Ønsker å fornye kjemiundervisningen

Mange har et anstrengt førstemøte med faget uorganisk kjemi. Det ønsker professor Abhik Ghosh og realfagslærer Steffen Berg å gjøre noe med - ved å fornye undervisningsmetoden.

Publisert: 20.11.14 07:00 Oppdatert: 07.07.21 12:44

Steffen Berg og Abhik Ghosh.

Uorganisk kjemi omhandler mer enn 95 prosent av elementene i periodesystemet, og disse stoffene underbygger en stor del av det moderne samfunn.

Likevel opplever mange et anstrengt førstemøte med disse stoffene, og de oppfattes som lite relevante og vanskelig å forstå.

Når faget undervises blir denne majoriteten av grunnstoffene ofte omtalt som uforutsigbare unntaksstoffer der reaksjonene ikke kan rasjonaliseres.

Mangel på logikk

Nå har en professor i kjemi og en realfagslærer fornyet undervisningsmetoden i uorganisk kjemi.

Det ser ut som både instruktører og studenter har sett behovet for endring, for metoden er alt tatt godt imot.

– Problemet med introduksjonskurs i uorganisk kjemi er mangelen på logikk, sier Abhik Ghosh, professor i kjemi ved UiT Norges arktiske universitet.

– La meg vise noen få reaksjoner som er hentet fra en populær lærebok i generell uorganisk kjemi:

 P4 + 3NaOH + 3H2O → 3NaH2PO2 + PH3

24 SCl2 + 64 NH3 → 4 S4N4 + S8 + 48 NH4Cl

3 Cl2 + 6 NaOH → NaClO3 + 5 NaCl + 3 H2O

Jeg er ganske sikker på at selv profesjonelle kjemikere ikke kan forklare hva som skjer i disse reaksjonene. Hvorfor danner hvit fosfor (P4) hypofosfitt (NaH2PO2) når det koker i en varm base, og ikke fosfat (Na3PO4), som et vanligere produkt. Eller, hvordan reagerer egentlig 24 SCl2 molekyler med 64 NH3 molekyler for å gi produktene som er nevnt ovenfor? Disse svarene er aldri besvart i lærebøkene, og det er et mysterium for både studenter og lærere, forteller Ghosh.

Piltrekking som undervisningsmetode

Forsiden av Ghosh og Berg sin lærebok. Høyre: Den legendariske Caltech-kjemikeren Harry Gray viser frem boka i San Francisco, hvor boka ble lansert i august 2014, i forbindelse med det nasjonale møtet til American Chemical Society.

Steffen Berg er realfagslærer ved Arendal videregående skole, og han mener det er essensielt for faget at elevene får forståelse for reaksjonene de møter i kjemien.

– Dersom vi ønsker at studentene en gang skal videreutvikle kjemien og gjøre endringer i samfunnet må elevene få innsikt i reaksjonene de lærer om. Studentene må se at kjemien egentlig omhandler virkelige reaksjoner og ikke kun abstrakt teori.

Sammen har Ghosh og Berg forklart reaksjonene med en metode som kalles ”arrow pushing”, eller piltrekking på norsk. Metoden er velkjent innen organisk kjemi, og mye av logikken til den organiske kjemien ligger i denne metoden, likevel er metoden fraværende i uorganisk kjemi.

Piltrekking er en intuitiv og visuell måte å forklare reaksjoner på, der elektronenes bevegelser følges gjennom reaksjonen.

– Metoden har vist seg å fungere meget bra, men for fem år siden ante vi det ikke, sier de to forfatterne.

Ga nylig ut bok

I løpet av de siste årene har duoen forklart metoden sin i et par artikler i Journal of Chemical Education. I August lanserte de sin egen bok, Arrow Pushing in Inorganic Chemistry: A Logical Approach to the Chemistry of the Main-Group Elements.

I et forord av Caltech-kjemikeren Harry Gray står det: “Now, at long last, we have a book … that students can learn from! They may even read it from cover to cover without going to sleep! The authors … have clearly demonstrated how a mechanistic approach makes the reactions of main group elements interesting and understandable: Arrow pushing is the key! I urge instructors to try the Ghosh-Berg method when faced with teaching the dreaded “descriptive” section of the inorganic course.”

– Det er med stor ydmykhet vi tar imot slike gode ord, sier Ghosh og legger til:

– Uorganisk kjemi er jo et fag som har eksistert i 200 år, og blitt undervist i 100 år. Vi er fortsatt fasinert over at vi som jobber ved verdens nordligste universitet, faktisk har kommet med en ny måte å undervise dette gamle faget.

Studenter i KJE-1004, introduksjonskurset i uorganisk kjemi, rasjonaliserer uorganiske reaksjoner ved hjelp av ”arrow pushing.”
Publisert: 20.11.14 07:00 Oppdatert: 07.07.21 12:44
Vi anbefaler