Tím:
Bc. Peter Kolláth
Bc. Pavel Machyniak
Bc. Martin Malík
Bc. Juraj Spál
Mgr. Ester Tesáková

1. ročník inžinierskeho štúdia SI
1998/1999

Tiež sa aktívne zaujíma o počítače, počítačovú grafiku a v poslednom čase aj multimédia. Programuje v jazyku Basicu, v Pascale, C/C++. Vytvoril viaceré multimediálne aplikácie, napr. program MPFree - prehrávač hudobných súborov *.MOD. Ročníkový projekt P.Machyniaka „Transformácie objektov v 2D grafike” a diplomový projekt „Modelovanie 3D scény pomocou bezierových plôch“ sa, ako už z názvu vyplýva, sa týkajú počítačovej grafiky, ktorej sa venuje aj profesionálne – pracuje vo firme a spolupodieľa sa na tvorbe programového balíku pre zber, spracovanie a vizualizáciu dát (grafika).

Ako študent FEI STU sa už dlhšiu dobu aktívne zaujíma o výpočtovú techniku, a to nielen o software, ale aj o hardware. Popri štúdiu tiež sa tiež spolupodieľal na tvorbe rôznych antivírových aj systémových programov, čo sú prednosti, ktoré tím môže využiť pri inštalácii výsledného produktu. Je autorom sharewarového programu HWInfo.

Uvedená téma nás zaujala hlavne svojím možným praktickým využitím. Je všeobecne známe, že náročná exaktná veda fyzika ako predmet školského vyučovania nikdy nebola masovo obľúbeným predmetom, skôr naopak, mnohí žiaci a študenti považujú fyziku za nutné zlo. Nemalú úlohu v neobľúbenosti tohto dôležitého predmetu zohráva iste aj spôsob vyučovania – na praktické experimentovanie niet času a mnohokrát ani vhodne vybavených učební, do žiakov sa obrazne povedané nalievajú poučky a vzorce…Svetoznámy pedagóg Ján Amos Komenský už pred pár storočiami (17. Stor.) v svojom diele Orbis Pictus ( Svet v obrazoch) poukazuje na fakt, že dieťa si ten-ktorý poznatok rýchlejšie a hlbšie osvojí práve vtedy, ak je tento poznatok prezentované vhodným názorným príkladom. Spojenie grafiky a exaktnej vedy poskytuje možnosti pre kvalitnejšie pochopenie základných zákonitostí fyziky spolu s hlbším pochopením odvodenia matematických vzťahov.

Je zrejmé, že do učebných osnov fyziky sa viac hodín pre konkrétne fyzikálne experimenty nezmestí, na mnohých školách ani nedisponujú špeciálnymi učebňami fyziky, nehovoriac už o tom, že veľa fyzikálnych experimentov je náročných, dokonca životu nebezpečných (trebárs názorná ukážka štiepenia jadra atómu ……). Preto by sme radi vypracovali daný projekt ako užitočný programový balík určený pre žiakov 7. a 8. ročník základných škôl (alebo gymnázií).

Ako vyplýva z predstavenia členov tímu, zaujímame sa o počítačovú grafiku, multimédia a pod. Preto by sme radi vytvorili práve takýto multimediálny prezentačný balík, ktorý by sa dal využiť aj vo výučbe, čím by sa tento proces zatraktívnil. Oproti iným témam vidíme v tejto téme aj určitý zmysel a praktické uplatnenie, prípadne ľahké prispôsobenie pre iné databanky údajov a možné komerčné využitie, alebo využitie v prostredí internetu.

Čo sa týka prínosu spracovania danej témy pre nás, členov tímu, bude pre nás prínosom do budúcnosti zúčastniť sa aktívne na tvorbe programového balíka, spolupodieľať sa na analýze, programovaní, ladení, tvorbe dokumentácie, podeliť si úlohy, pravidelne (týždenne) sa stretávať, postupovať pri práci nad zadaním podľa istého plánu. Získané skúsenosti akoby sme našli v praxi, pri tvorbe veľkých informačných systémov, ale aj v zamestnaní v spolupráci s kolegami.

• výučbový text spolu s animáciami a zvukmi založený na báze HTML
• interaktívny demonštračný program k danej téme
• test pre zhodnotenie vedomostí nadobudnutých študovaním témy

Výčbové texty na báze HTML majú svoje výhody aj nevýhody. Sú ľahko použiteľné skoro všade. Nevýhodou je veľká “fragmentácia” na súbory, t.j. jedna stránka môže byť tvorená veľkým počtom súborov. Preto chceme začleniť všetky súbory týkajúce sa k danej téme, t.j. aj testy a demonštračný program do jedného archívneho súboru, z ktorého sa budú jednotlivé komponenty podľa potreby vyberať. Takýmto spôsobom môžeme databázu distribuovať po celom Internete. Napríklad kliknutím na odkaz na určitú tému sa počítač pripojí k serveru napr. v Amerike, stiahne (prípadne vyberie komponenty) si daný databázový súbor a užívateľ si ho prezerá, ako by bol priamo u neho.

• prvá časť bude zameraná na zbieranie dát, prípravu animácií a prepájanie, tvorbu testov
• druhá časť bude zameraná na tvorbu demonštračných programov k daným témam (na báze COM)
• tretia časť pozostáva z vytvorenia programu, ktorý skombinuje všetky dáta a prepojenia do jedného súboru
• posledná a najťažšia časť bude samostatný prezentačný program (s využitím OLE a COM)

Čo sa týka konkrétneho obsahu programu, predbežne sme uvažovali o spracovaní týchto tém (ktoré sú súčasťou učebných osnov fyziky na ZŠ, resp. stredných školách):

• Mechanika. Tento modul by pokrýval základné vedomosti o jednoduchých strojoch, pohybe voľných telies v priestore a vzťahy medzi dráhou telesa, časom, rýchlosťou a zrýchlením. Ponúka experimenty ako je napr. vrh voľného telesa, voľný pád telesa. Experimenty je možné simulovať za rôznych podmienok a umožňuje dokonca aj uvažovať odpor prostredia.

• Elektrina. Simulácie elektrostatických a elektrodynamických polí s možnosťou voľby počtu a umiestnenia nábojov (interaktívne umiestňovanie), voliteľné veľkosti nábojov, veľkosti, prierezu a tvaru elektrických vodičov. Simulácia letiacich častíc zvolenej polarity a náboja. V dvojrozmernom priestore zobrazené elektrické (magnetické) siločiary alebo potenčné hladiny nábojov (obr.2DP) alebo v 3D priestore zobrazenie potenčných hladín (obr.3DP). Simulačné experimenty letiacich častíc v elektrickom poli budú animované s možnosťou interaktívnej voľby dráhy častíc. Možnosť výpočtu veľkosti práce a potrebného výkonu pri pevne predurčenej dráhe častíc v elektromagnetickom poli.

Obr. 2

Obr. 3

• Vlnenie. Grafické znázornenie interakcie vlnenia v rovnakom, opačnom alebo ľubovoľnom smere a to z pohľadu amplitúdy, frekvencie alebo fázy. Grafické znázornenie (animované) známeho javu modifikácie frekvencie pri pohybe zdroja zvuku, spolu s vysvetlením princípu nadzvukového pohybu.

• Jednoduchá elektronika pre základné školy. Program by demonštroval základné zapojenia elektrických obvodov pre úplných začiatočníkov. Zoznámil by žiaka s najzákladnejšími elektrickými prvkami a ich možnosti zapojenia v jednoduchých obvodoch. Zobrazil by schému zapojenia a vizualizoval by prechod elektrónov cez jednodlivé časti siete. Časťou zadania by bol jednoduchý editor, v ktorom by žiak mohol sám zostaviť svoj vlastný obvod a program by mu zobrazil prechod prúdu. Zadanie môže byť navrhnuté aj s možnosťami počítania jednotlivých hodnôt napätia, prúdu a odporu v ľubovoľnej časti obvodu. Častou programu by boli aj ukážky najbežnejších zapojení elektrických prvkov v praxi.