liu.seSearch for publications in DiVA
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Critical features in an biochemistry animation: Designer's intention and students' interpretation
Linköping University, Department of Science and Technology. Linköping University, The Institute of Technology.
Linköping University, Department of Science and Technology, Media and Information Technology. Linköping University, The Institute of Technology.ORCID iD: 0000-0002-4694-5611
(English)Manuscript (preprint) (Other academic)
Abstract [en]

Various authors have investigated students’ interpretations of biochemistry visualizations, but none to our knowledge have compared the intentions of the visualizations’ design with students’ interpretations. This study contrasts an animator’s educational intentions for an animation visualizing ATP (adenosine triphosphate) synthesis, catalysed by the enzyme Fo/F1-ATP-synthase, with 43 university students’ interpretation of the animation. The aim was to identify symbolic expressions in the animation and assess how well they succeed or fail to communicate the intended learning object. We explored the animators’ intentions in a semi-structured interview. To analyse how the students observed and interpreted the animation we first collected individual written responses in a combined worksheet and questionnaire from the students who were using the animation as a thinking tool. Immediately thereafter we also recorded the students’ argumentation and reasoning in group discussions based on the same questions.’ In total, six key facets intentionally illustrated by the animator were successfully interpreted by the students: 1) The dynamics and movement in the protein 2) The conformational changes induced, 3) The driving force of the process (the proton gradient), 4) The causal sequence (coupling) in the process, 5) The cellular context and nature (protein) of the main actor and 6) The energy transfer. Four of the symbolic expressions chosen by the animator helped the students to interpret these facets of the process. Students’ successfully discerned the conformational change in the protein, the rotation of the catalytic part of the protein and the connection between the proton gradient and ATPsynthesis due to the transitory movement depicted in the animation. In addition, use of a ribbonmodel helped students to intuitively grasp that a protein was involved and the sub-microscopic nature of the process. However, a flash intentionally used to indicate the energy transfer associated with the formation of the phosphodiester bond, was misinterpreted by the students as a release of energy, instead of an energy transformation from mechanical to temporarily stored energy in a chemical bond. Further, only five students were able to predict the reversibility of the process from the animation.

Keyword [en]
Visualizations Higher Education, Students’ misinterpretations, Student difficulties, ATP-synthase.
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:liu:diva-76139OAI: oai:DiVA.org:liu-76139DiVA: diva2:512678
Available from: 2012-03-28 Created: 2012-03-28 Last updated: 2016-05-04Bibliographically approved
In thesis
1. Att hantera cellmetabolismens komplexitet: Meningsskapande genom visualisering och metaforer
Open this publication in new window or tab >>Att hantera cellmetabolismens komplexitet: Meningsskapande genom visualisering och metaforer
2012 (Swedish)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [sv]

Den molekylära livsvetenskapen är ett av de mest snabbväxande fälten inom naturvetenskap. Biokemi är en aktör inom detta tvärvetenskapliga fält, tillsammans med bland annat cellbiologi och genetik. En konsekvens är att läroböckerna ständigt sväller i omfång. Ett exempel är den välkända läroboken ”Molecular biology of the cell” av Bruce Alberts och medarbetare, som sedan sin första upplaga 1983 till den senaste reviderade femte upplagan ökat från cirka 1000 till 1600 sidor, en ökning på cirka 60%. Samtidigt har olika typer av representationer av de molekylära livsprocesserna ökat i betydelse såväl för forskning som för undervisning, och både den ökade kunskapen och utvecklingen inom visualiseringstekniken har gett nya möjligheter till att illustrera detta komplexa område.

Cellmetabolismen utgör en central del av den molekylära livsvetenskapen och består av ett närmast ofattbart antal reaktioner som sker samtidigt i cellen. Representationer (både interna och externa) spelar en central roll i kommunikationen av detta komplexa område och valet av symboler och metaforer påverkar tolkningen av dessa. De kan underlätta förståelsen men även misstolkas och därigenom skapa fallgropar för studenter. ”Makrofiering” av processen påverkar därmed studenters meningsskapande. Denna ämnesdidaktiska avhandling avser att bidra till en ökad medvetenhet bland lärare om; 1) vilka lärandemål som kräver särskild omsorg i undervisning av cellmetabolismen samt 2) betydelsen av det visuella språket i exempelvis animationer för hur metabola processer tolkas och förstås.

Man kan beskriva min avhandling som ett strategiskt arbete som startade med att jag ringade in vilka lärandemål som undervisande universitetslärare anser vara viktiga inom ett av cellbiologins och biokemins centrala områden, cellmetabolismen. Därefter fortsatte arbetet med en insnävning mot en speciell metabolisk process (ATP-syntes i den oxidativa forsforyleringen), och därefter till att kartlägga tolkningar av en specifik animation av ATP-syntas. Det som genomgående jämförs är lärarnas respektive animatörens intentioner och studenternas förståelse och tolkningar. Både konceptuell förståelse och hur ett metaforiskt/symboliskt språk kan skapa olika tolkningar av en molekylär process. Vilka meddelanden når studenterna? Hur förstår de lärarnas mål med undervisningen och animatörens sätt att förmedla processen i animationen? Vad underlättar respektive försvårar kommunikationen?

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Linköping University Electronic Press, 2012. 103 p.
Series
Linköping Studies in Science and Technology. Dissertations, ISSN 0345-7524 ; 1430
National Category
Social Sciences
Identifiers
urn:nbn:se:liu:diva-76141 (URN)978-91-7519-954-2 (ISBN)
Public defence
2012-03-23, K2, Kåkenhus, Campus Norrköping, Linköpings univeristet, Linköping, 13:15 (Swedish)
Opponent
Supervisors
Available from: 2012-03-28 Created: 2012-03-28 Last updated: 2016-05-04Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

Authority records BETA

Stadig Degerman, MariTibell, Lena A. E.

Search in DiVA

By author/editor
Stadig Degerman, MariTibell, Lena A. E.
By organisation
Department of Science and TechnologyThe Institute of TechnologyMedia and Information Technology
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 84 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf