Questa esperienza descrive l'immersione in un ambiente di laboratorio virtuale, utilizzando la realtà virtuale (VR) o la realtà aumentata (AR) per simulare esperienze scientifiche. Ha lo scopo di familiarizzare i partecipanti con le attrezzature di laboratorio virtuali e le procedure di base della chimica, sottolineando l'uso delle tecnologie immersive per l'istruzione e la formazione.
Obiettivi Educativi
- Familiarizzazione con l'ambiente virtuale: Impara a navigare e interagire con un ambiente di laboratorio simulato, utilizzando comandi AR o VR per manipolare oggetti e attrezzature di laboratorio.
- Uso di attrezzature protettive: Comprendere l'importanza dei dispositivi di protezione individuale (DPI) in un laboratorio, anche in un ambiente virtuale, evidenziando le pratiche di sicurezza.
- Misura delle sostanze: esercizio per misurare la massa dei solidi e il volume dei liquidi utilizzando strumenti di laboratorio virtuali, come bilance elettroniche e cilindri graduati, per sviluppare abilità di manipolazione e misurazione precisa.
- Sperimentazione chimica virtuale: eseguire esperienze chimiche di base, come il controllo del pH di una soluzione, per comprendere le reazioni chimiche e le proprietà delle sostanze.
- Analisi e comunicazione dei risultatiImparare ad analizzare i risultati delle esperienze in un'interfaccia virtuale e a comunicare tali risultati, illustrando l'importanza della documentazione e della comunicazione nella scienza.
- Sfide da superare: Proteggiti: indossa virtualmente i DPI necessari prima di iniziare gli esperimenti. Pesa una sostanza solida in polvere: usa strumenti virtuali per misurare con precisione la massa di una polvere.
- Misurare il volume di una sostanza liquida: Applicare tecniche di misurazione del volume per preparare una soluzione. Controllare il pH di un campione solido: comprendere come preparare una soluzione e testare il suo pH utilizzando indicatori chimici. Recuperare e inviare i risultati: utilizzare l'interfaccia virtuale per esaminare e condividere i risultati degli esperimenti.
Questa esperienza immersiva offre un approccio innovativo all'educazione scientifica, permettendo ai partecipanti di apprendere e praticare tecniche di laboratorio in un ambiente sicuro e controllato, senza i rischi associati alle sostanze chimiche reali. Essa mette in risalto il potenziale delle tecnologie di realtà virtuale e aumentata nell'insegnamento delle scienze, offrendo una piattaforma interattiva per l'esplorazione e la comprensione dei concetti scientifici.
Protocollo
Iniziate familiarizzando con l'ambiente. Vi saranno messi a disposizione diversi strumenti di laboratorio per poter condurre alcuni esperimenti.
Nell'angolo in alto a destra del tuo spazio di lavoro, c'è un pulsante. Puoi passare dalla realtà virtuale alla realtà aumentata in qualsiasi momento premendo questo pulsante.
- Per raccogliere un oggetto con il tracciamento delle mani, posiziona la mano aperta di fronte all'oggetto; quando l'oggetto diventa verde (un simbolo che indica che può essere raccolto), chiudi completamente il pugno per raccogliere l'oggetto.
- Per rilasciare l'oggetto con il tracciamento della mano, basta riaprire la mano.
- Per afferrare un oggetto con i controller, posiziona la mano di fronte all'oggetto, quando l'oggetto diventa verde (simbolo che può essere raccolto), tieni premuto il pulsante di presa.
- Per rilasciare l'oggetto con i controller, basta rilasciare il pulsante di presa.
Puoi tornare al menu Meta in qualsiasi momento premendo il pulsante di accesso al menu del dispositivo o, in modalità di tracciamento manuale, eseguendo il gesto indicato nelle istruzioni rapide.
In caso di problemi, è anche possibile ripristinare l'esperienza premendo il pulsante Riavvia sul tablet. Questo si trova nel menu delle opzioni, accessibile dal menu principale.
Individua le attrezzature di sicurezza del laboratorio.
- Il camice da laboratorio, gli occhiali di sicurezza, i guanti in nitrile e i guanti di protezione termica ti saranno utili per proteggerti dai pericoli dei vari esperimenti.
- Per utilizzare un'apparecchiatura di laboratorio con tracciamento manuale, posiziona la mano aperta rivolta verso l'apparecchiatura, quando l'apparecchiatura diventa verde (simbolo che può essere utilizzata), chiudi completamente il pugno, quindi riapri la mano per utilizzarla.
- Per utilizzare un'apparecchiatura di laboratorio con controlli, posiziona la tua mano di fronte all'apparecchiatura, quando l'apparecchiatura diventa verde (simbolo che può essere utilizzata), premi il pulsante di prelievo, quindi rilascia il pulsante di prelievo per utilizzarla.
Ecco ora alcune sfide da affrontare per familiarizzare con le attrezzature di questo laboratorio virtuale.
Prima di ogni esperimento, è importante munirsi dell'attrezzatura protettiva appropriata.
- Indossa il grembiule.
- Indossa gli occhiali di sicurezza.
- Indossa i guanti di nitrile.
La bilancia
Alcuni strumenti di laboratorio possono essere utilizzati per raccogliere e trasportare sostanze solide o liquide.
Tra questi strumenti, alcuni, come la pinzetta o la pipetta, richiedono un'azione aggiuntiva per il loro funzionamento.
In modalità tracciamento della mano, una volta afferrato l'oggetto interattivo, unisci pollice e indice per attivare l'interazione dell'oggetto.
Con i controller, premi il pulsante di interazione per usare l'oggetto.
Alcuni strumenti da laboratorio potrebbero richiedere la pressione di pulsanti. Per premere un pulsante, premilo con un dito.
- Posiziona il cestello di pesatura sulla piattaforma della bilancia elettronica.
- Premi il pulsante Tare sulla bilancia per azzerarla.
- Posizionare 5 mL di polvere di magnesio nella pesata con una spatola. Le spatole sono calibrate a 5 mL, 2,5 mL, 1 mL e 0,12 mL.
- Getta la polvere di magnesio nel bidone di recupero nero.
Volume di un liquido
Alcuni strumenti di laboratorio, come beaker, matracci, provette o cilindri graduati, possono essere utilizzati per contenere un liquido, un solido o persino per creare una soluzione.
Diversi prodotti saranno messi a vostra disposizione dall'inizio di un laboratorio in contenitori. Avrete anche accesso al lavandino alla vostra destra per prendere acqua.
- Apri il rubinetto dell'acqua fredda.
- Riempire un becher da 500 mL con acqua.
- Chiudi il rubinetto dell'acqua fredda.
- Utilizzando il cilindro graduato, misura 50 ml di acqua fredda dal becher da 500 ml. Fai attenzione a identificare correttamente il menisco!
Il pH
A seconda delle molecole da mescolare durante l'esperimento, si può generare una reazione che può influenzare le proprietà fisiche e chimiche della soluzione.
- Prelevare 0,12 mL di idrossido di sodio (NaOH) in polvere con la spatola arancione e porre la polvere in una provetta.
- Usando la bottiglia lavatrice, riempi un becher da 50 mL con acqua distillata.
- Prelevare 10 mL di acqua dal becher usando la pipetta.
- Trasferire 5 mL dell'acqua campionata nella provetta (ogni pressione eroga 1 mL).
- Chiudi la provetta con un tappo di gomma.
- Agitare il contenuto della provetta fino a completa dissoluzione.
- Rimuovere il tappo di gomma.
- Usando il contagocce, aspirare la soluzione contenuta nella provetta.
- Trasferire l'intero contenuto del contagocce in una cavità della piastra a pozzetti (il contagocce contiene circa 20 gocce).
- Aggiungere una goccia di indicatore di pH alla stessa micropiastra utilizzando un altro contagocce.
- Osserva il colore ottenuto e confrontalo con la scala del pH.
Risultati
Una parte dei risultati può essere analizzata nella sezione dei risultati della tabella. Questa sezione è accessibile dal menu principale.
Per inviare i tuoi risultati, un pulsante Invia risultati si trova nel menu opzioni della schermata principale.
- Osserva i risultati ottenuti.
- Invia i risultati.
Risultati Previsti
- Mg ha una densità di 1,74 g/mL, quindi 5 mL = 8,7 g.
- 0,12 mL di NaOH = 0,2556 g = 0,006 moli; in 5 mL di H2O = 1,2 M. Il pH sarà 14 (indicatore viola).
Riepilogo del compito per intervallo di voti
Classi 3-5 (Età 8-10)
- ConcentratiNavigazione di base, introduzione ai DPI e semplici misurazioni di volume.
- AttivitàIndossare i DPI, misurare volumi di liquidi e preparazione di soluzioni semplici.
Scuola secondaria di primo grado (11-13 anni)
- Concentrati: Navigazione intermedia, uso dettagliato dei DPI, e precise abilità di misurazione.
- AttivitàIndossare i DPI, misurare masse solide e volumi liquidi, ed effettuare test di pH di base.
Scuola superiore (14-18 anni)
- ConcentratiNavigazione avanzata, uso completo di DPI, misurazioni precise e accurate, esperimenti chimici avanzati e analisi dei risultati.
- AttivitàIndossare i DPI, misurare masse solide e volumi liquidi, testare il pH avanzato e analizzare e comunicare i risultati.
Materiale essenziale di laboratorio
Strumenti
- Becher (50 ml, 500 ml)
- Piastra di base
- Contagocce
- Bilancia elettronica
- Cilindro graduato (70 ml)
- Pipetta
- Spatole
- Provetta
- Tabella del pH
Prodotti
- polvere di NaOH(s)
- Polvere di Mg(s)
- Indicatore di pH liquido