Lost in Translation: Upper Secondary Students' Challenges with Protein Synthesis
2026 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)Alternative title
”Lost in Translation” : Gymnasieelevers utmaningar att förstå proteinsyntes (Swedish)
Abstract [en]
Learning complex systems in the molecular life sciences is challenging for students, in large part because of the domain‑specific language. This thesis provides insights into how domain-specific language is structured and used in upper secondary school to communicate complex molecular systems, using protein synthesis as an example. Across four studies, students’ conceptual structures and mechanistic reasoning about protein synthesis, and how chemistry and biology textbooks describe it through metaphors and domain-specific concepts were investigated. The results show that students use domain-specific concepts in fragmented clusters rather than formulating descriptions showing an integrated understanding of protein synthesis. Students and textbooks follow the central dogma of a linear process from DNA to protein and compartmentalise concepts with mRNA as a key bridging idea. Few students reach an emergent mechanistic level of reasoning, and only in isolated sub-processes. Textbooks use two main metaphor systems: Information-based and construction-based metaphors. Teaching should emphasise links between clusters of concepts and make concepts and metaphors explicit to help students develop a coherent understanding of protein synthesis.
Abstract [sv]
Elever möter utmaningar i att förstå komplexa system inom molekylär livsvetenskap, delvis på grund av det ämnesspecifika språk som används. Denna avhandling ger insikter i hur ämnesspecifikt språk är strukturerat och används i gymnasieskolan för att kommunicera komplexa molekylära system, med proteinsyntes som exempel. I fyra delstudier analyserades elevers begreppsanvändning och mekanistiska resonemang om proteinsyntesen samt kemi- och biologiläroböckers beskrivning av proteinsyntes genom metaforer och ämnesspecifika begrepp. Resultaten visar att eleverna använder ämnesspecifika begrepp i fragmenterade kluster snarare än som en sammanhängande helhet. Elevers och läroböckers beskrivningar följer det centrala dogmats linjära struktur från DNA till protein och avgränsar användningen av ämnesspecifika begrepp till isolerade delar. mRNA visade sig ha en central roll i att brygga över dessa olika delar. Få elever nådde ett utvecklat mekanistiskt resonemang, och då endast i begränsade delprocesser. Läroböckerna använde två metaforsystem: informationsbaserade och konstruktionsbaserade metaforer. Lärare bör tydliggöra samband mellan begreppskluster och synliggöra ämnesspecifika begrepp och metaforer för att stödja elevers utveckling av en sammanhängande förståelse av proteinsyntes.
Place, publisher, year, edition, pages
Karlstads universitet, 2026. , p. 84
Series
Karlstad University Studies, ISSN 1403-8099 ; 2026:20
Keywords [en]
Domain-specific language, protein synthesis, students’ understanding, upper secondary school
Keywords [sv]
Elevers förståelse, gymnasieskolan, proteinsyntes, ämnesspecifikt språk
National Category
Chemical Sciences Didactics
Research subject
Chemistry - Chemistry Didactics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kau:diva-108965DOI: 10.59217/uqzj6480ISBN: 978-91-7867-686-6 (print)ISBN: 978-91-7867-687-3 (electronic)OAI: oai:DiVA.org:kau-108965DiVA, id: diva2:2042011
Public defence
2026-04-24, 9C 204: Rejmersalen, Universitetsgatan 2, Karlstad, 10:00 (English)
Opponent
Supervisors
2026-04-012026-02-262026-04-01Bibliographically approved
List of papers