Aquesta experiència descriu la immersió en un entorn de laboratori virtual, utilitzant la realitat virtual (RV) o la realitat augmentada (RA) per simular experiències científiques. Té com a objectiu familiaritzar els participants amb equips de laboratori virtual i procediments bàsics de química, posant èmfasi en l'ús de tecnologies immersives per a l'educació i la formació.
Objectius educatius
- Familiarització amb l'entorn virtual: Aprèn a navegar i interactuar amb un entorn de laboratori simulat, utilitzant ordres de RA o RV per manipular objectes i equips de laboratori.
- Ús d'equipament de protecció: Comprendre la importància de l'equip de protecció personal (EPP) en un laboratori, fins i tot en un entorn virtual, destacant les pràctiques de seguretat.
- Mesura de substàncies: exercici per mesurar la massa de sòlids i el volum de líquids utilitzant instruments de laboratori virtual, com ara balances electròniques i cilindres graduats, per desenvolupar habilitats de manipulació i mesurament precís.
- Experimentació química virtual: realitzar experiències químiques bàsiques, com ara comprovar el pH d'una solució, per comprendre les reaccions químiques i les propietats de les substàncies.
- Anàlisi i comunicació de resultatsAprendre a analitzar els resultats d'experiències en una interfície virtual i a comunicar-los, il·lustrant la importància de la documentació i la comunicació en la ciència.
- Reptes a superar: Protegiu-vos: poseu-vos virtualment l'EPI necessari abans de començar les experiències. Peseu una substància sò.
- Mesura el volum d'una substància líquida: Apliqueu tècniques de mesura de volum per preparar una solució. Comproveu el pH d'una mostra sòlida: enteneu com preparar una solució i testejar el seu pH utilitzant indicadors químics. Recupereu i envieu els resultats: utilitzeu la interfície virtual per examinar i compartir els resultats dels experiments.
Aquesta experiència immersiva ofereix un enfocament innovador a l'educació científica, permetent als participants aprendre i practicar tècniques de laboratori en un entorn segur i controlat, sense els riscos associats als productes químics reals. Destaca el potencial de les tecnologies de realitat virtual i augmentada en l'ensenyament de les ciències, oferint una plataforma interactiva per a l'exploració i la comprensió de conceptes científics.
Protocol
Comença familiaritzant-te amb el teu entorn. Tindràs a la teva disposició diferents instruments de laboratori perquè puguis dur a terme alguns experiments.
A la cantonada superior dreta del vostre espai de treball, hi ha un botó. Podeu canviar entre realitat virtual i realitat augmentada en qualsevol moment prement aquest botó.
- Per agafar un objecte amb el seguiment de mans, col·loca la mà oberta davant de l'objecte; quan l'objecte es torni verd (un símbol que es pot agafar), tanca completament el puny per agafar l'objecte.
- Per alliberar l'objecte amb el seguiment de mans, només has de tornar a obrir la mà.
- Per agafar un objecte amb els comandaments, col·loca la teva mà oposada a l'objecte, quan l'objecte es torni verd (símbol que es pot agafar), mantén premut el botó d'agafar.
- Per alliberar l'objecte amb els controladors, simplement deixeu anar el botó de recollida.
Pots tornar al menú Meta en qualsevol moment prement el botó d'accés del menú del dispositiu o, en mode de seguiment de mans, fent el gest indicat a les instruccions ràpides.
En cas de problema, també podeu reiniciar l'experiència prement el botó Reiniciar de la tauleta. Aquest es troba al menú d'opcions, accessible des del menú principal.
Localitza l'equip de seguretat del laboratori.
- El barnacle, les ulleres de seguretat, els guants de nitril i els guants de protecció tèrmica et seran útils per protegir-te dels perills de diversos experiments.
- Per utilitzar un equip de laboratori amb seguiment de mans, col·loca la mà oberta davant de l'equipament, quan l'equipament es posi verd (símbol que es pot utilitzar), tanca completament el puny, i després obre la mà per utilitzar-lo.
- Per utilitzar un equip de laboratori amb controladors, col·loqueu la mà davant de l'equip, quan l'equip es posi verd (símbol que es pot utilitzar), premeu el botó de recollida i, a continuació, deixeu anar el botó de recollida per utilitzar-lo.
Aquí teniu ara alguns reptes per familiaritzar-vos amb l'equipament d'aquest laboratori virtual.
Abans de qualsevol experiment, és important equipar-se amb el material de protecció adequat.
- Posa't la bata.
- Posa't les ulleres de seguretat.
- Posa't els guants de nitril.
La balança
Alguns instruments de laboratori es poden utilitzar per recollir i transportar substàncies sòlides o líquides.
Entre aquests instruments, alguns, com les pinces o la pipeta, requereixen una acció addicional per al seu funcionament.
En mode de seguiment de mans, un cop agafat l'objecte interactiu, uneix el polze i l'índex per activar la interacció de l'objecte.
Amb els comandaments, premeu el botó d'interacció per operar l'objecte.
Alguns instruments de laboratori poden requerir prémer botons. Per prémer un botó, pressioneu-lo amb un dit.
- Col·loca la cistella de pesatge sobre la plataforma de la bàscula electrònica.
- Premi el botó "Tare" de la bàscula per posar-la a zero.
- Poseu 5 ml de pols de magnesi a la balança utilitzant una espàtula. Les espàtules estan calibrades a 5 ml, 2,5 ml, 1 ml i 0,12 ml.
- Tira la pols de magnesi a la paperera de recuperació negra.
Volum d'un líquid
Alguns instruments de laboratori, com els Beekers, els erlenmeyers, els provetes o els cilindres graduats, es poden utilitzar per contenir un líquid, un sòlid, o fins i tot per crear una solució.
Diversos productes es posaran a la vostra disposició des de l'inici d'un laboratori en recipients. També tindreu accés a la pica a la vostra dreta per agafar aigua.
- Obre l'aixeta d'aigua freda.
- Ompliu un vas de precipitats de 500 ml amb aigua.
- Tanca l'aixeta d'aigua freda.
- Amb el cilindre graduat, mesura 50 ml d'aigua freda del vas de precipitats de 500 ml. Compte d'identificar correctament el menisc!
El pH
Depenent de les molècules a barrejar durant l'experiment, es pot generar una reacció que pot influir en les propietats físiques i químiques de la solució.
- Recull 0,12 ml de NaOH en pols amb l'espàtula taronja i col·loca-la en un tub d'assaig.
- Utilitzant el flascó renta-ampolles, ompliu un vas de precipitats de 50 ml amb aigua destil·lada.
- Agafa 10 ml d'aigua del vas de precipitats amb el comptegotes.
- Transferiu 5 ml de l'aigua de la mostra al tub d'assaig (cada premsada dona 1 ml).
- Tanca el tub d'assaig amb una boixa de goma.
- Barrejar agitant el contingut del tub d'assaig fins a la dissolució completa.
- Trau el tap de goma.
- Amb el comptagotes, xucla la solució continguda dins del tub d'assaig.
- Transferiu tot el contingut del comptagotes a un pou de la placa de punt (el comptagotes conté unes 20 gotes).
- Afegiu una gota d'indicador de pH a la mateixa cavitat de la placa de pou utilitzant un altre comptagotes.
- Observeu el color obtingut i compareu-lo amb la carta de pH.
Resultats
Una part dels resultats es pot analitzar a la secció de resultats de la tauleta. Aquesta secció es pot accedir des del menú principal.
Per enviar els teus resultats, trobaràs un botó Enviar resultats al menú d'opcions de la pantalla principal.
- Observeu els resultats obtinguts.
- Envia els resultats.
Resultats previstos
- El Mg té una densitat de 1,74 g/mL; per tant, 5 mL = 8,7 g.
- 0.12 mL NaOH = 0.2556g = 0.006 mols; en 5mL H2O = 1.2 M. El pH serà 14 (indicador morat).
Resum de tasques per rang de qualificació
Cursos 3-5 (Edats 8-10)
- Enfocament: Navegació bàsica, introducció als EPI i mesures de volum senzilles.
- Activitats: Posar-se l'equip de protecció individual (EPI), mesurar volums de líquid i preparació de solucions senzilles.
Cursos 6è-8è (Edats 11-13 anys)
- EnfocamentNavegació intermèdia, ús detallat d'EPP, i habilitats de mesura precises.
- Activitats: Posar-se l'EPI, mesurar masses sòlides i volums líquids, i proves bàsiques de pH.
Cursos 9-12 (Edats 14-18)
- Enfocament: Navegació avançada, ús complet d'EPI, mesuraments precisos i exactes, experiments químics avançats i anàlisi de resultats.
- Activitats: Posar-se equipaments de protecció individual (EPI), mesurar masses sòlides i volums líquids, proves de pH avançades, i analitzar i comunicar els resultats.
Equipament de laboratori
Instruments
- Valks (50ml, 500ml)
- Plat de cubeta
- Gotes
- Balança electrònica
- Cilindre graduat (70 ml)
- Pipeta
- Espàtules
- Tub de proves
- Gràfic de pH
Productes
- NaOH(s) pols
- Pols de Mg(s)
- Indicador de pH líquid