Students’ interpretations of mechanistic language in organic chemistry before learning reactions
Notice bibliographique
Résumé
Research on mechanistic thinking in organic chemistry has shown that students attribute little meaning to the electron-pushing ( i.e. , curved arrow) formalism. At the University of Ottawa, a new curriculum has been developed in which students are taught the electron-pushing formalism prior to instruction on specific reactions—this formalism is part of organic chemistry's language. Students then learn reactions according to the pattern of their governing mechanism and in order of increasing complexity. If students are fluent in organic chemistry's language, they should have lower cognitive load demands when learning new reactions, and be better positioned to connect the three levels of chemistry's triplet ( i.e. , Johnstone's triangle). We developed a qualitative research protocol to explore how students use and interpret the mechanistic language. Twenty-nine first-semester organic chemistry students were interviewed, in which they were asked to (1) explain a mechanism, given all the starting materials, intermediates, products, and electron-pushing arrows, (2) draw in arrows for a reaction mechanism, given the starting materials and products of each step, and (3) predict the product of a reaction step, given the starting materials and electron-pushing arrows for that step. To investigate the students’ ideas about mechanistic language rather than their knowledge of specific reactions, we selected reactions for the interview guide that had not yet been taught. Following transcription, we analyzed the interviews using constant comparative analysis to explore how students used and interpreted the mechanistic language. Four categories of student thinking emerged with electron movement underlying students’ thinking throughout the interviews. Herein, we discuss these categories, students’ interpretation of the symbolism, connections to learning theory, and implications for teaching, learning, and research.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,016 | 0,033 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,008 | 0,024 |
| Communication savante | 0,008 | 0,007 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,008 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,007 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».