Modelovanie fyziologických procesov lesných drevín vo virtuálnej realite – integrovanie poznatkov o raste lesa v procese výučby

Basic informations

Thematic area: komisia č. 3 pre obsahovú integráciu a diverzifikáciu vysokoškolského štúdia

Project name (Slovak): Modelovanie fyziologických procesov lesných drevín vo virtuálnej realite – integrovanie poznatkov o raste lesa v procese výučby

Project name (English): Modeling of physiological processes of trees in virtual reality – integration of knowledge about forest growth in education

Start of project: 2014

End of project: 2016

Condition of project: Ukončený

Project number: 015TU Z-4/2014

Project leader: doc. Ing. Daniel Kurjak, PhD.

University: Technická univerzita vo Zvolene

Department: Lesnícka fakulta

Anotácia originálnych výsledkov riešenia projektu v slovenskom jazyku

Hlavným cieľom projektu bolo zatraktívniť a zefektívniť výučbu na lesníckej fakulte. Navrhli sme a umožnili vzájomné prepojenie poznatkov z troch predmetov (fyziológia rastlín, meteorológia a bioklimatológia, hospodárska úprava lesov). Boli dosiahnuté tieto čiastkové ciele: do výskumu fyziologickej reakcie rastlín na extrémne podmienky bolo zapojených niekoľko študentov (boli realizované merania gazometrickým systémom, merania termostability fotosystému II a prieduchové charakteristiky buka v závislosti od miesta pôvodu a polohy v korune). Vybudovali sme meteorologickú stanicu s automatickým záznamom dát na internete. Dáta sú voľne dostupné a použiteľné ako vstup pre rastový model lesa SIBYLA. Vznikli manuál pre použitie gazometrického systému, skriptá a program pre jednoduché modelovanie A-Ci kriviek (závislosť rýchlosti asimilácie A, na koncentrácii CO2 v podprieduchovom priestore Ci). To umožňuje meranie dát počas cvičení a opäť, ich využitie ako vstupu pre model SYBILA. Očakávame výrazné skvalitnenie vnímania súvislostí medzi predmetmi študentami. Taktiež sme dobudovali virtuálne laboratórium vytvorením expozície. To, ako veríme, prispeje k popularizácii vedy a výučby. Priestory budú tiež využívané pre meranie fotosyntézy na sadeniciach stromov (bol namontovaný zdroj umelého žiarenia) a vysvetľovanie spôsobu fungovania ďalších inštalovaných prístrojov.

Description of original results of the project in English

The main aim of the project was to make an education more attractive and effective. We proposed and made possible the connection of tree different subjects (plant physiology, meteorology and forest management) in one package. Following objects were achieved: several students were involved in research activities in order to uncover some new information about the response of plants to extreme conditions (gas exchange, thermostability of photosystem II, stomatal characteristics depending upon tree origin and position in the crown).We built up the meteorological station with automatic storing of data. This is available free on the internet and usable as an input for forest growth simulator SIBYLA. The manual for using the gasometric system LI6400XT and textbook were written as well as the program for simple modelling of A-Ci curves (net CO2 assimilation rate A, versus calculated substomatal CO2 concentration Ci) was created. This allows measuring of data during practical lessons and again, using obtained data for the model SYBILA. We expect significant improvement in the perception of information obtained from several subjects. We completed the virtual laboratory by building up an exposition. This should contribute to popularization of both, science and education. It will be used also for measuring of photosynthesis of young trees (artificial light was mounted) and explanation of instruments basic working principle.

Financial grant of MŠVVandŠ SR within KEGA

	Financial grant of MŠVVandŠ SR within KEGA	Capital expenditures in €
Pumped for the entire period of the project	18 829,00	0,00

List of project outcomes for the entire solution

Publishing activity

Category code	Specific output, name (ISBN, number of pages a i.)
AFD	Konôpková, Alena; Petrík, Peter; Kmeť, Jaroslav; Kurjak, Daniel: Prieduchové charakteristiky kontrastných proveniencií buka lesného. 2016 Praha : Česká zemědělská univerzita v Praze, 2016. ISBN 978-80-813-2681-1
AFK	Konôpková, Alena; Kurjak, Daniel; Macková, Miroslava; Gömöry, Dušan; Kmeť, Jaroslav: Photosynthetic characteristics of contrasting European beech (Fagus sylvatica L.) provenances. 2015 Crete : s.n., 2015. ISBN 978-618-81045-2-5
ADC	Majerová, Konôpková, Pšidová, Kurjak, Jamnická, Slugeňová, Gomory, Ditmarová: Physiological traits and local adaptive potential of beech provenances in Central Europe, podané do iForest (23.11. 2016)
BCI	Kurjak Daniel, Kmeť Jaroslav: Návody na cvičenia z fyziológie rastlín, TU Zvolen, 73 strán. ISBN 978-80-228-2938-0
ADF	Konôpková, Kurjak, Kmeť: Termostabilita fotosystému II kontrastných proveniencií jedle bielej. Acta Facultatis Forestalis (v tlači). ISSN 0231-5785
AFC	Fabrika, Valent, Mokroš: Forest Landscape Simulations in Immersive Virtual Reality. Kammerforst, 2016. http://sektionertragskunde.fvabw.de/2016/08_Fabrika_et_al.pdf

Other outcomes (eg e-learning, websites, virtual laboratory, training, courses, workshops and the like.)

Output name	Description of output	Link
propagačné/inštruktážne video	Video bolo prezentované v rámci medzinárodnej konferencie a je umiestnené na stránkach TUZVO. Demonštruje niektoré možnosti využitia rastového simulátora resp. virtuálnej jaskyne.	http://etools.tuzvo.sk/cave/ vyuzitie.html
manuál pre gazometerický systém	manuál pre cvičenia dostupný na internete: princíp a obsluha gazometra, meranie CO2 kriviek a modelovanie nameraných dát	http://www.tuzvo.sk/files/3_3/katedry_lf/kf/cvicenia-fyr/manual_gazometria.pdf
meteorologické dáta	dáta merané v arále TU vo Zvolene a voľne dostupné na internete aj pre verejnosť	http://www.emsbrno.cz/p.axd/sk/Are%C3%A1l.univerzity.TUZVO.html
program pre modelovanie CO2 kriviek	program je nainštalovaný na počítačoch v učebni, v budúcnosti plánujeme jeho zverejnenie na internete, jeho použitie je popísané v manuále (uvedené vyššie)	inštalované na PC v učebni, vysvetlené v manuále
dobudovanie virtuálneho laboratória	Expozícia s nainštalovaným prístrojom na meranie rýchlosti toku vody kmeňom, dendrometrom, umelým zdrojom žiarenia a informačnými postermi	fotografie v prílohe

Final evaluation of the commission KEGA

Splnil ciele výborne.