Tato zkušenost popisuje pohlcení do virtuálního laboratorního prostředí, využívající virtuální realitu (VR) nebo rozšířenou realitu (AR) k simulaci vědeckých experimentů. Jejím cílem je seznámit účastníky s virtuálním laboratorním vybavením a základními chemickými postupy, s důrazem na využití pohlcujících technologií pro vzdělávání a školení.
Vzdělávací cíle
- Seznámení s virtuálním prostředím Naučte se ovládat a interagovat se simulovaným laboratorním prostředím pomocí AR nebo VR příkazů pro manipulaci s laboratorními objekty a vybavením.
- Použití ochranných prostředků: Pochopení důležitosti osobních ochranných prostředků (OOP) v laboratoři, dokonce i ve virtuálním prostředí, zdůraznění bezpečnostních postupů.
- Měření látek: Cvičení pro měření hmotnosti pevných látek a objemu kapalin s využitím přístrojů virtuální laboratoře, jako jsou elektronické váhy a odměrné válce, s cílem rozvinout dovednosti v manipulaci a přesném měření.
- Virtuální chemické experimentování: provádění základních chemických experimentů, jako je kontrola pH roztoku, za účelem pochopení chemických reakcí a vlastností látek.
- Analýza a komunikace výsledkůNaučte se analyzovat výsledky experimentů ve virtuálním rozhraní a komunikovat tyto výsledky, čímž ilustrujete důležitost dokumentace a komunikace ve vědě.
- Výzvy k překonání: Chraňte se: před zahájením experimentů si virtuálně nasaďte potřebné osobní ochranné prostředky. Zvažte pevnou látku v práškové formě: pomocí virtuálních přístrojů přesně změřte hmotnost prášku.
- Změřte objem kapalné látky: Aplikujte techniky měření objemu při přípravě roztoku. Zkontrolujte pH pevného vzorku: Pochopte, jak připravit roztok a otestovat jeho pH pomocí chemických indikátorů. Získejte a odešlete výsledky: Pomocí virtuálního rozhraní prozkoumejte a sdílejte výsledky experimentů.
Tento zážitek s plným ponořením nabízí inovativní přístup k výuce přírodních věd, který účastníkům umožňuje osvojit si a procvičit laboratorní techniky v bezpečném a kontrolovaném prostředí, bez rizik spojených s použitím skutečných chemikálií. Zdůrazňuje potenciál technologií virtuální reality a rozšířené reality ve výuce přírodních věd a nabízí interaktivní platformu pro zkoumání a porozumění vědeckým pojmům.
Protokol
Nejprve se seznamte s okolím. Budou vám k dispozici různé laboratorní přístroje, abyste mohli provést několik experimentů.
V pravém horním rohu pracovní plochy se nachází tlačítko. Stisknutím tohoto tlačítka můžete kdykoli přepínat mezi virtuální realitou a rozšířenou realitou.
- Chcete-li předmět zvednout pomocí sledování pohybu ruky, umístěte svou otevřenou dlaň naproti předmětu. Jakmile předmět zezelená (což znamená, že jej lze zvednout), zcela zaťněte pěst, abyste předmět zvedli.
- Chcete-li objekt uvolnit pomocí sledování pohybu ruky, stačí ruku znovu rozevřít.
- Chcete-li předmět uchopit pomocí ovladačů, umístěte ruku naproti předmětu; jakmile předmět zezelená (což znamená, že jej lze uchopit), stiskněte a podržte tlačítko pro uchopení.
- Chcete-li objekt uvolnit pomocí ovladačů, stačí pustit tlačítko pro uchopení.
Do nabídky Meta se můžete kdykoli vrátit stisknutím tlačítka pro otevření nabídky na zařízení nebo, v režimu sledování pohybu ruky, provedením gesta uvedeného v krátkém návodu.
V případě potíží můžete zážitek také resetovat stisknutím tlačítka „Restart“ na tabletu. Toto tlačítko najdete v nabídce nastavení, do které se dostanete z hlavního menu.
Najděte bezpečnostní vybavení laboratoře.
- Laboratorní plášť, ochranné brýle, nitrilové rukavice a rukavice s tepelnou izolací vám poslouží jako ochrana před riziky spojenými s různými experimenty.
- Chcete-li použít laboratorní přístroj s funkcí sledování pohybu ruky, přiložte k němu otevřenou dlaň. Jakmile se na přístroji rozsvítí zelená kontrolka (což znamená, že je připraven k použití), pevně zaťněte pěst a poté dlaň opět otevřete, abyste přístroj mohli použít.
- Chcete-li použít laboratorní přístroj s ovládacími prvky, položte ruku naproti přístroji; jakmile se přístroj rozsvítí zeleně (což znamená, že je připraven k použití), stiskněte tlačítko pro aktivaci a poté jej uvolněte, abyste přístroj mohli použít.
Zde je několik úkolů, které si můžete vyzkoušet, abyste se seznámili s vybavením této virtuální laboratoře.
Před každým pokusem je důležité si obléknout odpovídající ochranné pomůcky.
- Obleč si plášť.
- Nasaďte si ochranné brýle.
- Nasaďte si nitrilové rukavice.
Měřítko
Některé laboratorní přístroje lze použít ke sběru a přepravě pevných nebo kapalných látek.
Mezi těmito nástroji jsou některé, jako například pinzeta nebo pipeta, jejichž použití vyžaduje další úkon.
V režimu sledování ruky stačí, jakmile vezmete interaktivní objekt do ruky, spojit palec a ukazováček, čímž aktivujete interakci s objektem.
Pomocí ovladačů stiskněte tlačítko interakce pro ovládání objektu.
U některých laboratorních přístrojů může být nutné stisknout tlačítka. Chcete-li tlačítko stisknout, stiskněte ho prstem.
- Položte vážicí košík na plošinu elektronické váhy.
- Stiskněte tlačítko „Tare“ na váze, abyste ji vynulovali.
- Pomocí špachtle nasypte do vážní misky 5 ml hořčíkového prášku. Špachtle jsou kalibrovány na 5 ml, 2,5 ml, 1 ml a 0,12 ml.
- Vhoďte hořčíkový prášek do černého sběrného koše.
Objem kapaliny
Některé laboratorní přístroje, jako jsou kádinky, Erlenmeyerovy baňky, zkumavky nebo odměrné válce, lze použít k uchovávání kapaliny, pevné látky nebo dokonce k přípravě roztoku.
Od zahájení laboratorního cvičení budete mít k dispozici několik produktů v nádobách. K dispozici budete mít také umyvadlo po vaší pravici, kde si můžete nabrat vodu.
- Otevřete kohoutek se studenou vodou.
- Naplňte 500 ml kádinku vodou.
- Zavřete kohoutek se studenou vodou.
- Pomocí odměrného válce odměřte 50 ml studené vody z 500 ml kádinky. Dávejte pozor na správné odečtení menisku!
pH
V závislosti na molekulách, které se mají během experimentu smíchat, můžete vyvolat reakci, která může ovlivnit fyzikální a chemické vlastnosti roztoku.
- Odeberte 0,12 ml prášku hydroxidu sodného (NaOH) oranžovou špachtlí a prášek vložte do zkumavky.
- Pomocí tlakové lahve naplňte 50ml odměrný válec destilovanou vodou.
- Odeberte pipetou 10 ml vody z kádinky.
- Přeneste 5 ml vzorku vody do zkumavky (každé stisknutí dodá 1 ml).
- Zavřete zkumavku gumovou zátkou.
- Smíchejte protřepáním obsahu zkumavky do úplného rozpuštění.
- Odstraňte gumovou krytku.
- Pomocí kapátka naberte roztok obsažený ve zkumavce.
- Přeneste celý obsah kapátka do jamky spotového talířku (kapátko obsahuje asi 20 kapek).
- Přidejte do stejné jamky v destičce pro mikrotitrační destičky druhou kapkou pH indikátor.
- Pozorujte získanou barvu a porovnejte ji s pH tabulkou.
Výsledky
Část výsledků lze analyzovat v sekci výsledků na tabletu. Tato sekce je přístupná z hlavní nabídky.
Pro odeslání vašich výsledků je v menu voleb na hlavní obrazovce umístěno tlačítko Odeslat výsledky.
- Pozorujte získané výsledky.
- Pošlete výsledky.
Předvídané výsledky
- Mg má hustotu 1,74 g/ml; proto 5 ml váží 8,7 g.
- 0,12 ml NaOH = 0,2556 g = 0,006 mol; V 5ml H2O = 1,2 M. pH bude 14 (fialový indikátor).
Shrnutí úkolů podle věkové kategorie
3.–5. třída (věk 8–10 let)
- FokusZákladní navigace, seznámení s OOPP a jednoduchá měření objemu.
- AktivityNasazování OOPP, měření objemů kapalin a jednoduchá příprava roztoků.
6.–8. ročník (věk 11–13 let)
- FokusStředně pokročilá navigace, detailní používání OOP a přesné měřicí dovednosti.
- AktivityNasazování OOPP, měření hmotnosti pevných látek a objemu kapalných látek a základní testování pH.
Třídy 9–12 (věk 14–18 let)
- FokusPokročilá navigace, komplexní používání OOPP, přesná a precizní měření, pokročilé chemické pokusy a analýza výsledků.
- Aktivity: Nasazování OOPP, měření hmotnosti pevných látek a objemu kapalin, pokročilé měření pH a analýza a komunikace výsledků.
Laboratorní potřeby
Nástroje
- Kádinky (50ml, 500ml)
- Deska kbelíku
- Kapátka
- Elektronická váha
- Odmerný valec (70ml)
- Pipeta
- Stěrky
- Zkumavka
- tabulka pH
Produkty
- NaOH(s) prášek
- Mg(s) prášek
- Indikátor pH v kapalném skupenství