Moderní chemické editory ve výuce na základních a středních školách
Odborný článek
Moderní chemické editory ve výuce na základních a středních školách
5,0 (3 hodnocení)
Užitečný přehled možností využití moderních chemických editorů ve výuce na základních a středních školách s důrazem na ty, které jsou volně dostupné, včetně odkazů na ně.
V současné době existuje pro výuku chemie nemalé množství technických didaktických pomůcek softwarového rázu. Přesto je využití výpočetní techniky v hodinách přírodovědných předmětů na základních i středních školách spíše vzácné. To prokazuje i Výroční zpráva České školní inspekce za školní rok 2010/2011 [1].
Archivní diskuze převzatá z rvp.cz. Přidávání nových komentářů není k dispozici.
Martin Rusek19. 10. 2012
Je vážně nutné učit v chemii vzorce, v dějepisu seznamy letopočtů, češtině stohy jmen a děl, v biologii systémy hlodavců? Kam až může vést elementarizace a kde by měly obsahovou náplň přebírat specializované semináře?
Dagmar Stárková1. 3. 2013
Domnívám se, že bez vzorců v chemii, letopočtů v dějepise, autorů a jejich děl v češtině či bez hlodavců v biologii bychom tyto předměty nemohli smysluplně vyučovat. Pokud je úkolem nás učitelů vytvářet a dále rozvíjet kompetence žáků (připravit je na život), pak musíme nutně stavět na znalosti informací či pochopení jednoduchých pojmů.
Co se týká elementarizace a způsobů, jak žáky efektivně učit a dále je motivovat, to je v dnešní době na učiteli. Je však důležité nepodporovat kvantitu na úkor kvality, z osvojených znalostí je třeba konstruovat smysluplnou, komplexní síť se všemi vztahy a jejich významem. Předání obrovského kvanta dat a absence jejich významu rozhodně není optimální způsob výuky.
První skupina aplikací využitelných v hodinách chemie je zaměřena na vyhledávání a zobrazování požadovaných informací, případně na testování (online i offline). Sem patří elektronické periodické tabulky prvků (např. interaktivní projekt
Nelze opomíjet ani applety, např. Interactive Simulations, které mohou být ve výuce velmi nápomocné tam, kde danou problematiku není možné jiným způsobem znázornit či přiblížit. Více o nich např. v článcích Zkvalitnění výuky chemie prostřednictvím využívání appletů [2] či Experimental Activities as Part of TPCK in Pre-graduate Chemistry Teacher Education [3].
Druhou skupinu aplikací tvoří programy, v nichž je možné vytvářet různé typy vzorců sloučenin nebo jejich 3D modely, psát chemické rovnice a komentovat je či schematicky sestavovat laboratorní aparaturu. Pokročilejší chemické editory integrují obě funkce. Podívejme se na ně trochu podrobněji.
Kritéria výběru
Před využitím určitého chemického editoru ve výuce (ať už přímo ve škole, nebo v domácím prostředí žáků) by měl učitel zvážit uplatnitelnost v konkrétním prostředí a technické, nechemické parametry dané aplikace. V úvahu je zapotřebí brát faktory jako místo výuky, dostupné prostředky, schopnosti učitele i žáků, ale také věk žáků. Ne vždy totiž musí být využití chemických editorů ve výuce žádoucí.
Zařízení, náročnost na hardware a software
Aplikace určené pro stolní počítače, notebooky, netbooky, mobilní telefony, tablety či interaktivní tabule.
U jedné aplikace může existovat několik různých verzí, mezi nimiž si uživatel volí tu určenou pro jeho zařízení.
Většina nástrojů pro tvorbu je určena pro stolní počítače, notebooky či netbooky; mobilní aplikace jsou zaměřeny převážně na vyhledávání a zobrazování informací (často nutné mobilní připojení k internetu).
Hardwarová i softwarová odlišnost způsobuje nekompatibilitu aplikací i mezi stejným typem zařízení. Vznikla tak např. aplikace TouchMol, která je určena přímo pro tablety (zatím pouze pro operační systém Windows 8, verze pro Android a iOS se připravují).
Operační systém a licence
Chemické editory mohou být určené pouze pro jeden daný operační systém, ale i platformě nezávislé.
Lze se setkat s různými druhy licencí, ať už světově známými open source (GNU GPL, GNU LGPL, BSD apod.) či proprietárními, určenými pro konkrétní produkt.
Ve škole i doma jsou upřednostňovány freewarové aplikace.
Funkčnost
Aplikace fungující offline při instalaci často zabírají místo na disku knihovnami, např. vzorců bílkovin či laboratorních nástrojů.
Režim online umožňuje vyhledávání dat prostřednictvím internetu, připojení k síti však u technologií 1:1 může zvláště ve školním prostředí činit potíže.
Některé aplikace vyžadují stažení a instalaci dalších rozšíření, např. Javy (ne každý považuje tyto doplňky za žádoucí).
Mezi nejjednodušší editory patří ty spouštějící se přímo v internetovém prohlížeči (např. Ketcher, 2D Sketcher, ChemWriter, JSDraw).
Jednoduchost, přehlednost, srozumitelnost
Propracovanější chemické editory mohou být pro běžného uživatele nepřehledné nejen základním vzhledem editoru, ale i složitostí nastavení.
Pro potřeby základní školy je vhodné zvolit aplikace jednodušší na ovládání i design, na střední škole si pak učitel může vybrat dle svého uvážení.
Učiteli jsou k dispozici volně dostupné manuály či tutoriály.
Jazyk
Hlavním jazykem většiny aplikací je angličtina, jen některé podporují češtinu.
Existuje možnost vytvořit českou verzi, pokud to licence a tvůrci umožní.
Problematická může být u cizího jazyka chemická nomenklatura.
Jednodušší chemické editory využívají i ikonického znázorňování. Pak není znalost angličtiny nezbytná.
Webový editor Ketcher
Ukládání
Některé aplikace využívají svůj vlastní formát, jiné podporují již existující a prověřené datové formáty, např. 2D Sketcher:
Vytvořené struktury se často ukládají jako obrázek (např. png), dá se s nimi tak pracovat v různých programech. Tuto jednoduchost ocení jak učitel (příprava prezentace na hodinu), tak žák (tvorba referátu v textovém editoru).
Běžně podporovaným je formát sk2 (ACD/ChemSketch Document), ve webových editorech se často objevuje MDL MOLFile (s příponou .mol) nebo Daylight SMILES (.smiles).
Výběr bezplatných editorů a jejich základní technické parametry
Editory pro desktop a tablety fungující offline (bez nutnosti připojení k internetu):
**Aplikace JSDraw je zdarma k dispozici jen v online formě.
Závěr
Je zřejmé, že možností pro využití technických didaktických pomůcek v hodinách chemie a jejich přípravě je nemalé množství. S těmito nástroji nelze pracovat v průběhu výuky neustále, mohou však být velmi vítanou pomůckou a prostředkem k zatraktivnění probírané látky, vizualizaci a snížení abstrakce a k modernizaci učení. Přes veškerý potenciál, který se v nich skrývá, nemohou nahradit osobu učitele. Jeho role ve výuce s jejich využitím však nabývá nových rozměrů. Může přejít do roviny průvodce, jak je tomu v ideálním konstruktivisticky laděném prostředí.
Dostupné aplikace tak pomáhají žákům zpřístupnit učivo – vizualizovat, a tím konkretizovat, poměrně abstraktní látku. Na druhou stranu je ale příprava na hodiny s využitím těchto aplikací pro učitele časově náročnější. Podstatný je i rušivý element, který s sebou technologie (zvláště ty připojené na internet) nesou. Je tedy stále na učitelích, zvolí-li tabuli a křídu nebo digitální technologie. Podstatné je, že možností, jak technologie ve výuce chemie využít, je stále více a ve světě všudypřítomného ICT se již propast mezi realitou a chemickou školní třídou může zmenšovat.
Literatura a použité zdroje
Výroční zpráva České školní inspekce za školní rok 2010/2011 [online]. 2011. [cit. 2012-09-15]. Dostupné z: http://www.csicr.cz/getattachment/f62b6e80-bf60-4685-8a2d-25d328964309.
BÍLEK, M.; MACHKOVÁ, V. Experimental Activities as Part of TPCK in Pre-graduate Chemistry Teacher Education. Kraków: Pedagogical University of Kraków, 2012.
