Samarbejde med erhvervslivet

Henrik Parbo; Aarhus Katedralskole

Kemifaget har mange års tradition for at samarbejde med store dele af erhvervslivet. Samarbejdet sker bl.a. inden for fødevareindustrien, medicinalindustrien, analyse- og udviklingslaboratorier, bygge- og anlægssektoren, energiforsyningen samt store og små produktionsvirksomheder. Det omfatter oftest virksomhedsbesøg, samarbejde om større skriftlige opgaver i 3.g ude på virksomhederne samt egentlige projekter inden for den almindelige undervisningstid.

Naturvidenskabelige klasser

Forsøg med naturvidenskabelige klasser i gymnasiet blev iværksat på baggrund af Folketingets uddannelsespolitiske debat den 30. januar 1996 om problemerne med rekruttering til de tekniske og naturvidenskabelige uddannelser. Forinden havde man konstateret et vedvarende fald i optaget til de "hårde" naturvidenskabelige og tekniske fag på de videregående uddannelsesinstitutioner; et fænomen, der er alment kendt i den vestlige verden.

Med større samarbejde mellem fagene i gymnasieforløbet og inddragelse af lokale virksomheder, hvor eleverne arbejder med projektopgaver inden for matematik, fysik eller kemi, styrkes elevernes interesse for de tekniske og naturvidenskabelige uddannelser. Og det udnyttes i forsøgsundervisningen, hvor eleverne læser matematik, fysik og kemi på samme hold; matematik på A-niveau og mindst ét af fagene fysik og kemi på A-niveau. Hvert år besvarer eleverne en projektopgave på en virksomhed (for flere oplysninger, se rapporten Naturvidenskabelige klasser i gymnasiet, Uddannelsesstyrelsens temahæfteserie nr. 6 - 2000).

For at få så gode betingelser som muligt for den enkelte skole anbefales det at få samarbejdsaftaler med så få store vidensbaserede virksomheder som muligt. Herved kan man desuden følge den indbyggede faglige progression i projekterne gennem hele perioden.

Forsøget med naturvidenskabelige klasser er lige så stille på vej ud af gymnasiet, men erfaringerne med autenticitet i projektopgaverne kan forhåbentlig udnyttes i fremtidens undervisning i de naturvidenskabelige fag, hvis man ønsker at bibeholde samarbejdet med erhvervslivet.

Organisering af projektarbejdet

Forberedelserne til projekterne begynder omkring et halvt år før praktikperioden. Møderækken med virksomhederne fastlægges, forslag til projekter fremlægges, og de endelige opgaver formuleres af virksomhedernes ingeniører i samarbejde med faglærerne. Undervisningen på skolen tilrettelægges herefter med henblik på projekterne.

Projektperioden varer en uge. Eleverne inddeles i grupper på 3-5 elever, og hver gruppe arbejder individuelt med sin opgave.

Da opgaverne i høj grad er bestemt af mulighederne på den enkelte virksomhed, har eleverne kun begrænset indflydelse på projektopgavernes indhold. Det hører med til forsøgsundervisningen, at projekterne udmærket kan udvikle sig undervejs.

Naturvidenskabelig klasse og Aarhus Olie

Aarhus Olie fremstiller specialfedtstoffer og vegetabilske olier til fødevareindustrien. Produktionen er fordelt på en række anlæg rundt om i verden, men udviklingslaboratorierne ligger i Århus. I alle tre år, samarbejdet stod på, vekslede eleverne i projektperioden mellem laboratoriearbejde, undervisning givet af fabrikkens ansatte, litteratursøgning og rapportskrivning.

Med kun omkring 50 timers begynderundervisning i kemi er de faglige forudsætninger for projektarbejdet i 1.g til at overskue. Derfor bestemte vi os for, at de fire gruppers projekter hovedsageligt omfattede de fysiske processer ved fremstilling af olier ud fra frø samt oliernes anvendelse i dagligvarer.

Udvalget af processer omfattede: Presning af rapsfrø til råolie, ekstraktion med Soxhlet-udstyr, fjernelse af lecithin, ludbehandling, hærdning af fedtstof og sammenligning af fedtstoffer ved smeltepunktsbestemmelse. I applikationslaboratoriet fremstillede grupperne som afslutning henholdsvis margarine, is, sandkage og smørbar chokolade ("chocolate-spread"). I løbet af opholdet kom eleverne igennem de fleste af virksomhedens afdelinger, lærte dens produkter at kende og blev forberedt til næste års kemiske analyser. Forinden havde eleverne afprøvet de grundlæggende metoder til adskillelse af stofblandinger samt lært de vigtigste stofklasser i organisk kemi.

I 2.g er eleverne fortrolige med kemiske analysemetoder. De kan derfor bestemme fedtsyresammensætning i raps- og palmeolier, ændre opbygningen på nogle fedtstoffer ved om-estring, lave vanddampdestillation og undersøge hærdede olier for indholdet af uønskede transfedtsyrer. Under hærdning af en rapsolie ændres nogle af fedtstofmolekylerne fra den naturligt forekommende cis-form til transform. Netop disse fedtsyrer havde stor bevågenhed i 1993, da McDonalds af Levnedsmiddelstyrelsen blev beskyldt for at anvende dem i for store (og sundhedsskadelige) mængder til friturestegning.

En projektopgave bestod i at fremstille et specielt vegetabilsk fedtstof til en kunde, der stiller særlige krav til dets fysiske egenskaber. For at imødekomme kravene må fedtsyresammensætningen i triglyceriderne ændres. Det sker præparativt ved om-estring, adskillelse af de dannede stoffer og efterfølgende analyser. Det faglige niveau passer fint til elevernes kemiske viden i 2.g. I forbindelse opgaverne får eleverne samtidig indblik i moderne analysemetoder og nogle af de arbejdsområder, der hører til en ingeniørs dagligdag.

I 3.g blev det overordnede kemitema chokolade, herunder krystallografiske undersøgelser af fedtstoffer. Igen var fedtstofkemien det bærende element, men nu suppleret med krystallografi, differentiel scanning kalorimetri og magnetisk relaxation (puls-NMR) for at få den nødvendige information om krystalstrukturer til at kunne fremstille den ideelle chokolade med et skarpt smeltepunkt. Siden klassen begyndte i 1996 udviklede de praktiske opgaver på Aarhus Olie sig fra enkle operationelle opgaver til en række mere krævende projekter.

Kemi-matematikpakke med naturvidenskabelige projektdage - samarbejde med Danisco Cultor

Aarhus Katedralskole har afprøvet et fagpakkeforsøg med matematik og kemi på højt niveau i samarbejde med Danisco Cultor over en 2-årig periode - svarende til anbefaling 5 i rapporten Naturvidenskabelige klasser i gymnasiet. Som et nyt aspekt indgik en konkurrence mellem to grupper om at opnå det optimale udbytte og størst renhed ved fremstilling af en methylester i laboratoriet

Eleverne blev begge år inddelt på tre hold, der fik hver sin opgave i hvert sit laboratorium. Arbejdsområderne var: Emulgatorer, aromastoffer og hydrokolloider.

Et oprindeligt ønske hos det første hold om at fremstille Olestra som erstatning for fedtstof i chips, is og andet godt viste sig desværre at være for omfattende til fire dages arbejde. I stedet for blev holdet delt i to grupper, der fik samme opgave, nemlig en case med en indbygget konkurrence: Uheld på et olieraffinaderi.

1. dag
Syntese af fedtsyreestre, reaktionsforløbet følges med tyndtlagschromatografi. Blandingsforholdet i de to gruppers triglycerider er forskelligt. Beregninger.

2. dag
Destillation af fremstillede fedtsyremethylestre. Renhedsbestemmelse og sammensætning ved GC. Syretal og forsæbningstal af samme stoffer.

3. dag
Færdiggørelse af vådkemiske analyser og efterbehandling af GC-resultater. Introduktion til FTIR og ¹H-NMR. Gennemførelse af spektroskopiske analyser (FTIR og ¹H-NMR).

4. dag
Opsamling af forsøgsresultater, sammenligning og vurdering af resultaterne. Samtale med ingeniører (2 timer).

Produktet - en rapportering/et foredrag

Elevernes projektrapporter vidner om en meget intens og målrettet arbejdsindsats i projektperioden og umiddelbart derefter for at kunne levere et tilfredsstillende produkt - fx et foredrag for deres kammerater og medarbejderne på virksomhederne. Opholdene har mere end blot det rent faglige mål. Eleverne arbejder sammen med ingeniører om autentiske emner. Eleverne skal kunne formidle stoffet ved afslutningen (eller kort tid derefter) af projektet. Det er en god træning i mundtlig fremstilling. At nogle elever endvidere får mulighed for at arbejde med topprofessionelt udstyr i millionklassen, dæmper da heller ikke deres lyst til at berette om projekter på virksomheder.

For at nedbringe skrivearbejdets omfang blev projektproduktet det sidste år hos Danisco Cultor alene et elevforedrag, der blev holdt for medarbejdere og holdkammerater på virksomheden 10 dage efter afslutningen af praktikperioden.

Udvekslingsrejser med praktikopgaver i England

Engelske skoler har generelt større erfaringer med at inddrage erhvervslivet i undervisningen end danske. Elever fra Aarhus Katedralskole blev ved en udvekslingsrejse udstationeret i kemipraktik på et amtsligt videnskabscenter, hos miljøkontrollen, på en fiskefabrik, i laboratorier på University of Hull samt i en forskningsafdeling på BP's fabriksanlæg i Hull - et af verdens største kemiske raffinaderier. For at få del i EU-midler skulle udvekslingen vare ca. to uger.

Produktkravet til de danske elever var en engelsk sammenfatning af deres resultater på 1-2 sider inden afrejse. Endvidere insisterede englænderne allerede dengang (i 1996) på videooptagelser af eleverne med interviews. Blandt de konkrete emner, som eleverne arbejdede med i England, kan nævnes aflatoxiner i fødevarer, indholdet af svovldioxid i forurenet luft, chlorindhold i den lokale svømmehal, hydrering i autoklav og spektroskopi til opklaring af kemiske strukturer.

Chemical Industry Education Centre

Som nævnt ovenfor er samarbejde mellem virksomhed og skole mere almindeligt i Storbritannien end herhjemme. I England er det ikke usædvanligt, at et firma samarbejder med en eller flere skoler i et lokalområde. Derfor kan der være inspiration at hente på den anden side af Nordsøen.

På Universitetet i York findes et center for undervisning i naturvidenskab i samarbejde med den kemiske industri i England og nogle lokale skoler, Chemical Industry Education Center, CIEC. Centeret har til formål at udbygge den gensidige forståelse mellem skolerne og den kemiske industri, så lærere og de ansatte i industrien får indsigt i hinandens behov. Centeret finansieres af den engelske kemiske industri og ledes af Miranda Stephenson. Det er placeret på et selvstændigt institut sammen med bl.a. administrationen af undervisningsprogrammet Salters Chemistry og indgår i det største center for udvikling af læseplaner i de naturvidenskabelige fag i England og Wales.

Virksomhederne ser samarbejdet med skolerne som en hel nødvendig del af deres arbejde for at påvirke den offentlige opinion, men har svært ved at vide, hvad lærerne har brug for på skolerne. Det hjælper CIEC industrien med at finde ud af ved at producere materialer i samarbejde med specialister, industriens egne kemikere samt en gruppe lærere. Det er kun i mindre grad ønsket om direkte at styrke undervisningen eller kemiuddannelserne, der får virksomhederne til at afsætte ressourcer til skolerne. Det er information og afmystificering samt rekruttering af nye medarbejdere, der er de primære mål.

I England består samarbejde mellem skole og lokale firmaer ofte i virksomhedsbesøg, gæstelærerordning med en ingeniør, hjælp til dyrt udstyr eller praktikophold med projektopgaver for elever. Inddragelse af CIEC betyder også udgivelse af trykte undervisningsmaterialer og videoer, anvendelse af IT på et andet niveau, end skolerne kan tilbyde, og inddragelse af industrielle metoder i det eksperimentelle arbejde.

CIEC forsøger også at påvirke virksomhedernes hjemmesider, så lærere let kan orientere sig om det enkelte firma og bestille en rundvisning, et foredrag, en konkurrence eller andet.

Naturvidenskabelige projekter på virksomheder rundt om i Europa for forskellige klassetrin findes beskrevet i rapporten fra den første internationale konference om industrisamarbejde og kemi, 1st ICIEC Proceedings: Partners in Chemical Education. University of York, 1996.

Denne side indgår i publikationen "Projektarbejde i kemi" som kapitel 11 af 17
© Undervisningsministeriet 2001