이 체험은 가상현실(VR)이나 증강현실(AR)을 활용하여 과학적 실험을 시뮬레이션하는 가상 실험실 환경에 몰입하는 과정을 다룹니다. 이 체험은 참가자들이 가상 실험실 장비와 기본적인 화학 실험 절차에 익숙해지도록 돕는 것을 목표로 하며, 교육 및 훈련을 위한 몰입형 기술의 활용을 중점적으로 다룹니다.
교육 목표
- 가상 환경 숙지 AR 또는 VR 명령을 사용하여 실험실 객체와 장비를 조작하고, 시뮬레이션된 실험실 환경을 탐색하고 상호 작용하는 방법을 배웁니다.
- 보호 장비 사용: 실험실에서의 개인 보호 장비(PPE)의 중요성을 이해하고, 가상 환경에서도 안전 수칙을 강조합니다.
- 물질 측정: 전자 저울과 눈금 실린더와 같은 가상 실험실 기구를 사용하여 고체의 질량과 액체의 부피를 측정하는 연습으로, 조작 및 정밀 측정 기술을 개발합니다.
- 가상 화학 실험 용액의 pH 확인과 같이 기본적인 화학 실험을 수행하여 화학 반응과 물질의 성질을 이해하는 것.
- 결과 분석 및 소통가상 인터페이스에서 경험의 결과를 분석하고 이러한 결과를 전달하는 방법을 배우며, 과학에서 문서화와 의사소통의 중요성을 설명합니다.
- 극복해야 할 과제 자신을 보호하십시오: 실험을 시작하기 전에 필요한 개인 보호 장비를 가상으로 착용하십시오. 고체 분말을 칭량하십시오: 가상 도구를 사용하여 분말의 질량을 정확하게 측정하십시오.
- 액체 물질의 부피를 측정하세요 용액 제조를 위해 부피 측정 기술을 적용합니다. 고체 샘플의 pH를 확인합니다: 용액을 준비하고 화학 지시약을 사용하여 pH를 테스트하는 방법을 이해합니다. 결과를 복구하고 전송합니다: 가상 인터페이스를 사용하여 실험 결과를 검토하고 공유합니다.
이 몰입형 경험은 과학 교육에 대한 혁신적인 접근 방식을 제공하여 참가자들이 실제 화학물질과 관련된 위험 없이 안전하고 통제된 환경에서 실험실 기술을 배우고 연습할 수 있도록 합니다. 이는 과학을 가르치는 데 있어 가상 현실 기술과 증강 현실의 잠재력을 강조하며, 과학 개념을 탐구하고 이해할 수 있는 상호 작용적인 플랫폼을 제공합니다.
프로토콜
먼저 주변 환경에 익숙해지세요. 실험을 수행할 수 있도록 다양한 실험실 기구가 제공될 것입니다.
작업 공간의 오른쪽 상단 모서리에 버튼이 있습니다. 이 버튼을 누르면 언제든지 가상 현실과 증강 현실 간에 전환할 수 있습니다.
- 손 추적 기능을 사용하여 물체를 집으려면, 빈 손을 물체 맞은편에 가져다 대세요. 물체가 녹색으로 변하면 (집을 수 있다는 표시) 주먹을 완전히 쥐어 물체를 집으세요.
- 손 추적 기능을 사용하여 객체를 놓으려면 손을 다시 열기만 하면 됩니다.
- 컨트롤러로 물체를 잡으려면, 물체 반대편에 손을 대고 물체가 초록색으로 변하면(잡을 수 있다는 표시), 잡기 버튼을 누르고 계세요.
- 컨트롤러로 물체를 놓으려면, 잡기 버튼을 놓으면 됩니다.
기기 메뉴 접근 버튼을 누르거나, 핸드 트래킹 모드에서 빠른 안내에 표시된 제스처를 취하면 언제든지 메타 메뉴로 돌아갈 수 있습니다.
문제가 발생한 경우 태블릿의 다시 시작 버튼을 눌러 경험을 재설정할 수도 있습니다. 이 버튼은 메인 메뉴에서 액세스할 수 있는 옵션 메뉴에 있습니다.
실험실 안전 장비를 찾으십시오.
- 실험복, 보안경, 니트릴 장갑, 온도 보호 장갑은 다양한 실험의 위험으로부터 당신을 보호하는 데 유용할 것입니다.
- 실험 장비를 손 추적으로 사용하려면, 열린 손을 장비 쪽으로 향하게 하십시오. 장비가 녹색으로 바뀌면(사용 가능하다는 신호), 주먹을 완전히 쥐었다가 다시 펴서 사용하십시오.
- 컨트롤러가 있는 실험 장비를 사용하려면, 장비 반대편에 손을 대고 장비가 녹색으로 바뀌면 (사용 가능하다는 표시), 잡기 버튼을 누른 후 사용하기 위해 잡기 버튼을 떼세요.
이제 가상 실험실 장비에 익숙해지기 위한 몇 가지 과제에 도전해 보세요.
실험 전에 적절한 보호 장비를 갖추는 것이 중요합니다.
- 가운을 입으세요.
- 안전 안경을 착용하십시오.
- 니트릴 장갑을 착용하세요.
규모
일부 실험실 기기는 고체 또는 액체 물질을 수집하고 운반하는 데 사용될 수 있습니다.
이 기구들 중 일부, 예를 들어 핀셋이나 피펫은 작동을 위해 추가적인 조작이 필요합니다.
핸드 트래킹 모드에서 인터랙티브 객체를 잡은 후, 엄지와 검지를 붙여 객체의 상호작용을 활성화합니다.
컨트롤러의 상호작용 버튼을 눌러 오브젝트를 조작하세요.
일부 실험실 장비에는 버튼을 눌러야 할 수 있습니다. 버튼을 누르려면 손가락으로 누르십시오.
- 전자 저울 접시 위에 계량 바구니를 놓으십시오.
- 저울의 영점(Tare) 버튼을 눌러 0으로 맞추세요.
- 요거 주걱을 사용하여 50mg의 마그네슘 가루를 평량 접시에 담으세요. 이 도구들은 50mg, 25mg, 10mg, 1.2mg의 용량을 측정할 수 있습니다.
- 마그네슘 가루를 검은색 회수 통에 버리세요.
액체의 부피
비커, 에를렌마이어 플라스크, 시험관, 눈금 실린더와 같은 일부 실험실 기구는 액체나 고체를 담거나 심지어 용액을 만드는 데 사용할 수 있습니다.
실험실 운영이 시작되면 용기에 담긴 여러 가지 실험 재료가 제공될 예정입니다. 또한 오른쪽에 있는 세면대에서 물을 사용할 수 있습니다.
- 찬물 수도꼭지를 트세요.
- 500 mL 비커에 물을 채우세요.
- 냉수 꼭지를 잠그세요.
- 500mL 비커에서 차가운 물 50mL를 눈금 실린더로 측정하십시오. 메니스커스를 올바르게 식별하도록 주의하십시오!
pH
실험 중 혼합할 분자에 따라 용액의 물리적 및 화학적 특성에 영향을 미칠 수 있는 반응을 생성할 수 있습니다.
- 주황색 주걱으로 수산화나트륨(NaOH) 분말 0.12mL를 채취하여 시험관에 넣으십시오.
- 세척병을 사용하여 50mL 비커에 증류수를 채우십시오.
- 피펫을 사용하여 비커에서 물 10mL를 취하십시오.
- 샘플 물 5mL를 시험관으로 옮기십시오(각 누름은 1mL입니다).
- 고무마개로 시험관을 막으세요.
- 시험관 내용물을 완전히 녹을 때까지 흔들어 섞으십시오.
- 고무 캡을 제거하십시오.
- 시험관에 담긴 용액을 스포이트로 빨아들이세요.
- 스포트 플레이트의 홈 하나에 점적기 내용물 전부를 옮긴다 (점적기에는 약 20방울이 들어 있다).
- 다른 스포이드를 사용하여 웨이퍼 플레이트의 같은 웨이퍼에 pH 지시약을 한 방울 떨어뜨립니다.
- 획득한 색상을 관찰하고 pH 차트와 비교하십시오.
결과
결과의 일부는 태블릿의 결과 섹션에서 분석할 수 있습니다. 이 섹션은 메인 메뉴에서 접근할 수 있습니다.
결과를 보내려면 메인 화면의 옵션 메뉴에 결과 보내기 버튼이 있습니다.
- 결과를 관찰하십시오.
- 결과를 보내주세요.
예상 결과
- Mg는 밀도가 1.74g/mL이므로, 5mL = 8.7g입니다.
- 0.12 mL NaOH = 0.2556g = 0.006 몰; 5mL H2O = 1.2 M. pH는 14(보라색 지시약)가 될 것입니다.
학년별 과제 요약
3-5학년 (8-10세)
- 집중기본 네비게이션, 개인 보호 장비(PPE) 소개, 간단한 부피 측정.
- 활동개인 보호 장비 착용, 액체 부피 측정, 간단한 용액 준비.
6-8학년 (11-13세)
- 집중중급 항해, 개인 보호 장비의 상세한 사용법, 그리고 정확한 측정 기술.
- 활동개인 보호 장비 착용, 고체 질량 및 액체 부피 측정, 기본적인 pH 테스트.
9~12학년 (14~18세)
- 집중: 고급 탐색, 개인보호장비(PPE)의 종합적인 사용, 정밀하고 정확한 측정, 고급 화학 실험 및 결과 분석.
- 활동개인 보호 장비 착용, 고체 질량 및 액체 부피 측정, 고급 pH 테스트, 결과 분석 및 전달.
실험실 필수품
악기
- 비커 (50ml, 500ml)
- 버킷 플레이트
- 스포이트
- 전자 저울
- 눈금 실린더 (70ml)
- 피펫
- 주걱
- 시험관
- pH 차트
제품
- NaOH(고체) 분말
- Mg(s) 분말
- 액체 pH 지시약