Browsing by Subject "116 Kemia"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-20 of 51
  • Alkusanat 
    Aksela, Maija; Pernaa, Johannes; Happonen, Marja (Kemian opetuksen keskus, Kemian laitos, Helsingin yliopisto, 2011)
    Kemian opetus
  • Schmidt, F.; Vaittinen, O.; Metsälä, M.; Kraus, P.; Halonen, L. (SPRINGER, 2010)
  • Pernaa, Johannes (Kemian opettajankoulutusyksikkö, Helsingin yliopisto, 2010)
  • Turunen, Jarno; Karppinen, Anssi; Ihme, Raimo (Springer, 2019)
    SN Applied Sciences 1, 210 (2019)
    Agricultural diffuse pollution is a major environmental problem causing eutrophication of water bodies. Despite the problem is widely acknowledged, there has been relatively few major advances in mitigating the problem. We studied the effectiveness of biopolymer-based (tannin, starch, chitosan) natural coagulants/flocculants in treatment of two different agricultural wastewaters that differed in their level of phosphorus pollution and turbidity. We used jar-tests to test the effectiveness of the biopolymer coagulants in reducing water turbidity, total phosphorus, and total organic carbon (TOC) from the wastewaters. In more polluted water (total phosphorus: 300 µg/L, turbidity: 130 FNU, TOC: 30 mg/L), all tested biopolymers performed well. The best reductions for different biopolymer coagulants were 64–95%, 80–98% and 14–27%, for total phosphorus, turbidity and TOC, respectively. Tannin and chitosan coagulants performed the best at doses of 5–10 mL/L, whereas starch coagulants had the best performance at 1–2 mL/L doses. Tannin and chitosan coagulants performed clearly better than the starch coagulants. In less polluted water (total phosphorus: 74 µg/L, turbidity: 3.9 FNU, TOC: 21 mg/L), chitosan and starch coagulants did not produce flocs at any of the tested doses. Tannin coagulant performed the best at doses of 5–8 mL/L, where reductions were 70%, 82%, and 22%, for total phosphorus, turbidity and TOC, respectively. The great reductions of phosphorus and turbidity suggests that biopolymer coagulants could be applied in treatment of agricultural water pollution. The high phosphorus retention in the biodegradable biopolymer sludge suggests that the sludge can be readily used as a phosphorus fertilizer, which would aid the recycling of nutrients.
  • Nissinen, Lauri; Pajunen, Maria; Parikka, Sara; Salo, Saara (2019)
    Tämän projektityön tavoitteena oli kehittää tutkimuspohjainen oppimateriaalikokonaisuus erotusmenetelmien opettamisen tueksi. Halusimme tutkimuskirjallisuuden, opetussuunnitelman ja oppikirjojen sekä työssä käyvän opettajan näkemysten avulla luoda mielekkään pedagogisen pohjan opetukselle. Tutkimuskirjallisuuden keskeisiä teemoja ovat opetukselliset haasteet, kokeellisuus, motivointi ja oppimista tukevat menetelmät tai pedagogiset lähestymistavat. Sekä peruskoulun että lukion opetussuunnitelmat painottavat tutkimuksellisuutta, itsenäistä ajattelua sekä kemian soveltamista arkipäiväisissä ilmiöissä. Oppimateriaalitarjonnan haaste luo tarpeen kehittää uusia pedagogisia ratkaisuja oppimisen tukemiseksi. Päädyimme ehdottamaan vaiheittaista aiheeseen tutustumista, jossa aiheeseen ensin perehdytään konseptuaalisella tasolla. Juuri ennen kokeellista osuutta, konseptuaalista ja konkreettista tasoa tuodaan yhteen opetustuokion avulla. Lopuksi käytetään opittua menetelmää osana kokeellista laboratoriotyöskentelyä. Opetuskokonaisuusehdotuksemme pedagogisten näkökulmien haasteena onkin niiden soveltuvuus esimerkiksi lukion kemian opetukseen, jossa sisällöllisiä tavoitteita on useita ja resurssit, kuten aika, väistämättä ohjaavat aina jonkin verran opetusta. Samalla pedagogiset ratkaisut kuitenkin painottavat sellaisia opetuksellisia näkökulmia, jotka on hyvä ottaa huomioon opetusta järjestettäessä aiheesta riippumatta.
  • Kutuniva, Johanna; Mäkinen, Jari; Kauppila, Tommi; Karppinen, Anssi; Hellsten, Seppo; Luukkonen, Tero; Lassi, Ulla (Elsevier, 2019)
    Journal of Environmental Chemical Engineering 7, 1 (2019), 102852
    Metal(loid) contamination in sediments is a widespread environmental issue. Sediments act normally as metal(loid) sinks, but if chemical conditions (such as pH or redox potential) change, they can become sources of secondary pollution. Consequently, various strategies for both in and ex situ remediation of contaminated sediments have been developed. One promising method is active capping, which involves the injection of adsorbents as a layer on the sediment surface or the mixing of adsorbents within the sediment. Adsorbents decrease the bioavailability of metal(loid)s. In the present work, the suitability of alkali-activated blast-furnace-slag, metakaolin geopolymer, and exfoliated vermiculite were evaluated for in situ stabilization of two metal(loid)-contaminated lake sediments through laboratory-scale experiments. The results indicated that adsorbent amendments had metal(loid)-specific performance: alkali-activated blast-furnace slag was suitable for Al, Cu, Fe, and Ni; metakaolin geopolymer for Cu, Cr (total), and Fe; and vermiculite for Al and Zn. None of the materials could stabilize Ba, Sr, or Ti. Furthermore, the amendments performed differently in two different lake sediments, implying that the effectiveness of the amendments needs to be confirmed on a case-by-case basis.
  • Pernaa, Johannes (Helsingin yliopisto, 2008)
    Kemiaa on kaikkialla elinympäristössämme. Käsittelemällä hyönteisten kemiaa opetuksessa voidaan mielekkäästi tuoda esille kemian yhteys arkielämään ja luontoon. Sen avulla voidaan laajentaa oppilaiden kuvaa kemian merkityksestä luonnossa ja innostaa oppilaita kemian opiskeluun. Oppilaiden kemian kiinnostuksen tukeminen on yksi kemian opetuksen tärkeitä tavoitteita valtakunnallisten kemian opetussuunnitelmien perusteiden mukaisesti. Aikaisemman tutkimustiedon mukaan suomalaiset oppilaat eivät ole hyvin kiinnostuneita kemiasta oppiaineena. Tarvitaan uusia lähestymistapoja mielekkääseen kemian opetukseen ja sen tutkimusta. Tässä tutkimuksessa kehitettiin kehittämistutkimuksen kautta uusi tutkimuspohjainen verkkomateriaali lukion kemian mielekkään opetuksen tueksi. Tutkimus sisälsi neljä vaihetta: 1) tarveanalyysi, 2) oppimateriaalin tekeminen, 3) oppimateriaalin arviointi ja 4) oppimateriaalin kehittäminen. Tutkimusta ohjasi kaksi päätutkimuskysymystä: 1) Miten hyönteisten kemiaa opetetaan lukiossa? ja 2) Minkälainen on mielekäs verkko-opetusmateriaali aiheesta? Ensimmäiseen tutkimuskysymykseen etsittiin vastausta suorittamalla käytössä olevien lukion oppikirjojen sisällönanalyysi (nk. tarveanalyysi, 1. tutkimusvaihe). Tutkimuksen toisessa vaiheessa rakennettiin uudenlainen verkkomateriaali lukion kemian opettajien käyttöön tarveanalyysin tulosten ja mielekkään kemian oppimisen teorian pohjalta. Se sisältää hyönteisten kemian teoriaa, useita tehtäviä (esimerkiksi kokeellisia ja molekyylimallinnustehtäviä) ja kuvia. Siihen kehitettiin navigointijärjestelmä käsitekarttatekniikkaa apuna käyttäen mielekkään oppimisen tukemiseksi, aiheen kokonaisuuden hahmottamiseksi ja tiedon etsimisen helpottamiseksi. Käsitekartta on graafinen tiedonesitys työkalu, joka on kehitetty mielekkään oppimisen teorian sovelluksena. Käsitekarttojen hyödyntämisestä verkkomateriaalien elementtinä on olemassa vähän aiempaa tutkimustietoa. Tutkimuksen kolmannessa vaiheessa kehitetty verkkomateriaali arvioitiin kyselytutkimusta apuna käyttäen. Arviointiin osallistui yhteensä 17 kemian opettajaa. Tutkimus suoritettiin syksyllä 2007 MAOL ry:n syyspäivien molekyylimallinnuspajan sekä LUMA -keskuksen molekyylimallinnuspajan yhteydessä. Tapaustutkimus osoitti kehitetyn verkkomateriaalin saavuttaneen sille asetetut tavoitteet. Vastaajat kokivat materiaalin olevan kemian tasoltaan kiitettävä ja sisällöltään riittävän laaja. Käsitekarttoja pidettiin verkkomateriaalin vahvuutena. Käsitekarttojen koettiin antavan laajalle sisällölle selkeyttä ja tehostavan oppimista. Kehitetty verkko-opetusmateriaali on yksi esimerkki mielekkään kemian opetuksen tutkimuspohjaisesta tukemisesta. Tutkimus toi esille myös lisätutkimusaiheita. Materiaalin käyttöä kouluopetuksessa ja sen vaikutusta oppilaiden mielekkääseen kemian oppimiseen olisi tärkeää tutkia jatkossa.
  • Pernaa, Johannes (2011)
  • Pernaa, Johannes (2011)
  • Wild, David (Edumendo Oy, 2021)
    Tässä oppaassa David Wild johdattaa lukijan keminformatiikkaan esittelemällä alan keskeisimmät perusteet. Hän on sisällyttänyt teokseen keminformatiikan ydinalueita, kuten 2D- ja 3D-rakenteiden visualisoiminen tietokoneella, kemiallisen informaation tallentaminen tietokantaan ja sen esiintyminen verkossa ja tieteellisissä julkaisuissa. Lisäksi hän esittää katsauksen keminformatiikan historiaan ja ohjelmistokehitykseen sekä käy läpi alan tunnetuimpia sovelluksia, kuten esimerkiksi QSAR-menetelmän ja molekyylien telakoinnin. Tavoitteena on käsitellä tutkimusalueen perusteet ytimekkäästi, jonka pohjalta lukija pystyy syventämään osaamistaan itsenäisesti. Teos soveltuu sekä yliopistossa että teollisuudessa työskenteleville kemisteille.
  • Aksela, Maija; Pernaa, Johannes; Happonen, Marja; Kemian osasto; Opettajankoulutus, kemian osasto (Kemian opetuksen keskus, Kemian laitos, Helsingin yliopisto, 2011)
    Kemian opetus
  • Pernaa, Johannes; Aksela, Maija (Kemian opetuksen keskus, Kemian laitos, Helsingin yliopisto, 2011)
    Kemian opetus
    Tässä artikkelissa raportoidaan ensimmäisen vaihe kehittämistutkimuksesta, jonka tavoitteena on kehittää ratkaisuja, miten molekyylimallinnus saadaan keskeisemmäksi osaksi kemian kouluopetusta. Kehittäminen toteutettiin kahdessa syklissä. Ensimmäinen sykli toteutettiin yritysyhteistyönä ja toisessa syklissä kehitettiin ensimmäisen syklin tuotos suomalaiseen koulukulttuuriin soveltuvaksi. Tutkimusta ohjasi kaksi kysymystä: 1) Millainen molekyylimallinnusympäristö mahdollistaa mallinnuksen siirtymisen kemian kouluopetukseen? ja 2) Millaisia tekijöitä ympäristön kehittämisessä tulee huomioida innovaation diffuusion maksimoimiseksi? Tutkimus koostui teoreettisesta ongelma-analyysistä ja kehittämisvaiheesta. Ongelma-analyysi kohdistui innovaation diffuusioteoriaan, aikaisemman tutkimuskirjallisuuden ja opetussuunnitelmien perusteiden asettamien mahdollisuuksiin ja haasteisiin. Kehittämistuotoksena saatiin suomenkielinen avoimeen lähdekoodiin ohjautuva mallinnusympäristö, jota koulut voivat käyttää suoraan verkosta käsin ilman koneelle asentamista. Mallinnusympäristön tavoitteet ja sisällöt määriteltiin opetussuunnitelmien perusteiden ja aikaisemman tutkimistiedon avulla. Mallinnusympäristö rakentuu neljästä osasta: 1. tiedotus, 2. mallinnusharjoitukset, 3. molekyylitietokanta ja 4. linkkilista. Osat kehitettiin yksilötasolla tapahtuvaan innovaation diffuusioon pohjautuen. Jokainen osa on edellisistä osaa teknisesti haastavampi käyttää, mutta tarjoaa samalla monipuolisemmin erilaisia kemian visualisointeja. Lisäksi tutkimuksessa todettiin, että molekyylimallinnusympäristöjen kehittämisessä on tärkeää huomioida innovaatio diffuusioteorian ryhmäluokittelusta aikaisemman enemmistön tarpeet, jos innovaation halutaan diffusioituvan laajalle.