3D-Gedrukte Gadget Laat Kinderen Hun Smartphone In Een Microscoop Veranderen

{h1}

Een 3d-geprint smartphonemicroscoopsysteem maakt microbiologie interactief door schoolkinderen te laten experimenteren en spelletjes te spelen met lichtzoekende microben.

Een 3D-geprint smartphonemicroscoopsysteem maakt microbiologie interactief door schoolkinderen te laten experimenteren en spelletjes te spelen met lichtzoekende microben.

De zogenaamde LudusScope ontleent zijn naam aan het Latijnse woord "ludus", wat "spelen", "spel" of "basisschool" betekent. Het apparaat lijkt op een standaardmicroscoop, maar kan worden gekoppeld met een smartphone en beschikt over LED-lampjes die worden bediend met een joystick. Studenten gebruiken deze om de zwemrichting van te beïnvloeden Euglena microben, die kenmerken van zowel planten als dieren vertonen omdat ze zich voeden als dieren maar fotosynthetiseren als planten.

Met een bijbehorende smartphone-app kunnen kinderen individuele microben volgen door erop te tikken op het scherm. Functies zoals schaalbalken, snelheidsmetingen en grid-overlays helpen gebruikers metingen te doen van dingen die ze in het gezichtsveld zien. De app wordt ook geleverd met spellen waarmee leerlingen microben kunnen volgen terwijl ze proberen hen rond een "Pac-Man" -stijl doolhof te leiden of ze te gebruiken om doelen te scoren op een gesimuleerd voetbalveld. [Geschenkideeën voor kinderen: beste educatieve speelgoed & spellen]

Het idee is het geesteskind van Ingmar Riedel-Kruse, een assistent-professor bio-ingenieur aan de Stanford University, wiens lab manieren ontwikkelt om biowetenscholing meer interactief en boeiend te maken.

"Het belangrijkste dat ik denk dat je als leraar of ouder kunt doen, is inspireren. Laat ze enthousiast zijn - dat is bijna belangrijker dan de daadwerkelijke levering van inhoud," vertelde hij WordsSideKick.com.

Riedel-Kruse zei dat een van zijn belangrijkste inspiraties videogames was, wat tot stand kwam omdat elektronica en computers krachtig genoeg werden om dingen te simuleren. Met het vermogen om biologische systemen te manipuleren die nu vergelijkbare niveaus bereiken, besloot het team om micro-organismen te gebruiken om games en andere media te ontwerpen.

Met de LudusScope wilde de ontwerper een apparaat dat niet alleen kinderen op een meer interactieve manier hielp om formele wetenschappelijke vaardigheden te leren, maar dat hen ook hielp leren door te spelen en te leren door te bouwen, zei Riedel-Kruse. Het DIY-karakter van het systeem betekent dat het dingen leert als optica, fabricage, elektronica en programmeren, zei hij.

Het project kreeg ook signalen uit het veld van de robotica, voegde hij eraan toe.

"Je leert veel over constructie, mechanische dingen zoals tandwielen en ook programmeren," zei Riedel-Kruse. "Vooral in de biowetenschappen hebben we nog niet de coole tools of het speelgoed dat je meer op het gebied van de natuurwetenschappen en de mechatronica hebt, dat willen we aanpakken en we hopen andere mensen te inspireren hetzelfde te doen."

Scholen kunnen het frame zelf afdrukken of externe providers inschakelen om het voor hen te maken. Het optische systeem bestaat uit een camera met een gesloten tv-camera en een standaard oculair met vergroting van 10x, waarmee studenten rechtstreeks door de microscoop kunnen kijken als ze dat willen.

Acryldia's en dekglaasjes worden aan elkaar bevestigd met dubbelzijdig plakband om kamers te maken voor de Euglena, met een inlaat en uitlaat in elke kamer. De monsterhouder heeft vier LED's die naar het midden van het monster wijzen en een analoge joystick die bepaalt welke LED's oplichten.

De ontwerpen zijn open-source en de volledige installatie kost ongeveer $ 100, aldus de onderzoekers, of ongeveer $ 60 voor scholen die hun eigen 3D-printers hebben. Het laboratorium van Riedel-Kruse heeft ook een seed-subsidie ​​ontvangen om samen te werken met een educatief spelbedrijf om een ​​kant-en-klaar pakket te ontwikkelen voor aankoop.

"Dit ging echt over hoe we iets lage kosten kunnen maken en ook zo toegankelijk mogelijk zijn," zei Riedel-Kruse. [The Best Coding Toys for Kids]

Om lessen op te nemen over programmeren, bouwde het team een ​​eenvoudig biofysisch model met behulp van de kindvriendelijke codeertaal Scratch. Het model bevat virtuele microben met vergelijkbaar gedrag als de Euglena, maar studenten kunnen parameters zoals zwemsnelheid en lichtgevoeligheid aanpassen om te onderzoeken hoe die veranderingen het model beïnvloeden of proberen het model aan te passen aan hun eigen waarnemingen. Dit leert lessen in zowel programmeren als het belang van modellen in wetenschappelijk onderzoek, zei Riedel-Kruse.

Na het rondleiden van wetenschapsbeurzen met het apparaat, nodigde het team leraren en studenten uit in hun lab om de technologie uit te proberen en feedback te geven. De onderzoekers zeiden dat ze verrast waren om te ontdekken dat voor leraren een aantal van de eenvoudigere elementen van het systeem het meest aantrekkelijk waren. "Bijvoorbeeld, alleen al het feit dat je een scherm op je microscoop hebt bevestigd zodat iedereen tegelijkertijd naar hetzelfde kan kijken," zei Riedel-Kruse.

Het apparaat past goed bij schoolcurricula van het zesde leerjaar tot de middelbare school, zei hij, maar omdat het open-source is, kan het ook worden aangepast voor meer gevorderd lesgeven.

"Het idee is dat het een gemakkelijk instappunt is, maar op veel manieren zou je heel complex kunnen worden", voegde Riedel-Kruse eraan toe. "Helemaal tot op een extreem niveau waar de leraren zeggen: 'Laten we een soortgelijk apparaat bouwen, maar laten we een ander organisme gebruiken of [gekleurde] LED's plaatsen om te zien hoe de cellen reageren op niet alleen de lichtintensiteit, maar ook de verschillende kleuren."

Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com