62
Grön kemi och hållbar utveckling Laborationsdesign för gymnasium och högskola Daniel Hammarberg Examinator Biträdande handledare: Christina Moberg, Åsa JulinTegelman, Kungliga Tekniska Högskolan Stockholms Universitet Huvudhandledare Johan Franzén, Kungliga Tekniska Högskolan Examensarbete på programmet Civilingenjör och lärare inom området Teknik och lärande Stockholm 2013

Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

Grön  kemi  och  hållbar  utveckling  Laborationsdesign  för  gymnasium  och  högskola  

   

Daniel  Hammarberg        Examinator                 Biträdande  handledare:  Christina  Moberg,               Åsa  Julin-­‐Tegelman,  Kungliga  Tekniska  Högskolan         Stockholms  Universitet          Huvudhandledare    Johan  Franzén,  Kungliga  Tekniska  Högskolan            

Examensarbete  på  programmet  Civilingenjör  och  lärare  inom  området  Teknik  och  lärande  

Stockholm  2013              

               

Page 2: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

2  

Förord:  Jag  vill  börja  med  att  tacka  mina  handledare  Johan  Franzén  och  Åsa  Julin-­‐Tegelman  för  deras  stora  stöd  och  öppna  sinne  för  mina  idéer.  Utan  er  hjälpsamma  attityd  och  era  insiktsfulla  kommentarer  hade  mitt  examensarbete  blivit  ohanterligt  stort.  Vidare  vill  jag  tacka  Fredrik  Schaufelberger  och  Petra  Mikkelborg  för  att  fick  ta  av  er  tid  och  komma  in  i  era  klassrum  för  att  genomföra  denna  undersökning.     Till  sist  vill  jag  nämna  ett  par  namn  utan  vars  hjälp  och  input  detta  examensarbete  inte  hade  blivit  av.  Tack  till  Robin  Aldenholt,  Johannes  Yayo,  Madeleine  Karlsson,  Matilda  Berkell  och  Daniela  Eriksson.  Känn  er  stolta  över  ert  bidrag,  för  det  är  jag.      Stockholm,  september  2013    Daniel  Hammarberg  

Page 3: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

3  

Abstract This  thesis  is  about  sustainability  within  chemistry,  the  so-­‐called,  green  chemistry.  With  this  work  I  seek  to  combine  green  chemistry  with  sustainable  development  and  find  methods  for  teaching  green  chemistry  in  a  laboratory  environment.  I  have  designed  and  tested  two  labs  with  ingredients  of  green  chemistry  and  sustainable  development  in  my  study.  I  wanted  to  determine  if  my  design  model  leads  to  conception  for  the  students.  The  students  have  through  forms  and  interviews  declared  their  perspective  on  the  education  and  their  conception.      In  a  laboratory  environment  the  pros  of  a  laboratory  way  of  work  should  be  recognized.  Pre-­‐  and  post-­‐work  puts  the  lab  in  a  context.  The  students  understand  the  concepts  better  if  they  are  allowed  to  test  their  knowledge  in  a  discussion.  The  teachers  role  in  the  discussion  should  be  to  lift  the  level  of  the  discussion  by  controlling  the  conversation  and  in  a  constructive  way  contribute  to  making  the  discussion  move  forward  whenever  necessary.    Keywords:  Green  chemistry,  sustainable  development,  laboratory  work,  pre-­‐  and  post-­‐lab  assignments,  pedagogy,  organic  chemistry.      

Page 4: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

4  

Sammanfattning  Denna  uppsatts  behandlar  hållbarhet  inom  kemi,  den  så  kallade  gröna  kemin.  Med  arbetet  söker  jag  förena  grön  kemi  med  hållbar  utveckling  och  hitta  metoder  för  att  undervisa  grön  kemi  i  en  laborativ  miljö.  I  undersökningen  har  jag  designat  och  testat  två  laborationer  med  inslag  av  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.  Jag  ville  undersöka  om  undervisningsmodellen  leder  till  en  begreppsutveckling  hos  studenter  och  elever.  Studenterna/eleverna  har  genom  enkäter  och  intervjuer  uttalat  sig  om  dels  sina  egna  kunskaper  och  dels  om  undervisningens  inslag  och  dess  bidrag  till  deras  begreppsutveckling.      I  ett  laborativt  sammanhang  bör  fördelarna  med  ett  laborativt  arbetssätt  utnyttjas.  Förarbete  och  efterarbete  ger  laborationen  ett  sammanhang.  Studenten/eleven  förstår  begreppen  bättre  om  de  får  testa  sina  kunskaper  i  en  diskussion.  Lärarens  roll  i  diskussionen  bör  vara  att  lyfta  diskussionsnivån  genom  att  styra  samtalet  och  på  ett  konstruktivt  sätt  bidra  till  att  föra  diskussionen  framåt  när  det  är  nödvändigt.    Nyckelord:  Grön  kemi,  hållbar  utveckling,  laborativt  arbete,  före-­‐  och  efter-­‐labb  uppgifter,  pedagogik,  organisk  kemi.                

Page 5: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

5  

Innehållsförteckning  

1.  INLEDNING:  ...................................................................................................................................  6  1.1  SYFTE/FRÅGESTÄLLNINGAR  ....................................................................................................................  6  

2.  TIDIGARE  FORSKNING:  .............................................................................................................  7  2.1  GRÖN  KEMI  ..................................................................................................................................................  7  2.2  HÅLLBAR  UTVECKLING  ............................................................................................................................  12  2.3  BEGREPPSBILDNING  OCH  SYFTEN  I  UNDERVISNINGEN  ......................................................................  14  2.4  MÅLINRIKTAT  ARBETE  I  LABORATIVA  SAMMANHANG  ......................................................................  15  2.5  FÖRE-­‐  OCH  EFTERARBETE  I  LABORATIONER  .......................................................................................  16  2.6  MILJÖUNDERVISNING  OCH  MILJÖDIDAKTIK  .........................................................................................  16  2.6.1  De  tre  vanligaste  undervisningstraditionerna  ...................................................................  16  2.6.2  The  action  competence  approach  ............................................................................................  18  

3.  MODELL-­‐  OCH  TEORIBILDNING:  .........................................................................................  19  3.1  DEN  MILJÖDIDAKTISKA  MODELLEN  ......................................................................................................  19  3.2  DESIGNVAL  KRING  UNIVERSITETSLABORATIONEN  ............................................................................  21  3.3  DESIGNVAL  KRING  GYMNASIELABORATIONEN  ...................................................................................  23  

4.  METOD:  ........................................................................................................................................  26  4.1  METODPRESENTATION  FÖR  ENKÄTUNDERSÖKNINGARNA  ...............................................................  26  4.1.1  Universitetsenkäten  .......................................................................................................................  26  4.1.2  Gymnasieenkäten  ............................................................................................................................  27  

4.2  METODPRESENTATION  FÖR  INTERVJUERNA  .......................................................................................  28  5.  PRESENTATION  AV  UNDERSÖKNINGENS  RESULTAT:  .................................................  29  5.1  UNIVERSITETSENKÄTENS  RESULTAT  ...................................................................................................  29  5.2  GYMNASIEENKÄTENS  RESULTAT  ...........................................................................................................  33  5.3  INTERVJUERNAS  RESULTAT  ....................................................................................................................  35  

6.  ANALYS  OCH  DISKUSSION:  ....................................................................................................  36  6.1  SLUTSATS  ...................................................................................................................................................  43  6.2  UNDERSÖKNINGENS  VALIDITET  ............................................................................................................  43  6.3  VIDARE  FORSKNING  .................................................................................................................................  44  

REFERENSLISTA:  ...........................................................................................................................  45  BILAGOR:  .........................................................................................................................................  46  BILAGA  1:  UNIVERSITETSENKÄTEN  ..........................................................................................................  47  BILAGA  2:  GYMNASIEENKÄTEN  ..................................................................................................................  49  BILAGA  3:  GENOMGÅNGENS  INNEHÅLL  ....................................................................................................  51  BILAGA  4:  GRÖN  KEMIS  PRINCIPER  I  NUMMERORDNING  (ENGELSKA)  ...............................................  55  BILAGA  5:  GRÖN  KEMIS  PRINCIPER  OCH  PERSPEKTIVEN  PÅ  HÅLLBAR  UTVECKLING  .......................  56  BILAGA  6:  UNIVERSITETSLABORATIONEN  ...............................................................................................  58  BILAGA  7:  GYMNASIELABORATIONEN  ......................................................................................................  60  BILAGA  8:  INTERVJUPLAN  ...........................................................................................................................  62  

         

Page 6: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

6  

1.  Inledning:    Denna  studie  har  utförts  inom  ramen  för  examensarbete  för  civilingenjör  och  lärare  30hp.  Programledningen  på  teknisk  kemi  hade  länge  haft  för  avsikt  att  när  programmet  skulle  göras  om  2012/13  skulle  hållbar  utveckling  och  grön  kemi  skrivas  fram  mer  tydligt  i  kursplanerna.  På  avdelningen  för  organisk  kemi  pratades  det  om  att  under  laborationerna  skulle  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  tas  upp.  Eftersom  jag  som  blivande  lärare  har  ett  intresse  i  hur  studenter  och  hur  elever  lär  genom  laborationer  sig  fann  jag  denna  diskussion  intressant.  Jag  tog  på  mig  att  designa  och  testa  laborationer  med  inslag  av  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  inom  ramen  för  organisk  kemi,  på  både  studenter  och  på  elever.    För  att  göra  detta  krävs  utöver  generell  laborationsdesignsteknik  även  god  insikt  i  didaktik  som  rör  hållbar  utveckling  och  grön  kemi.  Litteraturstudien  visade  att  lärandeteorier  för  hållbar  utveckling  existerade  men  inga  motsvarande  för  grön  kemi.  Vidare  föreföll  det  sig  att  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  var  besläktade  begrepp  och  det  väckte  frågan  om  didaktik  för  hållbar  utveckling  kan  vara  en  bra  utgångspunkt  vad  gäller  didaktik  för  grön  kemi.  Mot  denna  bakgrund  tog  jag  fram  en  modell  för  laborationsdesign  inom  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.  Genom  laborationer  designade  enligt  modellen  testades  om  modellen  bidrog  till  begreppsutveckling  hos  högskolestudenter  och  gymnasielever.    Undersökningen  behandlade  tre  grupper  som  testat  olika  laborationer  under  olika  förutsättningar.  Två  av  grupperna  genomförde  laborationer  designade  enligt  modellen,  ena  gruppen  var  högskolestudenter  och  den  andra  gruppen  var  gymnasieelever.  Den  tredje  gruppen  genomförde  en  laboration  ej  designad  enligt  modellen  men  med  vilken  kursansvarig  ämnade  lära  studenterna  om  grön  kemi.  Genom  att  undersöka  dessa  tre  grupper  bidrog  resultaten  till  diskussionen  om  den  modell  jag  tagit  fram.  Undersökningen  i  sig  bestod  av  en  enkätundersökning  och  några  intervjuer.    En  begränsning  med  detta  arbete  är  att  det  har  genomförts  som  en  del  i  ett  examensarbete  och  således  varit  begränsat  till  20  veckors  arbete.  Dessutom  har  modellen  endast  testats  på  två  olika  laborationer  för  två  olika  åldersgrupper,  där  en  laboration  var  för  universitetsstuderande  och  den  andra  var  för  gymnasieelever.  Detta  var  känt  på  förhand  men  med  vidare  forskning  kan  dessa  begränsningar  överbyggas.    

1.1  Syfte/Frågeställningar  Syftet  med  det  här  examensarbetet  har  varit  att  undersöka  hur  laborationsdesign  kan  integrera  grön  kemi  som  närliggande  syfte  och  hållbar  utveckling  som  övergripande  syfte  för  en  laboration  inom  organisk  kemi.    Arbetet  försöker  besvara  följande  fråga.    Hur  kan  man  inom  ramen  för  en  laboration  lära  studenter/elever  om  grön  kemi  och  hållbar  utveckling?    

Page 7: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

7  

2.  Tidigare  forskning:  Här  presenteras  den  tidigare  forskningen  som  denna  rapport  utgår  ifrån.  Först  presenteras  det  innehåll  och  de  begrepp  som  har  tagits  till  vara  på  vid  skrivandet  av  denna  rapport.  Sen  görs  begrepp  och  terminologi  till  min  egen  genom  att  relateras  till  de  definitioner  som  tidigare  forskningen  lagt  fram.    

2.1  Grön  kemi  För  att  förstå  hur  ett  komplext  begrepp  som  grön  kemi  är  uppbyggt  måste  först  det  sammanhang  och  det  behov  ur  viket  begreppet  växt  fram  förstås.  Den  bakgrund  och  definition  av  grön  kemi  som  detta  arbete  utgår  ifrån  är  framtagen  av  Paul.T.Anastas  och  John.C.Warner  och  presenteras  i  deras  bok  ”Green  Chemistry  –  theory  and  practice”.1      Grön  kemi  faller  in  under  en  kategori  av  föroreningsbekämpning  som  kallas  ”pollution  prevention”.1  I  den  kategorin  är  målet  att  motverka  att  utsläpp  sker  snarare  än  att  rena  utsläppen  från  gifter.  Historiskt  sett  har  dock  föroreningar  bekämpats  på  många  olika  sätt.  Det  började  med  en  kategori  som  kallades  för  utspädningsprincipen,1  en  princip  som  gick  ut  på  att  späda  ut  föroreningarna  till  låga  koncentrationer  för  att  eliminera  skadligheten.    När  begrepp  som  biomagnifikation  och  bioackumulering  formulerades  av  forskare  blev  det  uppenbart  att  föroreningsproblemet  måste  bemötas  på  ett  annat  sätt.  De  nya  bekämpningsstrategierna  baserades  på  att  begränsa  de  totala  utsläppen  genom  lagar  och  förordningar.  En  naturlig  följd  av  detta  beslut  var  att  processernas  avloppsströmmar  måste  renas  så  att  mindre  mängd  giftiga  substanser  släpps  ut  och  lagstiftade  gränsvärden  inte  överskrids.1    För  kemister  blev  detta  reningsarbete  viktigt  och  kemister  från  många  olika  inriktningar  arbetade  med  miljöfrågor  på  något  sätt.1  Till  exempel  arbetade  analytiska  kemister  med  att  kontrollera  gränsvärden  och  identifiera  föroreningar,  fysikaliska  kemister  arbetade  med  att  utveckla  modeller  för  miljörelaterade  fenomen  och  atmosfärskemister  studerade  nedbrytningen  av  ozon  och  utsläpps  påverkan  på  växthuseffekten.      Några  kemister  som  inte  varit  delaktiga  i  denna  process  var  de  syntesinriktade  kemisterna.  Deras  jobb  har  uteslutande  varit  att  utveckla  processer  för  att  ta  fram  nya  produkter  med  så  stor  omsättning  som  möjligt.1  Eftersom  allt  annat  alltid  varit  sekundärt  har  deras  syntesvägar  inte  tidigare  analyserats  ur  andra  synvinklar,  som  till  exempel  miljöpåverkan.      När  nästa  steg  i  den  historiska  utvecklingen  av  miljöarbete  kom  och  företag  började  arbeta  för  att  minska  föroreningarna  innan  de  måste  renas  blev  syntesinriktade  kemisters  arbete  högaktuellt.1  Genom  att  omvärdera  och  utforma  nya  syntesvägar  kan  kemister  minska  och  ibland  helt  eliminera  föroreningar.  Denna  ”source  prevention”  är  den  mest  attraktiva  varianten  av  all  ”pollution  prevention”.  Att  grön  kemi  är  attraktivt  är  också  lätt  att  förstå  ur  både  

                                                                                                               1  Paul.T.Anastas  &  John.C.Warner,  Green  Chemistry  –  theory  and  practice,  Oxford  University  Press  2000,  Oxford  2008.  

Page 8: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

8  

ekonomiska  och  ekologiska  perspektiv.  Om  det  kräver  mindre  eller  ingen  energi  att  rena  avfallet  från  en  process  så  minskar  inte  bara  miljöpåverkan  som  sker  vid  reningen  utan  processen  blir  även  betydligt  billigare.1    Livet  som  kemist  har  stundtals  varit  tungt  eftersom  det  hela  tiden  upptäcktes  nya  miljöförstörande  ämnen  och  gifter.  Ofta  upptäcktes  de  när  det  varit  försent  och  en  katastrof  redan  inträffat.  På  grund  av  många  sådana  händelser  hamnade  kemi  i  dålig  dager  och  kemister  fick  dåligt  rykte.1  Detta  dåliga  rykte,  som  framför  allt  drabbade  kemiingenjörerna,  fick  kemister  att  engagera  sig  ännu  mer  i  miljöfrågan  och  försöka  göra  skillnad.      Nu  följer  de  12  principerna  för  grön  kemi  listade  av  Paul  T.  Anastas.  Jag  kommer  fortsättningsvis  i  texten  använda  dessa  definitioner  av  principerna.  Anastas  säger  själv  att  de  12  principerna  inte  ska  ses  som  regler  för  grön  kemi  utan  som  riktlinjer  enligt  vilka  arbetet  med  grön  kemi  kan  fortskrida  för  att  nå  fram  till  en  förändring.1    1.  It  is  better  to  prevent  waste  than  to  treat  or  clean  up  waste  after  it  has  been  formed.    Den  här  principen  handlar  i  sin  essens  om  det  som  kemisten  erfarit  av  historien.  Det  lönar  sig  alltid,  både  ekonomiskt  och  socialt,  att  förhindra  att  skadliga  ämnen  skapas  istället  för  att  försöka  städa  upp  efter  eller  förstöra  dessa  skadliga  ämnen.1    2.  Synthetic  methods  should  be  designed  to  maximize  the  incorporation  of  all  materials  used  in  the  process  into  the  final  product.    Historiskt  sett  har  det  bara  funnits  flera  mätetal  som  talar  om  hur  ”bra”  en  process  är.  Av  dessa  har  utbytet  varit  mest  framträdande  och  ansetts  vara  det  viktigaste  mätetalet.  Utbytet  tar  dock  inte  hänsyn  till  skadliga  ämnen  som  skapas  eller  hur  mycket  av  startmaterialet  som  faktiskt  används  i  produkten.  Därför  handlar  den  här  principen  om  att  medvetet  designa  processer  så  att  inte  bara  utbytet  tas  i  akt  utan  även  försöka  få  med  så  mycket  av  de  material  som  används  som  möjligt.1    3.  Wherever  practicable,  synthetic  methodologies  should  be  designed  to  use  and  generate  substances  that  possess  little  or  no  toxicity  to  human  health  and  the  environment.    Utöver  att  minska  farligt  avfall  genom  att  sträva  efter  att  inte  skapa  något,  bör  det  om  möjligt  jobbas  för  att  undvika  att  använda  miljö-­‐/hälsoskadliga  ämnen.  Detta  är  en  viktig  kärnpunkt  inom  den  gröna  kemin.1  Det  vill  säga  att  genomföra  en  minskning  av  skadliga  ämnen,  både  miljöskadliga  och  skadliga  för  människor,  i  alla  delar  av  den  kemiska  processen.      4.  Chemical  products  should  be  designed  to  preserve  efficacy  of  function  while  reducing  toxicity.    

Page 9: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

9  

Den  här  delen  av  grön  kemi  sammanfattas  ofta  med  att  vi  ska  designa  säkrare  kemikalier.  Det  innebär  att  med  den  kunskapsbas  som  byggts  upp  över  decennier  välja  bort  funktionella  grupper  som  gör  kemikalier  skadliga,  under  premissen  att  grupperna  inte  behövs  för  att  substansen  ska  bibehålla  sin  funktionalitet.  Historiskt  har  det  alltid  varit  lätt  att  mäta  om  en  substans  gör  det  den  är  tänkt  att  göra  eller  inte,  men  det  har  varit  svårare  att  mäta  vad  som  gör  den  skadlig.1  Nu  finns  dock  en  fördjupad  förståelse  för  vad  som  gör  vissa  substanser  giftiga  och  andra  inte.    5.  The  use  of  auxiliary  substances  (e.g.  solvents,  separation  agents)  should  be  made  unnecessary  wherever  possible  and  innocuous  when  used.    Definitionen  av  en  hjälpsubstans  (“auxiliary  substance”)  är  en  substans  som  hjälper  till  att  rena,  framställa  eller  manipulera  en  produkt  utan  att  för  den  sakens  skull  ingå  i  produkten.  Detta  gör  naturligtvis  att  den  behöver  tas  omhand  och  separeras  från  produkten  på  något  sätt,  vilket  kräver  både  energi  och  kunskap.  Ytterligare  en  anledning  till  att  välja  bort  lösningsmedel  varhelst  det  är  möjligt  är  deras  effekt  på  inte  bara  människor  utan  även  på  miljön.1  Många  har  hört  talas  om  vilka  problem  klorflourvätena  (CFC)  ställde  till  med  under  1900-­‐talet.  Det  som  gjorde  den  extra  förrädisk  var  dess  låga  påverkan  på  människor  och  stora  mångsidighet  samtidigt  som  det  sedan  visade  sig  att  den  hade  förödande  effekter  på  ozonet  i  stratosfären.1    6.  Energy  requirements  should  be  recognized  for  their  environmental  and  economic  impacts  and  should  be  minimized.      Den  här  principen  handlar  om  att  minimera  energiåtgången  i  olika  steg  i  processen  under  designen.  Energiåtgången  för  reaktioner  ses  över  och  delsteg  där  energi  används  på  ett  eller  annat  sätt  omvärderas.  Det  kan  röra  sig  om  värmning  för  att  få  till  en  reaktion  eller  kylning  för  att  avbryta  densamma.  Sådana  steg  kan  vara  viktiga  för  att  syntesen  ska  kunna  genomföras,  vad  som  måste  utvärderas  är  mängden  energi  som  går  åt.  Behöver  reaktionen  återloppskoka  16h  över  natten  för  att  bilda  produkt?  Behöver  reaktionsblandningen  kylas  snabbt,  med  is  eller  dylikt,  efter  avslutad  reaktion?    Vanligt  är  också  att  det  bildas  produkt  och  biprodukt  som  vid  något  skede  måste  separeras.  Separationer  oavsett  typ  kräver  energi  i  någon  form,  vilket  påminner  om  att  lösningsmedel  om  möjligt  bör  undvikas.1        

Page 10: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

10  

7.  A  raw  material  or  feedstock  should  be  renewable  rather  than  depleting,  wherever  technically  and  economically  practicable.      För  att  förstå  denna  princip  krävs  en  diskussion  om  vad  ordet  förnyelsebar  betyder.  Precis  som  i  läran  om  hållbar  utveckling  handlar  ordet  förnyelsebar  för  den  gröna  kemisten  om  att  råvaran  ska  kunna  återskapas  inom  ett  begränsat  tidsintervall.1  Vanligtvis  bestäms  detta  tidsintervall  till  att  inte  vara  längre  än  livslängden  för  människor.  En  försvinnande,  ”depleting”,  resurs  i  det  här  sammanhanget  är  en  resurs  som  inte  återbildas,  som  kommer  ta  slut.1  Det  gör  att  startmaterial  som  kommer  från  till  exempel  olja  räknas  som  försvinnande  istället  för  som  förnyelsebara  även  om  olja  naturligtvis  kan  återbildas  i  jorden  över  väldigt  lång  tid.        Det  finns  redan  många  kommersiellt  gångbara  alternativa  resurser  att  tillgå  istället  för  olja.  Problemen  med  majs  och  andra  sädesslag  är  att  det  finns  en  stark  oro  för  hur  dessa  ska  kunna  stå  sig  i  längden  eftersom  det  är  svårt  att  få  en  jämn  tillgång  på  dessa  råvaror  över  hela  året.1  Om  det  till  exempel  skulle  bli  dåliga  skördar  skulle  det  inte  bara  påverka  människor  direkt  genom  svält  utan  även  vår  industri  skulle  bli  lidande.1  Ett  annat  problem  med  många  av  de  alternativa  råvarorna  är  att  det  krävs  stora  ytor  och  mängder  av  energi  för  att  odla  dessa  i  en  omsättning  som  skulle  motsvara  det  som  den  moderna  industrin  är  van  vid.      8.  Unnecessary  derivatization  (blocking  group,  protection/deprotection,  temporary  modification  of  physical/chemical  processes)  should  be  avoided  whenever  possible.      Här  handlar  det  om  att  undvika  steg  i  processen  som  kan  vara  onödiga.  Att  sätta  på  och  sen  ta  bort  en  skyddgrupp  kräver  självklart  energi  och  är  en  av  anledningarna  till  att  man  ska  undvika  dessa  om  möjligt.1  Dessutom  krävs  en  separation  när  den  delen  inte  behövs  längre.  Det  finns  naturligtvis  tillfällen  då  ett  syntessteg  behöver  skydd  för  någon  funktionell  grupp  för  att  inte  bli  av  med  funktionaliteten  hos  produkten.  I  sådana  fall  får  fokus  ligga  på  att  undvika  miljö-­‐/hälsoskadliga  substanser  för  att  åstadkomma  detta.    9.  Catalytic  reagents  (as  selective  as  possible)  are  superior  to  stoichiometric  reagents.    Grundläggande  handlar  det  om  några  få  saker.  Utöver  den  uppenbara  energivinsten  katalysatorer  medför  genom  att  sänka  aktiveringsenergin  för  reaktionen  kan  katalysatorer  även  styra  selektiviteten.  Detta  blir  extra  viktigt  i  och  med  att  det  inte  finns  många  reaktioner  där  all  reaktant  och  reagens  återfinns  i  en  önskad  produkt.1  Mot  den  bakgrunden  är  det  viktigt  att  använda  katalysatorer  och  inte  bara  stökiometriska  mängder  reaktanter  och  reagens.    10.  Chemical  products  should  be  designed  so  that  at  the  end  of  their  function  they  do  not  persist  in  the  environment  and  break  down  into  innocuous  degradation  products.    Häri  ligger  lösningen  på  ett  av  de  svåraste  problemen  inom  grön  kemi.  Även  fast  det  ibland  inte  går  att  påvisa  någon  direkt  skada  på  människor  eller  miljön  för  en  

Page 11: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

11  

given  substans  betyder  inte  det  att  det  inte  finns  någon  indirekt  skadlighet  hos  substansen.  Därför  är  det  bra,  om  än  svårt,  om  ämnet  bryts  ned  i  ofarliga  ämnen  efter  sin  önskade  livslängd.  Komplikationen  ligger  i  att  produkten  ska  klara  av  sin  tänkta  uppgift  på  ett  tillfredställande  sätt  hela  livslängden  utan  att  brytas  ned  i  förtid.1  Ett  exempel  på  ämnen  som  varit  svåra  att  förutsäga  skadligheten  hos  är  bekämpningsmedel,  till  exempel  DDT.  Dessa  ämnen  har  också  visat  sig  svårnedbrytbara  och  bioackumuleras  i  växter  och  djur  där  de  blir  skadliga  i  större  doser.1    11.  Analytical  Methodologies  need  to  be  further  developed  to  allow  for  real-­‐time,  in-­‐process  monitoring,  and  control  prior  to  the  formation  of  hazardous  substances.    Analytisk  kemi  har  länge  använts  till  att  kontrollera  utsläpp  och  olika  gränsvärden  i  miljön  i  syfte  att  motverka  för  höga  halter  av  skadliga  ämnen.  Denna  princip  syftar  till  att  effektivisera  denna  övervakning  genom  att  ta  fram  metoder  för  att  övervaka  processer  i  realtid  medan  produktionen  pågår.1  Fördelen  är  att  man  då  redan  vid  uppkomsten  av  skadliga  ämnen  kan  ändra  betingelserna  för  processen  så  att  dessa  skadliga  ämnen  slutar  bildas.  Detta  har  stora  fördelar  mot  att  mäta  med  stickprov  i  avfallsströmmen  eftersom  då  är  det  försent  att  motverka  bildandet  av  de  skadliga  ämnena  som  måste  tas  omhand.  Det  handlar  dock  inte  bara  om  att  förbättra  de  mätmetoder  som  finns  utan  även  om  att  hitta  nya  mätmetoder  för  att  mäta  saker  som  idag  inte  klaras  av  att  mäta.1      12.  Substances  and  the  form  of  a  substance  used  in  a  chemical  process  should  be  chosen  as  to  minimize  the  potential  for  chemical  accidents,  including  releases,  explosions  and  fires.    Denna  princip  kräver  mycket  av  kemisterna  men  ger  mycket  tillbaka.  Det  var  trots  allt  några  stora  katastrofer  vid  olyckor  relaterade  till  kemiindustrin  som  skapade  det  förakt  och  den  rädsla  som  ännu  överskuggar  kemins  ämnesområde.  För  att  återfå  förtroendet  hos  allmänheten  måste  kemister  jobba  på  att  minimera  risken  för  skador  och  olyckor  i  samband  med  deras  kemiska  processer.1    För  att  sammanfatta.  Behovet  av  en  grön  kemi,  som  bidrar  till  att  samhället  i  stort  går  mot  en  hållbar  utveckling,  växte  fram  i  den  historiska  utvecklingen  kring  miljöproblem  och  politik.  Anastas  tog  fram  12  principer  för  grön  kemi  som  han  ville  skulle  fungera  som  verktyg  för  kemister  som  utvärderar  synteser  och  försöker  göra  dessa  mer  hållbara.  Det  är  denna  definition  av  grön  kemi,  som  verktyg  för  kemister,  som  jag  kommer  använda  mig  av  i  rapporten.      

Page 12: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

12  

2.2  Hållbar  utveckling  Likt  grön  kemi  är  hållbar  utveckling  också  ett  komplext  begrepp  och  måste  förstås  ur  det  sammanhang  och  de  behov  begreppet  växt  fram.  Bakgrunden  och  den  historiska  redogörelsen  som  detta  arbete  utgår  ifrån  är  framtagen  av  Fredrik  Gröndahl  och  Magdalena  Svanström  och  presenteras  i  deras  bok  “Hållbar  utveckling:  en  introduktion  för  ingenjörer  och  andra  problemlösare“.2    Den  historiska  utvecklingen  där  åtgärdsplanen  för  miljöförstöring  gick  från  utspädningsprincipen  till  att  förhindra  bildandet  av  föroreningar  vid  källan  har  redan  diskuterats  (se  föregående  rubrik).      På  ett  liknande  sätt  hur  grön  kemi  växte  fram  ur  en  behovsbild  att  göra  något  åt  miljöproblemen,  växte  också  hållbar  utveckling  fram  ur  behovet  att  kunna  ställa  upp  gemensamma  mål  för  utvecklingen  i  världen  som  inte  äventyrar  vår  framtida  överlevnad.    Det  finns  idag  många  olika  sätt  att  se  på  begreppet  hållbar  utveckling  och  vad  det  är/innebär.  Oavsett  syn  på  hållbar  utveckling  är  den  vanligaste  och  mest  kända  formuleringen  av  hållbar  utveckling:      ”Utveckling  som  möter  nutidens  behov  utan  att  riskera  möjligheten  för  kommande  generationer  att  möta  sina  behov.”  2  (Gröndahl  et  al,  sid  47)      Denna  definition  myntades  av  Bruntlandkommissionen  1987  och  kommer  användas  i  denna  text  när  jag  pratar  om  hållbar  utveckling.    Hållbar  utveckling  är  ett  komplext  begrepp  och  uppbyggt  av  flera  olika  perspektiv.  Perspektiven  är  inte  helt  disjunkta  utan  går  tvärt  om  in  i  varandra  och  delar  åsikter  i  ganska  många  frågor.2  Därför  brukar  hållbar  utveckling  sägas  ligga  i  skärningspunkten  mellan  dessa  perspektiv.  Perspektiven  och  deras  bidrag  till  hållbar  utveckling  kan  ses  som  en  balansgång  där  det  gäller  att  balansera  perspektivens  inbördes  intressen  mot  varandra.2      Hållbar  utveckling  är  inte  begränsat  till  att  vara  ett  begrepp  utan  är  även  ett  politiskt  ställningstagande  till  vilket  de  olika  inbördes  perspektiven  är  knutna.2  Det  är  ganska  lätt  att  se  på  vilket  sätt  hållbar  utveckling  går  att  använda  som  en  politisk  konstruktion.  Applicerad  hållbar  utveckling  handlar  om  hur  vi  lever  våra  liv  och  vilka  konsekvenser  det  får  för  miljön  och  framtida  generationer.  Detta  öppnar  för  olika  argument  om  hur  vi  ska  leva  våra  liv  och  vad  som  är  acceptabel  påverkan  på  miljön.  Att  bestämma  sig  för  att  leva  hållbart  är  att  ta  ställning.  Hur  nära  en  hållbar  utveckling  detta  ställningstagande  är  beror  på  hur  väl  balanserade  de  ingående  perspektiven  är.2        

                                                                                                               2  Gröndahl,  Fredrik  &  Svanström,  Magdalena,    Hållbar  utveckling:  en  introduktion  för  ingenjörer  och  andra  problemlösare,  1.  uppl.,  Liber,  Stockholm,  2011  

Page 13: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

13  

Det  sociala  perspektivet  är  en  av  tre  hörnstenar  som  bygger  upp  begreppet  hållbar  utveckling.  Det  sociala  perspektivet  förespråkar  social  rättvisa.  Utvecklingen  i  världen  måste  sträva  mot  att  eliminera  den  sociala  orättvisan  och  upprätta  social  rättvisa.  Hur  människorna  lever  är  det  viktigaste.  Alla  ska  ha  rätt  att  leva  i  en  jämnt  fördelad  social  standard  som  kan  gälla  för  individuella  länder  så  väl  som  för  världen.2    Det  ekonomiska  perspektivet  är  en  annan  av  de  tre  hörnstenarna.  Det  ekonomiska  perspektivet  förespråkar  ekonomisk  tillväxt.  Utvecklingen  i  världen  måste  gynna  den  ekonomiska  tillväxten  så  att  den  inte  stannar  av  eller  dör  ut.  Detta  för  att  det  ekonomiska  systemet  som  det  idag  är  uppbyggt  inte  skulle  klara  av  påfrestningarna  av  en  avstannad  tillväxt.2    Det  ekologiska  perspektivet  är  den  tredje  hörnstenen.  Inom  det  ekologiska  perspektivet  ligger  naturens  intressen  närmast  hjärtat.  Utvecklingen  måste  ta  steg  i  riktning  mot  att  stärka  naturens  bärkraft  och  bevara  de  naturresurser  som  idag  håller  på  att  ta  slut.  Ekosystemen  måste  få  möjlighet  att  anpassa  sig  och  inkorporeras  i  vårt  samhälle  på  deras  egna  villkor.2    

 Bild  1:  Hållbar  utveckling  ligger  i  skärningspunkten  mellan  dess  ingående  perspektiv.    För  att  sammanfatta.  Behovet  av  hållbar  utveckling  som  begrepp  växte  fram  ur  miljöarbetets  utveckling  i  historien.  Hållbar  utveckling  handlar  om  att  balansera  perspektiven  (ekonomi,  social  och  ekologi)  så  att  framtiden  inte  försämras  för  våra  barn  och  deras  barn.        

Page 14: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

14  

2.3  Begreppsbildning  och  syften  i  undervisningen  Annie-­‐Maj  Johanssons  avhandling  heter  ”Undersökande  arbetssätt  i  NO-­‐undervisningen  i  grundskolans  tidigare  årskurser”.3  Den  tar  upp  och  belyser  problematiken  som  finns  när  elever  i  yngre  årskurser  arbetar  undersökande  i  syfte  att  stärka  begreppsbildningen.  Att  arbeta  undersökande  innefattar  men  är  inte  begränsat  till  att  laborera  och  därför  har  avhandlingen  trots  sitt  fokus  på  yngre  årskurser  bidragit  med  viktiga  utgångspunkter.    Det  är  inte  helt  ovanligt  med  lärare  som  klagar  på  laborationer  för  att  eleverna  inte  lär  sig  något.  Dessa  lärare  menar  då  att  laborationerna  skulle  vara  värdelösa.  Detta  menar  Johansson  inte  beror  på  att  det  är  fel  på  eleverna  utan  hon  menar  att  det  är  fel  på  undervisningsmetoden.3  Vidare  säger  hon  också  att  bara  laborationer  ej  är  tillräckligt  för  inlärning.  Diskussion  krävs  också.  Läraren  måste  anpassa  den  laborativa  undersökningen  i  ett  undervisningssammanhang  för  eleverna  att  ta  tillvara  på,  för  att  ge  uppgiften  mening.  En  anledning  till  att  eleverna  ibland  lämnar  en  aktivitet  som  ett  frågetecken,  utan  att  få  med  sig  det  som  var  tänkt,  beror  på  en  konflikt  mellan  de  syften  som  styr  aktiviteten.3      Mot  denna  väldefinierade  problembakgrund  presenterar  Johansson  ett  par  begrepp  som  hjälpmedel  för  att  utvärdera  undervisningssituationer  och  som  verktyg  att  använda  vid  förbättringsarbete.  Hon  talar  om  närliggande  syften  och  om  övergripande  syften.3  Dessa  syften  bör  ses  som  varandras  komplement  och  förutsättningar  för  att  verksamheten  ska  kunna  bedrivas  med  medvetenhet  och  utan  motverkan  mellan  olika  drivande  krafter.      Närliggande  syften,  säger  hon,  får  ofta  agera  som  mål  i  sikte  för  eleverna.3  De  är  elevcentrerade  och  möjliggör  för  eleverna  att  medverka  i  aktiviteten  med  sitt  eget  språkbruk  och  sina  egna  erfarenheter.  Elevernas  görande  är  i  fokus.  När  jag  skriver  närliggande  syfte  menar  jag  ett  syfte  som  ligger  nära  i  undervisningen.  Ett  syfte  som  definierar  innehållet  i  aktiviteten  och  vad  som  är  viktigt  att  ta  med  sig.  Ett  bra  närliggande  syfte  håller  jag  med  om  bör  vara  elevcentrerat  och  bidra  till  att  eleverna  kan  delta  i  aktiviteten  med  sitt  eget  görande.    Övergripande  syften,  säger  hon,  är  läroplanscentrerade  och  syftar  till  att  knyta  verksamheten  till  de  styrdokument  den  är  underordnad.3    När  jag  skriver  övergripande  syfte  menar  jag  också  ett  syfte  som  kommer  ovanifrån,  från  programledningen  eller  styrdokument,  och  syftar  till  att  på  sätt  och  vis  validera  att  undervisningen  innehåller  de  delar  som  den  ålagts.      

                                                                                                               3  Johansson,  Annie-­‐Maj,  Undersökande  arbetssätt  i  NO-­‐undervisningen  i  grundskolans  tidigare  årskurser  [Elektronisk  resurs],  Institutionen  för  matematikämnets  och  naturvetenskapsämnenas  didaktik,  Stockholms  universitet,  Diss.  (sammanfattning)  Stockholm:  Stockholms  universitet,  2012  Stockholm,  2012.  http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:su:diva-­‐78835  

Page 15: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

15  

2.4  Målinriktat  arbete  i  laborativa  sammanhang  För  att  få  en  bättre  förståelse  för  hur  mål  används  i  laborationer  och  hur  de  kan  användas  har  jag  läst  två  artiklar,  av  Högström  Per,  Ottander  Christina  och  Benckert  Sylvia4  och  av  Millar  Robin5.    Enligt  Millar  besvarar  många  lärare  frågan  om  varför  vi  gör  laborationer  inom  naturvetenskapen  med  att  ”det  är  för  att  naturvetenskap  är  ett  praktiskt  ämne”.  Miller  menar  att  vi  lika  gärna  skulle  kunnat  svara  att  ”det  är  för  att  naturvetenskap  är  ett  teoretiskt  ämne”.  Han  visar,  genom  att  analysera  laborationer  och  deras  mål  och  roll  i  undervisningen,  vad  målet  med  mycket  av  det  praktiska  arbetet  inom  naturvetenskap  är.  Laborationer  hjälper  till  att  överbrygga  avståndet  mellan  observerbara  data  och  objekt  å  ena  sidan  och  teorier  och  tankar  å  andra  sidan.5    Högström,  Ottander  och  Benckert  skriver  om  laborativt  arbete  och  försöker  klassificera  målen  med  laborationer  i  tre  huvudområden.  Utveckling  av  kunskap  och  förståelse  (den  kognitiva  domänen),  attityd  och  motivation  (den  affektiva  domänen)  och  laborativa  färdigheter  och  arbetssätt  (den  psykomotoriska  domänen).  Studien  gick  sedan  igenom  laborationer  som  lärare  i  årskurs  7-­‐9  hade  med  sina  elever  och  lärarna  fick  först  berätta  vad  målen  med  laborationer  i  deras  undervisning  i  stort  var  och  sedan  berätta  vad  målen  med  de  laborationer  de  tagit  med  sig  var.    Undersökningen  visade  att  bland  lärarnas  svar  kunde  6  teman  utläsas  till  varför  lärarna  använde  laborationer  i  sin  undervisning.  Dessa  teman  kunde  sedan  kopplas  till  de  tre  huvudområden  som  presenterats  ovan.      Temat  ”att  intressera  och  roa”  och  temat  ”att  stimulera  aktivitet  och  upplevelse”  var  teman  som  tillhör  den  affektiva  domänen.  Temat  ”att  anknyta  till  vardag  och  verklighet”  hade  kopplingar  till  både  den  affektiva  och  den  kognitiva  domänen.4  Temat  ”att  utveckla  praktiska  och  manipulativa  färdigheter”  var  det  enda  som  hörde  till  den  psykomotoriska  domänen.    Temat  ”att  utveckla  elevers  förståelse  för  begrepp  och  fenomen”  och  temat  ”att  tänka  och  reflektera  kring  det  laborativa  arbetet”  hörde  till  den  kognitiva  domänen.  Dessa  två  teman  var  även  mest  framträdande  hos  lärare  när  de  skulle  beskriva  målen  med  deras  laborationer  på  ett  generellt  plan.4    Undersökningen  visade  även  att  temat  ”att  stimulera  aktivitet  och  upplevelse”  var  tillsammans  med  temat  ”att  utveckla  elevers  förståelse  för  begrepp  och  fenomen”  de  två  teman  som  framträdde  mest  hos  lärarnas  medtagna  exempel  på  laborationer.  Detta  betyder  att  affektiva  aspekter  lyfts  fram  mer  i  de  laborationer  som  lärarna  har  än  de  själva  tror.4  Att  det  är  så  är  inte  något  negativt  eftersom  att  både  kognitiva  och  affektiva  mål  bör  ingå  i  laborationer.    

                                                                                                               4  Högström,  Per,  Ottander,  Christina  &  Benckert,  Sylvia,  Lärares  mål  med  laborativt  arbete:  Utveckla  förståelse  och  intresse  NorDiNa  5  (s.  54-­‐65).  Umeå  2006  5  Millar,  Robin,    Rethoric  and  reality:  what  practical  work  really  is  for  Wellington  (Red.)  ”Practical  work  in  school  sience  –  which  way  now?”  (s16-­‐31).  Padstow:  Routledge  1998  

Page 16: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

16  

Millar  betonar  att  laborationers  mål  bör  vara  att  överbrygga  klyftan  mellan  det  observerbara  och  våra  föreställningar.5  Högström,  Ottander  och  Beckert  betonar  vikten  av  att  förmedla  målen  med  laborationen  till  studenterna.4  ”Att  förvänta  sig  att  det  laborativa  arbetet  av  sig  själv  ska  medföra  en  utveckling  av  kunskaper  kan  innebära  att  klyftan  mellan  laborationer  och  teori  vidgas.”  4  (Högström  et  al,  sid  63)    

2.5  Före-­‐  och  efterarbete  i  laborationer  Eftersom  laborationer  inte  alltid  knyter  an  till  elevernas  kunskaper  riskerar  laborationerna  att  ses  som  ett  separat  moment  isolerat  från  den  övriga  undervisningen.  Pre-­‐  och  post-­‐laborativa  aktiviteter  kan  då  vara  ett  sätt  att  få  eleverna  att  sätta  laborationen  i  ett  sammanhang.  Åsa  Julin-­‐Tegelman  skriver  om  bland  annat  före-­‐  och  efterarbete  i  laborationer.6    Samtal  och  diskussioner  kan  vara  exempel  på  aktiviteter  som  fungerar  som  pre-­‐  och  post-­‐laborativa  aktiviteter.  Laborationen  ses  då  av  eleverna  som  en  del  av  en  större  helhet  där  dessa  aktiviteter  ingår.6  En  viktig  aspekt  av  aktiviteterna  är  att  de  bör  klargöra  i  vilken  kontext  laborationen  ingår.  Annars  riskerar  laborationen  bara  bli  ett  sätt  att  producera  ett  fenomen  och  inte  ett  tillfälle  att  undersöka  sambanden  mellan  variabler.    I  diskussionen  kommer  Julin-­‐Tegelman  fram  till  att  det  är  svårt  för  den  studerande  att  fokusera  på  mer  än  en  sak  i  sitt  laborerande,  nämligen  görandet.  Hon  säger  att  för  att  få  dem  att  värdera  och  ifrågasätta  resultat  behövs  antagligen  en  post-­‐laborativ  uppgift.6  

2.6  Miljöundervisning  och  miljödidaktik  Miljödidaktik  är  undervisningsforskning  som  inriktar  sig  på  miljö-­‐  och  naturfrågor.  De  tankar  kring  miljödidaktik  som  detta  arbete  utgår  ifrån  är  hämtad  ur  Klas  Sandell,  Johan  Öhman  och  Leif  Östmans  bok  ”Miljödidaktik:  naturen,  skolan  och  demokratin”.7    Centralt  för  värdeladdade  utbildningsområden  i  allmänhet  och  miljödidaktik  i  synnerhet  är  att  undervisningen  påverkas  mycket  av  den  som  undervisar  och  hens  egna  åsikter  och  intressen.7    

2.6.1  De  tre  vanligaste  undervisningstraditionerna  Sandell,  Öhman  och  Östman  säger  att  för  att  kunna  kartlägga  undervisningstraditionerna  inom  hållbar  utveckling  (i  Sverige)  och  var  de  härstammar  ur  bör  först  miljösyn  och  undervisningsfilosofi  identifieras.7    Miljösynen  är  den  enskilde  lärarens  syn  på  problematiken  kring  miljö-­‐  och  resursproblemen.  Den  gäller  inte  bara  omfattning  utan  även  karaktär,  åtgärder  och  allvar.  Olika  miljösyn  kan  ge  stora  skillnader  i  hur  mycket  undervisningen  tar  upp  global  uppvärmning  till  exempel.7      

                                                                                                               6  Julin-­‐Tegelman,  Åsa,  Hur  kan  elevers  kritiska  tänkande  tränas  i  naturvetenskapliga  ämnen  -­‐  en  studie  om  den  öppna  och  den  slutna  laborationen.  Stockholms  universitet,  Stockholm  2005  7  Sandell,  Klas,  Öhman,  Johan  &  Östman,  Leif,    Miljödidaktik:  naturen,  skolan  och  demokratin,  Studentlitteratur,  Lund,  2003  

Page 17: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

17  

En  lärares  undervisningsfilosofi  behandlar  frågor  om  varför  och  hur  skolan  ska  bedriva  undervisningen,  inte  bara  vad  gäller  miljöundervisning  utan  även  undervisning  i  allmänhet.  Det  är  många  frågor  som  får  sitt  svar  via  lärarens  undervisningsfilosofi.  Dessa  undervisningsfilosofier  kan  med  fördel  klassificeras  i  tre  grupper  beroende  på  hur  de  besvarar  frågorna  kring  undervisningens  upplägg.7      Essentialismen  premierar  ett  kunskapsperspektiv  där  målet  med  undervisningen  är  att  eleverna  ska  lära  sig  om  den  vetenskap  och  de  fakta  som  experter  inom  miljöforskning  kommit  fram  till.7      Progressivismen  premierar  ett  elevperspektiv  där  målet  med  undervisningen  är  att  eleverna  ska  lära  sig  att  leva  enligt  miljöetiska  regler.7    Rekonstruktivismen  premierar  ett  demokratiperspektiv  där  målet  med  undervisningen  är  att  eleverna  ska  lära  sig  att  kritiskt  granska  olika  alternativ  så  att  de  kan  ta  del  i  den  politiska  debatten.7    De  tre  vanligaste  undervisningstraditionerna  inom  miljö  och  hållbar  utveckling  i  skolan  har  varit  kontinuerligt  påverkade  av  politiken.  Den  politiska  agendan  påverkar  definitionen  av  begreppet  hållbar  utveckling  och  även  vilken  riktning  forskning  om  miljöproblemen  har  tar  tagit.7  Det  demokratiska  perspektivet  är  framskrivet  i  skollagen  och  därför  är  det  viktigt  att  fundera  över  hur  auktoriteten  fördelas  i  klassrummet  både  vid  föreläsningar  och  diskussioner.7    Faktabaserad  miljöundervisning7,  som  är  den  första  av  de  tre  vanligaste  undervisningstraditionerna,  har  en  miljösyn  där  miljöproblematiken  är  en  vetenskaplig  och  främst  ekologisk  fråga.  Undervisningstraditionen  återspeglar  essentialismen,  där  vetenskapligt  belagda  begrepp  och  modeller  ska  förmedlas  till  eleverna.  Det  är  läraren  som  tillsammans  med  faktamässigt  bevandrade  elever  delar  på  auktoriteten  i  klassrummet  och  planerar  undervisningen  utan  övriga  elevers  deltagande.  De  utan  faktamässig  kunskap  bortprioriteras  i  diskussioner  och  blir  passiva  åhörare.    Normerande  miljöundervisning7  har  en  miljösyn  där  problematiken  främst  är  en  värdefråga.  Miljöproblemen  är  effekten  av  en  konflikt  mellan  människan  och  naturen  som  beror  på  människors  värderingar.  Lösningen  blir  att  undervisningen  ska  hjälpa  eleverna  att  anta  miljövänliga  värderingar,  likt  progressivismen.  Det  är  läraren  som  främst  har  auktoriteten  i  klassrummet.  Att  vara  faktamässigt  bevandrad  är  inte  något  som  ger  auktoritet  i  detta  klassrum,  istället  premieras  elever  med  miljövänliga  värderingar  och  ges  mer  utrymme  i  diskussioner  och  i  planeringen  av  undervisningen.    Undervisning  om  hållbar  utveckling7  har  en  miljösyn  där  problematiken  är  effekten  av  konflikter  mellan  olika  mänskliga  intressen.  Dessa  konflikter  måste  lösas  på  demokratisk  väg  för  naturen  och  människans  skull  och  således  får  undervisningen  som  målsättning  att  hjälpa  elever  att  kunna  och  vilja  delta  i  den  demokratiska  processen  och  diskussionen  kring  miljöfrågor,  likt  rekonstruktivismen.  Viktigt  blir  att  undervisningen  inte  premierar  specifika  

Page 18: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

18  

lösningar  utan  att  den  belyser  olika  aspekter  och  utgångspunkter  för  eleverna  att  själva  ta  ställning  för  eller  emot.  Eleverna  och  läraren  tillsammans  delar  på  auktoriteten  oavsett  tidigare  erfarenheter  av  teorier  och  egna  miljövärderingar.  Alla  ges  lika  utrymme  att  delta  i  diskussioner  och  undervisningen.  

2.6.2  The  action  competence  approach  Utöver  den  miljödidaktiska  forskningen  som  presenterats  ovan,  där  undervisningstraditioner  inom  miljödidaktik  identifierats,  kan  perspektivet  kompletteras  med  inslag  från  annan  forskning  om  miljöundervisning.  Ett  sådant  perspektiv  som  varit  relevant  för  det  här  arbetet  har  varit  en  artikel  skriven  av  Finn  Mogensen  &  Karsten  Schnack.8    ”Action  competence”  som  är  själva  kärnan  i  deras  artikel  kan  bäst  beskrivas  som  ett  tillstånd.8  Ett  tillstånd  där  undervisningen  präglas  av  handlingskraft  och  självsäkerhet.  Konceptet  går  ut  på  att  miljöundervisningen  ska  utrusta  eleverna  med  argument,  tankegångar,  kunskap  och  handlingskraft  för  att  kunna  och  vilja  göra  skillnad  i  sitt  egna  och  andras  beteendemönster.    Effekten  blir  att  action  competence  kan  ses  som  en  av  kombination  mellan  en  normerande  miljöundervisning  och  en  undervisning  om  hållbar  utveckling.  Det  som  är  yttersta  förhoppningen  inom  action  competence  approachen  är  att  eleverna  ska  ändra  sina  miljövärderingar  och  ha  kunskapen  att  och  våga  delta  i  diskussioner  rörande  hållbar  utveckling.  Eleverna  ska  helt  enkelt  bli  kompetenta  för  handling.8    Att  eleverna  ska  bli  kompetenta  för  handling  påminner  mycket  om  hur  den  gröna  kemin  och  dess  principer  syftar  till  att  vara  ett  verktyg  för  kemisterna  att  bli  kompetenta  i  handling.  Det  finns  alltså  likheter  mellan  grön  kemi  och  miljödidaktik.  Denna  insikt  påverkade  det  som  följer  i  nästa  del  av  rapporten,  utformandet  av  arbetets  strategi  och  valet  av  de  metoder  som  använts  presenteras  där.      

                                                                                                               8  Finn  Mogensen  &  Karsten  Schnack  (2010):  The  action  competence  approach  and  the  ‘new’  discourses  of  education  for  sustainable  development,  competence  and  quality  criteria,  Environmental  Education  Research,  16:1,  59-­‐74  

Page 19: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

19  

3.  Modell-­‐  och  teoribildning:  Här  presenteras  den  miljödidaktiska  modellen,  en  modell  för  laborationsdesign  som  jag  tagit  fram  med  hjälp  av  den  tidigare  forskningen.  Jag  förklarar  därefter  hur  jag  applicerat  den  miljödidaktiska  modellen  på  de  två  laborationer  jag  testat.  

3.1  Den  miljödidaktiska  modellen  Under  denna  rubrik  presenterar  hur  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  kan  förstås  hänga  ihop  utifrån  dess  perspektiv  och  principer.  Därefter  knyter  jag  an  till  den  tidigare  didaktiska  forskningen  och  bygger  upp  en  modell  för  laborationsdesign  inom  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.    Att  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  hör  samman  kan  ses  genom  att  grön  kemi  har  för  syfte  att  utrusta  kemisterna  med  verktyg  och  kunskaper  så  att  de  kan  verka  för  en  hållbar  utveckling.  Frågan  blir  då  inte  om  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  hänger  ihop,  utan  på  vilket  sätt.  Hur  grön  kemi  bidrar  till  en  hållbar  utveckling  kan  förstås  genom  att  identifiera  hur  de  tolv  principerna  för  grön  kemi  bidrar  till  att  kemisten  arbetar  för  en  hållbar  utveckling.      Skulle  en  kemist  designa  sin  syntes  enligt  en  av  de  tolv  principerna  betyder  inte  det  att  kemisten  verkar  för  en  hållbar  utveckling.  Se  till  exempel  princip  sju  om  att  använda  förnyelsebara  råmaterial.  Var  kommer  det  sociala  eller  det  ekonomiska  perspektivet  på  hållbar  utveckling  in  i  den  principen?      För  att  skapa  en  överblicksbild  av  sambandet  mellan  principerna  och  perspektiven  delade  jag  in  principerna  i  olika  kategorier.  Detta  beroende  på  vilket  eller  vilka  perspektiv  på  hållbar  utveckling  som  framträder  i  principen.  Jag  har  nedan  placerat  kategorierna  i  en  triangel  där  varje  hörn  motsvarar  ett  perspektiv  (ekonomi,  ekologi  och  social)  och  varje  sida  längs  triangeln  motsvarar  en  kombination  av  de  två  hörnen  som  sidan  förbinder.  Inuti  triangeln  finns  kategorin  som  motsvarar  en  hållbar  utveckling.  Placeringen  av  de  tolv  principerna  för  grön  kemi  (1-­‐12)  visar  vilken  kategori  de  hamnat  i.  

 Bild  2:  Hur  de  olika  principerna  1-­‐12  om  grön  kemi  förhåller  sig  till  perspektiven  på  hållbar  utveckling    

Page 20: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

20  

Denna  indelning  är  inte  den  enda  möjliga.  Poängen  med  att  göra  en  sådan  här  indelning  är  att  lyfta  fram  att  grön  kemi,  när  flera  principer  integreras,  verkar  för  en  hållbar  utveckling.  Var  för  sig  är  inte  principerna  tillräckliga  åtgärder  för  att  leda  till  en  hållbar  utveckling.  Flera  principer  måste  kombineras  så  att  alla  perspektiven  från  hållbar  utveckling  representeras  i  utvärderingen  av  synteser  och  processer.  Anastas1  lyfter  åter  och  åter  igen  fram  hur  viktigt  det  är  att  principerna  ses  som  ett  sammanhang/en  helhet.  Utifrån  visualiseringen  i  bild  2  vill  jag  poängtera  samma  sak  eftersom  kemister  behöver  integrera  flera  principer  för  att  nå  en  hållbar  utveckling.  För  vidare  diskussion  se  bilaga  5.    Med  denna  överblicksbild  över  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  presenterar  jag  nu  teorin  bakom  den  miljödidaktiska  modellen.      När  studenterna  och  eleverna  ska  lära  sig  om  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  handlar  det  till  stor  del  om  begreppsbildning.  Något  som  beskrevs  utförligt  av  Johannson  hur  det  hänger  ihop  med  laborativt  arbete.3  Jag  förutsatte  att  de  allra  flesta  inte  vet  vad  grön  kemi  är  och  bara  har  stött  på  begreppet  hållbar  utveckling  någon  gång.  Detta  för  att  jag  ville  skapa  en  bred  modell  som  inte  kräver  förkunskaper  av  studenterna/eleverna  i  laborationen.    Enligt  Morgensen  et  al  borde  miljöundervisningen  syfta  till  att  göra  eleverna  redo  för  handling  och  som  nämnts  har  syftet  nära  likheter  med  hur  grön  kemi  syftar  till  att  göra  kemisterna  redo  för  handling.8  Detta  förstärker  min  tanke  att  undervisning  om  grön  kemi  bör  syfta  till  att  bidra  med  verktyg  som  eleverna  kan  använda  utifrån  deras  egen  utgångspunkt.  Denna  utgångspunkt  som  nämns  måste  då  skapas  inte  minst  vad  gäller  grön  kemi  utan  även  hållbar  utveckling  innan  laborationen  äger  rum.  Genom  ett  pre-­‐laborativt  arbete6  kan  studenterna  och  eleverna  få  ta  del  av  och  testa  på  att  använda  de  verktyg  som  de  ska  lära  sig  använda.      Sandell  et  al  beskrev  i  sin  bok  några  undervisningstraditioner  och  av  dem  är  undervisningen  om  grön  kemi  närmast  en  kombination  av  undervisning  om  hållbar  utveckling  och  faktabaserad  miljöundervisning.7  En  konsekvens  av  denna  utgångspunkt  är  att  i  diskussioner  i  grupp  och  helklass  blir  en  central  del  av  hur  grön  kemi  bör  förmedlas.  Denna  utgångspunkt  stärks  av  den  tidigare  forskningen  där  flera  av  författarna4  5  påtalar  att  laborationer  måste  få  synas  i  sitt  sammanhang  för  elever  om  de  ska  kunna  ta  med  sig  något.  Johansson  föreslår  diskussioner  kring  laborationen  och  de  begrepp  eleverna  ska  lära  sig  om  som  sammanhangsbildande  aktivitet.3  Post-­‐laborativt  arbete6  kan  vara  ett  sätt  att  låta  studenterna  och  eleverna  diskutera  begreppen  de  lärt  sig  under  laborationen.      Målet  med  laborationen  faller  in  under  både  den  kognitiva  och  den  affektiva  domänen.4  Detta  eftersom  laborationen  ska  ge  förståelse  om  begrepp  och  teori  (kognitiva  domänen).  Laborationen  måste  även  lyckas  intressera  och  aktivera  (affektiva  domänen)  studenterna/eleverna  så  att  de  genomför  efterarbetet  och  blir  handlingskraftiga  med  sina  nyvunna  verktyg.    Om  jag  skulle  sammanfatta  den  miljödidaktiska  modellen  i  ett  fåtal  punkter  skulle  jag  säga  att  den  önskar  följande  av  undervisningen:  

Page 21: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

21  

 • Undervisningens  syfte  är  att  förse  de  studerande  med  de  verktyg  grön  

kemi  och  hållbar  utveckling  kan  tillhandahålla.      

• Diskussionsmoment  är  en  viktig  del  av  hur  undervisningen  bör  läggas  upp  eftersom  ämnesområdet  kräver  egen  eftertanke  av  de  studerande.    

• Förarbete  ökar  det  konstruktiva  deltagandet  i  diskussionerna  genom  att  de  studerande  får  en  utgångspunkt  kopplad  till  ämnet  att  utgå  ifrån.    

• Efterarbete  leder  till  att  kunskap  manifesteras  och  leder  till  en  ökad  reflektion  hos  de  studerande.    

3.2  Designval  kring  universitetslaborationen  Universitetslaborationen  utgick  från  en  laboration  som  redan  ingick  i  en  laborationskurs.  Den  laborationen,  som  kallas  för  den  gröna  laborationen,  återfinns  i  bilaga  6.  Jag  utgick  från  den  laborationen  och  designade  om  den  enligt  den  miljödidaktiska  modellen.  Det  närliggande  målet  med  laborationen  var  att  studenterna  skulle  lära  sig  om  grön  kemi  och  dess  tolv  principer.  Det  övergripande  målet  var  att  studenterna  skulle  lära  sig  om  hållbar  utveckling  och  kom  som  beskrivet  i  bakgrunden  från  programledningen.    Reaktionen  som  skulle  genomföras  var:  

 Bild  3:  syntesen  som  genomfördes  i  universitetslaborationen    Jag  valde  att  använda  den  reaktionen  för  att  den  uppfyllde  flera  av  principerna  för  grön  kemi.  Till  exempel  används  inget  tillsatt  lösningsmedel  i  reaktionen  och  biprodukterna  som  bildas,  vatten  och  etanol,  är  lätta  att  ta  omhand  och  relativt  ofarliga.  Avfall  undviks  genom  att  en  katalysator,  dowex,  används  och  varken  startämnena  eller  produkten  har  någon  synnerligen  allvarlig  riskfras.  Resorcinol  kan  framställas  med  hjälp  av  kåda  och  natriumhydroxid  och  återväxten  beräknas  ta  10  år  för  kådan.  Syntesen  är  en  så  kallad  direkt  syntes,  vilket  bland  annat  innebär  att  inga  skyddsgrupper  eller  andra  mellansteg  används.  Atomekonomin  ligger  någonstans  straxt  ovanför  70%  och  de  reaktionsbetingelser  som  används  i  laborationen  möjliggör  nästan  100%  utbyte.  Reaktionen  sker  inte  heller  vid  några  höga  temperaturer  eller  tryck  vilket  är  bra  för  både  säkerheten  och  energiåtgången.  Reaktionen  följs  upp  med  TLC,  som  euleringsmedel  använde  studenterna  hexan  och  etylacetat  i  olika  blandningar.  Studenten  kan  även  se  när  reaktionen  är  klar  på  färgskiftningen.  

Page 22: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

22  

 Eftersom  laborationen  var  väldigt  grön  i  bemärkelsen  att  syntesen  uppfyller  många  av  principerna  för  grön  kemi  kunde  laborationen  användas  som  ett  konkret  exempel  på  den  teori  studenterna  lärt  sig.  Dessutom  kan  den  användas  som  en  övning  i  att  arbeta  grönt.  En  skillnad  jag  gjorde  i  genomförandet  mot  den  ursprungliga  gröna  labben  var  att  studenterna  fick  testa  att  separera  katalysatorn  från  produktblandningen  och  låta  en  annan  grupp  återanvända  den,  istället  för  att  bara  veta  att  detta  var  möjligt.    Förarbete:  Inför  laborationen  fick  studenterna  en  sida  med  alla  principerna  listade.  Denna  lista  innehöll  en  kort  förklaring  och  låg  till  grund  för  den  föreuppgift  studenterna  skulle  göra.  Jag  lät  studenterna  läsa  in  sig  på  fyra  av  principerna  var  och  tänka  på  hur  laborationen  knyter  an  till  var  och  en  av  dem.  Uppgiften  var  lätt  nog  för  alla  att  genomföra  och  målet  var  att  alla  under  laborationen  skulle  kunna  delta  i  en  diskussion  baserat  på  deras  förarbete.  Frågeformuleringen  blev  så  här.    ”Granska  kritiskt  dagens  laboration  med  avseende  på  miljövänlighet  och  grön  kemi.  Utgå  ifrån  principerna  beskrivna  i  laborationshandledningen  och  för  var  och  en  av  de  principer  som  tilldelats  dig  förklara  hur  du  tror  laborationen  är  anpassad  eller  inte  anpassad  efter  principerna.”    Ett  vanligt  problem,  säger  labbassistenterna,  är  att  när  de  går  igenom  föreuppgifterna  för  laborationerna  är  det  svårt  att  aktivera  alla  studenterna.  Detta  eftersom  de  duktiga  mycket  gärna  visar  framfötterna  medan  de  lite  mer  modesta  inte  gör  mycket  väsen  av  sig.  Genom  att  låta  studenterna  fokusera  på  ett  mindre  antal  av  principerna  kunde  de  vid  diskussionen  känna  en  trygghet  i  att  ingen  annan  visste  mer  om  deras  princip  än  dem.    Diskussionsmoment:  I  början  av  laborationen  var  det  ett  diskussionsmoment.  Detta  i  samband  med  en  genomgång  om  vad  grön  kemi  är.  Tillsammans  skulle  momenten  ge  studenterna  de  verktyg  grön  kemi  erbjuder.  Förarbetet  gjorde  att  diskussionen  inte  blev  platt  och  endimensionell  genom  att  studenterna  när  de  kom  till  laborationen  redan  hade  en  förhållning  till  grön  kemi.      Diskussionen  började  i  en  princip  och  den  student  som  arbetat  med  principen  fick  berätta  hur  den  var  kopplad  till  laborationen.  Därefter  fick  övriga  studenter  hålla  med  eller  argumentera  emot.  Om  behövligt  gav  jag  fler  exempel  på  kopplingar  till  laborationen.  Genomgången  gav  sedan  förslag  på  konkreta  kopplingar  mellan  grön  kemi  och  vardaglig  hållbar  utveckling,  se  bilaga  3  för  genomgångens  innehåll.  På  så  sätt  kunde  genomgången  bygga  vidare  på  varje  princip  och  hjälpa  studenterna  att  placera  principen  där  de  tyckte  den  passade  in  i  en  tom  variant  av  bild  2.  När  studenterna  placerade  in  principerna  i  triangeln  (bild  2)  funderade  de  på  vilka  intressen  (ekonomiska,  sociala  eller  ekologiska)  som  principen  grundas  i.  Övningen  lät  studenterna  tänka  själva  och  argumentera  för  hur  de  tyckte  principerna  och  perspektiven  hängde  ihop.        

Page 23: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

23  

Efterarbete:  För  att  studenterna  skulle  jobba  vidare  med  grön  kemi  fanns  till  laborationen  en  efteruppgift.  Efteruppgiften  lät  studenterna  utmana  sig  själva  i  hur  mycket  de  kunde  om  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.  Studenterna  skulle  hitta  ett  alternativt  sätt  att  syntetisera  målsubstansen  för  laborationen.  Till  sin  hjälp  hade  de  sökverktyg  som  använts  i  kursen.  Därefter  skulle  de  utvärdera  deras  alternativa  syntes  genom  att  jämföra  den  med  den  syntesen  vi  gjorde  i  labbkursen.  Jämförelsen  skulle  utgå  från  så  många  som  möjligt  av  principerna  för  grön  kemi.  Till  sin  hjälp  fick  de  en  länk  till  ett  exempel  där  några  forskare  gjort  en  jämförelse  mellan  två  synteser  snarlik  den  de  förväntades  göra.9  Uppgiftsformuleringen  såg  ut  så  här:    ”Fredrik  kontaktar  dig  och  frågar  om  du  inte  kan  hjälpa  honom  att  hitta  en  alternativ  syntesväg  till  målsubstansen  i  labben.  Han  funderar  på  om  hans  sätt  är  det  bästa  eller  om  det  finns  andra  sätt  som  är  bättre.    Hitta  en  eller  flera  alternativa  syntesvägar  och  utvärdera  om  dem  är  bättre  eller  sämre  med  avseende  på  grön  kemi.    Inkludera  så  många  av  principerna  som  möjligt  i  ditt  resonemang  och  för  var  och  en  värdera  vilken  av  synteserna  som  är  bättre  och  varför.    Ansluta  resonemanget  med  en  helhetsbedömning  och  utse  den  grönare  syntesen.”    Fokus  vid  formuleringen  var  att  göra  uppgiften  precis  så  stor  som  varje  student  ville  göra  den.  Det  möjliggörs  genom  formuleringar  som  ”Hitta  en  eller  flera…”  och  ”så  många  av  principerna  som  möjligt”.    För  att  sammanfatta.  När  universitetslaborationen  designades  utgick  jag  från  en  laboration  som  redan  genomfördes  i  en  labbkurs.  Denna  gröna  kemi-­‐labb,  som  återfinns  i  bilaga  6,  valdes  då  syntesen  uppfyllde  flera  av  principerna  för  grön  kemi.  Det  förarbete,  efterarbete  och  den  diskussion  som  beskrivits  ovan  var  alltså  delar  som  inte  ingick  i  den  gröna  labben  utan  designats  enligt  den  miljödidaktiska  modellen  enkom  för  universitetslaborationen.  

3.3  Designval  kring  gymnasielaborationen  Gymnasielaborationen,  se  bilaga  7,  designades  mot  bakgrund  av  de  miljödidaktiska  resonemangen  som  förts  ovan.  En  viktig  aspekt  var  att  gymnasielaborationen  skulle  genomföras  på  vanlig  lektionstid  i  elevernas  egen  laborationssal.  Detta  gjorde  att  universitetslaborationen  inte  kunde  användas  då  den  kräver  betydligt  mycket  mer  tid  än  de  90  minuter  eleverna  hade.      På  universitetsnivå  var  målen  att  studenterna  skulle  lära  sig  om  hållbar  utveckling  samt  grön  kemi  och  alla  dess  tolv  principer.  Med  tidsbegränsningen  kring  gymnasielaborationen  var  det  mer  rimligt  med  ett  närliggande  mål  att  eleverna  skulle  bekanta  sig  med  begreppet  grön  kemi  och  stöta  på  ett  urval  av  de  tolv  principerna.  Övergripande  målet  kom  från  kursplanen  för  kemi  som  lyfter  fram  att  eleverna  ska  få  lära  sig  om  hållbarhet  och  hållbar  utveckling  inom  kemi.10  

                                                                                                               9  Jennifer  N.  Boice,  Christina  M.  King,  Carol  Higginbotham  and  Richard  W.  Gurney,  Molecular  Recycling:  Application  of  the  Twelve  Principles  of  Green  Chemistry  in  the  Diversion  of  Post-­‐consumer  Poly(lactic  acid)  Waste,  JOURNAL  OF  MATERIALS  EDUCATION  2008  Volym  30  Häfte  5/6  Sidor  257-­‐280  10  Skolverket,  Kursplan  kemi  1  gymnasieskolan,  hämtad  131003    

Page 24: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

24  

   Som  laboration  valde  jag  en  estersyntes  i  mikroskala.  Eleverna  skulle  syntetisera  tre  olika  estrar  i  små  provrör  och  sedan  identifiera  deras  lukter.  En  estersyntes  sker  enligt  följande  formel:  

 Bild  4:  Den  generella  reaktionsformeln  för  en  estersyntes    Jag  valde  att  använda  estersynteserna  för  att  de  uppfyllde  flera  av  principerna  för  grön  kemi.  Till  exempel  används  inget  tillsatt  lösningsmedel  i  reaktionen  och  biprodukten  som  bildas,  vatten,  är  lätt  att  ta  omhand  och  ofarlig.  Avfall  undviks  genom  att  använda  en  katalysator,  svavelsyra,  och  utbytet  maximeras  genom  att  ha  ett  överskott  av  ena  reaktanten.  Vare  sig  reaktanterna  eller  produkterna  har  någon  allvarlig  riskfras  och  möjlighet  finns  att  köpa  alla  reaktanter  i  dagligvaruhandeln  om  så  önskas.  Syntesen  är  en  direkt  syntes  som  bland  annat  innebär  att  inga  skyddsgrupper  eller  andra  mellansteg  används.  Atomekonomin  är  hög  för  alla  tre  reaktionerna  och  inga  av  reaktionerna  sker  vid  höga  temperaturer  eller  tryck.  Dessutom  sker  reaktionerna  i  mikroskala  vilket  ytterligare  ökar  säkerheten.  Eleverna  kan  se  att  reaktionerna  är  klara  genom  att  lukta  nära  rören  men  också  se  en  förändring  i  både  grädden  och  natriumbensoatet.  Svavelsyran  är  det  i  särklass  farligaste  momentet  och  den  mest  hälsoskadliga  substansen.    Laborationen  användes  som  ett  konkret  exempel  på  den  teori  eleverna  tagit  del  av  och  som  en  övning  i  att  arbeta  grönt.  Eftersom  alla  substanser  gick  att  köpa  i  dagligvaruhandeln  låg  det  nära  till  hands  att  koppla  labben  till  hållbar  utveckling  i  vardagen.      Förarbete:  Eleverna  hade  inte  en  föreuppgift  där  de  bekantat  sig  med  principerna  i  förväg.  Utan  föreuppgift  sattes  innehållet  i  genomgången  på  hårdare  prov  eftersom  eleverna  inte  hade  hunnit  bekanta  sig  med  grön  kemi  innan  laborationen.  Innehållet  i  genomgången  var  detsamma  som  presenterats  i  bilaga  3  men  endast  principerna  2,  5,  6,  9  och  11  togs  upp  under  genomgången.    Diskussionsmoment:  Genomgången  lyfte  som  sagt  fram  fem  av  de  tolv  principerna,  vilket  jag  ansåg  lagom  många  principer  för  eleverna  att  bekanta  sig  med.  Genomgången  skulle  på  så  sätt  hjälpa  eleverna  förstå  de  verktyg  som  de  behövde  för  att  uppnå  målen  med  laborationen.  Diskussionen  gick  till  så  att  eleverna  under  genomgången  fick  fundera  på  en  princip  och  säga  vilket/vilka  av  perspektiven  på  hållbar  utveckling  de  tyckte  den  representerade  och  

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             http://www.skolverket.se/laroplaner-­‐amnen-­‐och-­‐kurser/gymnasieutbildning/gymnasieskola/kem?tos=gy&subjectCode=KEM&lang=sv&courseCode=KEMKEM01#anchor_KEMKEM01    

Page 25: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

25  

argumentera  för  sin  ståndpunkt.  Eftersom  detta  var  en  mindre  diskussion  än  universitetsstudenterna  hade  ville  jag  låta  eleverna  arbeta  två  och  två  så  att  de  sinsemellan  eller  mellan  grupperna  kunde  diskutera  när  de  försökte  besvara  frågorna  till  labben.    Efterarbete:  En  reflektionsuppgift  likt  efteruppgiften  för  universitetsstudenterna  fanns  men  på  grund  av  tidsbegränsningen  behövde  storleken  på  uppgiften  ändras.  Efteruppgiften  bestod  av  ett  par  observationsfrågor  och  ett  par  reflektionsfrågor.  Eleverna  skulle  i  grupper  om  två  besvara  frågorna  och  förklara  sina  svar  för  mig  innan  de  fick  godkänt  på  laborationen.  Det  fanns  två  observationsfrågor.      Vilka  dofter  känner  du?  Beskriv  dem  och  fundera  på  om  du  känner  igen  dem.    Kan  du  se  att  det  är  klart?  Ser  du  någon  förändring  i  provröret?    Eftersom  estrar  är  kända  för  att  ha  karaktäristiska  lukter  var  första  frågan  en  bra  kontrollfråga  för  att  se  om  eleverna  gjort  rätt.  Dessutom  kan  eleverna  få  hjälp  att  besvara  den  andra  frågan  eftersom  lukterna  kommer  när  reaktionen  är  klar.  Dessa  frågor  knyter  an  till  principen  om  att  spara  energi  och  principen  att  analysera  i  realtid.  Genom  att  fundera  på  frågorna  får  eleverna  reflektera  kring  några  av  de  viktigaste  verktygen  en  grön  kemist  har  att  tillgå.      Reflektionsfrågorna  var  tre  till  antalet.    Hur  kan  du  öka  utbytet  av  ester?    Vad  fyller  svavelsyran  för  funktion?      Varför  värmer  vi  endast  till  80  grader?  Vilka  konsekvenser  får  det?    Den  första  frågan  syftar  till  att  hjälpa  eleverna  att  förstå  hur  deras  agerande  som  kemister  kan  påverka  synteser  och  på  vilket  sätt  detta  kan  ske.    Andra  frågan  upprepar  den  viktigaste  biten  information  om  laborationen  genom  att  lyfta  fram  svavelsyrans  funktion  som  katalysator.    Tredje  frågan  syftar  till  att  väcka  reflektion  över  laborationsdesignen  och  ordvalen  i  labbhandledningen.  Till  exempel  är  det  skrivet  att  reaktionsblandningen  ska  ”koka”  men  eftersom  det  bara  värms  till  80  grader  tvingas  eleverna  omvärdera  eventuella  föreställningar  om  att  bara  vatten  kan  koka.    För  att  sammanfatta.  När  gymnasielaborationen  designades  var  den  största  begränsningen  tiden  och  därför  behövdes  en  annan  syntes  än  den  som  universitetsstudenterna  fick  genomföra.  Förarbetet  utgick  ur  laborationen  på  grund  av  logistiska  problem  och  ont  om  tid  för  eleverna.  Diskussionen  och  efterarbetet  var  lite  mindre  än  i  universitetslaborationen  och  efterarbetet  bestod  av  några  observations-­‐  och  reflektionsfrågor.  

Page 26: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

26  

4.  Metod:  Här  presenteras  de  metoder  som  använts  vid  insamlingen  av  data.  Först  presenteras  enkätundersökningen  och  dess  tre  svarsgrupper.  Därefter  presenteras  intervjumetoden  och  de  resonemang  som  ligger  till  grund  för  intervjuplanen  som  togs  fram.  

4.1  Metodpresentation  för  enkätundersökningarna  Jan  Trost  och  Oscar  Hultåkers  bok  ”Enkätboken”11  har  fått  bidra  med  de  metoder  som  använts  i  de  två  enkätundersökningarna  som  genomförts.  Först  presenteras  tankarna  kring  universitetsenkäten  eftersom  den  låg  till  grund  för  vad  som  skulle  ingå  i  gymnasieenkäten.  Sen  presenteras  gymnasieenkätens  metod  innan  nästa  avsnitt  om  intervjumetodiken.  

4.1.1  Universitetsenkäten  Jag  har  valt  att  göra  vad  som  enligt  Trost  kallas  för  ett  bekvämlighetsurval.11  Detta  innebär  att  jag  i  praktiken  har  frågat  alla  studenter  som  varit  relevanta  för  min  enkät,  nämligen  de  studenter  som  gick  kursen  jag  gjorde  min  undersökning  i.  Denna  typ  av  undersökning  är  vanlig  i  utvärderingssammanhang  för  undervisning.11  För  att  göra  bra  enkäter  behövs  ett  tydligt  syfte  med  enkäten.  Universitetsenkätens  syfte  formulerades  som  nedan.    Syftet  med  enkäten  är  att  kvantifiera  studenternas  egna  tankar  kring  sina  kunskaper  inom  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.    Enkäten  hade  två  svarsgrupper,  den  ena  svarsgruppen  var  de  studenter  som  genomförde  universitetslabben  jag  designat  och  beskrivit  i  ett  tidigare  avsnitt.  Den  andra  gruppen  var  de  studenter  som  gick  samma  kurs  som  första  svarsgruppen  men  istället  genomförde  den  gröna  kemilabben  som  designats  av  deras  kursansvarige.  Båda  grupperna  besvarade  samma  enkät  för  att  svaren  skulle  kunna  jämföras.    Enkäten  var  främst  av  kvantitativ  karaktär  och  låter  studenterna  ta  ställning  till  8  påståenden  om  deras  kunskaper  om  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.  Enkäten  avslutades  med  en  öppen  fråga  där  studenterna  fick  berätta  vilken  av  laborationerna  i  deras  som  varit  mest  givande  gällande  hållbar  utveckling  och  grön  kemi.  De  skrev  även  på  vilket  sätt  den  laborationen  varit  mer  givande  än  de  andra  laborationerna.  Enkäten  utformades  och  reviderades  med  hjälp  av  testpersoner  för  att  se  till  att  frågorna  var  välformulerade.  Jag  undvek  att  ha  flera  frågor  per  fråga  i  enkäten  och  jag  försökte  hålla  nere  det  totala  antalet  frågor.11  Ett  exempel  på  detta  är  en  frågeformulering  från  första  utkastet:  ”Jag  tycker  att  jag  lärt  mig  mer  om  hur  grön  kemi  och  hur  hållbar  utveckling  i  samhället  hänger  ihop  efter  att  ha  genomfört  labbkursen  än  innan”.  Denna  fråga  som  ville  ha  svar  om  både  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  omarbetades  till  två  separata  frågor.    Jag  har  varit  tydlig  med  hur  många  svar  som  efterfrågas  per  fråga  och  jag  har  även  undvikit  rangordningsfrågor,  eftersom  dessa  ofta  misstolkas.  Trost  skriver  

                                                                                                               11  Trost,  Jan  &  Hultåker,  Oscar,    Enkätboken,  3.,  [rev.  och  utök.]  uppl.,  Studentlitteratur,  Lund,  2007  

Page 27: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

27  

att  människor  har  en  ovilja  att  rangordna  saker  i  allmänhet  och  i  synnerhet  saker  de  inte  bryr  sig  om  eller  inte  förstår.11      Värdeladdade  ord  i  frågeformuleringarna  undveks  på  grund  av  tolkningsutrymmet  de  möjliggör.  Av  samma  anledning  har  jag  undvikt  långa  meningar  och  krångliga  ord.11  Något  som  inte  går  att  överbygga  är  det  faktum  att  hållbar  utveckling  ett  värdeladdat  och/eller  ett  komplicerat  koncept.  Men  eftersom  hållbar  utveckling  ingår  i  undersökningens  syfte  måste  begreppet  ingå  i  frågeformuleringen.    Jag  valde  att  ha  en  mer  tabellarisk  uppställning  över  att  ha  unika  svarsalternativ  för  varje  fråga.11  Jag  värderade  den  visuella  upplevelsen  av  enkäten  högre  än  fördelarna  med  olika  svarsalternativ.  Därför  är  svarsalternativen  desamma  för  de  olika  påståendena.  En  annan  fördel  med  att  ha  samma  svarsalternativ  för  liknande  frågor  är  igenkänningsfaktorn.11    Antalet  svarsalternativ  valdes  för  att  motverka  slentrianmässig  ifyllning.11  Jag  valde  att  ha  fyra  svarsalternativ  eftersom  jag  ville  kunna  skilja  på  de  studenter  som  höll  med  påståendet  i  stor  utsträckning  och  de  som  höll  med  i  inte  lika  stor  utsträckning.      Det  fanns  utrymme  för  en  öppnare  fråga  i  slutet  av  enkäten  där  studenterna  kunde  skriva  lite  mer  och  Trost  förespråkar  en  öppen  fråga  som  avslutning  på  enkäter.11    

4.1.2  Gymnasieenkäten  Metoden  som  användes  vid  gymnasieenkäten  är  densamma  som  den  som  presenterats  ovan  för  universitetsenkäten.  Alla  tankar  kring  svarsalternativen  och  frågorna  har  applicerats  även  på  denna  enkät.      Syftet  med  undersökningen  på  gymnasial  nivå  var  att  söka  se  om  det  var  skillnad  på  hur  elever  och  studenter  lär  sig  om  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.    Den  sista  frågan  formulerades  om  så  att  den  fokuserade  mer  på  undervisningsstrategin  vid  laborationen.  En  sådan  omformulering  inte  möjlig  på  universitetsenkäten  eftersom  alla  som  skulle  svara  på  den  enkäten  inte  hade  genomfört  samma  laboration  och  således  inte  alla  kunde  skriva  om  min  undervisningsstrategi.    Gymnasieenkäten  var  baserad  på  ett  bekvämlighetsurval11,  dock  lite  snävare  än  urvalet  för  universitetsenkäten.  Den  enda  svarsgruppen  som  svarande  på  gymnasieenkäten  hade  genomfört  gymnasielaborationen  med  mig.  Detta  för  att  bland  eleverna  fanns  det  ingen  kontrollgrupp  som  genomfört  en  liknande  laboration  utan  den  miljödidaktiska  modellen  att  jämföra  med.    Målen  med  laborationerna  påverkade  vilka  frågor  som  kunde  inkluderas  i  gymnasieenkäten.  Universitetslaborationen  hade  som  syfte  att  studenterna,  med  grön  kemis  principer  som  verktyg,  skulle  kunna  utvärdera  hur  grön  en  given  

Page 28: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

28  

syntes  eller  laboration  är.  Gymnasieeleverna  behövde  inte  kunna  det  och  därför  exkluderades  frågan  som  behandlade  det  ur  enkäten.    En  fråga  på  universitetsenkäten  behandlade  studenternas  inställning  till  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.  Den  inkluderades  inte  i  gymnasieenkäten.  Detta  eftersom  att  utan  referensgrupp  att  jämföra  inställningen  med  kunde  jag  inte  visa  att  inställningen  var  kopplad  till  laborationen.  

4.2  Metodpresentation  för  intervjuerna  Metoden  som  jag  använde  för  intervjuerna  är  hämtad  ur  Annika  Lantz  bok  ”Intervjumetodik”.12  Intervjuer  precis  som  enkäter  och  undersökningar  i  allmänhet  kräver  ett  formulerat  syfte  på  ett  tidigt  stadium  för  att  arbetet  med  frågorna  som  ska  ställas  får  bästa  möjliga  förutsättningar.    Syftet  med  intervjuerna  är  att  på  ett  kvalitativt  sätt  ta  reda  på  hur  de  studenter  som  har  en  förhållning  till  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  har  skapat  detta  förhållande  och  hur  utbrett  förhållandet  är.    Lantz  säger  att  när  det  ska  beslutas  vilken  typ  av  intervju  som  passar  bäst  till  frågeställningen  är  det  viktigt  att  knyta  an  intervjuformen  så  att  den  passar  bra  till  den  tidigare  kunskapen  som  finns  på  området.12  Av  de  fyra  intervjutyper  hon  beskriver  valde  jag  en  öppen  riktad  intervju.  12  En  öppen  riktad  intervju  passade  bäst  på  grund  av  dess  möjlighet  av  att  kombinera  ett  syfte  som  söker  förståelse  med  en  redan  välutvecklad  modell.    En  öppen  riktad  intervju  har  för  syfte  att  beskriva  och  avgränsa  ett  fenomen,  att  skapa  en  modell.  Relationen  till  tidigare  kunskap  har  bidragit  med  en  tentativ  modell  och  det  är  denna  modell  som  sedermera  ska  undersökas  om  den  kan  bidra  till  förståelsen  av  fenomenet  och  bidra  med  begrepp  som  beskriver  fenomenet.12    Frågorna  delades  in  i  fyra  delar.  Studenterna  frågades  dels  om  förarbetet  och  efterarbetet  kring  labben  och  dels  om  genomgången/diskussionen  vi  hade  innan  laborationen  började.  Dessa  tre  områden  togs  upp  i  samma  ordning  vid  intervjun  som  de  genomfördes  vid  laborationen.  Först  förarbetet,  sen  genomgången/diskussionen  och  sen  efterarbetet.  Intervjun  avslutades  med  ett  sista  område  som  frågade  hur  studenterna  upplevt  de  olika  momenten  i  förhållande  till  varandra.      Följdfrågor  planerades  inte  in  på  förhand  men  jag  lämnade  utrymme  tidsmässigt  för  spontana  följdfrågor  inom  de  olika  områdena.  Se  intervjuplanen12  i  bilaga  8  för  frågeformuleringarna.      

                                                                                                               12  Lantz,  Annika,    Intervjumetodik,  2.,  [omarb.]  uppl.,  Studentlitteratur,  Lund,  2007    

Page 29: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

29  

5.  Presentation  av  undersökningens  resultat:  Här  presenteras  undersökningarnas  resultat  i  form  av  diagram.  Graferna  kommer  i  samma  följd  som  frågorna  på  enkäterna.  Enkäterna  och  frågorna  återfinnes  i  bilagorna  1  och  2  för  universitetsenkäten  respektive  gymnasieenkäten.      Eftersom  den  studentgruppen  som  gjorde  universitetslabben  var  tre  stycken  och  de  också  intervjuats  har  deras  data  presenterats  separat.  Deras  enkätdata  redovisas  i  en  tabell  istället  för  med  diagram.    I  den  andra  studentgruppen  var  det  betydligt  fler  svarande  (76  st)  och  dessa  studenter  var  de  studenter  som  genomförde  den  gröna  kemilabben  som  redan  ingick  i  deras  kurs.  Deras  enkätdata  redovisas  med  i  diagram  1-­‐8.  Gymnasieeleverna  som  deltog  i  undersökningen  var  11  till  antalet  och  deras  enkätdata  presenteras  i  diagram  9-­‐13.    Intervjuerna  har  bearbetats  genom  att  genomlyssnats  två  gånger  och  sedan  transkriberats.  Den  övergripande  tonen  i  svaren  från  intervjuerna  presenteras  sammanfattat  längst  ned  under  detta  avsnitt.  Relevanta  citat  att  ta  med  i  diskussionen,  citat  som  hjälper  att  besvara  arbetets  frågeställning,  identifierades  och  inkluderades  direkt  i  analys  och  diskussionstexten.      

5.1  Universitetsenkätens  resultat  Svaren  från  den  mindre  svarsgruppen,  de  tre  studenterna  som  genomfört  universitetslaborationen,  presenteras  i  följande  tabell.  Alla  instämde  fullt  eller  delvis  på  påståendena  och  därför  har  jag  bara  skrivit  om  de  instämde  fullt  eller  delvis.  Studenternas  undersökningsnummer  (NR)  är  77,  78  och  79.  Frågorna  återfinns  längre  ned  i  samband  med  diagrammen  och  även  i  bilaga  1.    NR  

Fråga  1   Fråga  2   Fråga  3   Fråga  4   Fråga  5   Fråga  6   Fråga  7   Fråga  8  77  

Fullt   Fullt   Delvis   Fullt   Delvis   Fullt   Fullt   Fullt  78  

Fullt   Fullt   Delvis   Fullt   Delvis   Fullt   Fullt   Fullt  79  

Fullt   Fullt   Delvis   Fullt   Fullt   Fullt   Fullt   Fullt  Tabell  1:  Resultatet  av  universitetsundersökningen  för  student  77,  78  och  79    Fråga  1  och  2  var  de  som  behandlade  inställningen  till  grön  kemi  och  utifrån  tabellen  syns  att  samtliga  studenter  i  denna  svarsgrupp  anser  att  labbkursen  bidragit  till  deras  kunskaper  om  grön  kemi  och  att  de  efter  labbkursen  kunde  mer  om  grön  kemi  än  innan.  Fråga  5  och  6  behandlade  motsvarande  inställningar  till  hållbar  utveckling  och  där  kan  vi  se  att  alla  fortfarande  instämmer  även  om  66  %  bara  delvis  instämmer  till  att  laborationskursen  bidrar  till  deras  kunskaper  om  hållbar  utveckling.  Fråga  3  behandlade  studenternas  inställning  till  om  de  efter  labbkursen  ansåg  sig  kunna  bedöma  en  syntes  utifrån  hur  väl  den  uppfyller  grön  kemis  principer.  Samtliga  instämde  delvis  till  det  påståendet.  Fråga  7  frågade  om  studenterna  ansåg  sig  kunna  ge  exempel  på  sambandet  mellan  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  och  samtliga  svarande  instämde  fullt.  

Page 30: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

30  

Fråga  4  och  8  handlade  om  studenternas  inställning  till  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  och  om  studenterna  trodde  de  skulle  ha  användning  för  sina  kunskaper  i  framtiden.  Samtliga  svarande  instämde  fullt  i  att  det  var  viktiga  begrepp.      Den  större  svarsgruppen  presenteras  som  diagram  baserat  på  vad  student  1  till  och  med  student  76  har  svarat  på  undersökningens  frågor.  Diagrammen  presenterar  en  fråga  och  svarsfördelningen  i  procent  över  den  frågan.  Frisvarsfrågornas  svar  citeras  direkt  i  analys  och  diskussionstexten.  Avsnittet  avslutas  med  att  jag  summerar  några  viktiga  resultat  från  graferna  innan  resultaten  för  gymnasieenkäten  presenteras.    

 Diagram  1:  Studenters  förståelse  av  grön  kemi  efter  genomförd  laboration  (n=76)  

 Diagram  2:  Studenters  kunskap  om  grön  kemi  efter  genomförd  laboration  (n=76)  

1.  Jag  anser  att  labbkursen  har  varit  bidragande  till  min  förståelse  av  vad  grön  

kemi  innebär.    

Obesvarat  

Instämmer  Fullt  

Instämmer  Delvis  

Instämmer  Inte  

Instämmer  Inte  Alls  

2.  Jag  vet  mer  om  grön  kemi  efter  att  ha  genomfört  labbkursen  än  jag  gjorde  innan.    

Obesvarat  

Instämmer  Fullt  

Instämmer  Delvis  

Instämmer  Inte  

Instämmer  Inte  Alls  

Page 31: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

31  

 

 Diagram  3:  Studenters  förmåga  att  identifiera  grön  kemi  efter  genomförd  laboration  (n=76)  

 Diagram  4:  Studenters  inställning  till  grön  kemi  efter  genomförd  laboration  (n=76)  

 Diagram  5:  Studenters  förståelse  av  hållbar  utveckling  efter  genomförd  laboration  (n=76)  

3.  Jag  kan  efter  att  ha  deltagit  i  labbkursen  uppskatta  hur  väl  en  given  syntes  följer    

grön  kemis  principer.    

Obesvarat  

Instämmer  Fullt  

Instämmer  Delvis  

Instämmer  Inte  

Instämmer  Inte  Alls  

4.  Jag  tror  jag  kommer  ha  nytta  av  mina  kunskaper  inom  grön  kemi  som  ingenjör.    

Obesvarat  

Instämmer  Fullt  

Instämmer  Delvis  

Instämmer  Inte  

Instämmer  Inte  Alls  

5.  Jag  anser  att  labbkursen  har  varit  bidragande  till  min  förståelse  av  vad  

hållbar  utveckling  innebär.    

Obesvarat  

Instämmer  Fullt  

Instämmer  Delvis  

Instämmer  Inte  

Instämmer  Inte  Alls  

Page 32: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

32  

 Diagram  6:  Studenters  kunskap  om  hållbar  utveckling  efter  genomförd  laboration  (n=76)  

 Diagram  7:  Studenters  inställning  till  hållbar  utveckling  efter  avslutad  laboration  (n=76)  

 Diagram  8:  Studenters  förmåga  att  se  samband  mellan  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  (n=76)    

6.  Jag  vet  mer  om  hållbar  utveckling  efter  att  ha  genomfört  labbkursen  än  jag  gjorde  

innan.    

Obesvarat  

Instämmer  Fullt  

Instämmer  Delvis  

Instämmer  Inte  

Instämmer  Inte  Alls  

7.  Jag  tror  jag  kommer  ha  nytta  av  mina  kunskaper  inom  hållbar  utveckling  som  

ingenjör.    

Obesvarat  

Instämmer  Fullt  

Instämmer  Delvis  

Instämmer  Inte  

Instämmer  Inte  Alls  

8.  Jag  kan  efter  att  ha  deltagit  i  labbkursen  ge  exempel  på  samband  mellan  grön  kemi  

och  hållbar  utveckling.    

Obesvarat  

Instämmer  Fullt  

Instämmer  Delvis  

Instämmer  Inte  

Instämmer  Inte  Alls  

Page 33: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

33  

Från  dessa  grafer  ser  vi  att  studenterna  håller  med  i  mer  eller  mindre  grad  om  att  de  lärt  sig  om  grön  kemi  och  att  de  kan  mer  efter  labbkursen  än  innan.  Ett  fåtal  studenter  håller  inte  med.  En  majoritet  av  studenterna  håller  inte  med  om  att  de  lärt  sig  om  hållbar  utveckling  eller  att  de  kan  mer  om  hållbar  utveckling  efter  labbkursen  än  innan.  En  stor  majoritet  tror  att  de  kommer  ha  nytta  av  sina  kunskaper  om  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  i  sitt  arbete  som  ingenjörer.  En  majoritet  anser  sig  även  kunna  bedöma  om  en  syntes  är  grön  och  ge  exempel  på  sambandet  mellan  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.    

5.2  Gymnasieenkätens  resultat  Här  presenteras  resultatet  av  elevernas  enkäter.  11  svarande  har  tagit  ställning  till  påståendena  och  i  diagrammen  presenteras  svarsfördelningen  i  procent  för  de  fem  åsiktsfrågorna.  Fritextsvaren  från  enkäterna  presenteras  direkt  i  analys  och  diskussionstexten.    

 Diagram  9:  Elevernas  förståelse  av  grön  kemi  efter  genomförd  laboration  (n=11)  

 Diagram  10:  Elevernas  kunskap  om  grön  kemi  efter  genomförd  laboration  (n=11)  

1.  Jag  anser  att  labben  har  varit  bidragande  till  min  förståelse  av  

vad  grön  kemi  innebär.    

Obesvarat  

Instämmer  Fullt  

Instämmer  Delvis  

Instämmer  Inte  

Instämmer  Inte  Alls  

2.  Jag  vet  mer  om  grön  kemi  efter  att  ha  genomfört  labben  än  jag  

gjorde  innan.    

Obesvarat  

Instämmer  Fullt  

Instämmer  Delvis  

Instämmer  Inte  

Instämmer  Inte  Alls  

Page 34: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

34  

 Diagram  11:  Elevernas  förståelse  av  hållbar  utveckling  efter  genomförd  laboration  (n=11)  

 Diagram  12:  Elevernas  kunskap  om  hållbar  utveckling  efter  genomförd  laboration  (n=11)  

 Diagram  13:  Elevernas  förmåga  att  se  samband  mellan  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  (n=11)  

3.  Jag  anser  att  labben  har  varit  bidragande  till  min  förståelse  av  vad  hållbar  utveckling  innebär.    

Obesvarat  

Instämmer  Fullt  

Instämmer  Delvis  

Instämmer  Inte  

Instämmer  Inte  Alls  

4.  Jag  vet  mer  om  hållbar  utveckling  efter  att  ha  genomfört  

labben  än  jag  gjorde  innan.    

Obesvarat  

Instämmer  Fullt  

Instämmer  Delvis  

Instämmer  Inte  

Instämmer  Inte  Alls  

5.  Jag  kan  efter  att  ha  deltagit  i  labben  ge  exempel  på  samband  mellan  grön  kemi  och  

hållbar  utveckling.    

Obesvarat  

Instämmer  Fullt  

Instämmer  Delvis  

Instämmer  Inte  

Instämmer  Inte  Alls  

Page 35: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

35  

5.3  Intervjuernas  resultat  I  sina  intervjuer  får  de  3  studenterna  som  genomförde  universitetslaborationen  berätta  på  vilket  sätt  varje  del  av  laborationen  bidrog  till  deras  förståelse  av  grön  kemi.  Studenterna  svarade  på  hur  respektive  av  de  tre  momenten  (förarbete,  genomgång/diskussion  och  efterarbete)  bidrog  till  deras  förståelse.  Studenterna  avslutade  med  att  säga  vilken  del  de  tyckte  bidrog  mest  för  dem.  I  intervjuerna  nämner  även  studenterna  att  de  lärt  sig  om  hållbar  utveckling.    Studenterna  är  överens  om  att  förarbetet  gjorde  att  de  kom  igång  att  tänka  själva  och  ifrågasätta  saker  de  annars  inte  hade  tänkt  på.  De  säger  att  förarbetet  inte  ger  en  helhetsbild  och  studenterna  säger  att  förarbetet  gjorde  dem  mer  förberedda  för  genomgången  och  diskussionen.    Studenterna  säger  att  genomgången  har  hjälpt  dem  att  öka  deras  kunskaper.  Genomgången  kompletterade  den  egna  bilden  studenterna  skapat  sig  genom  att  göra  förarbetet.  Genom  diskussionen  har  de  också  fått  ta  del  av  varandras  tankar.  Från  genomgången  har  studenterna  tagit  med  sig  ett  nytt  tänk  och  nya  verktyg  i  form  av  exempel  på  tillämpningar  på  principerna.      Studenterna  tycker  att  efterarbetet  inte  bidrog  till  någon  förnyad  kunskap.  Som  repetitionsuppgift  och  fördjupning  av  kunskaperna  från  laborationen  var  efterarbetet  vettigt  då  studenterna  fick  både  repetera  och  själva  tänka  i  nya  banor.      Studenterna  tyckte  att  genomgången  var  det  moment  som  lärde  dem  mest  om  grön  kemi.        

Page 36: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

36  

6.  Analys  och  diskussion:  Här  analyseras  och  diskuteras  undersökningens  resultat  med  utgångspunkt  i  det  tidigare  framlagda  syftet  och  frågeställning.  Först  repeterar  jag  undersökningens  syfte  för  att  diskussionen  ska  gå  lättare  att  följa.  Sedan  diskuteras  frågeställningen  innan  den  summeras  i  en  slutsats  och  resultatens  relevans  och  validitet  samt  riktlinjer  för  framtida  forskning  presenteras.    Syftet  med  det  här  examensarbetet  har  varit  att  undersöka  hur  laborationsdesign  kan  integrera  grön  kemi  som  närliggande  syfte  och  hållbar  utveckling  som  övergripande  syfte  för  en  laboration  inom  organisk  kemi.    Följande  frågeställning  ska  besvaras.    Hur  kan  man  inom  ramen  för  en  laboration  lära  studenter/elever  om  grön  kemi  och  hållbar  utveckling?    I  ett  försök  att  besvara  frågan  har  jag  använt  tidigare  forskning  och  tagit  fram  vad  jag  kallar  ”den  miljödidaktiska  modellen”.  Jag  tror  att  genom  att  designa  laborationer  enligt  den  miljödidaktiska  modellen  kan  studenter  och  elever  lära  sig  om  hållbar  utveckling  och  grön  kemi.    Jag  försöker  besvara  frågan  genom  att  bryta  ned  frågeställningen  i  mindre  frågor.  Dessa  frågor  besvaras  med  elevers  och  studenters  svar  från  undersökningen  där  de  fått  ta  ställning  till  sina  kunskaper  och  utveckling  inom  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.      Med  utgångspunkt  i  resultatet  av  undersökningarna  vill  jag  visa  att  studenterna  och  eleverna  som  genomfört  laborationerna  designade  enligt  den  miljödidaktiska  modellen  har  lärt  sig  om  grön  kemi.  Jag  vill  också  visa  att  det  inte  var  något  annat  moment  i  kursen  än  laborationen  som  lärde  dem  om  det.  Därefter  vill  jag  på  samma  sätt  visa  att  studenterna  och  eleverna  lärt  sig  om  hållbar  utveckling  och  att  de  gjort  detta  med  hjälp  av  laborationen.  Avslutningsvis  jämför  jag  studenterna  som  genomförde  universitetslaborationens  svar  med  svaren  från  de  studenter  som  genomfört  den  gröna  kemilabben.  På  så  sätt  vill  jag  styrka  att  det  är  laborationen  designad  med  den  miljödidaktiska  modellen  som  hjälpt  studenterna  att  lära  sig  om  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.                  

Page 37: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

37  

Bidrar  laborationen  designad  enligt  den  miljödidaktiska  modellen  till  att  studenterna  och  eleverna  lär  sig  om  grön  kemi?    Gymnasieenkäten  visade  att  gymnasieeleverna  ansåg  att  laborationen  bidrog  till  deras  förståelse  om  grön  kemi  och  att  de  efter  laborationen  kunde  mer  om  grön  kemi  än  innan.  Se  diagram  9  och  10.  I  den  öppna  frågan  säger  eleverna  att  genomgången  var  det  moment  i  laborationen  som  hjälpte  dem  mest  att  lära  sig  om  grön  kemi.  Genomgången  var  en  viktig  del  men  även  andra  moment  har  omnämnts  i  positiva  ordalag  av  eleverna.  Till  exempel  säger  elev  5  ”Labben  bidrar  också  med  förståelse  då  vi  får  besvara  frågor  om  labben.”    Elev  7  säger  ”Sedan  var  det  bra  att  kombinera  det  med  något  praktiskt,  där  också  utvärderingen  återkopplade  till  genomgången.”.    Elev  9  anser  att  ”Under  labben  fick  vi  även  arbeta  under  dessa  förhållanden,  tex  att  vi  kunde  sänka  temperaturen  på  vattnet  som  reaktionen  lades  i.”    Detta  tyder  på  att  den  miljödidaktiska  modellen  fungerat  bra  och  att  studenterna  har  kunnat  sätta  laborationen  i  ett  sammanhang.  Något  som  både  Johansson  och  Julin-­‐Tegelman  ansåg  viktigt  för  att  de  studerande  ska  lära  sig  av  laborationen.3  6    Universitetsenkäten  som  gick  ut  till  de  3  studenter  som  genomförde  universitetslaborationen  visade  att  studenterna  ansåg  att  laborationen  bidrog  till  deras  förståelse  om  grön  kemi  och  att  de  kunde  mer  om  grön  kemi  efter  laborationen  än  innan.  Se  tabell  1,  fråga  1  och  2.    I  sina  intervjuer  svarade  studenterna  på  hur  respektive  av  de  tre  momenten  (förarbete,  genomgång/diskussion  och  efterarbete)  bidrog  till  deras  förståelse  av  grön  kemi  och  vilket  moment  som  bidrog  mest.    Student  77  säger  om  förarbetet  att  ”Jag  tror  inte  vi  skulle  ha  fått  ut  lika  mycket  av  diskussionen  om  vi  inte  hade  gjort  det”.    Student  78  säger  om  förarbetet  att  ”frågorna  såg  svåra  ut  …”  och  säger  också  att  hen  ”…  kollade  på  det  som  du  skickade  också,  fick  lite  hur  man  ska  tänka  men  annars  kollade  jag  mest  genom  labben  och  försökte  tänka  själv”.    Förarbetet  säger  student  78  gjorde  att  ”…  nu  tänkte  man  verkligen  på  om  det  förekom  slöseri  eller  om  det  var  farligt  och  sådär”.    Student  79  säger  att  ”förarbetet  då  var  man  mer  inne  på  de  första  fyra  punkterna  och  självklart  fick  jag  inte  då  en  helhetsbild  över  de  tolv  principerna”  sen  fortsätter  hen  och  säger  ”…  förarbetet  inte  heltäckande  men  intressant  att  man  kan  söka  på  ämnen  och  metoderna  för  att  göra  det  grönt  ur  de  här  perspektiven”    Ur  dessa  uttalanden  kan  sägas  att  förarbetet  gjorde  studenterna  mer  förberedda  inför  genomgången  och  diskussionen.  Studenterna  är  överens  om  att  förarbetet  hjälpte  dem  komma  igång  att  tänka  själva  och  ifrågasätta  saker  de  annars  inte  hade  tänkt  på.  Något  som  Julin-­‐Tegelman  också  menar  att  studenterna  behöver  för  att  kunna  värdera  och  ifrågasätta  laborationens  resultat.6        

Page 38: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

38  

Om  genomgången  säger  student  77  att  ”vi  pratade  mest  om  labben,  för  det  var  ju  mest  det  konkret  som  vi  skulle  tänka  på  liksom.  Men  du  kom  med  exempel  på  hur  det  fungerar  ute  på  företag  och  sådär,  det  är  ju  inte  något  vi  har  koll  på  annars.  Så  det  tyckte  jag  kopplade  samman  lite  med  hållbar  utveckling.  Vi  tänkte  mer  på  grön  kemi  aspekten  men  i  och  med  de  fick  man  in  mer  hur  det  påverkar  liksom  samhället  och  industrin  mer”.    Hen  jämför  diskussionen  också  med  vad  övriga  studenter  i  kursen  diskuterat,  ”Det  tror  jag  de  andra  som  gjorde  grön  kemilabben  gick  miste  om.  Den  diskussionen  är  säkert  inte  lika  stor  och  det  faller  sig  inte  lika  naturligt”.    Student  78  säger  att  genomgången  ”sammanfattade  det  som  man  tagit  reda  på  själv  och  så  fick  vi  reda  på  lite  nytt  om  de  andras  punkter.”  ”…  fick  svar  på  alla  frågor  och  bekräftelse  på  att  det  jag  tänkt  var  rätt”.    Hen  säger  också  att  ”det  hjälpte  till  att  jag  hade  förarbetat  lite...”  ”…  vissa  av  dem  hade  jag  fattat  när  jag  höll  på  med  mina  frågor  så  en  del  hade  man  redan  koll  på  och  då  var  det  kul  att  höra  mer  om  det.”  Student  79  säger  att  ”jag  tyckte  det  var  väldigt  viktigt  och  man  fick  en  bättre  förståelse  för  vad  grön  kemi  faktiskt  innebär”.    Hen  förklarar  också  på  vilket  sätt  genomgången  bidrog  till  förståelse  om  grön  kemi.  ”…  fick  man  ju  se  att  det  bygger  på  vissa  grunder,  att  grön  kemi  är  kategoriserat.  Grön  kemi  är  inte  bara  att  spara  energi  utan  det  är  faktiskt  de  här  kriterierna  som  vi  kollar  på  och  det  är  också  olika  perspektiv”.  ”…  den  bilden  hade  jag  inte  alls  av  grön  kemi  så  att  där  har  jag  verkligen  ökat  förståelsen”.    Hen  säger  att  det  var  ”svårt  att  se  de  praktiska  lösningarna  på  problemet  och  när  du  gick  igenom  typ  så  kunde  vi  ju  enkelt  göra  det  grönare  eller  se  att  det  faktiskt  var  grönt”.    Hen  säger  dessutom  ”insikten  att  aha,  alla  andra  synteser  vi  har  gjort  har  vi  inte  tänkt  på  det  här  eller  då  är  man  inte  lika  sparsam  med  olika  delar.”  ”jag  tycker  flera  borde  varit  med  i  diskussionen  och  hört  det”.    Det  är  tydligt  att  genomgången  har  hjälpt  studenterna  att  öka  deras  kunskaper  om  grön  kemi  genom  att  komplettera  den  bild  studenterna  själva  skapat.  Under  diskussionen  har  de  också  fått  ta  del  av  varandras  tankar  och  tagit  med  sig  ett  nytt  tänk  och  nya  verktyg  i  form  av  exempel  på  tillämpningar  på  principerna.    Detta  tyder  på  att  den  approach  på  genomgångar  som  förespråkats  av  Mogensen  et  al  och  Sandell  et  al  bidragit  till  att  de  studerande  vågat  delta  i  diskussioner  och  lärt  sig  om  grön  kemi.7  8      Om  efterarbetet  säger  student  77  säger  så  här  att  ”Efterarbetet  va  liksom,  a  de  va  väl  liksom  en  fortsättning  på  diskussionen  egentligen  å  försöka  sätta  det  i  ytterligare  ett  lite  annorlunda  sammanhang,  ur  en  annan  synvinkel  få  bearbeta  det  själv  lite  gran.”  ”Det  kändes  som  att  jag  hade  ett  lite  annat  perspektiv  när  jag  tittade  på  det  efteråt.”  ”Jag  tittade  på  reaxys  men  det  är  synd  för  man  får  ju  inte  så,  det  var  synd  att  man  inte  fick  lika  mycket  information  om  synteserna  när  man  kollade  där.”  ”Jag  hade  velat  veta  mer.”  ”Jag  blev  mer  nyfiken  på  det”.    Student  78  säger  att  efterarbetet  ”det  lärde  mig  att  det  finns  väldigt  många  sätt  att  arbeta  hållbart  och  att  det  är  svårt  att  säga  vilket  som  är  bäst.”  Hen  säger  också  ”Det  var  bra  med  förarbetet  för  då  förstod  man  genomgången  bättre  och  efterarbetet  var  viktigt  för  man  ska  ju  lära  sig  att  arbeta  själv  också.”  

Page 39: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

39  

Student  79  säger  ”Jag  tyckte  inte  det  var  ett  jättestort  bidrag  eller  min  förståelse  ökade  inte  mycket  mer”  Hen  säger  att  efterarbetet  var  ”…  inte  kompletterande.”  ”Efterarbetet  bidrar  inte  med  jättemycket  mer  än  vad  man  fått  ut  i  kursen”.    Här  går  åsikterna  isär  lite.  Studenterna  tycker  att  efterarbetet  inte  bidrog  till  någon  förnyad  kunskap.  Student  77  och  78  tyckte  att  deras  nyfikenhet  väcktes  och  de  var  nöjda  med  efterarbetet  medan  student  79  inte  höll  med  om  att  nyfikenheten  väckts.  Som  repetitionsuppgift  och  fördjupning  av  kunskaperna  från  laborationen  tyckte  studenterna  att  efterarbetet  var  vettigt  då  de  fick  både  repetera  och  själva  tänka  i  nya  banor.  Att  studenterna  ser  laborationen  och  arbetet  kring  som  en  helhet  ligger  i  linje  med  Julin-­‐Tegelmans  tankar  om  hur  pre-­‐  och  post-­‐laborativa  aktiviteter  sätter  laborationer  i  ett  sammanhang.6    Vad  gäller  vilket  moment  som  var  mest  givande  var  studenterna  överens.  Likt  noterat  i  gymnasieundersökningen  tyckte  studenterna  att  genomgången  var  det  moment  som  lärde  dem  mest  om  grön  kemi.  Student  77  säger  ”Jag  tycker  förarbetet  och  diskussionen  innan  labben  var  det  som  gav  mest…”.    Student  78  säger  ”genomgången  som  lärde  mig  mest  om  alla  olika  liksom  allmänt,  det  var  det  som  var  mest  om  begreppet  hållbar  kemi.”    Hen  var  också  tydlig  med  att  poängtera  ”Jag  tycker  alla  tre  var  lika  viktiga  och  man  borde  ha  med  allting.”    Student  79  säger  ”de  jag  fick  ut  mest  var  när  vi  diskuterade  tillsammans”.    För  att  knyta  an  till  frågeställningen  igen  så  är  det  tydligt  att  studenterna  lärde  sig  om  grön  kemi  genom  laborationen.  Enkäterna  visar  att  eleverna  och  studenterna  känner  sig  säkra  på  sina  kunskaper  om  grön  kemi.  Fritextsvaren  från  eleverna  visar  att  genomgången  och  repetitionsfrågorna  var  det  som  bidrog  mest  i  deras  laboration.  Studenterna  säger  i  sina  intervjuer  att  laborationen  bidrar  mycket  till  att  de  lär  sig  om  grön  kemi.  Studenterna  känner  till  och  med  att  deras  kurskamrater,  som  inte  gjorde  universitetslaborationen,  missade  något  när  de  inte  fick  samma  typ  av  genomgång  och  arbete  som  de  själva.      Bidrar  laborationen  designad  enligt  den  miljödidaktiska  modellen  till  att  studenterna  och  eleverna  lär  sig  om  hållbar  utveckling?    Undersökningen  i  gymnasiet  visade  att  alla  eleverna  i  någon  grad  ansåg  att  laborationen  bidrog  till  deras  förståelse  av  hållbar  utveckling  och  att  de  efter  laborationen  kunde  mer  om  hållbar  utveckling  än  innan,  se  diagram  11  och  12.    Dessutom  instämde  36  %  fullt  med  att  de  efter  laborationen  kunde  ge  exempel  på  samband  mellan  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.  Övriga  64  %  instämde  delvis,  se  diagram  13.    Universitetsenkäten  visade  på  liknande  resultat  vad  gäller  studenternas  förståelse  av  hållbar  utveckling.  En  instämde  fullt  och  övriga  två  instämde  delvis,  se  tabell  1  fråga  5.  Dock  ansåg  alla  tre  sig  kunna  mer  om  hållbar  utveckling  efter  laborationen  än  innan  och  alla  tre  ansåg  sig  kunna  ge  exempel  på  samband  mellan  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.  Se  tabell  1  fråga  6  och  8.      

Page 40: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

40  

I  intervjuerna  nämner  alla  tre  studenterna  hållbar  utveckling  även  om  intervjuerna  främst  fokuserats  på  grön  kemi.    Student  77  till  exempel  säger,  i  samband  med  att  hen  pratar  om  diskussionen  ”…  så  det  tyckte  jag  kopplade  samman  lite  med  hållbar  utveckling.”    Student  78  säger  att  diskussionen  var  bäst  för  den  lärde  om  vad  hen  omedvetet  kallar  för  ”hållbar  kemi”.  Det  är  inte  ens  ett  begrepp  jag  tagit  upp  utan  något  som  naturligt  kom  för  studenten  när  förståelsen  ökade.    Student  79  pratar  ganska  mycket  om  kopplingarna  mellan  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.  ”…  hållbar  utveckling  också  så  kände  jag  att  tidigare  har  man  ju  diskuterat  ur  mer  ett  världsligt  perspektiv…”  ”…  att  dela  upp  det  till  ekonomi,  till  ekologi  och  till  samhället  var  ganska  intressant  och  att  man  kunde  dra  paralleller  till  det  och  just  då  att  de  tolv  principerna  byggde  på  att  påverka  de  punkterna.”  ”å  se  liksom  hur  man  i  praktiken  via  de  här  tolv  principerna  kan  bidra  till  en  hållbar  utveckling”    Att  alla  studenterna  nämner  hållbar  utveckling  i  samband  med  att  de  pratar  om  diskussionen  stämmer  bra  överens  med  Sandell  et  al  och  Mogensen  et  al  och  deras  tankar  om  hur  diskussioner  lär  ut  hållbar  utveckling  till  de  studerande.7  8    För  att  sammanfatta.  Eleverna  och  studenterna  är  lite  mer  osäkra  på  sin  kunskap  om  hållbar  utveckling  än  de  är  på  sina  kunskaper  om  grön  kemi.  Detta  till  trots  är  det  ingen  som  genomfört  en  laboration  designad  enligt  den  miljödidaktiska  modellen  som  anser  sig  sakna  kunskaper  om  hållbar  utveckling  eller  som  anser  sig  inte  kunna  mer  om  hållbar  utveckling  efter  labben  än  innan.      Vad  lär  sig  studenter  som  genomför  en  grön  kemilabb  om  grön  kemi  och  hållbar  utveckling?    En  snabb  överblick  av  diagrammen  i  universitetsundersökningen  (diagram  1-­‐8)  ger  bilden  av  att  en  grön  laboration  lär  studenter  om  grön  kemi.  Diagram  1  och  2  visar  att  en  stor  majoritet  mer  eller  mindre  anser  att  laborationskursen  bidrog  till  studenternas  förståelse  av  grön  kemi  (82  %)  och  till  att  deras  kunskaper  om  grön  kemi  ökat  efter  kursen  (80  %).  Däremot  visar  diagram  5  och  6  att  endast  lite  mer  än  en  tredjedel  av  studenterna  tyckte  laborationskursen  bidrog  till  deras  förståelse  av  hållbar  utveckling  respektive  att  de  kunde  mer  om  hållbar  utveckling  efter  laborationskursen  än  innan.  Detta  tyder  på  att  studenternas  närliggande  mål  inte  varit  detsamma  som  kursansvariges  närliggande  mål.  I  alla  fall  vad  gäller  att  studenterna  ska  lära  sig  om  hållbar  utveckling.3  Diagram  8  visar  att  av  studenterna  var  det  cirka  hälften  som  ansåg  sig  kunna  ge  exempel  på  samband  mellan  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.  Intressant  eftersom  det  var  något  fler  än  som  svarade  att  de  lärt  sig  om  hållbar  utveckling,  men  också  något  mindre  än  de  som  lärt  sig  om  grön  kemi.    Dessa  resultat  jämfört  med  studenterna  som  gjort  universitetslaborationen  är  markant  svagare.  Svagare  i  bemärkelsen  att  av  de  ~80  %  som  varit  positiva  i  diagram  1  och  2  är  det  en  överväldigande  del  som  instämt  delvis  jämfört  med  nästan  bara  fullt  instämmande  svar.  Svagare  också  i  bemärkelsen  att  resultaten  i  diagram  5,  6  och  8  inte  når  upp  till  samma  nivå  av  positiva  svar.    

Page 41: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

41  

Från  detta  kan  slutsatsen  dras  att  universitetslaborationen  är  vad  som  lärt  studenterna  om  hållbar  utveckling  och  inte  något  annat  moment  i  kursen.  Det  kan  också  konstateras  att  en  grön  laboration  inte  lär  studenterna  i  någon  större  utsträckning  om  hållbar  utveckling.  Vilket  är  i  linje  med  Millars  tanke  att  syftet  med  laborationer  bör  vara  att  föra  samman  teori  och  praktik  och  Högström  et  al  som  menar  att  syftet  måste  förmedlas  till  de  studerande  för  att  de  ska  lära  sig  något.4  5  Med  andra  ord  har  antingen  studenterna  inte  förstått  syftet  med  laborationen  eller  så  var  inte  syftet  att  studenterna  skulle  lära  sig  om  hållbar  utveckling.  För  att  visa  att  detsamma  stämmer  för  grön  kemi  vill  jag  visa  på  vilka  grunder  studenterna  svarat  att  de  lärt  sig  om  grön  kemi.  Detta  genom  att  lyfta  resultatet  från  den  öppna  frågan  där  studenterna  får  svara  på  vilken  laboration  som  bidrog  mest  till  deras  förståelse  av  grön  kemi  och  på  vilket  sätt.      Av  de  76  studenter  som  besvarat  enkäten  har  63  svarat  att  labbkursen  mer  eller  mindre  varit  bidragande  till  deras  förståelse  av  grön  kemi  (de  82  %  i  diagram  1).  Av  dessa  63  studenter  har  hela  11  inte  alls  svarat  alls  på  varför  den  gröna  laborationen  gav  mest  förståelse.  Detta  genom  att  lämna  fältet  blankt.    16  studenter  har  angett  att  den  gröna  laborationen  var  mest  givande  för  att  det  var  den  enda  laborationen  där  begreppet  togs  upp.    Till  exempel  student  50  som  skriver  ”de  andra  bidrog  inte  alls”  eller  student  76  som  skriver  ”annars  pratade  vi  aldrig  om  grön  kemi”.    Student  61  lägger  också  till  att  syntesen  var  grön,  ”den  var  den  enda  som  tog  upp  konceptet  grön  kemi,  de  andra  behandlade  inte  ämnet  alls.  I  labben  beskrevs  en  syntesväg  som  var  ’grön’  ”.    17  studenter  har  svarat  att  den  gröna  laborationen  var  mest  givande  för  att  det  fanns  en  sida  att  läsa  på  i  labbpeket.  Till  exempel  student  69  som  skriver  ”texten  i  kompendiet  förklarade  begreppet”  eller  student  49’s  svar  ”informationen  i  labbhäftet”  eller  lite  kortare  som  student  34  ”bra  labpek”.    Utifrån  dessa  44  studenters  svar  har  de  alltså  inte  fått  med  sig  kunskaper  om  grön  kemi  genom  att  genomföra  en  grön  kemi  labb.  Studenterna  har  uppmärksammat  att  en  laboration  hette  ”grön  kemi”  men  inte  tagit  med  sig  vad  grön  kemi  innebär.  Som  till  exempel  student  38  visar  i  sitt  svar  ”Den  var  "marknadsförd"  som  den  "gröna"  labben,  typ”  eller  student  60,  som  felaktigt  tror  att  grön  kemi  är  att  laborera  smått  och  få  liten  mängd  produkt,  skriver  ”den  var  liten  och  gav  lite  produkt”.  Dessa  uttalanden  tyder  på  att  för  dessa  44  studenter  har  inte  det  närliggande  målet  varit  att  lära  sig  om  grön  kemi.3  Detta  trots  att  kursansvarig  sagt  att  syftet  med  laborationen  är  att  studenterna  ska  lära  sig  om  grön  kemi.    Bland  de  övriga  19  studenterna,  som  ansett  att  labbkursen  bidragit  till  deras  förståelse  av  grön  kemi,  har  11  har  svarat  att  den  gröna  labben  bidrog  mest  för  att  den  innehöll  gröna  moment,  och  då  räknat  upp  några  av  dessa  moment.  Till  exempel  student  52,  53  och  54  som  alla  refererat  i  sina  respektive  svar  till  katalysatorn  dowex  och  dess  inverkan  på  laborationen.    

Page 42: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

42  

Student  52  skrev  ”eftersom  att  dowex  visade  att  essentiella  kemikalier  kan  återanvändas  (i  vissa  fall)”.  Student  53  skrev  ”Eftersom  dowex  visar  att  kemikalier  kan  återanvändas”  och  student  54  som  skrev  ”återanvändning  av  dowex  var  intressant  att  se”.    De  8  sista  av  dessa  63  har  svarat  att  den  gröna  labben  var  mest  givande  för  att  de  hade  en  genomgång  om  grön  kemi  innan.  Dessa  studenter  verkar  således  ha  fått  med  sig  något  om  grön  kemi  som  inte  övriga  nämnt.  Samtidigt  säger  de  dock  att  det  inte  var  på  grund  av  att  laborationen  var  grön  utan  för  att  labbledarna  i  dessa  grupper  haft  genomgångar  och  studenterna  själva  har  frågat  om  grön  kemi.  Till  exempel  student  39  som  skriver  ”Eftersom  den  hette  grön  kemi  frågade  man  om  varför  den  var  grön  och  fick  det  förklarat”    Men  inte  bara  de  63  som  ansåg  att  laborationskursen  bidragit  till  deras  förståelse  av  grön  kemi  har,  i  frisvarsfrågan,  uppmärksammat  den  gröna  labben  som  den  laborationen  som  bidrog  mest  till  grön  kemi.    Bland  övriga  13  studenter  återfinns  samma  typer  av  motiveringar  som  bland  de  63  som  diskuterats  hittills.  Till  exempel  skriver  student  30  om  labbpeket  men  verkar  inte  nöjd  med  innehållet,  ”Det  stod  ett  litet  kort  stycke  om  grön  kemi  i  labbhäftet,  men  ganska  svagt”.    Student  57  instämmer  och  lägger  till  att  det  också  var  den  enda  labben  som  tog  upp  begreppet,  ”det  var  den  enda  laborationen  där  grön  kemi  behandlades  och  där  det  stod  lite  om  vad  det  innebär  i  labkompendiet”    Student  14  har  fått  en  genomgång  om  grön  kemi  men  anser  ändå  inte  att  labbkursen  bidragit  till  hens  förståelse,  ”den  var  en  grön  kemi  labb,  labb  assistent  berättade  väldigt  kort  om  grön  kemi”.    Student  63  beskriver  en  grön  metod  som  tillämpades  men  med  en  viktig  poäng,  ”användande  av  katalysator  (som  sedan  slängdes)”.    Student  62  får  avsluta  med  sitt  utförliga  och  kritiska  svar,  ”eftersom  labbinstruktionen  innehöll  tre  minimala  punkter  om  vad  grön  kemi  innebär.  De  övriga  innehöll  ingenting.  Den  7'e  labben  skulle  jag  dock  inte  säga  att  den  innehöll  särskilt  mycket  alls  om  grön  kemi  och  i  princip  inget  fokus  låg  på  det”.    Dessa  13  studenter  har  varit  medvetna  om  att  syftet  med  laborationen  kan  ha  varit  att  de  ska  lära  sig  om  grön  kemi  men  menar  att  detta  inte  förmedlats  tillräckligt  väl.  Vilket  stärker  Högström  et  al  i  deras  uttalande  om  att  läraren  inte  kan  ta  för  givet  att  de  studerande  ska  lära  sig  något  på  laborationen  på  egen  hand.4    För  att  sammanfatta.  Studenterna  som  genomfört  en  grön  kemilabb  får  endast  ytliga  kunskaper  om  grön  kemi.  De  minns  att  de  läst  om  grön  kemi  i  labbpeket  men  kan  inte  peka  på  vad  i  laborationen  som  var  grönt.  Några  nämner  dowex  men  bara  en  ifrågasätter  om  den  går  att  återanvända.  Detta  trots  att  den  kritiska  granskningen  och  ifrågasättandet  av  generella  metoder  är  en  så  pass  central  del  av  den  gröna  kemin.  Många,  82  %,  anser  sig  har  lärt  sig  om  grön  kemi  men  bara  25  %  (19  av  76)  har  i  realiteten  uttryckt  sig  som  om  de  tagit  med  sig  vad  grön  kemi  innebär  från  labben.  Således  kan  det  inte  konkluderas  att  en  grön  laboration  skulle  lära  studenterna  om  grön  kemi.    

Page 43: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

43  

6.1  Slutsats  Genom  att  jämföra  resultaten  från  de  som  genomfört  en  laboration  designad  enligt  den  miljödidaktiska  modellen  med  de  som  genomfört  en  grön  laboration  har  jag  visat  att  studenterna  som  genomförde  den  gröna  laborationen  inte  lärde  sig  något  nämnvärt  alls  om  hållbar  utveckling  och  att  de  inte  heller  lärt  sig  om  grön  kemi.    Resultaten  var  tydliga  i  att  laborationerna  som  designats  med  den  miljödidaktiska  modellen  både  lärt  studenterna/eleverna  om  grön  kemi  och  om  hållbar  utveckling.  Studenternas  intervjusvar  och  elevernas  fritextsvar  visade  även  att  studenterna  hade  lärt  sig  om  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  från  laborationen  genom  före-­‐  och  efterarbetet.    Laborationer  designade  enligt  den  miljödidaktiska  modellen  är  ett  sätt  att  inom  ramen  för  en  laboration  lära  studenter  om  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.    

6.2  Undersökningens  validitet  Frågeställningen  har  fått  ett  svar,  men  undersökningen  lämnar  utrymme  för  lite  kritiskt  granskande.  Till  att  börja  med  var  det  endast  3  studenter  som  genomförde  universitetslaborationen.  Detta  påverkar  de  kvantitativa  analyserna  negativt  eftersom  det  är  svårt  att  avgöra  om  dessa  tre  studenter  representerar  hela  populationen.  Det  var  svårt  att  få  studenterna  att  ställa  upp  och  det  tror  jag  beror  på  att  de  flesta  studenterna  hade  som  närliggande  mål  att  ta  sig  igenom  laborationskursen  och  därför  inte  var  öppna  för  förslag  som  ändrade  deras  planering.  Detta  bakslag  för  den  kvantitativa  analysen  vägs  upp  av  den  utförliga  kvalitativa  analysen  av  de  tre  studenterna,  i  och  med  intervjuerna.      De  övriga  två  delarna  av  undersökningen  hade  fler  svarande.  76  studenter  som  svarade  på  enkäten  är  en  hög  siffra  jämfört  med  antalet  studenter  som  gick  labbkursen.  Den  kvalitativa  analysen  kan  kritiseras  lite  för  att  den  inte  var  utförlig  och  att  det  inte  genomfördes  intervjuer  berodde  delvis  på  att  studenterna  inte  ville  ställa  upp.  Samtidigt  syftade  enkäten  främst  till  att  vara  kvantitativ  och  det  har  den  lyckats  med.    Eleverna  var  11  svarande  vilket  var  en  stor  del  av  hela  klassen  som  läste  kemi  2  vid  det  givna  tillfället.  Den  kvalitativa  frågan  var  välformulerad  och  svaren  var  långa  och  uttömmande.  Dessa  11  elever  gick  i  samma  klass  och  har  sen  tre  år  tillbaka  samma  utbildningsbakgrund.  Därför  finns  utrymme  för  att  framöver  undersöka  om  dessa  resultat  kan  tillämpas  även  på  andra  elevgrupper  med  andra  bakgrunder.    Vad  gäller  metoderna  som  använts  i  enkätundersökningen  och  intervjuerna  har  målgruppen  preciserats  och  syften  formulerats  innan  frågorna  började  ta  form.  Detta  var  de  två  viktigaste  förutsättningarna  för  att  metoderna  skulle  gälla.  Det  låga  svarsbortfallet  inom  enkäterna  stärker  resultatet  av  undersökningarna  eftersom  det  tyder  på  att  frågorna  ställts  på  ett  bra  sätt  och  varit  förståeliga  för  respondenterna.    

Page 44: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

44  

6.3  Vidare  forskning  Denna  undersökning  har  visat  att  grön  kemi  och  hållbar  utveckling  kan  läras  ut  inom  ramen  för  laborationer  med  hjälp  av  den  miljödidaktiska  modellen.  Resultaten  har  visat  att  studenterna  och  eleverna  lär  sig  grön  kemi  bättre  med  laborationer  designade  enligt  den  miljödidaktiska  modellen  än  utan.      Detta  öppnar  för  framtida  forskning  och  nya  frågor.  Det  kanske  finns  någon  annan  modell  baserad  på  en  annan  didaktik  som  fungerar  bättre.  Miljödidaktiken  kanske  behöver  anpassas  ännu  mer  till  grön  kemi  för  att  nå  bästa  resultat.  Något  specifikt  undervisningsmoment,  laborationer  eller  föreläsningar  eller  seminarier,  kanske  förmedlar  budskapet  mångt  bättre  än  övriga  alternativ.  Kanske  modellen  fungerar  olika  för  olika  lärare,  olika  för  olika  elevgrupper.    Listan  kan  göras  lång  men  i  grunden  bör  framtida  forskning  på  detta  område  handla  om  att  vidareutveckla  och  verifiera  den  miljödidaktiska  modellen  för  undervisning  om  grön  kemi  och  hållbar  utveckling.  Denna  vidareutveckling  bör  ske  genom  att  samband  mellan  begreppen  inom  modellen  och  grön  kemi  specificeras  och  utforskas.                

Page 45: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

45  

Referenslista:    1.  Johansson,  Annie-­‐Maj,  Undersökande  arbetssätt  i  NO-­‐undervisningen  i  grundskolans  tidigare  årskurser  [Elektronisk  resurs],  Institutionen  för  matematikämnets  och  naturvetenskapsämnenas  didaktik,  Stockholms  universitet,  Diss.  (sammanfattning)  Stockholm:  Stockholms  universitet,  2012  Stockholm,  2012.  http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:su:diva-­‐78835    2.  Paul.T.Anastas  &  John.C.Warner,  Green  Chemistry  –  theory  and  practice,  Oxford  University  Press  2000,  Oxford  2008.    3.  Gröndahl,  Fredrik  &  Svanström,  Magdalena,    Hållbar  utveckling:  en  introduktion  för  ingenjörer  och  andra  problemlösare,  1.  uppl.,  Liber,  Stockholm,  2011    4.  Högström,  Per,  Ottander,  Christina  &  Benckert,  Sylvia,  Lärares  mål  med  laborativt  arbete:  Utveckla  förståelse  och  intresse  NorDiNa  5  (s.  54-­‐65).  Umeå  2006    5.  Millar,  Robin,    Rethoric  and  reality:  what  practical  work  really  is  for  Wellington  (Red.)  ”Practical  work  in  school  sience  –  which  way  now?”  (s16-­‐31).  Padstow:  Routledge  1998    6.  Julin-­‐Tegelman,  Åsa,  Hur  kan  elevers  kritiska  tänkande  tränas  i  naturvetenskapliga  ämnen  -­‐  en  studie  om  den  öppna  och  den  slutna  laborationen.  Stockholms  universitet,  Stockholm  2005    7.  Sandell,  Klas,  Öhman,  Johan  &  Östman,  Leif,    Miljödidaktik:  naturen,  skolan  och  demokratin,  Studentlitteratur,  Lund,  2003    8.  Finn  Mogensen  &  Karsten  Schnack  (2010):  The  action  competence  approach  and  the  ‘new’  discourses  of  education  for  sustainable  development,  competence  and  quality  criteria,  Environmental  Education  Research,  16:1,  59-­‐74    9.  Jennifer  N.  Boice,  Christina  M.  King,  Carol  Higginbotham  and  Richard  W.  Gurney,  Molecular  Recycling:  Application  of  the  Twelve  Principles  of  Green  Chemistry  in  the  Diversion  of  Post-­‐consumer  Poly(lactic  acid)  Waste,  JOURNAL  OF  MATERIALS  EDUCATION  2008  Volym  30  Häfte  5/6  Sidor  257-­‐280    10.  Skolverket,  Kursplan  kemi  1  gymnasieskolan,  hämtad  131003    http://www.skolverket.se/laroplaner-­‐amnen-­‐och-­‐kurser/gymnasieutbildning/gymnasieskola/kem?tos=gy&subjectCode=KEM&lang=sv&courseCode=KEMKEM01#anchor_KEMKEM01    11.  Trost,  Jan  &  Hultåker,  Oscar,    Enkätboken,  3.,  [rev.  och  utök.]  uppl.,  Studentlitteratur,  Lund,  2007    12.  Lantz,  Annika,    Intervjumetodik,  2.,  [omarb.]  uppl.,  Studentlitteratur,  Lund,  2007    

Page 46: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

46  

Bilagor:  Här  presenteras  de  bilagor  som  refererats  till  i  rapporten.  Deras  inbördes  ordning  presenteras  i  nedanstående  lista  och  varje  ny  bilaga  startar  med  en  ny  sida  för  att  enkäterna  och  laborationslydelserna  ska  få  samma  formatering  som  de  hade  vid  undersökningen.    BILAGA  1:  Universitetsenkäten  BILAGA  2:  Gymnasieenkäten  BILAGA  3:  Genomgångens  innehåll  BILAGA  4:  Grön  kemis  principer  i  nummerordning  (engelska)  BILAGA  5:  Grön  kemis  principer  och  hållbar  utvecklings  perspektiv  BILAGA  6:  Universitetslaborationen  BILAGA  7:  Gymnasielaborationen  BILAGA  8:  Intervjuplan        

Page 47: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

47  

BILAGA  1:  Universitetsenkäten  

Enkät om studenters inställning till hållbar utveckling och grön kemi efter labbkursen i organisk kemi 2. Syftet med enkäten är att undersöka om labbkursen i organisk kemi 2 bidrar till att studenter lär sig om grön kemi och hållbar utveckling. Tack för att du tar dig tid att svara, ditt svar bidrar till en bättre undervisning! 1. Jag anser att labbkursen har varit bidragande till min förståelse av vad grön kemi innebär. Instämmer fullt Instämmer delvis Instämmer inte Instämmer inte alls 2. Jag vet mer om grön kemi efter att ha genomfört labbkursen än jag gjorde innan. Instämmer fullt Instämmer delvis Instämmer inte Instämmer inte alls 3. Jag kan efter att ha deltagit i labbkursen uppskatta hur väl en given syntes följer grön kemis principer. Instämmer fullt Instämmer delvis Instämmer inte Instämmer inte alls 4. Jag tror jag kommer ha nytta av mina kunskaper inom grön kemi som ingenjör. Instämmer fullt Instämmer delvis Instämmer inte Instämmer inte alls Var god vänd

Page 48: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

48  

5. Jag anser att labbkursen har varit bidragande till min förståelse av vad hållbar utveckling innebär. Instämmer fullt Instämmer delvis Instämmer inte Instämmer inte alls 6. Jag vet mer om hållbar utveckling efter att ha genomfört labbkursen än jag gjorde innan. Instämmer fullt Instämmer delvis Instämmer inte Instämmer inte alls 7. Jag tror jag kommer ha nytta av mina kunskaper inom hållbar utveckling som ingenjör. Instämmer fullt Instämmer delvis Instämmer inte Instämmer inte alls 8. Jag kan efter att ha deltagit i labbkursen ge exempel på samband mellan grön kemi och hållbar utveckling. Instämmer fullt Instämmer delvis Instämmer inte Instämmer inte alls 9. Om någon, vilken laboration gav dig mest kunskap om grön kemi? 10. På vilket sätt bidrog den laborationen mer än de andra?

   

Page 49: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

49  

BILAGA  2:  Gymnasieenkäten  

Enkät om elevers kunskaper inom grön kemi och hållbar utveckling efter synteslabb. Syftet med enkäten är att undersöka om estersynteslabben bidrog till att eleverna lärde sig om grön kemi och hållbar utveckling. Tack för att du tar dig tid att svara, ditt svar bidrar till en bättre undervisning! 1. Jag anser att labben har varit bidragande till min förståelse av vad grön kemi innebär. Instämmer fullt Instämmer delvis Instämmer inte Instämmer inte alls 2. Jag vet mer om grön kemi efter att ha genomfört labben än jag gjorde innan. Instämmer fullt Instämmer delvis Instämmer inte Instämmer inte alls 3. Jag anser att labben har varit bidragande till min förståelse av vad hållbar utveckling innebär. Instämmer fullt Instämmer delvis Instämmer inte Instämmer inte alls 4. Jag vet mer om hållbar utveckling efter att ha genomfört labben än jag gjorde innan. Instämmer fullt Instämmer delvis Instämmer inte Instämmer inte alls 5. Jag kan efter att ha deltagit i labben ge exempel på samband mellan grön kemi och hållbar utveckling. Instämmer fullt Instämmer delvis Instämmer inte Instämmer inte alls

Page 50: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

50  

6. På vilket sätt tycker du labben bidrar till förståelse om grön kemi och hållbar utveckling?        

Page 51: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

51  

BILAGA  3:  Genomgångens  innehåll  I  denna  bilaga  presenteras  innehållet  i  genomgången  som  inledde  både  gymnasielaborationen  och  universitetslaborationen.  Som  nämnts  i  rapporten  handlade  genomgången  om  att  förse  studenterna/eleverna  med  de  verktyg  som  grön  kemi  bidrar  med  och  ge  relevanta  exempel  på  hur  hushåll  vardagligt  arbetar  för  att  bidra  till  en  hållbar  utveckling.  Tanken  var  att  studenterna/eleverna  skulle  få  se  kopplingen  mellan  principerna  och  vardagliga  aktiviteter  som  bidrar  till  en  hållbar  utveckling.  Därigenom  kunde  de  också  se  att  verktygen  från  grön  kemi  inte  är  unika  till  bara  grön  kemi  utan  används  även  vardagligt  och  utanför  kemin.  Genomgången  behandlade  var  princip  för  sig  själv  och  därför  görs  framställningen  likadan  i  denna  bilaga.  För  de  fullständiga  formuleringarna  av  principerna  se  bilaga  4  eller  rubriken  grön  kemi  under  avsnittet  tidigare  forskning.    1.  Den  här  principen  handlar  om  att  undvika  avfall.  Som  kemist  är  det  vanligt  att  detta  sker  genom  att  antalet  biprodukter  minimeras.  Ett  populärt  sätt  att  åstadkomma  det  är  genom  att  använda  en  återvinningsbar  katalysator.    Vardagligt  gör  vi  liknande  saker  för  att  undvika  avfall.  Vi  återanvänder  och  återvinner  våra  sopor.  Vi  gör  matlåda  av  våra  matrester  och  vi  samåker  för  att  undvika  extra  utsläpp.    2.  Denna  princip  handlar  om  att  maximera  användandet  av  sina  resurser.  För  gemene  kemisten  handlar  det  om  att  inkorporera  så  mycket  som  möjligt  av  materialen  i  produkterna.  Det  vanligaste  sättet  kemister  gör  detta  på  är  genom  att  maximera  både  utbytet  men  också  atomekonomin  för  reaktionerna.  Det  är  otänkbart  hur  slösaktiga  kemister  genom  tiden  har  varit  med  atomekonomin,  ibland  måste  det  separeras  bort  lika  mycket  biprodukter/lösningsmedel  som    det  bildats  produkt  även  om  utbytet  är  100%.    Detta  kan  jämföras  med  att  om  en  kemist  bara  använder  en  liten  del  av  en  molekyl  skulle  det  vara  likvärdigt  med  om  köttindustrin  bara  använde  en  liten  del  av  djuret  och  resten  (ibland  upp  emot  60%)  gick  till  avfall.  Lika  självklart  som  det  är  att  inte  slösa  med  köttråvarorna  borde  det  vara  att  inte  slösa  med  kemiråvarorna.  Till  exempel  bakar  vi  inte  kakor  och  slänger  hälften  av  ingredienserna  till  vardags.    3.  Denna  princip  handlar  om  att  göra  syntesen  säkrare  och  fokus  ligger  på  processen.  För  kemisten  handlar  det  om  att  ersätta  om  möjligt  farliga  kemikalier  med  mindre  farliga  och  om  möjligt  eliminera  farliga  moment.    Detta  görs  hela  tiden,  människor  i  allmänhet  gör  farliga  saker  för  att  åstadkomma  något.  Det  viktiga  att  ta  med  sig  är  hur  vi  genomför  de  farliga  sakerna.  Till  exempel  kan  vi  välja  att  skriva  i  en  skruv  med  en  kniv  men  vi  kanske  väljer  en  skruvmejsel  för  att  det  är  säkrare  och  det  är  så  vi  bör  tänka  inom  kemin  också.  Det  finns  många  styrmedel  även  för  icke  kemiska  processer  och  bland  alla  miljömärkningar  och  ISO  standarder  syftar  de  till  en  sak.  Öka  säkerheten  och  hållbarheten  i  processerna.    

Page 52: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

52  

4.  Denna  princip  handlar  om  att  designa  produkter  utan  inherent  skadlighet.  Ett  bra  verktyg  för  kemister  är  riskfraser.  Dessa  är  ett  sätt  att  uppmärksamma  faror  i  samband  med  kemikalier  och  även  klassificera  dessa  efter  typ  av  fara  och  effekten  av  kemikalierna.    Detta  gäller  dock  för  produkter  i  allmänhet  och  för  produkter  avsedda  för  barn  i  synnerhet.  Det  finns  många  kravprofiler  att  uppfylla  och  lika  många  miljömärkningar  att  få.  Skillnaden  mot  att  få  en  miljömärkning  för  en  process  är  att  miljömärkningar  för  produkter,  som  till  exempel  KRAV  märkningen,  är  något  som  ökar  värdet  på  deras  produkt  för  konsumenterna  medan  en  ISO  certifiering  är  något  som  ökar  intresset  för  företag  att  vilja  samarbeta  med  eller  använda  din  process  men  inte  nödvändigtvis  din  produkt.    5.  Denna  princip  handlar  om  att  minimera  mängden  lösningsmedel  och  andra  hjälpsubstanser  och  där  de  är  nödvändiga  byta  ut  dessa  mot  oskadliga  varianter.  Ett  populärt  alternativ  är  att  göra  reaktioner  helt  utan  lösningsmedel.  Man  kan  då  till  exempel  låta  ena  ämnet  om  det  är  en  vätska  vara  lösningsmedel  eller  låta  reaktionen  ske  på  speciella  ytor  som  är  anpassade  för  att  reaktionen  ska  kunna  ske  utan  lösningsmedel.  Annars  är  superkritiska  vätskor  ett  annat  populärt  alternativ  till  traditionella  lösningsmedel  som  är  på  uppsving.    En  stor  anledning  till  att  välja  bort  just  lösningsmedel  varhelst  det  är  möjligt  är  deras  effekt  på  inte  bara  människor  utan  även  på  miljön.  Det  tydligaste  exemplet  från  1900talet  är  klorflorkolvätena  (CFC)  som  användes  i  nästan  alla  typer  av  produkter  på  grund  av  sin  mångsidighet  och  låga  påverkan  på  människor.  Däremot  upptäcktes  årtionden  senare  att  gasen  bröt  ned  livsnödvändigt  ozon  i  stratosfären  som  fick  stora  konsekvenser  för  människor  och  djur.  Ett  annat  exempel  är  att  tillverkarna  nyligen  bytte  från  oljebaserade  färger  till  vattenbaserade  färger  på  grund  av  skadligheten  i  färgerna.  Även  vid  matlagning  använder  vi  lösningsmedel  som  till  exempel  vatten  när  vi  kokar  potatis  eller  soppa.    6.  Denna  princip  handlar  om  att  uppmärksamma  energiförbrukningen  för  dess  påverkan  på  miljön.  Det  enklaste  sättet  att  göra  detta  som  kemist  är  att  gå  igenom  de  steg  i  processen  som  kräver  tillförsel  av  energi  på  något  sätt.  Upphettning  av  reaktionsblandningen  är  en  viktig  aspekt  av  det  hela.  Både  längden  av  värmningen  och  mängden  värme  som  måste  tillföras  påverkar,  men  även  om  produkten  ska  kylas  snabbt  är  det  något  som  kräver  tillförsel  av  energi.    Även  i  vardagen  kräver  nästan  allt  vi  gör  energi.  Saker  vi  gör  för  att  effektivisera  energiförbrukningen  kan  inkludera  att  köpa  energisparlampor  eller  stänga  av  elektroniska  produkter  istället  för  att  sätta  dem  i  standby  läge.  En  viktig  aspekt  av  detta  är  att  välja  elbolag  med  omsorg  eftersom  i  slutändan  handlar  det  inte  bara  om  att  minska  sin  energiförbrukning  utan  även  att  minska  förbrukningen  av  energi  från  icke  förnyelsebara  energikällor.  Intressant  i  samband  med  detta  är  att  idag  finns  elbolag  som  erbjuder  fjälltjänster  för  att  kontrollera  både  förbrukningen  av  el  hemma  men  även  för  att  styra  till  exempel  lampor  via  mobilen  trots  att  ingen  är  hemma.  

Page 53: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

53  

7.  Denna  princip  handlar  om  att  där  det  är  möjligt  välja  förnyelsebara  material  över  icke  förnyelsebara.  För  kemister  handlar  det  mycket  om  att  söka  alternativa  sätt  att  skapa  de  råvaror  som  behövs.  Vanligt  är  att  byta  ut  oljeråvaror  mot  odlade  alternativa  råvaror.  Med  odlade  råvaror  blir  dock  kontinuerlig  tillgång  ett  problem.  Missväxter  påverkar  redan  världen  över  många  miljoner  människor  varje  år,  om  dessa  missväxter  också  ska  påverka  vår  industri  blir  det  ännu  fler  människor  som  påverkas.    Även  andra  typer  av  produkter  som  inte  är  kemiska  tillämpar  denna  princip  och  strävar  hela  tiden  efter  att  använda  sig  av  förnyelsebara  råvaror.  Men  lösningarna  är  fler  än  att  bara  använda  förnyelsebara  material,  i  stor  utsträckning  används  också  återvunna  material.  Överallt  där  säkerheten  kan  garanteras  används  annat  är  så  kallade  jungfrumaterial.    8.  Denna  princip  handlar  om  att  undvika  att  använda  skyddsgrupper  och  onödiga  reaktionssteg  varhelst  de  inte  är  nödvändiga.  Som  kemist  är  det  viktigt  att  vara  medveten  om  effekterna  av  de  verktyg  som  används.  Vad  som  kan  göras  är  att  utnyttja  syntesvägar  som  används  i  naturen  eftersom  där  är  energiåtgången  ofta  låg  och  utgången  gynnsam.  Traditionellt  inom  kemi  har  det  varit  tvärt  om  att  processerna  har  krävt  hög  energi  och  på  ett  eller  annat  sätt  producerat  gifter  och  skadliga  ämnen.    9.  Denna  princip  handlar  om  att  använda  katalysator.  Katalysatorer  påverkar  energiåtgången  och  tidsåtgången  för  processer  men  även  hur  mycket  biprodukter  som  bildas.      Att  katalysera  något  och  undvika  onödiga  steg  i  produktionen  är  jämförbart  med  något  som  vi  till  vardags  gör  omedvetet.  Minsta  motståndets  lag  brukar  det  kallas  när  beslut  fattas  baserat  på  vad  som  ger  mest  vinning  för  minst  ansträngning.  När  vi  ska  välja  väg  hem  låter  vi  inte  enbart  sträckan  avgöra  utan  även  förväntad  trafik  eftersom  vi  vill  komma  till  målet  så  snabbt  och  enkelt  som  möjligt.  Så  endimensionella  kan  dock  inte  kemister  vara  eftersom  de  har  fler  principer  att  följa,  vilken  katalysator  som  helst  duger  inte.    10.  Denna  princip  handlar  om  att  kemiska  produkter  ska  designas  så  att  de  bryts  ned  efter  sin  livstid.  Detta  är  betydligt  svårare  än  det  låter.  Framförallt  är  det  svårt  att  garantera  livslängden  och  samtidigt  göra  produkten  lätt  att  bryta  ned.  För  de  flesta  applikationer  är  det  viktigare  med  kravprofilen  än  att  produkten  kan  brytas  ned  lätt.  Detta  är  något  som  kemisterna  måste  jobba  på  ska  arbetas  in  i  kravprofilen.      Vardagligt  är  detta  med  omhändertagande  av  produkten  något  som  tas  på  stort  allvar.  För  en  del  produkter  är  det  så  viktigt  att  vi  infört  vad  vi  kallar  producentansvaret.  För  övriga  är  återvinning  och  källsortering  viktiga  verktyg  i  att  motverka  miljöförstöring.    11.  Denna  princip  handlar  om  att  analysera  processflöden  i  realtid  för  att  motverka  föroreningar  när  de  uppkommer  istället  för  vid  slutet  av  produktionen.  Men  det  är  mer  till  den  här  principen  än  bara  föroreningsaspekten.  Genom  att  

Page 54: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

54  

utveckla  bättre  analyser  kan  kemister  också  spara  mycket  energi  genom  att  helt  enkelt  veta  när  en  syntes  är  ”klar”.  Ett  bra  knep  att  ta  till  för  att  åstadkomma  en  mer  kontinuerlig  analys  är  genom  att  följa  reaktionerna  TLC.  På  så  sätt  fås  information  om  när  reaktionen  är  klar  och  om  när  det  börjar  bildas  biprodukter.    Vardagligt  använder  vi  oss  hela  tiden  av  kontinuerliga  utvärderingsmetoder.  Våra  mätinstrument  är  våra  sinnen.  Matlagning  har  många  av  de  bästa  exemplen  på  tester  för  att  avgöra  när  produkten  (maten)  är  klar.  Till  exempel  smakar  vi  för  att  avgöra  när  vi  är  nöjda  och  vid  tillagning  av  kött  är  det  många  som  känner  till  köttestet,  ett  test  där  testaren  trycker  på  köttbiten  och  jämför  tryckmotståndet  med  att  trycka  på  sin  handled.    12.  Denna  princip  handlar  om  att  minimera  olyckspotentialen  genom  val  av  utrustning  och  material.  Vanliga  skyddsanordningar  på  labbet  är  bland  annat  skyddskläder,  handskar  och  dragskåp.  När  val  av  material  ska  göras  bör  definitivt  de  arbetandes  säkerhet  och  riskerna  med  kemikalierna  övervägas.    Samma  principer  gäller  på  diverse  övriga  ställen.  Till  exempel  är  arbetsmiljörelaterade  frågor  något  som  legat  högt  på  agendan  ända  sedan  fackföreningar  först  bildades.  Inom  en  del  yrken  är  det  dessutom  en  förutsättning  med  rätt  utrustning.  Till  exempel  kräver  många  yrken  skyddsutrustning  och  inom  vården  är  sterila  verktyg  ett  krav  för  att  verksamheten  ska  kunna  genomföras.        

Page 55: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

55  

BILAGA  4:  Grön  kemis  principer  i  nummerordning  (engelska)    1.  It  is  better  to  prevent  waste  than  to  treat  or  clean  up  waste  after  it  has  been  formed.    2.  Synthetic  methods  should  be  designed  to  maximize  the  incorporation  of  all  materials  used  in  the  process  into  the  final  product.    3.  Wherever  practicable,  synthetic  methodologies  should  be  designed  to  use  and  generate  substances  that  possess  little  or  no  toxicity  to  human  health  and  the  environment.    4.  Chemical  products  should  be  designed  to  preserve  efficacy  of  function  while  reducing  toxicity.    5.  The  use  of  auxiliary  substances  (e.g.  solvents,  separation  agents)  should  be  made  unnecessary  wherever  possible  and  innocuous  when  used.    6.  Energy  requirements  should  be  recognized  for  their  environmental  and  economic  impacts  and  should  be  minimized.      7.  A  raw  material  or  feedstock  should  be  renewable  rather  than  depleting,  wherever  technically  and  economically  practicable.      8.  Unnecessary  derivatization  (blocking  group,  protection/deprotection,  temporary  modification  of  physical/chemical  processes)  should  be  avoided  whenever  possible.      9.  Catalytic  reagents  (as  selective  as  possible)  are  superior  to  stoichiometric  reagents.    10.  Chemical  products  should  be  designed  so  that  at  the  end  of  their  function  they  do  not  persist  in  the  environment  and  break  down  into  innocuous  degradation  products.    11.  Analytical  Methodologies  need  to  be  further  developed  to  allow  for  real-­‐time,  in-­‐process  monitoring,  and  control  prior  to  the  formation  of  hazardous  substances.    12.  Substances  and  the  form  of  a  substance  used  in  a  chemical  process  should  be  chosen  as  to  minimize  the  potential  for  chemical  accidents,  including  releases,  explosions  and  fires.        

Page 56: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

56  

BILAGA  5:  Grön  kemis  principer  och  perspektiven  på  hållbar  utveckling  I  denna  bilaga  argumenterar  jag  för  sambandet  mellan  grön  kemis  principer  och  perspektiven  på  hållbar  utveckling  som  jag  använt.  Jag  gör  det  princip  för  princip  med  principerna  angivna  enligt  deras  nummer,  för  att  läsa  principens  fulla  formulering  se  avsnittet  om  tidigare  forskning  eller  bilaga  4  där  principerna  står  på  engelska  i  nummerordning.  Jag  lägger  även  in  bilden  som  visualiserar  sambandet  igen.    

 Bildtext:  Hur  de  olika  principerna  1-­‐12  om  grön  kemi  förhåller  sig  till  perspektiven  på  hållbar  utveckling    1.  Principen  handlar  om  att  undvika  avfall.  Avfall  ackumuleras  och  förstör  naturen.  Utöver  ett  tydligt  ekologiskt  perspektiv  är  även  ett  ekonomiskt  perspektiv  närvarande  genom  att  kemiska  produkter  avgiftsbeläggs  baserat  på  deras  sluthantering  och  giftighet.  Alltså  om  ämnet  efter  att  ha  producerats  förväntas  bilda  mycket  eller  skadligt  avfall  avgiftsbeläggs  produktionen  och  produkten  går  upp  i  pris  för  att  göra  miljövänligare  alternativ  konkurrenskraftiga.    2.  Principen  handlar  om  att  inkorporera  så  mycket  av  materialen  som  används  i  processen  som  möjligt  i  produkten.  Ett  sätt  är  att  maximera  atomekonomin,  vilket  gör  processen  betydligt  mer  kostnadseffektiv.  Därför  är  ekonomi  en  stark  drivkraft  bakom  principen.  Det  går  att  argumentera  för  att  principen  bidrar  till  mindre  avfall  och  eftersom  mindre  avfall  är  bra  för  miljön  borde  ekologi  också  vara  en  drivkraft.  Jag  har  valt  att  inte  inkludera  ekologi  som  drivkraft  för  principen  eftersom  det  är  en  effekt  av  att  avfallet  minskar,  vilket  ju  är  en  annan  princip.  Som  Anastas  själv  påpekar  hänger  principerna  sinsemellan  ihop1  men  det  är  inte  det  sambandet  jag  är  ute  efter  att  belysa  här.    3.  Principen  anammar  alla  tre  perspektiven  på  hållbar  utveckling.  Säkra  synteser  betyder  mindre  skadliga  kemikalier  och  det  ökar  den  sociala  tryggheten  för  arbetarna  och  den  ekologiska  hållbarheten.  Den  ekonomiska  stabiliteten  gynnas  också  genom  de  ekonomiska  sanktioner  som  finns  att  få  om  processen  uppfyller  vissa  krav.  ISO  standarder  och  miljömärkningar  är  attraktiva  sätt  att  öka  

Page 57: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

57  

försäljningen  i  dagens  samhälle  och  därför  vägs  även  det  ekonomiska  perspektivet  in.    4.  Principen  handlar  om  att  producera  säkrare  kemikalier.  Säkrare  kemikalier  leder  till  mindre  skadligt  avfall  och  en  ekologisk  hållbarhet  men  det  leder  även  till  att  produkterna  vi  människor  använder  är  säkrare  och  vi  kan  bibehålla  vår  sociala  trygghet.  Därför  hamnar  principen  mellan  ekologi  och  social.    5.  Principen  handlar  om  att  använda  säkra  kemikalier  och  lösningsmedel.  Argumentationen  blir  väldigt  lik  den  för  princip  tre  med  sociala  och  ekologiska  effekter  samt  ekonomiska  konsekvenser  genom  produktionsomställningen.    6.  Principen  handlar  om  att  öka  energi  effektiviteten.  Det  finns  en  stor  ekonomisk  vinning  att  göra  genom  att  minska  energiförbrukningen  och  det  är  det  stora  perspektivet  bakom  principen.      7.  Principen  handlar  om  att  använda  förnybara  material  och  det  ekologiska  perspektivet  är  givet  redan  i  formuleringen.  Det  finns  möjlighet  att  argumentera  för  att  social  och  ekonomi  också  passar  in  eftersom  principen  berör  framtiden  väldigt  starkt  men  jag  ser  den  ekologiska  vinningen  som  den  stora  drivkraften.    8.  Principen  handlar  om  att  undvika  onödiga  reaktionssteg  och  kemiska  derivat.  Den  har  en  nära  koppling  till  principen  om  energi  men  här  ligger  fokus  på  de  ekologiska  fördelarna  genom  att  undvika  derivat.  Inga  onödiga  derivat  minskar  avfallen  och  belastningen  på  miljön.    9.  Principen  handlar  om  att  använda  katalysatorer  och  katalysatorer  är  bra  ur  många  aspekter.  Bland  annat  minskar  de  energin  som  krävs  för  reaktionen  vilket  gör  den  billigare  att  genomföra  och  dessutom  minskar  den  avfallet  genom  att  färre  biprodukter  bildas  och  katalysatorn  ofta  återanvänds.  Tydlig  koppling  till  att  minska  miljöpåverkan  och  öka  den  ekonomiska  vinningen.    10.  Principen  handlar  om  att  designa  produkter  som  är  lätta  att  ta  om  hand  eller  bryts  ned  naturligt  i  miljön  efter  avslutad  livslängd.  Som  med  princip  ett  finns  starka  ekonomiska  styrmedel  för  avfall  och  miljövinningen  vore  enorm  om  alla  produkter  kunde  brytas  ned  naturligt  till  oskadliga  ämnen.    11.  Principen  handlar  om  att  analysera  i  realtid  för  att  motverka  att  föroreningar  bildas  under  processens  gång.  Genom  att  analysera  vet  kemisten  när  reaktionen  är  klar  och  slipper  vänta  otaliga  timmar  i  onödan.  Det  finns  därför  en  social  aspekt  genom  bättre  arbetsförhållanden.      12.  Principen  handlar  om  att  minimera  olyckspotentialen  och  har  ett  tydligt  socialt  perspektiv  kopplat  till  arbetsmiljö.  Samtidigt  är  det  naturligtvis  en  nämnvärd  bonus  att  om  vi  minimerar  olyckspotentialen  kan  vi  minska  miljökatastroferna  i  antal.    

Page 58: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

58  

BILAGA  6:  Universitetslaborationen  LABORATION  7  –  GRÖN  KEMI  Grön  kemi  är  ett  koncept  som  utvecklats  inom  den  organiska  kemin  sedan  början  av  1990-­‐  talet  och  som  innebär  att  kemiska  processer  i  första  hand  utformas  från  ett  miljöperspektiv.  Grundtanken  bakom  grön  kemi  är  att  utforma  syntesarbetet  så  att  mängden  bildat  avfall  och  energiåtgången  minimeras,  samtidigt  som  så  få  giftiga  eller  svårhanterliga  föreningar  som  möjligt  används.  Processer  utformade  enligt  grön  kemi-­‐konceptet  kännetecknas  av  att  den  totala  massan  onödiga  biprodukter  minimeras,  utbytet  blir  maximalt  och  att  mängden  lösningsmedel  från  icke-­‐förnyelsebara  råvaror  hålls  så  låg  som  möjligt.    

 Sammanlagt  har  det  formulerats  tolv  principer  för  grön  kemi  som  fungerar  som  riktlinjer  när  miljövänligheten  beaktas  i  en  process.    1.  Undvik  avfall  –  utforma  processer  som  ger  högt  utbyte  och  få  biprodukter.  2.  Utforma  säkrare  kemikalier  –  undvik  om  möjligt  att  syntetisera  föreningar  med  hög  giftighet,  brandfarlighet  eller  miljöfarlighet  3.  Utforma  säkrare  synteser  –  undvik  att  använda  reagens  med  hög  giftigtighet,  brandfarlighet  eller  miljöfarlighet  4.  Använd  förnybara  råmaterial  5.  Använd  katalysatorer  –  vid  användning  av  stökiometriska  reagenser  bildas  alltid  mer  biprodukter  6.  Undvik  kemiska  derivat  –  att  introducera  skyddsgrupper  leder  till  extra  steg  och  därmed  mer  avfall  och  högre  energiåtgång  7.  Maximera  atomekonomin  –  se  till  att  så  många  atomer  som  möjligt  i  reagensen  hamnar  i  slutprodukten  8.  Använd  säkrare  lösningsmedel  och  reaktionsförhållanden  –  undvik  att  använda  giftiga  eller  brandfarliga  lösningsmedel,  och  arbeta  helst  inte  vid  höga  tryck  eller  extrema  temperaturer.  9.  Öka  energieffektiviteten  10.  Utforma  produkter  som  enkelt  kan  tas  om  hand  –  hög  nedbrytbarhet  till  något  ofarligt  är  mycket  attraktivt  11.  Analysera  i  realtid  –  med  löpande  analys  är  det  lättare  att  se  när  något  i  processen  går  fel  och  därmed  att  rätta  till  problem  i  tid.  12.  Minimera  olyckspotentialen  –  arbeta  under  säkra  förutsättningar,  med  säkra  �kemikalier  och  lösningsmedel.        

Page 59: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

59  

Grön  kemi    E:1  4-­‐Metylumbelliferon    

   ��������������������������������������������

 Försök:  �����  Etylacetoacetat,  resorcinol  och  Dowex  sätts  till  en  E-­‐kolv.  I  ytterligare  en  E-­‐kolv  tillsätts  etanol  (15  mL)  och  till  en  tredje  vatten  (20  mL).  Alla  tre  E-­‐kolvarna  värms  på  låg  värme  på  en  värmeplatta  (ca  80  °C).  Rör/skaka  om  då  och  då  tills  reaktionsblandningen  slutat  bubbla  och  en  grå  massa  börjat  bildats.  När  reaktionen  är  klar  tillsätts  varm  etanol  (2  mL)  för  att  lösa  upp  massan.  En  Pasteurpipett  används  för  att  föra  över  lösningen  till  en  ren  E-­‐  kolv,  ytterligare  två  portioner  etanol  (2  mL)  används  för  att  få  med  all  produkt.    Lösningen  värms  medan  varmt  vatten  tillsätts  i  portioner  till  lösningen,  när  den  blir  grumlig  kyls  den  långsamt  till  rumstemperatur.  Fällningen  sugfiltreras  sedan  och  tvättas  med  vatten.    Tre  olika  lösningar  bereds  genom  att  i  tre  olika  provrör  eller  vialer  lösa  upp  ca  20  mg  av  produkten  i  etanol  (2-­‐3  mL).  Till  en  av  proverna  tillsätts  saltsyra  (2  mL,  10  %)  och  till  en  av  proverna  natriumkarbonatlösning  (2  mL,  10  %).  Observera  lösningarna  under  UV-­‐ljus.    Analys:  TLC,  fluorescens,  smältpunkt    Mekanism-­‐hjälp:  Dowex  är  en  s.k.  katjonbytare  som  i  det  här  fallet  tillhandahåller  H+.        

Page 60: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

60  

BILAGA  7:  Gymnasielaborationen  

Laboration  Estersyntes  i  microskala    Bakgrund:  Estrar  är  en  viktig  del  av  den  organiska  kemin  och  syntetiseras  vanligen  genom  att  en  alkohol  och  en  karboxylsyra  får  reagera  under  inverkan  av  en  katalysator.  Karaktäristiskt  för  de  lågmolekylära  estrarna  är  att  de  har  ganska  specifika  lukter  vilket  är  anledningen  till  att  de  återfinns  i  många  kommersiella  produkter,  till  exempel  olika  oljor  och  parfymer.    Material:  

• Finsprit  (etanol)  • Metanol  • Koncentrerad  svavelsyra  • Sur  grädde  • Värktabletter  som  innehåller  acetylsalicylsyra,  t  ex  Aspirin,  Dispril  eller  

Albyl  • Konserveringsmedlet  natriumbensoeat  

 • 3  små  glasrör  • 3  Droppipetter  • Kokande  vattenbad  • Ställ  för  små  provrör  • Liten  spatel  • Kapillärrör  

 Riskanalys:  Varmt  vatten  kan  ge  brännskador  av  mildare  grad  och  om  man  bränner  sig  på  glasrören  kan  man  riskera  att  tappa  kemikalierna.  Iakttag  försiktighet  och  tänk  på  att  glaset  kommer  vara  varmt.    Konc.  Svavelsyra  är  starkt  frätande  och  bör  handskas  med  försiktigt.  Man  får  absolut  inte  hälla  vatten  i  syran!  Om  man  får  syra  i  ögonen  ska  man  genast  till  ögonduschen  och  sedan  till  sjukhus.  Om  man  mår  illa  eller  får  yrsel  ska  man  säga  till  läraren  och  sedan  uppsöka  läkarhjälp.    Glasvaror,  Tänk  på  att  glasvarorna  är  små  och  kapillärerna  i  synnerhet  är  sköra  så  iakttag  försiktighet  när  ni  använder  dem  för  att  undvika  olyckor  och  skärsår.  

Page 61: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

61  

Utförande:  1. Värm  upp  vatten  i  ett  vattenbad  (stanna  vid  ca  80  grader)  2. Medan  vattnet  värms  upp  förbered  glasrören  genom  att  numrera  dem  1-­‐3  3. Överför  en  spatel  sur  grädde  till  glasrör  nummer  1  och  tillsätt  sedan  8  

droppar  finsprit.  4. Överför  en  spatel  acetylsalicylsyra  till  glasrör  nummer  2  och  tillsätt  sedan  

8  droppar  metanol.  5. I  det  tredje  glasröret  tillsätter  ni  en  spatel  natriumbensoat  och  8  droppar  

finsprit.  6. När  vattnet  närmar  sig  80  grader  tillsätt  till  vart  och  ett  av  rören  3  

droppar  koncentrerad  svavelsyra  och  ett  kapillärrör.  7. Placera  rören  i  vattenbadet  och  låt  innehållet  koka  3  -­‐  4  minuter.  8. Tag  upp  rören  från  vattenbadet  och  lyft  upp  kapillärrören.  9. Dofta  på  ångorna.  

   Observationsfrågor:  Vilka  dofter  känner  du?  Beskriv  dem  och  fundera  på  om  du  känner  igen  dem.    Kan  du  se  att  det  är  klart?  Ser  du  någon  förändring  i  provröret?      Reflektionsfrågor:  Hur  kan  du  öka  utbytet  av  ester?    Vad  fyller  svavelsyran  för  funktion?      Varför  värmer  vi  endast  till  80  grader?  Vilka  konsekvenser  får  det?        

Page 62: Grön kemi och hållbar utveckling - DiVA portal689325/FULLTEXT01.pdf · 4! Sammanfattning! Denna!uppsattsbehandlarhållbarhet!inomkemi,!denså!kallade!gröna!kemin.! Med!arbetet!söker!jag!förena!grön!kemi!med!hållbar!utveckling!och!hitta!

   

62  

BILAGA  8:  Intervjuplan  

Intervjuplan    Innan  intervjun:  Informera  om  syftet  med  intervjun  

• Att  ta  reda  på  vad  studenterna  fått  ut  av  laborationen  med  avseende  på  grön  kemi  och  hållbar  utveckling    

Informera  om  hur  bearbetningen  kommer  gå  till  • Fråga  om  inspelning  är  ok  • Ingen  annan  kommer  lyssna  på  intervjuerna  • Pseudonymer  kommer  användas  i  arbetet  

 Under  intervjun:  Frågor  om  förarbetet  

• Hur  tycker  du  att  förarbetet  bidrog  till  att  utveckla  din  förståelse  om  grön  kemi  och  hållbar  utveckling?  

   Frågor  om  genomgången/diskussionen  

• Hur  bidrog  diskussionen  vi  hade  i  början  av  laborationen  till  din  förståelse  om  grön  kemi  och  hållbar  utveckling?  

   Frågor  om  efterarbetet  

• Hur  tycker  du  att  efterarbetet  lärde  dig  om  grön  kemi  och  hållbar  utveckling?  

   Frågor  om  helheten  

• Vilken  var  den  viktigaste  aktiviteten  i  samband  med  laborationen  för  din  förståelse  av  grön  kemi  och  hållbar  utveckling?  

o På  vilket  sätt  var  den  viktig?  o Viktigare  än  de  andra  (hur)?  o (Om  alla  lika  viktiga,  på  vilket  sätt  hängde  de  samman  för  dig?)  

 Efter  intervjun:  Sammanfatta  muntligt  det  som  sagts  under  intervjun    Påminn  om  överenskommen  bearbetningsmetod  

• Inga  andra  kommer  lyssna  • Pseudonymer  i  arbetet  

 Tacka  och  fråga  hur  de  vill  ta  del  av  resultatet  

• Färdiga  rapporten  kan  skickas  till  deras  mail    

Tacka  för  er  tid