A veces, las cosas más pequeñas conducen a las ideas más importantes. Caso en cuestión:Nano 2020, una iniciativa liderada por la Universidad de Arizona para desarrollar un plan de estudios y tecnología enfocada en educar a los estudiantes en el campo de la nanotecnología en rápida expansión.

El de cinco años, El proyecto multiuniversitario cumplió recientemente su objetivo de crear planes de estudio y tecnologías de instrucción relevantes e implementables a nivel mundial, para incluir un aula de realidad virtual, que mejoran la capacidad de los educadores para enseñar a los estudiantes acerca de las aplicaciones innovadoras de la nanotecnología en la agricultura y las ciencias de la vida.

Visualizar lo que es demasiado pequeño para ser visto

La nanotecnología involucra partículas y dispositivos desarrollados y utilizados a una escala de 100 nanómetros o menos; para poner eso en perspectiva, el diámetro medio de un cabello humano es de 80, 000 nanómetros. La escala extremadamente pequeña puede hacer que la comprensión sea un desafío cuando se trata de aprender sobre cosas que no se pueden ver a simple vista.

Ahí es donde entra en juego el aula de realidad virtual Nano 2020. En un aula de realidad virtual desarrollada a medida completa con un laboratorio, Los objetos a nanoescala cobran vida para los estudiantes gracias al poder de la visualización de datos científicos.

Dentro del entorno de realidad virtual, los estudiantes pueden interactuar con objetos de proporciones a nanoescala:recogerlos, Déles la vuelta y examine todos los matices de las cosas que de otro modo serían demasiado pequeñas para verlas. Los estudiantes también pueden interactuar con su instructor o sus compañeros. El aula Nano 2020 permite la funcionalidad multijugador, dando a los educadores y estudiantes la oportunidad de conectarse en un laboratorio de realidad virtual en tiempo real, no importa en qué parte del mundo se encuentren.

"La tecnología de realidad virtual da vida a este contenido complejo de una manera extrañamente simple, "dijo Matt Mars, profesor asociado de educación en innovación y liderazgo agrícola en la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida y codirector de la beca Nano 2020. "Imagínese si puede llevar a un estudiante y ve un nanómetro desde la distancia, y luego pueden acercarse a él y ver qué tan pequeño es al estar realmente en él. Es alucinante pero de una manera que los estudiantes serán como, 'Oh wow, ¡eso es realmente genial! '"

La tecnología fue desarrollada por Tech Core, un grupo de estudiantes programadores y desarrolladores dirigido por el director Ash Black en Eller College of Management.

"Lo que más me fascinó desde el principio fue jugar con un sentido de escala, "dijo Black, tecnólogo de toda la vida y mentor residente en el McGuire Center for Entrepreneurship. "Lo que realmente me intrigó de la realidad virtual es que es una herramienta en la que la escala es elástica; puedes marcarla y reducirla. Obviamente, con nanotecnología, estás lidiando con muy, cosas muy pequeñas que nadie ha visto todavía, por lo que parecía un uso perfecto de la realidad virtual ".

Estudiantes de Black and Tech Core, incluidos Robert Johnson, Hazza Alkaabi, Mateo Romero, Devon Oberdan, Brandon Erickson y Tim Lukau convirtieron los datos científicos en un objeto, el objeto en una imagen, y la imagen en una representación tridimensional que es funcional en el entorno de realidad virtual que crearon.

"Creo que ser capaz de interactuar con objetos de datos a nanoescala en este entorno dará como resultado que se enciendan muchas bombillas en la mente de los estudiantes. Creo que lo entenderán, ", Dijo Black." Para poder experimentar algo que es abstracto, como, ¿Cómo se ve un átomo de carbono? Bueno, si realmente puedes mirarlo, eso es, de repente, mucho contexto ".

El aula de realidad virtual complementa el plan de estudios Nano 2020, que amplía globalmente las oportunidades para la educación en nanotecnología en los campos de la agricultura y las ciencias de la vida.

Enseñar a la fuerza laboral del futuro

"Ha habido grandes avances en el uso de la nanotecnología en las ciencias de la salud, pero aún existen muchas más oportunidades de innovación en esta área en los campos de la agricultura. La idea es poder avanzar en estas oportunidades de innovación proporcionando algunas herramientas educativas, "dijo Randy Burd, quien era profesor de ciencias de la nutrición en la Universidad de Arizona cuando comenzó el proyecto Nano 2020 con fondos de una subvención del Desafío de Educación Superior del Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura a través del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. "No solo les dará a los estudiantes los conceptos básicos de la comprensión de las aplicaciones, pero les dará los procesos de pensamiento innovadores para pensar en nuevas creaciones. Esa es la verdadera clave ".

Objeto desconocido

El objetivo del equipo Nano 2020, que incluye profesores de la Universidad de Arizona, Universidad del Norte de Arizona y Universidad Johns Hopkins, era crear un conjunto en línea de cursos de pregrado que no fuera específico de la universidad, pero los educadores pueden acceder a él y agregarlo para llegar a estudiantes de todo el mundo.

Con ese fin, el equipo construyó cursos modulares en materias de nanotecnología como glicobiología, microscopía óptica e histología, técnicas de nanomicroscopía, genómica nutricional, aplicaciones de la nanotecnología magnética, y diseño, innovación, y emprendimiento, para nombrar unos pocos. Se creará una biblioteca en línea para facilitar la expansión continua de los planes de estudio de código abierto. que se difundirá a través de tecnologías novedosas como el aula de realidad virtual.

"No es práctico pensar que otras universidades y facultades simplemente podrán lanzar nuevos cursos, porque todavía necesitan personas para impartir esos cursos, ", Dijo Mars." Así que creamos un conjunto sólido y flexible de paquetes de cursos basados ​​en módulos que incluyen ejercicios, conferencias, videos, tomas de corriente, instrumentos. Los instructores podrán extraer componentes e integrarlos en lo que ya existe para continuar avanzando hacia una oferta más completa en la educación en nanotecnología ".

Según Mars, La naturaleza altamente adaptable del plan de estudios y la capacidad de impartirlo de diversas formas fueron componentes clave del proyecto Nano 2020.

"Abordamos el proyecto con una fuerte mentalidad empresarial y un gran énfasis en la innovación. Queríamos que tuviera una estructura amplia y flexible, para que otras instituciones accedan y modelen los planes de estudio, ver su fundamento, y adaptar eso a sus necesidades para comenzar a difundir la noción de nanotecnología como un campo subdesarrollado pero realmente importante dentro del panorama más amplio de la agricultura y las ciencias de la vida, ", Dijo Mars." También queríamos proporcionar una superposición de los componentes científicos y tecnológicos que serían sobre la adopción en la aplicación humana, y lo abordamos a través de una lente de innovación y liderazgo empresarial ".

Algunas partes del plan de estudios Nano 2020 se ofrecen actualmente como optativas en un programa certificado a través del Departamento de Educación Agrícola, Tecnología e Innovación en la Universidad de Arizona. A medida que se difunda más ampliamente a través de la comunidad de educación superior en general, Los investigadores esperan que el plan de estudios y la tecnología del aula de realidad virtual trasciendan los límites de la disciplina. institución y geografía.

"Existirá una plataforma abierta en línea donde la gente pueda descargar componentes y cursos, y todo está enmarcado por la tecnología, para que estas experiencias e investigaciones se puedan compartir a través de este componente de realidad virtual, "Dijo Burd." Es tecnológicamente diferente de lo que existe ahora ".

"La idea es que no es solo un plan de estudios, pero es la entrega de ese plan de estudios, y la entrega de ese plan de estudios de diversas formas, ", Dijo Mars." Hay una relación que viene con la realidad virtual que creo que es realmente genial. Permite a los estudiantes relacionarse con algo tan abstracto como un nanómetro, y eso es lo realmente emocionante ".