Μετάφραση από την Αλίκη Ροντογιάννη (Aliki Rontoyianni), Δρ Χημικό

Χρησιμοποιώντας αέρια χρωματογραφία σε Ουγγαρέζικο εργαστήριο Χορηγία εικόνας της ομάδας εργασίας StandardBase project team

Το πρόγραμμα StandardBase έχει αναπτύξει 72 πρότυπες αναλυτικές μεθόδους που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία και τις έχει προσαρμόσει για χρήση από μαθητές σχολείων και κολεγίων μέσω Internet. Οι Ken Gadd και Luca Szalay παρουσιάζουν τους στόχους και τη χρήση των προϊόντων StandardBase.

Οι στόχοι του προγράμματος StandardBase - η ποιότητα μετρά

Πως μπορείς να ξέρεις ότι η Coca Cola® σου δεν περιέχει υπερβολική καφεΐνη, το κρασί σου πολύ διοξείδιο του θείου ή ότι το νερό που πίνεις δε θα σε βλάψει ; Όπως εσύ έτσι και οι περισσότεροι γνωστοί σου δε γνωρίζουν πώς να ελέγξουν αυτά τα πράγματα. Αντίθετα, όλοι στηριζόμαστε σε έγκυρους αναλυτικούς επιστήμονες να μας πουν.

Ο ποιοτικός έλεγχος στην παραγωγή χημικών καθώς και προϊόντων όπως τρόφιμα, ποτά και φάρμακα είναι ζωτικής σημασίας. Πρότυπες αναλυτικές διαδικασίες χρησιμοποιούνται για να πιστοποιήσουν ότι τηρούνται οι προδιαγραφές ποιότητας. Οι αναλυτικοί χημικοί που απασχολούνται στη βιομηχανία και στις δημόσιες υπηρεσίες θα πρέπει να είναι κατάλληλα εκπαιδευμένοι και να έχουν τις δεξιότητες, τη γνώση και την εμπειρία ώστε να κάνουν καλά τη δουλειά τους. Αυτό ασφαλώς περιλαμβάνει τη δυνατότητα να χρησιμοποιούν πρότυπες αναλυτικές τεχνικές.

Αυτές οι διαδικασίες μπορεί να είναι τοπικές (να χρησιμοποιούνται από συγκεκριμένες εταιρείες), εθνικές ή διεθνείς. Πολλά πρότυπα είναι διεθνή, όπως αυτά του Διεθνούς Οργανισμού Προτυποποίησης (ISO). Το πρόγραμμα StandardBase στηρίχθηκε στην πεποίθηση ότι θα ήταν πολύ χρήσιμο να διδαχθούν κάποια συνήθη θέματα και αναλυτικές τεχνικές στα σχολεία επαγγελματικής κατάρτισης και τα κολέγια της Ευρώπης.

Εν τούτοις, συνήθως οι πρότυπες βιομηχανικές αναλυτικές μέθοδοι δε μπορούν να εφαρμοστούν σε σχολεία εξαιτίας της έλλειψης ειδικού εξοπλισμού, χημικών, εμπειρίας και χρόνου. Το πρόγραμμα StandardBase έχει στόχο να κάνει κάποιες πρότυπες βιομηχανικές αναλυτικές μεθόδους προσιτές στα σχολεία. Οι μέθοδοι προσαρμόστηκαν ειδικά, εφαρμόστηκαν πιλοτικά, αναμορφώθηκαν και τοποθετήθηκαν στην ιστοσελίδα του StandardBase. Παρέχεται επί πλέον η δυνατότητα οι μαθητές να ανταλλάσσουν και να συγκρίνουν τα αποτελέσματά τους με μαθητές άλλων σχολείων και χωρών.

Σλοβένοι μαθητές εκτελώντας μια διαδικασία StandardBase Χορηγία εικόνας της ομάδας εργασίας StandardBase project team

Οι δάσκαλοι που έλαβαν μέρος στην πιλοτική εφαρμογή του προγράμματος υποστηρίζουν ότι η εφαρμογή της επιστήμης στην καθημερινή ζωή ενδιαφέρει και κινητοποιεί τους μαθητές. Για παράδειγμα, η μέτρηση της αλκοόλης σ’ ένα ποτήρι μπύρα έχει περισσότερο νόημα για τους μαθητές παρά η ίδια μέτρηση σε αλκοολούχο μίγμα που παρασκεύασε ο καθηγητής.

Μεθοδολογία και αποτελέσματα του προγράμματος StandardBase

Επιστήμονες από τέσσερα συμμετέχοντα ινστιτούτα (Επαγγελματικό Σχολείο Petrik στην Ουγγαρία ^w1, Κολέγιο Drenthe στην Ολλανδία^w2, Ινστιτούτο 'Jozef Stefan' στη Σλοβενία^w3 και 4science στο Ην. Βασίλειο^w4) ανέπτυξαν και δοκίμασαν συνολικά 72 τεχνικές (18 έκαστος). Κάθε οργανισμός, μαζί με το Πανεπιστήμιο Eötvös Loránd της Ουγγαρίας ^w5, δοκίμασαν τις τεχνικές που αναπτύχθηκαν από τους υπόλοιπους. Οι τροποποιημένες τεχνικές και τα αποτελέσματα τοποθετήθηκαν στην ιστοσελίδα του StandardBase^w6.

Οι αναλύσεις χωρίζονται σε δύο κατηγορίες

1. Εμπορικά προϊόντα
   Επιστήμονες σε κάθε ινστιτούτο ανέλυσαν το ίδιο εμπορικό προϊόν, π.χ. οδοντόκρεμα, ασπιρίνη και άλλα φαρμακευτικά προϊόντα, cola, βενζίνη και τσίχλα (λεπτομέρειες αναφέρονται στην ιστοσελίδα του StandardBase) Αυτό επιτρέπει άμεση σύγκριση. Έτσι τα σχολικά εργαστήρια μπορούν να λάβουν μέρος σε ένα ‘test εργαστηριακής επάρκειας’.


2. Περιβαλλοντικές μελέτες
   Επιστήμονες σε κάθε ινστιτούτο ανέλυσαν δείγματα που ελήφθησαν από το τοπικό τους περιβάλλον, π.χ. αέρα ή νερό. Οι μαθητές δεν αναμένεται να έχουν μεταξύ τους τα ίδια αποτελέσματα. Εν τούτοις μπορούν να ψάξουν για τάσεις και σχέσεις μεταξύ των δεδομένων που λαμβάνονται από διάφορες περιοχές.

Περιλήψεις μερικών μεθόδων StandardBase

Προσδιορισμός κιτρικού οξέος στην τσίχλα Hubba-Bubba με τιτλοδότηση οξέος - βάσεως

Σκοπός αυτής της αναλυτικής διαδικασίας είναι ο προσδιορισμός της περιεκτικότητας της τσίχλας Hubba Bubba σε κιτρικό οξύ. Η τσίχλα διατίθεται στο Ην. Βασίλειο και στα περισσότερα μέρη της Ευρώπης. Η περιγραφόμενη μέθοδος βασίζεται σε αναλυτική διαδικασία που χρησιμοποιεί η εταιρεία Wrigley στα εργαστήριά της στο Plymouth στο Ην. Βασίλειο. Αναλυτική περιγραφή της μεθόδου δημοσιεύθηκε στο τεύχος #8 Science in Schoolw8.

Τιτλοδότηση σε Ολλανδικό εργαστήριο Χορηγία εικόνας της ομάδας εργασίας StandardBase

Προσδιορισμός ιόντων φθορίου σε οδοντόκρεμα με ποτενσιομετρία

Το φθόριο προστίθεται στο πόσιμο νερό και στις οδοντόκρεμες για την πρόληψη της τερηδόνας. Επίσης χρησιμοποιείται σε διάφορες βιομηχανικές διαδικασίες όπως στην παραγωγή φθοροπολυμερών. Σ’ αυτή την ανάλυση χρησιμοποιείται εκλεκτικό ηλεκτρόδιο ιόντων (ISΕ) για τη μέτρηση του δυναμικού σε δείγμα φθοριωμένη οδοντόκρεμας (ή σε φθοριωμένο δείγμα νερού).

Προσδιορισμός ψευδαργύρου σε πολυβιταμίνες με τη χρήση βολτομετρίας απογύμνωσης (stripping)

Στη φαρμακευτική βιομηχανία είναι συχνά απαραίτητος ο προσδιορισμός μετάλλων σε πολύ μικρές ποσότητες, για παράδειγμα ιχνοστοιχεία σε ταμπλέτες πολυβιταμινών. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται στον προσδιορισμό ψευδαργύρου σε επίπεδα 10-200 μg/dm³.

Προσεχώς: Δραστηριότητες βασιζόμενες στην επίλυση προβλημάτων

Οι μαθητές των σχολείων και των κέντρων επαγγελματικής εκπαίδευσης και κατάρτισης ακολουθούν συνήθως πάγιες πρακτικές προσεγγίσεις. Για παράδειγμα μπορεί να τους ζητηθεί να προσδιορίσουν τη συγκέντρωση νιτρικών ή φωσφορικών ιόντων σ’ ένα διάλυμα. Αν όμως αυτές οι αναλύσεις αποτελέσουν το περιεχόμενο ενός πραγματικού προβλήματος – π.χ. γιατί το νερό της λίμνης είναι πράσινο; τότε πραγματικά αναδεικνύεται η χρησιμότητά τους. Για να αναπτύξουν τις επαγγελματικές τους ικανότητες καθώς και τις αναλυτικές τους δεξιότητες οι μαθητές είναι δυνατόν να εργασθούν κάτω από διάφορους περιορισμούς όπως χρονικούς, οικονομικούς ή περιορισμούς υλικών. Στις περιπτώσεις αυτές οι μαθητές μπορούν να επιλέξουν μεταξύ διαφόρων μεθόδων την πιο κατάλληλη για την περίσταση.

Έτσι οι μαθητές προτρέπονται να χρησιμοποιήσουν τις αναλυτικές τεχνικές και τη σχετική θεωρία σε περιπτώσεις που προσομοιάζουν πραγματικές συνθήκες εργασίας. Η ομάδα εργασίας ProBase (αποτελούμενη από τους ίδιους φορείς με αυτούς του προγράμματος StandardBase) επιδιώκει να αναπτύξει μια ποικιλία δραστηριοτήτων με σκοπό να δείξει όχι πως δουλεύει η επιστήμη αλλά οι επιστήμονες. Στο πρόγραμμα αυτό οι μαθητές χρησιμοποιούν την επιστημονική γνώση για να αντιμετωπίζουν προβλήματα όπως (α) να εργάζονται σε ομάδες (β) να χειρίζονται σωστά το χρόνο, το φόρτο εργασίας και τα υλικά και (γ) να επικοινωνούν μεταξύ τους καθώς και με μη επιστήμονες. Αυτά όλα είναι απαραίτητα προσόντα για έναν μαθητευόμενο επιστήμονα.

Η ομάδα εργασίας StandardBase Χορηγία εικόνας της ομάδας εργασίας StandardBase

Ελπίζουμε ότι όλο και περισσότερα σχολεία και κολέγια θα χρησιμοποιήσουν και θα συνεισφέρουν στις βάσεις δεδομένων StandardBase και ProBase τα προσεχή χρόνια.

Αναφορές στο διαδίκτυο

w1 – Σχολείο επαγγελματικής κατάρτισης Petrik, Ουγγαρία: www.petrikl.sulinet.hu

w2 – Κολλέγιο Drenthe Unit Techniek, Ολλανδία: www.drenthecollege.nl

w3 – Ινστιτούτο 'Jozef Stefan', Σλοβενία: www.ijs.si/ijs.html

w4 – 4science, Ηνωμένο Βασίλειο: www.4science.org.uk

w5 – Πανεπιστήμιο Eötvös Loránd, Ουγγαρία: www.elte.hu

w6 – Ιστοσελίδα The StandardBase: www.standardbase.com

w7 – VaPro, Ολλανδία: www.vapro.nl

w8 – Για πλήρη περιγραφή της ανάλυσης της τσίχλας δες το προσεχές τεύχος του Science in School:
Gadd K, Szalay L (2008) Μασώντας γεύσεις. Science in School 8: 34-37. www.scienceinschool.org/2008/issue8/chewinggum/greek

w9 – Η ιστοσελίδα ProBase είναι υπό κατασκευή και αναμένεται να είναι έτοιμη στο τέλος του 2008: www.pro-base.eu

Ο Ken Gadd εργάζεται για το 4science, UK και ο Luca Szalay στο Ινστιτούτο Χημείας του Πανεπιστημίου Eötvös Loránd στην Ουγγαρία.