Η Πράσινη Χημεία στην Εκπαίδευση Μπίκου Ελένη Επιβλέπουσα καθηγήτρια : Κ. Χατζηαντωνίου

1

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ

Διαπανεπιστημιακό Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδώντης Διδακτικής της Χημείας και των Νέων Εκπαιδευτικών Τεχνολογιών

Η Πράσινη Χημεία στην Εκπαίδευση

Μπίκου Ελένη

Επιβλέπουσα καθηγήτρια : Κ. ΧατζηαντωνίουΘεσσαλονίκη 2008

2

Σκοπός

Σκοπό και Στόχο της Διπλωματικής μας εργασίας απετέλεσαν :

• Η μελέτη της δυνατότητας εισαγωγής της Πράσινης Χημείας στο Ελληνικό σχολείο

• Η παρουσίαση και παράθεση ενός σημαντικού αριθμού βραβείων Πράσινης Χημείας (1996 – 2004) λόγω του εξαιρετικού ενδιαφέροντός τους και των ερεθισμάτων που μπορούν να δώσουν προκειμένου να σχεδιάσει κάποιος πράσινα πειράματα

• Η εκπόνηση ενός πρωτοτύπου πειράματος Πράσινης Χημείας, το οποίο να μπορεί να διδαχθεί στο Γυμνάσιο ή στο Λύκειο, αφόρμηση για το οποίο υπήρξε το βραβείο Πράσινης Χημείας που δόθηκε στην Bayer τo 2001

3

Περιεχόμενα

Σύντομη αναφορά στην Πράσινη Χημεία:• Αρχές• Φιλοσοφία• Το ιστορικό της Πράσινης Χημείας• Οργανώσεις• Ανάγκη καθιέρωσής της• Συμβατικές και Ηλεκτρονικές διευθύνσεις

διαφόρων Πανεπιστημίων που δραστηριοποιούνται στην Πράσινη Χημεία

• Επιλεγμένη ηλεκτρονική βιβλιογραφία Πράσινης Χημείας

4


Βραβεία Πράσινης Χημείας Αμερική: α) Προεδρικά Βραβεία της Πράσινης Χημείας (Presidential

Green Chemistry awards) (καθιέρωση το 1995, από την EPA) β) Βραβεία Κenneth G. Hancock

Κατηγορίες βραβείων:• Βραβείο εναλλακτικών συνθέσεων• Βραβείο εναλλακτικών διαλυτών και συνθηκών αντίδρασης • Βραβείο σχεδιασμού ασφαλέστερων χημικών ουσιών• Ακαδημαϊκό Βραβείο• Βραβείο μικρών επιχειρήσεων

Μεγάλη Βρετανία : Δίνονται από το 2000 από την οργάνωση GCN (Green

Chemistry Network)

5


• Η Πράσινη Χημεία στην Τριτοβάθμια Εκπαίδευση Πανεπιστήμια που δραστηριοποιούνται στην Πράσινη Χημεία • Η Πράσινη Χημεία στην Δευτεροβάθμια και

Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση Πρασινίζοντας τα σχολεία Γιατί ένα εθνικό πρόγραμμα όπως το «Πρασινίζοντας τα σχολεία»

είναι τόσο σημαντικό; • Η Πράσινη Χημεία στην Ελλάδα

Η Πράσινη Χημεία στο Ελληνικό Πανεπιστήμιο Συμπόσια και συνέδρια Πράσινης Χημείας Ελληνικό Δίκτυο Πράσινης Χημείας • Η Πράσινη Χημεία στο Ελληνικό Δημοτικό σχολείο,

Γυμνάσιο, Λύκειο

Γιατί κρίνουμε σημαντική την εισαγωγή της Πράσινης Χημείας στα σχολεία; Οι προτάσεις μας

• Η Διδακτέα ύλη των σχολικών βιβλίων Πρωτοβάθμιας και Δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης

6


Ένα πρωτότυπο πείραμα Πράσινης Χημείας για μαθητές Γυμνασίου-Λυκείου

Το τετρανάτριο άλας του Ιμινοδιηλεκτρικού οξέος. Ένα πράσινο αποσκληρυντικό νερού

7

Το Ιστορικό της Πράσινης Χημείας

• 1970 Ίδρυση της ΕPA από τον Λευκό Οίκο• 1990 Ψήφιση νόμου για την πρόληψη της ρύπανσης • 1991 Ίδρυση του του Γραφείου των τοξικών ουσιών και

π΄ρόληψης της ρύπανσης (Office of Pollution Prevention and Toxics, OPPT) από την EPA

• 1992 Έναρξη του προγράμματος «Πρόγραμμα φιλικών προς το περιβάλλον συνθέσεων και διαδικασιών» από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (National Science Foundation, NSF) των Η.Π.Α

• 1993 Χρησιμοποίηση, για πρώτη φορά, του όρου « Πράσινη Χημεία» από τον Paul Anasta

• 1995 Εμφάνιση του θεσμού των Προεδρικών Βραβείων της Πράσινης Χημείας στις ΗΠΑ

• 1996 Δημιουργία ομάδας εργασίας στην Πράσινη Χημεία (“ Working Party on Green Chemistry”)

• 1997 Πραγματοποίηση της πρώτης Διεθνούς συνόδου Πράσινης Χημείας,

• Δημιουργία του Ινστιτούτου Πράσινης Χημείας (Green Chemistry Institute, GCI)

8

Η Πράσινη Χημεία στην Εκπαίδευση

9

Τριτοβάθμια Εκπαίδευση

Daryle Busch (πρώην Πρόεδρος της ένωσης Αμερικανών Χημικών,American Chemical Society, ACS) το 2000

« H Πράσινη Χημεία αντιπροσωπεύει τους στυλοβάτες που κρατούν ψηλά το βιώσιμο μέλλον μας. Είναι λοιπόν επιτακτική ανάγκη να διδαχθεί η αξία της στους μαθητές, τους αυριανούς χημικούς.»

10

Πανεπιστήμια που δραστηριοποιούνται στην Πράσινη

ΧημείαΒόρειος και Νότιος Αμερική Η.Π.Α : Πανεπιστήμιο Oregon, Πανεπιστήμιο Scranton, Πανεπιστήμιο

Mellon,Πανεπισήμιο Delaware, Κολλέγιο Hendrix, Πανεπιστήμιο Ιllinois, Πανεπιστήμιο Μασσαχουσέτης (Βοστώνη),Ινστιιτούτο Τεχνολογίας Μασαχουσέτης

Αργεντινή: Πανεπιστήμιο του Μπουένος Άιρες

Βραζιλία: Ομοσπονδιακό Πανεπιστήμιο του Ρίο ντε Τζανέιρο

Καναδάς: Πανεπιστήμιο ΜακΓκίλ

Μεξικό: Ιβηροαμερικανικό Πανεπιστήμιο

Ουρουγουάη: Πανεπιστήμιο της Δημοκρατίας

Ασία Ινδία : Πανεπιστήμιο του Νέου Δελχί

Λαϊκή Δημοκρατία της Κίνας: Πανεπιστήμιο των Φυσικών Επιστημών και της Τεχνολογίας

Ταϊλάνδη: Πανεπιστήμιο Chulalongkorn

Αφρική

Νότια Αφρική: Πανεπιστήμιο Rhodes

Σενεγάλη : Université Cheikh Anta Diop

11

Πανεπιστήμια που δραστηριοποιούνται στην Πράσινη

ΧημείαΕυρώπηΓερμανία: Πανεπιστήμιο Regensburg

Ελλάδα: Aριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης,Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο των Αθηνών , Πανεπιστήμιο Πατρών

Εσθονία : Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Ταλί

Ηνωμένο Βασίλειο : Πανεπιστήμιο του Γιόρκ, Πανεπιστήμιο του Νοτινγκχαμ, Τμήμα Χημείας) ,ΠανεπιστήμιοτηςΟξφόρδης, Πανεπιστήμιο του Λιντς, Πανεπιστήμιο του Ρίντινγ, Πανεπιστήμιο του Λάνκαστερ, Πανεπιστήμιο της Λίβερπουλ, Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης

Ισπανία : Πανεπιστημιακό Ινστιτούτο της Χημείας και της Τεχνολογίας

Ιταλία : Interuniversity Consortium of Chemistry for the Environment (Τμήμα Περιβαλλοντικής Χημείας, Venice)

Ουγγαρία: Πανεπιστήμιο του Eotvos Lorand

Σουηδία :Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers

Νορβηγία : Πανεπιστήμιο του Όσλο(Oslo), Πανεπιστήμιο του Στάβανγκερ (Stavanger), Πανεπιστήμιο του Μπέρτζεν (Bergen)

Φιλανδία : Πανεπιστήμιο του Τούρκου (Turku)

ΩκεανίαΑυστραλία: Πανεπιστήμιο του Monash στη Μελβούρνη

Νέα Ζηλανδία : Πανεπιστήμιο του Καντέρμπoυρι (Christchurch)

12

Δευτεροβάθμια και Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση

Αναπτύχθηκαν προγράμματα Πράσινης Χημείας από τις πιο κύριες οργανώσεις Πράσινης Χημείας

α) EPA (Υπηρεσία Περιβαλλοντικής Προστασίας β) ACS (Ενωση Αμερικανών Χημικών) γ)NSF (National Science Foundation, Εθνικό Ίδρυμα

Επιστημών) Τα προγράμματα αυτά στοχεύουν στην παρουσίαση

της Πράσινης Χημείας σε μικρότερες ηλικίες, στην είσοδός της στη δευτεροβάθμια, αλλά και στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση.

Θεωρήθηκε απαραίτητη η συνεργασία κυβέρνησης, βιομηχανίας, ακαδημαϊκών, προς παραγωγή και διάθεση εκπαιδευτικού υλικού στους δασκάλους και καθηγητές μέσης εκπαίδευσης.

13

Δευτεροβάθμια και Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση

Η.Π.Α (USA)

α) Chemistry in Context : ένα βιβλίο Χημείας για μαθητές Λυκείου

β) Η Χημεία στην κοινωνία (ChemCom) : ένα βιβλίο για μαθητές Γυμνασίου

γ) ChemMatters : Περιοδικό Πράσινης Χημείας για μαθητές Γυμνασίου

δ) «Πράσινη Χημεία: Καινοτομίες για έναν καθαρότερο κόσμο» : Βίντεο Πράσινης Χημείας για μαθητές Γυμνασίου

Συνιστάται η δασκαλία της Πράσινης Χημείας να γίνει με διαλέξεις, πειράματα και παραδείγματα από την καθημερινή ζωή, ακολουθώντας κατά προτίμηση τη διδακτέα ύλη.

14

Πρασινίζοντας τα σχολεία : Πρόγραμμα εισαγωγής της Πράσινης Χημείας στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση

2004 : συνεργασία του Πανεπιστημίου του Ιλλινόις και του Κέντρου Διαχείρισης και Ερευνας των Αποβλήτων (Waste Management and Research Center, WMRC)

Στόχος : α) η βελτίωση των περιβαλλοντικών συνθηκών στα σχολεία β) η προσφορά στους μαθητές ενός ασφαλούς και υγιούς

περιβάλλοντος γ) η προσφορά στους δασκάλους των κατάλληλων μέσων για τη

διδασκαλία της έννοιας της μείωσης των αποβλήτων και της πρόληψης της ρύπανσης .

Το πρόγραμμα Πρασινίζοντας τα σχολεία αφορά στη δημιουργία των κατάλληλων εργαλείων για την εισαγωγή της Πράσινης Χημείας κυρίως στη δευτεροβάθμια, αλλά και στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση.

Πρασινίζοντας τα σχολεία (Greening Schools)

15

Πρασινίζοντας τα σχολεία (Greening Schools)

Γιατί ένα εθνικό πρόγραμμα όπως το «Πρασινίζοντας τα σχολεία» είναι τόσο σημαντικό;

Με ένα εθνικό πρόγραμμα όπως το «Πρασινίζοντας τα σχολεία» κάθε σχολείο σε κάθε χώρα μπορεί :

• να αντιμετωπίζει καλύτερα τα προβλήματα του• να προσφέρεται τεχνική υποστήριξη και βοήθεια • να προσφέρεται γνώση για την αντιμετώπιση διάφορων

προβλημάτων όπως : α) Συσσώρευση επικινδύνων υλικών β) Εξοικονόμηση ενέργειας• να καλλιεργεί την περιβαλλοντική ευθύνη και να

εμπεδώνει την έννοια της βιωσιμότητας στους μαθητές

16

Η Πράσινη Χημεία στην Ελλάδα

17

Η Πράσινη Χημεία στο Ελληνικό Πανεπιστήμιο

Σημαντικά γεγονότα:

• 2002: Δημιουργία πρώτης ομάδας Πράσινης Χημείας στο Πανεπιστήμιο Πατρών

• 2005: Δημιουργία Ελληνικού Δικτύου Πράσινης Χημείας• 2004: 1ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Πράσινης Χημείας (Αθήνα)• 2007: 2ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Πράσινης Χημείας (Πάτρα) • 2009: 3ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Πράσινης Χημείας

(Θεσσαλονίκη)

Επίσης πραγματοποιήθηκαν το 8ο Συνέδριο Χημείας Ελλάδας Κύπρου (Θεσσαλονίκη 10-13 Δεκεμβρίου το 2004) και

το 20ο Πανελλήνιο Συνέδριο Πράσινης Χημείας (Κόνιτσα 20-25 Σεπτεμβρίου)

18


Πανεπιστήμια με ομάδες Πράσινης Χημείας

Σήμερα στην Ελλάδα ασχολούνται με την Πράσινη Χημεία το:

• Τμήμα Χημείας Πανεπιστημίου Πατρών

• Τμήμα Χημείας Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης

• Τμήμα Χημείας Πανεπιστημίου Ιωαννίνων

• Τμήμα Χημείας Εθνικού Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών (πρόσφατη δραστηριότητα)

19


Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ) (Υπεύθυνοι Πράσινης Χημείας: Καθηγητής Α. Ζουμπούλης, Αν. Καθηγητής Μ.

Μαρούλης και επικ. Καθηγήτρια Κ. Χατζηαντωνίου)

1995: Εισαγωγή τεσσάρων Πράσινων Ασκήσεων στο προπτυχιακό πρόγραμμα του εργαστηρίου Οργανικής Χημείας

• Αντίδραση Diels Alder υποβοηθούµενη από µικροκύµατα • Αλδολική συµπύκνωση βενζαλδεϋδης-κυκλοεξανόνης µε

υποστηριζόµενα αντιδραστήρια (Καυστικό Κάλιο υποστηριγµένο σε Alumina).

• Οξείδωση κυκλοεξανόλης προς κυκλοεξανόνη µε χλωρίνη αντί

µε διχρωµικό κάλιο (γνωστό καρκινογόνο) • Οξείδωση Φλουορενίου προς Φλουορενόνη µε υπερµαγγανικό

Κάλιο σε σαπωνοδιάλυµα σεβακικού νατρίου

20


Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα της Διδακτικής της Χημείας και των Νέων Τεχνολογιών του τμήματος Χημείας του Α.Π.Θ

(ΔιΧηΝΕΤ)

α) Δημοσιεύτηκαν πολλές εργασίες Πράσινης Χημείας σε συνέδρια εξωτερικού και εσωτερικού

β) Σχεδιάστηκαν, εκτελέστηκαν και παρουσιάστηκαν πρωτότυπα πράσινα πειράματα υπό μορφήν εκπαιδευτικού υλικού (Δραστηριότητες Πράσινης Χημείας), πολλές εργασίες.

γ) Πραγματοποιήθηκαν πολλές διπλωματικές εργασίες ( οχτώ μέχρι στιγμής και τρεις βρίσκονται σε εξέλιξη)

Τέλος η Πράσινη Χημεία διδάσκεται στο: • τρίτο εξάμηνο του Μεταπτυχιακού προγράμματος Αναλυτικής Χημείας και Προχωρημένης Χημικής Ανάλυσης του τμήματος Χημείας του Α.Π.Θ και • µεταπτυχιακό µάθηµα των υλικών του τµήµατος Φυσικής του Α.Π.Θ.

21


Πανεπιστήμιο Πάτρας. Η Πράσινη Χημεία στο προπτυχιακό πρόγραμμα σπουδών

2003-2004 : Εισαγωγή της Πράσινης Χημείας στο προπτυχιακό πρόγραμμα σπουδών του Τμήματος Χημείας, (Υπεύθυνος καθηγ. Κ.Πούλος)

Η αναμόρφωση περιλαμβάνει • εισαγωγή των 12 Αρχών της Πράσινης Χημείας,

• εισαγωγή πραγματικών εφαρμογών Πράσινης Χημείας,

• εκτέλεση πειραμάτων σε μικροκλίμακα και πειραμάτων Πράσινης Χημείας στα μαθήματα Οργανικής Χημείας, Χημείας των Πολυμερών, Κατάλυσης και Βιοτεχνολογίας.

• οργάνωση για τους προπτυχιακούς και μεταπτυχιακούς φοιτητές εντατικών μαθημάτων με διδάσκοντες Έλληνες και ξένους ειδικούς επιστήμονες στην Πράσινη Χημεία.

22

Ελληνικό Δίκτυο Πράσινης Χημείας

Αθήνα, 21 Απριλίου 2005 Πρωτοβουλία της Ένωσης Ελλήνων Χημικών και

τεσσάρων ακαδημαϊκών ιδρυμάτων της Ελλάδας (Τμήμα Χημείας Παν. Αθηνών, Τμήμα Χημείας Παν. Θεσ/νίκης, Τμήμα Χημείας Παν. Ιωαννίνων, Τμήμα Χημείας Παν. Πατρών).

Συμμετοχή και περιβαλλοντικών οργανώσεων (Μεσόγειος, SOS και WWF Ελλάς ως μέλη και συνεργάτες)

Τελευταία συμμετέχει στο δίκτυο και η Ενωση Ελλήνων Βιομηχάνων

Σκοπός του δικτύου είναι η προώθηση της Πράσινης Χημείας στην εκπαίδευση όλων των βαθμίδων, στην έρευνα, στη βιομηχανία και στην κοινωνία.

23

Η Πράσινη Χημεία βοηθάει τα παιδιά:

• Να πάψουν να αντιμετωπίζουν τη Χημεία ως μια επικίνδυνη για το περιβάλλον και τον άνθρωπο επιστήμη.

• Να κατανοήσουν πως χρησιμοποιώντας την σωστά μπορούν και τη ζωή τους να βελτιώσουν και το περιβάλλον να προστατέψουν

• Να ευαισθητοποιηθούν από μικρά απέναντι στο περιβάλλον και τα προβλήματά του

• Να ενδιαφερθούν για την προστασία του κατανοώντας ότι έχει ιδιαίτερη σημασία για τη ζωή και ότι πάνω από όλα προέχει η πρόληψη της ρύπανσης.

Η Πράσινη Χημεία στο Ελληνικό Δημοτικό Σχολείο, Γυμνάσιο, Λύκειο

24

Οι προτάσεις μας Από την έρευνά μας προέκυψε ότι η διδακτέα ύλη των Ελληνικών

Σχολικών Αναλυτικών Προγραμμάτων επιτρέπει την εισαγωγή της Πράσινης Χημείας

Η Πράσινη αντίληψη είναι εφικτό να εισαχθεί στο ελληνικό σχολείο με:

• Λεπτομερή και σωστή ανάλυση της σχολικής ύλης, ώστε να εντοπιστούν τα κεφάλαια που αναφέρονται στο περιβάλλον.

• Παρουσίαση των 6 από τις 12 αρχές της (απλοποιημένες)• Συζήτηση στη σχολική τάξη παραδειγμάτων Πράσινης Χημείας από την

καθημερινή ζωή. • Εισαγωγή απλών εργαστηριακών ασκήσεων και πειραμάτων Πράσινης

Χημείας που μπορούν να πραγματοποιηθούν στα σχολικά εργαστήρια • Σύγκριση πειραμάτων της σχολικής ύλης που μπορούν να εκτελεστούν με

Συμβατική και Πράσινη μέθοδο και να τονιστούν τα πράσινα πλεονεκτήματά τους

• Διάθεση ενημερωτικών φυλλαδίων και περιοδικών Πράσινης Χημείας• Οργάνωση από ακαδημαϊκούς επιδείξεων Πράσινης Χημείας σε σχολεία

της χώρας με διαλέξεις, πράσινα πειράματα, βίντεο, κινούμενα σχέδια κ.α

• Παραγωγή εκπαιδευτικού υλικού (Διαλέξεις και Πειράματα)

Για την υλοποίηση των παραπάνω κρίνεται απαραίτητη η συνεργασία Κράτους, Βιομηχανίας και Εκπαιδευτικών Ιδρυμάτων

25

Η Διδακτέα ύλη των σχολικών βιβλίων Πρωτοβάθμιας και

Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης

26

Τα Σχολικά Βιβλία

Δημοτικό

A’ Β’ Γ’ Δ’

Ε’ ΣΤ’

27

Τα Σχολικά Βιβλία

Γυμνάσιο

Α’ Β’ Γ’

28

Τα Σχολικά Βιβλία Λύκειο

Α’ Β’ Β’ Γ’

29

ΤέλοςΤέλος

Documents

Η Πράσινη Χημεία στην Εκπαίδευση Μπίκου Ελένη Επιβλέπουσα καθηγήτρια : Κ. Χατζηαντωνίου