АПРИЛСКИ ДАНИ 2019 - Пленарна предавања

Прича о Антималарику артемизинину са Балкана*

Слободан Милосављевић

Хемијски факултет, Универзитет у Београду, Студентски трг 12-16, 11000 Београд, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

http://chem.bg.ac.rs/osoblje/10.html и https://www.sanu.ac.rs/clan/milosavljevic-slobodan/

Slobodan SANU Крајем 1960-их година професори тадашњег Природно-математичког факултета Универзитета у Београду Милутин Стефановић и Драгослав Јеремић су започели фитохемијска истраживања дивље-растуће флоре са овог подручја. Једна од првих биљака која је испитивана била је коровска биљка Artemisia annua L, позната у народу као пелин-ђул. Ова биљка је распрострањена у југоисточној Европи и умереном појасу Азије [Флора СР Србије VII, 125 (1975)]. Врло брзо, крајем 1970. године, из CHCl3-екстракта надземних делова ове биљке изолована су два кристална једињења и окарактерисана помоћу спектара као сесквитерпенски лактони са скелетом кадинанског типа. Чињеница да је овакав скелет први пут нађен код ове групе природних производа, значила је да је откривена нова класа сесквитерпенских лактона, коју су Јеремић и Стефановић назвали ‒ кадинанолиди. Структуре ових лактона су приказане на Осмом међународном симпозијуму о хемији природних производа у Њу Делхију фебруара 1972. године (реферисао А. Јокић), под именима озонид дихидроартеануина и артеануин епоксид.

У Београду се у то време није знало да се ова биљка (кинески назив qinghao) користи вековима у кинеској традиционалној медицини, између осталог, и за лечење маларије. Такође, се није знало да је у Кини 1967. год., на молбу њихових северно-вијетнамских савезника, покренут тајни пројекат, тзв. „Пројекат 527“ са циљем да се открије лек против маларије која им је правила велике проблеме у Вијетнамском рату. У овај пројекат је укључено више од 500 истраживача различитих струка (фармацеути, лекари, биолози итд.) из преко 60 институција широм Кине. Међу њима је била Ту Јују, фармацеуткиња, која је у Институту за кинеске лековите сировине Академије за кинеску традиционалну медицину из Пекинга руководила групом учесницом на пројекту. Користећи податке из традиционалне кинеске медицине Ту Јују је изоловала крајем 1972 год. из надземних делова A. annua кристално једињење које се показало изузетно активним против паразита Plasmodium falciparum изазивача маларије. Ово једињење је било идентично са озонидом дихидроартеануина који је у Београду изолован 2 године раније, названо је према латинском, односно кинеском имену биљке, артемизинин или ћингхаосу (qinghao-su). За откриће артемизинина додељена је Нобелова награда за физиологију или медицину 2015. год. кинеској научници Ту Јују.

* V. Vajs, A. Jokić, S. Milosavljević, “Artemisinin Story from the Balkans”, Nat. Prod. Commun., 12, 1157-1169 (2017)

Стрес: биохемијске основе и како
(себи и другима) помоћи

Милан Р. Николић

Катедра за биохемију, Универзитет у Београду – Хемијски факултет
Студентски трг 12-16, 11000 Београд, Србија, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

https://www.chem.bg.ac.rs/osoblje/60.html

Стрес је болест савременог човека. Нико није поштеђен, ни наша деца и ученици. Дуготрајан стрес може озбиљно да угрози здравље људи. Међутим, није сваки стрес штетан. Различити људи различито реагују на догађаје из своје околине које организам препознаје као "стресне". Биохемијске основе стреса и механизми испољавања његових (штетних) ефеката су детаљно изучени. Кортизол и адреналин, које лучи надбубрежна жлезда, препознати су као "хормони стреса". На срећу, уколико се на време уоче рани знаци, постоје ефикасни начини да се управља стресом, односно да он буде пре "добар слуга", него "лош господар". Све ово би укратко било садржај мога предавања. Да би оно имало интерактивни карактер и дубљу сврху, позивам Вас да попуните упитник у прилогу. То је прерађени материјал који су припремили стручњаци из британског друштва за управљање стресом (акроним ISMA). Искрено одговорите на постављена питања и забележите колико сте имали позитивних одговора. Добро дошли, радујем се нашем дружењу и ове године!

Интернет – могућности за унапређење
учења/наставе хемије

Биљана Томашевић

Универзитет у Београду Хемијски факултет, Студентски трг 12-16, 11000 Београд
This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

http://helix.chem.bg.ac.rs/osoblje/63.html

Biljana Tomasevic Системом рачунарских мрежа умрежених у светску мрежу (интернет), омогућен је приступ и преглед свих постављених садржаја на Вебу (World Wide Web), од почетка па до данас најкоришћенијој услузи на интернету. За све наставнике који су већ 90-тих година прошлог века имали техничке могућности приступа интернету, свакако се отворио један нови начин долажења до потребних информација и садржаја у облику текста, слика или видео записа, корисних за примену у настави. И даље је за већину корисника основни разлог приступања интернету долажење до одређених садржаја.

До великог напретка ове технологије, чије су могућности у старту препознате, долази после 2004. године када су уведени такозвани Веб 2.0 алати (Web 2.0). Пре тога смо били пасивни корисници садржаја, а новим алатима је омогућено да постанемо активни учесници у креирању и постављању садржаја и заједнички са другим корисницима учествујемо у интерактивној комуникацији. Ова унапређења су управо оно што може да допринесе квалитету наставе. Комбиновањем различитих метода наставе/учења које укључују примену нових технологија остварују се различите врсте интеракција међу наставницима и ученицима које се заснивају на дељењу наставних садржаја у различитим облицима и подстиче комуникација и сарадња.

Примена информационо-комуникационих технологија може бити корисна и у подстицању самосталног, индивидуалног учења а истовремено и групног облика учења при коме се сарадња, комуникација, размена искустава и знања одвија у такозваној виртуелној заједници. Оваквим начином реализовања наставе, који не треба да замени већ допуни начин који зовемо традиционално организованом наставом, осим остваривања исхода наставе/учења хемије, доприноси се и унапређењу међупредметних, дигиталних компетенција ученика.

Оправдану и корисну примену интернет технологије у настави, усклађену са образовним циљевима који се односе на хемијске појмове као и са изабраним педагошким стратегијама, омогућиће континуирано унапређивање наставничких компетенција технолошко-педагошког знања садржаја хемије.

Захвалница: Рад је део истраживања у оквиру пројекта Теорија и пракса науке у друштву: мултидисциплинарне, образовне и међугенерацијске перспективе (регистарски број 179048) који финансира Министарство просвете, науке и технолошког развоја Републике Србије.

Ученичке способности тумачења илустрација из школских уџбеника хемије

Тамара Н. Рончевић

Универзитет у Новом Саду, Природно-математички факултет
Трг Доситеја Обрадовића 3, Нови Сад, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

https://www.dh.uns.ac.rs/dr-tamara-roncevic-docent/

Tamara Roncevic Уџбеници хемије представљају примарна наставна средства која наставници користе за припремање својих инструкција и задавање домаћих задатака, а ученици у току учења нових наставних садржаја. Уџбеници омогућавају процес учења пошто су извори нових информација за ученике, али и кроз навођење примера из свакодневног искуства, задатке за вежбање и различите илустративне приказе (Kapici и Açikalin, 2015).

Хемија као наука располаже са многим апстрактним концептима, при чему ученици поседују потешкоће у њиховом савладавању. Илустрације из уџбеника хемије имају значајну улогу из разлога што омогућавају конкретизацију апстрактних концепата, феномена и процеса који често нису доступни директном перципирању помоћу чула. Такође, развој технологија омогућава ефикасан дизајн за илустрације које привлаче пажњу ученицима и мотивишу их за учење. У литератури постоје три групе истраживања која су спроведена са циљем испитивање ученичких способности тумачења илустрација: Када се примењују илустрације из уџбеника, када су илустрације из уџбеника модификоване за потребе истраживања и када су илустрације дизајниране од стране истраживача посматрајуће текстуалне записе из уџбеника. Наша истраживања припадају првој групи.

У оквиру ове презентације биће представљен методолошки оквир истраживања у којима су испитиване ученичке способности предлагања наслова за илустрације које су преузете из средњошколских уџбеника хемије. Такође ће бити представљени први резултати истраживања који указују на различите способности тумачења садржаја реалистичних,

Захвалница: Ово истраживање резултат је рада на пројекту „Квалитет образовног система Србије у европској перспективи“ (бр. пројекта 179010) који финансира Министраство просвете, науке и технолошког развоја Републике Србије.

Литература:

Kapici, H. Ö., Açikalin, F. S. (2015). Examination of visuals about particulate nature of matter in Turkish middle school science textbooks. Chemistry Education Research and Practice, 16(3), 518-536.

Увод у органску хемију у контексту
историје хемије

Весна Д. Милановић и Драгица Д. Тривић

Универзитет у Београду - Хемијски факултет, Студентски трг 12-16, Београд
This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

http://helix.chem.bg.ac.rs/osoblje/461.html; http://helix.chem.bg.ac.rs/osoblje/26.html

D. Trivic i V. Milanovic Како у учионици уз учење научних садржаја, подстаћи учење о природи научног знања и научноистраживачког рада? Бројни су радови у којима се препоручују садржаји из историје хемије као погодан контекст за учење научних појмова и учење о природи науке, тј. за развој обе компоненте научне писмености. Садржаји из историје науке пружају увид ученицима у развој научних идеја, у процес који је доводио до одређених сазнања, у начин резоновања научника, и могу подстаћи ученике да преиспитају сопствени резон и знање. Уграђивање садржаја из историје науке у наставни процес може помоћи ученицима да увиде да је наука резултат људске активности, да научно знање зависи од расположивих доказа, да се стално проверава и развија, тј. да је његова природа променљива.

Аргументовање је активност која је уграђена у научноистраживачки рад, али и у образовни процес. Аргументовано дискутовање је једна од вештина које чине научну писменост. Пружање разноврсних ослонаца ученицима за резоновање, за развој критичког мишљења и способности да формулишу аргументе у научном контексту, може допринети постизању циљева образовања у области природних наука, укључујући и хемију.

Имајући у виду претходно речено, изведено је истраживање са ученицима узраста 14 година приликом учења прве теме у области органске хемије - Увод у органску хемију, с циљем да се испитају: (а) ефекти наставних ситуација у којима ученици продукују аргументе за и против у вези са садржајима из историје развоја органске хемије, на ниво знања о саставу, структури и општим својствима органских једињења; (б) ефекти примењеног начина рада на опажање променљиве природе науке; (в) сложеност и тачност ученичких аргумената. Процењено је да се садржаји из историје развоја органске хемије могу прилагодити предзнању ученика узраста 14 година и, уз претходно знање, да могу послужити као основа за формулисање аргумената.

Иако ефекти наставе која укључује садржаје из историје науке нису занемарљиви, њено планирање и подстицање учења у историјском контексту представља посебан изазов, јер је потребно ученицима модерног доба указати на релевантност открића из претходних векова.

Захвалница: Рад је део истраживања у оквиру пројекта Теорија и пракса науке у друштву: мултидисциплинарне, образовне и међугенерацијске перспективе (број 179048) који финансира Министарство просвете, науке и технолошког развоја Републике Србије.

Пројект-метода у настави хемије

Јасна Адамов¹ и Станислава Олић²

¹Природно-математички факултет, Универзитет у Новом Саду, Трг Доситеја Обрадовића 3, 21000 Нови Сад, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
²Природно-математички факултет, Универзитет у Новом Саду, Трг Доситеја Обрадовића 3, 21000 Нови Сад, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

https://www.dh.uns.ac.rs/dr-jasna-adamov-redovni-profesor/; https://www.dh.uns.ac.rs/dr-stanislava-olic-ninkovic-naucni-saradnik/

Jasna Adamov Према речима Арнолда Тојнбија, „циљ сваког образовања је, или би бар требало да буде, да научи људе да се сами образују.“ С обзиром на чињеницу да многа данас популарна и тражена занимања нису ни постојала пре десет година, спремност да се самостално учи и способност за решавање нових и непознатих проблема представљају неке од најважнијих компетенција које ученик треба да стекне у току свог образовања. Један од начина да се овај циљ постигне је примена пројект-методе. Пројектна настава се у литератури често назива „наставом 21. века“ и дефинише се као метода за решавање проблема, заснована на самосталној активности ученика. Пројект-метода у настави хемије обухвата неколико фаза: 1. декомпозицију проблема (идентификација проблема и циљева, идентификација знања неопходних за решавање проблема, идентификација извора знања, планирање експеримената); 2. истраживање (сакупљање и дељење информација, генерисање идеја) и 3. решавање проблема (избор најбољег решења, примена различитих метода за решавање проблема, презентовање решења). Пројектна настава је потпуно усклађена са начином на који људски мозак ради: она омогућава постављање питања и доношење одлука, повезивање информација са постојећим знањем, повезивање са појавама у свакодневном животу и сарадњу са другима. Кључне компоненте пројекта су покретачко питање и производ који представља решење проблема. Предности пројект методе огледају се у развијању вештина критичког мишљења, обраде информација, решавања проблема, тимског рада и метакогниције. Увођење ове методе у наставу хемије отежава чињеница да ју је тешко уклопити у разредно-часовни систем и организовати у великим одељењима и зато што постоји необученост и неспремност наставника да мењају свој уобичајени начин рада. Проблем представља и отежана евалуација рада и резултата ученика, јер је могуће оцењивати сам производ (у форми презентација извештаја, чланака у новинама, изума и техничких решења и слично), односно савладаност садржаја и степен усвојености одређених знања и вештина, али и процес (примену наученог градива или стечених вештина током решавања проблема). Стицање вештина је кључни елемент сваког ученичког пројекта те би пројекти требало да укључе процене учинка, односно тестове којима се мери ниво савладаности сваке вештине која је планирана као исход пројекта. Примена пројект-методе подразумева и детаљно планирање свих фаза пројекта, њихових циљева, исхода, ресурса и временску организацију (менаџмент пројекта).

Припрема пројеката у настави хемије

Јасна Адамов

Природно-математички факултет, Универзитет у Новом Саду,
Трг Доситеја Обрадовића 3, 21000 Нови Сад, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

https://www.dh.uns.ac.rs/dr-jasna-adamov-redovni-profesor/

Jasna Adamov Иако примена пројект-методе у настави хемије захтева велику флексибилност наставника, припрема за њену имплементацију мора да буде врло темељна и организована. Протокол за припрему пројектне наставе састоји се из пет фаза: 1. карактеризација пројекта, 2. креирање покретачког питања, 3. планирање метода процене, 4. мапирање пројекта, 5. планирање управљања пројектом. Прва фаза обухвата следеће активности: а) развој пројектне идеје, б) селекција обима пројекта (који зависи од сложености пројекта и може да траје од седам дана до неколико месеци, може да укључи више наставника и да захтева корелацију различитих предмета), в) избор образовних стандарда који се остварују кроз рад на пројекту, г) дефинисање исхода и д) формирање група. У дефинисању исхода потребно је обухватити како предметно-специфичне исходе, тако и развој генеричких вештина (вештину комуникације, језичку, технолошку и информатичку писменост, вештину сарадње, вештину решавања проблема и критичког мишљења, вештину управљања временом, саморегулацију) и развој различитих фактора личности. Формирање група захтева добру организацију у складу са постављеним циљевима пројекта. Друга фаза – креирање покретачког питања – је кључна за мотивисање ученика; стога покретачко питање мора да буде изазовно и релевантно за свакодневни живот, довољно комплексно да омогући развој и примену виших когнитивних способности, и отворено – да омогући више различитих приступа решавању проблема. У планирању метода процене потребно је дефинисати које активности ће бити оцењиване, који производи представљају задовољавајуће решење проблема, које вештине ће бити евалуиране и који видови процене ће се примењивати (наставничка и вршњачка оцена, самооцена). Мапирање пројекта обухвата дефинисање садржаја који су неопходни за решавање проблема (већ познатих и нових), избор начина за лансирање пројекта, дефинисање временске линије, циљева и исхода сваке фазе пројекта, избор критеријума за евалуацију ученика у свакој фази и израду потребних упитника, као и селекцију потребних материјалних и нематеријалних ресурса. Управљање пројектом подразумева редовну оријентацију ученика, праћење и регулацију њиховог понашања и управљање цременом. За планирање пројеката потребно је попунити пројектну документацију, а након тога чек-листом проверити све задате карактеристике пројекта. Све наведене активности учесници радионице ће применити у припреми пројекта за наставу хемије у основним и средњим школама.

Функционализација и примена скелетних структура

Вера Дондур

Универзитет у Београду - Факултет за физичку хемију, Студентски трг 12-16, Београд, Србија
This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

http://www.ffh.bg.ac.rs/вера-дондур/вера-дондур/

Dondur Скелетне структуре су специфични материјали који могу бити изграђени од читавог низа различитих елемената који су октаедарски или тетраедарски кординисани. Скелетне структуре карактерише низ специфичних особина:

Могућност варијације мрежних или ванмрежних катјона,
Велики број различитих структура,
Различити односи мережних и ванмрежних катјона у свакој појединачној структури,
Велика специфична површина и порозност, од микро пора до мезо пора,
Способност инклудовања (комплекса, металних, оксидних, сулфидних и других нано честица,
Могућност за модфикације спољашње површине ( полимерима, површински активним супстанцама или биомолекулима),
Способност грађења композита са другим материјалима.

Структуре овог типa се налазе у природи, а велики број њих је произведен и синтетичким путем. Због свих ових особина скелетне структуре су предмет како интензивног изучавања али и ширења подручја у којима се оне примењују.

Међу сппецифичним скелетним структурама које заслужују посебну пажњу су зеолити. До 2018. развијено је више од 240 различитих зеолитских структута, а сваке године се у научним часописима објави више од 17000 научних радова који су посвећени овим материјалима. Тенутно се у свету произведе око 4,5 милона тона зеолита чија вредност превазилази чак 40 милијарди долара.

У раду ће бити презентирани неки од резултата који су остварени при синтези, функционализацији или примени зеолита у низу различитих области од индустрије дерџената до заштите животне средине или фармације. Посебна пажња ће бити усмерена на постигнуте резлтате у којима је аутор овог текста дао свој допринос.

(Не)разумевање основних хемијских концепата заступљених у рачунским задацима

Душица Д. Родић

Универзитет у Новом Саду, Природно-математички факултет,
Tрг Доситеја Обрадовића 3, Нови Сад, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

https://www.dh.uns.ac.rs/dr-dusica-rodic-docent/

Dusica Rodic Концептуално разумевање представља кључну компоненту хемијске експертизе, а стога и пожељан исход наставе хемије. У достизању овог циља врло значајну улогу имају рачунски задаци, који заузимају важно место у наставном процесу. Они омогућавају да се стечена теоријска знања утврде и продубе, а потом примене у решавању конкретних проблема. Ипак, закључци бројних истраживања у подручју наставе хемије и природних наука уопште, указују на склоност ученика да памте правила, примењују алгоритме и хеуристике како би на брз начин дошли до тачног решења, заобилазећи при томе логичко резоновање (Dori и Hameiri, 2003; Nyachwaya et al., 2014).

У оквиру презентације биће представљени резултати истраживања спроведеног на Природно-математичком факултету Универзитета у Новом Саду, које је за циљ имало да утврди да ли студенти, будући наставници хемије, имају механички или концептуални приступ решавању рачунских задатака. Основна идеја је била да се испита да ли ће студенти примењивати усвојена правила и алгоритме, чак и онда када је из текста проблемског задатка јасно да такав алгоритам није адекватан, или да задатак није могуће решити.

Захвалница: Финансијска средства за ово истраживање обезбедило је Министарство просвете, науке и технолошког развоја Републике Србије кроз пројекат број 179010.

Литература:

Dori, Y. J., Hameiri, M. (2003). Multidimensional Analysis System for Quantitative Chemistry Problems - Symbol, Macro, Micro and Process Aspects. Journal of Research in Science Teaching, 40(3), 278–302.
Nyachwaya, J. M., Warfa, A. M., Roehrig, G. H., Schneider, J. L. (2014). College Chemistry Students’ Use of Memorized Algorithms in Chemical Reactions. Chemistry Education Research and Practice, 15(1), 81–93.

Развој рубрика за рејтинг когнитивне комплексности проблема у хемији

Саша Хорват

Природно-математички факултет, Нови Сад,
Трг Доситеја Обрадовића 3, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

https://www.dh.uns.ac.rs/dr-sasa-horvat-docent/

Horvat Важан задатак савремене наставе хемије је развој вештина за решавање проблема код ученика. Развијање вештина за решавање проблема подстиче се дизајнирањем проблемских задатака различите комплексности. Комплексни проблеми су они који захтевају повезивање новог проблема са већ познатим проблемима, или рашчлањивање на компоненте да би се дошло до тачног решења^1,2. Комплексни проблеми поред броја концепата често садрже висок степен интерактивности између њих. Ова два елемента доприносе когнитивној комплексности проблема³. Да би се избегла субјективност при процени когнитивне комплексности задатака развијени су поступци за процену нумеричког рејтинга когнитивне комплексности. Ови поступци обухватили су развој Рубрика за процену нумеричког рејтинга когнитивне комплексности проблемских задатака. Додељивање нумеричке вредности когнитивне комплексности заснива се на адитивности рејтинга тежине концепата заступљених у проблемском задатку и фактора интерактивности међу њима^4,5.

Развој Рубрика за рејтинг когнитивне комплексности проблема започео је 2011. године4. Прва Рубрика се односила на процену нумеричког рејтинга когнитивне комплексности проблема задатака за припремне и практичне испите опште хемијe. Она је претрпела модификације и као таква примењена на задатке из органске хемије5. Квалитативни помак у даљем развоју Рубрика представљају Табеле за процену тежине концепата заступљених у одређеном домену. Развој ових табела започет је у истраживањима Катедре за методику наставе хемије Природно-математичког факултета у Новом Саду^6,7. Табелама се прецизно дефинишу концепати у домену и процењује њихова тежина и њихова међусобна интерактивност. Креиране су Табеле са концептима стехиометрије, израчунавања водоничног експонента, хидролизе соли, хемијске технологије, хемијске кинетике, проблема са лимитирајућим реактантом, израчунавања емпиријских и молекулских формула, проблема заснованих на оксидо-редукционим реакцијама. Сваки од ових поступака за процену нумеричког рејтинга когнитивне комплексности уз употребу Табела и Рубрика валидира статистички узимајући у обзир корелације ученичког постигнућа и самоперципираног менталног напора са нумеричким рејтингом когнитивне комплексности задатака.

Ови резултати су део истраживања пројекта 179010 МПНТР РС.

Литература:

Cardellini, L. (2006). Chem. Ed.n Res. Prac., 7(2) 131–140.
Batra, D. (2007). Req. Eng., 12, 231–244
Campbell, D. J., Gingrich, K. (1986). Org. Beh. .Hum. Dec. Proc., 38 162–180.
Knaus, K., Murphy, K., Blecking, A. & Holme, T. (2011). J. Chem. Educ., 88 554–560
Raker, J. R., Trate, J. M., Holme,T. A. & Murphy, K. (2013), J. Chem. Educ., 901290–1295.
Horvat, S., Segedinac, M. D., Milenković, D.D. & Hrin, T.N. (2016). Maced. J. Chem. Chem. Eng. 35(2) 275–284
Horvat, S., Rodić, D.D., Segedinac, M. D., & Rončević, T.N. (2017). J. Sub. Did. 2(1) 33–45