資料表明，在失明的 3600 萬人中包含100 萬兒童，同時還有 2。16 億人存在中度至重度視力障礙。然而，STEM（科學、技術、工程和數學）教育仍然依賴於 3D 影象進行教育，大多數這些影象對於失明的學生來說是無法認知的。貝勒大學化學和生物化學教授 Bryan Shaw 博士的一項突破性研究旨在透過類似糖果的小模型讓盲人或視力受損的人更容易接觸科學。

Baylor 領導的這項研究於 5 月 28 日發表在《科學進展》雜誌上，它使用類似於小熊橡皮糖的毫米級明膠模型，透過口腔立體視覺或透過舌頭和嘴唇的 3D 形狀視覺化來改善蛋白質分子的視覺化。該研究的目標是建立更小、更實用的描繪蛋白質分子 3D 影象的觸覺模型。選擇蛋白質分子是因為它們的結構是整個 STEM 教育中呈現的數量最多、最複雜和高解析度的 3D 影象之一。

Baylor博士介紹道，人的舌頭是最好的觸覺感測器——大約是指尖觸感靈敏的兩倍，但它也是一個溫度調節器，類似於章魚的手臂。它可以擺動到你的手指無法觸及的凹槽中，但沒有人真正使用舌頭或嘴唇進行觸覺學習。研究團隊想製作微型高解析度 3D 模型，並透過嘴巴將它們視覺化。

該研究共包括 396 名參與者——31 名四年級和五年級學生以及 365 名大學生。在識別特定結構時測試了嘴巴、手和視力。在口頭和手動觸覺模型測試期間，所有學生都被蒙上眼睛。每個參與者都有三分鐘的時間用指尖或視覺化研究蛋白質的結構，然後花一分鐘的時間用嘴巴測試蛋白質。四分鐘後，他們被問及測試蛋白質與初始研究蛋白質是相同還是不同的模型，使用嘴而不是手指來辨別形狀重複整個過程。學生透過嘴巴識別結構的準確率為 85。59%，類似於使用計算機動畫透過視力識別。測試包括相同的可食用明膠模型和不可食用的3D列印模型，明膠模型的正確識別率與非食用模型相當。

這些模型為有視力障礙的學生提供了一種低成本和便攜的方式，使 3D 影象更易於認知。Shaw 說，這項研究的方法不僅限於蛋白質結構的分子模型——任何 3D 模型都可以實現口腔視覺化。此外，雖然明膠模型是唯一經過測試的可食用模型，但 Shaw 的團隊使用其他可食用材料（包括太妃糖和巧克力）建立了高解析度模型。

這種方法可以應用於任何事物的影象和模型，例如細胞、細胞器、數學中的 3D 表面或 3D 藝術作品——任何 3D 渲染。它不僅限於 STEM，而且對人文學科也很有用。Shaw 的實驗室將透過微型模型進行的口頭視覺化作為對學生可用的多感官學習工具的有益補充，尤其是那些具有特別視覺需求的學生，本研究中的模型可以讓失明或有視力障礙的學生更容易獲得 STEM學習機會。

“失明的學生被系統地排除在化學和 STEM 的大部分之外。只要看看我們的實驗室，你就會明白為什麼——通往實驗室的電梯按鈕上有盲文，實驗室門上有盲文，無障礙設施就止步於此。這項研究能使有障礙的學生更容易接近 STEM 學習，這將會成為殘疾人學習 STEM 的綠洲，”Shaw 說。

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