德克薩斯州韋科市(2021 年 5 月 28 日)——約有 3600 萬人失明，其中包括 100 萬兒童。此外，還有 2.16 億人有中度至重度視力障礙。然而，STEM(科學、技術、工程和數學)教育仍然依賴于 3D 圖像進行教育。大多數這些圖像對于失明的學生來說是無法訪問的。貝勒大學化學和生物化學教授 Bryan Shaw 博士的一項突破性研究旨在通過類似糖果的小模型讓盲人或視力受損的人更容易接觸科學。
貝勒領導的這項研究于 5 月 28 日發(fā)表在《科學進展》雜志上，使用毫米級明膠模型——類似于小熊橡皮糖——通過口腔立體視覺或通過舌頭和嘴唇的 3D 形狀可視化來改善蛋白質分子的可視化。該研究的目標是創(chuàng)建更小、更實用的描繪蛋白質分子的 3D 圖像的觸覺模型。選擇蛋白質分子是因為它們的結構是整個 STEM 教育中呈現的數量最多、最復雜和高分辨率的 3D 圖像之一。
“你的舌頭是你最好的觸覺傳感器——大約是指尖的兩倍——但它也是一個靜水器，類似于章魚的手臂。它可以擺動到你的手指無法觸及的凹槽中，但沒有人真正使用觸覺學習中的舌頭或嘴唇。我們想制作非常小的高分辨率 3D 模型，并通過嘴巴將它們可視化，”Shaw 說。
該研究共包括 396 名參與者——31 名四年級和五年級學生以及 365 名大學生。在識別特定結構時測試了嘴巴、手和視力。在口頭和手動觸覺模型測試期間，所有學生都被蒙上眼睛。
每個參與者都有三分鐘的時間用指尖評估或可視化研究蛋白質的結構，然后用一分鐘的時間用測試蛋白質。四分鐘后，他們被問及測試蛋白質與初始研究蛋白質是相同還是不同的模型。使用嘴而不是手指來辨別形狀重復整個過程。
學生通過嘴巴識別結構的準確率為 85.59%，類似于使用計算機動畫通過視力識別。測試涉及相同的食用明膠模型和非食用 3D 打印模型。以與不可食用模型相當的比率正確識別明膠模型。
標簽： STEM
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