هنر قرن ۱۹ شیمی را به نابینایان می آموزد!

به گزارش راستابلاگ به نقل از ایسنا، دسترسی به شیمی برای افراد نابینا و کم بینا نیازمند یک مجموعه داده جدید جهانی است که تصاویر دوبعدی را به نمایشگرهای لمسی و بصری انتقال دهد.
به نقل از ادونسد ساینس نیوز، گروهی از شیمی دان های بینا و نابینا چندین سال برای تحقق یافتن این هدف کوشیده اند و اخیرا از دو فرمت سه بعدی در به نمایش درآوردن داده های شیمی برای دانش آموزان دبیرستانی کم بینا رونمایی کرده اند. دانش آموزان با استفاده از این نوآوری توانستند مفاهیم شیمی و ساختارهای پروتئینی پیچیده را بفهمند و توضیح دهند و بدین ترتیب، احساس مشارکت و هیجان بیشتری برای پیگیری علم داشته باشند.
انگیزه این پروژه، از تجربه شیمی دانان در مورد خویشاوندان کم بینا و خود شیمی دانان نابینا حاصل شده است. انگیزه «برایان شاو»(Bryan Shaw) بیوشیمی دان «دانشگاه بیلور»(Baylor University)، تجربیات وی در مورد پسر کم بینایش بود. شاو عنوان کرد: تحقیقات من همیشه سایه ای از پیشرفت پسرم هستند. او ۱۵ سال دارد و در هفت سال قبل به علم علاقه مند بوده است.
شاو برای کمک به تحقق یافتن علاقه پسرش و دوستان کم بینای او، با چندین همکار بینا و نابینا مشارکت کرد تا یک مجموعه جهانی داده را برای شیمی ایجاد نماید. شاو عنوان کرد: ما یک مجموعه داده برای افراد نابینا و یک مجموعه داده برای افراد بینا نمی خواهیم، بلکه می خواهیم حداکثر وضوح و حداکثر اطلاعات برای هر دو وجود داشته باشد.
این گروه پژوهشی به چیزی نیاز داشت که مفاهیم را با وضوح بالا و هم زمان به صورت لمسی و بصری تولید نماید و انتخاب آنها «لیتوفان»(Lithophane) بود که اولین بار در فرانسه قرن نوزدهم به ثبت رسید.
لیتوفان ها تصاویری هستند که روی سطوح نازک نیمه شفاف حک شده اند. این کار، تصاویر توپوگرافی سه بعدی را بوجود می آورد که کمی برجسته هستند و وقتی از پشت روشن می شوند، تفاوت در ضخامت را به عنوان تفاوت در سایه نشان می دهند.
فرضیه شاو این بود که این روش به افراد کم بینا امکان می دهد تا تصاویر را حس کنند و آنها را برپایه شکل و ارتفاع درک کنند. این در شرایطیست که افراد بینا یک تصویر سه بعدی با وضوح بالا را می بینند. گروه شاو این روش را همراه با مدل های سه بعدی به اندازه آب نبات روی دانش آموزان کم بینا آزمایش کردند.
آنها دریافتند که می توانند هر تصویر دوبعدی را با استفاده از یک نرم افزار آنلاین مجانی به لیتوفان تبدیل کنند و دانش آموزان می توانند آن را برای درک کردن رایج ترین داده های بیوشیمی مانند ساختارهای پروتئینی به کار ببرند. مدل های کوچک هم موفقیت آمیز بودند و نمایشگرهای لمسی، واحد اصلی بیوشیمی را که پروتئین ها هستند، ارائه کردند.

نسل جدید دانشمندان
پژوهشگران از لیتوفان برای به نمایش درآوردن ساختار بال های پروانه بزرگ نمایی شده به صورت یک کتاب استفاده کردند. صفحه اول یک لیتوفان از کل حشره بود و به قول شاو، برخی از دانش آموزان نمی دانستند پروانه چه شکلی دارد. هر کدام از صفحات بعدی، ساختار بال ها را در سطوح مختلف بزرگ نمایی با میکروسکوپ الکترونی نشان می داد که با یک مدل مولکولی از مولکول کیتین همراه بود. کیتین، پروتئینی است که در بسیاری از ساختارهای حشرات نقش دارد.
شاو عنوان کرد: ما این کتاب را به دانش آموزان دادیم تا آن را مطالعه کنند و چیز زیادی در مورد آن به آنها نگفتیم. سپس، سوالاتی را در مورد کتاب از دانش آموزان پرسیدیم. دانش آموزان نابینا درست مانند دانش آموزان بینا توانستند به خوبی آن را تفسیر و تجسم کنند.
سپس، آزمایش مشابهی با میکرومدل های سه بعدی پروتئین ها انجام شد که هدف آن آموزش دادن نحوه تغییر شکل پروتئین ها به دانش آموزان بود. به دانش آموزان یک مدل کوچک از پروتئین داده شد که می توانستند آن را با انگشتان خود بررسی نمایند. شاو عنوان کرد: ما این کار را حدود هشت بار انجام دادیم. گاهی ساختار مشابه پروتئین و گاهی خود پروتئین را به آنها می دادیم و گاهی پروتئینی که به آنها می دادیم، کاملا متفاوت بود.
بعد از بررسی کردن مدلها، دانش آموزان نابینا باز هم به سؤالات در ارتباط با پروتئین ها به درستی پاسخ دادند. شاو عنوان کرد: آنها توانستند درست مانند دانش آموزان بینا که به صفحه کامپیوتر نگاه می کردند، ساختار مناسب را به خاطر بیاورند و شناسایی کنند. این یک نتیجه فوق العاده هیجان انگیز بود. ساختار پروتئین، پیچیده ترین تصویر سه بعدی است که ما تاکنون در حوزه علم آموزش داده ایم و این دانش آموزان بدون اطلاع از بیوشیمی قادر به شناسایی آنها بودند.
نشان دادن کارآیی مواد آموزشی، به این مفهوم که دانش آموزان بتوانند آنها را بفهمند و از آنها استفاده کنند، تنها بخشی از این آزمایش بود. این گروه پژوهشی در مورد نگرش ها و احساس تعلق دانش آموزان کنجکاو بودند که آنها پس از قرار گرفتن در معرض علم به گونه در ارتباط با درک خود از جهان تجربه کردند.
شاو و گروهش باور دارند که این پژوهش یک چاره کم هزینه و مقیاس پذیر را برای آموزش دادن شیمی به دانش آموزان مبتلا به اختلالات بینایی عرضه می کند. نکته مهم برای شاو، در دسترس بودن است؛ به این مفهوم که هر کسی بتواند در این نوع پروژه ها شرکت داشته باشد.
این پژوهش در مجله «Science Advances» به چاپ رسید.