Další nástroje (nejen) na výuku matematiky

Michal Černý 30. 6. 2010

V dnešním článku si představíme opět několik nástrojů, které se hodí všem matematikům a těm, kteří (se) chtějí matematiku učit. Bude to nástroj na výuku geometrie CaRMetal, zajímavý prográmek na modelování 3D grafů K3DSurf a Gwyddion, který nalezne uplatnění nejen v mikroskopii, ale také při analýze.

předchozím článku byla řeč o nástroji Dr.Geo, který sloužil pro výuku základní geometrie, a jehož silnou stránkou byla jednak lokalizace a také systém konstrukce objektů, jenž vyžadoval správné didaktické pojetí.

CaRMetal – intuitivní geometrie

Dnes si představíme nástroj, který je o něco méně známý. Nese název CaRMetal a není ani zdaleka tak spjat s přísným didaktickým postupem.

Na druhé straně je geometrie s ním daleko intuitivnější a rychlejší a uživatelům nabízí o něco větší svobodu tvorby. Aplikace běží v Javě, což zajišťuje její multiplatformitu, ovšem za cenu o něco nižšího výkonu. Na aplikaci samotné to ale není příliš patrné. O ovládání se starají tři okna; hlavní část představuje „kreslící“ plocha, na kterou je možné nanášet nejrůznější objekty, druhý je panel nástrojů, ve kterém je k dispozici široký výběr prvků a nastavení a třetí panel slouží k parametrizaci jednotlivých prvků.

Pokud je o základní rýsovací nástroje, pak kromě nanášení bodů, tvorby úseček a kružnic, jsou k dispozici i různé kruhové výseče, měřiče úhlů, nástroje na tvorbu n-úhelníků, elips nebo kolmic a rovnoběžek. Práce s těmito nástroji je velmi snadná – stačí zvolit funkci a pak již jen příslušným způsobem klikat. Je možné se samozřejmě přidržet toho, že budete kolmé přímky přenášet jen k nějakému bodu, ale nic vás k tomu nenutí.

Celý systém je tedy poněkud svobodnější a proto jej lze vřele doporučit především těm uživatelům, kteří mají za sebou dril Dr. Geo. Zajímavou funkcí je i možnost vkládat celé předpřipravené scény do aktuálního obrázku, což může být poměrně zajímavým a zpřehledňujícím prvkem zvláště tam, kde je konstrukce nějakého problému složena z více dílčích, relativně nezávislých kroků. K jednotlivým objektům lze samozřejmě vkládat také různé popisky – od souřadnice bodu po délku přímky. A stejně jako u konkurence, i zde je možné nastavovat barvu a styl čáry nebo používat přímku.

Co je ale příjemným bonusem navíc, je možnost vkládání různých kuželoseček či funkcí – stačí zadat rovnici. Top výrazně zjednodušuje práci především ve vyšších ročnících gymnasia, kde se již s konstrukcí kuželoseček běžně počítá. Právě možnost různým způsobem zadané funkce vkládat na výkres je jedním z podstatných rysů aplikace.

Další zajímavou funkcionalitou je práce s makry – těch je v programu předdefinováno hned několik, ale pokud si nevyberete, nic vám nebrání v tom, abyste si dotvořili další vlastní. Makra mohou být různého druhu, zvládají jak některé výpočty, zobrazení textu tak například ukázku výsledku zadaného příkladu. Didaktické využití je v tomto směru poměrně bohaté. Mimo to nechybí ani pro učitele zajímavá sada nástrojů na kontrolu kolmosti, rovnoběžnosti, příslušnosti bodu přímce a dalších užitečných testů, pomocí kterých lze efektivně kontrolovat vypracování příkladů.

Do sešitu je možné vkládat také různé ovládací prvky jako například pravítka, rolovací menu, zaškrtávací políčka a další ovládací prvky, pomocí kterých zle poměrně snadno vyrobit interaktivní test z geometrie. Do sešitu je možno vepisovat také text či matematické výrazy a ač je celý systém v angličtině (na výběr je i z několika dalších jazyků, čeština však chybí), není problém s vkládáním diakritických symbolů. Při ukládání potěší možnost přímého exportu do EPS.

Celkově musím program CaRMetal hodnotit veskrze pozitivně – nabízí poměrně pokročilou, příjemně ovládatelnou geometrii se spoustou funkcí, které mohou využít učitelé. Pokud vám z nejrůznějších důvodů Dr. Geo nesedí, je možné se tedy poohlédnout v CaRMetal, jenž je v některých oblastech ještě o něco lepší. Nabízí například také mód pro tvorbu 3D scén.

K3DSurf  – 3D funkce intuitivně

Dalším zajímavým produktem, který nalezen uplatnění i jinde, než jen ve vzdělávání je K3DSurf. Jedná se o poměrně robustní, sofistikovaný nástroj na vykreslování 3D funkcí a jejich následné prohlížení. Možnosti zobrazení jsou oproti funkcím, na které jsme zvyklí z „lepších kalkulaček“, opravdu komfortní.

K dispozici je poměrně velké množství předdefinovaných objektů, ale samozřejmě si můžete vytvářet také vlastní. K dispozici je jak klasický funkční zápis, tak také několik variant parametrického zadání objektů. Poměrně užitečná je také funkce sloužící k řezu těles – stačí zadat rovnici roviny (či objektu), kterým řežete, a systém sám vše zvizualizuje. Nechybí ani možnost zvýraznit hranice řezu, zneviditelnit či vizuálně oddělit uříznutou část atp.

Celková práce s programem je velmi pohodlná a nechybí ani takové možnosti jako změna měřítka os, nastavení vykreslování (za užití OpenGL) a celá řada dalších užitečných drobností. Prohlížení objektů je taktéž velmi pohodlné. Jako příjemnou zajímavost lze zmínit také možnost animace celého objektu, takže je možné například přednášet a za sebou nechat na plátně rotovat vymodelovaný objekt. Celkové možnosti programu daleko přesahují běžné školní potřeby a pokud potřebujete vizualizovat nějakou funkci tří proměnných, může tohoto programu bez obav užít.

Gwyddion – analyzujte obrázky

Na závěr jen stručnou zmínku o zajímavém prográmku s názvem Gwyddion. Nástrojů na statistickou analýzu je k dispozici poměrně hodně, ale obvykle vyžadují běžný textovo-datový vstup. Gwyddion však dokáže analyzovat obrázky, což je zvláště užitečné tam, kde k měření slouží fotografie nebo máme data například z knížky a nechce se nám je bod po bodu přepisovat do tabulky.

widgety

Aplikace si poradí se základními obrázkovými typy – dokáže v nich rozlišit jednotlivé body a provést základní statistickou analýzu – vyrobí profily dat, spočítá průměr, medián, umí provádět ořezy dat nebo měřit hrubost (ISO) snímku. Nechybí ani možnost automatického vyrovnání pootočeného obrázku v rovině a celá řada dalších užitečných funkcí.

Ač aplikace nenabízí vyčerpávající možnosti jako například SPSS, je zdarma a umí velice solidně pracovat s obrazovými daty, což může být často velice užitečné. Ač je jeho základní využití v oblasti mikroskopie (umí měřit a zpracovávat spektra a celou řadu dalších zajímavých úkonů), jistě může najít uplatnění i v celé řadě dalších oblastí. Užít se dá ale i ve školním prostředí právě na analýzu již někde získaných snímku z AFM či MFM. Některé základní metody nejsou příliš složité a jedná se o jednoduchou cestu, jak zpřístupnit špičkovou vědu i studentům.

Našli jste v článku chybu?
Lupa.cz: Aukro.cz mění majitele. Vrací se do českých rukou

Aukro.cz mění majitele. Vrací se do českých rukou

DigiZone.cz: Technisat připravuje trojici DAB

Technisat připravuje trojici DAB

Lupa.cz: Proč jsou firemní počítače pomalé?

Proč jsou firemní počítače pomalé?

Vitalia.cz: Jak Ondra o astma přišel

Jak Ondra o astma přišel

DigiZone.cz: Parlamentní listy: kde končí PR...

Parlamentní listy: kde končí PR...

Podnikatel.cz: Tyto pojmy k #EET byste měli znát

Tyto pojmy k #EET byste měli znát

Vitalia.cz: Tohle jsou nejlepší česká piva podle odborníků

Tohle jsou nejlepší česká piva podle odborníků

DigiZone.cz: Numan Two: rozhlasový přijímač s CD

Numan Two: rozhlasový přijímač s CD

120na80.cz: Galerie: Čínští policisté testují českou minerálku

Galerie: Čínští policisté testují českou minerálku

Lupa.cz: Cimrman má hry na YouTube i vlastní doodle

Cimrman má hry na YouTube i vlastní doodle

Podnikatel.cz: Udělali jsme velkou chybu, napsal Čupr

Udělali jsme velkou chybu, napsal Čupr

Lupa.cz: Jak se prodává firma za miliardu?

Jak se prodává firma za miliardu?

Vitalia.cz: Test dětských svačinek: Tyhle ne!

Test dětských svačinek: Tyhle ne!

Lupa.cz: Jak levné procesory změnily svět?

Jak levné procesory změnily svět?

Vitalia.cz: Voda z Vltavy před a po úpravě na pitnou

Voda z Vltavy před a po úpravě na pitnou

Podnikatel.cz: „Lex Babiš“ Babišovi paradoxně pomůže

„Lex Babiš“ Babišovi paradoxně pomůže

Vitalia.cz: Tesco nabízí desítky tun jídla zdarma

Tesco nabízí desítky tun jídla zdarma

120na80.cz: Nejsilnější alergeny jsou pryč

Nejsilnější alergeny jsou pryč

DigiZone.cz: Nova opět stahuje „milionáře“

Nova opět stahuje „milionáře“

Vitalia.cz: Tradiční čínská medicína a rakovina

Tradiční čínská medicína a rakovina