirického měření u chemických pokusů), jsou zde děleny na sloupcové, pruhové, spojnicové, výsečové atd. Dělení má svůj smysl v tom, že ne každý druh grafu lze použít na určitá data. Například výsečový graf budeme užívat v případě dat, kde jejich součtem je nějaký celek. Změna ve zdrojových buňkách zdrojové tabulky pro graf si vynutí automatickou úpravu grafu dle aktuálních hodnot zdrojových dat. To je nesporná výhoda, protože odpadává tvorba nových grafů při změnách empiricky naměřených hodnot. Obrázek č. 3: Ukázka spojnicového grafu v programu MS EXCEL MS Powerpoint je software velice vhodný pro prezentaci výukových materiálů na obrazovce počítače nebo pomocí projektoru či jiných HW zařízení na promítací ploše. Prezentace je zde tvořena posloupností jednotlivých snímků, které mohou obsahovat krátké heslovité texty, doplňující grafiku, grafy a nákresy. Jednotlivé objekty mohou být zanimovány různými typy animací, každá akce může být doplněna zvuky. Přechody mezi jednotlivými snímky mohou nést také různé efekty, které takto postavenou přednášku chemie velice osvěžují a také dělí 20

21 do jednotlivých celků. Texty zde musí být výrazné a čitelné, musí být dodržen maximální kontrast s pozadím. Prezentace se výborně hodí také na konec hodiny chemie k bodovému shrnutí učiva Accord Záměrně tento program uvádím ihned po MS Office, jelikož vytváří další možnosti využití MS Office pro výuku chemie. Program vytvořila firma Synopsis Accord for Excel poskytuje nové možnosti pro chemiky, kteří se často zabývají skladováním, analýzou a prací s chemickými soubory dat. Jde o tabulkový kalkulátor se zabudovanou chemickou inteligencí a je používán chemiky po celém světě. Program lze propojit s kresličem a také je možno uchovat jako obsah pole tabulky chemickou informaci, jíž je například chemický vzorec, nebo strukturní formule. Accord for Access je chemická, relační, víceuživatelská databáze. Umožňuje rychlé vyhledávání podle chemické struktury a práci s chemickou strukturou jako databázovým polem. Umožňuje najednou pracovat s chemickými a relačními daty. Vybrané podskupiny dat mohou být snadno převedeny do Accord for Excel pro další zpracování. Accord Visual Objects může být chycen myší a přenesen (drag & drop) do jakékoliv aplikace umožňující použití OLE-2.0 aplikací. Vývojáři dílny Visual Basic mohou použít Accord VBX chemické propojení podobně jako Accord OCX může být použit pod rostoucím množstvím 32bitových vizuálních vývojových prostředí. Balíček obsahuje Accord Internet Chemistry Viewer. Accord SDK, software development kit může integrovat chemické schopnosti Accordů do vaší vlastní aplikace přímo zvolením Accord API. Používáte-li C/C++ Visual Basic, Delphi, Oracle Power Objects nebo Omnis7 na Mac nebo PC, poskytne vám Accord SDK možnost zapojit chemii do vámi vyvíjeného programového produktu. 21

22 3.3. Grafické editory Jelikož potřebujeme ve výuce chemie použít také grafické prvky vzorce, rovnice, nákresy molekul, atomů, přístrojů a aparatur, je nutno používat různý grafický software. Programy Malování a Imaging jsou nainstalovány spolu s operačním systémem Windows. První slouží k základní tvorbě a úpravě bitmapové grafiky, druhý k jednoduchým úpravám fotografií. Jejich výhodou je, že si je laik nemusí nikde shánět a instalovat. Nevýhodou je, že nemají dostatek možností pro kvalitní práci s grafikou. Program Adobe Photoshop ( je zcela určitě nejkvalitnější software pro úpravu grafiky, jaký je k dispozici. Je používán profesionálními grafiky, protože splňuje jejich nejnáročnější požadavky. Jedná se o obecný grafický editor, proto musí být grafik znalý chemických zákonitostí, pokud tvoří chemické vzorce a obrázky. Použití ve školách je limitováno zejména cenou tohoto programu. Dalšími používanými obecnými programy pro úpravu grafiky jsou Corel Draw a PaintShopPro (obojí Jde opět o kvalitní programy, které jsou cenově zatím za možnostmi školství, přesto je některé školy využívají pro své didaktické potřeby. Paint- ShopPro původně vyráběla jiná firma, nyní je však vyvíjen společně s Corel Draw a vzájemně se doplňují. PaintShopPro podporuje všechny funkce, které se dají od profesionálního grafického programu čekat. Je velmi přehledně zpracovaný a pro začátečníka velmi rychle pochopitelný. Hlavním využitím programu je úprava fotografií. Obsahuje například zajímavou funkci oprava perspektivy, automatickou úpravu barev. Samozřejmostí je množství efektů, které fotografie ještě dále vyšperkují. Existuje ještě spousta freeware pro úpravu grafiky. Tyto programy jsou zdarma a jsou hojně využívány zejména v hodinách informatiky a studenti je často znají i ze svých domácích počítačů. Výhodou je jednoduchost ovládání, snadná dostupnost a to, že obsahují zejména ty možnosti úprav grafiky, které jsou obecné a vyskytují se ve všech grafických editorech. Proto je velmi snadné přecházet z jednoho software na druhý. Jedná se o programy: Gimp ( Paint Net ( DrawPlus ( PC Image Editor ( PhotoFiltre Studio ( 22

23 3.4. ACD/ChemSketch Výrobcem tohoto užitečného programu je firma Advanced Chemistry Development ( ACD/ChemSketch je kvalitní nástroj pro pohodlné kreslení různých chemických struktur a vzorců. Vytvořené struktury lze samozřejmě snadno vytisknout nebo exportovat do formátů PDF, WMF, BMP, TIFF a dalších. Program spolupracuje také s formáty obdobných programů např. MOL, SKC, RXN, CHM atd. Program je zdarma, ale jen pro nekomerční či vzdělávací účely, takže jeho rozšíření do kabinetů chemie a do učeben nic nebrání. Firma na svém webu uvádí, že jejich program ve verzi 10.0 má již téměř stažení, což dokazuje jeho oblíbenost. Obrázek č. 4: Web firmy Advanced Chemistry Development ACD/ChemSketch je určen speciálně pro podporu výuky chemie, proto obsahuje oproti obecnému grafickému editoru spoustu možností, jak usnadnit tvorbu a editaci různých chemických struktur, přístrojů. Ať už se jedná o panely nástrojů, které urychlují vládání atomů, vazeb, prvků rovnic, nebo o databázi šablon složitějších molekul Alkaloidy, DNA/RNA, Steroidy, Cukry, atd. Panely nástrojů se dají všemožně upravit ručně, mění se však také automaticky v závislosti na užívání jednotlivých prvků. ACD/3D Viewer umožňuje prostorovou vizualizaci jednotlivých atomů, vazeb nebo složitých struktur. Najdete zde možnost několika typů zobrazení, automatické otáčení nebo otáčení struktury pomocí myši. Jedná se o velmi zdařilou 3D aplikaci, která je do programu plně integrována. Promítání 3D struktur na plátno projektorem je strhující. 23

24 3.5. Isis/Draw Isis/Draw je jednoduchý freeware program pro nekomerční použití. Byl vyroben firmou MDL ( Umožňuje vytváření základních vzorců a schémat, která dále můžete využít do svých prezentací zobrazovaných studentům projektorem na plátno. Máte možnost použít nástrojovou lištu se standardními ovládacími prvky grafických editorů a vodorovnou lištu s často užívanými chemickými vzorci a symboly ViewerLite ViewerLite je zjednodušená verze prohlížeče modelů chemických struktur firmy Accelrys Inc. ( Oproti balíku ACD/ChemSketch umožňuje názornější zobrazení anorganických materiálů, krystalických struktur, bílkovin a nukleových kyselin včetně jejich povrchu s projekcí fyzikálních vlastností. Propracovanější je zde zejména rendering (orthografická nebo perspektivní projekce, volba barvy zdroje světla včetně jeho polohy) i stereo zobrazení. K dispozici je také skriptovací jazyk usnadňující rutinní zobrazování. Struktury lze samozřejmě otáčet, zvětšovat/zmenšovat, analyzovat, popisovat Orbital Viewer Stáhnout lze z adresy Používá se k zobrazování atomových a molekulových orbitalů včetně definovatelných výřezů. Lze vytvářet jednoduché animace. Výhodou je, že je program zdarma, nevýhodou je anglická nápověda a zejména to, že program již není dále vyvíjen. Použití ve výuce chemie to však jistě neomezuje. Obrázek č. 5: Orbital Viewer hlavní rysy programu s ukázkami 24

25 3.8. ArgusLab Chemický program ArgusLab byl vyvinut firmou Planaria Software ( a jeho doménou je zejména modelování molekul a základní kvantové výpočty. Program je vhodný pro vytváření a optimalizaci modelů molekul, umožňuje výpočty molekulových orbitalů, povrchové mapy ESP, poskytuje kvalitní grafický výstup. Jedná se o freeware s anglickou nápovědou, pro stažení programu je nutná bezplatná registrace, což sice chvíli zdrží, ale nikomu jistě vadit nebude. Program si již stáhlo přes uživatelů. Obrázek č. 6: ArgusLab web firmy s ukázkou použití programu 3.9. Molden Program Molden slouží pro vytváření a zpracování molekulárních a elektronických struktur a jejich vizualizaci. Dokáže zobrazit jednotlivé molekulové orbitaly a elektronovou hustotu, umí vypočítat elektrostatický potenciál a nafitovat atomové náboje na elektrostatický potenciál spočtený pro Connollyho povrch. Navíc podporuje i animaci reakčních cest a molekulárních vibrací. 25

26 3.10. ChemDraw Firma CamridgeSoft ( pro chemiky vyvinula program ChemDraw. Úvodní obrazovka ChemDraw je typická pro všechny takové programy, s možností vybrat z předkreslených objektů. Verze ChemDraw, která slouží jako WWW klient pro struktury, je v současnosti dostupná volně pro uživatele z oblasti školství. Obrázek č. 7: Vzhled programu ChemDraw ChemLab Tento skvělý freeware program od firmy Model Science Software ( umožňuje interaktivně simulovat chemickou laboratoř, která obsahuje všechny standardní i speciální laboratorní pomůcky (zkumavky, baňky, pipety, sklíčka, odměrné válce, kahany, váhy apod.) potřebné k sestavení různých interaktivních pokusů. Software obsahuje také některé ukázky laboratorních pokusů s teoretickou přípravou, aby studenti věděli, co se vlastně při pokusu 26

27 bude dít. Následuje bodový postup a nakonec závěrečný protokol laboratorní práce. Tento program ocení zejména školy, které nemají odbornou chemickou učebnu, nebo ji mají z jakéhokoliv důvodu nedostatečně vybavenou. Dále je program vhodný pro pokusy, které jsou při praktických ukázkách nebezpečné pro zdraví studentů nebo kantora. Bohužel je ve free verzi omezen výběr chemikálií a jejich koncentrací. Po zakoupení licence toto omezení vymizí a z programu se stává silný výukový nástroj Laboratorní práce Program vytvořil Tomáš Nouza (tnnx@yahoo.com). Tento software výrazně urychluje a zjednodušuje sestavení laboratorních prací a pomáhá vytvářet velmi jednoduše chemické rovnice pomocí speciálního editoru. Nejdříve si musíte založit vlastního uživatele a zadat základní nastavení. Program si je bude pamatovat a při příštím spuštění stačí pouze vybrat ze seznamu a vaše nastavení budou použita. Program funguje na principu průvodce, získává informace po krocích a výsledně sestaví práci. Zvyšuje to rychlost a orientaci uživatele při zadávání údajů. V každém kroku se objeví v levé části okna světle modré políčko s nápovědou k danému kroku. Výsledkem je kompletní laboratorní práce, do které jste mohli doplnit další různé objekty. Obrázek č. 8: Vytvoření Laboratorní práce a vložení chemické rovnice 27

28 3.13. Anorganická chemie Výrobce výukového software Holubec ( vytvořil program, který pomáhá uspokojit potřeby škol v oblasti výuky anorganické chemie jak v obsahové, tak zejména v metodické oblasti. Přehledné členění, možnosti nastavení stupnice zkoušení, výběr problematiky ke zkoušení a několik stupňů obtížnosti jej předurčují jako ideální řešení pro všechny základní a střední školy, kde je chemie vyučována. Základní volby Značky prvků, Názvy sloučenin, Rovnice, Spojovačky, Vyrovnávání rovnic, Poznávání vědců jsou dále členěny do podsekcí umožňujících optimalizovat výuku dle hloubky v jaké je na té které škole vyučována. Program neustále vyhodnocuje kvalitu studentovy práce a přiřazuje mu aktuální hodnocení. Přirozená rivalita studentů tento program řadí na naší škole k nejoblíbenějším. Záporem programu je již nízká grafická úroveň a to, že postrádá multimediálnost. Ovšem možná, že v jeho jednoduchosti je ta pravá síla. I horší student se v tomto programu může stát rovnocenným protihráčem tomu lepšímu. Stejně tak je u nás velmi oblíben program Zeměpis od stejné firmy a to už není náhoda BasicChemi Pan Štěpán Kozák (kozak.s@seznam.cz) v roce 2002 vytvořil jednoduchou softwarovou chemickou pomůcku. Jedná se o software, který sice vypadá (a také je) jako periodická tabulka prvků, ale již při prvním kliku na značku prvku vidíme, že okamžitě počítá molární hodnoty nejen atomů, ale i molekul. Obsahuje výpočty koncentrací, hmotností rozpuštěných látek, celkové hmotnosti roztoku. Program se tak stává užitečnou pomůckou zejména u vytváření roztoků a výpočtů s nimi. Každý chemikář jistě zažil spoustu studentů, kterým tyto výpočty nadělaly nejeden problém. Pro odlehčení, nebo na konec hodiny po zvládnutí učiva, je zde Kvíz a Galerie osobností s krátkým i texty o jejich životě a práci LM Chemie Firma LangMaster ( vytváří tradičně povedené výukové CD-Romy, které jsou vhodné zejména pro serverové instalace. Jedná se o bohaté multimediální programy, ve kterých se student někdy i ztratí. Probíraná témata: Chemické látky (kovy a nekovy) Směsi a chemické sloučeniny Struktura atomu (atom, izotopy, radioaktivita) Periodická tabulka prvků (značky prvků a chemické vzorce, molekuly) Chemické rovnice, zákon stálých poměrů slučovacích Stechiometrické výpočty 28

29 Voda sloučenina vodíku a kyslíku Rozpustnost a koncentrace látek v roztoku. Kvalitní obrázky, trojrozměrné animace, videonahrávky a stovky interaktivních úloh umožňují osvojit si látku rychle a efektivně. Nové vědomosti si upevníte v řadě úloh, které následují za každou lekcí a za každou kapitolou. Tyto úlohy nejen zjistí, jestli probrané látce skutečně rozumíte, ale také umožní rychle se připravit na písemné práce a zkoušení SW a HW souprava ISES Školní experimentální systém ISES (Intelligent School Experimental Systém) je komplexní prostředek pro snímání, vyhodnocování a zpracování experimentů pomocí počítače, vyvinutý původně pro výuku fyziky. Je však vhodný okrajově také pro výuku biologie a chemie. Otevřený systém tvoří základní interface pro počítač, modulární soubor čidel pro fyziku, chemii a biologii a uživatelský program pro obsluhu a komunikaci se systémem. Souprava má tři modifikace (ISEI, ISES/COM, ISES/Professional) lišící se různými parametry a připojením k počítači. Základní částí soupravy ISES je interface obsahující A/D a D/A převodníky, k němuž je připojen ovládací panel. Ten obsahuje 4 vstupní kanály s konektory pro moduly a 4 vstupní kanály s přístrojovými svorkami a dále jeden výstupní kanál s konektorem pro výstupní moduly. Standardní vybavení soupravy obsahuje následující moduly: Teploměr Voltmetr Ampérmetr Siloměr Snímač polohy Optická závora Výstupní moduly Souprava je rozšiřitelná o následující moduly: PH-metr Konduktometr Snímač srdečního tepu Snímač EKG Mikrofon Detektor hladiny apod. 29