Fyzikální kabinet FyzKAB

Stránky Píší o GymKT Vzdálenou laboratoř využívají studenti z celého světa

Vzdálenou laboratoř klatovského gymnázia využívají studenti z celého světa

Miroslav Panoš vymyslel vzdálenou laboratoř, která funguje na Gymnáziu Jaroslava Vrchlického v Klatovech. V době distanční výuky se stala hojně vyhledávanou a nyní ji využívají nejen studenti z České republiky, ale i z Ameriky a z dalších více než 150 zemí ve světě. Jak laboratoř funguje a co vše se v ní dá dělat, jsme si s učitelem povídali během rozhovoru.

Autorka článku:
Daniela Loudová
Daniela Loudová

fotografie Remote-LAB

Jak vzdálená laboratoř funguje?

Naše Vzdálená internetová laboratoř GymKT je soubor fyzikálních experimentů, které je možné prostřednictvím internetu vzdáleně ovládat. Je to jednoduché, podobně jako čteme zprávy na webu nebo nakupujeme v e-shopu. Jen místo výběru velikosti trička nebo vložení zboží do košíku ovládáte v naší laboratoři nějaký experiment, který pak sledujete pomocí webové kamery. Toto řešení umožňuje ovládat zvolené reálné fyzikální experimenty z jakéhokoliv místa, kde je internet. Nespornou výhodou oproti různým výukovým animacím a simulacím je to, že jde o skutečný, reálný experiment. Prostě když kupříkladu měříte charakteristiku žárovky, měříte na reálné žárovce, která se rozsvěcí a zhasíná. A to i s tím rizikem, že se zkrátka jednoho dne žárovka opotřebuje a praskne. Tím pochopitelně nastává hlavní úkol pro mě jako správce, musím tu žárovku co nejdříve vyměnit. Dle Murphyho zákonů to obvykle bývá večer nebo o víkendu.

Co vše se v rámci laboratoře může odehrávat, s čím se dá pracovat?

Laboratoř v současné době obsahuje deset vzdálených experimentů, další dva se právě dokončují. Snažíme se nabídkou experimentů pokrývat co nejširší paletu fyzikálních oborů. Pochopitelně nejvíce experimentů je z oboru elektřiny a magnetismu, což se z technického hlediska nejlépe realizuje. Ale máme v laboratoři i experiment věnovaný pružinovému oscilátoru, což je ryze mechanický experiment, připojená elektronika tedy jen zajišťuje měření a řízení. Pro běžného návštěvníka bych určitě doporučil pohrát si s naší robotickou rukou, která sice není určena pro konkrétní měření, ale je to takový náš maskot. Možná by mohlo být zajímavé i měření zemského magnetismu či srovnání zatěžovacích charakteristik zinkouhlíkové a alkalické baterie, které běžně doma používáme. Jsou tu ale i další experimenty, jako je studium fotovoltaického článku nebo hrátky s LED diodami. Časem by měla přibýt i úloha věnovaná radioaktivitě. Naší zatím poslední úlohou je jednoduchá meteorologická stanice nazvaná „Internetová meteorologická stanice pro neprogramátory“, která je navržena tak, aby si ji mohl postavit a naprogramovat i začínající elektrotechnik.

Vzdálená laboratoř je jistě hojně využívaná v této době distanční výuky, je to tak?

Přiznám se, že s příchodem distanční výuky, respektive celé covidové krize, tak trochu nastaly zlaté časy laboratoře. Byť vím, že v kontextu současné situace to nezní moc hezky.

Laboratoř na naší škole funguje již deset let, takže její návštěvnost sleduji poměrně dlouho a podrobně. Ten nárůst zájmu a vůbec návštěvnosti je opravdu enormní. Je to jasné, každý učitel fyziky hledá nějakou možnost smysluplného experimentálního měření. Ať již je to ukázkový experiment při synchronní online výuce, nebo samostatný domácí úkol při výuce asynchronní. Nic naplat, fyzika je prostě věda experimentální. Běžné domácí pokusy jsou fajn, ale s PET lahví a pytlíkem rýže se, bohužel, fyzika dlouho učit nedá. Takže chápu, že jakmile kolegové objevili naše experimenty, které jsou všem uživatelům volně k dispozici, okamžitě je začali masově využívat. Koneckonců to je, a vždy byl, záměr naší laboratoře. Tou nejhezčí a nejcennější odměnou jsou pak občasné e-maily plné chvály a díků.

Na druhou stranu ale musím i říci, že někdy je ten velký zájem až trochu na škodu. Přiznám se, že úlohy na takové vytížení nebyly původně stavěné. Technické provedení některých úloh odpovídá tomu, co jsem do laboratoře nakoupil, co se ve škole našlo, nebo se už dokonce mělo vyřadit. Udržení takového „vzdáleného cirkusu“ je na jednoho člověka někdy už opravdu moc. Popravdě se těším na prázdniny, kdy budu moci laboratoř na pár dní dočasně odstavit a v klidu zapracovat na jejím dalším vývoji a vylepšení.

Nevyužívají ji ale jen žáci gymnázia, jehož je součástí, ale také z celé republiky, a dokonce i světa. Z jakých zemí se připojují studenti na klatovskou laboratoř?

Ano, dokonce musím říci, že už původní koncept první vzdálené úlohy nebyl zamýšlen jako „něco jen pro naše žáky“. Jeden ze základních požadavků vzdálených experimentů, tedy aspoň z mého pohledu, je právě ta možnost internetového sdílení těchto experimentů. Skoro se mi chce říci, že v době, kdy jsou naši žáci ve škole, je lepší skutečné žákovské měření v našich moderně vybavených učebnách, kde mohou experimenty sestavovat a měřit naživo. Vzdálená internetová laboratoř měla být k tomuto jen určitou nadstavbou. Bohužel, současná doba vše otočila naruby, tak se vzdálené internetové experimenty dočasně staly asi jedinou možností, jak si reálně zaexperimentovat.

Naše vzdálená internetová laboratoř je v současné době přibližně z poloviny využívána návštěvníky z České republiky (od 1. 1. 2021 jich bylo již na sedm tisíc) a zbytek je doslova mozaikou z celého světa. V tuto chvíli jsme zaznamenali přístupy z více než sto šedesáti zemí. Poměrně velkou návštěvnost máme nejen z Ameriky a různých evropských států, ale rozhodně nezanedbatelnou skupinou jsou i státy, jako je Indie, Malajsie, Pákistán a třeba i Jižní Korea. Naopak na přístup ze Severní Koreje stále čekáme, ten nám pořád v záznamech chybí.

Očekával jste, že bude laboratoř takto hojně využívaná i ve světě, když jste ji spouštěl? Těší vás to?

Abych se přiznal, už ani nevím, co jsem si tenkrát myslel. První úlohu jsem spouštěl již před deseti lety a tenkrát byla v oblasti internetového řízení přeci jen jiná situace. Určitě jsem ale věděl, že chci a budu laboratoř dále rozvíjet. Vymýšlet ten princip vzdáleného ovládání a vůbec to spojení elektroniky a internetu mě baví a věděl jsem, že to bude mít využití v budoucnu i v jiných aplikacích a oborech.

Spíše jsem překvapen, že tenkrát jsem vytvářel vzdálenou laboratoř, která byla svým rozsahem jediná mezi středními školami, a nyní jsme jediní stále. Určitě jsem očekával, že vzdálených laboratoří časem přibyde. Kdyby mi tenkrát někdo řekl, že v roce 2021 bude v naší republice jen trojice vzdálených laboratoří – jedna laboratoř na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy v Praze, druhá je na Přírodovědecké fakultě Univerzity Palackého v Olomouci a třetí jsme my – nevěřil bych tomu.

Zájem o laboratoř mě pochopitelně těší. Co by mělo být větší odměnou pro vývojáře než zažít své dílo takto dlouhodobě fungovat? Určitě je skvělé vidět, že to, co jsem do laboratoře za těch deset let vývoje a provozu vložil, má svůj smysl a užitek. Zejména ty zmíněné ohlasy od ostatních kolegů učitelů jsou skvělé. Je to takový pomyslný ukazatel k dalšímu rozvoji a vůbec smysl celého dosavadního počínání.

Otázka na závěr, máte ještě další plány s laboratoří?

No jéje. Těch plánů je. Skoro mám pocit, že bych si měl začít vychovávat nějakého čarodějova učně, aby to vše za mě jednou dotáhl k nějakému cíli. Především tam jsou dvě nedokončené úlohy. Ty musí co nevidět „jít z domu“. I když se přiznám, že teď při distanční výuce nemám příliš chuť trávit další hodiny před monitorem počítače, abych ty experimenty dokončil. Takže to asi ještě chvíli počká. Současný vyšší provoz také ukázal některé věci, které se musí dořešit ohledně rezervování úloh a vůbec řízení fronty zájemců. A pak tu jsou další technické nápady, třeba současné nové elektronické obvody opět otvírají zcela jinou možnost řízení vzdálených experimentů. Tak to musím prozkoumat. Zatím se mi to zdá být velmi progresivní, až mi ve škole pro toto řešení nastaví školní síť, je možné, že vznikne zcela nová generace vzdáleného řízení.

Další práce, která tu je, je pochopitelně v oblasti metodické. K úlohám bych rád přidal videonávody a dodělal pracovní listy. Určitě bych také rád vylepšil anglickou verzi stránek, která je nyní z větší části přeložena jen strojově. V neposlední řadě ale chci ještě více otevřít platformu řízení vzdálených experimentů dalším vývojářům, publikovat články a návody, aby mohly postupně vznikat vzdálené experimenty i na jiných školách. Tvorbu a řešení vzdáleného řízení vidím jako smysluplnou činnost pro různé elektronické kroužky, výuku robotiky a všeho toho „TECH“, na co by se měli dnešní žáci a studenti připravovat. Je fajn dotykem prstu ovládat věci, ale někdo to musí nejdříve naprogramovat a také pak jednou dokázat opravit.

Takže z nedostatku plánů do budoucna opravdu strach nemám. V naší Vzdálené internetové laboratoři Gymnázia J. Vrchlického v Klatovech je (a bude!) stále co dělat.

 



Zdroj: https://klatovsky.denik.cz/zpravy_region/vzdalenou-laborator-klatovskeho-gymnazia-vyuzivaji-studenti-z-celeho-sveta-20210.html

Translation
UPOZORNĚNÍ:
Nesouhlasíme s vyřazením Newtonových zákonů, Ohmova zákona a zákona zachování energie z učiva fyziky základních škol v České republice!