Vizualizáció a természettudományos tantárgyak oktatásában

Vizualizáció a természettudományos tantárgyak oktatásában

A webes tartalmak fejlődésével már az 1990-es évek végén megjelentek azok a technológiák, amelyek a természettudományos tantárgyak tanításában oly fontos vizualizációt segítették elő. Nemzetközi szinten kezdetben az akadémiai szféra állt elő olyan honlapokkal, amelyeken atom- és molekulamodellek, fizikai kísérletek, sejtek vagy más élő szervezetek interaktív és látványos formában voltak láthatók.

Vizualizáció az 1980-as évekből: atompálya megjelenítése karakterekkel (forrás: Kappenberg, 1988, 195. oldal)

A vizualizáció legszebb eredményei a mikrovilág megismerésével kapcsolatban érhetők el. Annak ellenére, hogy ma már a pásztázó alagútmikroszkópok segítségével többé-kevésbé lefényképezhetjük a molekulákat, a modellek alkalmazása rendkívül fontos. A kémiai és biokémiai modellezésben általában a Chime (http://www.symyx.com/, wikipedia Chime) kiegészítővel (plug-in) megjeleníthető modellek, a Java alapú Jmol és a VRML (Virtual Reality Markup Language) a legnépszerűbbek.

 

A Chime az utóbbi évtized legnépszerűbb megjelenítője volt. Ennek oka az univerzalitásban és az egyszerű kezelésben keresendő. A Chime rengeteg kémiai fájlformátumot ismer, és képes azokat a weboldalakon megjeleníteni.

 

 

Molekulamodell Chime lejátszóval

 
 

A Jmol egy Java-alapú eszköz háromdimenziós kémiai szerkezetek (molekulák, rácsok, atom- és molekulapályák, összetett biomolekulák) megjelenítésére. Nyílt forráskódja miatt az internetes közösség folyamatosan fejleszti és egyre több kapcsolódó tartalom, közösség jelenik meg hozzá. A Jmol előnyei közé tartozik, hogy kihasználja a modell információtartalmát, ezért a helyi menü annál részletesebb, minél több információt hordoz a szerkezeti fájl.

 
 

 

Kötésszög mérése egy Jmol modellen

 

A VRML segítségével háromdimenziós, interaktív szerkezeteket, ún. világokat lehet építeni. A technikát a kémiában elsősorban molekulák megjelenítésére használják, de készültek műszereket, berendezéseket bemutató modellek is. A lejátszáshoz telepíteni kell egy speciális VRML-lejátszót, például a Cortona 3D Viewert.

 

További lehetőség teljes, a háromdimenziós környezetek, például kémiai laboratóriumok felépítése. Ez a megoldás igen költséges és csak néhány országban találhatunk rá példákat, elsősorban a távoktatás területén.

A virtuális oktatási környezetek (pl. Second Life) egyre több lehetőséget kínálnak arra, hogy a fizikailag nem megközelíthető, nehezen megismerhető információk a tanulók számára elérhetők legyenek.
 
Néhány példa: