Virtuell modell bra i kemiundervisning

Studenternas förståelse för processen då proteiner och små molekyler binder till varandra kan gynnas av att använda en teknik för att framställa konstgjorda känselintryck, visar Petter Bivalls avhandling Touching the essence of life – haptic virtual proteins for learning.

Den här artikeln presenterar resultat av forskning. Texten är framtagen vid ett universitet eller högskola på uppdrag av Skolverket. Refererade forskare svarar självständigt för innehållet.
Läs om hur vi sammanställer och sprider kunskap om resultat av forskning

Eftersom molekyler är osynliga för ögat så spelar visuella representationer av molekylära fenomen en stor roll i all kemiundervisning. I en avhandling från Linköpings universitet undersöker Petter Bivall vilken inverkan en virtuell modell kan ha för studenters lärande kring växelverkan mellan molekyler. Resultaten tyder på att studenternas förståelse för processen då proteiner och små molekyler binder till varandra kan gynnas av att använda en teknik för att framställa konstgjorda känselintryck.

Bakom i princip alla processer i kroppen ligger på ett eller annat sätt proteiner, till exempel i form av enzymer som snabbar upp kemiska reaktioner som annars skulle ta för lång tid, eller receptorer som fortplantar signalsubstansers och hormoners verkan.

Utmaning skapa sammanhängande bild

Växelverkan mellan proteiner och andra molekyler är således viktiga att förstå för studenter i biokemi-relaterade områden. Samtidigt är det en stor utmaning att skapa sig en sammanhängande bild av de många begrepp som är relevanta för en sådan förståelse. Mot denna bakgrund beskriver Petter Bivalls avhandling både utveckling och utvärdering av en molekylär visualisering som låter studenter känna krafter mellan molekyler.

En frågeställning gäller vilken roll själva kraftupplevelsen spelar för studenters lärande med visualiseringen. I två delstudier jämförs därför utvecklingen av förståelse hos studenter när de använder modellen med respektive utan kraftåtergivning.

Studenter lär sig mer om de får uppleva krafter

Resultatet från en av dessa studier tyder på att studenter lär sig mer om de får uppleva krafter. I den andra delstudien framstår inte denna skillnad, även om båda grupper förbättrar sina testresultat. Genomgående i båda delstudierna visar det sig att de studenter som fått uppleva krafter verkar få en förändrad uppfattning av processen. Detta yttrar sig i språkbruket i svaren på skriftliga tester, där de använder en större andel ord relaterade till kraft och dynamik, och en mindre andel kemirelaterade ord. Vidare uttrycker studenterna att modellen hjälper dem att knyta samman begrepp som tidigare mest behandlats var för sig under olika delar av biokemistudierna.

Den virtuella modellen utvärderades i en kurs på universitetsnivå. Data samlades in bland annat via tester, enkäter och intervjuer. Modellen visar ett protein och en mindre molekyl i 3D på en skärm, samtidigt som studenterna kan känna av simulerade krafter mellan molekylerna via ett handtag, som de styr den lilla molekylen med. Avhandlingen är skriven på engelska.

Avhandlingen Touching the essence of life - haptic virtual proteins for learninglänk till annan webbplats

Senast uppdaterad 25 mars 2019