Freeware pro výuku fyziky

Freeware pro výuku fyziky
aneb
co se učiteli nebo studentovi může hodit
Úvod
Dále popisované programy jsou zcela zdarma kromě několika výjimek, na které bude zvlášť
upozorněno. Všechny popisované programy jsou dostupné v češtině (výjimkou jsou aplety pro
animaci fyzikálních dějů, které jsou ve slovenštině).
Všechny programy se dají stáhnout buď na internetu na svých domovských stránkách 1 nebo na
webech, které shromažďují freeware a shareware, např. www.slunecnice.cz, www.studna.cz,
www.stahuj.cz.
Všechny zmiňované programy lze také získat dohromady jako dva zip soubory stažením
z www.edisk.cz, odkazy ke stažení jsou na webové stránce fyzika.unas.cz/vlachovice.
V dalším textu nerozlišuji mezi pojmy freeware a free software2.
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 a upravil je tak, aby šly
používat i mimo internet. 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 šíření3.
Před spuštěním apletů na WinXP je nutné nainstalovat MS Java virtual machine — soubor
MSJavx86.exe umístěný v adresáři Instalacie.
Dále je nutné mít nainstalované rozhraní Java Runtime Environment4.
Pokud aplety ani potom nepojedou, doporučuji nainstalovat prohlížeč Opera (viz adresář programy)
a soubor spusti.htm otevírat v něm. Navíc doporučuji restartovat počítač, třeba i opakovaně (i když
se počítač tváří, že restartovat netřeba).
1 Domovské stránky jsou u každého programu uvedeny v poznámce pod čarou. Pokud program už na původní stránce
není, je uveden jiný funkční odkaz.
2 Přesné vysvětlení obou pojmů je zde: http://en.wikipedia.org/wiki/Free_Software
3 CD s takto upravenými animacemi jsem dostal od Ireny Koudelkové na semináři projektu Heuréka.
4 Ke stažení zdarma například na www.slunecnice.cz nebo na www.java.com, odkaz download.
Užitečné prográmky
WinScope5 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 návod6.
Alzip7 je program pro práci s archívy — soubory typu *.zip, *.rar a podobně.
Foxit reader8 program pro čtení *.pdf souborů. Plní tedy stejnou funkci jako Adobe Acrobar
Reader, ale mnohem menší a rychlejší.
Opera9 je internetový prohlížeč — víc než plnohodnotná náhrada Internet Exploreru. Mimo jiné
v ní spouším aplety zmiňované výše, když v Internet Exploreru nechtějí fungovat.
Mozilla Firefox10 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 Office11 je kancelářský balík, plnohodnotná náhrada MS Office. Stejně jako MS Office
obsahuje textový editor (Writer), tabulkový kalkulátor (Calc), tvorbu prezentací (Impress),
kreslení12 (Draw) a databázi (Base).
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 bezproblémový13.
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.
5 http://kabinet.fyzika.net/dilna/winscope/osc251.zip
6 Program jsem dostal od Leoše Dvořáka během semináře projektu Heuréka spolu s návodem k použití.
http://kdf.mff.cuni.cz/veletrh/sbornik/software/WinScope/Winscope_navod.pdf
7 http://www.altools.net/ALTools/ALZip/tabid/53/Default.aspx
8 http://www.foxitsoftware.com/pdf/reader_2/down_reader.htm
9 http://www.operacesky.net/
10 http://www.czilla.cz/
11 http://www.openoffice.cz/
12 Tuto část MS Office vůbec neobsahuje.
13 V opačném směru, tj. při exportu z Open Office do MS Office jsem zatím zaznamenal malé problémy při exportu
rovnic — nezobrazí se některé znaky.
Grafika
IrfanView14 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.
Gimp15 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.
Proficad16 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 použití1718 — 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>.
Inkscape19 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 www.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 www.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.
14
15
16
17
http://www.irfanview.com/
http://www.gimp.cz/
http://proficad.cz/
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.
18 Naše škola zakoupila plnou multilicenci pro Proficad, takže studenti i učitelé jej mohou používat bez omezení.
19 http://inkscape.prosim.org/
Řešením může být PsPad20. 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.
Total Commander21 není freeware. Je to shareware — po měsíci používání se musí zakoupit
licence (cca 1 000,- Kč). Umí ale dvě věci, které jsem u jiného programu zatím nepotkal:
synchronizace adresářů a hromadné kopírování na web. Obě dramaticky šetří čas, pokud spravujete
rozsáhlejší projekty. Z dalších funkcí jmenujme například hromadné přejmenovávání souborů.
Jako dodatek pro opravdu náročné tvůrce webu si uveďme distribuci xampp22. Obsahuje databázi MySQL, webový
server Apache a PHP — vše už propojené a nastavené. A samozřejmě opět zdarma.
Matematika
Protože většina učitelů fyziky učí zároveň i matematiku, chci se zmínit i o freewaru vhodném pro
tento předmět.
Matmat23 je malý prográmek pro velmi rychlé a jednoduché nakreslení grafu funkce (jedné
proměnné). Vřele doporučuji.
Math studio24 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.
Geonext25 je program pro konstrukční geometrii — umí mimo jiné i vypsat popis konstrukce
vytvořeného obrázku.
Závěr
Existuje i další freeware, který by se dal ve fyzice využít. K některým zmíněným programům navíc
existují rovnocenné náhrady, například místo IrfanView lze použít XnView26.
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.
Miroslav Burda
20 http://www.pspad.com/
21 http://www.totalcommander.cz/
22 http://www.apachefriends.org/en/xampp-windows.html nebo
http://www.stahuj.centrum.cz/internet_a_site/servery/ostatni/xampp/
Tento software není na CD ani na www.edisk.cz.
23 http://www.slunecnice.cz/sw/matmat/ Na program mě upozornila Irena Koudelková.
24 http://math.pomeranc.cz/ nebo http://www.slunecnice.cz/sw/math-studio/czech/
25 http://geonext.uni-bayreuth.de/ Na program mě upozornil Robert Seifert.
26 http://www.xnview.com/ nebo http://www.slunecnice.cz/sw/xnview/ Na program mě upozornil Václav Piskač.