gunho17

Gunnar Höst

Universitetslektor

Den molekylära världen är för liten för att vi ska se den. Istället får vi använda allt från analogier, bilder och animationer till teknik för virtuell verklighet för att förstå. Hur och vad lär sig människor när de använder visualiseringar?

Hur och vad lär vi oss av molekylära visualiseringar?

Min forskning handlar om lärande om molekyler och molekylära processer via visualiseringar. 

Den molekylära världen är för liten för att vi ska kunna se den. Istället får vi använda allt från analogier, bilder och animationer till avancerad teknik för virtuell verklighet för att kunna förstå. Forskningen handlar bland annat om hur interaktiva visualiseringar inverkar på lärande, och vad bildspråk såsom metaforer avslöjar om vår uppfattning av den molekylära världen. 
 
Jag är universitetslektor i Visuellt Lärande och Kommunikation på Linköpings universitet. Min forskning grundar sig i mitt intresse för hur världen ser ut och fungerar på en skala som är mindre än vad vi kan se med våra ögon. Det är på denna nivå som molekyler interagerar med varandra, och tillsammans bygger upp världen med all sin komplexitet, inklusive livets mysterier. 
 
Molekyler är så pass små att vi inte ens kan se dem med bra ljusmikroskop. Därför framstår vetenskapliga modeller inom kemi, biokemi och andra molekylära vetenskaper ofta som abstrakta. För att ha något konkret att diskutera och tänka kring så behöver vi skapa och använda representationer av modellerna, i form av visualiseringar.  

Undersöker både process och resultat

Min forskning fokuserar på visuella och multisensoriska modeller, och hur deras egenskaper och sättet att använda dem påverkar elevers och studenters förståelse av naturvetenskapliga begrepp.

Det finns två aspekter av lärande med visualiseringar som jag studerar. 
En viktig aspekt är vilka förändringar i studenters och elevers förståelse av den molekylära världen som sker. Detta kan undersökas genom att jämföra studenters förståelse före och efter att de använt olika visualiseringar.

Den andra aspekten är själva processen då de lärandes förståelse förändras. För att undersöka det tittar vi på vad som händer då elever och studenter interagerar med visualiseringar och med andra delar av lärandemiljön. 

Skakmodell ökar förståelse för molekylers självassociering 

Ett exempel på ett begrepp som jag studerat är självassociering (self-assembly). Detta är en princip som förklarar hur molekyler spontant kan bilda sammanhängande helheter. De resulterande molekylära komplexen kan vara ganska stora, och processen förekommer i oerhört många biologiska sammanhang.

En sådan process kan te sig mystisk för den lärande, eftersom vi är vana vid att uppkomsten av en ordnad struktur kräver att någon utomstående ser till så att delarna hamnar rätt. Det är ju så det fungerar när till exempel en bil byggs i en fabrik, oavsett om det är en robot eller en människa som sätter fast delarna. 
 
Vi har undersökt hur en handhållen modell av hur ett virusskal formas, påverkade studenters förståelse för självassociering. Skalet bestod av tolv plastdelar med magneter längs kanterna, och studenterna fick själva uppleva hur bitarna spontant självassocierade till en rund “boll” när de skakade runt bitarna i en genomskinlig plastburk.

Resultatet visade att studenter som använde modellen ökade sin förståelse för de slumpmässiga och dynamiska aspekterna av processen mer än studenter som använde en bild istället för modellen (Höst, Larsson, Olson & Tibell, 2013).

Andra sinnen än synen också viktiga

Vi upplever inte bara världen via synen; de andra sinnena är också viktiga. Visualiseringar kan utformas för att representera en vetenskaplig modell genom modaliteter som vi erfar via andra sinnen än synen. Ett exempel från min forskning är att använda haptisk teknik för att hjälpa elever och studenter att lära sig om molekylära begrepp via känseln. 
 
Haptisk teknik gör det möjligt att ge kraftåtermatning till en användare, så att denne kan interagera fysiskt med en modell. Vi har använt det för att undersöka hur studenters förståelse av kraftfält mellan molekyler påverkas av den kroppsliga upplevelsen av krafter.

I en studie har vi studerat hur gymnasieelever använder kraftåtermatningen då de undersöker en visualisering av elektriska fält runt molekyler (Höst, Schönborn & Lundin Palmerius, 2013). Resultaten visade dels att eleverna använde såväl utforskande som bekräftande strategier i interaktionen, dels att de lärande ibland omtolkar sina upplevelser så att de ska stämma överens med de förväntade upplevelserna. 
 
I ett annat projekt undersöker vi studenters förståelse av processen då till exempel en läkemedelsmolekyl binder in till sitt målprotein (Höst, Schönborn, Bivall Persson & Tibell, 2010). Jag och mina kollegor forskar också på gestbaserad interaktion, och hur detta påverkar förståelse för nanovetenskap och nanoteknik (t.ex. Schönborn, Höst, Lundin Palmerius & Flint, 2014). 

Bildspråk kan leda till problem

Ett annat område som jag intresserat mig för rör bildspråk, analogier och metaforer, både så som det kommer till uttryck i själva utformningen av visualiseringar och i studenters förståelse. Till exempel representeras en molekyl ofta visuellt genom att rita sammankopplade “bollar”, där bollarnas form och placering är analoga med atomernas i molekylen. Bollarna i visualiseringen representerar ofta atomtyp genom olika färger, men detta ska inte tolkas som att atomerna är färgade. 
 
Om en metafor eller analogi tolkas allt för bokstavligt eller om en representation är dåligt utformad finns det en risk att studenter missförstår. Det är till och med möjligt att använda detta fenomen för att få något som inte är vetenskapligt att verka övertygande. I en studie har vi undersökt hur metaforer och analogier kan utnyttjas retoriskt för att ge tyngd åt en pseudovetenskaplig argumentation (Höst & Bohlin, 2015).

Utbildning

  • Civilingenjör Teknisk biologi 2001
  • Högskoleexamen Psykologi 2008
  • Teknologie doktor Molekylär bioteknik 2007

Uppdrag

 

Sociala medier

Gunnar Hösts blogg >>

Publikationer

2017

Gunnar E. Höst, Jan Anward

Intentions and actions in molecular self-assembly: perspectives on students’ language use

Ingår i International Journal of Science Education

Artikel i tidskrift

Lina Strömfors, Susan Wilhelmsson, Lars Falk, Gunnar E. Höst

Experiences among children and adolescents of living with spina bifida and their visions of the future

Ingår i Disability and Rehabilitation

Artikel i tidskrift

Charlotta Nordlöf, Gunnar Höst, Jonas Hallström

Swedish Technology Teachers’ Attitudes to their Subject and its Teaching

Ingår i Research in Science & Technological Education

Artikel i tidskrift

Gustav Bohlin, Andreas C. Göransson, Gunnar Höst, Lena Tibell

Insights from introducing natural selection to novices using animations of antibiotic resistance

Ingår i Journal of Biological Education

Artikel i tidskrift

Gustav Bohlin, Andreas C. Göransson, Gunnar E. Höst, Lena A. E. Tibell

Evolving germs – Introducing novice pupils to the evolution of bacterial resistance to antibiotics

Konferensbidrag

Relaterad information