Assessment of Application Technology of Natural User Interfaces in the Creation of a Virtual Chemical Laboratory

Abstract

Natural User Interfaces (NUI) are now widely used in electronic devices such as smartphones, tablets and gaming consoles. We have tried to apply this technology in the teaching of chemistry in middle school and high school. A virtual chemical laboratory was developed in which students can simulate the performance of laboratory activities similar to those that they perform in a real laboratory. Kinect sensor was used for the detection and analysis of the student's hand movements, which is an example of NUI. The studies conducted found the effectiveness of educational virtual laboratory. The extent to which the use of a teaching aid increased the students' progress in learning chemistry was examined.The results indicate that the use of NUI creates opportunities to both enhance and improve the quality of the chemistry education. Working in a virtual laboratory using the Kinect interface results in greater emotional involvement and an increased sense of self-efficacy in the laboratory work among students. As a consequence, students are getting higher marks and are more interested in the subject of chemistry.

Practical Work Activities as a Method of Assessing Learning in Chemistry Teaching

“…In science teaching it has been used for the development of scientific skills and conceptual understanding (Hofstein & Lunetta, 2004;Jagodzinski & Wolski, 2015;Lunetta, Hofstein & Clough 2007). However, the different purposes in which practical work activities have been used has provoked vigorous contestations among researchers (e.g.…”

Interacción basada en gestos de dibujos para complementar el proceso de enseñanza-aprendizaje

“…Por ejemplo, en el primer caso se pueden controlar funciones algebraicas o entender conceptos trigonométricos con movimientos corporales (Johnson, et al, 2013;Nandi, et al, 2016), mientras que en el segundo es posible manipular modelos tridimensionales que representan a órganos del cuerpo (Meng, et al, 2013)  Controlar presentaciones empleando gestos manuales, tales como tocar un hombro o "presionar" botones con la mano (Lui, et al, 2013)  Aprender otros idiomas, en cuyo caso el uso de la interacción gestual puede contribuir a motivar el aprendizaje, por ejemplo, del inglés (Lee, et al, 2012). Así mismo, el uso de gestos puede apoyar la adquisición de lenguaje porque la lectura de libros en sistemas basados en gestos puede ser una actividad interesante y atractiva para los niños (Homer, et al, 2014)  Crear laboratorios virtuales tales como un laboratorio de química en el cual los alumnos pueden llevar a cabo las mismas actividades que realizarían en un laboratorio real (Jagodziński & Wolski, 2015). Así por ejemplo, se simulan las acciones de sujetar el equipo necesario y combinar sustancias  Convertir una superficie cualquiera, como la pared de un salón de clases, en pizarras interactivas con costos inferiores a los de una pizarra interactiva convencional (Şimşek & Durdu, 2014) Asimismo, los estudiantes pueden reforzar lo aprendido en clase manteniendo las ventajas antes señaladas.…”

“…Diversos trabajos dan muestras de estas oportunidades (Erazo & Pico, 2014;Kandroudi & Bratitsis, 2012;Hsu, 2011). En particular, con este estilo de interacción es posible, por ejemplo, controlar presentaciones, aprender alguna asignatura o tema en particular, simular laboratorios, etc., y en diferentes niveles educativos (Lui, et al, 2013;Johnson, et al, 2013;Meng, et al, 2013;Jagodziński & Wolski, 2015). Además, las aplicaciones 3 Enfoque UTE, V.7-N.4, Dic.2016, pp.1 -15 de este tipo pueden ser utilizadas tanto en el salón de clase como en el hogar gracias a sus relativamente bajos costos.…”

Application of Assistive Computer Vision Methods to Oyama Karate Techniques Recognition

“…They have been applied not only for gaming but to various important branches of technique and science. Among those we can mention natural user interfaces and robotics [27], education [28], medicine [29], zootechnics [30], intelligent home technology [31,32] nonverbal behavior analysis [33]. As information and communication technology continues to evolve, body sensory technologies provide learning designers new approaches to facilitating learning in an innovative way [34].…”