Brug af virtual reality-systemer til at undervise i kemi i 3-D

Et team af forskere tilknyttet adskillige institutioner i hele Storbritannien har udviklet en ramme til brug af virtual reality-systemer (VR) til at undervise i kemi. I deres papir offentliggjort på open access-webstedet Videnskabens fremskridt , holdet beskriver det system, de har udviklet, og de fordele, det har i forhold til standard undervisningsmetoder.

I mange år, kemistuderende er blevet lært at manipulere fysiske modeller, der afbilder molekyler som et middel til at lære, hvordan de fungerer. Forskerne bemærker, at sådanne modeller ikke er op til opgaven med at vise, hvordan molekyler fungerer dynamisk - de kan ikke vise bevægelse eller molekylers fleksibilitet, hvilket efterlader eleverne nødt til at forestille sig, hvordan de kunne se ud. I de senere år, computerapplikationer, der giver eleverne mulighed for at se og endda manipulere molekyler på skærmen, har ført til forbedringer i undervisningsteknikker. Men, som forskerne også bemærker, sådanne apps, der generelt gør brug af berøringsskærme, mangler stadig den nødvendige praktiske tilgang. For at forbedre sådanne applikationer, forskerne har skabt et VR-system, der er i stand til at vise komplekse molekyler, som de eksisterer i et 3D-rum. Og endnu bedre, brugere er i stand til fysisk at manipulere molekylerne for at lære mere om deres egenskaber.

Med deres nye system, forskerne påpeger, brugere er i stand til at opnå samlokalisering, som de beskriver som et fænomen, hvor interaktioner i et faktisk 3-D fysisk rum stemmer overens med interaktioner i et simuleret 3-D miljø. Deres system er cloud-baseret, hvilket betyder, at de data, der bruges i simuleringerne, konstant kan opdateres og forbedres, selvom systemet bliver brugt.

Systemet tillader i øjeblikket seks personer at bruge systemet på samme tid - de kan være i samme rum, eller andre dele af verden. Brugere bruger trådløse controllere, der opfører sig som en pincet, giver dem mulighed for at få fat i molekyler og deres dele.

For at teste deres system, forskerne bad 32 frivillige om at udføre tre forskellige opgaver:at manipulere et metanmolekyle gennem et kulstof nanorør, manipulere et organisk helicenmolekyle for at ændre dets rotation, og endelig, at binde en knude i et polypeptid. De rapporterer, at de fleste af de frivillige, ingen af ​​dem havde nogensinde brugt et VR-system før, kunne bruge systemet til en vis grad. Andre mindre strenge tests viste, at systemet er i stand til at gøre ting som at lade to personer kaste en molekylær buckyball frem og tilbage over et rigtigt rum. Forskerne rapporterer også, at de frivillige rapporterede at foretrække VR-systemet frem for andre applikationer, såsom touchskærme.

© 2018 Phys.org