ON LINE KURZ) 14

   

1 ICT V MODERNÍ BIOLOGII 

4 

1.1 POTŘEBUJE BIOLOG ICT?  1.2 POTŘEBUJE UČITEL ICT? 

4  11 

2 ZÁKLADY OBSLUHY PC  (VIZ. E‐BOOK/ON – LINE KURZ) 

14 

3 INTERNET V BIOLOGII 

14 

3.1 ZÁKLADNÍ INFORMACE O INTERNETU  3.2 VYHLEDÁVÁNÍ A ZÍSKÁVÁNÍ ZDROJŮ (VIZ. E‐BOOK/ON‐LINE KURZ)  3.3 ZAJÍMAVÉ ZDROJE PRO BIOLOGY (VIZ. E‐BOOK/ON‐LINE KURZ/EDUCAWEB.CZ) 

14  17  17 

4 DIGITÁLNÍ OBRAZ VE VÝUCE BIOLOGIE 

18 

4.1 DIGITÁLNÍ OBRAZ  4.2 ZÁKLADY PRÁCE S IRFANVIEW  4.3 VYUŽITÍ PŘÍSTROJŮ PRO DIGITALIZACI 

18  23  29 

5 SPECIÁLNÍ MOŽNOSTI VYUŽITÍ ICT VE VÝUCE BIOLOGIE 

33 

5.1 POČÍTAČOVÁ HRA JAKO NOVÝ MOTIVAČNÍ PRVEK  5.2 INTERAKTIVNÍ KLÍČE  5.3 VIRTUÁLNÍ LABORATOŘE  5.4 VIRTUÁLNÍ EXKURZE  5.5 INTERAKTIVNÍ TABULE 

33  38  40  41  42 

6 POČÍTAČOVÁ PREZENTACE VE VÝUCE BIOLOGIE 

43 

6.1 PROČ A KDY POČÍTAČOVÁ PREZENTACE?  6.2 ZÁKLADY TVORBY PREZENTACE (VIZ. E‐BOOK/ON‐LINE KURZ)  6.3 ZÁSADY PRÁCE S PREZENTAČNÍMI PROGRAMY (VIZ. E‐BOOK/ON‐LINE KURZ)  6.4 TIPY A TRIKY PŘI TVORBĚ PREZENTACÍ (VIZ. E‐BOOK/ON‐LINE KURZ)  6.5 MOŽNOST TVORBY VLASTNÍCH INTERAKTIVNÍCH PRVKŮ 

43  46  46  46  46 

  Strana | 1    

   

Úvodní slovo pro studenta:     Ačkoliv  současný  svět  ovládá  výpočetní  technika,  její  použití  ve  výuce  stále  vyvolává  řadu  diskuzí.  Do  jisté  doby  byla  totiž  výpočetní  technika,  zvláště  počítače  spojovány  s  předměty  jako  jsou  matematika,  fyzika,  statistika,  ekonomie  apod.  Postupný  průnik  do  ostatních  vědeckých  disciplín  byl  samozřejmě neméně rychlý, ale zpočátku bylo používání počítačů a jiné techniky  omezeno  pouze  na  výzkum  a  zpracování  dat.  V  biologii  našly  informační  a  komunikační  technologie  (ICT)  hlavní  uplatnění  zejména  v  oblastech  měření  a  řízení experimentů, při analýzách rozsáhlých souborů dat (systematika, ekologie,  genetika),  digitálním  zpracování  obrazu  a  zvuku  (etologie,  ekologie  chování,  mikrobiologie),  modelování  apod.  Později  se  samozřejmě  dostaly  do  povědomí  také  elektronické  metody  komunikace  (internet,  e‐mail)  a  prezentace  dat  (vizualizéry,  dataprojektory  apod.).  Použití  této  techniky  v  masovějším  měřítku  ve školství (včetně vysokých škol) bylo téměř nemyslitelné, zejména z finančních  důvodů,  protože  jako  všechny  nové  vymoženosti  bylo  její  pořízení  velice  nákladné.  Poslední  dobou  se  začíná  situace  zlepšovat.  Nárůst  konkurenčních  firem  dodávajících ICT přináší nárůst akčních nabídek pro školy a pokles cen technologií  umožňují zavedení ICT na všechny stupně škol. Společně tím jsou zde i možnosti  získávání financí v rámci různých projektů.  V  tomto  okamžiku  se  ale  setkáváme  se  zcela  novým  typem  problému.  Kdo  ji  bude využívat? Velká část učitelů a pracovníků vzdělávacích zařízení mají zájem  ICT  využívat.  Najdou  se  ale  pedagogové,  kteří  se  proti  těmto  „novotám“  staví  odmítavě. Mohli bychom je rozdělit do tří hlavních kategorií. První odmítají ICT z  důvodu, který bychom mohli nazvat konservatismus („šlo to i bez toho, tak proč  teď nějaké novoty“), druzí z důvodu neznalosti („rád bych s technikou pracoval,  ale  jsem  bezradný,  protože  nevím  co  dokáže  a  jak  na  to“)  a  třetí  z  důvodu  pohodlnosti  („raději  se  nic  ani  nechci  dozvědět,  aby  mi  nepřibyla  nová  práce“).  Strana | 2    

   

Tento studijní text je určen učitelům přírodopisu a biologie (dále budeme pouze  z  důvodů  stručnosti  používat  jen  biologie),  kteří  jsou  vstřícní  novým  metodám  nebo o nich ještě mnoho nevědí. Hlavním cílem následujících kapitol je zejména  motivovat  a  inspirovat.  Odborníkovi  přes  ICT  je  již  z  názvů  jednotlivých  kapitol  jasné,  že  se  nejedná  o  úplný  popis  všech  prostředků  a  možností.  To  ani  nebylo  cílem.  Nicméně  vzhledem  k  tomu,  že  hodláme  text  neustále  aktualizovat,  budeme vděční všem, kteří nás upozorní na nedostatky a další možná doplnění. 

  Cíle:    

Hlavním  cílem  modulu  je  připravit  učitele  přírodopisu  a  biologie  pro  efektivní  integraci  ICT  do  výuky.  Předložený  vzdělávací  program  umožní  efektivní  vzdělávání učitelů biologických předmětů v oblasti ICT následujícím způsobem:  bude poskytovat učitelům přírodopisu a biologie aktuální informace o využívání  vybraných  prvků  ICT  (internet,  prezentační  programy,  tabulkový  editor,  dataprojektor,  skener,  digitální  fotoaparát)  a  zlepšovat  dovednosti  učitelů  při  jejich využívání;  bude poskytovat metodiku, jak tyto prvky efektivně a účelně využívat ve všech  fázích vyučovacího procesu (v přípravě učitele, ve výuce, při samostudiu žáků).       

Strana | 3    

   

1 ICT v moderní biologii  První  kapitola  je  značně  teoretická,  ale  přesto  má  podle  mého  názoru  velký  význam. Jejím cílem je ukázat, jak nezastupitelné místo má ICT pro biologa a pro  učitele.  Vzhledem  k  tomu,  že  jste  pravděpodobně  vystudovaní  učitelé  biologie  a  vyučujete  základy  této  vědecké  disciplíny,  měli  byste  o  této  vědě  něco  znát.  Zkuste si proto sami v duchu vyjmenovat (nebo vypsat na papír), jaké jsou obecně  možnosti využití ICT pro biologii v obou významech:  pro vědu,  pro vyučovaný předmět.   

Cíle:   Po prostudování kapitoly zvládnete toto:  stručně se seznámíte se s možnostmi využívání ICT v jednotlivých biologických  disciplínách;  dozvíte se o nových disciplínách a oblastech, které vznikly právě díky ICT;  seznámíte se s obecnými pojmy a principy, které se vztahují k využití moderních  ICT ve vzdělávání.   

1.1 Potřebuje biolog ICT?  Otázka  v  názvu  kapitoly  zní  pro  profesionálního  biologa  naprosto  směšně.  Odpověď  je  samozřejmě  ano.  Kde  jsou  ty  doby,  kdy  trávili  vědci  zabývající  se  biologií většinu času terénním pozorováním. 

Proč ICT?  Informační  a  komunikační  technologie  jsou  obecně  využívány  velice  intenzivně  ve  všech  exaktních  vědách  zejména  kvůli  obecným  metodám,  které  tyto  vědy  používají.  Žijeme  v  době,  kdy  už  nestačí  pouhé  pozorování  určitého  jevu  v  přírodě  a  jeho  popis.  Většina  biologických  výzkumů  je  podložena  kvalitními  analýzami dat. Snahou je především objekty pozorování nebo experimentu měřit  a  kvantifikovat  (převést  do  číselné  podoby).  Je  nutno  dodat,  že  vývoj  ICT  a  Strana | 4    

   

biologických  vědních  disciplín  se  ovlivňují  vzájemně.  Počítače  umožnily  získávat  nebo analyzovat data způsobem, který by se zdál ještě před několika desetiletími  naprosto  nemožný.  Vývoj  vědních  oborů  pak  ovlivnil  zpětně  vývoj  určitých  specifických  technologií.  Charakter  biologických  dat  a  jejich  zpracování  tak  ovlivňuje  vznik  různých  speciálních  analytických  software,  měřících  přístrojů  apod.  Bez  znalostí  technik  práce  s  nimi  se  už  neobejdou  ani  studenti  odborné  biologie  a  ani  budoucí  učitelé  biologie,  kteří  by  ve  své  praxi  měli  na  tento  fakt  upozorňovat zájemce o studium biologie.   Teoreticky  můžeme  rozčlenit  ICT  v  biologii  do  několika  základních  typů,  podle  fáze experimentu:  ICT pro regulaci experimentů;  ICT pro měření (získávání) dat;  ICT pro uchování dat;  ICT pro výpočty a analýzy (zpracování dat);  ICT pro prezentaci a komunikaci.   

ICT pro regulaci experimentů  Získání  některých  biologických  dat  je  nesmírně  obtížné  a  vyžaduje  velice  složitý  experiment,  jehož  přesný  průběh  je  nutno  řídit.  Experimenty  tohoto  typu  jsou  charakteristické např. pro molekulární biologii, fyziologii nebo mikrobiologii  . 

  Jako  příklad  můžeme  uvést  například  systémy  pro  regulaci  tzv.  hybridizace  DNA 

,  při  které  se  za  určitých  teplot  splétají  a  rozplétají  řetězce 

DNA,  přičemž  celý  proces  kontroly  nastavených  teplot,  dávkování  a  měření  je  řízen počítačem. A jaký to vše má význam? Například hybridizace je v současné  době  jedním  z  významných  trendů  v  oblasti  určování  fylogenetické  příbuznosti  organismů.  Za  pomoci  metody  hybridizace  DNA  vyšetřili  C.  G.  Sibley  a  J.  E.  Ahlquist  kolem  1  700  ptačích  druhů  a  podle  svých  výsledků  přebudovali  celý  ptačí systém. Stanovili 23 ptačích řádů, z toho 6 nových.  Strana | 5    

   

  Obrázek 1.1‐1 Řízení experimentu počítačem. Přístroj pro regulaci přípravy kapalin.              

 

Obrázek 1.1‐2 Přístroj pro hybridizace DNA ‐ řízený počítačem   

ICT pro měření dat  Tento typ technologií značně usnadňuje výzkum jak terénním, tak laboratorním  pracovníkům. Velká část z nich je známá a jejich výčet by byl asi zbytečný. Proto  si  uveďme  pouze  obecné  informace  s  důrazem  na  některé  zajímavé  novější  technologie:  Přístroje  pro  měření  různých  fyzikálních  a  chemických  vlastností  organismů  nebo  prostředí  ‐  jsou  používány  např.  v  ekologii,  genetice,  molekulární  biologii,  hydrobiologii, fyziologii a jedná se o systémy měřící jeden faktor (např. pH) nebo  komplexní systémy měřící faktorů více (např. systémy měřící komplex vlastností  vzorků vody používané v hydrobiologii).  Videotechnika  a  audiotechnika  ‐  digitální  zpracování  obrazových  a  zvukových  dat  v  biologii  je  v  současné  době  již  zcela  běžné.  Digitální  videokamery  a  fotoaparáty  se  stávají  nepříliš  nákladným  doplňkem  laboratorních  mikroskopů.  Kromě  videozáznamu  je  také  velice  populární  získávání  digitálního  zvukového  záznamu,  kterého  využívá  kromě  speciálního  oboru  bioakustiky  také  etologie,  behaviorální ekologie (ekologie chování).  Speciální  přístroje  pro  analýzu  obrazových  dat  ‐  data  jsou  získána  pomocí  různých  kamerových  systémů,  digitalizována  a  následně  vyhodnocena.  Tyto  metody  jsou  využívány  v  mikrobiologii,  genetice,  molekulární  biologii,  fyziologii  (např.  kolorimetry,  spektrofotometry ,  počítadla  bakteriálních  kultur,  systémy  pro  měření  intenzity  fotosyntézy)  a  dalších  disciplínách  (systémy  pro  určení  plochy listu, determinace některých skupin organismů apod.)  Strana | 6    

   

Přístroje  pro  měření  prostorových  údajů  ‐  v  poslední  době  se  velice  účinným  pomocníkem  pro  terénní  výzkumníky  stávají  systémy  GPS  (Geografical  Positioning System)), které jsou schopny na základě údajů ze satelitů přesně určit  polohu  bodu,  ve  kterém  je  prováděno  měření,  a  následně  ji  přenést  do  digitalizované  mapy.  Do  této  skupiny  bychom  mohli  zařadit  také  přístroje  na  telemetrii, kdy se živočichům umísťují na tělo speciální čipy a vysílačky udávající  jejich  polohu  v  prostoru.  U  nás  jsou  tyto  výzkumy  prováděny  na  některých  savcích (např. na rysech, netopýrech), ptácích (migrace čápů) apod.    

ICT pro uchování dat  Uchovávání biologických dat bez digitálních databází si v současnosti dokážeme  představit jen stěží. Digitalizace dat přináší řadu výhod, z nichž na prvním místě  je  určitě  snadnější  skladování  a  rychlejší  vyhledávání  požadovaných  údajů.  Efektivní  práci  s  daty  umožňují  různé  databázové  systémy,  které  jsou  uzpůsobené specifickým typům dat a analýz.   

Databáze publikací  Ročně  je  na  světě  publikováno  ohromné  množství  informací  z  nejrůznějších  biologických  oborů.  Pro  každého  specialistu  by  tak  bylo  nesmírně  těžké  tyto  zdroje prohledávat jinak než ve specializovaných databázích. Lze v nich hledat na  základě  jména  autora,  názvu  publikace,  zdroje  nebo  tzv.  klíčových  slov  (např.  název organismu, disciplína,  problematika, které se daný zdroj týká). Vzhledem k  tomu,  že  se  jednotlivými  typy  publikačních  databází    a  publikacemi  vůbec  budeme ještě zabývat konkrétně, uvedeme si jen krátký přehled tří základních a  nejčastějších typů databází:  Databáze  abstraktů.  V  tomto  typu  databází  nalezneme  údaje  o  jednotlivých  publikacích  (autor,  rok,  název  práce,  zdroj)  a  stručný  obsah  práce  (abstrakt).  Mezi  nejznámější  patří  např.  Biological  Abstracts,  Zoological  Records  nebo  Current Contents.   Full‐textové  databáze.  Jsou  podobné  jako  předchozí,  ale  zároveň  je  z  nich  Strana | 7    

   

možné  získat  plné  znění  daného  vědeckého  článku  (většinou  ve  formátu  PDF  nebo  HTML).  Jedná  se  například  o  databáze  nakladatelství  (Blackwell,  Springer,  Kluwer, Elsevier, databázi EBSCO, Proquest atd.).   Citační  databáze.  Jsou  podobné  databázím  abstraktů  nebo  full‐textovým  databázím, ale obsahují kromě toho také informace o tom, kolikrát byl uvedený  článek  (popř.  jiný  zdroj)  citován  v  jiných  publikacích  (tzv.  množství  ohlasů  na  článek).      Je  nutno  dodat,  že  uvedené  databáze  neobsahují  všechna  periodika,  ale  pouze  ta,  která  splňují  určitá  kritéria  a  většina  z  nich  umožňuje  plný  přístup  pouze  platícím  uživatelům.  Kromě  komerčních  databází  ale  existují  tzv.  „Open  Access  databáze“,  kde  jsou  informace  volně  stažitelné.  V  biologii  je  z  nich  asi  nejznámější databáze BioMed Central.http://www.biomedcentral.com  

 

 

 

 

Obrázek 1.1‐3 GPS přístroj 

 

 

   Obrázek 1.1‐4 Spektrofotometr 

Databáze experimentálních dat  Během  každého  vědeckého  experimentu  jsou  získávány  informace,  které  je  nutno  určitým  způsobem  ukládat  tak,  aby  byla  další  manipulace  s  nimi  jednoduchá  a  efektivní.  Správný  systém  zápisu,  uložení  dat  a  jejich  kontroly  je  velice složitou záležitostí, kterou většinou označujeme jako „data management“.  Pro  data  management  existuje  široká  paleta  nástrojů,  tedy  komerčního  i  nekomerčního software. Tyto databázové systémy mohou mít navíc zabudované  např. analytické nástroje pro ulehčení následného zpracování dat. Problémem u  Strana | 8    

   

těchto  programů  často  bývá  jejich  vzájemná  nekompatibilita,  nicméně  v  současnosti  se  ustálily  určité  formáty,  které  umožňují  přenos  dat  mezi  jednotlivými  systémy  (např.  csf  formát  nebo  tabulátory  oddělená  data).  Jednoduchá data lze velice efektivně ukládat i v tabulkových editorech. Například  Microsoft  Excel  zajišťuje  poměrně  slušné  nástroje  pro  základní  data  management.  Rozsáhlejší  soubory  dat  vyžadují  složitější  a  výkonnějších  databázové systémy jako Microsoft Access nebo Paradox.  Pro  specifické  účely  některých  biologických  disciplín  existují  specializované  databáze. Mezi nejznámější patří:    Databáze  genetické  a  molekulární.  Databáze  pro  uchování  informací  o  strukturách proteinů, sekvencích DNA a RNA, charakteru jednotlivých genů apod.  Jedná se o systémy s ohromným množstvím dat, často vzájemně provázaných v  několika  samostatných  databázích.  Vzhledem  k  náročnosti  práce  s  tímto  typem  databází a s následným zpracováním dat vznikla poměrně nedávno nová vědecká  disciplína ‐ bioinformatika (více informací se dozvíte v kapitole o internetu, kde  budou uvedeny hlavní bioinformatické servery).   Software  a  databázové  systémy  vytvářející  geografické  informační  systémy  (GIS).  Tyto  systémy  slouží  k  ukládání  a  vyhodnocování  geografických  údajů,  tvorbu  mapových  podkladů  atd.  V  biologických  disciplínách  jsou  GIS  používány  pro ukládaní údajů o výskytu organismů v prostoru (např. výskyt vzácných nebo  invazivních  druhů  a  jejich  šíření,  hranice  biogeografických  oblastí,  zakreslení  různých  typů  ekosystémů  apod.).  Proto  se  nejčastěji  využívá  GIS  v  biogeografii,  ekologii (např. krajinná ekologie), v ochraně přírody atd.  Taxonomické  databáze  ‐  obsahují  jak  údaje  o  nomenklatorice  (názvosloví),  důležitých znacích, ale také informace o fylogenezi dané skupiny (taxonu) atd.  Ekologické  a  biogeografické  databáze  ‐  faunistické  a  floristické  databázové  systémy  slouží  pro  ukládání  dat  o  výskytu  a  biologii  určitých  druhů  živočichů  nebo  rostlin  (např.  Fauna  2000);  pro  ukládání  a  hodnocení  dat  ve  fytocenologii  slouží programy TurboVeg a Juice.  Strana | 9    

   

      Obrázek 1.1‐5 Mnohorozměrná analýza ekologických dat    Obrázek 1.1‐6 Lorenzův atraktor  Ukázka výstupu softwaru Canoco hodnotící podobnost vzorků vytvořený ve statistickém  v programu R   

ICT pro výpočty a analýzy  Analýza  biologických  dat  se  díky  složitosti  experimentů,  množství  naměřených  údajů  a  možnosti  simulace  jevů  pomocí  počítačů  stává  stále  kvalitnější,  ale  zároveň  také  složitější.  Do  popředí  zájmu  se  tedy  dostávají  vědecké  disciplíny  jako  jsou  biostatistika,  bioinformatika,  matematická  a  kvantitativní  biologie,  které  také  vyžadují  velice  dobré  znalosti  v  oblasti  analýzy  biologických  dat  pomocí  ICT.  Využívány  jsou  přitom  vědomosti  z  oblasti  klasické  matematiky,  statistiky,  teorie  her,  chaosu,  matematického  modelování  apod.  Aplikován  je  nejrůznější software podle charakteru dat a náročnosti zpracování. Z ohromného  množství  můžeme  pro  ilustraci  jmenovat  několik  programů,  podle  charakteru  zpracování:  Jednoduché  základní  zpracování  dat  ‐  pro  jednoduchou  základní  statistiku  i  grafické  znázornění  lze  využít  jednoduché  tabulkové  procesory  typu  Minitab,  Microsoft Excel  apod.  Biostatistika ‐ z programů pro statistické zpracování dat jsou často využívány S‐ plus, R , Statistica, SAS, NCSS, Systat, Statgraphics atd.  Modely  ‐  simulace  biologických  jevů  je  možné  provádět  v  matematickém  softwaru typu Mathematica, MatLab, MathCad nebo ve speciálních programech  typu Biosimul, Gmucos apod.  Specializovaný  software  ‐  vyvíjí  se  v  každém  biologickém  oboru  například  v  Strana | 10    

   

systematice  patří  mezi  nejčastěji  používané  programy  Hennig,  Syntax,  Phyllip,  McClad  (zahrnuje  poměrně  složité  typy  analýz  používaných  v  progresivních  odvětvích  systematiky  ‐  v  numerické  taxonomii  a  kladistice),  v  ekologii  Mark  (populační ekologie), EstimateS, BIOTA, Canoco (ekologie společenstev)) atd.   

    Obrázek 1.1‐7 Využití Excelu pro modelování  Logistická rovnice růstu populace   

1.2 Potřebuje učitel ICT?  Informační gramotnost, včetně základů práce s klasickými typy softwaru, by měla  být  opravdu  východiskem  pro  využívání  techniky  ve  výuce.  Neznalost  běžných  počítačových programů může vést ke značné limitaci možností využití didaktické  techniky  nehledě  k  tomu,  že  učitel  "marně  hledající  zarovnávání  ve  Wordu"  působí  před  studenty  dost  úsměvně.  Nevěřím  tomu,  že  byste  se  v  průběhu  své  praxe  naprosto  vyhnuli  ICT.  Jestliže  vám  jejich  používání  způsobuje  různé  komplikace a problémy nebo se efekt použití míjí účinkem, pak jste možná jejich  význam přecenili. Jak tedy k ICT ve výuce přistupovat?  Informační  a  komunikační  technologie  jsou  v  současnosti  již  na  tak  vysoké  úrovni,  že  mohou  nahradit  převážnou  většinu  dosavadní  didaktické  techniky.  Zpětný  projektor  a  epidiaskop  (na  rozdíl  od  zpětného  projektoru  promítal  na  plátno  neprůhledné  materiály,  např.  stránky  knih)  byl  nahrazen  vizualizérem  s  Strana | 11    

   

CCD  kamerou,  magnetická  tabule  je  nahrazena  interaktivní  digitální  tabulí  a  fotografie  je  díky  digitálním  fotoaparátům  technikou,  kterou  využívá  mnohem  větší počet lidí (včetně studentů) než kdysi.  Z  pohledu  didaktiky  biologie  rozlišujeme  dva  základní  směry  využití  výpočetní  techniky:  výuka  podporovaná  počítačem  (CBI  ‐  computer  based  instruction)  ‐  výuka  probíhá  klasickou  formou  s  využitím  výpočetní  techniky  jako  podpůrné  didaktické pomůcky bez zpětné vazby a řízení vyučovacího procesu;  výuka  řízená  počítačem  (CMI  ‐  computer  managed  instruction)  ‐  vyučovací  proces  je  řízen  výpočetní  technikou,  včetně  zpětné  vazby.  Tento  typ  výuky  je  v  současné  době  populární  zejména  díky  rozvoji  systémů  "learning  management  system"  (LMS)  jejichž  pomocí  se  realizuje  tzv.  e‐learning.  Velká  část  těchto  vyučovacích  prostředí  podporuje  CMI  tak,  že  lektor  pouze  připraví  materiály  a  kontrolní otázky a výuka včetně hodnocení je dále řízena pomocí LMS.   

Vyčerpávající výčet způsobů využívání  ICT pro výuku biologie nelze samozřejmě  podat, protože jsou neustále vyvíjeny nové systémy, software a technika. Využití  je  navíc  dosti  komplexní,  takže  např.  dataprojektor  může  sloužit  k  prezentaci  výuky  a  zároveň  i  ke  zobrazování  mikroskopických  preparátů,  popř.  pokusů,  videomateriálů. Než se podíváme na jednotlivé prvky, pokusme se proto provést  alespoň  jejich  jednoduchou  klasifikaci  (o  většině  prvků  bude  řeč  v  následujících  kapitolách):  Počítač ‐ může sloužit jako pasivní pracovní nástroj k přípravě textů, prezentací,  vyhledávání informací, vytváření testů,  úprava dat (obrázků, videa), komunikaci  se studentem (mail, ICQ, Skype) nebo jako didaktický prostředek řídící vyučovací  proces  (např.  servery  se  systémy  LMS)  a  sofistikovaný  výukový  software  s  interaktivními modely, virtuálními laboratořemi atd.  Zobrazovací technika a audiotechnika ‐ většinou je napojena na počítač a slouží  k  prezentaci    obrazu  a  zvuku.  Jedná  se  o  dataprojektory,  vizualizéry,  speciální  mikroskopy  s  monitory,  interaktivní  tabule  (slouží  ke  složitější  interaktivní  Strana | 12    

   

prezentaci učiva a zároveň také může být využita pro výuku řízenou počítačem),  mp3 přehrávače atd.  Technika  pro  digitalizaci  obrazu  a  zvuku  ‐  slouží  většinou  jako  podpůrný  prostředek  pro  získání  dat.  Jsou  to  digitální  fotoaparáty,  skenery,  digitální  kamery, digitální diktafony atd.  Využívání ICT ve výuce přináší nové možnosti, ale je také spojeno s řadou úskalí.  Na  stránkách  našich  i  světových  odborných  časopisů  zaměřených  na  didaktiku  biologie se na toto téma vede rozsáhlá diskuze. Vyplývá z ní, že moderní ICT jsou  při  správném  používání  velice  užitečné  a  vhodně  doplňují  vyučovací  proces.  Pokusím se formulovat základní principy i své zkušenosti do několika základních  pravidel, další se objeví v následujících kapitolách (zejména v kapitole Počítačová  prezentace):  Pozornost  žáků  při  používání  ICT  se  může  zvyšovat.  Nevhodná  kombinace  mnoha  prvků  však  může  žáky  rozptylovat  a  odvádět  pozornost  od  obsahu  k  vlastní technice.  Ukázky  skutečných  biologických  objektů  (natrhaných  rostlin  nebo  chovaných  živočichů,  pozorovaných  buněk)  jsou  většinou  mnohem  sugestivnější  než  video  nebo fotografie. Je však jasné, že výuku nemůžeme z různých důvodů provádět  pouze  se  skutečnými  objekty  (roční  období,  časová  náročnost,nedostatečná  mikroskopická  technika  atd.),  proto  je  vhodné  vždy  posoudit  efektivitu  použití  ICT a ukázky vhodně kombinovat.  ICT nenahradí práci pedagoga. Sebelepší ICT nedokáže na základě zpětné vazby  modifikovat  výuku  tak,  jako  zkušený  pedagog  (platí  zejména  pro  primární  a  sekundární vzdělávání, kdy se nepředpokládá vysoká samostatnost při studiu).  Nedostatečné  znalosti  a  dovednosti  pedagogů  z  oblasti  ICT  a  počítačů  mohou  být vnímány žáky negativně (učitel má "handicap", "je nemoderní" atd.) Existují  ale také opačné přístupy. Mí absolventi si několikrát stěžovali na to, že nadřízení  (ředitel,  zástupce  ředitele)  znevažují  práci  s  ICT  v  jiných  oblastech  než  v  informatice. 

Strana | 13    

   

2 Základy obsluhy PC  (viz. e‐book/on – line kurz)  3 Internet v biologii  „Internet = ohromné množství informací.“   Pro nikoho z vás to jistě není nic překvapujícího. Taky ale máte občas pocit, že se  v té ohromné záplavě internetových stránek ztrácíte? Jak na internet vyzrát a jak  to „ohromné množství informací“ co nejefektivněji využít pro výuku se dozvíte v  následující kapitole. První pravidlo však zní ‐ obětovat čas, být trpělivý a výsledek  se dostaví. 

Cíle:   Po prostudování kapitoly zvládnete toto:  získáte základní návod efektivního pohybu po internetu;  budete znát některé důležité internetové biologické portály;  budete umět vyhledávat na internetu zdroje informací, obrázky atd.   

3.1 Základní informace o internetu  Je těžké najít v současné době absolventa střední školy, který nikdy nepracoval s  internetem.  Stal  se  součástí  našeho  života.  Konkurence  mezi  zprostředkovateli  připojení  na  internet  posunula  ceny  připojení  natolik,  že  si  dnes  může  internet  doma  dovolit  téměř  každý.  Proto  bude  následující  článek  tak  trochu  "nošením  dříví do lesa". Přesto si ji pročtěte a pokuste se k výhodám a nevýhodám přidat  své vlastní názory.  Internet vznikl v 60. letech 20. století v Pentagonu jako spolehlivý funkční systém  přenosu a uchování dat i v situaci válečného napadení. V roce 1989 byla pak ve  Švýcarsku  v  centru  pro  jaderný  výzkum  (CERN)  vyvinuta  jedna  z  jeho  nejoblíbenějších poskytovaných služeb ‐ World Wide Web.     Chcete‐li vědět některé podrobnosti o aktuálním odhadu počtu uživatelů 

internetu  ve  světě  a  v  jednotlivých  zemích  nebo  poznat  hlavní  internetové  portály  v  dané  zemi  atd.  použijte  http://www.internetworldstats.com.  Spuštění  Strana | 14    

   

této  stránky  můžete  provést  přímo  z  dokumentu  (klikněte  na  odkaz  myší  při  stisknutém Ctrl).    

Vzhledem k tomu, že se dnes jedná o běžně dostupný komunikační prostředek,  je  velká  část  uživatelů  schopna  bez  problémů  jmenovat  výhody  používání  internetu:  Nepřeberné množství informací z oblasti jednotlivých biologických disciplín;  Jednoduché ovládání a vyhledávání zdrojů formou hypertextových odkazů;  Veškeré informace se dají stáhnout na lokální harddisk a dále používat v režimu  offline (viz dále);   V  neposlední  řadě  je  výhodou  internetu  umožnění  snadné  komunikace  mezi  určitou  komunitou  lidí  (pro  nás  je  samozřejmě  nejdůležitější  vazba  pedagog  ‐  studenti).  

  Většina  velkých  poskytovatelů  internetových  služeb  (tzv.  ISP  ‐  internet  service  provider)  v  současnosti  nabízí  možnost  bezplatně  vytvořit  vlastní  poštovní schránku, umožňující komunikovat pomocí elektronické pošty. Některé  stránky  zabývající  se  speciální  problematikou  umožňují  také  zapojení  do  tzv.  diskusních fór, ve kterých mohou komunikovat na dané téma např. odborníci se  zájemci  o  problematiku  (například  diskusní  fórum  PC‐Help).  Populární  je  komunikace  v  reálném  čase  s  jedním  nebo  několika  uživateli  najednou  pomocí  chatu  („četu“)  nebo  aplikací  jako  je  ICQ  („áj‐sí‐kjů“),  Gadu‐Gadu  a  bezplatné  telefonování  např.  pomocí  služby  Skype.  Stále  častější  je  také  tvorba  profilu  a  propojení s dalšími uživateli přes Facebook.    Kromě  výhod  má  práce  s  internetem  také  jisté  stinné  stránky.  Zkušenější  uživatelé se však mohou většině problémů vyhnout. Hlavní úskalí internetu je:  Věrohodnost  informací  ‐  uživatel  si  často  neuvědomuje,  že  stránky  může  vytvořit  kdokoliv,  aniž  by  někdo  revidoval  obsah.  Většinou  se  nejedná  o  zlý  úmysl.  V  některých  „ožehavějších“  oblastech  (např.  evoluční  biologie,  Strana | 15    

   

exobiologie ‐ věda o životě mimo naši planetu) existují skupiny „nadšenců“, kteří  informace na WWW zkreslují a fabulují úmyslně. Proto je vhodné se spíše opírat  o  informace  na  stránkách  renomovaných  elektronických  časopisů  nebo  vědeckých institucí.  Možnost  zavirování  počítače  ‐  tímto  problémem  jsme  se  zabývali  v  předchozí  kapitole.   Jazyk  ‐  znalost  jazyka  (zejména  angličtiny)  je  nutná  nejen  pro  práci  biologa  (články,  časopisy,  knihy),  ale  také  pro  běžný  život  (cestování,  komunikace,  internet atd.).  

 

Problém  s  neznalostí  jazyka  často  studenty  odrazuje  od  procházení 

cizojazyčných  portálů.  Řešením  je  používání  on‐line  slovníků  (viz  dále),  nebo  programů  a  programových  doplňků  typu  Web  Translator,  Eurotran  Explorer  (jedná se o komerční software), které přeloží najednou celou WWW stránku. Je  to  však  méně  šťastné  řešení.  Tomu,  kdo  to  s  biologií  opravdu  myslí  vážně  doporučuji  prokousávat  se  odbornou  angličtinou.  Zpočátku  je  to  sice  řešení  zdlouhavé, ale efekt se brzy dostaví. V případě, že potřebujete vyhledávat slova,  kterým nerozumíte nebo naopak přeložit slovo z češtiny do jiného jazyka, můžete  použít bezplatné internetové slovníky (viz dále). V případě žáků nižších ročníků,  kdy se nepředpokládá dobrá znalost angličtiny  může učitel vypracovat pro žáky  manuál  pro  orientaci  na  stránkách  (většina  se  ale  dokáže  "proklikat"  k  cíli  intuitivně).    Copyright ‐ co je z internetu možné použít a co ne (např. obrázky, audio a video  nahrávky)  je  stále  velice  složitou  otázkou.  Doporučuji  prostudovat  odborné  publikace,  které  se  touto  tématikou  zabývají  (vhodné  jsou  zdroje:  Smejkal  V.,  2001: Internet a paragrafy.Grada Publishing, Praha; Holcová I., Křesťanová V. &  Voborník M., Ochrana autroských práv. Manuál na stránkách MŠMT; novelizace  Zákona  121/2000  z  roku  2005  dostupná  na  Portálu  veřejné  zprávy  Strana | 16    

   

http://portal.gov.cz  ).  Základním  principem  při  bezplatném  používání  zveřejněného  díla  pro  vědecké  nebo  vzdělávací  účely  je  všechny  použité  zdroje  řádně citovat, tzn. uvést autora díle, název a pramen (viz dále).  Čas ‐ tak s tímto úskalím se asi seznámil každý uživatel internetu.    

3.2 Vyhledávání a získávání zdrojů (viz. e‐book/on‐line kurz)   

3.3 

Zajímavé 

zdroje 

pro 

biology 

(viz. 

e‐book/on‐line 

kurz/educaweb.cz) 

     

Strana | 17    

   

4 Digitální obraz ve výuce biologie  Následující  kapitola  bude  spíše  jen  souborem  poznámek  k  digitální  fotografii  a  skenování.  Vlastní  techniku  práce  v  současné  době  již  ovládá  poměrně  dost  uživatelů. Využíváme ji však dostatečně?   

Cíle:   Po prostudování kapitoly zvládnete toto:  pochopíte rozdíly mezi rastrovým a vektorovým obrázkem a vytvoříte si hrubý  obraz o jednotlivých rastrových formátech;  naučíte se ovládat IrfanView ‐ aplikaci pro úpravu rastrových obrázků (grafický  editor);  se  seznámíte  s  možností  využívání  skeneru  pro  tvorbu  herbářů  a  skenování  živočichů;  seznámíte se s možností tvorby mikrofotografií a využití digitálního fotoaparátu,  popř. kamery pro demonstraci laboratorního cvičení.   

4.1 Digitální obraz  S obrázky a fotografiemi pracoval učitel vždy a všichni se shodneme na tom, že je  při  výuce  biologie  naprosto  nezbytný.  Digitální  obraz  situaci  ulehčuje.  S  digitálním  obrazem  ale  souvisí  řada  dalších  pojmů,  které  je  nutné  znát.  Tento  článek je stručným souhrnem teoretických informací o digitálním obraze.   

Digitalizace  obrazu  (stejně  jako  zvuku)  přináší  řadu  výhod  i  nevýhod.  Jedním  z  často  užívaných  argumentů,  proč  je  klasický  obraz  lepší,  byla  větší  barevnost  obrazu  a  kvalitnější  rozlišení.  V  poslední  době  však  už  tento  argument  slábne.  Digitální  fotoaparáty  a  kamery  dosahují  špičkových  kvalit  obrazu,  takže  při  menších  formátech  nelze  rozeznat  rozdíly  (standardní  počet  barev  digitálních  fotoaparátů je v současnosti kolem 17 miliónů).   Tato  technika  také  umožňuje  okamžitou  korekci  v  případě,  že  se  fotografie  Strana | 18    

   

nezdařila. Pro biology tak odpadá typický problém při fotografování pohybujících  se objektů. Stávalo se totiž, že až po vyvolání filmu člověk zjistil, že moucha ulétla  těsně  před  stisknutím  spouště.  Výhodou  je  také  jednoduchá  úprava  obrazu  (zvětšení,  zmenšení,  úprava  ostrosti  apod.),  skladování  a  zálohování  na  přenosných médiích a bezproblémová prezentace. Je samozřejmé, že digitalizace  obrazu  vyžaduje  určité  minimální  znalosti  některých  nových  technik  (např.  úpravy  digitálního  obrazu  pomocí  grafického  editoru),  ale  ty  jsou  většinou  jednodušší než obdobné techniky pro klasickou fotografii (redukce šumu apod.).   Pro  učitele  biologie  znamená  digitalizace  obrazu  ohromný  posun  možností  tvorby  vlastních  pomůcek  do  výuky.  Patří  sem  například  metoda  skenování  živých  objektů  nebo  herbářových  položek,  využití  digitálního  fotoaparátu  namísto  složitých  a  drahých  vizualizérů  při  demonstraci  pokusů,  tvorba  digitálního fotoherbáře atd.    Digitální obraz je ve své podstatě dvojrozměrná projekce nul a jedniček. Jak se dá  z čísel udělat fotografie, graf nebo mapa? Existují dva základní způsoby, jak tvořit  digitální obraz:  Bitmapa  (rastr):  představuje  zjednodušeně  mřížku  sestavenou  z  pixelů  (akronym ‐ picture element) ‐ základních nedělitelných jednotek obrazu. Pixely si  můžeme představit jako barevné kostky (v nejjednodušším případě černé a bílé)  naskládané  těsně  vedle  sebe  tak,  aby  nám  z  dostatečné  vzdálenosti  nebo  při  dostatečně  malé  velikosti  kostky  vytvořily  "ucelený"  obraz  (při  velkém  zvětšení  digitální fotografie pixely můžeme vidět). Při základním ukládání obrazu se tak po  sobě  zapisují  čísla  označující  barvy  jednotlivých  kostiček.  Potom  stačí  jen  znát  počet kostiček v jednom řádku a můžeme zpětně sestavit obraz.  

 Kvalita obrázku a jeho velikost se liší podle počtu dostupných barev a  podle  rozlišení  (resolution).  Rozlišením  obrázku  máme  na  mysli  počet  pixelů  na  plochu  a  uvádí  se  v  jednotkách  PPI  (pixels  per  inch,  spíše  pro  elektronické  Strana | 19    

   

zobrazení)  nebo  DPI  (dots  per  inch).  U  současných  monitorů  se  přitom  uvádí  většinou  rozlišení  72‐120  ppi  a  běžné  laserové  tiskárny  tisknou  obvykle  s  rozlišením  600‐1200  dpi.  Pro  lepší  představu  o  hustotě  bodů  při  různých  rozlišeních  si  můžeme  uvést,  že  při  velikosti  jednoho  pixelu  200  μm  je  rozlišení  127 ppi.    Donedávna  byla  kvalita  digitální  fotografie  zpochybňována  právě  díky  nízkému  rozlišení,  tedy  nedostatečnému  počtu  pixelů,  které  zachycují  reálný  obraz,  a  malému  počtu  rozlišitelných  barev.  Současné  digitální  fotoaparáty  dosahují  běžně  rozlišení  přes  15  megapixelů  se  standardním  počtem  barev  kolem  17  miliónů, díky čemuž rychle ubývá kritiků kvality digitální fotografie. Přesto stále  některé problémy s digitální fotografií přetrvávají. Nicméně je třeba si uvědomit,  že  ani  náš  zrak  není  dokonalý.  Sítnice  lidského  oka  přijímá  obraz  také  pixelizovaný  (i  když  s  rozlišením  137  megapixelů).  To  ale  neznamená,  že  náš  obraz  je  shodný  s  digitálním.  Vnímání  okem  je  dost  odlišné.  Vzruchy  ze  sítnice  nejsou  zpracovávány  postupně,  jako  čísla  v  počítači,  ale  najednou.  Navíc  oko  (resp.  mozek) provádí okamžité korekce, což vede k tomu,  že  někdy vidíme jen  to, co chceme. Rozlišení oka je asi 10 000 dpi.    Vektorový obraz: jedná se o zcela jiný přístup k vykreslování obrazu. Tento typ  grafiky  je  založen  na  tom,  že  celý  obraz  je  složen  z  primitivních  geometrických  objektů, které mají přidělené určité vlastnosti. Například zjednodušené písmeno  A  je  v  případě  vektorového  obrazu  soubor  tří  úseček,  které  mají  své  pozice  na  ploše,  tloušťku  a  barvu.  Podobně  pro  vykreslení  kružnice  potřebujeme  zapsat  souřadnice středu, rádius, tloušťku, typ a barvu čáry. Při jakémkoliv zvětšení pak  neuvidíme pixely, ale hladké čáry. Tento typ grafiky je samozřejmě nevhodný pro  zobrazování  fotografií,  zato  najde  své  uplatnění  při  vykreslování  grafů,  jednoduchých  schémat,  symbolů  nebo  map.  Nespornou  výhodou  vektorových  obrázků  oproti  rastrovým  je  snadná  manipulovatelnost  s  jednotlivými  částmi  obrázku  a  mnohem  menší  velikost  (zápis  objektu  je  mnohem  kratší  než  vypisování pixelu za pixelem).  Strana | 20    

   

V  případě,  že  používáme  zařízení  na  digitalizaci  obrazu,  pak  pracujeme  s  rastrovými  obrázky.  Různá  schémata  jako  například  diagramy  nebo  mapky,  je  však mnohem jednodušší vytvářet jako vektorové obrázky (např. použít kreslení  ve  Wordu).  Vzhledem  k  tomu,  že  se  v  této  kapitole  budeme  bavit  o  různých  technologiích  pro  tvorbu  digitálního  obrazu,  zaměříme  se  pouze  na  rastrové  obrázky.  Obecně  existuje  řada  grafických  formátů  jak  vektorových  tak  i  rastrových  obrázků. Jednotlivé formáty se liší zejména způsobem uložení dat. U rastrových  obrázků se totiž mohou pixely zapisovat buď v surové formě (jeden za druhým)  nebo  úsporným  způsobem,  tedy  komprimované.  Komprese  obrazu  se  provádí  proto,  aby  se  zmenšila  velikost  obrázku,  a  probíhá  podle  speciálních  algoritmů,  při  kterých  může  i  nemusí  docházet  ke  ztrátě  kvality  obrazu  (ztrátové  a  bezztrátové kompresní algoritmy, lossy or lossless). 

  Kompresi  obrázku  si  můžeme  jednoduše  vysvětlit  na  následujícím  příkladu.  Vězměme  si  rastový  obrázek  loga  Firefoxu .  Podíváme‐li  se  na  něj  podrobně zjistíme, že první tři řady pixelů mají shodnou barvu. Každý řádek má  přitom  19  pixelů.  Jestliže  budeme  kódovat  jeden  pixel  jedním  bytem,  pak  nám  jen  první  tři  řádky  zabírají  57  bytů.  Místo  toho  by  bylo  úspornější  napsat  "57  modrých  pixelů".  Číslo  57  zabere  maximálně  1  byte  a  označení  modré  také.  Máme tedy původních 57 bytů zapsaných ve 2 bytech.     Komprese  není  jediné,  v  čem  se  jednotlivé  obrázky  liší.  Rozdíly  jsou  také  v  barevné  hloubce  (možném  spektru  barev),  možnosti  umístění  metadat  (dodatečných  informací  o  obrázku),  možností  animace,  způsobu  vykreslení  obrázku atd. Uvedeme si názvy základních typů, koncovky souborů a jejich hlavní  charakteristiky:  BMP  (bitmap,  .bmp,  .dib).  Nekomprimovaný  rastrový  formát.  Lze  do  něj  vložit  metadata a v některých případech podporuje průhlednost podkladu.  JPEG (Joint Photographic Expert Group, .jpg, .jpeg).  Známý a populární grafický  Strana | 21    

   

rastrový formát pro ukládání fotografií, který používá ztrátovou kompresi (může  používat  také  bezztrátovou).  Množství  barev  je  různé  podle  nastavení  (až  17  milionů). Nepodporuje průhlednost podkladu.  GIF (Graphic Interchange Format, .gif). Další oblíbený rastrový formát, který se  rozšířil  zejména  na  internetu.  Využívá  bezztrátovou  kompresi,  podporuje  animaci,  metadata,  management  vrstev  (více  v  dalších  kapitolách),  průhlednost  podkladu a maximální počet barev je 256 barev.   ICO (Icon File Format, .ico, .cur). Tento rastrový formát je využíván pro ikony v  operačním systému MS Windows. Většinou obsahuje několik obrázků v různém  rozlišení. Formát je velice podobný klasickému BMP formátu, podporuje všechny  barevné hloubky (počet barev).   PNG  (Portable  Network  Graphics,  .png).  Moderní  rastrový  grafický  formát  s  bezztrátovou  kompresí.  Byl  vyvinut  z  důvodu  vylepšení  a  náhrady  formátu  GIF.  Podporuje  průhlednost,  komprese  je  vyšší  než  u  GIF,  animace  není  oficiálně  podporována. Barevná hloubka je pro tento formát mnohem vyšší (až tzv. HDR ‐  high  dynamic  range  imaging,  technologií  která  výrazně  zdokonaluje  digitalní  obraz).   Raw  (Raw  Image  Format,  .raw,  .arw,  .kdc,  .crw  ...).  Rastrový  formát  s  bezztrátovou  kompresí.  Možnost  zápisu  do  Raw  formátu  nalezneme  u  každého  moderního  digitálního  fotoaparátu  (pro  každou  značku  fotoaparátu  je  většinou  formát mírně odlišný a také jiná koncovka souboru).   TIFF  (Tagged  Image  File  Format,  .gif).  Jedná  se  o  moderní  rastrový  formát  s  bezztrátovou  kompresí  používaný  zejména  pro  ukládání  digitální  fotografie.  Až  na  animaci  podporuje  všechny  další  specifika  obrazových  formátů  včetně  metadat, managementu vrstev, průhlednosti podkladu, jednoduchou vektorovou  grafiku,  tzv.  multipage  (možnost  zobrazení  na  více  stránek)  a  různou  barevnou  hloubku.  

  Obrázek 4.1‐1 Zvětšený rastrový obrázek 

Strana | 22    

   

4.2 Základy práce s IrfanView  Při  práci  s  grafikou  na  škole  i  doma  je  problém  s  licencovanými  programy.  Možnost,  jak  se  elegantně  vyhnout  používání  placeného  softwaru  je  právě  IrfanView. Má celou řadu velmi užitečných funkcí a to na dost velké úrovni. Pokud  program neznáte budete určitě mile překvapeni.   

Pro  práci  s  digitální  fotografií  (ale  nejen  s  ní)  je  vynikající  grafický  editor  IrfanView. Jedná se o velice kvalitní freeware, ke kterému je možné doinstalovat  české  rozhraní  a  který  je  stažitelný  přímo  ze  stránek  softwaru  http://www.irfanview.net 

 

(nebo 

z 

http://www.slunecnice.cz 

, 

http://www.stahuj.cz ). Irfan podporuje velké množství typů grafiky, videa i audia  a při instalaci vyzve k asociaci souborů s tímto programem (které typy souborů se  budou  v  IrfanView  otevírat).  Doporučuji  označit  možnost  Pouze  obrázky.  Společně s prohlížečem se instaluje také IrfanThumbnails, umožňující prohlížení  miniatur  (tzv.  thumbnails)  obrázků  ve  složkách  a  práci  s  nimi  (např.  vytvoření  html  dokumentu  s  miniaturami,  hromadné  operace  s  obrázky  atd.)  V  současné  době  jsou  na  oficiálních  stránkách  programu  také  možnosti  volby  vzhledu  tlačítek, instalace doplňků (PlugIns)).    Jestliže  máte  asociované  obrázkové  soubory  se  souborem  Irfan  (buď  přímo  při  instalaci nebo později v nabídce (Volby ‐ Nastavit asociace souborů), můžete jej  otevřít přímo dvojklikem na libovolný obrázek  V případě, že ne, pak jej otevřete  přes nabídku Start‐Programy, nebo ikonu na ploše.      V  následujícím  přehledu  se  nebudeme  zabývat  všemi  příkazy  v  nabídkách.  Je  nutné  si  program  průběžně  procházet  a  jednotlivé  možnosti  vyzkoušet  samostatně.  Přesto považuji za vhodné objasnit některé funkce nebo upozornit  na některá specifika:      Strana | 23    

   

Nabídka Soubor   Otevřít.  Všimněte  si  ohromné  nabídky  typů  souborů,  které  je  Irfan  schopen  načíst (Soubory typu).  Otevřít externím editorem. Zde je možné zvolit jiné externí editory (např. GIMP  nebo Corel PhotoPaint), kterými chcete obrázky upravovat.  Otevřít jako. Je možné otevřít soubor jako raw formát, v 16‐kové soustavě (hex)  nebo  ASCII  (každý  byte  je  reprezentován  znakem).  Tato  možnost  je  využívána  spíše pro profesionální práci s obrazem (možnost změny hlavičky obrázku atd.)  Náhledy. Otevírá IrfanView Thumbnails, což je v podstatě jednoduchá galerie pro  třídění  obrázků,  jejich  hromadnou  úpravu,  tvorbu  html  souboru  na  základě  náhledů  atd.   Velice  užitečné  jsou  zejména  operace  pro  hromadnou  úpravu  s  bezztrátovou kompresí (výhodné zvlášť u jpg souborů, u kterých je při ukládání  obvyklá  ztrátová  komprese).  Pro  nadšené  fotografy  je  zde  také  možnost  panoramatického snímku.  Prezentace.  Otevírá  okno,  ve  kterém  je  možné  připravit  prezentaci  vybraných  obrázků. Tuto prezentaci je možné dále uložit pro další použití nebo převést na  exe soubor nebo vypálit na CD‐DVD .  Dávkový převod/přejmenování. Jestliže chcete převést najednou velké množství  fotografií  z  jednoho  formátu  do  jiného  nebo  je  najednou  zmenšit  (popř.  jinak  upravit nebo jen přejmenovat soubory), pak vám dávkový převod velice výrazně  ušetří  čas.  Stačí  jen  označit  soubory,  které  chcete  transformovat,  nastavit  příslušný typ transformace a spustit dávkovou operaci. 

            Obrázek 4.2‐3 Thumbnails (Náhledy) v IrfanView 

 

    

 

  Obrázek 4.2‐7 Způsob vybírání části obrázku 

v případě kliknutí ze označená oblast zvětší 

  Strana | 24    

   

Otevřeme si okno Dávkového převodu  a vysvětlíme si konkrétní postupy:  Přejmenování  souborů  podle  jednotného  schématu.  Soubory,  které  chceme  přejmenovat  (nemusí  být  jen  grafické)  přetáhneme  do  pravého  dolního  okna  (vstupní soubory) a seřadíme je podle uvážení. Ve výběru Fungovat jako zvolíme  Dávkové přejmenování s nastavením Názvu vzoru (vlastní text, např. Obr a ## n‐ místné  automatické  číslo,  podle  počtu  znaků  „#“).  Složitější  přejmenování  lze  vytvořit  v  okně  Možnosti  (lze  ponechat  původní  název  a  k  němu  přidat  číslo,  nebo  specifický  text  zaměnit  za  jiný  atd.,  viz  ).  Nesmíme  také  zapomínat,  zda  budou  soubory  po  převedení  uloženy  v  aktuální  složce  nebo  zda  zvolíme  jinou  složku  (Procházet,  Použít  aktuální  adresář).  Zkušení  uživatelé  mohou  přímo  soubory  přejmenovat,  začátečník  by  měl  vždy  nastavit  možnosti  tak,  aby  se  vytvořily kopie souborů (nezadávat Přejmenovat originální soubory nebo Přepsat  originální soubory).  Převedení formátu souboru na jiný. Například soubory z bmp (nezkomprimované  obrázky) do jpg (komprimované obrázky) převedeme tak, že vybereme příslušné  bmp  obrázkové  soubory  v  Fungovat  jako  vybereme  Dávkový  převod  s  nastavením Výstupní formát bmp. Pak stačí stejně jako u předchozího kliknout na  tlačítko Spustit.  Složitější  transformace  obrázků.  Při  výběru  dávkového  převodu  lze  zadat  možnost Rozšíření. Objeví se okno s názvem Nastavení pro všechny obrázky 

, 

kde lze hromadně provádět výřez  z obrázku, měnit  velikost, barevnou hloubku,  jas, kontrast, rozlišení, přidávat text atd. Všimněte si zejména velice elegantního  řešení  změny  velikosti  obrázků,  které  dovoluje  měnit  velikost  delší  strany  (procentuálně nebo na nastavenou hodnotu) a další strana se dopočítá tak, aby  byl  zachován  původní  poměr  stran.  Pro  lepší  pochopení  transformací  je  nutné  vyzkoušet alespoň základní možnosti. 

Strana | 25    

   

  Obrázek 4.2‐4 Možnost tvorby prezentace v programu   

  Obrázek 4.2‐5 Dávkové operace v IrfanView 

Strana | 26    

   

  Obrázek 4.2‐6 Možnosti dávkového převodu   

Nabídka Úpravy   Zpět. Stejně jako u jiných programů je možnost vrátit zpátky provedené operace.  Zobrazit  dialog  pro  kreslení.  Umožní  kreslení  čar,  vepisování  textu,  vyplňování  barvou, klonování částí obrázku.  Vytvořit  vlastní  výběr  ořezu,  Maximalizovat  a  vystředit  výběr,  Vystřihnout  výběr,  vystřihnout  okolí  výběru,  Výběr  oříznutí.  Výběr  provedeme  stisknutím  levého  tlačítka  myši  a  tažením  nad  obrázkem .  Následně  můžeme  provádět  ořezávání  a  vystřihování  částí  obrázku  na  základě  výběru.  Ořez  může  být  prováděn i se specificky nastavenou proporcí a přesnými souřadnicemi (Vytvořit  vlastní výběr ořezu).  Vložit text do výběru. Do výběru lze umístit text. Formát, velikost a barva písma  jsou přitom velice snadno nastavitelné.    Nabídka Obrázek    Informace .  Zobrazí  základní  informace  o  obrázku  (rozměry,  dpi,  komprese,  barevná hloubka, atd.) Při stisknutí tlačítka Info z EXIF, které je v okně Informace  o  obrázku,  se  zobrazí  další  metadata  (přístroj,  nastavení  expozice,  datum  a  čas  Strana | 27    

   

atd.), která do obrázku uložil fotoaparát (popř. jiný zdroj digitálního obrazu)).  Změnit velikost / Převzorkovat. Tato funkce stojí za zmínku zejména kvůli svému  "user  friendly"  prostředí .  Pomocí  několika  kliknutí  lze  měnit  velikost  na  polovinu  nebo  nastavit  na  standardní  formáty  obrazovky,  popř.  velikost  v  centimetrech.  Úpravy barev. Dovoluje pro obrázek nebo jeho výběr měnit jas, kontrast, gamma  korekci,  vyvážení  jednotlivých  barevných  kanálů  RGB  a  nasycení.  Díky  těmto  funkcím může zkušený uživatel fotografii "dotáhnout do dokonalosti" nebo např.  zdůraznit některé prvky, které na původní fotografii zanikají. Při označení výběru  určité části se změny budou vztahovat pouze na výběr.  Úprava  červených  očí.  Provádí  korekci  jevu  způsobeného  odrazem  světla  od  lidské  sítnice.  "Červené  oči"  vznikají  při  focení  s  bleskem,  nejčastěji  v  šeru,  kdy  jsou panenky značně rozšířeny. Korekci provádíme tak, že vybereme co nejmenší  plochu kolem oka a spustíme korekci .    Efekty  atd.  Další  možnosti  práce  s  obrázkem.  Irfan  nabízí  celou  rozsáhlou  škálu  grafických úprav, prohození barev, zaostřování a mnoho dalších efektů (Efekty).  Pokud  si  chcete  prohlédnout  celou  nabídku,  pak  v  nabídce  Efekty  klikněte  na  Prohlížeč  efektů  (Ctrl  E)).  V  případě,  že  máme  označený  výběr,  pak  se  změny  vztahují opět jen na oblast výběru.    Nabídka Volby  Vlastnosti/Nastavení.  Změnit  jazyk  programu.  Nastavení  asociace  souborů.   První  dvě  nabídky  jsou  podle  mého  názoru  zcela  jasné.  Asociace  souborů  dovoluje nastavit Windows tak, aby určité programy byly automaticky otevírané  programem  IrfanView  (soubory  budou  mít  charakteristickou  ikonu  tohoto  programu).  Zastavit  animaci.  Extrahovat  všechny  snímky.  Tyto  příkazy  pracují  s  formáty,  které  umožňují  animaci  (např.  gif).  Funkce  Extrahovat  všechny  snímky  rozloží  animaci do jednotlivých snímků a uloží do zvolené složky.  Bezztrátové otáčení JPG, Bezztrátové výřezy. Při kompresi formátu JPG dochází  Strana | 28    

   

ke  ztrátám  kvality  obrázku.  S  nainstalovanými  doplňky  lze  provádět  transformace, aniž by se snížila kvalita obrázku.  Zachytit  /  Sejmout  obrazovku.  V  případě,  že  chcete  zachytit  obraz  na  vašem  monitoru  (např.  určitou  nabídku,  okno,  nebo  určitý  výřez)  můžete  v  IrfanView  spustit  tuto  funkci.  Po  stisknutí  CtrlF11  se  pak  provede  sejmutí  obrázku  a  následně jeho zobrazení nebo uložení do zvolené složky.   

Nabídka Zobrazení   Volby zobrazení. Nabízí několik možností přizpůsobení velikosti snímku. Snímky  mohou  být  například  přizpůsobeny  pracovní  ploše  nebo  oknu  IrfanView.  V  případě,  že  jsou  snímky  menší,  došlo  by  při  zvětšení  k  "rozpixelování"  obrázku,  proto v IrfanView existuje možnost přizpůsobení pouze velkých obrázků, zatímco  malé obrázky se budou zobrazovat v poměru 1:1.   

4.3 Využití přístrojů pro digitalizaci  Klasická  digitální  fotografie  je  myslím  pro  všechny  samozřejmostí.  Zkoušeli  jste  ale jiné možnosti jak digitální obraz využít? Tady je několik tipů.   

Skenování  Původní  účel  skenování  je  digitalizace  předlohy  (většinou  textů  nebo  obrázků)  pro možnosti jejího dalšího zpracování. Biologovi však skener poskytuje mnohem  větší  možnosti.  Při  tvorbě  herbářových  položek  je  možné  skener  využít  k  skenování  materiálu  rostlin,  který  zároveň  můžeme  doplnit  potřebnými  údaji  o  lokalitách  buď  přímo  do  obrazu,  nebo  jako  tzv.  metadata  (součást  souboru  obsahující informace o obrázku ).   Při  skenování  je  třeba  znát  několik  důležitých  parametrů,  které  ovlivňují  kvalitu  obrazu a výsledek skenování.    Output  type  (typ  výstupu):  obrázek,  popř.  objekt  může  být  skenován  v  barevném  rozlišení,  resp.  barevné  hloubce  (true  color  ‐  skutečné  barvy,  256  Strana | 29    

   

barev), v rozlišení stupňů šedi, černobílém rozlišení nebo rozlišení textu (pomocí  metody  OCR  ‐  optical  character  recognition).  Pro  jednoduchá  schémata  je  vhodné použít stupně šedi nebo černobílé rozlišení.  Resolution  (rozlišení):  podle  nastavení  rozlišení  bude  mít  výsledný  obrázek  určitý počet dpi (dots per inch ‐ bodů na palec = 2.54 cm). V případě, že chceme  skenovaný obrázek zvětšovat a sledovat detaily, je vhodnější skenovat při větším  rozlišení. Skener tak přečte více barevných bodů na určitou skenovanou plochu  2.54 x 2.54 cm, takže bude skenování probíhat pomaleji a výsledný soubor bude  dost velký.  „Hloubka  ostrosti“  skeneru:  schopnost  zachytit  plastické  objekty  při  zachování  ostrosti.  Velká  část  moderních  skenerů  má  hloubku  dostatečně  dobrou  pro  skenování rostlin a plošších objektů.  Sharpen  level  (stupeň  ostrosti):  lze  nastavit,  jak  intenzivně  bude  skener  zachycovat  rozhraní  mezi  dvěma  barvami  (pozvolný  přechod  až  po  ostrou  konturu).    Vhodné  objekty  pro  skenování  jsou  rostliny

,  listy,  kůra,  dřevo, 

vybroušené nerosty, peří atd. Pro lepší kontrast se doporučuje umístit na pozadí  světlý  nebo  tmavý  papír  (podle  typu  objektu).  Existují  samozřejmě  i  metody  skenování  živočichů  (např.  vážek ),  kdy  víko  skeneru  musíme  podložit  tak,  abychom  jedince  nerozmačkali.  U  hmyzu  je  výhodné  živé  jedince  podchladit  nebo snížit metabolismus pomocí CO2. Z uvedených ukázek je jasné, že výsledný  obrázek může být mnohem kvalitnější, než  digitální fotografie.   

Strana | 30    

   

  Obrázek 4.4‐4 Naskenovaný detail květu   

  Obrázek 4.4‐6 Skenovaná vážka  foto Dan Bára & Aleš Dolný   

Digitální fotografie  Digitální  fotoaparát  (popř.  kamera)  představuje  jednu  z  dalších  „vymožeností“  moderního  biologa  i  učitele  biologie.  Může  být  využit  například  následujícím  způsobem:  při tvorbě obrazových databází;   pro účely exkurzí (např. místo protokolů z exkurzí můžete připravit prezentaci s  fotografiemi organismů a jejich charakteristikou);  tvorba mikrofotografií po připojení (pomocí speciální redukce) k mikroskopu ;  Strana | 31    

   

po připojení k dataprojektoru, k videu nebo k televizi (s videovstupem přes tzv.  „cinch“)  jej  lze  použít  jako  jednoduchý  vizualizér,  kterým  lze  po  upevnění  do  stativu snímat pokus (např. pitvu žížaly) nebo preparáty pod mikroskopem .    

  Obrázek 4.4‐7 Fotografie pomocí stereoskopické lupy housenice blanokřídlého hmyzu   

  Obrázek 4.4‐8 Fotoaparát připojený na dataprojektor  možnost promítání v laboratoři   

Strana | 32    

   

5 Speciální možnosti využití ICT ve výuce biologie  Jestliže  jste  narazili  v  průběhu  řešení  zadaných  úkolů  na  něco  zajímavého,  co  byste určitě chtěli využít ve výuce nebo vás napadlo, že se dá výuka vlastně vést  úplně  jinak,  pak  je  následující  kapitola  další  motivací.  Je  to  pokus  o  jakousi  systemizaci těch ne příliš  běžných způsobů využití ICT pro biologické vzdělávání.  Možná,  že  vám  budou  něktěré  prvky  připadat  jako  naprosté  rouhání  nebo  nesmysl.   

Cíle:   Po prostudování kapitoly zvládnete toto:  získáte  představu  o  tom,  co  je  to  edutainment  a  proč  by  bylo  vhodné  jej  využívat pro doplnění výuky;  porozumíte principu interaktivních klíčů, virtuálních laboratoří a exkurzí;  seznámíte  se  s  principem  fungování  a  využití  interaktivních  tabulí  v  moderní  výuce.   

5.1 Počítačová hra jako nový motivační prvek  Hovořit  o  vhodnosti  hraní  počítačových  her  v  současném  světě  se  moc  nehodí.  Pokusme se přece jen tuto problematiku otevřít.    S  diskusemi  ohledně  problematiky  počítačových  her,  vkusností  a  nevkusností,  špatného  vlivu  na  mládež  atd.  se  setkáváme  neustále.  Málokdo  si  však  uvědomuje,  že  i  přes  útoky  odpůrců  je  počítačová  hra  zcela  běžnou  součástí  života mladé generace. Otázkou samozřejmě zůstává míra trávení volného času  hraním počítačových her, vhodný obsah her a vliv sezení u počítače na fyzickou  kondici  mladého  organismu.  Pouhé  odsuzování  a  snaha  najít  důkazy  škodlivosti  ale  určitě  nepomohou.  Je  jasné,  že  se  rozvoj  kultury  počítačových  her  zastavit  nedá.  Dá  se  však  mírně  směrovat  tak,  aby  se  počítačové  hry  vyvíjely  od  bezduchých  akcí  k  sofistikovaným  produktům  rozvíjejícím  znalosti  a  dovednosti  Strana | 33    

   

člověka. Vzhledem ke stále ještě převažujícímu odmítavému přístupu pedagogů  vidí firmy produkující hry pouze malou poptávku po takovémto typu produktu. V  současnosti  se  však  situace  začíná  lepšit  a  na  naše  trhy  se  dostávají  velice  zajímavé  typy  softwaru  nazývané  „edutainment“  neboli  výukový  software  spojený  s  počítačovou  hrou.  Mezi  první  vlaštovky  patří  například  Physicus,  Chemicus nebo Bioscopia. Ačkoliv se jedná o komerční produkty (na www se dají  nalézt jednoduché edutainmenty, bohužel většinou v angličtině), výhody tohoto  typu počítačových her jsou zcela nepochybně:    moderní neotřelý způsob samostudia (žáci hrají hru a zároveň se učí);   názornost  (multimediální  prostředí  umožňuje  vnímat  nejen  audiovizuální  informace);  posilování kreativity (různé možnosti řešení problémů, netradiční postupy);  autodidakce (žák je sám motivován studovat, aby úspěšně zvládl úkoly);  sebereflexe (žák musí přehodnocovat své vlastní postupy a znalosti).    Je nutné upozornit, že se nejedná o prvek vhodný do klasické vyučovací hodiny  ale  spíše  pro  samostudium  (pokud  se  to  dá  takto  nazvat).  Opravdu  se  jedná  pouze  o  doplnění  a  směrování  aktivity  žáků  k  něčemu  "z  čeho  je  užitek".  V  současné  době  vznikla  velká  řada  počítačových  her  s  biologickým  zaměřením.  Podívejme se ale nyní jen na dvě "klasiky" počítačového "edutainmentu".  Bioscopia.  Jedná  se  o  průkopnickou  hru  s  napínavým  dějem  a  biologickým  obsahem.  Cílem  hry  je  zachránit  vědkyni,  která  zůstala  uvězněná  na  opuštěné  biologické  stanici

.  Vaše  záchranná  mise  je  založena  na  postupným 

procházením komplexu laboratoří a řešením různých hádanek a kvizů, které vám  umožňují  dostat  se  hlouběji  do  Bioscopie  a  odhalovat  historii  této  tajné  laboratoře

.    Hádanky  ve  hře  jsou  z  okruhu  pěti  biologických  disciplín: 

botanika, zoologie, antropologie, buněčná biologie, genetika.  Úroveň  nutných  znalostí  u  jednotlivých  kvizů  je  různá.  Některé  hádanky  jsou  vysoce  obtížné,  jiné  velice  jednoduché,  nicméně  celou  situaci  ulehčuje  hlavní  Strana | 34    

   

počítač  s  terminály  rozmístěnými  po  celém  komplexu ,  na  který  se  můžete  napojit a získat z daného oboru informace umožňující řešení úkolů.    Zoo Tycoon. Tato hra pochází se slavné rodiny tzv. tycoonů (magnátů), tedy her  ve  kterých  volíte  strategii  podnikání  v  různých  sférách  a  rozšiřujete  svoje  „podnikatelské  aktivity“.  Ačkoliv  ZOO  Tycoon  patří  mezi  tento  typ  strategií,  objevují  se  v  něm  také  velice  zajímavé  prvky  environmentálního  vzdělávání  a  snahy  o  biologický  edutainment  strategického  typu.  Smyslem  celé  hry  je  vybudovat špičkovou zoologickou zahradu  s veškerým komfortem pro zvířata i  zákazníky .  Zajišťujete  přitom  celý  management  (přijímání  zaměstnanců,  náklady  na  opravy,  nákup  zvířat  a  zařízení),  péči  o  zvířata  (volba  výběhu,  typu  ekosystému,  potravy  apod.)  a  také  další  aktivity  (výzkum  biologie  zvláště  chráněných živočichů, pokusy o reintrodukci do volné přírody atd.). Na výběr je  přitom 30 druhů živočichů (další jsou stažitelné na www fanklubu hry), o jejichž  biologii si můžete  přečíst v encyklopedii, kterou můžete během  hry kdykoliv na  obrazovce otevřít . Encyklopedie také obsahuje další informace o jednotlivých  typech biomů na naší planetě atd.   Vzhledem  k  tomu,  že  jsou  finance  limitovány  (musíte  si  na  provoz  vydělat),  je  nutné  velice  uváženě  volit  vhodnou  strategii  při  nákupu  zvířat,  personálu  i  na  výstavbu výběhů a budov. V nové verzi této hry se objevuje také možnost projít  si vlastní ZOO očima návštěvníka a vytvořit si fotoalbum ZOO nebo můžete jako  zřízenec  sbírat  odpadky  po  nevychovaných  návštěvnících,  popř.  vstoupit  do  výběhu a doplnit vodu nebo krmení zvířatům.   Celá  hra  je  koncipována  tak,  abyste  se  ke  zvířatům  museli  chovat  velice  ohleduplně  a  zajistili  jim  všechny  jejich  potřeby  (v  opačném  případě  jsou  nemocná  nebo  se  nereprodukují).  Zvíře  nelze  odstranit,  pouze  prodat  nebo  vypustit do přírody, přičemž za špatné chovy jste penalizováni. Také návštěvníci  vyžadují v ZOO „kasičky na příspěvky“, kam by mohli  dávat finanční dary pro své  oblíbence.    Strana | 35    

   

Z  pohledu  biologa  se  opravdu  jedná  o  velice  zajímavý  počin.  Hra  vyžaduje  jak  logické myšlení, tak kreativitu, znalosti biologie jednotlivých druhů a navíc i jistý  ekonomický pohled na věc. Po úspěchu prvních dvou dílů vznikly na stejné bázi  další  doplňky  ZOO  Tycoon  ‐  Dinosaur  Digs  (chov  prehistorických  zvířat),  Marine  Mania (mořská akvária) a Endangered Species (chov ohrožených živočichů).  V případě, že byste si chtěli hru zahrát, je stažitelná demo verze (1. i 2. díl) např.  na serverech Instaluj nebo Stahuj.    Další hry lze nalézt na různých stránkách:  http://www.echalk.co.uk/  ‐  E‐chalk  jsou  placené  stránky,  kde  je  možno  získat  přístup pro jednotlivce, popř. pro učebnu nebo školu. Za vyzkoušení určitě stojí  ukázky her, které jsou bezplatné.  http://www.bbc.co.uk/schools/games/  ‐ vzdělávací hry pro školy (můžete vybrat  různé věkové kategorie a různá zaměření)  http://www.sciencemuseum.org.uk/onlinestuff/games.aspx    

  Obrázek 5.1‐1 Prostředí hry Bioscopia vstupní brána do labyrintu     

Strana | 36    

   

  Obrázek 5.1‐3 V laboratořích se můžete připojit na informační systém    Princip fotosyntézy 

  Obrázek 5.1‐7 Informace o chovaném zvířeti levhart sněžný 

Strana | 37    

   

  Obrázek 5.1‐8 Obr 65 ZooTycoon3   

5.2 Interaktivní klíče  Následující  články  jsou  kratičkými  ukázkami  různých  efektních  prvků  (většinou  i  efektivních) využívaných ve výuce biologie.    Pro  studenty  (většinou  i  pro  pedagogy)  spočívá  většinou  určování  podle  knižní  formy určovacího klíče v zoufalém listování a marném hledání obrázků. I když s  tím  nemusíte  souhlasit,  je  nutno  přiznat  že  je  tento  typ  identifikace  organismů  dosti  demotivující.  Je  tedy  s  podivem,  že  určování  pomocí  interaktivního  klíče  není dosud rozšířeno tak, jako by mohlo být.    Princip  dichotomického  interaktivního  klíče  si  můžeme  vysvětlit  na  příkladu  určování hmyzu. Po spuštění klíče se nám zobrazí první volba:  

jedinec má křídla (obrázek křídlatého hmyzu) 



jedinec nemá křídla (obrázek bezkřídlého hmyzu) 

 

Při kliknutí na jedinec má křídla se zobrazí další stránka s možnostmi:  Strana | 38    

   



pouze jeden pár křídel (obrázek) 



dva páry křídel (obrázek) 

  Další klíče mohou spočívat ve výběru základních znaků a v databázi jsou následně  vyhledány  všechny  taxony,  které  splňují  dané  podmínky.  Takto  můžeme  zpřesňovat výběr až nakonec objekt určíme. Interaktivní klíče jsou velice užitečné  a  efektivní.  Odpadá  zdlouhavé  listování  na  další  číselný  odkaz  jako  v  klasickém  klíči, obrázky lze zvětšovat a přidávat nepřeberné množství fotografií a obrázků k  jednomu danému znaku. Zde také přidat zvukový záznam popř. video. Na druhou  stranu  takový  klíč  těžko  vezmeme  do  terénu  (i  když  s  notebookem  a  mobilním  připojením k internetu se dá i toto obejít).   

  Nejslavnějším  projektem  interaktivních  klíčů  je  Delta  IntKey 

(http://delta‐intkey.com/  ),  který  vyžaduje  stáhnout  speciální  software.  Další  interaktivní klíče můžeme najít na následujících stránkách:    České klíče  http://bryoweb.bf.jcu.cz/klic/ Klíč určování mechorostů (česky  http://www.kvetenacr.cz/  Interaktivní klíč rostlin)  http://prirodainfo.cz/klic_k_urceni.php 

Interaktivní 

klíč 

určování 

ptáků, 

obojživelníků a plazů  http://www.lepidoptera.cz/index.php?s=klic Interaktivní obrazový klíč motýlů ČR    Klíče v angličtině  http://www.uwsp.edu/cnr/leaf/Treekey/tkframe.htm  interaktivní  klíč  určování  dřevin.   http://utc.usu.edu/keys/Carex/Carex.html  interaktivní  klíč  určování  ostřic  (Carex)  http://www.entomology.umn.edu/museum/projects/Interactive_Keys/Start_Her Strana | 39    

   

e.html interaktivní klíč hmyzích řádů Severní Ameriky  http://insects.about.com/gi/dynamic/offsite.htm?zi=1/XJ/Ya&sdn=insects&zu=h ttp%3A%2F%2Fwww.sci.sdsu.edu%2Fclasses%2Fbio462%2Feasykey.html%23one pair dichotomický interaktivní klíč hmyzu   

5.3 Virtuální laboratoře  Má  střední  škola  na  to,  aby  prováděla  složité  experimenty  se  studenty  v  laboratorních  pracech?  Obáváte  se  odporu  studentů  k  pitvání  organismů?  Částečně může problém vyřešit virtuální laboratoř.  Virtuální  laboratoře  jsou  komerční  nebo  volně  dostupné  programy  simulující  různé  experimenty,  které  nejsme  schopni  jednoduše  realizovat  ve  vyučovací  hodině.  Odpadají  ztráty  času  při  přípravě  experimentu,  finanční  náročnost  experimentů  a  spousta  dalších  nepříjemností.  Firmy,  které  ve  světě  nabízejí  virtuální laboratorní cvičení mohou cvičení pojmout formou hry nebo seriózního  vědeckého experimentu.  Při  plánování  virtuálního  laboratorního  cvičení  je  nutné  přesně  specifikovat  cíle  cvičení, aby se z vyučovací hodiny nestala „volná hodina“. Proto je nutné, aby byl  vyučující  s  příslušným  softwarem  (nebo  WWW  stránkou)  obeznámen,  popř.  u  cizojazyčných stránek připravil studentům manuál. 

 Virtuální laboratoř si lze prohlédnout na: 

http://www.hhmi.org/biointeractive/index.html    ‐  Howard  Hughes  Medical  Institute, obsahuje také spoustu odborných kurzů v oblasti biologie, stránky jsou  zaměřeny  spíše  pro  vysokoškoláky,  obsahuje  virtuální  odborné  laboratoře  (imunologie,  mikrobiologie,  molekulární  biologie),  nutné  nainstalovat  Shockwave.  http://learn.genetics.utah.edu/content/labs/extraction/  interaktivní  laboratoř,  ve které extrahujete DNA  http://froggy.lbl.gov/virtual/ virtuální pitva žáby  Strana | 40    

   

5.4 Virtuální exkurze  Je jasné, že exkurze nebo terénní cvičení je z didaktického hlediska pro studenty  velkým přínosem. Vždy ale exkurzi prostě zařídit nemůžeme. Tady je alternativa.  Organizování  exkurzí  v  rámci  výuky  je  dost  problematickou  záležitostí.  Jistým  "náhradním  řešením"  může  být  tzv.  virtuální  exkurze  na  počítači.  Virtuální  exkurze  je  možné  provádět  za  použití  speciálního  softwaru  (Google  Earth,  didaktický  software)  nebo  také  díky  využití  internetových  webkamer.  Spousta  organizací  a  institucí  po  celém  světě  nabízejí  bezplatně  pozorování  v  přírodě  pomocí  webkamery.  Jedná  se  o  digitální  kamery  připojené  on‐line  k  internetu  nastavené  např.  u  napajedla  zvěře  v  Africe  nebo  u  ptačího  krmítka  v  Británii.  Velkou  část  biologických  webkamer  spravují  různé  světové  zoologické  zahrady.  Podívat se můžeme nejen do výběhu různých šelem, ale také do hnízda ptáků, na  korálový útes nebo na dno rybníka.  Při práci s webkamerami je vždy důležité dbát na následující faktory:   Kamera  může  být  dočasně  odpojena  (můžeme  se  ale  pokusit  najít  archív  toho  nejzajímavějšího).  V  dané  části  světa  je  zrovna  jiná  denní  (noční)  hodina,  tzn.  aktivita  živočichů  může  být  nulová  (pedagog  by  se  měl  vždy  ujistit  před  hodinou,  jestli  jsou  webkamery funkční a zobrazují to, co mají).  Obecné  vyhledavače  webkamer  mohou  odkazovat  na  stránky  s  nevhodným  obsahem  (některé  vyhledávače  webkamer  nabízejí  i  „jiné  on‐line  služby“).  Je  proto  vždy  lepší  předem  biologické  webkamery  vyhledat  a  ne  je  hledat  před  studenty. 

  Mezi  nejlepší  webkamery  a  vyhledavače  webkamer  na  internetu  patří  následující stránky:  http://nationalzoo.si.edu/Animals/WebCams/default.cfm  americká  zoologická  zahrada pod Smithsonian Institute (vynikající webkamery, panda, gepard, žirafy,  chobotnice atd.)  Strana | 41    

   

http://www.webcamlocator.com/animals/animals_index.html 

 

rozcestník 

webových kamer zaměřených na zvířata  http://www.earthcam.com  ‐ vyhledavač webkamer  z různých míst světa   

5.5 Interaktivní tabule  Jestli vás po přečtení článku a prostudování materiálů z internetu bude mrzet, že  nemáte interaktivní tabuli ve škole. Zkuste to prodiskutovat s ostatními kolegy v  závěrečné  diskuzi  nad  celou  kapitolou.  Možná  tabuli  používájí  a  poradí  vám,  z  jakých projektů se dá interaktivní tabule ziskat.    Základní popis interaktivních tabulí  Ačkoliv  se  stále  ještě  jedná  o  poměrně  drahou  techniku,  stávají  se  interaktivní  tabule  pomalu  ale  jistě  populární.  Také  ceny  už  nejsou  naprosto  neúnosné  a  samozřejmě  s  rostoucí  poptávkou  dále  klesají.  Lze  obecně  předpokládat,  že  se  tato  didaktická  technika  v  budoucnu  stane  zcela  běžným  prvkem  ve  vyučovací  hodině.  Interaktivní  tabule  se  skládá  z  několika  komponentů  ‐  dataprojektoru,  tabule  se  senzory  snímání  pohybu  a  počítače.  Celkovým  propojením  těchto  tří  komponent  docílíme  efektu,  kdy  můžeme  přímo  na  tabuli  psát,  klikat  na  zobrazovaná  tlačítka  atd.  Zároveň  při  psaní  a  kreslení  na  interaktivní  tabuli  je  možné  obraz  ukládat  do  počítače.  V  současné  době  rozlišujeme  několik  technologií promítání:   

Promítání přední ‐ tyto tabule jsou levnější, ale je zde riziko, že osoba pracující s  tabulí vrhá na tabuli stín. Tyto tabule jsou obecně nejlevnější variantou  Promítání  přední  s  krátkou  projekcí  ‐  projektor  je  umístěn  velice  blízko  a  promítá pod velkým úhlem, čímž se snižuje možnost vrhání stínu na tabuli  Promítání  zadní  ‐  u  těchto  tabulí  zcela  odpadá  riziko  vrhání  stínu,  protože  je  projektor  umístěn  za  tabulí,  čímž  se  omezuje  možnost  umístění  na  stěnu.  Tyto  tabule jsou cenově mnohem nákladnější.   

Strana | 42    

   

  Podrobné  informace  o  interaktivních  tabulích  a  software  naleznete  na 

portálech zaměřených na didaktiku:    Česká škola http://www.ceskaskola.cz/2009/04/jiri‐dostal‐ interaktivnitabule.html   Ve škole http://www.veskole.cz/home.html    

6 Počítačová prezentace ve výuce biologie  Možnosti počítačových prezentací jsou pro laika neuvěřitelné. Musíte však vědět  jak  na  to.  V  následující  kapitole  se  možná  budou  zpočátku  někteří  z  vás  nudit.  Pevně ale věřím, že vás na konci PowerPoint příjemně překvapí.   

Cíle:   Po prostudování kapitoly zvládnete toto:  dokážete  zdůvodnit  používání  prezentací  v  jednotlivých  fázích  vyučovacího  procesu;  procvičíte si základy tvorby prezentací;  dokážete se vyhnout zásadním chybám ve formátování prezentace;  budete umět pokročilé postupy prezentace;  seznámíte se s netradičním využitím PowerPointu.   

6.1 Proč a kdy počítačová prezentace?  Není prezentace jako prezentace. Někdo používá prezentační programy k tvorbě  jakýchsi studijních textů, někdo jen jako osnovu při přednášení. Jsou určitě takoví  učitelé,  kteří  počítačovou  prezentaci  zavrhují.  Je  to  ale  proto,  že  si  neuvědomují  její potenciál.    Klasická  vyučovací  hodina  (nebo  její  část).  Jedná  se  o  prezentaci  učiva  Strana | 43    

   

(základních pojmů, obrázků atd.) např. formou promítání pomocí dataprojektoru  nebo formou práce ve skupinách u počítačů. Výhodou je jistá možnost korekce a  urychlení    zápisu  už  tím,  že  prezentace  může  být  heslovitě  sestavena  podle  vyžadovaného zápisu do sešitu. Celý proces lze také zefektivnit tím, že můžeme  žákům prezentace „předtisknout“, aby si mohli pouze doplňovat poznámky

. 

Písemné zkoušení žáků (testy). Jedná se o obdobu klasického zkoušení pomocí  zpětného projektoru, kdy si pedagog otázky připraví v prezentačním programu a  promítá  je  pomocí  dataprojektoru.  Speciálním,  pro  biology  velice  typickým  případem  je  zkoušení  poznávání  biologických  objektů.  Obrázky  (označené  např.  čísly)  můžeme  postupně  promítat  a  žáci  k  číslům  přiřadí  názvy  organismů,  orgánů, kostí apod. (popř. vyberou z možností a, b, c, d). Tuto metodu lze také  použít  během  souhrnného  opakování  učiva  po  větším  probraném  celku  (fixační  fáze).  Domácí  příprava  studentů  na  vyučování  (samostudium).  V  tomto  případě  lze  vytvořit jednoduchou „učebnici“ (nemusíme se již omezovat pouze na hesla, ale  lze  vepisovat  do  prezentace  delší  text).  Vzhledem  k  tomu,  že  nemůžeme  předpokládat  u  všech  studentů  domácí  přípravu  na  počítači,  může  být  metoda  využita  i  při  samostatné  práci  ve  vyučovací  hodině  (v  počítačové  učebně).  Pro  kreativní  učitele,  kteří  prezentační  programy  dostatečně  dobře  znají,  existuje  řada způsobů, jak tuto formu studia oživit (např. dynamické modely, testy, kvízy).  Prezentace pokusů a exkurzí. Prezentační programy jsou výhodné také při práci  v laboratorních cvičeních. Kromě jiného také k realizaci pokusů, jejichž příprava,  resp.  provedení  přímo  ve  vyučovací  hodině,  by  byla  časově  náročná  nebo  finančně  nákladná.  Některé  metody  jsme  si  naznačili  už  přímo  v  kapitole  o  prezentaci pomocí MS PowerPoint.  Prezentace samostatných prací studentů. Vzhledem k rozvoji ICT všude kolem  nás,  je  nutné  současnou  mladou  generaci  naučit  používat  ICT  jako  zcela  běžný  prostředek.  Na  mnohých  školách  už  v  současnosti  vyžadují  vyučující  seminární  práce  a  referáty  vypracované  na  počítači.  Tvorba  referátů  v  prezentačních  programech  by  se  měla  stát  také  samozřejmostí.  Má  totiž  mnoho  výhod  (viz  Strana | 44    

   

výhody používání prezentací).    Počítačová prezentace ve výuce má velké množství zastánců, ale také odpůrců. I  ti  mají  v  mnoha  ohledech  pravdu,  protože  prezentace  není  samospasitelná  a  nemusí  nutně  vést  ke  zkvalitnění  vyučovacího  procesu.  Je  třeba  mít  vždy  na  paměti  zásady  tvorby  prezentací  (viz  podkapitola  Zásady  práce  s  prezentačními  programy).  Podívejme  se  nyní  na  hlavní  argumenty  zastánců  i  odpůrců.  Mezi  výhody prezentací patří:    Názornost  a  přehlednost.  Narozdíl  od  klasických  diapozitivů  a  fólií  na  zpětný  projektor,  poskytují  prezentační  programy  ohromný  komfort  (lze  vkládat  zvuky,  animace, obrázky, takže by se Komenský tetelil blahem). Výklad lze navíc doplnit  ohromným  množstvím  multimediálních  informací,  které  studenti  nemají  k  dispozici v učebnicích a jejich prezentace jiným způsobem (např. ukázkou z knih)  by  byla  pro  vyučujícího  časově  náročná  a  důležité  detaily  by  studenti  mohli  snadno přehlédnout.  Důraz na hlavní pojmy. Už v předchozím bodě bylo zmíněno, že během výkladu  s prezentačním programem lze promítat (zdůraznit) hlavní pojmy, které je nutné  znát a ostatní pouze komentovat slovně (pro zájemce).   Motivace studentů. Jedná se o „neotřelou“ formu výuky, která zároveň ukazuje  žákům možnosti ICT a „schopnosti“ pedagoga.  Zlepšení  rétorických  dovedností  studentů.  V  případě,  že  studenti  prezentují  vlastní  referát,  je  možné  docílit  toho,  že  celý  text  nebudou  vypisovat  do  prezentačního  programu,  ale  budou  uvádět  pouze  hlavní  body  a  ty  dále  komentovat.  Oproti  klasickému  „čtení  referátů“  tak  student  musí  uplatnit  komunikační dovednosti a zároveň má před sebou osnovu pro případ, „kdyby se  ztratil“.     Nevýhody používání prezentačních programů je několik, avšak ve většině případů  nevyplývají ze samotných vlastností, ale jsou spíše druhotného charakteru.  Strana | 45    

   

Nedostupnost  techniky.  Dataprojektor  (popř.  větší  počítačová  učebna)  je  pro  mnohé školy stále ještě dost velký přepych, i když tento problém v poslední době  ustupuje díky rapidně se snižujícím cenám běžných ICT.  Znalosti  základů  práce  s  multimédii.  Efektivní  a  estetické  zpracování  obrázků,  animací  atd.  do  prezentace  vyžaduje  alespoň  základní  znalosti  a  dovednosti  práce  s  PC  grafikou.  Zvládnout  základy  práce  s  prezentačním  programem  a  grafickým  editorem  obrázků  však  není  žádný  heroický  výkon  a  vyžaduje  pouze  trochu trpělivosti a času.  Čas.  Každý  uživatel,  který  kdy  vytvářel  prezentaci,  ví,  že  její  příprava  není  otázkou  hodiny  (zvláště  u  začátečníka).  S  rostoucími  zkušenostmi  a  kvalitnější  technikou  však  lze  očekávat,  že  práce  na  prezentaci  bude  trvat  stejně  dlouho,  jako běžná příprava učitele na hodinu.   

6.2 Základy tvorby prezentace (viz. e‐book/on‐line kurz)  6.3  Zásady  práce  s  prezentačními  programy  (viz.  e‐book/on‐line  kurz) 

6.4 Tipy a triky při tvorbě prezentací (viz. e‐book/on‐line kurz)   

6.5 Možnost tvorby vlastních interaktivních prvků  V případě, že jste ještě stále nepřišli na to, jak by se daly získané znalosti využít,  tento článek by vás měl motivovat k novému přístupu k využití prezentací.    V předchozích kapitolách jsme mluvili o interaktivních klíčích, testech, virtuálních  laboratořích  a  exkurzích.  Velká  část  těchto  didaktických  pomůcek  je  vytvářena  jako  komerční  produkty  a  velice  často  v  angličtině,  což  není  pro  výuku  na  základních školách a na středních školách ideální. Znalost práce s PowerPointem  nám  však  může  velice  dobře  poskytnout  podobné  interaktivní  pomůcky.  Představte si, že byste vytvořili následující typ prezentace.    Strana | 46    

   

Příklad  č.  1  Virtuální  exkurze:  Na  prvním  snímku  se  vám  objeví  obrázek  lesa.  Jestliže nyní kliknete:  doleva ‐ zobrazí se vesnice  dopředu ‐ les se přiblíží nebo vstoupíte do lesa  vpravo ‐ rybník  V  lese  a  u  rybníka  kliknete  na  jednotlivé  objekty  a  k  nim  se  zobrazuje  popisek  (popř.  foto  a  komentář).  Podobně  se  může  jednat  o  návštěvu  ZOO,  hledání  v  určitých částech mapy atd.    Příklad  č.  2  Virtuální  pozorování  buňky:  Objeví  se  model  nebo  mikrofotografie  buňky.  Kliknutím  na  vakuolu  přeskočíme  na  snímek,  kde  je  zvětšený  obrázek  vakuoly  a  komentář  k  funkci  vakuoly.  Tlačítkem  Zpět  se  vrátíme  na  buňku  a  zkoumáme další organely.    Příklad č. 3 Interaktivní pitva: V laboratoři provádím pitvu brouka. Klikneme na  krovky  a  ty  se  odstraní  spolu  s  tergity  (hřbetní  vnější  kostra  hmyzu)  na  bok,  objeví se k nim komentář a v těle vidíme jednotlivé orgánové soustavy. Postupně  odstraňujeme další části těla.    Příklad  č.  4  Interaktivní  klíč:  Klíč  na  určování  hmyzu.  Objeví  se  dvě  volby  s  obrázky  a  textem  „jedinec  má  křídla“  a  „jedinec  nemá  křídla“.  Klikneme  na  jedinec má křídla a přejdeme na stránku s obrázky a volbou „1 pár křídel“ nebo  „dva páry křídel“ atd.     Příklad č. 5 Interaktivní test: Na obrazovce se objeví otázka a k ní tři odpovědi.  Při  kliknutí  na  špatnou  odpověď  se  objeví  nápis  špatně  (potom  zmizí)  nebo  skočíte  na  koncovou  stránku  prezentace,  kde  je  např.  nápis  "Neprošli  jste  testem".  Při  zakliknutí  správné  odpovědi  skočíte  na  stánku  s  dalšími  otázkami  (popř.  se  může  objevit  obrázek  s  nějakým  bonusem).  Test  může  být  vlastně  formou  hry.  Například  jste  ztraceni  v  lese  s  při  každém  posunutí  se  dopředu  a  Strana | 47    

   

musíte  zodpovědět  určitou  otázku,  která  se  týká  fauny  a  flóry.  Z  lesa  se  dostanete jen při správném zodpovězení všech otázek.  Tyto  typy  prezentací  vytvoříme  poměrně  snadno  na  základě  předchozích  zkušeností s prezentačním programem. Celou věc si ukážeme na příkladu buňky.   

Do prezentace vložíme snímek s obrázkem buňky a snímky s obrázky  jednotlivých organel s popisem. 



Před  obrázek  buňky  vložíme  obdélníky,  kruhy  nebo  jiné  automatické  tvary  na  dané  organely  a  u  jednotlivých  tvarů  nastavíme  ve  Formát  automatického  tvaru  např.  bílou  výplň  (nedávejte  výplň  „žádná“),  maximální průhlednost a Čára ‐ Bez čáry. Tím objekty vizuálně zmizí,  ale stále jsou před obrázkem.  



U Nastavení akce daného neviditelného objektu vybereme Přejít na cíl  hypertextového odkazu a zvolíme Snímek s číslem snímku, na kterém  je obrázek a text o organele. Na tomto snímku vložíme tlačítko zpět, u  nějž  můžeme  nastavit  Přejít  na  cíl  hypertextového  odkazu  s  volbo  Poslední zobrazený snímek. 



Takto  po  spuštění  prezentace  se  nám  nad  jednotlivými  organelami  zobrazí kurzor jako při hypertextovém odkazu a kliknutím skočíme na  danou stránku.  

Podobně  vytváříme  i  interaktivní  klíč,  kdy  kliknutím  na  text  přejdeme  pomocí  hypertextového  odkazu  na  určitý  snímek  (pro  daný  text  musíme  nastavit  hypertextový  odkaz  tak,  jak  jsme  si  to  vysvětlili  při  práci  s  prezentačním  programem).  Také  „odlétnutí  krovek“  není  žádný  zázrak,  ale  pouze  nastavení  aktivační události pro efekt odlet.   Jestliže se nyní podíváte na nabízený výukový software, s údivem zjistíte, že jste  schopni  vytvářet  stejné  efekty.  Zbývá  jen  shromáždit  požadovaný  obrazový  materiál a posadit se k počítači.  

 Zkuste se zamyslet nad tím, které z těchto prezentací byste již zvládli a  jestli jsou ještě další možná využití "interaktivity" PowerPointu.  Strana | 48