fakulta pedagogická - Mixlab

Technická univerzita v Liberci
FAKULTA PEDAGOGICKÁ
ABUGA
hra pro akci Astrobus
Autor:
Martin Fuchs
Podpis:
1
Prohlášení o původnosti práce:
Prohlašuji, že jsem závěrečnou práci zpracoval samostatně a že jsem uvedl veškerou použitou
literaturu.
V Praze 10.1.2007
Martin Fuchs
Anotace:
Práce se zabývá návrhem výukové hry pro nasazení v rámci programu Astrobus
provozovaného Štefánikovou hvězdárnou v Praze. Hra má být alternativou ke stávajícímu
programu jakým jsou přednášky a besedy. Práce rozebírá současnou situaci a popisuje akci
Astrobus, navrhuje formu hry, její pravidla a strukturu. Její součástí je návrh souboru otázek
pro hru, popis počítačové aplikace sloužící k analýze při jejím návrhu a též schéma
vizualizační aplikace pomocí které se bude hra realizovat.
2
Obsah:
Obsah:............................................................................................................................. 3
1.
Úvod............................................................................................................. 4
2.
Rozbor.......................................................................................................... 5
2.1.
O Astrobusu ................................................................................................. 5
2.2.
Program Astrobusu ...................................................................................... 7
2.3.
Hra vs. Astrobus........................................................................................... 9
3.
Výsledky ...................................................................................................... 9
3.1.
Cíle ............................................................................................................... 9
3.2.
Postupy....................................................................................................... 10
3.2.1. Organizace............................................................................................... 10
3.2.2. Zahájení ................................................................................................... 11
3.2.3. Pravidla a herní plán ................................................................................ 11
3.2.4. Technika .................................................................................................. 12
3.2.5. Délka hry a pseudoserie........................................................................... 13
3.2.6. Herní úkoly.............................................................................................. 16
3.2.7. Samostatné úkoly..................................................................................... 16
Blok A Blok B Blok C Blok D Blok E Blok F -
Země z kosmu ........................................................................................................ 17
Na Měsíci .............................................................................................................. 18
Okolo Slunce .......................................................................................................... 20
Planety.................................................................................................................... 22
drobotina Sluneční soustavy ................................................................................... 26
Ke hvězdám ............................................................................................................ 29
3.2.8. Konfrontační úkoly.................................................................................. 31
3.2.9. Vizualizační aplikace............................................................................... 39
3.2.10. Ukončení................................................................................................ 42
3.3.
Materiály pro navigátory............................................................................ 42
4.
Závěr .......................................................................................................... 45
5.
Reference ................................................................................................... 46
3
1. Úvod
Akce Astrobus má na Štefánikově hvězdárně v Praze tradici doslova desítek let. Jedná
se o program, který je připravován mimo budovu hvězdárny původně pouze pro letní dětské
tábory. V posledních několika letech byla nabídka rozšířena i na školy v přírodě, popřípadě
školy, které z různých důvodů nemají možnost absolvovat astronomický program přímo na
hvězdárně.
Astronomie je dnes bohužel v osnovách školní výuky téma velmi okrajové. Drtivou
většinu znalostí, které dnešní děti a mládež v oblasti astronomie a oborech souvisejících mají
získaly díky vlastnímu zájmu, četbou populární naučné literatury či Internetu. To se
samozřejmě týká bohužel jen těch, kteří v tomto směru projevili vlastní iniciativu a mají o
dané oblasti poznání zájem. Štefánikova hvězdárna v Praze se jako instituce zabývající se
především popularizací této vědy snaží svým programem vyjít vstříc školám popřípadě jiným
organizacím připravujícím aktivity pro děti (domy mládeže, kluby, oddíly skautů, pionýrů
atd.). Tím se pokouší zaplnit tuto potenciální mezeru ve vzdělání a zároveň se tak snaží činit
způsobem pro děti a mládež atraktivním a zábavným. Činnost hvězdárny v tomto směru
zahrnuje především nabídku školních exkurzí na naše pracoviště v Praze na Petříně doplněnou
o multimediální programy, diskuse s lektory a pozorování dalekohledy. Dále se jedná o akce
jednorázového charakteru typu Den dětí nebo účast na akcích pořádaných jinými subjekty
jako jsou Bambiriáda nebo Den Země. Pro vážnější zájemce o astronomii organizuje
hvězdárna každý rok kursy a kroužky. Jednou z vlajkových lodí těchto aktivit je však
Astrobus. Jedná se o akce připravované na objednávku, kdy astronomové spolu s potřebnou
technikou (dalekohledy, prezentační vybavení) navštěvují školy, školy v přírodě a letní dětské
tábory. Nabídka je do jisté míry exkluzivní, neboť nemáme informace, že by podobný
program v daném rozsahu nabízela jakákoli jiná hvězdárna v ČR nebo v zahraničí.
Astrobus na letním táboře [archiv autora]
Výjezd Astrobusu je připravován na objednávku po dohodě se školou či vedením
dětského tábora a ačkoli je nabízena velká možnost přizpůsobení možnostem a požadavkům
objednatele, program se za léta zkušeností ustálil na jistém ověřeném schématu. Skládá se
z kombinace teoretického programu (většinou formou přednášky či besedy) a pozorování
dalekohledy. Forma i obsah prezentovaných poznatků z oboru astronomie prodělala během
nedávné doby prudký vývoj a to jak po stránce technické, tak i po stránce proměny požadavků
na program samotný. Je jasně patrný odklon objednatelů od preference rozsáhlých
přehledových přednášek k informačně hutnějším a zejména kratším celkům, což ostatně
4
kopíruje vývoj v oblasti prezentace informací obecně. S velkým zájmem se naopak setkávají
silně vizuální a multimediální prezentace podporované projekcí s interaktivní prvky.
S rozšířením nabídky Astrobusu i pro školy v přírodě vyvstal i požadavek
přizpůsobení programu žákům prvního stupně ZŠ, pro které není klasická dvouhodinová
přednáška vhodná jak z hlediska informačního rozsahu tak samotné délky. Tato práce se
zabývá návrhem nové generace programu pro Astrobus, který by měl doplnit stávající
nabídku o interaktivní hru se soutěžními prvky pro všechny zúčastněné žáky. Hra by
navazovala na kratší přednáškový blok jehož látku by doplňovala popřípadě prezentovala
v souvislostech. Podpora hry by byla zajištěna digitální projekční aparaturou a dvěma
pracovníky hvězdárny, kteří zajišťují program daného výjezdu Astrobusu.
2. Rozbor
2.1.
O Astrobusu
Akce Astrobus má na Štefánikově hvězdárně v Praze na Petříně hluboké kořeny
sahající k počátkům osmdesátý let. Vybraní pracovníci hvězdárny, vybaveni těžko
uvěřitelným nadšením, služebním vozem Lada a přenosným dalekohledem se tehdy vydávali
na letní tábory seznamovat malé pionýry s krásami hvězdného nebe i žhavými novinkami
z astronomie a kosmonautiky. Za více než dvě desetiletí navštívil Astrobus stovky míst po
celé ČR, počty zúčastněných dětí se počítají na tisíce. Jelikož doba konání akce je již
srovnatelná s jednou generací není výjimkou, že výjezd objednávají někdejší junáci, pionýři či
skauti, kteří Astrobus zažili na táborech, kterých se účastnili. V polovině devadesátých let
dostal zápisem do zakládací listiny příspěvkové organizace Hvězdárna a planetárium hl.m.
Prahy Astrobus dokonce status základní činnosti podniku.
Výjezd Astrobusu byl původně koncipován jako návštěva letního dětského tábora,
jehož smyslem mělo být především pozorování noční oblohy. Proto jsou také základní
součástí výbavy Astrobusu dalekohledy pro denní i noční pozorování. Posádku tvoří vždy
minimálně jeden pracovník hvězdárny (profesionální astronom) a jeden až dva tzv.
demonstrátoři. Demonstrátor má oficiálně status spolupracovníka hvězdárny zaměstnaného na
dohodu. Je to typicky absolvent dvouletého kursu astronomie pořádaného hvězdárnou, který
po složení závěrečných zkoušek projevil zájem dál s hvězdárnou spolupracovat. Těžiště práce
demonstrátorů je v zajišťování průvodcovské služby na hvězdárně v otvíracích hodinách pro
veřejnost, ale často se podílejí i na další odborné činnosti – například právě formou výjezdu
s Astrobusem. Ostatně všichni současní odborní pracovníci hvězdárny kdysi prošli právě prací
demonstrátora.
5
denní pozorování [archiv autora]
Postupem doby byl program Astrobusu doplněn i o teoretickou část, kterou zajišťovala
přednáška doplněná obrazovým doprovodem popřípadě promítání. V začátcích se jednalo o
projekci diapozitivů a krátkých filmů z 16mm materiálu. Současné nároky na úroveň a kvalitu
obrazové prezentace posunuly vybavení Astrobusu k projekčnímu systému založeném na
výkonném datovém projektoru a profesionálním ozvučení, které poskytuje dostatečnou
multimediální podporu pro realizované přednášky a besedy.
Podobným vývojem prošla i pozorovací technika, kterou v současné době tvoří
dalekohled Carl Zeiss 80/1200 s helioskopickým okulárem a projekční deskou pro pozorování
Slunce, počítačově naváděný zrcadlový dalekohled Celestron NexstarGPS 11“ s průměrem
28cm a špičkový vojenský binar Somet 25/100. Základní teleskopy jsou doplněny dalšími
pozorovacími pomůckami, jako jsou filtry a brýle pro pozorování Slunce nebo laserové
ukazovátko souhvězdí a objektů hvězdného nebe.
Výjezd Astrobusu trvá typicky jeden den (resp. jednu noc). Posádka přijíždí do místa
v pozdním odpoledni, programem vyplní večer a noc v rozsahu požadovaném objednatelem a
přizpůsobeném věku posluchačů a místním podmínkám. Program končí většinou následující
ráno doplňkovým prodejem astronomických publikací, pozorovacích pomůcek a
upomínkových předmětů (knihy, mapy, pohlednice atd.)
Astrobus pro letní tábory probíhá počínaje prvním červencem do konce srpna (po
celou dobu letních prázdnin) ovšem největší frekvence výjezdů je vždy v červenci a prvních
dnech srpna. Akce je pro letní tábory už několik let takřka 100%-ně vytížená což znamená, že
každou prázdninovou noc probíhá program na nějakém letním táboře. Termíny objednávek
jsou proto dohadovány individuálně kvůli optimalizaci trasy s ohledem na délku a náročnost
přejezdu z jednoho tábora na jiný. Posádka Astrobusu se střídá zpravidla po 5-6 dnech během
zastávky v Praze při které se doplňují zásoby publikací a provádí servis techniky.
V roce 2003 byl také program Astrobusu rozšířen o nabídku pro školy v přírodě. Tyto
výjezdy jsou vesměs individuální a probíhají většinou zjara a začátkem léta. V rámci této
nabídky se též vyvinul velmi specifický typ výjezdu, kdy zapálení pedagogové objednávají
Astrobus přímo do škol a organizují pro své žáky nocování ve škole či noční výlety za město
s programem zajišťovaným posádkou Astrobusu.
6
projekce v polních podmínkách [archiv autora]
Výjezd Astrobusu je v současné době zpoplatněn tak, aby pokryl náklady na dopravu a
práci zaměstnanců. Cena je stanovena v několika stupních závislosti na počtu účastníků akce
(dětí, posluchačů) a silniční vzdálenosti od Prahy. Cenová politika je mírně odlišná pro letní
tábory a školy v přírodě. U letních výjezdů se předem počítá s optimalizací tras a vzdálenost
je stanovena paušálně dle průměru z předchozích let. U škol v přírodě cena zohledňuje status
akce coby „nadstandardní služby“ pro školu, oproti například běžné exkurzi se žáky na
hvězdárnu. Pro oba typy výjezdů je zároveň určen celkový limit počtu účastníků/posluchačů
na 100 s ohledem na udržení jistého standardu kvality a pedagogického efektu celé akce.
V případě pozvánky na tábor/školu s více účastníky/žáky nabízíme vícedenní programy
s rozdělením do skupin jak podle tříd či oddílů tak například podle zájmu o jednotlivá témata.
2.2.
Program Astrobusu
Program standardního výjezdu Astrobusu začíná mezi čtvrtou a pátou hodinou
odpolední příjezdem na místo. Časové schéma je samozřejmě plně přizpůsobeno režimu
tábora/školy v přírodě a počítá s večeří a jinými stabilními prvky života tábora. Na druhou
stranu v propozicích objednávky přímo upozorňujeme na to, že program Astrobusu je jen
velmi obtížně slučitelný s jinými večerními akcemi typu diskotéky, táborového ohně a
podobně.
V místě konání je nutné nejprve vybrat vhodné místo pro dalekohledy, neboť
pozorování je klíčovým bodem programu. Po stavbě dalekohledů která zabere typicky 30 min.
se provádí denní pozorování a seznámení s dalekohledy. Kvalita či vůbec možnost pozorování
samozřejmě závisí na počasí, takže v případě jasné oblohy je pozorováno Slunce či další
nebeská tělesa pozorovatelná ve dne (Měsíc, planeta Venuše). Pokud nepřízeň počasí
neumožní pozorování oblohy, jsou účastníci alespoň seznámeni s funkcí dalekohledů a je-li
možno je s nimi pozorováno například okolí tábora pro demonstraci zvětšení a dalších
optických vlastností dalekohledů. Účastníkům také dáváme možnost samostatné manipulace
s dalekohledem a hledání vlastních cílů pozorování. Pro tento účel je vyhrazen přístroj Somet
Binar 25/100 armádní provenience u kterého je naděje, že přežije „osobní zkušenost“ 80 dětí
7
školního věku bez toho, aby byl poté odsouzen do šrotu. V případě podmínek nevhodných
byť jen pro samotný pohyb venku (déšť, sněžení, vichřice) je snaha uskutečnit pozorování
alespoň například z oken budovy či z vnitřku technického stanu.
Čas mezi ukončením denního pozorování a setměním, zkrácený případně o večeři a
jiné fixní táborové aktivity, je vyplněn teoretickým programem. Ten má formu přednášky
doplněné digitální projekcí. Její rozsah a schéma silně závisí na časových možnostech, na
věkové skladbě účastníků a jejich celkovém počtu.
Klasickým případem je padesátihlavý dětský tábor s oddíly v rozpětí 1. tř. ZŠ do 1.
ročníku SŠ kdy je přednáška rozdělena na dva hodinové bloky rozdělené 10 min. přestávkou.
První blok se zabývá hvězdnou oblohou, seznámením se souhvězdími a objekty ve vesmíru
s ohledem na výklad možností následného pozorování. Tématem druhého bloku je pak naše
nejbližší okolí, Slunce, Měsíc, planety a další tělesa Sluneční soustavy. Přednáškové bloky
jsou koncipovány maximálně vizuálně a s ohledem spíše na nižší věkové kategorie. Rozebrání
složitější témat se předpokládá spíše u dalekohledů během nočního pozorování či v diskusi
po přednáškách. Pro nejmenší se také program doplňuje o promítání několikaminutových
pohádek s astronomickou tematikou.
pozorování noční oblohy [archiv autora]
Dovolí-li to časové možnosti a skladba účastníků, jsou přednášky pořádány odděleně
pro různé věkové kategorie (např. do a nad 10let). Ve volbě témat se samozřejmě zohledňuje i
přání objednatelů, takže je možné přednášku přizpůsobit např. tématu celotáborové hry nebo
probíranému učivu. Jedná-li se o vícedenní výjezd, dostávají se do programu i populárně
prezentovaná atraktivní témata jako například kosmologie (vznik a budoucnost Vesmíru),
problematika UFO nebo kosmonautika. V závislosti na čase je také nabízena následná diskuse
k probíraným tématům.
Teoretický program vyplní čas do setmění, po kterém je možné pozorovat noční
oblohu. Doba pozorování není zpravidla ze strany posádky Astrobusu nijak omezena a závisí
8
čistě na zájmu (a výdrži) účastníků. V případě nepříznivého počasí, kdy je pozorování
znemožněno, jsou promítány filmy nebo pokračuje diskuse.
2.3.
Hra vs. Astrobus
Program Astrobusu se vyvíjel, jak už bylo zmíněno, mnoho let do podoby popsané
v předchozí kapitole. Co se týče praktického pozorování noční oblohy, zůstává atraktivita a
zároveň snad i přínos pro účastníky prakticky konstantní. Sice vzrůstá často nepochopený
rozpor mezi „obrázky z časopisů“ a tím co je vidět na obloze dalekohledem doopravdy, ale to
je téma na úplně jinou práci. Část nazvaná v předchozím testu jako teoretická se začíná
potýkat s problémy obecného charakteru, které sice nejsou fatální (tj. nedegradují program
Astrobusu pod úroveň reálné použitelnosti) ale zároveň nutící k zamyšlení nad dílčími
úpravami či nad možnými změnami celé koncepce. Motivy, vedoucí k vytvoření modelu „hry
na Astrobusu“ jsou následující:
1. S výjezdy na školy v přírodě vyvstává problém přípravy programu pro věkově
kompaktní skupinu účastníků (rozptyl typicky 2 roky) jejichž věk je zároveň
relativně nízký (např. 4 a 5 třída ZŠ).
2. Přednáškový blok, byť přizpůsobený dané věkové kategorii v celkovém rozsahu
cca. 2 hodin se jeví jako příliš rozsáhlý a pozornost posluchačů postupně klesá
zejména ve druhé části..
3. Vzrůstá poptávka po jiných formách programu než je výklad/přednáška byť
podpořený projekcí a multimédii. Je patrný příklon k metodám ve zapojujících
žáky/účastníky do procesu formou her nebo aktivit. Jelikož aktivity tvoří čím dál
tím větší podíl činnosti na školách v přírodě a táborech je takovýto program
požadován i po Astrobusu.
3. Výsledky
3.1.
Cíle
Cílem práce je vytvořit koncept hry a astronomicko-kosmonautickou tematikou, která
by tvořila část programu návštěvy Astrobusu na škole v přírodě či dětském táboře. Návrh hry
předpokládá návaznost na předchozí program a předpokládá se, že hra samotná by nahradila
jeden blok teoretické přednášky v rámci stávajícího programu. První blok přednášky (cca
60min) by zůstal zachován s tím, že by jeho struktura a obsah byl zcela přepracován. Zůstala
by jeho funkce coby úvodu do pozorování noční oblohy, na který se pak naváže při
pozorování dalekohledy po skončení hry.
Hra by měla být částečně soutěžního typu (například s prvky oblíbených televizních
vědomostních soutěží), výsledek soutěže by však neměl stanovovat jednoznačnou hranici
mezi vítězi a poraženými. Soutěžní prvek by měl působit především motivačně. Hra by měla
být postavena na příběhu, který uvádí hráče do hry a stanoví jasný cíl jejich počínání. K cíli
by měla vést cesta plná překážek v podobě plněných úkolů, prokázaných vědomostí,
dovedností popřípadě jejich srovnání se soupeři. Jedním z hlavních cílů celé hry je zapojení
pokud možno celého kolektivu třídy bez rozdílu úrovně vědomostí, nadání pro obory kterých
se aktivity týkají či jakýchkoli jiných omezení.
Princip hry jako takový by měl být snadno oddělitelný od vlastního obsahu
jednotlivých úkolů a tím snadno přizpůsobitelný podmínkám na konkrétním výjezdu
Astrobusu. Zcela klíčová je možnost přizpůsobit úroveň obtížnosti plněných úkolů a tím i celé
hry věku posluchačů popřípadě typu školy, kterou navštěvují. Tento předpoklad je o to
9
silnější, že přizpůsobení a volba obtížnosti hry musí být možné na místě bez předchozí
přípravy, neboť není výjimkou, že v okamžiku objednávky není přesně známo například
věkové složení účastníků akce a jejich přesný počet (např. v případě letního tábora) nebo jsou
tyto informace nepřesné a posádka Astrobusu se s danými podmínkami seznámí skutečně až
na místě.
Omezením hry se stane nejspíš pouze maximální počet účastníků, zejména s ohledem
na předpoklad aktivní účasti na plnění úkolů. Typické nasazení hry se předpokládá u výjezdů
Astrobusu, kde se počet účastníků akce bude pohybovat okolo 50. Teoreticky by se dal
stanovit i minimální počet, pro který je hra ještě proveditelná, leč nepředpokládá se, že by
tohoto limitu bylo kdy v praxi dosaženo. Návštěvy na akcích menšího rozsahu (např. méně
než 20 účastníků) jsou velmi ojedinělé už jen z důvodu rentability pro objednatele, navíc je
v těchto případech program připravován čistě individuálně.
Celkový čas trvání hry by se měl pohybovat mezi 60 – 90min podle podmínek.
3.2.
Postupy
Princip hry vychází z často používaného schématu deskových her odvozeného od
průchodu hráčů lineárním hracím polem na základě losované délky postupu v každém kole.
První hrou tohoto typu byla na počátku 18. století vydaná Anglická hra "The Royal and the
most Pleasant Game of Goose" (Královská a nejrozkošnější husí hra). Původní hra ze, které se
vyvinulo posléze notoricky známé "Člověče nezlob se" nebrala tolik do úvahy strategii při
postupu hráče hracím polem zato přisuzovala polím hry další vlastnosti, které hru
ovlivňovaly. Abuga jako hra vychází z podobného konceptu, kdy je postup hracím polem
čistě věcí náhody (resp. "řízené náhody" viz. dále) a těžiště hry spočívá právě na funkci polí
na, které zúčastněné týmy vstupují [1][2].
Hra je pojatá jako multimediálně podporovaný průchod určitou trasou, na které je
třeba řešit úkoly, prokázat znalosti či soupeřit s druhým týmem. Nosnou linku hry tvoří příběh
na téma letu kosmické lodi od Země směrem ke hvězdám. Kosmická loď prolétá nejprve
prolétá Sluneční soustavou a během tohoto letu účastníci hry vlastně teprve poznávají různá
úskalí, se kterými se během letu ke hvězdám jejich pravidla setkají. Zároveň se seznamují
s tím jak vůbec Sluneční soustava funguje, co se v ní nachází popřípadě jaké nástrahy jim
může přichystat. Ze hry by sice měl vyjít jeden z týmů jako vítěz avšak závěr hry ukáže, že
ačkoli je vítězství prokazatelné v kontextu celého příběhu jsou rozdíly nepatrné (viz. kap.
Ukončení hry).
3.2.1.
Organizace
Organizačně je hra koncipována pro dva týmy účastníků. Tato volba vyplývá hned
z několika důvodů:
• Posádku Astrobusu tvoří minimálně dva zaměstnanci hvězdárny. Předpokládá se, že
každý z nich bude „navigátorem“ jednoho z týmů.
• Počet dvou týmů se jeví ideální pro mnoho úkolů ať již individuální (pro každý tým
zvlášť se společným vyhodnocením) tak pro úlohy konfrontační (dva týmy soutěží
proti sobě).
• Při větším počtu týmů by se hra zbytečně znepřehleďňovala a organizačně
zesložiťovala. Navíc vzhledem k tomu, že doba trvání hry je více méně daná, tak by
byl efekt tvorby více menších týmů bez výrazného efektu.
10
•
Dva týmy jsou též optimální pro vizualizaci výsledků hry a postupu týmů na
velkoplošné projekci.
Hra začíná tím, že je nutné celou skupinu účastníků rozdělit na dva, od té chvíle si
konkurující týmy. Pro toto úvodní rozdělení zřejmě není nutné stanovovat nějakou přesnou
metodu a bude záležet na situaci a zvážení posádky Astrobusu, jakou metodu zvolí.
V případech již existujících logických skupin (typicky např. dvě školní třídy) je nejspíš
vhodné tyto respektovat. Není-li k dispozici takto jednoduchý klíč k rozdělení, může
rozdělení do týmů určit například los. Obě možnosti mají své zřejmé klady a zápory. U již
existujících týmových vazeb může být výhodou jistá znalost kolektivu a tím například
většímu otevření při spolupráci, naopak losování může vést k navazování kontaktů a větší
pestrosti týmů. V každém případě by mezi týmy neměl být patrný zřetelný rozdíl. V případě,
že by toto hrozilo, bylo by vhodnější volit pro rozdělení zmiňovaný los či jinou metodu
přirozeně nastolující rovnováhu.
Každý tým má ve hře svého „navigátora“, jednoho z posádky Astrobusu. Ten se sice
nebude přímo hry účastnit, ale bude svému týmu nápomocen při nejasnostech a bude mu
zadávat úkoly případně hodnotit výsledky. Pro postavu „navigátora“ je v příběhu hry místo na
Zemi v řídícím středisku odkud navádí kosmickou loď účastníků po trase od úkolu k úkolu.
Hry by se v žádném případě neměli aktivně účastnit dospělí (učitelé, vedoucí,
praktikanti). Jedinými dospělými ve hře budou „navigátoři“ tvořící záchranu týmu v situacích,
kdy by si nevěděl rady … ovšem přes propast „virtuálních“ milionů kilometrů, které
v příběhu dělí týmovou loď od Země.
3.2.2.
Zahájení
Hra je zahájena výkladem příběhu o kosmických plavidlech vydávajících se k cizím
hvězdám hledat tam mimozemský život. Úvod do hry by měl obstarat zhruba 5min blok
mluveného slova v kombinaci s promítaným obrazem a videem seznamující účastníky
s dlouhou a trnitou cestou Sluneční soustavou a nastíněním úkolů, které je čekají. Závěr by
mělo tvořit krátké, stručné a jasné seznámení s pravidly a systémem hry.
Před vlastním startem hry dostanou týmy jako první úkol zvolit název kosmické lodi,
ve které pocestují ke hvězdám. Tento název je coby jméno týmu bude provázet po celou dobu
hry.
3.2.3.
Pravidla a herní plán
Herním plánem bude vhodně graficky a animačně zpracované klasické schéma
deskových her typu „člověče nezlob se“. Po trase od startu k cíli se budou pohybovat
kosmické lodi týmů na základě (pseudo)losovaných „hodů kostkou“. Trasa herního plánu
bude čistě lineární bez odboček a křížení. Postup bude jednoznačný a to směrem vpřed.
Na jednotlivých polích budou týmy narážet na úkoly jak teoretického tak praktického
charakteru. Za splnění úkolu obdrží týmy body, které pak stanovují výsledek celé hry. Úkoly
na běžných polích jsou individuální a vesměs časově nenáročné (např. zodpovězení otázky).
Pokud se dva týmy setkají na jednom hracím poli, nenastává „vyhození“ týmu ze hry jako
v „člověče nezlob se“, ale přichází na řadu konfrontační úkol, který plní oba týmy najednou.
Výsledek, případně forma splnění jednoho týmu je pak vyhodnocena jako vítězná a je jí
přiřazeno patřičné bodové ohodnocení.
Postup po herním plánu je řízen virtuální hrací kostkou promítanou na velkoplošné
projekci. Jak již bylo v předchozím textu naznačeno, výsledky hodů nebudou úplně náhodné,
ale bude je řídit (pseudo)losovací algoritmus známý např. z výherních automatů (na těch také
11
bohatnou vždy a jen jejich vlastníci). Tento postup, i když není vůči účastníkům hry příliš
v rámci fair-play, byl zvolen opět z několika důvodů:
• Hra je koncipována jako primárně výuková a poznávací, nikoli jako soutěžní. Důraz je
tedy kladen především na to, aby se týmy dostaly ke splnění opravdu všech úkolů než,
aby prošly k cíli herního plánu co nejrychleji a úkoly po cestě míjely.
• Je tím zaručena jistá vyváženost – jeden z týmů nemůže „výrazně utéct“ jinému jen
díky tomu, že mu padala vysoká čísla na kostce.
• Je zaručen průchod určitým počtem „konfrontačních úkolů“ u kterých se počítá
s relativně velkou atraktivitou
• Poslední důvod je čistě technického charakteru. (Pseudo)losovací algoritmus zaručuje
možnost roll-backu (tj. obnovení) stavu celé hry po nenadálém přerušení - například
vlivem výpadku el. energie. Tento obranný mechanizmus vychází ze zkušenosti, kdy
programy Astrobusu jsou mnohdy provozovány v podmínkách zcela neslučitelných
s provozem takových zařízení, jako jsou přenosné počítače nebo datové projektory.
S haváriemi je nutné předem počítat nehledě na případy, kdy je na letním táboře nutné
stan, ve kterém probíhá projekce, kvůli blížící se bouři evakuovat.
•
•
•
•
(pseudo)losovací algoritmus bude tedy sestaven podle následujících kritérií:
Možné průchody týmů hracím plánem budou předem předpočítány a uloženy v paměti
vizualizační aplikace.
Konkrétní průchod (tj. varianta hry) bude losována/volena před zahájením hry
z patřičného počtu možností … např. sto.
Konkrétní průchod bude zaručovat, že oba týmy projdou od startu do cíle stejným
počtem kroků a tudíž budou mít možnost řešit stejný počet bodově hodnocených úkolů
(např. 10).
Konkrétní průchod bude zaručovat, že po trase dojde k určitému množství „setkání
týmů“ a tím i plnění atraktivních konfrontačních úkolů.
Zjednodušeně řečeno: Již na začátku hry bude mít vizualizační aplikace
předpřipravenou řadu hodů kostkou pro každý tým s ohledem na to, aby si oba týmy „co
nejvíce zahrály“ a jeden druhému výrazně „neutekl“.
Naštěstí díky grafickým a programovým možnostem dnešních vizualizací nebude
problém schovat funkci algoritmu pod iluzi opravdového losování a to včetně interakce (tj.
účastníci řeknou „STOP“ a kostka se zastaví – samozřejmě na tom správném čísle). Navíc, to,
která posloupnost čísel byla zvolena bude zapsáno pouze v jádru vizualizační aplikace. Ani
navigátoři tedy nebudou mít možnost dopředu odhadnout, jak se hra bude vyvíjet, případně
který tým dorazí do cíle jako první.
3.2.4.
Technika
Technickou podporu hry bude tvořit přenosný počítač (notebook), datový projektor a
ozvučovací aparatura. Jelikož se počítá s nasazením hry pouze pro menší skupiny účastníků
(tj. pod 60), nepředpokládá se přenos hlasu mikrofony.
Jádro technické podpory hry tvoří vizualizační aplikace, která řídí chod hry, realizuje
(pseudo)losování, zobrazuje průběžné výsledky a v neposlední řadě promítá obrazový a
zvukový doprovod zadání jednotlivých úkolů. Chod aplikace je řízen jedním z navigátorů. Při
řízení hry se předpokládá použití standardních prezentačních pomůcek jako jsou bezdrátové
ovladače nebo laserová ukazovátka.
Vizualizační aplikace je implementována v prostředí Adobe Flash/Shockwave.
12
3.2.5.
Délka hry a pseudoserie
Jedním z klíčových úkolů při sestavování celé hry byl zdánlivě zcela banální problém:
zvolit její délku tak, aby vyhověla všem předpokladům. Předpoklady rozsahu hry se dají
shrnout do následujících bodů:
•
•
•
•
•
•
•
Celkový čas: 60-90min
Čas 12 min. nutno vyjmout pro zahájení, výklad pravidel, úvodní příběh, prostor na
otázky a odpovědi a zakončení hry.
Rozumný celkový počet řešených úkolů/otázek.
Každý tým by měl během hry řešit stejný počet úkolů/otázek a tím měl zajištěnu
stejnou možnost zisku bodů.
Vhodný poměr úkolů konfrontačních ku samostatným.
Předpokládaná délka řešení jednoho kroku soutěže 2 min. (losování kostkou, zadání,
30 sekund pro tým na rozmyšlení, výklad řešení)
U konfrontačních úkolů se předpokládá delší čas jak na zadání tak na vlastní řešení - 5
min.
Časová rozvaha délky hry:
Úvod (příběh, pravidla)
10 samostatných úkolů pro každý tým ... 2 x 10 x 2 min
5 konfrontačních úkolů
Závěr
Rezerva
7 min
40 min
25 min
5 min
+ 20%
Celkem 93 min.
Takto striktně matematicky počítaný čas hry je samozřejmě pouhou teorií a
proto jsou předpokládané hodnoty délky jednotlivých částí hry nadhodnoceny a přidána
pětinová rezerva. Zároveň takto nastavený rozsah hry není reálné ukončit dříve než za 60 min.
což je předem deklarovaná minimální délka této části programu.
Pro další analýzu takto nastavených parametrů a zejména pro vytváření
pseudonáhodných sérií hodů kostkou pro jednotlivé týmy byla naprogramována aplikace
pseudoseries (Generátor pseudonáhodných řad hodů kostkou). Aplikace je navržena ve
vývojovém prostředí Borland Delphi 5 a poskytuje jak vizuální výstup pro ladění parametrů
hry, tak výstup hotových řad ve formě textu. Aplikace umožňuje libovolně nastavovat
parametry hry a testovat její průchodnost pomocí hodu kostkou. Grafické rozhraní aplikace je
znázorněno na obrázku.
13
[obrazovka generátoru řad hodů kostkou]
Jádrem aplikace je losovací algoritmus, který se snaží sestavit řadu hodů kostkou se
strukturou blízkou náhodnému losování tak aby splnil zadané parametry. V případě uvedeném
na obrázku je délka celého hracího plánu 50 polí, počet úkolů 10 a počet setkání
(konfrontačních úkolů) 5.
K implementaci losovací aplikace se váže malá zajímavost ohledně algoritmické
složitosti řešeného problému. Jelikož se jedná o stanovení řady hodnot n kostek za sebou, má
algoritmus prostého testování všech kombinací (tzv. brute-force algoritmus) exponenciální
složitost. Tato složitost je pro implementaci krajně nevhodná což dokázalo praktické testování
tak následná matematická rozvaha.
Při předpokládané délce série 20 (tj. např. 14 zastávek a 6 konfrontačních úkolů) je
počet možných kombinací k otestování 620 = 3656158440062976. Experimentálně bylo
ověřeno, že na dnešním běžném kancelářském počítači s procesorem Intel Pentium Celeron o
rychlosti 2.5GHz trvá testování 10000 kombinací 4 sekundy. Tento čas by bylo možné
redukovat optimalizací kódu nebo použitím nižšího programovacího jazyka (např. assembler),
ale jednalo by se o redukci v rozsahu násobků nikoli řádů. Z výše uvedeného vyplývá, že
zmiňovaný algoritmus by všechny situace v herním plánu vyhodnocoval 91403961001 sekund
tj. 3000 let :-) Stranou ponechme otázku, kolik je ve všech kombinacích hodů kostkou ukryto
vyhovujících řešení (mimochodem velmi zajímavý matematický problém), neboť je zřejmé, že
brute-force algoritmus použít nelze.
14
Algoritmus, který losuje pseudonáhodné řady hodů kostkou pro jednotlivé týmy je
založen právě na efektu exponenciální složitosti původního problému. Úloha, která je pro
série o 20 prvcích výpočetně zcela nezvladatelná, je bez problémů řešitelná pro 4 či 5 prvků a
to i v okamžiku, kdy se takovéto pokusy mnohokrát opakují. Losovací algoritmus tedy
postupuje následujícím způsobem:
1. Do hracího pole dané délky je náhodně umístěno N bodů setkání tj. okamžiků kdy
se oba týmy sejdou na stejné pozici a plní konfrontační úlohy. Při umisťování je
brán ohled na to, aby byla místa setkání rozmístěna více méně rovnoměrně (tj. ne
blízko sebe nebo nahromaděna v jedné části hry).
2. Vylosováním bodů setkání, se celé hrací pole a tím i série hodů kostkou dělí na N
částí z nichž každá může být losována samostatně. Je totiž jisté, že na jejím
začátku a konci se oba týmy opět setkají. Výjimku tvoří závěr hry, který je řešen
vylosováním jednoho dodatečného ("virtuálního") bodu setkání za cíl hry.
3. Losují se hody kostkou mezi jednotlivá místa setkání tak, aby se týmy opravdu
znovu setkaly.
4. U takto sestaveného průchodu celou hrou se kontroluje celkový počet hodů
kostkou tak, aby byl pro oba týmy stejný (a tím zajišťoval stejný počet řešených
úkolů). V případě nastavení hry uvedeného na obrázku je tato hodnota rovna 15
(10 zastávek + 5 setkání).
5. Pokud podmínka počtu hodů není splněna (což je vysoce pravděpodobné) celé
losování je opakováno znovu v dalším "kroku".
Experimentálně bylo ověřeno že algoritmus se pro smysluplné vstupní parametry
dobere řešení čase řádu sekund. V závislosti na parametrech může samozřejmě docházet k
tomu, že některé vylosované kombinace nejsou vůbec řešitelné, proto má aplikace
implementovánu "záchrannou brzdu" v podobě limitu 1 000 000 pokusů na jedno řešení. Jak
je zřejmé z obrázku, pro zpracování série o 5 setkáních a 10 zastávkách bylo třeba ve dvou
pokusech 854 resp. 1256 kroků (tj. losovaného sestavení celého průchodu hrou). Spolu
s generovanými průchody herním plánem je vyhodnocována i struktura vytvořeného souboru
hodů kostkou tak, aby měl pokud možno rovnoměrné rozložení hodnot hodu, tj. aby co
nejvěrněji simuloval skutečné losování.
Hlavním produktem aplikace jsou soubory vylosovaných řad, které jsou pak zdrojem
dat vizualizační aplikaci. Předpokládá se, že vizualizační aplikace bude na začátku hry vybírat
ze sta předpřipravených (a platných) průchodů hrou. Sestavení takovéhoto souboru trvá v
kombinaci 50/5/10 (délka/setkání/zastávky) 7s [245 tis. kroků] a pro kombinaci 60/5/15 43s
[7 mil. kroků].
Příklad vygenerovaného průchodu herním plánem:
[2031 kroků] (počet pokusů o sestavení průchodu)
A:465343243631426 (série hodů kostkou pro tým A)
B:554425135433235 (série hodů kostkou pro tým B)
---AB----X---BA--X-B-A--XBA-B-A--X---B-AB-AX-B-AB|---B-A-----(schematicky znázorněný průběh hry)
15
3.2.6.
Herní úkoly
Hra rozeznává dva typy úkolů, samostatný a konfrontační. V samostatném úkolu tým
dostává zadání např. typu otázka - možné odpovědi. Konfrontační úkoly řeší oba týmy
současně, přičemž jeden vždy z konfrontace odchází jako vítězný. Mají vesměs formu aktivit
nebo praktických úloh. Jsou-li řešeny úkoly samostatné, počítají pravidla se zapojením obou
týmů formou "sázky na protiodpověď". Tím je řešeno zapojení a vytížení obou týmů při
řešení samostatných úkolů.
Příklad postupu:
1. Tým A je na tahu a dostává úkol/otázku.
2. Oba týmy mají čas na rozmyšlenou - typicky 30s.
3. Tým A odpovídá. V případě správné odpovědi získává bod.
4. Tým B může odpovědět také, a má tím možnost získat bod soupeře v případě že
tento neodpoví správně. Riskuje tím ovšem, že naopak o bod přijde v okamžiku
kdy ani jeho odpověď správná nebude.
5. Vyhodnocení otázky se samozřejmě děje až poté co odpoví oba týmy. To
vzhledem k tomu, že na některé otázky lze odpovídat pouze ANO nebo NE.
Následuje seznam úkolů pro základní variantu hry. Celkový koncept předpokládá, že
takovýchto sad úkolů vznikne více a bude je možné nasadit například pro různé věkové
skupiny. Zadání úkolu je vždy co nejjednodušší, uvedený komentář pak vysvětluje jeho
podstatu a motivace, které k jeho zadání vedly. Předpokládá se, že na velkoplošné projekci se
objeví pouze zadání jeho výklad je na "navigátorovi", který úkol/otázku svému týmu zadává.
Součástí každého úkolu je i vizuální složka (obrázek, animace, krátké video), které slouží
přímo pro zadání otázky, nebo má doplňující a ilustrační charakter.
Otázky a herní úkoly jsou koncipovány tak aby byly samy o sobě zajímavé, přinášely
nějakou zkušenost nebo nabízely neobvyklý pohled na danou věc. Nepředpokládá se, že
účastníci hry budou znát správné odpovědi na všechny otázky (či dokonce na jejich většinu).
Hra je koncipována jako výuková, takže chybná odpověď nabízí možnost vysvětlení.
3.2.7.
Samostatné úkoly
Samostatné úkoly jsou rozdělené do jednotlivých tématických bloků, které
korespondují s grafickým řešením herního plánu. Lodě obou týmů startují ze Země a postupně
prolétají okolo Měsíce, Slunce, planet, drobných těles Sluneční soustavy aby nakonec vylétly
do mezihvězdného prostoru.
16
Blok A - Země z kosmu
Úkol č. 1.
Země z oběžné dráhy [6]
Na který světadíl se z kosmu díváme?:
[bez možností]
Úkol č. 2.
Grónsko z družice NOAA [8]
Proč se Zemi říká „Modrá planeta“?:
[bez možností]
Úvodní otázky hry více méně zahřívací. Seznamují týmy (posádky kosmických lodí)
s tím jak Země z kosmu vypadá. Mají ozřejmit i klasické slovní spojení „modrá planeta“
a jeho kořeny.
17
Blok B - Na Měsíci
Úkol č. 3.
Alan Shephard na povrchu Měsíce v rámci mise Apollo 14[10]
Vlajka na obrázku vlaje protože:
[a] fouká vítr.
[b] s ní kosmonaut mává.
[c] je v ní strčený drát, aby vypadalo, že vlaje.
Známá "záhada vlající vlajky" se konečně dočká svého vysvětlení. Podstata otázky
dokonce patří k výzbroji těch méně bystrých záhadologů snažících se zpochybnit samotnou
návštěvu člověka na Měsíci. Pravdou zůstává, že na Měsíci není atmosféra, tedy vlajka vlát
dost dobře nemůže, na stranu druhou bylo společensky zcela nepřijatelné, aby americká
zástava visela na povrchu kosmického tělesa zplihlá jako kus hadru. A tak, ačkoli je to na
první pohled k nevíře, přišel ke slovu vhodný kus drátu. [12]
Úkol č. 4.
mise Apollo 16 – přistávací modul Orion a Rover[9]
18
Stojíte
na
povrchu
Jsou vidět i hvězdy?
Měsíce.
Je
den,
Slunce
svítí.
[odpověď typu ANO/NE]
Otázka je založena podvědomém propojení hvězd s nocí. Hvězdy jsou vidět ze Země
opravdu jen v noci, to ovšem na jiných tělesech zdaleka platit nemusí. Na vině je atmosféra,
která na Zemi ve dne přezáří svit hvězd. Měsíc atmosféru nemá, tudíž hvězdy jsou z jeho
povrchu vidět i ve dne [12].
Úkol č. 5.
Americký astronaut s českými kořeny Eugene
Cernan řídí Rover v rámci mise Apollo 17[6]
Proč
měsíční
vozidlo
amerických
elektřinu a ne na benzín?
astronautů
jezdilo
na
[slovní odpověď]
Hráči by měli logickou úvahou dospět k tomu, že benzínový motor by nemohl na
Měsíci fungovat, protože na Měsíci chybí vzduch (nemá atmosféru ), který je k chodu
spalovacího motoru nutný.
19
Blok C - Okolo Slunce
Úkol č. 6.
Z řídícího centra na Zemi přišel příkaz nasměrovat
teleskopy na nejbližší hvězdu. Která to je?
palubní
[bez možností]
Jeden z klasických chytáků, kdy každý na první pokus přemýšlí, která hvězda noční
oblohy je vlastně nejblíže. Znalci encyklopedií dokonce bleskově reagují: „Proxima
Centauri“. Přitom nejbližší hvězdou ke kosmické lodi plující Sluneční soustavou je zcela
nepochybně samotné Slunce.
Úkol č. 7.
Na obrázku je výbuch na Slunci (protuberance). Jak velká je
oproti němu Země?
[odpověď A/B/C/D/E]
Test praktického použití poučky, že Země je zhruba 100x menší než Slunce. Číslo
samotné neřekne tolik co grafické znázornění, kdy si člověk uvědomí, že většina útvarů na
Slunci, které jsou známé z fotografií je několikanásobně větší než celá zeměkoule [3].
20
Úkol č. 8.
Světlo a teplo táboráku máme jen díky tomu, že
svítí Slunce. (pálíme dřevo stromu, který by bez
Slunce nevyrostl)
Jaký zdroj energie by
(nikdy) neexistovalo?
[a]
[b]
[c]
[d]
[e]
fungoval
i
kdyby
Slunce
Mlýnské kolo na potoce
Benzínový spalovací motor
Uhelná tepelná elektrárna
Vrtule poháněná větrem
Atomová elektrárna
Otázka dává možnost poznat a naplno si uvědomit význam Slunce jako opravdu
jednoho z mála (ne-li jediného) zdroje energie, který lidstvo má. Jakákoli fosilní paliva, či
přírodní zdroje jsou, kromě kontroverzní energie jaderné, de-facto různým způsobem
zakonzervované dávky energie Sluneční. Počínaje silou větru a tekoucí vody a konče silou
benzínového motoru, vše je různými způsoby transformovaná energie Sluneční. [3]
21
Blok D - Planety
Úkol č. 9.
Mars Hubblovým teleskopem
během opozice r. 2001[11]
Které planetě se říká „rudá“?
[bez možností]
Jedna z klasicky encyklopedických otázek na známý pojem „rudá planeta“. Název se
vyskytl i v titulu úspěšného Sci-Fi filmu „Red Planet“. Charakteristické červené zbarvení
povrchu Marsu je dáno vysokým zastoupením oxidů železa na povrchu. S odkazem na
červené zabarvení dostal Mars také jméno po bohu války Martovi, kde rudá měla
symbolizovat prolévanou krev. [3]
Úkol č. 10.
Venuše nad observatoří Mt. Paranal, Chile [15]
Které planetě se říká „Večernice“ nebo „Jitřenka“?
[bez možností]
Lidové názvy pro planetu Venuši jsou dost možná daleko více zapsané v povědomí
než samotné jméno planety. Vycházejí ze skutečnosti, že Venuše obíhá vzhledem k Zemi po
vnitřní dráze (blíže ke Slunci) tím pádem se od něj může na obloze vzdálit maximálně 47º.
Typicky je tedy pozorovaná za rozbřesku těsně před východem Slunce nebo naopak těsně po
22
jeho západu, za soumraku. Její vysoké albedo (schopnost odrážet sluneční světlo) jí navíc
propůjčuje nebývalý jas, takže ji lze bez problémů spatřit i na neztemnělém nebi. Je třetím
nejjasnějším objektem oblohy po Slunci a Měsíci [3].
Úkol č. 11.
Koláž [14]
Které planety mohu spatřit ze Země na obloze očima?
[bez možností]
Pět planet (Merkur, Venuše, Mars, Jupiter a Saturn) zná lidstvo už od starověku.
K jejich spatření není třeba dalekohled a jejich soustavné pozorování mělo v historii hluboké
kořeny v Astrologii kdy bylo jedním z hlavních klíčů k předpovídání budoucnosti. Uran byl
za pomoci dalekohledu objeven Williamem Herschelem v roce 1781 [4], Neptun pak až
v roce 1846 dle rok staré matematické předpovědi [5].
Úkol č. 12.
Jupiter ze sondy Cassini [spda]
23
Dá se na Jupiteru přistát?
[odpověď typu ANO/NE]
Odpověď na otázku boří mýtus o tom, že na každé planetě to musí vypadat „v principu
podobně“ jako na Zemi. Není tomu tak. Jupiter i ostatní velké planety (Saturn, Uran a
Neptun) jsou plynné koule složené převážně z vodíku, takže přistát se na nich rozhodně nedá.
Do atmosféry planety se dá pouze shodit na padáku „přistávací“ modul , který stále klesá do
hloubky planety než jej tlak rozdrtí.
Úkol č. 13.
Vyschlá řečiště na Marsu ze sondy Viking Orbiter [14]
Na rýhy na povrchu Marsu znázorněné na obrázku jsou:
[a] Praskliny vzniklé zemětřesením (marsotřesením)
[b] Vyschlá koryta dávných řek
[c] Chyby na snímku, nic podobného na Marsu není
Myšlenka vody na Marsu je pro mnohé ještě dnes domněnkou, přitom bylo již
bezpečně prokázáno že tekutá voda (řeky, jezera) tvořila kdysi nedílnou součást tamní
krajiny. Jedním z důkazů jsou právě stopy po vodní erozi velmi dobře známé ze Země –
vyschlá říční koryta a pánve, zvětralá úbočí meandrujících údolí.
24
Úkol č. 14.
Seřaďte tělesa Sluneční soustavy podle velikosti.
[odpovědí bude 6 jmen seřazených podle velikosti]
Tělesa jsou záměrně zobrazena stejně, aby poměry velikostí na obrázku nemátly.
Jediný problematický bod otázky je v rozhodnutí zda je Mars větší než Země či obráceně.
Řešení otázky bude doplněno vizuálním znázorněním poměru velikostí (je-li to vůbec možné)
spolu s číselnými hodnotami průměru těles.
Vizualizace řešení předchozího úkolu
25
Blok E - drobotina Sluneční soustavy
Úkol č. 15.
Meteor roje Leonid r. 2002 foto © Tomáš Tržický
Co je to padající hvězda?
[a]
[b]
[c]
[d]
Hvězda, která opustí své místo a letí volně prostorem.
Hvězda, která padá do černé díry.
Kamínek, který vletí do atmosféry Země a shoří.
Optický klam, nemá s vesmírem nic společného.
Další obecně známý a používaný pojem, který účastníci hry budou buď znát, nebo se
v horším případě dozví, co znamená. Při vyhodnocení otázky by mělo být připomenuto, že
správně se „padající hvězdě“ říká meteor.
Úkol č. 16.
Ilustrační foto komety + jádro komety Halley ze sondy Giotto [15]
26
K čemu se dá nejlépe přirovnat jádro komety?
[a]
[b]
[c]
[d]
K vybuchujícímu granátu
Ke žhavému oleji na pánvi
K tající sněhové kouli
K ničemu, s čím se můžeme v životě setkat
Trik vzniku komety tkví v tom, že její miniaturní jádro není nic jiného než malé těleso
složené převážně z vodního ledu. Přiblíží-li se kometární jádro ke Slunci, začne tát a vytvoří
za sebou stopu tající vody a drobných kousků hornin, které pak tvoří charakteristický chvost
komety. Přirovnání k tající sněhové kouli je překvapivě takřka přesné.
Úkol č. 17.
Ilustrace + koláž [17]
Co uslyší kosmonaut na Měsíci, když před něj dopadne meteorit?
[slovní odpověď]
Už samotná představa dopadu meteoritu je provázena představou výbuchu, vzniku
kráteru a jiné destrukce, která se neobejde bez patřičně děsivých zvuků. Bohužel je to pouze
iluze, kterou do nás hluboko zasely vědeckofantastické filmy a televizní pořady. Na Měsíci
podobně jako na mnoha ostatních tělesech Sluneční soustavy není atmosféra (vzduch) takže
zvuk se nemá čím přenášet. Dopad meteoritu a vznik kráteru tedy proběhne zcela potichu.
27
Úkol č. 18.
Ilustrace [17]
Co opravdu vyhubilo dinosaury?
[a] Obrovský výbuch způsobený dopadem asteroidu
[b] Změna počasí na celé Zemi způsobená dopadem asteroidu
[c] Dinosauři nevyhynuli, stále tu někde žijí
Před 65 miliony let vyhynula celá jedna třída živočichů jako následek srážky Země
s asteroidem (planetkou). K takovýmto srážkám dochází statisticky jednou za 300 mil. let
[18] a není pochyb o tom, že v případě podobného impaktu by byl dnes na řadě člověk. Málo
známý je však fakt, že dinosauři nevyhynuli následkem srážky jako takové, ale následkem
globálních klimatických změn, které srážka vyvolala. Náraz vymrštil do atmosféry ohromné
množství vody a pevného materiálu, který na celé planetě odstínil Sluneční svit a způsobil
globální změnu klimatu. Následné ekologické katastrofě padlo za oběť 70% živočišných
druhů včetně dinosaurů. [20]
28
Blok F - Ke hvězdám
Úkol č. 19.
Ilustrace © Christian Kraemer
Vaše vesmírná loď překročila 3. kosmickou rychlost, opustila
Sluneční
soustavu
a
letí
vstříc
ke
hvězdám.
Kdyby motory vypnula … kdy se zastaví?
[a] Okamžitě jak motory vypne
[b] Záleží na rychlosti kterou má
[c] Pokud sama nezabrzdí, poletí navždy
Opět otázka na pochopení souvislostí a důsledků fungování jednoho ze základních
fyzikálních zákonů - zákona o zachování energie. V běžném životě přijde člověku zcela
přirozené, že co se dá do pohybu, to se jednou zastaví, ať již jde o kutálející-se míč nebo
automobil. Přitom jsou to pouze důsledky působení dalších vlivů (sil), které ovšem
pokládáme za zcela samozřejmé – například tření o vzduch. Co se jednou dá do pohybu ve
Vesmíru, pohybuje se již navždy, nenajde-li se síla, která by to zastavila. A ta se ve většině
případů nenajde.
Úkol č. 20.
Ilustrace © Kimmo Isokoski
29
Vaše loď vyletěla za dráhu Pluta a opouští Sluneční soustavu.
Jak dlouho poletí rádiový signál s naší zprávou zpět na Zem?
[a] Několik vteřin
[b] Několik minut
[c] Několik hodin
Ačkoli se zdá, že Sluneční soustava není v kosmických měřítcích nijak veliká (a ona
opravdu není), tak má rozměry světelných hodin. Signál z Pluta letí k Zemi více než pět hodin
[3] s malou odchylkou závislou na vzájemné poloze obou planet. Zpoždění signálu si také
vynutilo stavbu kosmických sond z vlastní umělou inteligencí, neboť přímé ovládání sondy ze
Země není kvůli prodlevě možné ani u planet blízkých (Mars, Venuše) natož u vzdálenějších.
Úkol č. 21.
Otázka bonusová
Ilustrace © Kimmo Isokoski
Existuje mimozemský život?
[a] Ano
[b] Ne
[c] Nevíme
Na otázku zda existuje život mimo není jednoznačná odpověď. Často se tvrdí, že se
jedná spíše o věc názoru, než důkazů. Každopádně je zřejmé, že vývoj života mimo Zemi
principielně možný je. Alespoň se zdá, že tomu žádné přírodní zákony nebrání [22]. Naopak
setkání dvou vyspělých civilizací v čase a prostoru je téměř vyloučené. O to se bohužel
přírodní zákony postaraly takřka dokonale. Takže odpověď na otázku by měla pro všechny
z nás znít „C“. Jednoduše nevíme.
Otázku bonusovou dostane možnost zodpovídat tým, který na body prohrává, tak aby
minimálně symbolicky mohl na poslední chvíli upravit skóre.
30
3.2.8.
Konfrontační úkoly
Úkoly konfrontační vykonávají oba týmy současně. Jejich výsledky se navzájem
porovnávají a body za splnění úkolu si typicky odnáší tým vítězný. Konfrontační úkoly jsou
algoritmem pro sestavování průchodu hrou rozmístěny více méně rovnoměrně po herním
plánu a plní tím i funkci jistého předělu změnou rytmu hry. Statisticky vychází zhruba jeden
konfrontační úkol na každých 10 min. běhu hry. Konfrontační úkoly jsou koncipovány jako
spíše praktické, některé z nich vyžadují pohyb účastníků v prostorách, kde se hra koná a
používají se při nich pomůcky. Zvláštní charakter má i hodnocení konfrontačních úkolů, kdy
jsou vzhledem k větší náročnosti hodnoceny max. 2 body. V některých případech lze vítěze
určit jednoznačně a přidělit body stylem 2:0 ve prospěch vítěze. V případech, kdy tak učinit
nelze, se nabízí jistá flexibilita v možnostech bodování – např. 2:1 či 1:1. O přidělení bodů
rozhodují navigátoři. Smysl pro fair-play z jejich strany se zejména v tomto momentě pokládá
za samozřejmost.
Úkol č. 1.
Pohled z raketoplánu
Týmy dostanou každý po tužce a papíru, na plátno bude promítnuta
následující fotografie. Úkolem týmů je dohodnout se a sepsat popisky
k jednotlivým jevům označeným písmeny. Na papíře, který týmy dostanou bude
navíc uvedena konkrétní otázka/upřesnění ohledně místa na snímku, které je
nutné popsat.
Evropa a Atlantik z raketoplánu Columbia [16]
31
Otázky k obrázku:
•
•
•
[A] Co je velká modrá plocha a malé světlé tečky na ní?
•
•
•
•
Co značí bílá barva v místě šipky [E] a zelená u [F]?
[B][C] Na jaké světadíly ukazují šipky?
[D] Proč je část fotografie tmavá a část světlá
(co se v těch místech děje)?
Co jsou světlé tečky [G] na tmavé části obrázku?
Jaká země/stát je uvnitř rámečku [H]?
Nakreslete křížek do mapy v místě, kde jsme my.
(na formuláři bude kopie části snímku)
Na plátno bude promítán překrásný snímek povrchu Země pořízený raketoplánem
Columbia, jehož posádka posléze padla za oběť závadě tepelné ochrany trupu při přistání.
Zabírá oblast severní části Atlantiku s malým fragmentem Severní Ameriky, Evropu a část
Afriky. Fotografie byla pořízena v okamžiku, kdy se nad západní Evropou smrákalo, takže je
názorně vidět, jak je část kontinentu ještě osvětlena a část je již tmavá. V tmavé oblasti jsou
zřetelně patrná velká města, která svitem veřejného osvětlení tvoří na snímku drobné světlé
body. Otázky pro soutěžící se týkají právě těchto jevů a vůbec celkovému pochopení všech
detailů, které snímek zobrazuje. Při zadání je nutné zdůraznit, že se nejedná o fotomontáž či
barevně upravený snímek, ale o opravdovou fotografii Země z raketoplánu ve stavu v jakém
v ten okamžik byla. Otázky jsou různé obtížnosti od jednoduchých (moře/ostrovy) po
relativně komplikované (svítící města, sníh v Norsku). Hodnocení se bude samozřejmě opírat
o to, který tým správně popíše více detailů snímku. Grafická úprava formuláře pro vpisování
odpovědí je v příloze. Je koncipován tak, aby šel v případě potřeby (větší počet účastníků hry)
rozstříhat na jednotlivé pruhy, které si pak účastníci mohou mezi sebe rozdělit a pracovat tak
ve skupinách. Možnost této alternativy je ponechána na rozhodnutí navigátorů před zahájením
hry.
Tento konfrontační úkol se nejvíce podobá úkolům samostatným (je víceméně
teoretický) proto je zařazován hned jako první na začátek hry, kdy není tolik potřeba
„osvěžovat“ její průběh pohybem či jinými aktivitami. Současně se na počátek hry hodí i
tematicky.
Úkol č. 2.
Nebeské divadlo
Úkolem obou týmů bude dohodnout se (nacvičit) a posléze „zahrát“ dva
sice ne část, ale o to zajímavější nebeské úkazy: zatmění Slunce a zatmění
Měsíce. Základem bude vybrat ze svého středu 3 herce (Slunce, Měsíc, Zemi)
ty kolem sebe nechat „obíhat“ tak jak se v přírodě děje a poté „zahrát“
situaci, při které nastávají zmiňované jevy. Týmy dostávají každý po třech
kloboucích různých barev (žlutá=Slunce, modrá=Země, bílá=Měsíc), které
budou při předvádění herce identifikovat a také baterku simulující svit
Slunce.
32
zatmění Slunce a Měsíce [26] + archiv autora
princip vzniku zatmění Slunce [27]
Princip vzniku zatmění Měsíce a Slunce je všeobecně známý. Měsíc či Země jako
tělesa, která nesvítí svým vlastním světlem vrhají stín. K zatmění dochází prochází-li jiné
těleso tímto stínem (Země stínem měsíčním = zatmění Slunce, Měsíc stínem zemským =
zatměním Měsíce). Dle zkušeností se běžně i v třídním kolektivu věkové skupiny pro kterou
je hra primárně určena najde někdo, kdo je schopen jej popsat. Nevěděl-li by si některý
z týmů s úkolem vůbec poradit, pomohou navigátoři.
Je praxí ověřeno, že takovéto „sehrání“ scény zatmění vede k pochopení jevu daleko
lépe a efektivněji než jakékoli diagramy, grafy a nákresy. Navíc se jedná o úkol, kde hlavní
roli hraje pohyb a aktivní účast několika členů týmu. V praxi se předpokládá, že na „cvičení“
se bude podílet minimálně větší část obou skupin, což bude pozitivně působit na udržení
pozornosti v rámci celé hry.
Úkol č. 3.
Postavte model Sluneční soustavy.
Oba týmy dostanou prvky modelu - miniaturní modely planet v měřítku.
Na projekční plátno je umístěn model Slunce. Jeho velikost je základní
referencí. Úkolem účastníků je rozmístit do prostoru okolo plátna (typicky
v místnosti) planety tak, jak si myslí, že jsou od Slunce daleko – v daném
poměru. Planety se samozřejmě do místnosti nemusí vejít všechny. Ty, které
33
se podle názoru účastníků na plochu nevejdou jsou odevzdány zpět. Tým jehož
rozestavení se bude více blížit realitě vyhrává.
Ilustrační snímky ze stavby modelu Sluneční soustavy v měřítku 1:2 500 000 000 prováděného
v rámci akce Prázdniny pod hvězdami r. 2006 [23]
Stavba modelu Sluneční soustavy je neopakovatelným zážitkem i pro dospělého, který
má představu o tom, jaké rozměry mají planety a jaké jsou mezi nimi vzdálenosti. Přímý
kontakt s realitou modelu dává jedinečnou možnost „osahat si“ těžko uvěřitelnou prázdnotu
meziplanetárního prostoru v kontrastu s miniaturními rozměry.
Ve „venkovní verzi“ modelu sluneční soustavy s měřítkem 1:2 500 000 000 vychází
rozměr Slunce na cca. 50 cm (běžný nafukovací míč). V relaci k němu mají planety
terestrického typu Merkur, Venuše, Země a Mars velikosti jednotek mm (hrášky) a planety
jako Jupiter a Saturn velikosti jednotek cm (ping-pongové míčky). Vzdálenosti „tělísek“ od
Slunce(míč) jsou poté následující: (minihrášek) Merkur – 24m, (hrášek) Venuše – 42m,
(hrášek) Země – 60m, …(ping-pongový míček) Jupiter – 312m, …(špendlíková hlavička)
Pluto – 2.3km! Stavbu provádíme tradičně v rámci akce Prázdniny pod hvězdami pořádané
pro frekventanty astronomického kroužku na hvězdárně v Rokycanech. Využívá se faktu, že
s hvězdárnou přímo sousedí plocha rokycanského letiště poskytující dostatek prostoru pro
stavbu.
Hlavním cílem tohoto úkolu není ani tak souboj obou týmů o body, jako vlastní
zkušenost se stavbou. Nepředpokládá se, že by se jakýkoli z týmů dokázal trefit alespoň
řádově – tj. umístit do středně velkého sálu dvě špendlíkové hlavičky a zbytek planet
odevzdat zpět. Zároveň s tím se nabízí velký prostor pro výklad a demonstraci rozměrů
Sluneční soustavy („Jupiter u branky na pozemek školy, Uran za kostelem“). Úloha nabízí
velkou variabilitu v závislosti na podmínkách kde se hra bude konat. Dětské tábory v přírodě,
kde program Astrobusu probíhá v polokrytých stanech či dokonce pod širým nebem budou
mít možnost realizovat stavbu takřka kompletní, pokud by využily celou plochu tábora (což se
ovšem nepředpokládá).
Pro použití ve hře je uvažován model v měřítku 1:10 000 000 000. Modely planet
budou zhotoveny ve dvou sadách jako samostatné předměty (materiály kov+plast). Rozměry
modelů planet a vzdálenosti mezi nimi ilustruje tabulka:
34
[Au]
Slunce
0
Merkur 0,4
Venuše 0,7
Země
1
Mars 1,5
Jupiter 5,2
Saturn 9,5
Uran 19,2
Neptun 30,1
Pluto 39,5
Vzdálenosti
Model [m]
[km]
0
60000000
105000000
150000000
225000000
780000000
1425000000
2880000000
4515000000
5925000000
0
6
11
15
23
78
143
288
452
593
[Země=1]
Průměry
[km] Model [mm]
109 1308000
0,3
3600
1
12000
1
12000
0,5
6000
11 132000
10 120000
4
48000
4
48000
0,2
2400
131
0,4
1,2
1,2
0,6
13,2
12,0
4,8
4,8
0,2
Je pravděpodobné, že mezi týmy bude docházet ke vzájemnému „opisování“ takže se
nepředpokládá, že by se konečná rozestavení obou sad planet výrazně lišila. S jistotou to
ovšem tvrdit nelze – to ukáže až zkušenost. Hodnocení úkolu by mělo reflektovat celkovou
situaci a průběh stavby. Přidělení bodů bude záviset čistě na úvaze, případně dohodě
navigátorů.
Úkol č. 4.
Zachraňte Mirandu
Příběh k úkolu:
Okolo planety Uran obíhá velmi podivný měsíc jménem Miranda. Jeho
povrch vypadá jako složený z mnoha kusů. Jak k tomu došlo není ještě úplně
známo, ale jedna z teorií praví, že měsíc prodělal obrovskou srážku s jiným
tělesem a rozpadl se. Postupem času se jednotlivé části zase přiblížily
k sobě a měsíc se z různých kusů poskládal zase zpátky. Příroda si vždy
dokáže nějak poradit. Dokázali byste to i vy?
Oba týmy dostanou skládačky měsíce Miranda. Úkolem samozřejmě je
složit celý měsíc pokud možno dříve než se to podaří soupeřům. Vítězný tým
obdrží body.
35
skládačka měsíce Miranda – foto: NASA [14]
Příběh Uranova měsíce Miranda zůstává nadále obestřen tajemstvím. Teorie že
nesourodý povrch měsíce vzniknul opětovným poskládáním už sice v dnešní době nepatří
k nejpravděpodobnějším, ovšem stále zůstává ve hře. Další teorie předpokládají že
rozbrázděný povrch vznikl intenzivní geologickou aktivitou podporovanou slapovými silami
Uranu [14][4]. Každopádně patří pohled na měsíc Miranda k jedním z nejzajímavějším ve
Sluneční soustavě.
Úkol pro týmy je relativně jednoduchý a přímočarý. Opět předpokládá alespoň mírnou
pohybovou aktivitu a je předpokládáno že vhodným způsobem předělí dva bloky
samostatných úkolů. Zprostředkovává také zkušenost informací o historii měsíce a je ověřeno,
že tato je poté lépe zapamatovatelná a interpretovatelná. Hodnocení je jednoznačné – tým
který složí Mirandu v kratším čase vítězí.
Úkol č. 5.
Odkrývačka
Jednoduchá úloha s prostým zadáním: „poznejte co je na obrázku“. Na
projekční plochu bude promítnuta síť 8*6 polí které zakrývají obrázek. Týmy
se střídají v odkrývání polí. Ten který první správně tipne co je na
obrázku vítězí.
36
odkrývání polí
Odkrývačka je variantou na známou soutěž typu „modří už vědí“ [29]. Vítěz je určen
jednoznačně, tudíž body obdrží vždy jeden tým. Obrázek komety byl vybrán záměrně,
protože se jednak hodí do fáze soutěže do které je úkol plánován a jednak proto, že ačkoli se
jedná o objekt všeobecně známý, není úplně triviální jej identifikovat, zejména není-li odkryta
klíčová část obrázku (oblast jádra komety). Jádro komety se navíc nenachází ve středu
obrázku, kde je obvyklé s odkrýváním začít.
Úkol č. 6.
Deska z Pioneeru
Příběh k úkolu:
„Roku
1972 byla odstartovala ze Země sonda Pioneer 10. Byla vůbec
první sondou, která proletěla pásem planetek za Marsem a zkoumala Jupiter a
byla také první sondou, u které se plánovalo, že opustí Sluneční soustavu.
Směřuje ke hvězdě Aldebaran v souhvězdí Býka vzdálené 65 světelných let.
(Může padnout mimosoutěžní otázka: ve kterém roce tam doletí?) Doletí k ní
za 2 miliony let.
Na její palubě je kromě přístrojů je deska velikosti
papíru se vzkazem pro mimozemské civilizace, kterým by se Pioneer 10
podařilo někde v mezihvězdném prostoru najít. Co byste mimozemšťanům
vzkázali vy?“
Oba týmy dostávají čistý papír a psací potřeby. Jejich úkolem je na
jeho plochu sestavit co nejvýstižnější a nejsrozumitelnější vzkaz pro
mimozemské civilizace. Během práce nebo před jejím začátkem by mělo být
připomenuto, že mimozemšťané zcela nepochybně nebudou znát naše písmo a
nebudou o zemi a lidech vědět vůbec nic. Přesto by měli vzkaz pochopit.
37
Sondy Pioneer 10 a Pioneer 11 na své konstrukci opravdu nesou nevelké plakety
vyrobené ze slitiny zlata a hliníku, na kterých je vyryt obrazový vzkaz pro mimozemské
civilizace. Autorem plakety je známý astronom a popularizátor Carl Sagan. Rytina je velmi
sofistikovanou konstrukcí, která má podat co možná nejkomplexnější informaci o lidské
civilizaci bez jakékoli předchozí znalosti. Jejím hlavním motivem je obrázek ženy a muže
v pozadí se siluetou sondy pro velikostní srovnání, dále diagram Sluneční soustavy a určení
pozice Slunce pomocí nejbližších pulsarů (hvězdy vydávající záblesky světla v přesně
definovaných periodách, tj. cosi jako galaktické majáky). Pro zakódování všech číselných
údajů je použita dvojková soustava (kombinace dvou znaků „|” a „–”) a jako základní časová
reference je použit fyzikální model atomu vodíku, což je nejběžnější a zároveň nejjednodušší
chemický prvek ve Vesmíru. Sagan předpokládal, že u civilizace, která bude eventuelně
schopná zachytit vesmírnou loď v mezihvězdném prostoru, lze předpokládat znalosti fyziky a
astronomie na takové úrovni, že bude schopná rytině plně porozumět [24][4].
plaketa sondy Pionner 10[4]
Samozřejmě se nepředpokládá, že účastníci hry sestaví něco, na čem špičkový
astrofyzik pracoval mnoho měsíců. Každopádně jde ale o zajímavý test kreativity a
vynalézavosti obou týmů. Čas na sestavení vzkazu je předpokládán okolo 5 minut, ale
v případě potřeby by určitě neměl být hlavním omezujícím kritériem. Úkol je umístěn ke
konci hry, kdy už bude zřejmé kolik času je k dispozici a v ideálním případě by týmy na práci
měly dostat tolik času, kolik budou samy potřebovat. Hodnocení úkolu bude na navigátorech.
38
Hodnotit by se měl především „nápad“ a také samozřejmě srozumitelnost pro případné
mimozemšťany.
3.2.9.
Vizualizační aplikace
Vizualizační aplikace je program vytvořený ve vývojovém prostředí
Macromedia/Adobe Flash MX. Toto prostředí je dnes standardem především pro graficky
bohaté a animované webové prezentace, je však možné jej použít i pro tvorbu samostatných
aplikací prezentačního či vizualizačního charakteru.
Vizualizační aplikace je v době tvorby této práce ve stádiu vývoje, takže jsou
k dispozici pouze teoretická schémata její funkce a nikoli náhledy obrazovek nebo funkční
alfa-verze. Aplikace je tvořena pro rozlišení 1024x768 pixelů v plné barevné hloubce, což je
dnešní standard pro přenosné datové projektory. Schéma jejího chodu vyjadřuje následující
diagram:
start
zahájení
servisní
režim
stavová
informace
volba souboru úkolů
volba průchodu
zadání jmen týmů
úvodní sekvence
přepínač týmů A/B
banka
průchodů
A
B
losování
zobrazení zadání
ukončení
banka úkolů
čas na rozmyšlenou
vyhodnocení
zobrazení řešení
závěrečná sekvence
přidělení bodů
konec
ano
konec hry?
ne
blokové schéma funkce VA
39
Vysvětlení jednotlivých fází chodu aplikace (VA):
• Start – spuštění vizualizační aplikace.
• Volba banky úkolů – v této fázi je volena banka úkolů pro daný běh hry. Aplikace je
stavěna tak, aby byl co možná nejvíce oddělen informační obsah (například znění
otázek a jejich řešení) od funkčnosti. Řešení modularity a variability obsahu bude
popsáno v dalším textu.
• Volba průchodu – souvisí s pseudonáhodným losováním postupu týmů hracím
plánem viz. kapitola „Délka hry a pseudosérie“. Průchody, tj. série hodů kostkou pro
jednotlivé týmy, jsou z důvodů zmiňovaných v kapitole „Délka hry a pseudoserie“
již předpřipraveny. V tomto kroku už je pouze zvolen daný průchod. V běžném
případě zvolí aplikace daný průchod sama na základě náhodného výběru, ale uživateli
(navigátorům) je ponechána možnost zvolit konkrétní průchod uznají-li to za vhodné.
Samozřejmě že obecně to není doporučeno, už z pohledu fair-play.
• Zadání jmen týmů – týmy si na začátku volí jména, která je pak doprovázejí po celou
dobu hry. Tato jména jsou zadána do VA aby se zobrazovala u ukazatele skóre a
otázek pro daný tým.
• Úvodní sekvence – série obrázků animací a doprovodného textu sloužící k prezentaci
úvodního příběhu hry.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Přepínač týmů A/B – týmy se střídají v losování kostkou, tazích na hracím poli a
plnění úkolů. Postupy jsou pro oba týmy samozřejmě identické.
Losování – hod virtuální kostkou. Ve skutečnosti je „vylosována“ hodnota
z přepočítané pseudonáhodné řady. Řady jsou uloženy v bance průchodů. Index
zvoleného průchodu je zadán nebo vylosován při startu hry (zvoleného průchodu).
Zobrazení zadání – je vybráno a zobrazeno zadání úkolu z předvolené banky
odpovídající danému hracímu poli. Zadání (podobně jako odpověď) je vybráno
z banky na základě preference určené na začátku hry (viz. volba banky úkolů) a
aktuální pozice týmu ve hře.
Čas na rozmyšlenou – každé zadání úkol obsahuje informaci o čase, který má tým na
jeho řešení. Čekací smyčka v podobě odpočítávacích hodin je z důvodu zjednodušení
a designové sourodosti integrována přímo do VA. Teoreticky je možné tento krok
přeskočit zadáním nulového času do zadání úkolu.
Zobrazení řešení – obdobně jako u zadání je vybráno a zobrazeno řešení aktuálního
úkolu.
Přidělení bodů – komponenta pro přidělení bodů týmům.
Konec hry – test zda hra dospěla do konce. Pokud ne, opakuje se předchozí sekvence
losování, zadání úkolu atd.
Vyhodnocení – zobrazení celkových výsledků obou týmů, dosažené pozice a
získaných bodů
Závěrečná sekvence – obrazový doprovod k závěru příběhu.
Konec – ukončení aplikace
Servisní režim – režim kde je možné volně manipulovat se stavem hry. Je určen pro
opravu chyb (například v přidělení bodů), řešení chybových stavů, popřípadě start hry
od uložené pozice.
40
Jak již bylo zmíněno, aplikace má v maximální míře oddělenu obsahovou část od
funkční. Prostředí Flash MX sice nenabízí pro toto úplně ideální podporu, ale požadavek je
v něm více méně realizovatelný. Využívá se při tom vlastnosti Flash/SWF aplikací kdy
(hlavní) aplikace je schopna spouštět jiné SWF aplikace jako grafické komponenty na své
pracovní ploše. Zadání a řešení úkolů jsou tedy samostatné Flash aplikace, které mohou plně
využívat všech možností poskytovaných vývojovým prostředím (grafika, animace, zvuk,
matematické výpočty, skriptované programování). Ty jsou uloženy v oddělených souborech
(modulech), které jsou nahrávány až v okamžiku jejich zobrazení tj. zadání/vyhodnocení
úkolu. To umožňuje jednak zasahovat do zadání úkolů (opravy, grafické změny) bez nutnosti
kompilace hlavní aplikace (VA) a zároveň vytvořit několik kompletních souborů úkolů pro
celý průběh hry a mezi nimi přepínat. Tak je realizována možnost přizpůsobení hry pro různé
věkové skupiny nebo obtížnosti.
struktura jména souboru zadání
/
abuga.swf
hlavní aplikace
series.xml
banka průchodů
i07q.swf
koncovka Flash aplikace
adresář zadání a řešení úkolů
tasx/
1
1. banka zadání
i01q.swf
zadání úkolu č. 1
i01a.swf
řešení úkolu č. 1
i01a.swf
zadání úkolu č. 2
q = otázka(question)
a =odpověď (answer)
číslo úkolu
i = samostatný úkol
(individual)
c =konfrontační úkol
(confrontation)
…
2
2. banka zadání
i01a.swf
zadání úkolu č. 1
…
souborová struktura VA
V ovládání aplikace je kladen důraz zejména na jednoduchost a přehlednost. Flash
aplikace jsou svou podstatou obecně předurčeny spíše pro vizuální ovládání (myší), které
ovšem není pro dané použití zcela ideální. Ovládání je tedy realizováno kombinací grafických
prvků (tlačítek na obrazovce) a horkých kláves. Předpokládá se, že navigátoři budou sledovat
průběh hry na velkoplošné projekci a ovládat její chod bezdrátovým ovladačem. Ve většině
situací jsou nutnými příkazy k ovládání pouze pokyny dopředu/zpět, které se dají zadat na
dálku ovladačem právě pomocí mechanismu horkých kláves. Výjimku tvoří přidělování bodů
týmům, které bude muset nejspíš být provedeno z klávesnice počítače. Speciálním případem
je práce v servisním režimu, ale tam se stejně předpokládá plná pozornost operátora
(navigátora). Servisní režim bude tedy ovladatelný pouze myší a klávesnicí přenosného
počítače, včetně jeho vlastní aktivace a deaktivace.
41
3.2.10.
Ukončení
Průchod týmu hrou končí v okamžiku, kdy dosáhne koncového pole hracího plánu.
Z funkce (pseudo)losovacího algoritmu vyplývá, že rozdíl v postavení obou týmů na konci
hry nebude příliš velký. Hlavní slovo pak budou mít zisky bodů z jednotlivých soutěží, které
se přidají k pozicím v cíli a mohou tak pořadím ještě zamíchat. Finální výsledky budou
zobrazeny na projekční ploše a oba týmy budou pochváleny za vynikající výkony.
Konec hracího plánu se bude nacházet kdesi za drahou planety Pluto. Hlavní trik
ukončení soutěže a jejího vyhodnocení bude spočívat v dovyprávění příběhu obou lodí, které
(ačkoli na různých pozicích) stojí teprve těsně za okrajem Sluneční soustavy. Od cizích hvězd
je dělí tisícinásobné vzdálenosti, než jaké „urazily“ během hry. Tudíž, je sice pravda, že jedna
z nich je nepatrně napřed, ale úspěch jejich mise to rozhodně ovlivnit nemůže.
Dokončení příběhu bude doprovázeno sugestivním obrazovým doprovodem na
projekci, kdy se v animaci dosud prošlá trasa Sluneční soustavou bude zmenšovat tak aby
byly viditelné i hvězdy v okolí Slunci – cíl cesty lodí. Animace bude zastavena ve chvíli, kdy
sice bude sice patrných několik málo nejbližších hvězd, ale zároveň Sluneční soustavě a tím i
trasa prošlá během hry takřka nebude zřetelná.
3.3.
Materiály pro navigátory
Příprava na hru pro průvodce hrou ( = navigátory) představuje znalost hry a témat v ní
obsažených, dále pak zkušenost s ovládáním vizualizační aplikace a přípravu pomůcek. Za
tímto účelem jsou vytvořeny karty velikosti A5 které slouží pro rychlou přípravu hry a
všeobecnou orientaci.
ABUGA – Průvodce postupem hry
1.
2.
3.
4.
5.
Nastartovat projekci a zvolit průchod hrou
Vytvořit dva týmy
Převyprávět úvodní příběh
Nechat týmy zvolit si jména
Seznámit s pravidly hry
a. Postup hrou
b. Losování
c. Plnění úkolů / protiodpovědi
d. Konfrontační úkoly
e. Body
f. Ukončení hry
<hra>
6.
7.
Zhodnotit hru (body/celkové umístění)
Říci závěr příběhu
42
Průvodce hrou slouží jako velmi stručná osnova hry pro navigátora zejména pro
připomenutí postupu zahájení hry a důležitých bodů pravidel.
ABUGA – Pomůcky a technika
Pomůcky:
• model Sluneční soustavy
• 2x rozebraná Miranda
• formuláře pro „pohled z raketoplánu“
• čisté papíry + tužky
Klávesové zkratky vizualizační aplikace:
[enter][mezera]
další krok
[backspace]
krok zpět
q/a
tým A body +/l/p
tým B body +/F9
servisní režim
Seznam pomůcek je důležitý zejména při přípravě výjezdu. Klávesových zkratek
vizualizační aplikace není mnoho, ale jsou připomenuty pro okamžitou kontrolu či pomoc
v nesnázích.
ABUGA – Řešení úkolů (samostatné)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
světadíl = Afrika
modrá = voda
ve vlajce je drát = [c]
ano, hvězdy jsou vidět i ve dne
spalovací motor by nefungoval bez kyslíku
Slunce
[d]
atomová elektrárna = [e]
Marsu
Venuši
Merkur, Venuše, Mars, Jupiter a Saturn
ne, nemá pevný povrch
koryta řek = [b]
Slunce>Jupiter>Země>Mars>Ida>Meteorit
kamínek = [c]
tající sněhová koule = [c]
nic, bude ticho
změna klimatu = [b]
poletí navždy = [c]
Země-Pluto … 5 sv.hodin = [c]
43
ABUGA – Řešení úkolů (konfrontační)
1. země z raketoplánu
a: oceány a ostrovy
b/c: Amerika a Afrika
d: vlevo je den, vpravo noc
e/f: sníh a lesy
g: svítící města
3. model Sluneční soustavy
Vzdálenosti
[Au]
[km]
Průměry
Model
Model
[Země=1]
[km]
[m]
[mm]
Slunce
0
0
0
109 1308000
131
Merkur
0,4
60000000
6
0,3
3600
0,4
Venuše
0,7
105000000
11
1
12000
1,2
Země
1
150000000
15
1
12000
1,2
Mars
1,5
225000000
23
0,5
6000
0,6
Jupiter
5,2
780000000
78
11
132000
13,2
Saturn
9,5 1425000000
143
10
120000
12,0
Uran 19,2 2880000000
288
4
48000
4,8
Neptun 30,1 4515000000
452
4
48000
4,8
Pluto 39,5 5925000000
593
0,2
2400
0,2
Karty vztahující se k řešeným úkolům slouží jako reference a zároveň osnova ze které
se dá částečně odhadnout jejich pořadí. Důležitá je pak zejména tabulka k modelu Sluneční
soustavy. Řešení všech úkolů jsou vždy po jejich ukončení promítána na projekci pro všechny
účastníky. Karty mají sloužit pouze k předběžné kontrole a orientaci.
ABUGA – Osnova přednášky před hrou
úvod, představení posádky
informace o programu (přednáška, abuga, pozorování)
obloha po setmění
základní orientace hvězdném nebi
střídání ročních dob na noční obloze
souhvězdí dnes viditelná
zajímavé objekty na dnešní obloze (dvojhvězdy, hvězdokupy,
mlhoviny, galaxie). Vysvětlení jejich vzhledu, původu a významu.
• Pár slov o kosmologii (kde se Vesmír vzal a kam spěje).
•
•
•
•
•
•
•
Jak již bylo řečeno, Abuga je pouze částí programu akce Astrobus. Vlastní hře bude
předcházet přednáška, která spíše než s hrou bude souviset s programem, který následuje po
ní, tj. pozorování noční oblohy dalekohledy. Samozřejmě že obsah přednášky je věcí každé
44
jednotlivé posádky Astrobusu, ale pro úplnost je zde navržena stručná osnova, od které se
přednáška může odvíjet. Volba, zda má přednáška souviset a probírat témata posléze
obsažená ve hře není jednoznačná. Je na zvážení zda samotná hra nenese natolik velký
informační a zkušenostní potenciál, že jej není třeba duplikovat přednáškou. Na druhou stranu
je hra a vizualizační aplikace navržena tak, že je v případě potřeby možné volit soubory úkolů
podle toho, zda hře předcházela přednáška s ní související či nikoli.
4. Závěr
Práce vytvořila koncepci hry speciálně navrženou pro potřeby akce Astrobus.
Astrobus vyjíždí dle objednávek na letní dětské tábory a školy v přírodě s programem
zaměřeným na vzdělávání z oblasti astronomie a věd příbuzných. Nedílnou součástí programu
je i praktické pozorování noční i denní oblohy dalekohledem. Hra je součástí teoretické části
programu, který vyplňuje prostor mezi denním a nočním pozorováním (cca. 2 – 3 hodiny).
Hře by měla předcházet zhruba hodinová přednáška zaměřená především na orientaci na
noční obloze a objekty, které bude možné spatřit dalekohledy po setmění.
Řešení zahrnuje jak návrh systému hry, herních pravidel, systému hodnocení, tak i
jednotlivých úkolů, které budou účastníci řešit. Velká péče byla věnována návrhu hry jako
univerzálního systému, který bude přizpůsobitelný, ale zároveň bude poskytovat určitý
funkční rámec o který se bude opírat například implementace vizualizační aplikace.
Hlavní inovativní přínos práce je shrnut v následujících bodech:
• Koncepce skupinové výukové hry jako multimediálního pořadu vycházejícího ze
schématu populárních televizních soutěží.
• Modifikace známého systému hry typu „člověče nezlob se“ o elektronicky
realizovanou „pseudonáhodnou kostku“. Ta losuje zdánlivě náhodná čísla, která však
v kontextu celé série hodů dávají oběma týmům (hráčům) identické šance na zisk
bodů a celkové umístění. Tím je řešena možná demotivace jednoho z týmů vlivem
náhody a rovnost podmínek při průchodu hrou. Výsledek hry je tedy na náhodě
nezávislý, i když se to tak z pohledu hráče nejeví.
• Velká pozornost byla věnována analýze a vzájemnému optimálnímu vybalancování
délky hry (časově), rozsahu a počtu úkolů.
• Úkoly byly rozděleny na samostatné a konfrontační podle toho zda jsou určeny
primárně jednomu týmu nebo v úkolu soupeří oba týmy mezi sebou (v rámci možností
týmů i podmínek úkolu). Konfrontační úkoly mívají praktický charakter a jsou
zároveň místy, kde hra mění rytmus. Předpokládá se, že tyto změny budou působit
pozitivně na udržení pozornosti a koncentrace během hry.
• Při hře se předpokládá bohatá podpora multimédií (zvuk, obraz, interaktivní prvky).
Vlastní vizualizace průchodu hrou bude realizována ve špičkovém vývojovém
prostředí Macromedia/Adobe Flash.
• Jednotící linií hry je příběh, který je relativně reálný a zároveň atraktivní a
inspirativní. Jeho vyústění navíc z velké části klade rovnítko mezi tým, který ve hře
zvítězil a tým poražený, neboť rozdíl ve skóre je v celkovém kontextu málo
významný. Tím pozitivně působí na tým, který nevyhrál aniž by nějak snižoval výkon
týmu vítězného.
• Modulární koncepce vizualizační aplikace přináší možnost měnit hru v závislosti na
podmínkách – např. volit různé sady úkolů pro odlišné věkové skupiny účastníků.
45
Na závěr se sluší dodat, že se jedná o práci zatím čistě teoretickou. Ačkoli zhodnotila
několikaleté osobní zkušenosti z akce Astrobus a snažila se protnout znalosti získané studiem
astronomie, pedagogiky i informačních technologií je zřejmé, že největším testem pro ni bude
praktické nasazení. Je velmi pravděpodobné, že v průběhu zavádění hry ABUGA do praxe a
především vlivem zpětné vazby z jejího provozování bude docházet k mnoha změnám a
úpravám oproti textu této práce. Existuje však předpoklad, že se bude jednat o změny dílčí a
nesystémové a že koncepce hry jako taková se ukáže jako životaschopná.
Realizační fáze celého projektu bude probíhat na jaře 2007 formou implementace
vizualizační aplikace, stavby modelů, přípravy pomůcek a úprav hardware stávajícího
prezentačního vybavení Astrobusu. Reálné nasazení hry ABUGA se předpokládá v letní
sezóně 2007.
Počítá se s tím, že první (popř. první dva) pilotní běhy hry by byly realizovány
s frekventanty astronomických kroužků pořádaných Štefánikovou hvězdárnou. U nich se sice
předpokládá daleko vyšší úroveň znalostí astronomie a příbuzných oborů takže odezva na
obtížnost úloh nebude příliš vypovídající, na druhou stranu to umožní realizovat první testy
v prostředí a atmosféře tolerantní k případným nedostatkům.
5. Reference
[1] Miloš Zapletal, Velká kniha deskových her, Mladá Fronta 1991
[2] Nezezzary, 2 Knihy Her, DC++ hub ProShare (on-line), 3.1.2007 [cit. 20.12.2006].
proshare-hub.net
[3] Josip Kleczek, Slunce a jeho energie (on-line), 27.4.2004 [cit. 20.12.2006]
http://www.tzb-info.cz/t.py?t=2&i=1948&h=13&pl=49
[3] Jindřiška Majorová, Malá encyklopedie astronomie (on-line), [cit.21.12.2006]
http://www.observatory.cz/info/Encyklopedie/Planety/venuse.html
[4] Wikipedia, otevřená encyklopedie (on-line), [cit. 20.12.2006] http://cs.wikipedia.org/wiki/
[5] Jakub Rozehnal, Poslední opravdové planety II, 3.11.2006 [cit. 20.12.2006],
http://www.observatory.cz/news/detail.php?page=&id=180
[6] NASA, Apollo mission (on-line), [cit. 17.12.2006],
www.nasa.gov/mission_pages/apollo/index.html
[7] NOAO/AURA/NSF, Image gallery (on-line), [cit. 20.12.2006], www.noao.edu
[8] National Oceanic and Atmospheric administration, Image archive, [cit. 20.12.2006],
http://www.noaa.gov
[9] Lunar out post (on-line), [cit. 18.12.2006], www.lunaroutpost.com/
[10] Astronautix (on-line), [cit. 20.12.2006], www.astronautix.com/
[11] Hubble Heritage project (on-line), [cit. 20.12.2006], heritage.stsci.edu
[12] Juraj Kotulič Bunta, 21 Stoleti (on-line), 20.10.2006 [cit. 20.12.2006],
http://www.21stoleti.cz/view.php?cisloclanku=2006102003
[13] Kolektiv autorů, Malá Encyklopedie Astronomie (on-line), [cit. 20.12.2006],
www.observatory.cz
[14] Bill Arnett, The Nine Planets (on-line), [cit. 16.12.2006], http://www.nineplanets.org
[15] European Southern Observatory, Image gallery (on-line), [cit. 22.12.2006],
http://www.eso.org/
46
[16] European Space Agency, Image archive (on-line), [cit. 22.12.2006], http://www.esa.int
[17] Online guide to the continental Cretaceous-Tertiary boundary in the Raton basin,
Colorado and New Mexico (on-line), 15.4.2006 [cit. 22.12.2006],
http://esp.cr.usgs.gov/info/kt/index.html
[18] Robert Roy Britt, Estimate Asteroid Impact Effects (on-line), 12.4.2004 [cit.
22.12.2006], http://www.space.com/scienceastronomy/mystery_monday_040412.html
[20] Helen Briggs, Dino asteroid led to 'global devastation', BBC News (on-line), 22.11.2001
[cit. 22.12.2006], http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/1670035.stm
[21] Aleš Holub, Kurz kosmonautiky (on-line), 30.12.2001 [cit. 2.12.2006],
http://mek.kosmo.cz/zaklady/kurz/index.htm
[22] Jiří Grygar, Věda a víra - jednota, boj protikladů nebo lhostejnost?, Aldebaran 2001
[23] Martin Fuchs, Report z akce Prázdniny pod hvězdami (on-line), [cit. 16.12.2006],
www.observatory.cz/akce/pph2006/pph2006.php
[24] David Darling, Encyclopaedia of Astrobiology, Astronomy and Spaceflight (on-line),
[cit. 2.12.2006], http://www.daviddarling.info/index.html
[26] Sonnenfinsternis 2006 (online), [cit. 22.12.2006],
http://www.eclipse-reisen.de/2006/berichte.htm
[27] Jana Sainerová, Částečné zatmění Slunce 3. října 2005 (on-line), [cit. 19.12.2006],
http://www.observatory.cz/news/detail.php?&id=120
[28] Ames Area Amateur Astronomers, Image gallery (on-line), [cit. 22.12.2006],
www.amesastronomers.org
[29] Petr Urban, Viel spass mit Pivrnec, 1. vyd, nakl. Jan Kohoutek 2003, ISBN 80-9029114-7
[30] Calvin J. Hamilton, Solar Views (on-line), [cit. 22.12.2006],
http://www.solarviews.com
47
Příloha 1 – Formulář pro odpovědi na úlohu „Pohled z raketoplánu“:
[A] Co je velká modrá plocha a malé světlé tečky na ní?
[B][C] Na jaké světadíly ukazují šipky?
[D] Proč je část fotografie tmavá a část světlá (co se v těch místech děje)?
Co značí bílá barva v místě šipky [E] a zelená u [F]?
Co jsou světlé tečky [G] na tmavé části obrázku?
Jaká země/stát je uvnitř rámečku [H]?
Nakreslete křížek do mapy v místě, kde jsme my.
48