Malmö högskola Examensarbete Stora idéer för undervisning av

Sida |1
Malmö högskola
Lärande och samhälle
Natur, miljö, samhälle
Examensarbete
15 högskolepoäng
Stora idéer för undervisning av organisk kemi
Big ideas in teaching organic chemistry
Lisa Alderin
Examen: Gymnasielärarexamen med huvudämne Kemi
Utbildning: KPU 90hp
Slutseminarium: 2014-06-04
Examinator:
Handledare:
Nils Ekelund
Ange handledare
Handledare: Jesper Sjöström
Sida |2
Sida |3
Sammanfattning
Elever i gymnasieskolan visar svårigheter att skapa sig äkta förståelse för ämnet kemi. Detta
kan bero på en omfattande mängd material men också att kemiämnet traditionellt är uppdelat i
separata kategorier. Elever uppvisar inte förmåga att se helheten och kopplingen mellan dessa
delar.
Arbetet diskuterar möjligheten för ämnesläraren att utgå från så kallade ”stora idéer” och
sedan avancera innehållet enligt en bestämd ordning. Detta kan vara ett sätt att skapa
helhetsbild, bättre överblick och därigenom djupare förståelse av kemin som ämne.
Genom lärarintervjuer undersöks olika lärares syn på organisk kemi i undervisningen och om
specifika moment finns inom kursen kemi 1 där fler exempel på den organiska kemins
grunder kan introduceras för gymnasieelever.
Stora idéer som sammanfattar gymnasiekemins grundkurs (kemi1) samt organisk kemi (del av
kemi 2) presenteras i arbetet. Dessutom föreslås fyra olika moment i kemi 1 där fler exempel
på grunder i organisk kemi kan tas upp för att förbereda elever för organisk kemi utan att
betunga kunskapsområdet med mer teori.
big ideas, organisk kemi, kemididaktik
Sida |4
Sida |5
Innehållsförteckning
Sammanfattning ......................................................................................................................... 3
1.
Inledning ............................................................................................................................. 7
1.1 Big ideas............................................................................................................................ 8
1.2 Centralt innehåll: Kemi 1 .................................................................................................. 9
1.3 Centralt innehåll: Organisk kemi i kemi 2 ...................................................................... 10
2.
Syfte och problemställning............................................................................................... 12
3.
Litteraturgenomgång ....................................................................................................... 13
3.1 Hur används stora idéer? ............................................................................................... 13
3.2 Vilka förslag finns på stora idéer? .................................................................................. 14
3.3 Vad är learning progression? ......................................................................................... 16
4.
Metod och genomförande ............................................................................................... 17
4.1 Litteraturstudie och val av stora idéer ........................................................................... 17
4.2 Kvalitativ eller kvantitativ undersökning ........................................................................ 18
4.3 Procedur intervjuer ........................................................................................................ 19
4.4 Urval intervjuer .............................................................................................................. 19
4.5 Uppsatsens trovärdighet ................................................................................................ 20
4.6 Utförande analys av intervjuer....................................................................................... 21
4.7 Forskningsetiska principer.............................................................................................. 22
5.
Resultat och analys........................................................................................................... 23
5.1 Jämförelse mellan organisk kemi i kemi 2 och kemi 1 .................................................. 23
5.2 Resultat: Vilka stora idéer sammanfattar gymnasiekemins grundkurs, kemi 1? .......... 24
5.3 Resultat: Vilka stora idéer sammanfattar organisk kemi i kemi 2? ............................... 25
5.4 Resultat: Vid vilka moment i kemi 1 bör fler exempel på organisk kemi introduceras? 27
5.4.1 Moment ett: Kemisk bindning ................................................................................ 28
5.4.2 Moment två: Intermolekylära bindningar............................................................... 28
5.4.3 Moment tre: Kolinnehållande föreningar ............................................................... 29
5.4.4 Moment fyra: Kemiska reaktioner .......................................................................... 29
6.
Diskussion och Slutsats..................................................................................................... 30
6.2 Framtida forskning ......................................................................................................... 33
Bilaga 1 ............................................................................................................................. 35
Bilaga 2 ............................................................................................................................. 36
Bilaga 3 ............................................................................................................................. 37
Sida |6
’
Sida |7
1.Inledning
Synen på naturvetenskap är under ständig förändring. På 60-talet var de gällande
naturvetenskaperna kemi, biologi och fysik och det eftersträvades av ett fåtal elever att
studera ren teoretisk kunskap som förberedelse för en framtid som exempelvis läkare eller
ingenjör. Sedan 80-talet har förändringstakten ökat och idag diskuteras vikten av alla
medborgares naturvetenskapliga kunnande. Detta betyder att alla bör ha grundkunskaper i
naturvetenskapliga ämnen och förståelse att deras egna livsval kan påverka till exempel
miljön.1 Enligt styrdokumenten förväntas också skolan agera i linje med denna tanke.
Inom kemin har synen på kemiundervisning förändrats något, men gamla undervisningstraditioner lever ofta kvar i skolan. De senaste decennierna har forskningsarbete på utveckling
av kemiundervisning kommit långt men problemet har varit, och är fortfarande, att
forskningsresultaten inte tagit fäste bland lärare världen över.2 Ofta har undervisningen fastnat
i form av äldre undervisningsmetoder och forskningen har antingen inte nått ut till skolorna
eller stoppats av undervisande lärare. Grunden till detta föreslås vara de undervisande lärarnas
egen tro på vad som är bra undervisning och att bevisen för de nya forskningsresultaten inte
synts tillräckligt starka. En anledning till att dessa lärare inte tar till sig forskningen kan också
vara tids- eller kunskapsbrist.3 Forskning kring kemididaktik har dock visat att elever på
gymnasie- och universitetsnivå inte utvecklar önskad förståelse för kemi.4 Det finns alltså
behov att förändra undervisningen i syfte att skapa bättre förståelse hos elever för kemiämnet.
Orsaker till problem med de nuvarande kemikurserna anses vara för mycket material, för stort
fokus på abstrakt teori och inte tillräckligt med laborationer.5
Traditionellt är kemiämnet uppdelat i discipliner såsom organisk kemi, oorganisk kemi,
fysikalisk kemi, analytisk kemi och miljökemi med subdiscipliner som kemisk bindning,
stökiometri, atomstruktur, syra-basreaktioner och redox-reaktioner. Detta sätt att dela upp
kemin i delar leder till att eleverna får svårt att se helheten inom ämnet och därför inte skapar
1
(Eilks & Hofstein, 2013), s 2
(Hawkes, 2005)
3
(Hawkes, 2005)
4
(Talanquer, 2013), s 832
5
(Gillespie, 1997)
2
Sida |8
sig en grundläggande förståelse.6 Undervisningen innehåller dessutom sällan en praktisk
koppling till elevernas verklighet eller olika kemiföretag7. Att kemi är uppdelat i dessa
kategorier, som inte förmår skapa ett sammanhang, syns även i den svenska undervisningen
då många läromedel inom kemi är uppbyggda i liknande ordning.
Under VFU period 5, ett tillfälle före examensarbetets inledning, testades en grupp om 24
elever i gymnasiets naturvetarklass i årskurs 2 på förkunskaper inför organisk kemi. Detta test
gjordes tre veckor in på höstterminen strax före påbörjad undervisning i organisk kemi. Provet
utfördes utan förberedelse och inlämnades med möjlighet att utelämna namn. Vid en snabb
utvärdering av testet visade det sig att de deltagande eleverna hade varierande förkunskaper i
organisk kemi men också svårt att koppla vilka kunskaper inom kemi 1 som tillhörde organisk
kemi (se bilaga 1). Flera av dessa elever uttryckte sedan efter genomgången kurs i organisk
kemi att de ansåg att området innehöll så mycket information att de inte hade tid att förstå och
lära sig analysera innehållet. Målet från Skolverket är att eleverna skall kunna föra kvalitativa
resonemang kring mekanismer och deras energiomsättningar8 men om ett moment innehåller
för mycket teori att lära in blir målet att förstå, samt att kunna använda kunskaperna, svårt att
nå även för de mest studiemotiverade eleverna. För en snart utexaminerad kemilärare är det
mycket intressant att analysera de kurser som skall undervisas. När högt presterande och
målinriktade elever dessutom uttrycker sina svårigheter med en kurs hittas motivation till att
undersöka anledningen till deras svårigheter inom delmomentet.
1.1 Big ideas
Begreppet ”stora idéer” betyder inom läroplansdesign att man tidigt i ett ämne eller en kurs
introducerar ett antal enkla påståenden eller meningar som tillsammans utgör den grund som
man vill att eleverna skall förstå inom ämnet.9 De införs för att eleverna tidigt skall få en
överblick av vad ämnet innehåller och dessa påståenden bör sedan upprepas och fördjupas
med progression under kursens gång och hjälper därigenom eleverna mot skapandet av större
förståelse.
6
(Sevian & Talanquer, 2014)
(Sevian & Talanquer, 2014)
8
(LGY11, 2011)
9
(Talanquer, 2013), s 832
7
Sida |9
1.2 Centralt innehåll: Kemi 1
Kemin är inte bara är viktig för våra elever i deras framtida yrke utan även i deras vardag. För
att förklara naturliga fenomen eller till exempel vilka miljöeffekter våra livsstilsval kan ge
använder vi oss av kunskaper från fysik, kemi och biologi. Kemi är bland annat vetenskapen
om de olika ämnen som finns och hur de kan reagera med varandra. Egenskaper, struktur och
funktion samt kemiska reaktioner och förändringar är de viktiga ledorden inom ämnet10. Det
är också viktigt att visa för eleverna hur kemister arbetar och vilka frågor de besvarar11.
Grundkursen i gymnasiekemi kallas kemi 1. Bilden på nästa sida visar det centrala innehållet i
kursen. Detta är en sammanfattning av innehållet och visar hur kemin är uppdelad i den
svenska läroplanen.
10
11
(LGY11, 2011)
(Gillespie, 1997), s 862
S i d a | 10
Modeller och teorier
Historia
Kemisk bindning
förekomst,
egenskaper och
användningsomr.
Materia och kemisk
bindning
organiska och
oorganiska ämnen
Fasomvandling
Energiomsättningar
Kemiska reaktioner
Reaktioner och
förändring
Syra-Bas
pH och buffert
Redox
Elektrokemi
Fällningsreaktioner
Koncentrationer
Kemi1 ur Lgy11
Substansmängd och
förhållande
Begränsande
reaktanter
Utbyten
Stökiometri
Föreningar
Tolka och skriva
formler
Reaktioner
Kvalitativt
Tex kromatografi
Kvantitativt
Tex titrering
Analytisk kemi
Kemins karakär och
arbetssätt
Vad kännetecknar en naturvetenskaplig frågeställning?Experimentella arbetets betydelse,
problem och frågeställning, betydelse för hypoteser och modeller, planering , genomförande,
utvärdering, slutsatser, ställningstagande.
Figur 1 Sammanfattning av centralt innehåll i kemi 1 (LGy 11)
1.3 Centralt innehåll: Organisk kemi i kemi 2
Huvuddragen i kursen kemi 2 är:
1. Reaktionshastighet och kemisk jämvikt
2. Organisk kemi
3. Biokemi
4. Analytisk kemi
5. Kemins karaktär och arbetssätt
S i d a | 11
Organisk kemi är läran om kolinnehållande molekyler, dess former och hur de reagerar. Från
skolan bör eleverna få med sig kunskaper om grundämnet kol och hur stor betydelse
grundämnet har för vår värld. Kolföreningar bygger upp allt från våra kroppar till läkemedel
och material vi använder varje dag.
I gymnasieskolan är organisk kemi en omfattande del av kemi 2 (som undervisas andra året i
gymnasiet för elever på naturvetarprogrammet). Eleverna får på kort tid lära sig många nya
begrepp, reaktioner och modeller. Eleverna skall lära sig hur olika organiska ämnesklasser ser
ut, hur de blir namngivna, hur de beter sig, reagerar och vilken struktur de har. De skall också
ta till sig vilka reaktioner som kan ske med de olika ämnesklasserna, vilka produkter som
bildas och de skall genom reaktionsmekanismer även kunna beskriva hur
elektronförflyttningarna ser ut i en reaktion. Nedan har jag skapat en visuell översikt över
delen av kemikursen som behandlar enbart organisk kemi.
Egenskaper
Aktuell forskning
organiska
ämnesklasser
Struktur
Betydelse för natur,
läkemedel, material
och teknologi
Kemi 2
Organisk kemi
Reaktivitet
Kunskaper om
begrepp, teori och
modeller
Hur sker de?
Naturliga och skapade
processer
Reaktionsmekanismer
Varför sker de?
Vilka
energiomsättningar
sker?
Figur 2 Sammanfattning av centralt innehåll i organisk kemi (delmoment i kemi 2) enligt LGy 11
S i d a | 12
2.Syfte och problemställning
De svenska gymnasieeleverna undervisas i organisk kemi först under kemi 2 och behöver få
med sig vissa kunskaper för att bättre kunna tillgodogöra sig organisk kemi. Stora idéer har
tidigare använts i undervisning för att skapa bättre förståelse för ämnet kemi och därför ger
uppsatsen exempel på stora idéer (se avsnitt 1.1) för kemi 1 och för organisk kemi i kemi 2.
Lärares syn på organisk kemi och hur de anser att elever kan förberedas för organisk kemi
undersöks samt i vilka moment fler exempel på organisk kemi kan introduceras redan i kemi
1-kursen.
Syfte med arbetet är att föreslå hur gymnasieelever kan föreberedas för organisk kemi
genom att använda fler exempel på organiska molekyler redan i kemi 1 samt att ta fram
stora idéer som sammanfattar organisk kemi.
1. Vilka stora idéer kan användas för undervisning inom organisk kemi?
2. Inom vilka moment i kemi 1 kan fler exempel ur organisk kemi presenteras?
Frågorna besvaras genom undersökning av hur stora idéer använts i tidigare forskning. Stora
idéer för kemi 1 och därefter organisk kemi skall utformas genom att sammanfatta de
kunskaper som utgör kemi 1 och därefter avgöra vilka som sammanfattar organisk kemi. De
senare bör utgå från stora idéer för kemi 1 och den svenska läroplanen för gymnasieskolan.
Utifrån litteratur, stora idéer för organisk kemi, centralt innehåll för organisk kemi och
intervjuer med lärare skall ett antal delmoment i kemi 1 väljas ut där det finns ökad möjlighet
att addera fler exempel ur den organiska kemins grunder utan att utöka teorin i kursen.
S i d a | 13
3.Litteraturgenomgång
3.1 Hur används stora idéer?
Stora idéer kan användas genom presentation av alla påståenden för elever tidigt i kursen och
på ett lättförståeligt plan. Därefter visar läraren på hur de kan användas för att förstå olika
ämnen och hur de reagerar menar Gillespie.12 Ett urval av egenskaper och reaktioner förklaras
genom att använda sig av stora idéer och enkla vardagsnära exempel skall väljas. ”only in the
context of applications such as these (environmental chemistry, materials science and
biochemistry) can students fully appreciate the importance and usefulness of the great ideas of
chemistry”13 Det är också viktigt att viga tid åt att kontrollera att eleverna verkligen förstår
dessa grunder.
Sevian och Talanquer (2014) menar att stora idéer kan användas för kemisk progression. De
föreslår att dessa påståenden redan i introduktionsdelen av kursen kan användas som ett mer
populärvetenskapligt sätt att beskriva kemins grunder. Därefter fördjupas eleverna i ämnet för
var gång ett påstående används14.
Mellan år 2008-2012 pågick ett djupgående arbete med att utforma förslag på stora idéer
(eller i det fallet kallat ”anchoring concepts”) och utifrån dessa, progression i 3-4 steg mot
mer avancerad kemi.15 16. Föreslagna ”anchoring concepts”17 skall ses som den första av fyra
nivåer. Nivå ett är de stora idéerna och nivå två är att skapa en grundläggande förståelse för
dessa påståenden. Nivå tre och fyra grundas på att alla stora idéer inte är tillämpbara i alla
delar av kursen och ger mer detaljerad kunskap inom olika delar av kemin. Organisk kemi är
ett exempel på en sådan del som inte bygger på alla stora idéer från grundkursen. Stora idéer
för organisk kemi skulle alltså kunna ses som nivå tre.
Fördelen med ”stora idéer” är att viktiga kunskaper kan introduceras tidigt och eleverna styrs
därefter gradvis mot mer avancerad förståelse. Genom att träna mer på de sammanhängande
grunderna kan eleverna skapa sig en större förståelse av ämnet. Problem som kan uppstå i
12
(Gillespie, 1997)
(Gillespie, 1997)
14
(Sevian & Talanquer, 2014)
15
(Holme & Murphy, 2012)
16
(Raker, Holme, & Murphy, 2013)
17
(Holme & Murphy, 2012)
13
S i d a | 14
försök att använda sig av stora idéer är att för att veta vilka man bör välja, och hur, krävs djup
ämneskunskap, vilket många nya och oerfarna lärare ännu saknar.18
3.2 Vilka förslag finns på stora idéer?
Vilka är de stora idéerna? Vilka är de absoluta grunder inom kemin som undervisningen
skulle kunna utgå ifrån för att eleverna lättare skall få en helhet kring ämnet och att gradvis
förstå sina kunskaper. I litteratur hittas ett antal exempel på användningsområden samt hur de
kan ge läraren möjlighet att skapa överblick av kursens innehåll och ämnet kemi.
Gillespie kallade 1997 sina sex fundamentala idéer för ”Great ideas of chemistry”. Hans tanke
var att ett påstående skall introduceras och diskuteras tidigt i undervisningen utan att i det
tillfället gå in på ett djupare plan19. Läraren skall därefter visa hur dessa kan användas för att
förstå egenskaper hos substanser och deras reaktioner. Stora idéer kan utvecklas vidare när
och om det behövs och vara till hjälp vid förklaringar av vanliga teorier om ämnen och
substanser och som hjälp för att förklara funktioner och egenskaper. Gillespie tryckte också
på vikten av kunskap om det periodiska systemet.20 Var och ett av Gillespies påståenden följs
av ett längre stycke förklarande text om de teorier som bör presenteras under kursens gång
med förklaringen att de inte skall läras ut separat utan alla skall introduceras tidigt i kursen
och på lämplig nivå för att sedan gradvis avanceras. De idéer Gillespie föreslår att
undervisningen skall byggas kring är:
1) Atomer, molekyler och joner är materias baskomponenter
2) Den kemiska bindningen: elektrostatiska krafter håller ihop atomerna i molekyler och
kristaller.
3) Vikten av molekylär form och geometri: tredimensionell kemi
4) Kinetisk teori, molekyler och atomer rör sig konstant.
5) Den kemiska reaktionen. Atomer i molekyler och kristaller struktureras om och formar nya
molekyler och kristaller
6) Energi och entropi. Reaktioner sker när universums oordning ökar.
18
(Talanquer, 2013)
(Gillespie, 1997)
20
(Gillespie, 1997)
19
S i d a | 15
Talanquer (2013) menar att det kan handla om att kunna diskutera kemi ur ett perspektiv som
bottnar i stora idéer.21 Talanquer sammanfattar i sin artikel bland annat Peter Atkins
(Talanquer, 2013) förslag på stora idéer (fritt översatt från engelska till svenska):
1) Materia består av ca 100 grundämnen
2) Grundämnen består av atomer
3) Vilken placering i periodiska systemet ett grundämne har beror på dess orbitalstruktur.
4) Kemisk bindning sker när elektroner paras ihop
5) Form är central för funktion
6) Molekyler attraherar och repellerar varandra
7) Energi är blind inför sitt lagringssätt
8) Det finns ett litet antal reaktionstyper
9) Reaktionshastigheter summeras av ”rate laws”
De föreslagna idéerna från American Chemical Society (ACS) exams institute nedan är fritt
översatta från engelska till svenska:
1) Materia består av atomer vars interna strukturer dikterar dess kemiska och fysikaliska
beteende.
2) Atomer interagerar via elektrostatiska krafter som formar kemiska bindningar.
3) Kemiska ämnen har geometriska strukturer som influerar deras kemiska och fysikaliska
beteende.
4) Intermolekylära krafter, elektrostatiska krafter mellan molekyler materias fysikaliska
beteende.
5) Materia förändras och formar produkter som har nya kemiska och fysikaliska egenskaper.
6) Energi är valutan i kemiska reaktioner. Både i mikroskopiska och makroskopiska system.
7) Kemiska förändringar har en tidsskala över vilken de sker.
8) Alla kemiska förändringar är, i princip, reversibla och kemiska processer når ofta en
dynamisk jämvikt.
9) Kemi sammanlänkar partikulär och makroskopisk nivå.
10) Kemi avanceras generellt via empirisk observation.
21
(Talanquer, 2013)
S i d a | 16
3.3 Vad är learning progression?
Begreppet ”learning progression” är ett nutida sätt att se på inlärning. Progression beskriver
den önskade startpunkt elevers kunskap skall utgå ifrån och på vilka nivåer den sedan
successivt kan fördjupas. Inom kemi har de senaste åren 22 utvecklats LPs (learning
progressions) för exempelvis kunskaper inom atommolekylära strukturer23 samt energi24
Debatt pågår fortfarande om hur denna progression inom olika ämnen bör definieras. En del
av debatten består i om det är till fördel att använda sig av förenklade men ”falska” modeller
eller förenklade förklaringar av de ”äkta” teorierna.25 Detta sätt att se på inlärning utvärderas
fortfarande.
22
(Sevian & Talanquer, 2014)
(Sevian & Talanquer, 2014)
24
(Sevian & Talanquer, 2014)
25
(Sevian & Talanquer, 2014)
23
S i d a | 17
4.Metod och genomförande
Syfte med arbetet är att föreslå hur gymnasieelever kan förberedas för organisk kemi
genom att introducera fler exempel på organiska molekyler redan i kemi 1 samt att ta
fram stora idéer som sammanfattar organisk kemi.
Syftet besvaras genom frågorna:
1. Vilka stora idéer kan användas för undervisning inom organisk kemi?
2. Inom vilka moment i kemi 1 kan fler exempel av organisk kemi presenteras?
Frågan om vilka stora idéer som kan användas i undervisning av organisk kemi undersöktes
genom litteraturstudie i syfte att sammanfatta innehållet i kemi 1 och organisk kemi i kemi 2
samt definiera olika sätt att tänka kring kemididaktik utifrån tidigare forskning och litteratur
(se litteraturstudie). Litteraturen studerades och jämfördes med intervjuer utförda med
behöriga lärare.
Vilka moment som bäst möjliggör infogandet av fler exempel på organisk kemiska grunder
besvarades genom utförda intervjuer, att utgå från litteratur samt informationen i fråga ett.
Resultaten för dessa två frågor diskuteras och jämförs.
4.1 Litteraturstudie och val av stora idéer
Stora idéer är ett antal fundamentala påståenden som definierar grunden som ger helheten i ett
ämne. Syftet är att välja ut ett antal stora idéer som summerar ämnet organisk kemi och det
centrala innehållet i den svenska läroplanen för organisk kemi i kemi 2. De stora idéer som
summerar kemi 1 behöver också väljas ut för att försäkra att grunderna för organisk kemi vilar
på de stora idéerna för kemi 1.
För detta valdes passande litteratur. Artikeln ”Ten facets to shape us”26 samt boken ”Teaching
chemistry- a study guide” 27 blev de initiala informationskällorna. De centrala innehållen i
kursplanerna för kemi 1 och kemi 2 jämfördes för att hitta gemensamma punkter att användas
26
27
(Talanquer, 2013)
(Eilks & Hofstein, 2013)
S i d a | 18
vid valet av stora idéer. Under intervjuerna ombads också respondenterna ge exempel på vad
de anser vara stora idéer för organisk kemi.
Ur tidigare forskning28 29 valdes ett antal exempel på grupper av stora idéer för grundkursen i
kemi ut. Urvalskriterier var innehåll och längd på påståenden (för korta ger för lite innehåll
och för långa beskrivningar är svårare att komma ihåg). Av dessa påståenden valdes sedan
representerande påståenden ut för jämförande med den svenska kursplanen. Dessa påståenden
förenklades och listas under resultat och diskussion.
De stora idéerna för organisk kemi valdes genom att summera kunskapsdelen organisk kemi
och därefter jämföra med påståendena för kemi 1. Syftet var att påståendena för organisk
kemi bör bygga på idéerna för kemi. Steg tre är att ta hänsyn till respondenternas svar.
4.2 Kvalitativ eller kvantitativ undersökning
För att undersöka hur kursen kemi 1 kan användas för att underlätta kemi 2 valdes mellan att
göra en kvalitativ eller kvantitativ undersökning. En kvantitativ undersökning skulle utföras
genom kvantitativa enkätundersökningar med en större grupp elever30. En kvalitativ
undersökning skulle utföras genom intervjuer av lärare. En vanlig datainsamlingsmetod kan i
det fallet vara djupintervjuer med halvstrukturerade frågor31 eller intervjuer med kvalitativ
analys (forskaren kan använda sina egna erfarenheter och tolkningar). Frågeställningen krävde
valet av en kvalitativ studie för undersökningen och efter övervägande valdes att göra en
kvalitativ intervjustudie med kemilärare. En sådan intervju skulle gå mer på djupet i kurserna
och ämnet än vad en enkätundersökning med elever skulle ge. Den kvantitativa metoden
avfärdades på grund av tidsbrist och dålig möjlighet att hitta en större grupp elever som
befann sig i rätt moment i kursen under denna tid.
28
(Talanquer, 2013)
(Eilks & Hofstein, 2013)
30
(Stukát, 2011), s 35
31
(Stukát, 2011), s 36
29
S i d a | 19
4.3 Procedur intervjuer
De utförda intervjuerna planerades genom semistrukturerade frågor. Detta för att alla
respondenter skulle få samma frågor men de ställdes med möjlighet för respondenterna att ge
sin egen syn på ämnet och att kunna utveckla sina svar. Följdfrågor ställdes vid lämpliga
tillfällen. Mötestid och plats för intervjuerna avtalades i förväg med tillfrågade lärare via email eller telefon. Samtliga intervjuer utfördes på lärarnas egna arbetsplatser. Ingen av dem
såg intervjufrågorna i förväg.
Intervjuerna utfördes utan andra närvarande i samtalet (dock fanns andra lärare närvarande i
rummet vid en av intervjuerna). Intervjuerna spelades in med inspelningsfunktionen på
iPhone 4 och transkriberades ordagrant. Vid en intervju misslyckades inspelningen men
samtalet återskapades från minne och skickades skriftligen samma dag till respondenten för
kommentarer, tillägg och godkännande
Intervjuerna tog ca 20 minuter vardera. Respondenterna informerades om anonymitet i
examensarbetet.
4.4 Urval intervjuer
Utifrån litteratur samt uppsatsens frågeställningar utformades en intervjuguide för
lärarintervjuer och ett representativt urval gjordes. För att säkerställa ett representativt urval
valdes kvinnliga och manliga lärare med olika grad av erfarenhet och från skolor av olika
storlek. Gruppen lärare valdes ut med ambitionen att få en så omfattande bild som möjligt av
ämnet. Jag vill med detta undersöka om jag kan hitta likheter och/eller variationer i
undervisningen.
Då jag valt att utföra en kvalitativ studie vill jag att respondenterna skall vara en heterogen
grupp för att ge möjlighet till skilda uppfattningar. Tre karaktäristika valdes ut som ansågs ha
betydelse för resultatet. Dessa är kön, skolans storlek och erfarenhet i yrket. För ytterligare
information var de mellanstora skolorna friskolor i en större svensk stad och den stora skolan
var kommunal skola i mellanstor stad. Uppdelningarna såg ut som följer:
Kön: kvinna / man
Skolans storlek: stor skola ca 1000 elever / mellanstor skola ca 500 elever
Erfarenhet i yrket: 3-5år / 10-15år / 20-30år.
S i d a | 20
Man/kvinna
Stor/mellanstor skola 3-5år/10-15år/20-30år
Nr 1: Man
Mellanstor
3-5år
Nr 2: Kvinna
Mellanstor
3-5år
Nr 3: Man
Mellanstor
10-15år
Nr 4: Kvinna
Stor
20-30år
Nr 5: Man
Stor
20-30år
Tabell 1 Kriterier för urval av respondenter
Fem intervjuer bedömdes ge tillräckligt underlag för analys. På en stor (ca 1000 elever)
gymnasieskola intervjuades en kvinna och en man med 20 respektive 30 års erfarenhet. På en
mellanstor skola med ca 500 elever intervjuades en kvinna och en man med 4 respektive 3 års
erfarenhet av kemiundervisning. På en mellanstor skola med ca 500 elever valdes en man ut
med 11 års erfarenhet. (För att nå ytterligare nivå av balans och mättnad vore det önskvärt
med en intervju till med en kvinnlig lärare med 10-15 års erfarenhet och som arbetar på en
stor gymnasieskola). På grund av begränsat utbud av stora friskolor (ca 1000 elever) valdes
urvalskriteriet friskola/kommunal skola bort. Dock var de båda mellanstora skolorna friskolor
medan den större skolan är kommunal skola. Olika skolor använder olika textböcker och har
olika upplägg på kurserna vilket kan påverka resultatet. Intervjuerna hade kunnat
kompletteras med frågor som: Vilken lärobok använder ni? Följer ni lärobokens kapitel? I
vilken ordning läser era elever de olika kursmomenten i kemi 1? Att båda lärarna med mest
erfarenhet kom från en stor skola hade kunnat ändras till en erfaren och en ny lärare på stor
skola samt en erfaren och en ny lärare på en mellanstor skola, om intervjustudien skulle gjorts
om.
4.5 Uppsatsens trovärdighet
Har uppsatsen trovärdighet, objektivitet, överförbarhet och tillförlitlighet? Jag är under
intervjuerna ute efter att ta reda på lärares olika uppfattningar om undervisningen i organisk
kemi. För att skapa tillförlitlighet är det därför viktigt med transparens i undersökning och
metod. I denna studie har jag använt mig av intervjuer i kombination med litteraturstudie för
att komma fram till mina resultat. För att skapa ännu större trovärdighet i undersökningen
hade det varit möjligt att använda sig av ytterligare metoder såsom enkätundersökning eller
observation. Intervjuerna utfördes med behöriga lärare med erfarenhet av sin profession och
S i d a | 21
deras expertis ökar tillförlitligheten. Det kan dock tas i beaktande att studien är liten och det
låga undersökningsantalet i kombination med olika lärares individualism gör det svårare att
generalisera resultatet och graden av överförbarhet är lägre.
4.6 Utförande analys av intervjuer
Till analysen av frågan ”inom vilka moment i kemi 1 kan fler exempel ur organisk kemi
presenteras?”(se 2) användes intervjuernas frågor. Intressant var att ta reda på lärarnas egna
tankar kring upplägget av kurserna, deras uppfattning om vad eleverna har lättare eller svårare
för i kemi och om de medvetet tänker på att förbereda eleverna för organisk kemi. Ett fjärde
moment där fler exempel på organisk kemi kan presenteras valdes efter förslag i
litteraturstudie32
Lärarna tillfrågades vilka kunskaper eleverna bör ha med sig från kemi 1 till kemi 2 och vilka
områden i kemi 1 de kunde tänka sig skulle kunna användas för att ta upp fler exempel på
organisk kemi. Utifrån dessa frågor hittades tre gemensamma punkter där mer fokus på
organisk kemi kan läggas.
Frågan om vad eleverna tycker är svårt inom organisk kemi ställdes för att kontrollera om min
förutfattade mening om vad eleverna anser svårt inom organisk kemi delas av andra lärare.
Frågan om vad eleverna anser lättare inom organisk kemi ställdes med syfte att möjligtvis få
fram enklare delar som möjligtvis kan flyttas över till kemi 1 utan att för den skull försvåra
för eleverna.
Frågan om de själva tänker på att förbereda eleverna för organisk kemi ställdes med två
motiv: dels att ta reda på hur respondenten tidigare tänkt samt att förbereda respondenterna
för nästa fråga: Vilka begrepp och kunskaper i organisk kemi skulle kunna introduceras redan
i kemi 1?
32
(Gillespie, 1997)
S i d a | 22
4.7 Forskningsetiska principer
Informationskravet och samtyckeskravet säkrades när de medverkande lärarna tillfrågades om
medverkan. Respondenterna informerades före påbörjad intervju om anonymitet i
examensarbetet vilket mötte konfidentialitets-kravet. Nyttjande-kravet säkras genom att data
från intervjuerna ej avses användas i något annat ändamål.33
33
(Vetenskapsrådet, 2002)
S i d a | 23
5. Resultat och analys
5.1 Jämförelse mellan organisk kemi i kemi 2 och kemi 1
I Figur 1 Sammanfattning av centralt innehåll i kemi 1 (LGy 11) och 2 kan utläsas hur
kunskapen fördjupas mellan kemi 1 och kemi 2.
1. Kemins karaktär och arbetssätt beskrivs med liknande mål som i kemi 1. Tanken är att
det skall ske en fördjupning.
2. I den analytiska kemin i kemi 1 tas kvalitativa och kvantitativa metoder för kemisk
analys upp (gravimetriska och titrimetriska metoder) i kemi 2 masspektrometri och
spektrofotometri, det vill säga något mer avancerade metoder. Utöver detta skall
eleverna nu kunna föra resonemang om riktighet i provtagning och precision.
3. I kemi 1 ingår kunskap om atomer, hur de binder till andra atomer, hur de beter sig i
olika aggregationstillstånd, olika sätt de kan reagera på (elektronöverföringar,
protonöverföringar och fällningsreaktioner) och vad som driver reaktioner och
fasomvandlingar framåt. I kemi 2 går man sedan igenom hur reaktionernas hastighet
och jämviktslägen kan förändras med koncentrationer och katalysatorer. Man tar upp
huvuddragen i människans ämnesomsättning, det genetiska informationsflödet och hur
proteiner ser ut och fungerar (det vill säga kemiska reaktioner i kroppen).
4. Den organiska kemin bygger sedan på kunskap om olika atomer och hur de binder till
andra atomer, bland annat kol, väte, syre och kväve som binds ihop genom kovalenta
bindningar. Denna kunskap byggs på med olika organiska ämnesklasser, vad de har
för egenskaper, hur de ser ut och vad de har för reaktivitet. Detta innefattar även
kunskaper om reaktionsmekanismer, hur och varför reaktioner med de olika
ämnesklasserna sker och energiomsättningar vid specifikt organiska reaktioner. I
kursen skall finnas en koppling till miljö, nutida forskning och applikationer.
S i d a | 24
5.2 Resultat: Vilka stora idéer sammanfattar gymnasiekemins grundkurs,
kemi 1?
Inför jämförelsen mellan kursplanerna i kemi 1 och kemi 2 fastställdes att det skall ske en
progression mellan kurs 1 och 2. Därför föreslås användning av nedanstående stora idéer för
kemi som är genomgående för både kemi 1 och 2. ”Förankringskoncept” från Raker, Holme
& Murphy34, Atkins ”big ideas”(ur Talanquer, 2014)35 och Gillespies ”great ideas of
chemistry”36 har jämförts. Raker, Holme & Murphy, Atkins och Gillespie har oberoende
sammanfattat de stora idéerna och har utgått från kemins grundkunskaper för detta ändamål.
De har också begränsat dem till de teoretiska kunskaperna inom kemin och tar alltså inte upp
analytisk kemi eller kemins arbetssätt. De föreslagna stora idéerna har översatts och använts
som inspirationskälla vid valet av nedanstående påståenden vars innehåll tillsammans täcker
upp de teoretiska kunskaperna som eftersträvas i kursplanen för kemi 1.37 Innehållet är
begränsat till de teoretiska ämneskunskaperna i Figur 1. Analytisk kemi och kemins karaktär
och arbetssätt tas inte upp, Substansmängd och molbegreppet samt att tolka och skriva
formler representerar stökiometri. Eleverna är gymnasieelever och svårighetsnivån på dessa
påståenden valdes att medvetet innehålla vissa begrepp eleverna bör få med sig i
undervisningen.
1) All materia består av atomer, det finns ett hundratal olika grundämnen som är
organiserade i periodiska systemet efter deras inre struktur.
2) Atomer attraheras till varandra genom elektrostatiska krafter som kallas kemiska
bindningar och bildar kemiska ämnen.
3) Materia kan förändras genom fasomvandling eller genom kemiska reaktioner
4) När materia förändras får dess produkter nya kemiska och fysikaliska egenskaper
5) Det är energi som styr kemiska reaktioner och förändringar. För att bryta kemiska
bindningar krävs det energi och när bindningar bildas frigörs det energi.
6) Den geometriska (tredimensionella) strukturen är av betydelse för vilka egenskaper ett
ämne har.
34
(Raker, Holme, & Murphy, 2013)
(Talanquer, 2013)
36
(Gillespie, 1997)
37
(LGY11, 2011)
35
S i d a | 25
7) Materias fysikaliska egenskaper bestäms av de inter-molekylära bindningarna, de
elektrostatiska krafter som uppstår mellan molekyler.
8) Alla reaktioner är i princip reversibla och kemiska processer når en dynamisk jämvikt
över tid.
9) Kemin använder modeller och kemiska formler för att koppla ihop observationer med
vad som händer på mikronivå.
10) Kemin använder sig av en egen storhet vid kemiska beräkningar. Storheten kallas
substansmängd (n) och har enheten mol.
5.3 Resultat: Vilka stora idéer sammanfattar organisk kemi i kemi 2?
Dessa stora idéer föreslås passade för organisk kemi utifrån lärares respons, kursinnehåll och
att de skall bygga på de stora idéerna i kemi 1. Bakgrund till valda påståenden följer.
1) Organisk kemi bygger på kovalenta bindningar
2) Kol och väte är fundamentalt för organisk kemi.
3) Organiska molekyler är energirika molekyler
4) En molekyls form är viktig för vilken funktion den har i till exempel kroppen.
5) För att en molekyl skall reagera behöver den ett ”handtag” (Elektronegativitet och
laddning påverkar reaktionen)
Klargörande om progression:
Att organisk kemi bygger på kovalenta bindningar bygger på påståendet att atomer attraheras
till varandra genom elektrostatiska krafter som kallas kemiska bindningar (se påstående 2)
kapitel 5.2).
Att kol och väte är fundamentalt för organisk kemi är ett påstående som utgår från
definitionen på organisk kemi och påståendet att ”all materia består av atomer. Det finns ett
hundratal olika grundämnen som är organiserade i periodiska systemet efter deras inre
struktur.” (se påstående 1) kapitel 5.2).
S i d a | 26
Att organiska molekyler är energirika molekyler kan förstås genom att utgå från ”Det är
energi som styr kemiska reaktioner och förändringar, för att bryta kemiska bindningar krävs
det energi och när bindning bildas frigörs det energi” (se påstående 5) kapitel 5.2).
Påstående nummer fyra ”En molekyls form är centralt för vilken funktion den har i kroppen”
är väldigt likt påståendet att ”Den geometriska (tredimensionella) strukturen har betydelse för
vilka kemiska och fysikaliska egenskaper ett ämne uppvisar”(se påstående 6) kapitel 5.2). I
fallet med organiska molekyler menas deras funktion som substanser har i kroppen och ur
isomeri-hänseende.
Det sista påståendet ”För att en molekyl skall reagera behöver den ett ”handtag”
(Elektronegativitet och laddning påverkar reaktionen)” har koppling till flera av de tidigare
påståendena såsom ”Den geometriska (tredimensionella) strukturen har betydelse för vilka
kemiska och fysikaliska egenskaper ett ämne uppvisar” (se påstående 6) kapitel 5.2) och att
”Energi styr kemiska reaktioner och förändringar, för att bryta kemiska bindningar krävs det
energi och när bindning bildas frigörs det energi” (se påstående 5) kapitel 5.2) och ”När
materia förändras får dess produkter nya kemiska och fysikaliska egenskaper” (se påstående
4) kapitel 5.2).
När respondenterna under intervjuerna tillfrågades om de hade förslag på stora idéer inom
organisk kemi svarade de så här:
Lärare 1: ”Ja… ”organisk kemi bygger på kovalenta bindningar” till exempel. Att vi har ”kol
och väte som är fundamentalt för organisk kemi”
Kombinationsmöjligheter eller liknande. Vilka reaktioner som sker beror på formen eller
vilka bindningar som finns eller liknande. Formen ger egenskapen på något sätt.”
Lärare 2: ” För organisk kemi? Ja, att organisk kemi bygger på kovalenta bindningar, och att
kolväten är energirika molekyler”
Lärare 3: ”Ja, att verkligen förstå kovalenta bindningar är viktigt i organisk kemi, att kunna
se strukturer är bra att de känner till och när det gäller reaktionsmekanismer så gäller det att
de känner till och förstår lite mer. Syra-bas kemi, elektronegativitet och laddningar påverkar
reaktionen. Så javisst finns det grundläggande kunskaper där.”
S i d a | 27
Lärare 4: ”Ja, detta är ju något som man gör hela tiden. Att på något sätt förenklar och gör
modeller och man gör liknelser skulle man kunna använda det ordet istället. Jag har en liten
bild till exempel. En liten del på kemin som jag bara går igenom lite snabbt. 7 enkla punkter
som man kan använda inom kemin och förmodligen på andra ställen också. Du får gärna titta
på dem om du vill sedan.
Där talar man om att 1. Ingenting försvinner och allt finns kvar.
2. Delarna kan vara mer än helheten och ingenting är likadant före som efter en reaktion.(det
finns bakpulver och sockerkaka men allt finns ju kvar men i annan form) så man kan ju göra
liknelser kring vardagliga ting. Titta på ett vattenfall som rinner ner och en fontän som
sprutar upp att det är delar av samma sak. Elektrolys kommer man in på då. Sen försöker jag
i både kemi och biologi att använda mycket bilder.
Lärare 5: ”Ja det gör det säkert men jag kommer inte på något just nu. Jag brukar ju ta upp
och visa istället. Till exempel i början på kursen brukar vi göra roliga demonstrationer…”
5.4 Resultat: Vid vilka moment i kemi 1 bör fler exempel på organisk kemi
introduceras?
Svaret på frågan (Vid vilka moment i kemi 1 bör fler exempel på organisk kemi
introduceras?) söktes genom intervjuer av lärare. Intresse fanns för att veta hur
respondenterna ser på området och vad de anser att eleverna har svårare eller lättare för i den
organiska kemin. Detta för att undersöka hur min bild av ämnet och elevernas uppfattning
stämmer med andra lärares.
Bland de svårigheter elever uppvisar inom organisk kemi och som nämns under intervjuerna
ingår övervägande reaktionsmekanismer, isomeri och till stor del mängden material. Det som
ansågs ”lättare” för eleverna var namngivning. Organisk kemi innehåller mycket
faktakunskap och en av lärarna nämner att elever som tidigare ”räknat” sig fram inom kemin
och tyckt att det varit relativt lätt får det lite tyngre inom det området då det liknar biologin
lite mer i kunskapsmängd.
S i d a | 28
Gemensamt för dem alla var att de såg kemisk bindning och stökiometri som viktigaste
kunskapen att ta med sig från kemi 1 till den organiska kemin i kemi 2. Fler exempel på
förbrännings- och redox-reaktioner beskrevs också som bra kunskaper att ta med sig från år
ett till år två. I området förbränningskemi uppgavs följande möjliga exempel. Att använda
flera olika organiska molekyler, att organiska molekyler är energirika och även att eleverna
skall få reflektera över vardagsnära exempel såsom förbränning av en plastpåse då de
förväntade produkterna koldioxid och vatten enbart formas vid optimala betingelser (”det
behövs mer syre än det som finns i luften och varmare än vad det kan bli i en eld” ur intervju
nr 5). Även syror och baser togs upp men detta område nämndes i sammanhanget
jämviktskemi.
Två av de intervjuade lärarna tänker specifikt på att ta upp organisk kemi redan i kemi 1. Två
anser att då de har vetskap om att området behandlas i årskurs två är det inget problem utan de
lämnar organisk kemi till det senare tillfället.
En lärare säger att hen inte gjort det hittills men att det finns tillfällen i kursen Kemi 1 där hen
skulle kunna lägga in fler exempel med organiska molekyler för att uppmärksamma elever på
att kemin skiljer sig åt mellan organisk och oorganisk kemi.
Genom intervjuerna lokaliserades också ett par områden där möjligheten finns att ta upp fler
exempel på organiska ämnen och reaktioner. Dessa områden beskrivs i avsnitt 5.4.1–5.4.3
nedan. Ur litteratur har även en fjärde möjlighet hämtats, se avsnitt 5.4.4.
5.4.1 Moment ett: Kemisk bindning
Den första och den kanske mest uppenbara möjligheten att inflika kunskaper om organisk
kemi i kemi 1 är området kemisk bindning. Många exempel med organiska molekyler kan
presenteras för eleverna på grund av kolets möjligheter att binda kovalent med upp till fyra
andra kolatomer.
5.4.2 Moment två: Intermolekylära bindningar
Möjlighet nummer två att införa organisk kemi i kemi 1 dyker upp i området som behandlar
molekylers intermolekylära bindningar. Här ser vi bland annat van det Waals krafter och
vätebindningar som båda uppmuntrar till fler exempel med kolinnehållande föreningar. En
lärare säger ”Till exempel alkaner när man pratar om van der Waals-krafter. Här använder vi
S i d a | 29
ett papper där eleverna får rita molekyler och diskutera frågor som vad längden på kolkedjan
eller alkoholgrupper har för effekt på till exempel kokpunkt.”
5.4.3 Moment tre: Kolinnehållande föreningar
Nästa moment för möjligheter att ta upp kolinnehållande föreningar reduktion och oxidation.
Lärare och kemister använder traditionellt fyra olika modeller för redox-reaktioner. Dessa har
utvecklats för att passa vid olika tillfällen och vilken beskrivningsmodell som används beror
på om det pratas om biokemi, organisk kemi eller oorganisk kemi. Ofta pratar man om
väteöverföringar inom biokemin, syreöverföringar vid organisk kemi och
elektronöverföringar och oxidationstalsmodellen för oorganisk kemi38. Detta är ett moment
som också lätt kan skapa förvirring hos eleverna. De modeller som används i kemi 1 är
elektronöverföringsmodellen och oxidationstalsmodellen vilka båda är ”enklast” att beskriva
inom oorganisk kemi. Detta blir problematiskt för eleverna då de inleder kemi 2 och inom
organisk kemi försöker använda sig av de kunskaper de fått om redox-kemi.
Oxidationstalsmodellen är svår att använda så fort man kommer över kedjelängder på två kol
enligt de intervjuade lärarna. ”Att man kan visa att olika atomer kan ha olika oxidationstal i
kemiska föreningar beroende på andra. Till exempel om man tittar på propan och etan att
kolatomerna kan ha olika oxidationstal beroende på hur många väteatomer som är bundna
till sig. Det beror ju på hur avancerad klass man har” lärarintervju 1.
Trots detta ses, enligt lärarintervjuer, redox-området som ett bra tillfälle att införa organisk
kemi. Detta genom att använda sig av förbränningsreaktioner och genom att inflika fler
organiska molekyler i beskrivningarna.
5.4.4 Moment fyra: Kemiska reaktioner
I kursplanen för kemi 1 står följande under kemiska reaktioner: Protonöverföringar, redoxreaktioner (elektronöverföringar) och fällningsreaktioner. För att skapa en helhet kan det även
i inledande lektioner om kemiska reaktioner vara intressant att utöka med fler organiska
38
(Österlund, 2010)
S i d a | 30
reaktioner utan att gå in på djupet. Exempel kan vara den organiska kemins additions och
substitutionsreaktioner39
6.Diskussion och Slutsats
Tanken med ”stora idéer” och att undervisningen kan utgå från ett antal grundbegrepp och
sedan avancera är en bland många idéer på utveckling av kemiundervisning. Det är därför
möjligt att se detta som ett komplement till befintlig undervisning vilket även bland annat
Talanquer (2013) påstår. Idén är att introducera stora idéer tidigt i kemi 1 och att därefter vid
varje nytt moment koppla detta till dessa påståenden. Eleverna få då chansen att gradvis
avancera men är medvetna om grunden och får därför förhoppningsvis en känsla av helhet.
Utöver användandet av stora idéer kan lärare använda fler exempel på organiska molekyler i
undervisningen vid upp till fyra olika moment i kursen, detta för att ytterligare stärka elevens
baskunskaper och de förbereds därigenom för den organiska kemin i kemi 2. För att skapa
känsla av igenkännande diskuteras vid introducerandet av de stora idéerna för organisk kemi
diskuteras hur de bygger på de stora idéerna för kemi 1.
För kemi i gymnasieskolan presenteras nedanstående stora idéer för kemi 1 (Lista 1) och
organisk kemi (Lista 2).
Lista 1: Tio stora idéer för Kemi 1
1) All materia består av atomer, det finns ett hundratal olika grundämnen som är
organiserade i periodiska systemet efter deras inre struktur.
2) Atomer attraheras till varandra genom elektrostatiska krafter som kallas kemiska
bindningar och bildar kemiska ämnen.
3) Materia kan förändras genom fasomvandling eller genom kemiska reaktioner
4) När materia förändras får dess produkter nya kemiska och fysikaliska egenskaper
5) Det är energi som styr kemiska reaktioner och förändringar. För att bryta kemiska
bindningar krävs det energi och när bindningar bildas frigörs det energi.
39
(Gillespie, 1997)
S i d a | 31
6) Den geometriska (tredimensionella) strukturen är av betydelse för vilka egenskaper ett
ämne har och hur en reaktion sker.
7) Materias fysikaliska egenskaper bestäms av de inter-molekylära bindningarna, de
elektrostatiska krafter som uppstår mellan molekyler.
8) Alla reaktioner är i princip reversibla och kemiska processer når en dynamisk jämvikt
över tid.
9) Kemin använder modeller och kemiska formler för att koppla ihop observationer med
vad som händer på molekylär nivå.
10) Kemin använder sig av en egen storhet vid kemiska beräkningar. Storheten kallas
substansmängd (n) och har enheten mol.
Dessa stora idéer kan användas vid introduktion av kursen och som återkommande ”kemiska
grunder” i olika moment av kursen. Nedan finns de fyra stora idéer som presenteras för
organisk kemi i kemi 2.
Lista 2: Fyra stora idéer för organisk kemi i Kemi 2
1) De intramolekylära bindningarna i organiska molekyler med basen kol och väte är
kovalenta
2) Organiska molekyler är energirika molekyler
3) En molekyls form är viktig för vilken funktion den har (till exempel i kroppen).
4) För att en molekyl skall reagera behöver den ett ”handtag” (Elektronegativitet och
laddning påverkar reaktionen)
Om användandet av stora idéer skall följa progression bör stora idéer för organisk kemi
bygga på de stora idéerna för kemi 1. Hur de kopplas ihop och bygger på varandra har
förklarats i stycke 5.3. Det finns enligt intervjuer också ett flertal tillfällen i kemi 1 där det är
möjligt att ta med exempel på organisk kemi, dessa fyra tillfällen skall kunna kopplas till de
stora idéerna för kemi 1 men till viss del även till de fyra för organisk kemi.
Det är relevant att ta upp fler exempel på organiska molekyler vid två tillfällen när man pratar
om kemisk bindning. Dessa är kovalenta bindningar inom molekyler och dipol-dipol samt van
S i d a | 32
der Waals krafter mellan molekyler. När det gäller kovalenta bindningar kan påståendet att
”atomer attraheras till varandra genom elektrostatiska krafter som kallas kemiska bindningar
och bildar kemiska ämnen”(se Lista 1) samt ” De intramolekylära bindningarna i organiska
molekyler med basen kol och väte är kovalenta” (se Lista 2) användas som grund.
Diskuteras istället mellanmolekylära bindningar som van der Waals- och dipol-dipol
bindningar blir påståendet att ”Materias fysikaliska egenskaper bestäms av de intermolekylära
bindningarna, de elektrostatiska krafter som uppstår mellan molekyler”(se Lista 1) plus att
”Den geometriska (tredimensionella) strukturen är av betydelse för vilka egenskaper ett ämne
har”(se Lista 1) en grund.
Det går också att ta upp organisk kemi kring området reduktion och oxidation och att redoxreaktioner sker även med organiska molekyler (exempel är oxidation av metanol till metanal),
det är då viktigt att man talar om varför man inte går in närmare på det området i kemi 1(det
blir komplicerat att använda oxidationstal vid längre kolkedjor eftersom de generella regler
som kan användas vid oorganisk kemi inte är applicerbara på samma sätt för kolväten).
Elever i kemi 1 får exempelvis med sig kunskap om de tio första alkanerna, eventuellt
alkoholer och karbonylföreningar samt vad deras struktur kan få för effekt på fysikaliska och
kemiska egenskaper. De ges inblick i att redox-reaktioner inte är något som enbart sker i
oorganisk kemi utan även diskuteras vid elektronöverföringar till kovalenta bindningar
(organisk kemi och biokemi), de får alltså kunskap om att olika modeller används för att
förklara redoxreaktioner inom olika dicipliner.
För att få in fler exempel på organisk kemi i kemiska reaktioner kan till exempel additionsoch substitutionsreaktioner nämnas. Utifrån påståenden 3,5,6 och 8 kan diskuteras varför
reaktioner sker (se Lista 1). Lista 2 benämner att en molekyl behöver ett handtag för att kunna
reagera.
Slutsatsen är att det finns fyra moment i kemikursen kemi 1 där fler organiska exempel kan
inkluderas och genom att använda sig av dessa får eleverna med sig mer kunskaper som
förhoppningsvis förbereder eleven för den organiska kemin. Alla moment där fler exempel på
organisk kemi kan användas är dessutom kopplade till stora idéer för kemi 1 samt för de stora
S i d a | 33
idéerna för kemi 2. Detta tyder på att stora idéer kan användas i undervisningen av organisk
kemi.
6.2 Framtida forskning
Att använda stora idéer är en vinkling av undervisningen som förhoppningsvis leder eleverna
till ökad förståelse av kemins teoretiska kunskaper genom att eleverna får övning av
grunderna. Som framtida forskning föreslår jag utprovning av olika sätt att använda stora
idéer i undervisningen i gymnasiekemi (exempel är att utgå ifrån periodiska systemet och
uppdelningen metaller och icke metaller koppla kunskaper till kända ämnen i elevernas
vardag och miljö) samt därefter undersöka vilken effekt användningen av dessa har på elevers
förståelse av kemi och då även organisk kemi. Då forskning visat att animeringar ökar
förståelsen av bilder i kemin40 föreslås utveckling av visuella medel såsom bilder och rörliga
modeller samt vardagsnära exempel att användas som komplement till stora idéer.
40
(Al-Balushi & Al-Hajri, 2014)
S i d a | 34
Litteraturförteckning
Al-Balushi, S. M., & Al-Hajri, S. H. (2014). Associating animations with concrete models to
enhance students comprehention of different visual representations in organic
chemistry. Chem. educ. res. pract., 2014 (15) 47-58.
Claesjens, J., Scalise, K., Wilson, M., & Stacy, A. (2009). Mapping students understanding in
chemistry: The perspectives of chemists. Science education, 2009 (93) 56-85.
Eilks, I., & Hofstein, A. (2013). Teaching chemistry- a studyguide. Rotterdam: Sense
Publishers.
Gillespie, R. J. (1997). The Great ideas of chemistry. J. chem. educ., Vol 74 No. 7 862-864.
Hawkes, S. J. (2005). Introductory chemistry needs a revolution: ACS and IUPAC and AAAS
and ICUC should lead it. Journal of chemical education, 1615-1616.
Holme, T., & Murphy, K. (2012). The ACS exams institute undergraduate chemistry anchoring
concepts content map 1: General chemistry. J. chem. educ, 2012(89)721-723.
LGY11. (2011). www.skolverket.se. Hämtat från Skolverket:
http://www.skolverket.se/laroplaner-amnen-ochkurser/gymnasieutbildning/gymnasieskola/kem?tos=gy&subjectCode=KEM&lang=sv
den 26 11 2013
Raker, J., Holme, T., & Murphy, K. (2013). The ACS Exams institute undergraduate chemistry
anchoring concepts content map 2: Organic chemistry. J. chem. educ., 2013 (90)14431445.
Schaller, C. P., Graham, K. J., Johnson, B. J., Fazal, M. A., Jones, T. N., McIntee, E. J., &
Jakubowski, H. V. (2014). Developing and implementing a reorganized undergraduate
chemistry curriculum based on the foundational chemistry topics of structure,
reactivity and quantitation. Journal och chemical education, A-H.
Sevian, H., & Talanquer, V. (2014). Rethinking chemistry: a learning progression on chemical
thinking. Chem. Educ. Res. Pract., (15)10-25.
Sjöström, J. (2006). Beyond classical chemistry: Subfields and metafields of the molecular
sciences. Chemistry international, 9-15.
Stukát, S. (2011). Att skriva examensarbete inom utbildningsvetenskap (2 uppl.). Lund:
Studentlitteratur.
Talanquer, V. (den 30 April 2013). Chemistry Education: Ten facets to shape us. J. Chem.
Educ., 90, ss. 832-838.
Vetenskapsrådet. (2002). Forskningsetiska principer inom humanistisk-samhällsvetenskaplig
forskning. Hämtat från http://www.cm.se/webbshop_vr/pdfer/etikreglerhs.pdf
2014-04-07
Österlund, L.-l. (2010). Redox models in chemistry- a depiction of the conceptions held by
students of redoxreactions. Umeå: Department of chemistry, Umeå university.
S i d a | 35
Bilaga 1
Förkunskapstest för naturvetarklass under VFU-period 5. Området organisk kemi.
Utförd av: Lisa Alderin
1. Vad är ett kolväte?
2. Namnge alkanerna med 1-10 kolatomer i kedjan.
3. Hur många valenselektroner har kol?
4. Vad är skillnaden mellan ett mättat och omättat kolväte?
5. Vad kallas de intramolekylära bindningar du hittar i ett kolväte?
6. Vad heter molekylerna:
a)
etan
b) propan
c) koldioxid
7. Skriv formeln CH3CH2OH med:
a) summaformel
b) skelettformel
c) streckformel
8. Har du tidigare läst om några kemiska reaktioner? Finns de inom organisk kemi?
Nämn de du kan.
9. Vad används de olika pilarna till?
a)
24 stycken
1
reaktionspil b) jämviktspil c) retrosyntes men även ”leder till”
Antal rätt
15
Ofull-
Fel
ständigt
svar
1
-
Kommentar
Inget
svar
8
1-4/10 ofullständig
2 (5/10=R)
13
4
-
3
20
-
3
1
4
5
2
17
5
3
-
5
Fel svar har angivit intermolekylära
8
16
bindningar
6 (2/3=R,
9
Alla kunde CO2, många eten fåtal
15
propan
1/3=ofull)
7 (2/3=R, 1/3
ofull)
1
5
3
15
S i d a | 36
8 1 reakt=R
en reaktion är tillräckligt för R på
7
17
denna fråga. Det som kom fram var
fotosyntes, jäsning och förbränning
12
9
5
2
5
Bilaga 2
Intervjuguide- examensarbete ht2013
Om läraren: Hur länge har du undervisat kemi? Vilka ämnen undervisar du i förutom kemi?
Har du arbetat med något annat innan eller vid sidan av läraryrket?
Kan du beskriva skolan du jobbar i? Hur många kemilärare är ni? Brukar ni planera kurserna
tillsammans? Hur ser ert samarbete ut?
Om ämnet: Organisk kemi står inte med i kursplanen för Kemi1 utan dyker upp först i Kemi2.
Mitt arbete handlar om hur man kan använda stora idéer i undervisningen inom kemi 1 för att
förbereda eleverna för organisk kemi.
1) Vilka kunskaper anser du viktiga för eleverna att ta med sig från Kemi 1 till kemi 2?
2) Brukar du tänka på att förbereda eleverna för organisk kemi i undervisning i kemi 1?
3) Vilka begrepp skulle kunna introduceras redan i kemi 1?
4) Kan du berätta om hur du tänker när du lägger upp kursen Kemi 2?
5) När under kursen brukar du lägga organisk kemi?
6) Hur mycket tid får eleverna att lära sig organisk kemi?
7) Vad anser du som lärare att eleverna har störst svårighet med i organisk kemi?
8) Finns det kunskap eller begrepp som eleverna har lättare för i organisk kemi? i så fall
vilka?
9) Vilka didaktiska metoder använder du för din undervisning i organisk kemi?
10) Begreppet Big ideas syftar till att använda fundamentala påståenden för att summera
grundkunskaperna i en disciplin.
(Exempel är 1) All materia består av atomer 2) Form är centralt för funktion 3) Det
finns ett fåtal olika reaktionstyper). Har du hört talas om konceptet?
S i d a | 37
a) Anser du som lärare att ”Big ideas” skulle kunna användas för att förenkla
kemiundervisningen?
b) Använder du redan några av dessa?
c) Skulle du kunna tänka dig något eller några fundamentala påståenden för organisk
kemi?
Tack!
Bilaga 3
Jämförelse av lärares svar på frågor 1, 2, 3, 4-6, 7-8, 9, 10
Fråga 1
stökiometri från
kemi1 till kemi2.
räknar med
molbegreppet
förstått kemiska
bindningar hur de går
till och skillnaden
mellan bindningar
påverkar hur
förståelsen för
kemiska reaktioner
går till i kemi2.
att det finns organiska
föreningar redan i
kemi1 och att det är
skillnad mellan
organiska föreningar
och oorganiska
föreningar och att den
kemin skiljer sig åt.
redoxkemi så är det ju
väldigt många
oorganiska föreningar
man tittar på när man
räknar med
oxidationstal
Kemisk bindning är
viktigt för organisk
kemi. Här tar man upp
organiska molekyler.
Till exempel alkaner
när man pratar om
vdW krafter. Här
använder vi ett papper
där eleverna får rita
molekyler och
diskutera frågor som
vad längden på
kolkedjan eller
alkoholgrupper har
för effekt på till
exempel kokpunkt.
Även i området
förbränningskemi tar
man upp och pratar
om organiska
molekyler.
Ja, bindningar är det
viktigaste att de
förstår. Just när det
gäller organisk kemi
så är det ju kovalenta
bindningar. I kemi 1
är det 3 moment som
går igenom.
Molbegreppet (som
kanske inte är så
relevant för organisk
kemi) och sen syrabas kemi och
redoxkemi är viktigt
att de har med sig,
men kanske inte just i
alla sammanhang för
organisk kemi.
Man kommer in lite
grann på den
organiska kemin när
man har att göra med
till exempel
fotosyntes och
cellandning i biologi.
När man skriver
reaktionsformler och
förbränning tex metan
eller etan molekyler.
i den gamla kursen så
var det ju i huvudsak
kolväten och
alkoholer som var
med så sen lämnade
man etrar, aldehyder
och ketoner till
exempel till kemi2.
Reaktionsformler och
beräkningar och då
bygger det på att man
förstår det här med
molekyler och
bindningar
att kunna en del joner
och en del molekyler
och så de
stökeometriska
beräkningar.
Sen håller man ju på
mycket med
strukturformler i kemi 2
i den organiska kemin.
Redoxkemin i kemi 1
skall du också ha med
dig.
Elektrokemin.
Fråga 2
Det står i ämnesplanen
att de skall få med sig
att det finns organiska
ämnen och det pratar
man ju om men man
kontrollerar ju inte att
de har de med sig. När
man pratar om opolära
ämnen pratar man ju
om organiska ämnen.
Man pratar om opolära
bindningar och man
Här tar man upp
organiska
molekyler. Till
exempel alkaner
när man pratar
om vdW krafter.
Här använder vi
ett papper där
eleverna får rita
molekyler och
diskutera frågor
som vad
Det blir inte
så, delvis
för att man
inte vet vem
som skall
läsa kemi 2.
Det är ett
val de kan ta
efter kemi1
(om de vill
Ja, jag säger ju det
att eftersom man
pratar om metan,
förbränning,
fotosyntes osv
men jag ser det
inte som ett
jättestort problem
eftersom jag har
naturvetare och då
Eftersom jag inte har kemi2 brukar jag
tänka så att jag tar organisk kemi för att
jag tycker att det är viktigt att känna till.
Vi använder ju propan här och gasol så att
man vet lite vad det är med svetsgas så
jag går igenom grunderna för organisk
kemi i alla fall i åk1.
Jag går igenom när ett kolväte förbränns
bildas ju koldioxid och vatten så då ärt
det ju väldigt viktigt att veta att detta är
under optimala förhållanden när man har
mer syre än som finns i luften och man
S i d a | 38
pratar om vdw krafter
och då kan det hända
att man tar upp de
organiska ämnena
eftersom man ofta tar
exempel som alkaner
och kolföreningar i det
och då är det ett
lämpligt tillfälle att ta
upp organisk kemi.
längden på
kolkedjan eller
alkoholgrupper
har för effekt på
till exempel
kokpunkt. Även
i området
förbränningske
mi tar man upp
och pratar om
organiska
molekyler.
läsa kemi2)
Så jag
känner att
jag
koncentrerar
mig på just
kursen vi
läser just nu.
får de ändå
organisk kemi förr
eller senare i
kursen. Det är
tristare för
Teknisterna som
inte enligt planen
har någon
organisk kemi
skall ha varmare än man kan få i en eld.
För alla har ju eldat en plastpåse och sett
att det inte bara är CO2 och H2O som
bildas.
Sen att det finns föroreningar i ämnen.
Men det är hur den är uppbyggd.
Sen är organiska föreningar väldigt bra att
ha som exempel när man går igenom allt
från lösningar till bindningar tex vdw,
dipol och vätebindning så jag tar upp en
del ändå.
Fråga 3
Ja, då är det när man pratar
om kemiska bindningar och
då skulle man kunna ta in
mer organiska ämnen som
exempel.
Och jag tror att man kan få
en del på redox reaktioner.
Att man kan visa att olika
atomer kan ha olika
oxidationstal i kemiska
föreningar beroende på
andra.. tex om man tittar på
propan och etan att
kolatomerna kan ha olika
oxidationstal beroende på
hur många väteatomer som
är bundna till sig. Det beror
ju på hur avancerad klass
man har.
. Om du har en organisk
förening så har du olika
oxidationstal på olika
kolatomer beroende på vad
de är bundna tillMan kan egentligen bara
använda metan och etan
och eten där du har samma
oxidationstal på båda
kolatomerna för att se om
det är något som ändras i
förbränningsreaktioner.
Men den är egentligen den
enda reaktion man
egentligen tittar på och har
som är en organisk
reaktion. Det skulle vara
bra om det kunde tas upp
mycket mer eftersom det är
ett jobbigt ämne för
eleverna att ta till sig.
Plus att teknik elever som
inte läser kemi 2 inte får
någon organisk kemi alls.
De vet att det finns
organiska ämnen.
Till exempel
alkaner när man
pratar om vdW
krafter. Här
använder vi ett
papper där
eleverna får rita
molekyler och
diskutera frågor
som vad
längden på
kolkedjan eller
alkoholgrupper
har för effekt på
till exempel
kokpunkt. Även
i området
förbränningske
mi tar man upp
och pratar om
organiska
molekyler.
Organisk kemi läser
man inte i kemi1 och
det blir problem i
biologiundervisningen
där biologi 1
innehåller mest
ekologi miljöbaserad
så finns även en del
organiska ämnen som
de bör veta lite mer
om och då förbereder
vi dem inte på ett så
bra sätt i kemi1. Vi tar
ofta upp en del
kolväten i kemi1 men
in ett annat syfte. Det
skulle vara lätt att öka
antalet exempel på
organiska molekyler
som vi använder så att
de redan i kemi1 får
lite bättre kunskap om
vilka molekyler som
finns. Kunskaper som
är viktiga att de lär sig
i kemi1 så att det blir
enklare för dem i
kemi2 är organisk
kemi i alla fall. Det
måste vara en bättre
förståelse när det
gäller bindningar och
hur de går till i alla
fall. De har det lite
svårt med just
strukturerna på
molekylerna. Hur de
ser ut i 3D till
exempel. Det är något
vi jobbar lite grann
med i kemi1 men vi
skulle kunna ta in fler
organiska molekyler
där.
Ja, det du nu tänker på
organisk kemi så tänker jag
så att det finns så många
föreningar att när man
väljer de vetenskapliga
namnen. Några trivialnamn
försöker jag väl ha kvar
men till största delen
undviker jag trivialnamn.
Det är på de allra vanligaste
i så fall, tex ättiksyra.
Det är ju det som på ngt sätt
skiljer den organiska kemin
från de andra. Jag känner
igen det från biologin där
det finns en miljon olika
insekter och då kan man på
ngt sätt inom den organiska
kemin känna igen ett ämne
och då tänker jag att jag vet
inte vad detta är men jag
kan ändå säga att på det här
sättet skulle det kunna
reagera. Det är ju så många
främmande ämnen och detta
är ju också spännande att
man har något som är totalt
okänt och kan ändå gissa
sig till hur det skulle kunna
se ut och vad som skulle
kunna hända.
Då tycker jag att
självklart behöver
man ha det här
med
reaktionsformler
och beräkningar
och då bygger det
på att man förstår
det här med
molekyler och
bindningar så lite
detaljkunskaper(g
loskunskaper som
vi kallar det) att
kunna en del
joner och en del
molekyler och så
de stökiometriska
beräkningar.
Sen håller man ju
på mycket med
strukturformler i
kemi 2 i den
organiska kemin.
Redoxkemin i
kemi 1 skall du
också ha med dig.
S i d a | 39
Fråga 4-6
Nu har jag tänkt olika. Förut
har vi tänkt att det är bra att
prata om gaser först och följa
bokens upplägg. Efter ett tag
insåg vi att när man kört hårt
med kemisk jämvikt och syrabas jämvikt så är eleverna
väldigt duktiga på att räkna
men väldigt trötta vid
sportlovet när de skall börja
plugga in organisk kemi. Det är
jobbigt. Så efter att ha
diskuterat i år så la vi den
organiska kemin i början på
hösten efter en
introduktionslabb. Vilket gjort
att vi trodde att de skulle klara
den organiska kemin bättre då
de inte är lika trötta och jag tror
att de vinner på det i år. Att de
får ett bättre resultat i år och att
de kan ha det med sig till
jämviktskemin. Förut har jag
haft jämviktskemi som röd tråd
genom kursen men nu kan man
också ha den organiska kemin i
grunden.
8 v ca 2 lektioner per vecka..ca
¼ av kursen
Under hösten har vi gått
igenom jämviktskemi.
Kursen på det stora hela
består ju av en
beräkningsdel och en
teoridel. Vi tänker att
eleverna har
beräkningsdelen färsk
sedan ettan och att det är
bra att fortsätta på. Under
våren går vi sedan igenom
organisk kemi, biokemi,
analytisk kemi osv. Nu
innan jul har jag precis
gått igenom syror & baser
och avslutat med en
laboration om fettsyror.
Det kanske inte är det
första man tänker att man
skall börja med inom
området men det blir en
bra logisk övergång mot
biokemi och organisk
kemi. Syra-Bas,
karboxylsyror,
fettsyror..osv
Det vet jag inte exakt. Det
beror på om man räknar
med de biokemiska
bitarna till organisk kemi
eller inte.
Det är mitt andra år med
kemi2 och första året
körde vi organisk kemi
runt sportlovet och fram
till påsk. Diskussionen
efteråt ledde till att vi
förändrade vår
planering och lade
organisk kemi i början
på kursen istället. Jag
tror att det är en fördel i
det blir bättre
sammanflätning med
just biologi2.
Det är mycket
cellbiologi och där är
det direkt användbart
om man kan mer om
organiska molekyler.
Organisk kemi är också
en tung del av kursen
och visst kan man
fundera på varför det är
så tungt. Jag funderar
på att det inte bara är så
att det är svårt att
förstå. Det kan också
vara mängden
information de måste
lära sig.
Ja det läser vi
just nu så vi
har
åtminstone
kapitelvis följt
den boken vi
har. Nu har vi
Henriksson,
tidigare hade
vi vad heter
ha Andersson
(Kemi1 kan
den heta)
Ja det är väl
ett par 3
böcker som
dominerar.
Det är Borén
också som har
en bok.
Den andra
boken jag
pratar om har
funnits i
jättemånga år
och den var i
A4format
innan, men nu
har de gjort
om den i ett
mer modernt
format.
Ja, vi tycker
det är bra att
inte hoppa
alltför mycket
i boken. Det
spelar iofs inte
någon roll
vilken ordning
man tar det i,
tror jag.
Vi får revidera
den litegrann
dock eftersom
vi har ny bok
och det skiljer
lite hur mycket
och djupt man
tar upp. Sen
tycker eleverna
att det är väldigt
skönt om man
följer boken. Vi
vill ju inte
hoppa men han
har gjort
planeringen
men vi brukar
samarbeta. Vi
har provdatum.
Vi kör 3 stora
prov
gemensamma
och då har vi
samma prov.
Sen har vi ett
slutprov också
som vi hoppas
kunna
genomföra
samtidigt.
Fråga 7-8
Vissa har svårigheter
med att hitta
isomerierna? Sen är det
svårt att se skillnad på
sn1 Och sn2
reaktionerna. Varför
det blir de olika. De
eleverna som vill förstå
i detalj får det svårt
med organisk kemi för
man får acceptera att
reaktionerna Sker på
vissa sätt tills man
förstår mer. De vill
Det skulle vara
reaktionsmekani
smer i så fall.
Annars känner
de nog att
organisk kemi är
rätt enkelt i det
att man får
valuta för tiden
man studerar. 1
timmes plugg
ger snabbt
resultat.
Jag tror att det är mängde av
fakta. De kanske har samma
problem i biologi som också
är faktatungt och då vänjer de
sig men när det gäller kemi är
det en ovan situation. Sen
tänker jag att det är svårt med
olika isomerier. Vi kör också
ganska mycket med
reaktionsmekanismer men i
min klass klarade många av
det väldigt bra. Jag vet inte
om det är för att de förstått
vad som verkligen hände utan
När det gäller
organisk kemi och
även biokemi
sedan så. Det finns
2 saker som elever
har besvärligt med
i kemi. Det ena är
formelskrivning.
Det andra är att
räkna på kemi. De
som har haft det
lite svårare med att
räkna får det ofta
lite lättare under
Nej det tycker jag
inte. Men det är
väldigt olika från
vilka högstadier de
kommer. Nu
undervisar de ju i NO
de började jag med
när jag slutade på
grundskolan. Innan
fanns ju kemi, biologi
och fysik. Det
kommer en del elever
nu som knappt har
haft någon kemi på
S i d a | 40
gärna förstå men
reaktionsmekanismer
kan vara svårt att
förstå. : Ja alltså att lära
sig namngivning och
att något heter
karboxylsyra och då
har det en sådan grupp
och att något heter
keton och hur den då
ser ut så ren fakta bör
vara lätt att plugga in.
Sen borde den enkla
namngivningen vara
lätt om man knäcker
koden till det.
Ja det är
namngivningen i
så all.
är mer utantillkunskaper men
då klarar de ofta de svåra
frågorna ganska bra.
Lättar och lättare? Ja, de
klarar ofta de svårare frågorna
till exempel
reaktionsmekanismer lite
bättre, de kan komma ihåg
det. Även om vi ställer
frågorna så man får tänka till
lite. Vi märkte faktiskt på det
senaste provet att de var lite
sämre på de medelsvåra
frågorna. De hade inte så bred
kunskap utan mer
”spetskompetens” men det
hänger ihop med mängden.
formelskrivningen
sedan. Då får de
ett litet lyft och
hittar en sorts
systematik det är
betydligt mindre
beräkningarna är
färre och ser
likadana ut som de
andra. En del
tycker att det är
roligare och en
del, räknenissarna,
tycker det är
tråkigt.
högstadiet och det
kommer också elever
som har läst väldigt
mycket.
…..
Jag skulle göra en
kalkon häromdagen
på låg värme i ugnen
men då blir det ju
ingen fin yta på den.
Då får man ta
brännaren om man har
en, eller
varmluftspistolen för
att få igån
Mayardreaktionen,
lästa jag i tidningen.
Wow tänkte jag för att
det är ju den man har
när det gäller mat, för
att få den här lite
brända ytan.
Fråga 9
Laborationer och
försöker knyta
laborationer till det
man går igenom
aktivt. Jag har
använt en del
laborationer med
molekylmodeller.
Att bygga isomerer.
En del där jag
använt klipp från
Youtube för att
illustrera sn1 och
sn2 reaktioner.
Föreläsningar, det
är att försöka
illustrera så mycket
som möjligt men
det gäller att
eleverna förstår
varför de skall
bygga just de
molekylmodellerna
och inte något
annat som inte
finns. Det skulle
vara bra om man
kan göra fler
demonstrationsexpe
riment under
föreläsningarna. Jag
har inte hittat så
många bra inom
organisk kemi det
finns många andra
som är väldigt
illustrativa bla hur
man löser många
ämnen i varandra.
för jämvikter,
koncentrationsjämv
ikter till exempel
där det är väldigt
Det är ett av de
områden där de kan
jobba mycket
självständigt
tillsammans med
molekylmodeller till
exempel.
Nu tänkte jag jobba
lite med flippat
klassrum. Daniel
Barkers koncept att
filma. Jag lade
faktiskt upp en egen
film igår. Jag
försöker gå på
konceptet 80% känt
och 20% nytt på
lektionerna. För att
eleverna skall hinna
greppa och förstå
det nya. Man lär sig
mycket på de
föreläsningar där
man redan har en
del kunskap sedan
tidigare. Man får
lådor och krokar att
hänga upp
kunskaperna på.
Förutom
föreläsning jobbar
vi mycket med
modellbyggsats.
Det har funkat bra
med en slags
worksheet där de
får bygga
molekyler och se
hur de ser ut,
jobba med att
namnge olika
molekyler olika
isomerier. Sedan
labbar vi såklart
så att de
praktiserar de
teorier de lärt sig
händer. Men visst
har jag tänkt att
under tiden man
labbar kan man
också bygga
molekyler med
byggsats så att de
förutom att skriva
ner det på papper
också får en
visuell bild. Till
exempel
acetylsalicylsyra
kan vara en bra
labb att faktiskt
bygga för dem.
Jag har ju provat många
olika delar här men
kemiundervisningen är
väldigt mycket mer
traditionell än
biologiundervisningen.
Det är ett ganska svårt
ämne och man kan säga
att man håller sig mer till
att förklara boken i kemi
än vad man gör i andra
ämnen. Till exempel i
biologi gå jag nästan alltid
utanför boken eller där
man har exempel osv.
Kemi är ett rätt svårt
ämne. Jag brukar säga
som så att i biologi har jag
säkert under dessa år fått
ett par tusen frågor som
jag inte kan svara på men
i kemi får man väldigt
sällan frågor som man
inte kan svara på. De vet
inte riktigt vad de skall
fråga på. Och då vill jag
ändå påstå att jag är bättre
i biologi än i kemi. I
biologi kan det komma
frågor på allt från
sjukdomar som kan finnas
i släkten till någon som
har jordbruk och vill veta
hur mycket kväve som
skall ligga på åkrarna. Ja
det kan finnas hur mycket
som helst. Man hittar
något ute i naturen som
man tar med sig in på
lektionen och vad det är.
Så finns det över 20000
insekter i Sverige och
detta råkar vara någon av
Ja, labbar har vi ju
varannan vecka här. Labbar
som följer kursen väldigt
väl och då gör vi ju samma
labbar alla tre kemilärare i
alla klasser. Där har vi
lyckats hitta så vi kör
varannan vecka för
eleverna (lite längre
lektion) vilket jag tycker
funkar väldigt bra. Jag
skriver på tavla och visar
overhead, det har de iofs
förbjudit nu.
Det får vi inte ha. Det är
gammal teknik. Skolverket
har gått ut med direktiv om
att vi skall ha ny modern
teknik och så tolkar vår
skolledning det så de har
tagit bort alla OH
apparater. Vi har ju
projektorer i nästan alla
klassrum utom här(i
labbsalen) här tar jag inte
med mig min dator in.
Ja, och när man häller
övermättad lösning är det
rätt så käckt att visa på oh
Ja, det faller ut och det kan
bli väldigt snyggt att se. Så,
ja, PP-presentationer,
filmer från SLI kan jag
säga till eleverna att de
finns och så får de
inloggningar. Sen finns det
Youtubeklipp de där
trevliga, ja nu heter det ju
inte kemi-julkalendern
längre utan
Naturvetarkalendern, som
lunds universitet lägger
upp. Som jag visar eleverna
S i d a | 41
tydligt att ett ämne
försvinner till
exempel. Ofta är
labbar som eleverna
får göra själva
väldigt illustrativt.
Att de får göra
estrar eller
oxidation av
aldehyder till
exempel.
de ovanliga.
Därför så är det, du pratar
om organisk kemi och där
är det mycket övning och
titta på, träna på
egentligen.
något av. Sen finns det ju
massor med roligt på nätet.
Demonstrationer tycker jag
är väldigt roligt. Det finns
bara utsug i andra salen där
vi har en diskbänk med
massa hål. Det går ju inte
att göra allt. Förr visade jag
alltid järn och svavel i
klassrummet. Nu har vi fått
ett utsug i form av en tratt
så nu kan vi börja göra det
igen men annars har jag
visat film på det istället.
Men annars försöker jag
visa kallt ljus tex och bland
syror och baser finns en del
roligt att visa.
Fråga 10
Lite grann, jag har
inte gått in i det
Jag vet inte om det
skulle förenkla men
om man har några
sådana som en röd
tråd. Att man i alla
avsnitt tar upp. Man
kanske redan börjar
med det första dagen
i åk1 och tar upp att
det finns några
sådana saker och
återkommer till dem.
Kommer ni ihåg att vi
sa så här första dagen
och nu kommer vi till
detta igen. Det
kanske kan skapa
krokar för eleverna
att hänga upp sin
kunskap på. Mer som
en röd tråd som
kanske kan göra det
lättare för dem att
memorera grejer att
få det i anknytning
och se att allt hänger
ihop.
Nej det har jag inte
gjort men det skulle
vara en ide
Ja… ”organisk kemi
bygger på kovalenta
bindningar” till
exempel. Att vi har
”kol och väte som är
fundamentalt för
organisk kemi”
Kombinationsmöjligh
eter eller liknande.
Jag har inte
systematiserat
det men det
ingår som en
naturlig del att
jag hela tiden
återkommer
till viktiga
nyckelbegrepp
.
för organisk
kemi. Ja, att
”organisk
kemi bygger
på kovalenta
bindningar”
och att
”kolföreningar
är energirika
molekyler”
Nej inte egentligen förutom
att jag pratat med dig lite
om detta. Men nu när vi
pratar om det så i en bok
jag har av Peter Atkins
”XX reaktioner” tror jag
den heter. Och han har lagt
upp boken på det sättet i
början och i del ett i boken
visar på att de har fåtal
reaktioner kan ske och
sedan går han vidare i del 2
och i alla
användningsområden osv
kan man gå tillbaka till
början och titta på
grunderna..
Ja men visst det är inte
något vi använder just nu
men jag kan tänka mig att
varje nytt sätt att lägga
fram.. den här kunskapen vi
skall lära oss i kemi blir
tufft för eleverna och att få
dem för att verkligen förstå
så är det lätt i början i kemi
1 man har de första 2
avsnitten som är atomens
byggnad och bindningar att
man kan se att de hänger
ihop och visst molbegreppet är lite vid sidan
om med det känns som ett
verktyg de måste lära sig
någon gång. Men sedan
helt plötsligt börjar vi med
olika avsnitt som eleverna
inte känner hänger ihop
egentligen man pratar om
syra-bas sen redox och
sedan kemi2 och igen är det
olika saker där de har svårt
att se sammanhang
Big Ideas, nej.
Javisst det finns
grundläggande begrepp så.
Ja, detta är ju något som
man gör hela tiden. Att på
något sätt förenklar och
gör modeller och man gör
liknelser skulle man kunna
använda det ordet istället.
Jag har en liten bild till
exempel. En liten del på
kemin som jag bara går
igenom lite snabbt. 7
enkla punkter som man
kan använda inom kemin
och förmodligen på andra
ställen också. Du får gärna
titta på dem om du vill
sedan.
Där talar man om att
1. Ingenting försvinner
och allt finns kvar och det
finns att
2. Delarna kan vara mer
än helheten och ingenting
är likadant före som efter
en reaktion.(det finns
bakpulver och sockerkaka
men allt finns ju kvar men
i annan form) så man kan
ju göra liknelser kring
vardagliga ting. Titta på
ett vattenfall som rinner
ner och en fontän som
sprutar upp att det är delar
av samma sak. Elektrolys
kommer man in på då.
Sen försöker jag både i
kemi och biologi att
använda mycket bilder.
Allt från bilder på
molekyler.
Ja men gör man inte
det? Man visar ju i
början .. nä men nu
kan jag inte komma
på ett bra exempel
men jag har en
känsla av att så gör
vi redan ibland. Inte
alltid men när vi
pratar om saker och
ting.
Jag kan inte komma
på något konkret
men det finns ju
många gånger man
säger att ”kommer ni
ihåg vad vi gjorde
då?” och detta är
anledningen osv…
Många gånger kan
det också vara så att
någon frågar om
något och jag får
svara att ”det är såhär
nu men om du väntar
ett par veckor så har
du lärt dig tillräckligt
för att börja förstå
vad det handlar om”
S i d a | 42
Vilka reaktioner som
sker beror på formen
eller vilka bindningar
som finns eller
liknande…. Formen
ger egenskapen på
något sätt.
..organisk kemi sen jämvikt
sedan metaller osv och
detta kanske kan vara ett
verktyg som får dem att
kunna se ett sammanhang
som en röd tråd.
Ja, att verkligen förstå
kovalenta bindningar är
viktigt i organisk kemi och
sedan att kunna se
strukturer är bra att de
känner till och sedan när det
gäller reaktionsmekanismer
så gäller det att de känner
till och förstår lite mer och
syra-bas kemi och
elektronegativitet och
laddningar påverkar
reaktionen. Så javisst finns
det grundläggande
kunskaper där.
Det är också så att elever
idag läser mycket mindre i
böcker och då blir bilder
och föreläsningar
viktigare för boken ägnar
man sig inte så mycket åt.
Däremot fastnar det
mycket på lektioner och
då pratar jag även om
”duktiga” elever.
De går direkt från frågan
som de inte kan till att titta
på facit istället för att gå
tillbaka i boken och se om
de kan hitta förklaring.