貝勒研究使用類似糖果的模型使視障學(xué)生可以使用STEM

德克薩斯州韋科市(2021 年 5 月 28 日)——約有 3600 萬(wàn)人失明，其中包括 100 萬(wàn)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(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué))教育仍然依賴于 3D 圖像進(jìn)行教育。大多數(shù)這些圖像對(duì)于失明的學(xué)生來(lái)說(shuō)是無(wú)法訪問(wèn)的。貝勒大學(xué)化學(xué)和生物化學(xué)教授 Bryan Shaw 博士的一項(xiàng)突破性研究旨在通過(guò)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(xué)。

貝勒領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)研究于 5 月 28 日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上，使用毫米級(jí)明膠模型——類似于小熊橡皮糖——通過(guò)口腔立體視覺(jué)或通過(guò)舌頭和嘴唇的 3D 形狀可視化來(lái)改善蛋白質(zhì)分子的可視化。該研究的目標(biāo)是創(chuàng)建更小、更實(shí)用的描繪蛋白質(zhì)分子的 3D 圖像的觸覺(jué)模型。選擇蛋白質(zhì)分子是因?yàn)樗鼈兊慕Y(jié)構(gòu)是整個(gè) STEM 教育中呈現(xiàn)的數(shù)量最多、最復(fù)雜和高分辨率的 3D 圖像之一。

“你的舌頭是你最好的觸覺(jué)傳感器——大約是指尖的兩倍——但它也是一個(gè)靜水器，類似于章魚的手臂。它可以擺動(dòng)到你的手指無(wú)法觸及的凹槽中，但沒(méi)有人真正使用觸覺(jué)學(xué)習(xí)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(guò)嘴巴將它們可視化，”Shaw 說(shuō)。

該研究共包括 396 名參與者——31 名四年級(jí)和五年級(jí)學(xué)生以及 365 名大學(xué)生。在識(shí)別特定結(jié)構(gòu)時(shí)測(cè)試了嘴巴、手和視力。在口頭和手動(dòng)觸覺(jué)模型測(cè)試期間，所有學(xué)生都被蒙上眼睛。

每個(gè)參與者都有三分鐘的時(shí)間用指尖評(píng)估或可視化研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，然后用一分鐘的時(shí)間用測(cè)試蛋白質(zhì)。四分鐘后，他們被問(wèn)及測(cè)試蛋白質(zhì)與初始研究蛋白質(zhì)是相同還是不同的模型。使用嘴而不是手指來(lái)辨別形狀重復(fù)整個(gè)過(guò)程。

學(xué)生通過(guò)嘴巴識(shí)別結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確率為 85.59%，類似于使用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫通過(guò)視力識(shí)別。測(cè)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(dāng)?shù)谋嚷收_識(shí)別明膠模型。

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