WARSZTATY SZKOLENIOWE DLA NAUCZYCIELI OBEJMUJĄCE ZAGADNIENIA WIZUALIZACJI W CHEMII.

Prezentacja na temat: "WARSZTATY SZKOLENIOWE DLA NAUCZYCIELI OBEJMUJĄCE ZAGADNIENIA WIZUALIZACJI W CHEMII."— Zapis prezentacji:

1

2 WARSZTATY SZKOLENIOWE DLA NAUCZYCIELI OBEJMUJĄCE ZAGADNIENIA WIZUALIZACJI W CHEMII

3 Warsztaty dla nauczycieli obejmujące zagadnienia wizualizacji w chemii podzielone są na trzy główne grupy tematyczne: 1.Wykorzystanie programu MS PowerPoint do wizualizacji w chemii - 15 godzin. 2.Wykorzystanie darmowego oprogramowania chemicznego w nauczaniu chemii – 15 godzin. 3.Korzystanie ze stron internetowych jako przewodników online lub offline – 10 godzin. PROGRAM WARSZTATÓW

4 Wykorzystanie programu MS PowerPoint do tworzenia wizualizacji w chemii Prezentacja multimedialna jest audiowizualną formą przekazywania informacji, postacią wypowiedzi, której treść jest ilustrowana opracowanymi komputerowo elementami multimedialnymi, takimi jak rysunki, zdjęcia, dźwięki, animacje, filmy. Wizualizacja przekazywanych treści i wzbogacenie ich elementami multimedialnymi wpływają na atrakcyjność i skuteczność przekazu. Program PowerPoint, wchodzący w skład pakietu Microsoft Office, jest obecnie najpopularniejszym narzędziem służącym do tworzenia prezentacji multimedialnych. Warsztaty obejmują następujące zagadnienia z zakresu wizualizacji w chemii przy wykorzystaniu programu PowerPoint:

5 1.Grafika bitmapowa i wektorowa - podstawowe rodzaje grafiki z uwagi na technikę tworzenia obrazu – 3 godziny; 2.Tworzenie prezentacji; wstawianie tekstów zawierających formuły chemiczne – 1 godzina, wstawianie grafiki bitmapowej i wektorowej stworzonej za pomocą graficznych edytorów chemicznych oraz programów do przestrzennej wizualizacji cząsteczek związków chemicznych – 5 godzin, tworzenie prostych animacji oraz wstawianie animacji w formacie GIF – 2 godziny, wstawianie filmów – 1 godzina, animacje slajdów oraz animacje interaktywne wpływające na przebieg prezentacji – 3 godziny. Wykorzystanie programu MS PowerPoint do tworzenia wizualizacji w chemii

6 Ze względu na technikę tworzenia obrazu, grafika bitmapowa i wektorowa stanowią podstawowe typy grafiki komputerowej. Warsztaty mają na celu nabycie umiejętności w posługiwaniu się oboma typami grafiki, a w szczególności: rozróżnianie grafiki bitmapowej od wektorowej, znajomość wad i zalet grafiki obu typów grafiki, znajomość zakresu stosowania grafiki bitmapowej i wektorowej, zamiana grafiki bitmapowej w wektorową i odwrotnie, grafika bitmapowa i wektorowa a wizualizacje w chemii. Wykorzystanie programu MS PowerPoint do tworzenia wizualizacji w chemii

7 Teksty chemiczne są tekstami specyficznymi, charakteryzującymi się występowaniem znaków specjalnych, symboli graficznych, indeksów dolnych i/lub górnych, znaków alfabetu greckiego itp. Warsztaty mają na celu nabycie umiejętności wstawiania do prezentacji tekstu, a w szczególności zapisu wzorów sumarycznych, tworzenia prostych reakcji chemicznych oraz innych elementów tekstowych o charakterze chemicznym za pomocą narzędzi programu PowerPoint. Wykorzystanie programu MS PowerPoint do tworzenia wizualizacji w chemii

8 Wizualizacje chemiczne to obecnie przede wszystkim grafika komputerowa. Graficzne programy chemiczne wykorzystują zarówno grafikę bitmapową jak też wektorową. Warsztaty mają na celu nabycie umiejętności: umieszczania w prezentacji multimedialnej obrazów, rysunków i grafik głównie o charakterze chemicznym, stworzonych za pomocą graficznych edytorów chemicznych (np. programu ISIS Draw) oraz programów do przestrzennej wizualizacji cząsteczek związków chemicznych (np. programu RasMol). modyfikowania wstawionej grafiki dla uzyskania spójności formy plastycznej. Wykorzystanie programu MS PowerPoint do tworzenia wizualizacji w chemii

9 Animacja komputerowa to sekwencja obrazów odtwarzanych w krótkich odstępach czasu. Warsztaty mają na celu nabycie umiejętności tworzenia prostych animacji za pomocą darmowego oprogramowania oraz umieszczanie ich w prezentacji multimedialnej. Przykłady animacji możliwe do wykorzystania na lekcjach chemii: Wykorzystanie programu MS PowerPoint do tworzenia wizualizacji w chemii

10 Animacje oraz filmy znacznie podnoszą atrakcyjność oraz skuteczność przekazu. Warsztaty mają na celu nabycie umiejętności umieszczania plików audio-video w prezentacji oraz zaznajomienie z narzędziami do edycji plików AVI. Pierwszy blok tematyczny kończą zajęcia poświęcone animacjom slajdów oraz tworzeniu prezentacji interaktywnych, których przebieg można zmieniać poprzez wybór aktywnego elementu umieszczonego na slajdzie. Jest to szczególnie istotne podczas tworzenia prezentacji przebiegu reakcji chemicznej (np. przy różnych wartościach ciśnienia, temperatury, pH. Wykorzystanie programu MS PowerPoint do tworzenia wizualizacji w chemii

11 Warsztaty obejmujące zagadnienia z zakresu tworzenia grafiki i wizualizacji chemicznych z wykorzystaniem darmowego oprogramowania podzielone są na trzy grupy tematyczne: 1.Obsługa programów do rysowania wzorów i równań chemicznych – graficzne edytory chemiczne – 6 godzin; 2.Obsługa programów do przestrzennej wizualizacji cząsteczek związków chemicznych – 6 godzin; 3.Programy do konwertowania formatów plików zawierających informacje strukturalne cząsteczki chemicznej (lub cząsteczek) – 3 godziny. Wykorzystanie darmowego oprogramowania w nauczaniu chemii

12 Edytory wzorów i równań chemicznych wykorzystywane są przy opracowywaniu publikacji i prezentacji z zakresu chemii w celu łatwego konstruowania struktur chemicznych, zapisu reakcji chemicznych, rysowania aparatury i sprzętu chemicznego itp. Obecnie, najpopularniejszymi edytorami chemicznymi są: MDL ISIS Draw 2.5, ChemSketch 12.0, Symyx Draw 4.0. Edytory wzorów i równań chemicznych Wykorzystanie darmowego oprogramowania w nauczaniu chemii

13 Programy do wizualizacji cząsteczek związków chemicznych Wizualizacja cząsteczek związków chemicznych pozwala na graficzne przedstawienie przestrzennej geometrii cząsteczki za pomocą różnego typu projekcji (modeli) graficznych. Spośród darmowych programów o zadawalających efektach graficznych, które z powodzeniem mogą być wykorzystane w dydaktyce chemii wymienić należy: RasMOL, Molden, WinWorks 3.0, Tinker, Swiss-Pdb Viewer, VMD, Avogadro, Polyview 3D, Chemiczne anaglify. Wykorzystanie darmowego oprogramowania w nauczaniu chemii

14 Chemiczne anaglify Program Chemiczne anaglify powstał specjalnie na potrzeby niniejszego projektu, stanowiąc uzupełnienie możliwości istniejących programów do wizualizacji molekuł. Pozwala on rozwijać wyobraźnię przestrzenną, nadając oglądanym wizualizacjom realistyczną głębię. Doskonałe efekty uzyskuje się dla dużych, wieloatomowych molekuł, które wizualizowane tradycyjnie całkowicie tracą czytelność. Program wykorzystuje stereoskopową technikę anaglifową 3D. Do obsługi programu niezbędne są okulary z barwnymi filtrami – czerwonym dla lewego i w kolorze cyjan dla prawego oka. Wykorzystanie darmowego oprogramowania w nauczaniu chemii

15 OpenBabel Program służący do konwertowania formatów plików zawierających informacje strukturalne tj.: pdb, xyz, i wiele innych. Łącznie możliwe jest przetworzenie prawie 90 formatów plików. Wykorzystanie darmowego oprogramowania w nauczaniu chemii Programy do konwertowania formatów plików zawierających informacje strukturalne cząsteczki chemicznej (lub cząsteczek)

16 Korzystanie ze stron internetowych jako przewodników online lub offline Warsztaty obejmujące wykorzystanie stron internetowych jako przewodników online lub offline podzielone są na następujące grupy tematyczne: 1.Sztuka wyszukiwania informacji w Internecie – 4 godziny; 2.Korzystanie z platform edukacyjnych oraz wortali internetowych – 4 godziny; 3.Wykorzystanie platformy „www.mlodychemik.pr.radom.pl” – 2 godziny.

17 Korzystanie ze stron internetowych jako przewodników online lub offline Wyszukiwanie informacji w Internecie urosło obecnie do rangi sztuki. Warsztaty pozwalają nabyć umiejętność formułowania zapytań, doboru słów kluczowych, filtrowania treści użytecznych od zbytecznych, aby z gąszczu informacyjnego szybko i sprawnie wyłowić niezbędne informacje, dane, pliki w różnych formatach.

18 Korzystanie ze stron internetowych jako przewodników online lub offline Platformy edukacyjne oraz wortale internetowe o tematyce chemicznej to wspaniałe źródło informacji i wiedzy przekazywanej przez pasjonatów chemii. Materiały tam zawarte są bardzo dobrze opracowane, zarówno pod względem merytorycznym jak również graficznym. Mogą być one wykorzystywane w dydaktyce chemii zazwyczaj bezpośrednio w trybie online. Warsztaty pozwalają nabyć umiejętność użytkowania platform i wortali chemicznych w przypadku braku dostępu do Internetu w pracowni chemicznej szkoły ponadgimnazjalnej.

19 Korzystanie ze stron internetowych jako przewodników online lub offline Platforma www.mlodychemik.pr.radom.pl powstała z myślą o uczniach i nauczycielach chemii szkół ponadgimnazjalnych. Warsztaty pozwalają nabyć umiejętność pobierania i wykorzystywania materiałów zawartych na platformie, umieszczania własnych materiałów, wymiany doświadczeń i dyskusji poprzez forum internetowe.www.mlodychemik.pr.radom.pl

20 Wizualizacja – termin psychologiczny, oznaczający stan wzmożonego wytwarzania wyobrażeń wytwórczych. Wizualizacja – ogólna nazwa graficznych metod tworzenia, analizy i przekazywania informacji. Za pomocą środków wizualnych ludzie wymieniają się zarówno ideami abstrakcyjnymi jak i komunikatami mającymi bezpośrednie oparcie w rzeczywistości.

21 Wizualizacja w chemii to przede wszystkim tworzenie modeli cząsteczek chemicznych – obrazowanie efektów modelowania molekularnego. Symulacja komputerowa potencjału elektrostatycznego cząsteczki kompleksu miedzi Symulacja komputerowa potencjału elektrostatycznego cząsteczki kompleksu cynku

22 Wizualizacja w dydaktyce umożliwia jasny i rzetelny przekaz wizualny, podnosząc jakość merytoryczną zajęć i czyniąc je bardziej atrakcyjnymi. Wizualizacja trudnych zagadnień czyni je bardziej zrozumiałymi.

23 Pożądany efekt wizualizacji uzyskuje się obecnie poprzez wykorzystanie grafiki komputerowej oraz mediów cyfrowych. Grafika komputerowa – dział informatyki zajmujący się wykorzystaniem komputerów do generowania obrazów. Głównym kryteriów klasyfikacji grafiki komputerowej jest technika tworzenia obrazów Ze względu na technikę tworzenia obrazów, grafikę komputerową dzielimy na: grafikę wektorową, grafikę bitmapową (grafikę rastrową).

24 Grafika wektorowa - obraz jest rysowany za pomocą odcinków (wektorów) lub łuków ale również innych figur geometrycznych. Cechą grafiki wektorowej jest to, że zapamiętywane są charakterystyczne dla danych figur dane (parametry), np. dla okręgu będzie to środek i promień, dla odcinka współrzędne punktów końcowych, a dla krzywych parametrycznych współrzędne punktów kontrolnych. Program, jeśli musi narysować obraz na urządzeniu (bądź to rastrowym, bądź wektorowym), na podstawie posiadanych danych wygeneruje obraz tych figur.

25 Grafika bitmapowa — w przypadku której obraz jest budowany z prostokątnej siatki leżących blisko siebie punktów (tzw. pikseli). Głównym parametrem w przypadku grafiki rastrowej jest wielkość bitmapy, czyli liczba pikseli, podawana na ogół jako wymiary prostokąta czyli dwuwymiarowej tablicy pikseli, nazywana powszechnie bitmapą.

26 Przewagą reprezentacji wektorowej (grafiki wektorowej) nad bitmapową jest to, że zawsze istnieje dokładna informacja o tym, z jakich obiektów składa się obraz. W przypadku obrazów bitmapowych tego rodzaju informacja jest tracona i jedyne czego można bezpośrednio się dowiedzieć, to kolor piksela. Bardzo ważną zaletą reprezentacji wektorowej (grafiki wektorowej) jest możliwość dowolnego powiększania obrazów, bez utraty ich jakości. Rozmiar plików grafiki wektorowej jest znacznie mniejszy w porównaniu z plikami obrazów grafiki bitmapowej. Wady i zalety grafiki wektorowej i bitmapowej

27 Zaletą grafiki bitmapowej jest jej łatwość przenoszenia między aplikacjami. Przewagą grafiki bitmapowej nad wektorową jest jej łatwość wyświetlania – wszystkie obecnie stosowane monitory są urządzeniami rastrowymi czyli wyświetlają wyłącznie obrazy w postaci BITMAPOWEJ. Grafika bitmapowa stanowi podstawę grafiki na stronach WWW. Wady i zalety grafiki wektorowej i bitmapowej

28 Zalety i wady grafiki wektorowej i bitmapowej Obraz wykonany za pomocą grafiki bitmapowej Obraz wykonany za pomocą grafiki wektorowej

29 Zalety i wady grafiki wektorowej i bitmapowej Powiększenie fragmentu obrazu wykonanego za pomocą grafiki bitmapowej Powiększenie fragmentu obrazu wykonanego za pomocą grafiki wektorowej

30 Grafika wektorowa wykorzystywana jest: do tworzenia schematów aparatury (np. aparatury chemicznej, schematów technologicznych), do tworzenia schematów aparatury (np. aparatury chemicznej, schematów technologicznych), do tworzenia wszelkiego typu diagramów i wykresów obrazujących wyniki pomiarów, do tworzenia wszelkiego typu diagramów i wykresów obrazujących wyniki pomiarów, do tworzenia wzorów i równań chemicznych, do tworzenia wzorów i równań chemicznych, podczas modelowania cząsteczek chemicznych, podczas modelowania cząsteczek chemicznych, jako grafika uzupełniająca przy obróbce i tworzeniu typowej grafiki bitmapowej (tworzenie niektórych elementów rysunku np. napisów, wzorów geometrycznych itp.). jako grafika uzupełniająca przy obróbce i tworzeniu typowej grafiki bitmapowej (tworzenie niektórych elementów rysunku np. napisów, wzorów geometrycznych itp.). Zakres stosowania grafiki wektorowej

31 Grafika bitmapowa wykorzystywana jest: do obróbki zdjęć i fotografii cyfrowych pochodzących z takich urządzeń jak: aparaty cyfrowe, kamery cyfrowe, skanery oraz z innych urządzeń do digitalizacji obrazu, do obróbki zdjęć i fotografii cyfrowych pochodzących z takich urządzeń jak: aparaty cyfrowe, kamery cyfrowe, skanery oraz z innych urządzeń do digitalizacji obrazu, jako grafikę uzupełniającą przy tworzeniu grafiki wektorowej (wypełnienia obiektów wektorowych, tekstury dla modeli trójwymiarowych, tła), jako grafikę uzupełniającą przy tworzeniu grafiki wektorowej (wypełnienia obiektów wektorowych, tekstury dla modeli trójwymiarowych, tła), jako grafikę wynikową przy tworzeniu publikacji do Internetu (przy tworzeniu stron WWW). jako grafikę wynikową przy tworzeniu publikacji do Internetu (przy tworzeniu stron WWW). Zakres stosowania grafiki bitmapowej

32 Popularne programy do tworzenia grafiki wektorowej: AutoCAD CorelDraw Macromedia Freehand Adobe Illustrator Sketch Inkscape Sodipodi Xfig

33 Popularne programy do edycji i tworzenia grafiki bitmapowej: ACDSee Adobe Photoshop Corel PHOTO-PAINT z pakietu CorelDRAW Deneba Canvas GIMP IrfanView Painter PaintShopPro Xara XnView

34 ĆWICZENIA PRAKTYCZNE Wykorzystanie grafiki wektorowej do rysowania aparatury chemicznej (CorelDraw)

35 ĆWICZENIA PRAKTYCZNE Wykorzystanie grafiki bitmapowej do edycji fotografii (Corel PhotoPaint) obracanie obrazka, kadrowanie/prostowanie obrazka, zmiana rozmiaru i rozdzielczości obrazka, dodawanie napisów.

36 wstawianie tekstu zawierającego formuły chemiczne, wstawianie liter alfabetu greckiego, wstawianie znaków specjalnych (strzałek, symboli) wstawianie równań matematycznych. ĆWICZENIA PRAKTYCZNE Program PowerPoint wstawianie tekstu i chemicznych znaków specjalnych