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(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)這些圖像對于失明的學(xué)生來說是無法訪問的。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(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 圖像的觸覺模型。選擇蛋白質(zhì)分子是因?yàn)樗鼈兊慕Y(jié)構(gòu)是整個 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(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(xué)生以及 365 名大學(xué)生。在識別特定結(jié)構(gòu)時(shí)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(xué)生都被蒙上眼睛。

每個參與者都有三分鐘的時(shí)間用指尖評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)間用測試蛋白質(zhì)。四分鐘后，他們被問及測試蛋白質(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辨別形狀重復(fù)整個過程。

學(xué)生通過嘴巴識別結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確率為 85.59%，類似于使用計(jì)算機(jī)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(dāng)?shù)谋嚷收_識別明膠模型。

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