Freeware pro výuku fyziky
aneb
co se učiteli nebo studentovi fyziky (a matematiky) může hodit
Úvod
Dále popisované programy jsou buď zcela zdarma nebo zdarma pro nekomerční použití. Všechny popisované programy jsou dostupné v češtině nebo s českým návodem (výjimkou jsou aplety pro animaci fyzikálních dějů, které jsou ve slovenštině).
Všechny programy se dají stáhnout buď na internetu na svých domovských stránkách
nebo na webech, které shromažďují freeware a shareware, například na
slunecnice.cz,
studna.cz,
stahuj.cz.
Téměř všechny zmiňované programy lze také získat dohromady jako
zip soubor
stažením ze serveru
edisk.cz.
(Momentálně nejede, zprovozním do 7.3.2009.)
Vyjímky jsou zazipované aplety, open office a balík xampp, které jsou kvůli svojí velikosti šířeny samostatně (viz níže).
Aplety
Aplety jsou programy spouštěné v rámci jiného programu, například webového prohlížeče (Internet Explorer, Opera, Mozilla).
Nás budou zajímat aplety určené k názorné animaci fyzikálních dějů, například mechanického nebo elektromagnetického vlnění, optických jevů a řady dalších.
Takové aplety jsou volně dostupné na mnoha místech na internetu. Jejich použití ve výuce nebo studenty doma ale vyžaduje internetové připojení a znalost příslušného jazyka, nejčastěji angličtiny.
RNDr. Augustín Šutta z Bratislavy vybral přes sto fyzikálních
apletů (zip, 46 MB) a upravil je tak, aby šly používat i mimo internet.
(Momentálně nejede, zprovozním do 7.3.2009.)
Lze je tak rozkopírovat studentům, kteří s nimi mohou pracovat i doma. Navíc je doplnil podrobným komentářem ve slovenštině, tématicky je uspořádal a svolil k jejich dalšímu bezplatnému šíření
[P1]. (Tyto aplety nejsou v
zip souboru zmiňovaném výše.)
Před spuštěním apletů na WinXP je nutné nainstalovat MS Java virtual machine - soubor MSJavx86.exe umístěný v adresáři Instalacie spolu s aplety.
Pokud aplety ani potom nepojedou, doporučuji nainstalovat prohlížeč
Opera
a soubor
spusti.htm otevírat v něm. Navíc doporučuji restartovat počítač, třeba i opakovaně (i když se počítač tváří, že restartovat netřeba).
Užitečné prográmky
Foxit reader program pro čtení
*.pdf souborů. Plní tedy stejnou funkci jako Adobe Acrobar Reader, ale mnohem menší a rychlejší.
Vřele doporučuji.
WinScope
je program na snímání signálu na vstupu zvukové karty - v podstatě vám tak z počítače udělá osciloskop pro nepříliš vysoké frekvence (jednotky až desítky kHz). Smí být šířen zdarma, pokud je používán pro vzdělávací účely. Winscope je v angličtině, ale Leoš Dvořák k němu sepsal
český návod, který je přiložen
[P2].
Nástupce tohoto programu je
ZelScope (pouze v angličtině, nutnost registrace zdarma).
Alzip je program pro práci s archívy - soubory typu
*.zip,
*.rar a podobně.
Opera je internetový prohlížeč - víc než plnohodnotná náhrada Internet Exploreru. Mimo jiné v ní spouším aplety zmiňované výše, když v Internet Exploreru nechtějí fungovat.
Mozilla Firefox je další alternativa k Internet Exploreru, kterou používá mnoho lidí. V případě, že máte nebo tvoříte vlastní webové stránky (viz dále v textu), měli byste si alespoň zkontrolovat, jak vypadají ve všech těchto třech prohlížečích. Možná budete překvapeni, že některé stránky vypadají v každém prohlížeči jinak.
Open Office
Open Office je kancelářský balík, plnohodnotná náhrada MS Office. Stejně jako MS Office obsahuje textový editor (Writer), tabulkový kalkulátor (Calc), tvorbu prezentací (Impress), kreslení (Draw - podobnou část MS Office vůbec neobsahuje) a databázi (Base).
Open Office si můžete stáhnout
zde
- menu vlevo, odkaz
stáhnout, velikost přes 100 MB.
(Není pochopitelně součástí
zip souboru zmiňovaného výše.)
Umožňuje vše, na co se používá MS Office a obsahuje i některé funkce navíc.
Kdo testoval Open Office v minulosti (verze 1.6), ví, že při přechodu z MS Office se nedařilo správně otevřít například rovnice a byly problémy s převodem diakritiky. V současné verzi už tyto problémy nejsou a přechod na Open Office je bezproblémový.
Kromě dostupnosti zdarma bych u Open Office zdůraznil tyto tři přednosti:
1) Možnost exportu libovolného dokumentu (text, tabulka) do formátu *.pdf. Lze takto uložit i obrázky - stačí je vložit do prázdného textového dokumentu a zvolit Soubor/Exportovat do pdf ...
2) Možnost vytvářet rovnice nejen klikáním myší, ale také pomocí klíčových slov (například over pro zlomek). Po krátkém zácviku je tato metoda tvorby rovnic výrazně rychlejší a přehlednější.
3) Mám špatnou zkušenost, že při přenosu souborů typu *.doc psaných v MS Office z jednoho počítače na druhý dochází ke změnám (zničení) formátování textu. Je sympatické, že Writer v Open Office touto nectností netrpí.
Grafika
IrfanView je nástroj pro základní práce s bitmapovými obrázky, tedy například s fotografiemi. Umí všechny základní operace (otočení, oříznutí, změna velikosti a barev a další).
Komu nestačí IrfanView, může sáhnout po rozsáhlejším a mnohem mocnějším nástroji.
Gimp je plnohodnotná náhrada za Photoshop a umí snad vše, co si lze u programu pro editaci bitmap představit. Tomu odpovídá i poněkud složitější ovládání a nutnost vyznat se v hromadě nabídek a podnabídek. Na internetu je ale k dispozici rozsáhlá nápověda, takže seznámit se s programem chce pouze dostatek času.
Draw je součástí balíku
Open Office. Jde o další bitmapový kreslící program. Je jednodušší než Gimp, ale na rychlé nakreslení jednoduchých obrázků je podle mého názoru vhodnější, než například Malování ve Windows.
Proficad je software určený původně pro snadné a rychlé kreslení elektronických schémat a v této oblasti je vynikající. Lze jej použít i jako jednoduchý vektorový editor obrázků.
Je zdarma pro nekomerční domácí použití
[P3] - jsem toho názoru, že pod to lze podřadit i například domácí přípravu na výuku a nebo zpracování laboratorních prací.
Ovládání programu je velice intuitivní a nápovědu prakticky nepotřebujete - s jedinou výjimkou, a tou je nastavení rastru. Po instalaci je rastr zobrazení automaticky nastaven na 2 mm. To znamená, že součástky můžete umisťovat například 10 mm nebo 12 mm od kraje, ale nic mezi tím. Většinou se to hodí - součástky máte na schématu pěkně zarovnané - ale někdy je prostě potřeba rastr například vypnout neboli nastavit na nulu. Nastavení rastru je schované zde:
soubor/nastavení/dokument/obsah/rastr.
Inkscape je nástroj pro vektorovou grafiku - zdarma dostupná konkurence pro CorelDRAW. I když podle ohlasů na webových fórech kvalit svého placeného rivala zatím nedosahuje, pro běžnou uživatelskou práci naprosto postačí.
Nebojme se webu - vlastního
Pro podporu výuky se hodí mít svoje webové stránky, třeba i velmi jednoduché, a umět je obsluhovat. Je možné na ně umisťovat domácí úkoly, laboratorní práce, texty pro studenty, a jistě každého napadne řada dalších možností.
Otázka ovšem je, jak na to. Odpověď zní - navštivte server
jakpsatweb.cz a naleznete kompletní návod na tvorbu webu od úplných začátků až po "vychytávky" typu CSS, PHP, a podobně. Pro první umístění svých stránek na web doporučuji vyhledat pomoc někoho zkušenějšího, s jehož pomocí a trochou cviku zjistíte, že se jedná o jednoduchou záležitost. Stránky lze umístit například na
webzdarma.cz.
Pokud už stránky máte a utěšeně se rozrůstají nebo prostě potřebujete obsluhovat textové soubory ve vetším množství, zjistíte, že poznámkový blok (notepad) je přece jenom málo.
Řešením může být
PsPad. Program podporuje barevně zvýrazněnou syntaxi včetně multisyntaxe, správu projektů, hromadné hledání a nahrazování v souborech, volání překladačů a mnoho dalšího. PsPad psal programátor pro programátory a další náročné uživatele a na vybavenosti a funkčnosti programu je to znát.
Unreal Commander je bezplatná náhrada
Total Commanderu. Oba umí mimo jiné synchronizaci adresářů, hromadné přejmenování souborů a hromadné kopírování na web. Tyto funkce dramaticky šetří čas, pokud spravujete rozsáhlejší projekty.
Pro náročnější tvůrce webu si uveďme distribuci
xampp. Obsahuje databázi MySQL, webový server Apache a PHP - vše už propojené a nastavené. A samozřejmě opět zdarma.
S tímto balíkem si lze vyrobit a spravovat také vlastní databáze všeho druhu i mimo web, já v něm mám udělanou mimo jiné klasifikaci a absenci studentů. (Tento software není na CD ani na www.edisk.cz.)
Matematika
Protože většina učitelů fyziky učí zároveň i matematiku, chci se zmínit i o freewaru vhodném pro tento předmět.
Matmat je malý prográmek pro velmi rychlé a jednoduché nakreslení grafu funkce (jedné proměnné). Vřele doporučuji.
Math studio je mnohem rozsáhlejší program, který umí kreslit i funkce více proměnných včetně funkcí zadaných parametricky a implicitně; umí numericky i analyticky řešit rovnice a mnoho dalšího.
Geonext je program pro konstrukční geometrii - umí mimo jiné i vypsat popis konstrukce vytvořeného obrázku.
Závěr
Určitě existuje i další freeware, který by se dal ve fyzice využít. K některým zmíněným programům navíc existují rovnocenné náhrady, například místo IrfanView lze použít
XnView.
Děkuji všem, ať už kolegům nebo mým studentům, kteří mě upozornili na různé freewarové programy.
Doufám, že tento soupis bude užitečný pro každého, kdo hledá možnosti, jak vcelku jednoduše a zdarma zatraktivnit a zefektivnit výuku a přípravu na ni.
Uvítám upozornění na další zajímavé free programy na mailu burda(at)spssbrno.cz.
Poznámky
[P1] CD s takto upravenými animacemi jsem dostal od Ireny Koudelkové na semináři projektu Heuréka.
[P2] Program jsem dostal od Leoše Dvořáka během semináře projektu Heuréka spolu s návodem k použití.
[P3] Uživatel je oprávněn nainstalovat a provozovat program na svém počítači doma. Domovem se rozumí místo, kam mají přístup pouze členové rodiny a on sám. Program nesmí být provozován k výdělečné činnosti.
Naše škola zakoupila plnou multilicenci pro Proficad, takže studenti i učitelé jej mohou používat bez omezení.