Aluminium, et bærekraftig metall? Utvikling av en didaktisk ressurs om grønn kjemi og bærekraftig utvikling for undervisning i videregående skole

Abstract

Denne masteroppgaven presenterer utviklingen av en didaktisk ressurs i form av et hefte og en tilhørende lærerveileder, som sammen skal bidra til mer kunnskap og flere ressurser til undervisning for bærekraftig utvikling i kjemi. Heftet har fått navnet Aluminium, et bærekraftig metall? og omhandler bærekraftig utvikling, grønn kjemi og aluminiumsproduksjon. Den didaktiske ressursen er tilpasset kompetansemålet: gi eksempler på produksjon, gjenvinning, deponering og nedbryting av noen metaller og noen typer plast, og drøfte tiltak som er i samsvar med prinsipper for grønn kjemi fra kjemi 2.

Tema for den didaktiske ressursen er delvis motivert ut fra egne erfaringer og delvis forankret i teori. Litteraturen viser blant annet at det i mange lærebøker mangler en kobling mellom kjemitekniske aspekter og de tre dimensjonene av bærekraftig utvikling, natur og miljø, sosiale forhold og økonomiske forhold, som regnes som viktig for å sikre en god helhetlig undervisning om grønn kjemi for bærekraftig utvikling (Sjöström et al., 2016).

Innholdet i den didaktiske ressursen er bygget på dypdykk i litteratur om aluminium, grønn kjemi og bærekraftig utvikling, samt på modeller om undervisning for bærekraftig utvikling i kjemi. Jeg har benyttet FNs 10 mål for grønn og bærekraftig kjemi som rammeverk for grønn kjemi i den didaktiske ressursen. Disse målene ble utviklet av over 40 forskere på mandat fra FN, og ble utgitt i 2020 (UNEP, 2020). Ingen av de norske lærebøkene i kjemi inkluderer FNs ti mål for grønn og bærekraftig kjemi, og denne utviklingsrettede masteroppgaven bidrar dermed med å utvikle en didaktisk ressurs i kjemi tilpasset disse ti målene.

Metoden som er benyttet i utviklingsarbeidet er pedagogisk designforskning, inspirert av blant annet Easterday et al. (2014) og Bjørndal (2013). Gjennom tre faser har jeg videreutviklet heftet og den tilhørende lærerveilederen. I utviklingsprosessen har jeg fått tilbakemeldinger fra en kjemididaktiker, tre kjemifaglige eksperter, syv kjemi 2-lærere og 13 kjemi 2-elever. Tilbakemeldingene fra disse har vært utgangspunkt for forbedring og videreutvikling av heftet og lærerveilederen. Gruppen med kjemi 2-lærere svarte også på en kort spørreundersøkelse for å kartlegge om de ser et behov for flere ressurser om bærekraftig utvikling i kjemi, og om den didaktiske ressursen som er utviklet i denne masteroppgaven svarer på et slikt behov. Spørreundersøkelsen viser at lærerne spesielt ser behov for flere ressurser om bærekraftig utvikling i kjemi 2, og at den didaktiske ressursen utviklet i denne masteroppgaven vil være en nyttig ressurs.

This study presents the development of a didactic resource (a booklet) and a supporting manual for teachers. The goal is for these to contribute to more knowledge and resources for education for sustainable development in chemistry. The booklet is about sustainable development, green chemistry and aluminium production, and is called Aluminium, a sustainable metal? The didactic resource is tailored to the competence goal: provide examples of production, recycling, disposal, and degradation of some metals and types of plastic, and discuss measures that are in line with principles of green chemistry from kjemi 2 (highest level of chemistry in Norwegian high school).

The choice of topic for the didactic resource is partly motivated by my own experiences and partly anchored in theory. Research literature shows that many textbooks lack a connection between technical chemistry and the three dimensions of sustainable development (nature, social and economic), which is considered to be important to ensure a holistic green chemistry education for sustainable development (Sjöström et al., 2016).

The content of the didactic resource is anchored in aluminium, green chemistry and sustainable development theory, combined with models for education for sustainable development in chemistry. I used UN’s 10 objectives for green and sustainable chemistry as framework for green chemistry in the didactic resource. These objectives were developed pursuant to a mandate from UN by over 40 scientists and published in 2020 (UNEP, 2020). None of the Norwegian textbooks in chemistry (for high school) include UN’s 10 objectives for green and sustainable chemistry, and this resource therefore contribute to developing a Norwegian didactic resource based on these objectives.

The method used in the development of the didactic resource and the supporting teacher’s manual is design-based research, inspired by Easterday et al. (2014) and Bjørndal (2013). I’ve developed and improved the booklet and teacher’s manual in three phases. I’ve received feedback from a chemistry educator, three experts in aluminium and sustainability, seven chemistry teachers and thirteen chemistry students (last year of high school). Their feedback has been the starting point for further development of the didactic resource and teacher’s manual. In addition to giving feedback, the chemistry teachers answered a short survey about whether there is need for more knowledge and resources surrounding education for sustainable development and whether the didactic resource answers to such a need. The survey shows that the teachers especially see a need for more resources in the subject kjemi 2, and that the didactic resource development in this master’s project could be useful.