Decoding Case Comparisons in Organic Chemistry: Eye-Tracking Students’ Visual Behavior
Decoding Case Comparisons in Organic Chemistry: Eye-Tracking Students’ Visual Behavior
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解码有机化学案例比较：眼球追踪学生的视觉行为
DOI：
10.1021/acs.jchemed.0c00418
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发表时间：
2020
影响因子：
3
通讯作者：
Bernholt
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rodemer;Eckhard;Graulich;Bernholt
有机化学中常用的反应机理对于学生理解表示形式和推断适当的化学概念来说是一个巨大的挑战。为了支持识别和选择化学概念的过程，广泛使用了有目的地设计的案例比较。虽然这些任务对学生解决问题的能力提出了很高的要求，但学习者如何将注意力分配到复杂且信息丰富的表征上尚不清楚。了解学生在处理案例比较时的视觉解码行为可以为支持学生解决问题的过程提供有价值的见解。在这项探索性研究中，我们采用眼动追踪方法来观察初级和高级本科化学学生完成案例比较任务时的情况。通过建立一种新颖的眼球追踪测量方法，可以观察到注视/转换比率和不同的观看行为。结果表明两个状态组之间存在显着差异。总体而言，高级学生的决策速度更快，并且在表示之间的转换更频繁，这表明对化学相关实体的选择性更高。此外，结果表明表征的视觉复杂性对学生的视觉行为有显着影响。讨论了设计案例比较和支持学生解码过程的意义。
Reaction mechanisms commonly used in organic chemistry are a great challenge for students in terms of understanding the representation and inferring the appropriate chemical concepts. In order to support the process of identifying and selecting chemical concepts, purposefully designed case comparisons are widely used. While these tasks place great demands on students’ problem-solving capabilities, it is unknown how learners distribute their attention on the complex and information-rich representations. Understanding students’ visual decoding behavior when dealing with case comparisons could provide valuable insights into supporting students’ problem-solving process. In this exploratory study, we employed eye-tracking methodology to observe beginner and advanced undergraduate chemistry students when working through case-comparison tasks. By establishing a novel eye-tracking measure, the fixation/transition ratio, distinct viewing behaviors could be observed. Results indicate significant differences between both status groups. Advanced students are overall faster in their decision-making and transition more frequently between the representations, indicating a higher selectivity for chemically relevant entities. Further, the results show a significant impact of the visual complexity of a representation on students’ visual behavior. Implications for designing case comparisons and supporting students’ decoding process are discussed.
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DOI：
--
发表时间：
2019
期刊：
Chemistry Teacher International
影响因子：
--
作者：
John Y. Baluyut;T. Holme
通讯作者：
T. Holme
DOI：
10.1037/h0084333
发表时间：
1992
期刊：
Canadian Journal of Psychology\/revue Canadienne De Psychologie
影响因子：
--
作者：
M. Gick;Katherine Paterson
通讯作者：
Katherine Paterson
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3
作者：
Grove, Nathaniel P.;Cooper, Melanie M.;Rush, Kelli M.
通讯作者：
Rush, Kelli M.
影响因子：
3
作者：
Grove, Nathaniel P.;Cooper, Melanie M.;Cox, Elizabeth L.
通讯作者：
Cox, Elizabeth L.
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DOI：
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发表时间：
2018
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影响因子：
--
作者：
Nicole Graulich;Michael Schween
通讯作者：
Michael Schween