Een team van onderzoekers verbonden aan verschillende instellingen in het Verenigd Koninkrijk heeft een raamwerk ontwikkeld voor het gebruik van virtual reality (VR)-systemen om scheikunde te onderwijzen. In hun paper gepubliceerd op de open access-site wetenschappelijke vooruitgang , het team beschrijft het systeem dat ze hebben ontwikkeld en de voordelen die het heeft ten opzichte van standaard lesmethoden.

Voor vele jaren, scheikundestudenten hebben geleerd om fysieke modellen te manipuleren die moleculen weergeven om te leren hoe ze werken. De onderzoekers merken op dat dergelijke modellen niet in staat zijn om te laten zien hoe moleculen dynamisch werken - ze kunnen geen beweging of de flexibiliteit van moleculen laten zien, waardoor studenten zich moeten voorstellen hoe ze eruit zouden kunnen zien. In meer recente jaren, computertoepassingen waarmee studenten moleculen op het scherm kunnen bekijken en zelfs manipuleren, hebben geleid tot verbeteringen in de onderwijstechnieken. Maar, zoals de onderzoekers ook opmerken, dergelijke apps die over het algemeen gebruik maken van touchscreens, missen nog steeds de vereiste hands-on aanpak. Om dergelijke toepassingen te verbeteren, de onderzoekers hebben een VR-systeem gemaakt dat complexe moleculen kan laten zien zoals ze in een 3D-ruimte bestaan. En nog beter, gebruikers kunnen de moleculen fysiek manipuleren om meer te weten te komen over hun eigenschappen.

Met hun nieuwe systeem de onderzoekers wijzen erop, gebruikers kunnen co-locatie realiseren, die ze beschrijven als een fenomeen waarin interacties in een werkelijke 3D-fysieke ruimte worden uitgelijnd met interacties in een gesimuleerde 3D-omgeving. Hun systeem is cloudgebaseerd, wat betekent dat de gegevens die in de simulaties worden gebruikt voortdurend kunnen worden bijgewerkt en verbeterd, ook als het systeem wordt gebruikt.

Met het systeem kunnen momenteel zes mensen het systeem tegelijkertijd gebruiken - ze kunnen in dezelfde kamer zijn, of andere delen van de wereld. Gebruikers gebruiken draadloze controllers die zich gedragen als een pincet, waardoor ze moleculen en hun onderdelen kunnen grijpen.

Om hun systeem te testen, de onderzoekers vroegen 32 vrijwilligers om drie verschillende taken uit te voeren:het manipuleren van een methaanmolecuul door een koolstofnanobuisje, het manipuleren van een organisch heliceenmolecuul om zijn rotatie te veranderen, en tenslotte, een knoop leggen in een polypeptide. Ze melden dat de meeste vrijwilligers, niemand van hen had ooit eerder een VR-systeem gebruikt, tot op zekere hoogte gebruik konden maken van het systeem. Andere, minder rigoureuze tests toonden aan dat het systeem in staat was om bijvoorbeeld twee mensen een moleculaire buckyball heen en weer te laten gooien door een echte kamer. De onderzoekers melden ook dat de vrijwilligers meldden dat ze het VR-systeem verkiezen boven andere toepassingen, zoals touchscreens.

© 2018 Fys.org