Úvodní stránka
Přehled článků
Metodická pomoc
Zpravodaj
O Spomocníkovi
Podcast
RSS RSS
Titulka RVP > Úvodní stránka Spomocníka > Moderní chemické editory ve výuce na základních...

Ikona prakticky

Moderní chemické editory ve výuce na základních a středních školách

Ikona inspirace
Autor: Dagmar Stárková
Tento článek vznikl jako studentská práce
Článek je součástí Učitelského spomocníka na adrese https://spomocnik.rvp.cz.
Anotace: 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.
Podpora výuky jazyka:
Klíčové kompetence: Nejsou přiřazeny žádné klíčové kompetence.
Očekávaný výstup:Příspěvek nemá přiřazen žádný očekávaný výstup
Mezioborové přesahy a vazby: Nejsou přiřazeny žádné mezioborové přesahy.
Průřezová témata: Nejsou přiřazena žádná průřezová témata.
Klíčová slova: vizualizace, chemie, přehled, chemické editory, kritéria

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].

Jak Spomocník opakovaně dokládá, do škol (a i do těch českých) se postupně dostávají technologie v podobě lehkých nebo ultralehkých notebooků (např. První vlaštovka od Google se vznáší v oblacích), interaktivních tabulí (např. Interaktivní tabule zvyšuje úspěšnost, SMART Notebook v chemii), tabletů či chytrých telefonů (např. Nástup tabletů je definitivním vítězstvím 1:1, Kdy bude učení s mobilem běžné?, Mobilní telefony LEGÁLNĚ ve výuce). S dostupným hardwarem se otvírá otázka ve výuce využitelného softwaru.

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 Ptable), kvízy a různý vědecký popularizační software (např. doplňky do prohlížeče Google Chrome) či videa (např. Steve Spangler a jeho pořad pro děti).

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):

TouchMol – Touch Chemical/Biological structure editor on Windows 8

 

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):

Název

Výrobce

Licence

Operační systém

Formáty ukládání

Čeština

Avogadro

tým vývojářů

GNU GPL

Windows, Linux, Mac OS X

MOL, CML, PNG, JPG, BMP...

ano

BALLView

tým vývojářů

GNU LGPL

Windows, Linux, Mac OS

BVP, PNG…

ne

BKChem

Bedřich Košata, Reinis Danne

GNU GPL

Windows, Linux, Mac OS

SVG, CDML, ODF, MOL, PDF, PNG, PS, SMILES…

ano

EasyChem

François-Xavier Coudert

GNU GPL

Linux, Mac OS X

ECH, PDF…

ne

ChemSketch

ACD/Labs

proprietární

Windows

SK2, MOL, PDF, BMP, TIF, GIF, PNG…

ne

Chemtool

tým vývojářů

GNU GPL

Linux

SVG, MOL, PNG…

ano

JChemPaint*

Christoph Steinbeck a spol.

GNU LGPL

Windows, Linux, Mac OS X

SMILES, CML, MOL, INCHI, BMP, JPEG, SVG, PNG…

ano

Marvin Beans

ChemAxon

proprietární

Windows, Linux, Mac OS X

MRV, MOL, SMILES, CML, SMARTS, INCHI, PDF, JPG, PNG, BMP…

ne

Smormo-Ed

Seth Alves

BSD

Windows, Linux, Mac OS X

SMILES, CML, DIA

ne

TouchMol

Scilligence

proprietární

Windows 8 (Android, iOS)

MOL, SMILES, HTML

ne

XDrawChem

Bryan Herger

GNU GPL

Windows, Linux, Mac OS X

XDC, MOL, CML, SMILES, PNG, BMP, SVG…

ne

*Aplikace JChemPaint je k dispozici i v podobě appletu.

Webové editory:

Název

Výrobce

Licence

Operační systém

Formáty ukládání

Čeština

2D Sketcher

iChemLabs

GNU GPL

multiplatformní

SK2, MRV, CML, SMILES, INCHI, MOL…

ne

JSDraw**

Scilligence

proprietární

multiplatformní

MOL, SMILES, HTML

ne

Ketcher

GGA Software Services

GNU AGPL

multiplatformní

MOL, SMILES

ne

**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.

Citace:
[1] - Výroční zpráva České školní inspekce za školní rok 2010/2011. 2011. [cit. 2012-9-15]. Dostupný z WWW: [http://www.csicr.cz/getattachment/f62b6e80-bf60-46...].  
[2] - RUSEK, Martin. Zkvalitnění výuky chemie prostřednictvím využívání appletů. 2010. [cit. 2012-9-15]. Dostupný z WWW: [http://www.media4u.cz/mmX32010.pdf].  
[3] - BÍLEK, M.; MACHKOVÁ, V. Experimental Activities as Part of TPCK in Pre-graduate Chemistry Teacher Education. Kraków : Pedagogical University of Kraków, 2012.  
Anotované odkazy:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné anotované odkazy.
Přiřazené DUM:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné DUM.
 
INFO
Publikován: 15. 10. 2012
Zobrazeno: 6159krát
Hodnocení příspěvku
Hodnocení týmu RVP:
Hodnocení článku : 0

Hodnocení uživatelů:
Hodnocení článku : 5
Hodnotit články mohou pouze registrovaní uživatelé.

2 uživatelé Hodnocení článku : 5
zatím nikdo Hodnocení článku : 4
zatím nikdo Hodnocení článku : 3
zatím nikdo Hodnocení článku : 2
zatím nikdo Hodnocení článku : 1
Jak citovat tento materiál
STÁRKOVÁ, Dagmar. Moderní chemické editory ve výuce na základních a středních školách. Metodický portál: Články [online]. 15. 10. 2012, [cit. 2019-05-24]. Dostupný z WWW: <https://spomocnik.rvp.cz/clanek/16491/MODERNI-CHEMICKE-EDITORY-VE-VYUCE-NA-ZAKLADNICH-A-STREDNICH-SKOLACH.html>. ISSN 1802-4785.
Doporučte materiál
Licence Licence Creative Commons

Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons.


Komentáře RSS komentářů článku
Autor: Martin RusekVloženo: 20. 10. 2012 00:13

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?

Autor: Dagmar StárkováVloženo: 01. 03. 2013 13:27

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.