Розробка та впровадження освітніх ресурсів з хімії з елементами доповненої реальності

The purpose of this article is an analysis of opportunities and description of the experience of developing and implementing augmented reality technologies to support the teaching of chemistry in higher education institutions of Ukraine. The article is aimed at solving problems: generalization and analysis of the results of scientific research concerning the advantages of using the augmented reality in the teaching of chemistry, the characteristics of modern means of creating objects of augmented reality; discussion of practical achievements in the development and implementation of teaching materials on chemistry using the technologies of the augmented reality in the educational process. The object of research is augmented reality, and the subject - the use of augmented reality in the teaching of chemistry. As a result of the study, it was found that technologies of augmented reality have enormous potential for increasing the efficiency of independent work of students in the study of chemistry, providing distance and continuous education. Often, the technologies of the augmented reality in chemistry teaching are used for 3D visualization of the structure of atoms, molecules, crystalline lattices, etc., but this range can be expanded considerably when creating its own educational products with the use of AR-technologies. The study provides an opportunity to draw conclusions about the presence of technologies in the added reality of a significant number of benefits, in particular, accessibility through mobile devices; availability of free, accessible and easy-to-use software for creating augmented-reality objects and high efficiency in using them as a means of visibility. The development and implementation of teaching materials with the use of AR-technologies in chemistry teaching at the Kryvyi Rih State Pedagogical University has been started in the following areas: creation of a database of chemical dishes, creation of a virtual chemical laboratory for qualitative chemical analysis, creation of a set of methodical materials for the course “Physical and colloidal chemistry”.Мета цієї статті - аналіз можливостей та опис досвіду розробки та впровадження технологій доповненої реальності для підтримки викладання хімії у вищих навчальних закладах України. Стаття спрямована на вирішення завдань: узагальнення та аналіз результатів наукових досліджень щодо переваг використання розширеної реальності у викладанні хімії, характеристик сучасних засобів створення об’єктів доповненої реальності; обговорення практичних досягнень у розробці та впровадженні навчальних матеріалів з хімії з використанням технологій доповненої реальності у навчальному процесі. Об’єктом дослідження є доповнена реальність, а предметом - використання доповненої реальності у навчанні хімії. В результаті дослідження було встановлено, що технології розширеної реальності мають величезний потенціал для підвищення ефективності самостійної роботи студентів з вивчення хімії, забезпечення дистанційної та постійної освіти. Часто технології доповненої реальності у викладанні хімії застосовуються для 3D-візуалізації структури атомів, молекул, кристалічних решіток тощо, але цей діапазон можна значно розширити, створюючи власні освітні продукти із застосуванням AR-технологій . Дослідження дає можливість зробити висновки про наявність у доданій реальності технологій значної кількості переваг, зокрема, доступності через мобільні пристрої; наявність вільного, доступного та простого у користуванні програмного забезпечення для створення об'єктів доповненої реальності та висока ефективність використання їх як засобу наочності. Розроблено та впроваджуємо навчальні матеріали із застосуванням AR-технологій у викладанні хімії в Криворізькому державному педагогічному університеті за такими напрямками: створення бази даних хімічного посуду, створення віртуальної хімічної лабораторії для якісного хімічного аналізу , створення набору методичних матеріалів для курсу «Фізична та колоїдна хімія»

Патология верхних конечностей у детей с мукополисахаридозами

Background. Despite the success in the treatment of children with mucopolysaccharidoses (MPS) as a result of the widespread of  enzyme  replacement  therapy  and  hematopoietic  stem  cells  transplantation,  orthopedic  manifestations  continue  to  be a  significant  problem,  while  the  pathology  of  the  upper  limbs  in  children  with  MPS  is  not  sufficiently  represented  in  the literature. The aim of this studywas to analyze orthopedic and neurological manifestations in the upper extremities of children with  mucopolysaccharidosis  based  on  a  sequential  case  series. Materials  and  Methods. We  carried  out  a  comprehensive analysis of clinical and radiological involvement of the upper extremities in 49 patients with MPS. Results. The most common complaints reated to the upper extremities were difficulties in the daily activities (dressing, self-care, playing), impairment of the fine motor skills, and muscle weakness. The most frequent clinical manifestations related to the upper extremities were limited active shoulder abduction, impaired hand grip, flexion contractures of the elbow joint, ulnar deviation of the hand. All patients with MPS types I, II, and VI had limited active and passive extension and flexion of the metacarpophalangeal and interphalangeal joints. In patients with MPS IV, hypermobility of the hand joints prevailed. We noticed minimal presence of typical clinical manifestations related to compression of the median nerve secific for carpal tunnel syndrome. The majority of patients showed a decrease in tendon and periosteal reflexes. The most pronounced decrease in muscle strength was observed in to extensors (elbow, fingers) and shoulder abductors, which may contribute to the predominant formation of a flexion pattern of contractures. On radiographs of the hand, the “melting sugar” symptom and shortening of the metacarpal bones were observed in most patients. Conclusion.Clinical and radiological manifestations related to the upper extremities take  place  in  all  types  of  the  mPS,  and  lead  to  functional  disorders  that  complicate  daily  life  and  self-care.  Upper  limb pathology in children with MPS requires earlier detection and more active treatment after comprehensive risk assessment.Актуальность. Несмотря на успехи в лечении детей с мукополисахаридозами (МПС) в результате широкого внедрения ферментзаместительной терапии и трансплантации гематопоэтических стволовых клеток, ортопедические проявления продолжают оставаться значительной проблемой, при этом патология верхних конечностей у детей с МПС отражена в литературе недостаточно.Материалы и методы Нами проведен комплексный анализ клинических и рентгенологических проявлений со стороны верхних конечностей у 49 пациентов с МПС.Результаты. Наиболее частыми жалобами со стороны верхних конечностей были неловкость при выполнении повседневных движений (одевание, самообслуживание, пользование предметами), нарушение мелкой моторики, мышечная слабость. Наиболее частым клиническим проявлением со стороны верхних конечностей было ограничение активного отведения плеча, нарушение кистевого схвата, сгибательные контрактуры в локтевом суставе, ульнарная девиация кисти. У всех пациентов с МПС I, II и VI типов имело место ограничение активного и пассивного разгибания и сгибания пястнофаланговых и межфаланговых суставов. У пациентов с МПС IV преобладала гипермобильность суставов кисти. При оценке симптомов, характерных для синдрома карпального канала отмечено отсутствие типичных клинических проявлений, обусловленных компрессией срединного нерва. У большинства пациентов отмечалось снижение сухожильных и периостальных рефлексов. Наиболее выраженное снижение силы мышц отмечалось в отношении разгибания пальцев кисти, отведения плеча и разгибания в локтевом суставе, что может способствовать формировании флексионного паттерна контрактур суставов верхних конечностей. На рентгенограммах кисти симптом «тающего сахара» и укорочение пястных костей наблюдались у большинства пациентов.Заключение. Клинические и рентгенологические проявления со стороны верхних конечностей наблюдаются при всех изученных нами типах заболевания, и приводят к функциональным нарушениям, затрудняющим повседневную жизнь и самообслуживание. Патология верхних конечностей у детей с МПС требует более раннего выявления и более активной лечебной тактики после всесторонней оценки рисков

Методика використання мобільних Інтернет-пристроїв у формуванні загальнопрофесійної складової компетентності бакалавра електромеханіки в моделюванні технічних об'єктів

The article describes the components of methods of using mobile Internet devices in the formation of the general professional component of bachelor in electromechanics competency in modeling of technical objects: using various methods of representing models; solving professional problems using ICT; competence in electric machines and critical thinking. On the content of learning academic disciplines “Higher mathematics”, “Automatic control theory”, “Modeling of electromechanical systems”, “Electrical machines” features of use are disclosed for Scilab, SageCell, Google Sheets, Xcos on Cloud in the formation of the general professional component of bachelor in electromechanics competency in modeling of technical objects. It is concluded that it is advisable to use the following software for mobile Internet devices: a cloud-based spreadsheets as modeling tools (including neural networks), a visual modeling systems as a means of structural modeling of technical objects; a mobile computer mathematical system used at all stages of modeling; a mobile communication tools for organizing joint modeling activities.У статті описані компоненти методики використання мобільних Інтернет-пристроїв при формуванні загально професійної складової компетентності бакалавра електромеханіки в моделюванні технічних об'єктів: використання різних методів подання моделей; розв'язання професійних задач за допомогою ІКТ; компетентність в електричних машинах та критичне мислення. На змісіт навчальних дисциплін "Вища математика", "Теорія автоматичного управління&quot", "Моделювання електромеханічних систем", "Електричні машини"; розкриті особливості використання Scilab, SageCell, Google Sheets, Xcos on Cloud при формуванні загальнопрофесійної складової компетентності бакалавра електромеханіки в моделюванні технічних об'єктів. Зроблено висновок, що доцільно використовувати таке програмне забезпечення мобільних Інтернет-пристроїв: хмаро зорієнтовані електронні таблиці як засіб моделювання (включаючи нейронні мережі), системи візуального моделювання як засіб структурного моделювання технічних об'єктів; мобільні комп'ютерні математичні системи, що використовується на всіх етапах моделювання; мобільні комунікаційні засоби для організації спільної діяльності з моделювання

Клинико-генетические и ортопедические характеристики дисплазии Дебукуа

Introduction. Desbuquois dysplasia is a rare skeletal dysplasia with an autosomal recessive inheritance, resembling to the group of multiple joint dislocations. The disease is caused by mutations in the CANT1 and XYLT1 genes, the protein products of which are involved in the degradation of proteoglycans, which play an important role in endochondral ossification. The polymorphism of clinical and radiological characteristics and the genetic heterogeneity of Desbuquois dysplasia necessitate the description of the phenotypic characteristics of patients with various types of mutations, which optimize diagnosis. Objective description of the clinical and radiological characteristics of three Russian patients with Desbuquois dysplasia of types 1 and 2 with remarkable orthopedic manifestation, caused by mutations in the CANT1 and XYLT1 genes. Materials and Methods. Genealogical, clinical, radiographic and genetic data of three unrelated Russian patients aged 2 to 8 years was carried out. Genetic testing was carried out using clinical exome sequencing and methyl-sensitive PCR. Results. Two patients were diagnosed with type 1 disease due to a previously described homozygous mutation in the CANT1 gene: c.898CT (p.Arg300Cys), and one type 2 due to heterozygous mutations in the XYLT1 gene. One mutation: c.1651CT (p.Arg551Cys) was detected during exome sequencing, and the second mutation: expansion of GGC repeats in the promoter region of the gene, revealed by methyl-sensitive PCR of the first exon of the gene. The main clinical signs of the disease were micromelic dwarfism, hypermobility in the joints and specific facial dysmorphisms, radiographic analysis revealed characteristic monkey wrench appearance of the proximal femur in all 3 patients, additional ossification center of the second metacarpal, advanced bone age and multiple dislocations in the joints. The patients also had extra-skeletal manifestations (congenital glaucoma, obstructive bronchitis, renal hypoplasia and congenital heart malformations). Conclusion. Genetic heterogeneity and the presence of polymorphism of clinical manifestations make it possible to consider sequencing of the clinical exome as the optimal method for diagnosing Desbuquois dysplasia types 1 and 2. Analysis of the literature and the results of our molecular genetic data indicate the possibility of expansion of the GGC repeat in the XYLT1 gene in patients with clinical manifestations of type 2 Desbuquois dysplasia.Актуальность. Дисплазия Дебукуа редкий вариант системной скелетной дисплазии с аутосомно-рецессивным типом наследования, который включен в группу множественных вывихов суставов. Заболевание обусловлено мутациями в генах CANT1 и XYLT1, белковые продукты которых участвуют в ферментативном катализе протеогликанов, играющих важную роль в энхондральной оссификации. Полиморфизм клинико-рентгенологических характеристик и генетическая гетерогенность дисплазии Дебукуа обусловливают необходимость описания фенотипических особенностей пациентов с различными типами мутаций в генах, что будет способствовать оптимизации его диагностики. Цель исследования описать клинико-рентгенологические характеристики трех российских больных с дисплазией Дебукуа типов 1 и 2 c выраженными ортопедическими проявлениями, обусловленными мутациями в генах CANT1 и XYLT1. Материал и методы. Представлено описание клинических и рентгенологических характеристик трех пробандов с дисплазией Дебукуа. Проведен генеалогический, клинический, рентгенологический и молекулярно-генетический анализ трех неродственных российских пациентов в возрасте от 2 до 8 лет. Молекулярно-генетический анализ осуществлялся с помощью секвенирования клинического экзома нового поколения и метил-чувствительной ПЦР. Результаты. У двух пациентов диагностирован тип 1 заболевания, обусловленный ранее описанной мутацией в гене CANT1: c.898CT (p.Arg300Cys) в гомозиготном состоянии, а у одного тип 2, обусловленный мутациями в гене XYLT1. Одна мутация в этом гене: c.1651CT (p.Arg551Cys) в гетерозиготном состоянии обнаружена при проведении секвенирования экзома, а вторая мутация (экспансия GGC повторов в промоторной области гена) выявлена в результате анализа метилирования первого экзона гена методом метил-чувствительной ПЦР. Основными клиническими признаками заболевания были микромелический нанизм, гипермобильность в суставах и специфические лицевые дизморфии, а при рентгенологическом исследовании конфигурация головки бедренной кости по типу разводного ключа, дополнительный центр оссификации второй пястной кости, опережение костного возраста и множественные вывихи в суставах. У наблюдаемых нами пациентов отмечен ряд внескелетных проявлений в виде врожденной глаукомы, обструктивных бронхитов, гипоплазии почек, врожденного порока сердца. Заключение. Генетическая гетерогенность и наличие полиморфизма клинических проявлений позволяют рассматривать секвенирование клинического экзома в качестве оптимального метода диагностики дисплазии Дебукуа типов 1 и 2. Анализ данных литературы и полученные нами результаты молекулярно-генетического исследования свидетельствуют о возможности наличия экспансии GGC повтора в гене XYLT1 у больных с клиническими появлениями дисплазии Дебукуа типа 2

Засоби розробки WebAR: огляд

Web augmented reality (WebAR) development tools aimed at improving the visual aspects of learning are far from being visual and available themselves. This causing problems of selecting and testing WebAR development tools for CS undergraduates mastering in web-design basics. The research is aimed at conducting comparative analysis of WebAR tools to select those appropriated for beginners.Інструменти розробки доповненої реальності в Інтернеті (WebAR), спрямовані на покращення візуальних аспектів навчання, далеко не візуальні та доступні самі по собі. Це викликає проблеми з вибором та тестуванням засобів розробки WebAR для CS-студентів, які опановують основи веб-дизайну. Дослідження спрямоване на проведення порівняльного аналізу інструментів WebAR для відбору інструментів, призначених для початківців

Розробка профорієнтаційних квестів за допомогою WebAR

Career guidance quests that involve solving intellectual and search problems in a game are associated with one's future career, being one of modern means of recruiting school leavers to vocational and higher educational institutions. Such specific computer tools of virtual and augmented reality as pupils' mobile Internet gadgets can enhance visual character and interactivity of quest problems. The article deals with applying augmented reality in the web environment to solving these tasks. The authors propose a prototype of a career guidance quest system using WebAR technology.Квести з профорієнтації, які передбачають вирішення інтелектуальних та пошукових проблем у грі, пов’язані з майбутньою кар’єрою, будучи одним із сучасних засобів залучення випускників шкіл до професійно -технічних та вищих навчальних закладів. Такі специфічні комп’ютерні засоби віртуальної та доповненої реальності, як мобільні гаджети учнів для Інтернету, можуть покращити візуальний характер та інтерактивність вирішення завдань. У статті йдеться про застосування доповненої реальності у веб -середовищі для вирішення цих завдань. Автори пропонують прототип системи квестових профорієнтацій з використанням технології WebAR

Role of ultrasound markers in the first trimester for predicting twin-to-twin transfusion syndrome in monochorionic twins

T.V. Markova1, N.V. Kosovtsova1, S.Yu. Shumakov2, T.V. Chumarnaya3, E.M. Ermak4, Ya.Yu. Pospelova1 1Ural Research Institute for Maternal and Infant Health, Yekaterinburg, Russian Federation 2Regional Perinatal Center, Chelyabinsk, Russian Federation 3Institute of Immunology and Physiology of the Ural Branch of the RAS, Yekaterinburg, Russian Federation 4South Ural State Medical University, Chelyabinsk, Russian Federation Aim: to evaluate the relevance of ultrasound markers in the first trimester of pregnancy for predicting twin-to-twin transfusion syndrome (TTTS) in monochorionic twins. Patients and Methods: this prospective study was conducted from January 2016 to September 2022 and involved 178 women with monochorionic diamniotic twins in the first trimester (11+0–14+0 weeks) who underwent ultrasound once every 2 weeks. Group 1 included women who were later diagnosed with TTTS (n=68). Group 2 included women without TTTS (n=110). Results: in women who later developed TTTS, a significant increase in the discordance of the nuchal translucency (NT) thickness (p=0.036), increase in the pulsatile index (PI) of blood flow in the ductus venosus in one fetus higher than normative (p=0.036), a significant difference in the difference in the crown-rump length (CRL) (p=0.046), large arterial anastomosis in the placenta with predominant signal on one side of the isoline, and chorion previa (CP) (p=0.012) were reported. The difference in isovolumic relaxation time (IVRT) in the first trimester was more than 9 (6–11) ms in the TTTS group and 5 (4–9) ms in the non-TTTS group. However, this difference was insignificant (p=0.06). A prognostic model of TTTS was built based on ultrasound signs (NT thickness, CRL, IVRT, ductus venosus PI) using logistic regression. Conclusion: our study revealed risk factors for TTTS at the end of the first trimester in monochorionic twins. However, these risk factors require further evaluation in a large prospective case series of monochorionic twins. A method for predicting severe complications of monochorionic twins during early pregnancy provides an additional option for stratifying patients. Keywords: multiple pregnancy, monochorionic twins, twin-to-twin transfusion syndrome, first trimester ultrasound markers, nuchal translucency thickness, crown rump length, ductus venosus pulsatility index, placental anastomosis, isovolumic relaxation time. For citation: Markova T.V., Kosovtsova N.V., Shumakov S.Yu., Chumarnaya T.V., Ermak E.M., Pospelova Ya.Yu. Role of ultrasound markers in the first trimester for predicting twin-to-twin transfusion syndrome in monochorionic twins. Russian Journal of Woman and Child Health. 2023;6(3):226–232 (in Russ.). DOI: 10.32364/2618-8430-2023-6-3-2. </p