Velkommen til lab! - en evaluering av nyutviklet laboratorieoppgave i emnet IMAK1004.

Abstract

Enkelte vil påstå at å studere kjemi uten laboratorieundervisning er som å spille musikk uten instrumenter. Andre vil være mer kritiske til om det er tilstrekkelig med beviser på at laboratorieundervisning bidrar til økt læringsutbytte. Dette særlig i sammenheng med hvor ressurskrevende laboratorieundervisning kan være. Målsettingen med denne masteroppgaven er å evaluere hvordan en nyutviklet laboratorieoppgave i elektrokjemi fungerer i praksis. Dette gjennom å implementere den som en del av undervisningsopplegget i emnet IMAK1004 Elektrokjemi og kjemisk termodynamikk. 77 studenter har gjennomført laboratorieoppgaven og gitt tilbakemelding gjennom et anonymt spørreskjema. Gjennom å ha observert studentene i laboratoriet, analysert resultater fra studentenes rapporter og deres svar i spørreskjemaet, samt å ha analysert laboratorieoppgaven ved bruk av SOLO-taksonomien og en revidert versjon av Blooms taksonomi, er laboratorieoppgaven evaluert. I tillegg er reviderte versjoner av oppgavetekst og forberedelsesmateriale utarbeidet.

Studentene har konstruert referanseelektroder og målt cellespenningen mellom fire ulike elektroder og referanseelektroden. Verdiene studentene rapporterte inn på de målte cellespenningene ble presentert i histogram, og gjennomsnittsverdier ble kalkulert. Den gjennomsnittlige målte cellespenningen mellom referanseelektroden og kobberelektroden ble 0,10 V, mellom referanseelektroden og jernelektroden 0,52 V, mellom referanseelektroden og magnesiumelektroden 1,36 V og mellom referanseelektroden og sinkelektroden 0,80 V. Ved utregning av den ukjente kobberkonsentrasjonen i deloppgave B, var det stor spredning i verdiene. Målingene som ble gjort etter tilsats av ammoniakk og kaliumferrocyanid, viste at trenden var en reduksjon i cellespenningen på grunn av dannelse av bunnfall.

Læringsutbyttene knyttet til laboratorieoppgaven er klassifisert i alle trinnene i SOLO-taksonomien og nivåene i den reviderte versjonen av Blooms taksonomi. Dette i en kronologisk rekkefølge gjennom laboratorieoppgaven.

Studying chemistry without participating in the laboratory can be compared to playing music without an instrument - a vital component is missing. This is an argument opening for discussion. Some will agree, and others are questioning whether there is enough evidence regarding learning outcomes of educational laboratories compared to the high use of resources it requires. The aim of this thesis is to evaluate how a newly developed laboratory assignment in electrochemistry works, by implementing it as a part of the curriculum in the course IMAK1004 Electrochemistry and chemical thermodynamics. 77 students have participated in the laboratory assignment and they have responded to a questionnaire with their experiences of the laboratory assignment. The laboratory assignment was evaluated and revised versions of the preparation work text and the assignment text were made. The methods used to evaluate the laboratory assignment was observation in the laboratory, analyzing the students chemical results and their answers to the questionnaire, and analyzing the assignment text by using the SOLO-taxonomy and the revised version of Blooms taxonomy.

The students constructed reference electrodes and measured the cell potential between four different electrodes and the reference electrode. The measured values was presented in a histogram and the mean was calculated. The mean values for the measured cell potential between the reference electrode and the copper electrode was 0.10 V, between the reference electrode and the iron electrode was 0.52 V, between the reference electrode and the magnesium electrode was 1.36 V and between the reference electrode and the zinc electrode was 0.80 V. The values of the calculated concentration of the unknown solution in task B were reported within a big spread of values. The measurements done after adding ammonia and potassium ferrocyanid showed a trend of reduction in the cell potential due to precipitate formation.

The learning outcomes related to the laboratory assignment were classified within all of the five steps of the SOLO-taxonomy and the levels of the revised Bloom's taxonomy. They were ranked in a chronological order throughout the assignment. The changes in the preparation work and in the assignment text are done to enhance the learning outcome of the laboratory assignment.