LKE100 KEMI FÖR LÄRARE 1, 20 poäng Chemistry 1, Teacher Education Kursnivå: 1-20 p. Introductory level

Transkript

1 GÖTEBORGS UNIVERSITET Utbildnings- och forskningsnämnden KURSPLAN för lärarutbildning LKE100 LKE100 KEMI FÖR LÄRARE 1, 20 poäng Chemistry 1, Teacher Education Kursnivå: 1-20 p. Introductory level 1. Fastställande Kursplanen är interimistiskt fastställd av Utbildnings- och forskningsnämnden för lärarutbildning och reviderad Ansvarig institution: Institutionen för kemi Utbildningsområde: Naturvetenskap 75 %, undervisning 25 %. 2. Kursens inplacering Kursen ingår i lärarprogrammet, inriktning Kemi samt inriktning Naturvetenskap, teknik och miljö, och erbjuds dessutom som fristående kurs. 3. Tillträdeskrav/förkunskaper För tillträde till kursen krävs grundläggande behörighet för högskolestudier samt Ma D, Fy B, Ke A eller motsvarande. 4. Syfte Kemin som vetenskap i dagens mening har funnits sedan slutet av 1700-talet men naturen har alltid varit styrd av kemiska processer. I kemi studeras strukturer och egenskaper hos ämnen samt deras reaktioner. Kemiska reaktioner griper in praktiskt överallt på jorden och i universum. Det är genom dem som allt levande styrs och påverkas. Molekylerna tas i allt större variation och omfattning i människans tjänst i t. ex. den kemiska industrin och i kampen mot sjukdomar. Men de nya ämnena kan även skapa problem då de införs i det balanserade system som naturen utgör. Avvägningen mellan fördelar och risker förutsätter kunskaper. Kursen syftar till att de studerande skall tillägna sig relevanta kunskaper och färdigheter i kemi samt en utvecklingsbar attityd till ämnet för att kunna bedriva en vardagsnära naturvetenskaplig undervisning med relevanta kemiska aspekter. Kursen avser även att ge kunskap om kemiska mättekniker, som kan användas vid bl.a. miljöstudier. De studerande skall efter genomgången och godkänd kurs ha sådana kunskaper i kemi som krävs för att kunna undervisa på årskurs 5-9 och ha utvecklat sin förmåga att se de ämnesteoretiska studierna i ett didaktiskt perspektiv. ha god förståelse för de begrepp, teorier och arbetssätt som ligger till grund för att kunna tillägna sig kemikunskaper ha kännedom om historiska, kulturella och etiska aspekter av kemin och kunna använda kemiska begrepp för att förklara vardagliga fenomen vara väl insatt i kemi som skolämne kunna utföra enkla experiment efter en förelagd beskrivning

2 5. Innehåll Kursen utgör tillsammans med kursen LKE200, Kemi för lärare 2, 20 poäng, Inriktning kemi 40 poäng. Innehållet genomsyras av de didaktiska aspekter som anges i syftena 5.1 Grundläggande kemi A, 5 poäng Stökiometri m.m. Kort repetition av grundläggande kemiska begrepp samt träning inför uppgiften att ansvara för hantering av undervisningsmateriel samt beredning av lösningar och övriga förberedelsearbeten för undervisning på grundskola och gymnasium. Elementär kemisk termodynamik - varför går reaktionen i en viss riktning? Energiomsättning vid en kemisk reaktion; inre energi, entalpi samt deras temperaturberoende exemplifierade med viktiga tekniska processer. Ordning och kaos, entropi. Gibbs fria energi, jämvikt. Naturvillkoren för omvandling av värme till arbete. Lösningar. Termodynamikens lagar genomgås på ett sådant sätt att de studerande inser deras obeveklighet och betydelse för vår tillvaro. - Saltning, köldblandning. - Kylskåpet, värmepumpen. Växelverkan mellan ljus och materia - Spektroskopi Absorption av ljus. Molekylers inre energi. Elektromagnetisk strålning. Spektroskopi (infrarött, synligt, ultraviolett), absorbans. - Ozonomsättning. Jämviktslära Innehållet skall behandla jämvikter som är intressanta ur t ex ekologiska eller industriella synpunkter. Beräkningar på enkla jämvikter. Den matematiska behandlingen begränsas så att problemens kemiska aspekter lyfts fram. Naturliga buffertsystem i hav och mark - försurningsproblematiken. Vattnets kemi. Gasjämvikter i förbränningsmotorn och i avgaskatalysatorn. Redoxsystemet i galvaniska element, t ex blyackumulatorn. Koldioxid i luft och vatten. Jämviktslära Innehållet skall behandla jämvikter som är intressanta ur t ex ekologiska eller industriella synpunkter. Beräkningar på enkla jämvikter. Den matematiska behandlingen begränsas så att problemens kemiska aspekter lyfts fram. Naturliga buffertsystem i hav och mark - försurningsproblematiken. Vattnets kemi. Gasjämvikter i förbränningsmotorn och i avgaskatalysatorn. Redoxsystemet i galvaniska element, t ex blyackumulatorn. Koldioxid i luft och vatten.

3 5.2 Grundläggande kemi B, 5 poäng Atom- och bindningslära Atomernas byggnad. Atomernas elektronstruktur, partiklar och vågor (atomorbitaler). Periodiska systemet. Joniseringsenergi, elektronaffinitet, elektronegativitet. Atom och jonradier. Kemisk bindning. Molekylers elektronstruktur och geometri. - Koksalt jämfört med elementen natrium och klor - Metaller och metalljoner i miljön Kemisk kinetik Hur fort sker kemiska reaktioner? Hastighetskonstanter, reaktionsordning, halveringstid, radioaktivitet, temperatur och aktiveringsenergi. Reaktioner vid ytor. Mycket snabba reaktioner. - Fotosyntes. - C-14-metoden. Oorganisk kemi Syrors styrka, buffertkapacitet. Nernsts fördelningslag. Salters löslighet. Koordinationsföreningar. Kopplade jämviktsreaktioner. Redoxreaktioner. Elektronaktivitet. Galvaniska celler, batterier. Beskrivande oorganisk kemi: Oorganiska föreningars struktur och egenskaper beskrivna med hjälp av det periodiska systemet enligt följande: - Representativa element (grupperna 1, 2 och i periodiska systemet) - Övergångselement: d-blocket - Koordinationsföreningar: isomeri och bindningsmodeller Kemiska hälsorisker Olycksfallsrisker vid kemiskt laboratoriearbete. 5.3 Organisk kemi, 5 poäng Organisk kemi: Valda kolföreningars strukturer och reaktioner, såsom addition, substitution, elimination och omlagringar samt deras användning för syntes behandlas. Dessutom behandlas några viktiga reaktionsmekanismer. Särskild vikt läggs vid stereokemi och strukturrepresentation av molekyler. Vardagskemikalier bör väljas som exempel från de olika grupperna. Fördjupade studier av särskilt intresse för NO-lärare, t ex olja-oljeprodukter, livsmedelstillsatser, papper, mediciner, bekämpningsmedel samt klorerade kolväten. Följande föreningsklasser behandlas bl. a.: Alifatiska kolväten Aromatiska föreningar Alkylhalider Etrar, epoxider och sulfider Alkoholer, tioler och fenoler Aminer Karbonylföreningar, aldehyder, ketoner. Karboxylsyror och deras derivat: estrar, amider och syrahalider.

4 Kolhydrater Valda heterocykler Vidare behandlas sambandet mellan föreningars namn och struktur enligt IUPAC:s nomenklatursystem Biokemi, 5 poäng Biokemi Momentet skall ge en översikt över grundläggande biokemiska begrepp genom att behandla aminosyror, proteiners strukturer och funktioner, enzymer, bioenergetik, nukleinsyror, proteinbiosyntes och metabolism Vardagsexempel: - Livsmedelsområdet - Mediciner Den laborativa delen omfattar: Proteinseparation Proteinstudier med hjälp av datorgrafik. Enzymkinetiska studier Laborationer För hela kursen gäller att särskild vikt läggs vid miljö- och hälsorisker. Momenten skapar nyfikenhet och djupare kunskap om valda delar av kursens teoretiska innehåll. Den laborativa delen är integrerad med teoriavsnitten. Vardagsexempel kan hämtas från samtliga ovan angivna innehållsmoment. Kemiska hälsorisker Olika typer av hälsofarliga kemikalier. Didaktik Didaktikmomenten ingår i ovanstående delkurser och utgår ifrån det ämnesteoretiska stoff som kurserna omfattar. Ämnesdidaktikens grundfrågor Vad, Varför och Hur ställs i anslutning till stoffet och genomlyses utifrån ett skolperspektiv. identifiering av barriärer mot naturvetenskaplig förståelse inom ämnesområdet integration mellan vardagstänkande och naturvetenskaplig förståelse modelltänkande för uppbyggnad av naturvetenskaplig förståelse integration inom och mellan ämnen / helhetssyn progression i undervisningsprocessen 6. Genomförande Undervisningen består av föreläsningar och räkneövningar, samt obligatoriska gruppövningar, lektioner, laborationer och didaktiska seminarier. Verksamhetsförlagd utbildning, VFU Den verksamhetsförlagda utbildningen omfattar både periodiskt VFU och referens-vfu. Den studerande skall studera skolans arbetsplaner och hur skolan arbetar för att uppnå sina mål. Den studerande skall med handledaren gå igenom det material som används i undervisningen såsom läroböcker, laborationsmaterial mm. En annan uppgift är att välja ut stoff och undersöka vad elever kan och tänker om det aktuella stoffet samt relatera detta till tidigare gjorda undersökningar. Den studerande skall också redovisa muntligt och skriftligt vilka kunskaper hon/han behöver för att undervisa om det aktuella stoffet. På så sätt motiveras de akademiska

5 studierna i ämnet och anknyts till studentens blivande yrke. Totalt motsvarar VFU minst 3 av ovan redovisade 20 poäng (se punkt 10). 7. Former för bedömning För bedömning skall underlaget vara sådant att individuella prestationer kan särskiljas. Kunskapskontroll sker genom skriftliga tentamina och genom redovisningar. Olika examinationsformer bör prövas efter samråd med de studerande. För godkänt på hela kursen krävs godkända resultat på såväl skriftliga tentamina och redovisningar som obligatoriska moment. Aktivt deltagande i undervisningen krävs. 8. Betyg Antalet betygsgrader är tre, Underkänd, Godkänd och Väl Godkänd. 9. Utvärdering/kvalitetssäkring Varje kurs (delmoment) skall utvärderas och resultaten skall bli föremål för diskussion mellan lärarna på kursen och representanter för studerande. Protokoll/minnesanteckningar från denna diskussion skall avrapporteras till kursansvarig nämnd. Utvärderingen skall ske dels efter avslutad kurs och dels vid minst ett tillfälle under kursens gång. Vid planeringen av påföljande kurstillfälle skall det dokumenteras hur resultaten av utvärderingen har tagits till vara. 10. Övriga föreskrifter Kursen utgör tillsammans med kursen LKE200, Kemi för lärare 2, 20 poäng, Inriktning kemi 40 poäng. Verksamhetsförlagd utbildning omfattande minst 7 poäng ingår i LKE200. Student som har underkänts två gånger i ett prov för viss kurs eller del av kurs har rätt att hos institutionsstyrelsen begära att en annan examinator utses. Jämlikhets- och jämställdhetsaspekterna skall beaktas i innehåll, litteratur och kvalitetssäkring. Internationella förhållanden skall beaktas i innehåll och litteratur. Kursen förbereder för verksamhet inom grundskolans år 5-9 och gymnasieskola. 11. Kurslitteratur Obligatorisk litteratur: S. Zumdahl: Chemical principles. D.C. Heath and Company, 4:e upplagan (2001) J.McMurry: Organic Chemistry, 6:e upplagan, Brooks/Cole, (2003). S. McMurry: Study guide and solution manual for Organic Chemistry, McMurry. Brooks/Cole (1995). J M Berg, J L Tymoczko and L Stryer, Biochemistry 5th ed (2002), Freeman Stenciler och Laborationskompendier. (Säljes av avdelningarna). Referenslitteratur: Andersson, Sonesson, Vannerberg: Kemin i Samhället. Esselte Studium (1989). R. Norin: Elementär kemisk laboratorieteknik, OKP-litteratur, (1977). (säljes av avdelningen för Oorganisk kemi). R. Kjellander: Vad är drivkraften i molekylernas värld? En molekylär introduktion till termodynamiken. Studentlitteratur (2002).

6 Sjöberg S: Naturvetenskap som allmänbildning. Studentlitteratur (2000)