Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Towards stimuli-reformable paperboard and flipped classroom in chemistry education: A study of how to create a paper with controllable mechanical properties and a study in how the flipped classroom is used in chemistry education
KTH, School of Education and Communication in Engineering Science (ECE).
2017 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Omformbar kartong och Flippat klassrum i kemiundervisning : En studie av hur papper kan få mekaniska egenskaper som kontrollerbart går att förändra samt av hur metoden Flipped Classroom används i kemiundervisning (Swedish)
Abstract [en]

Today, paper and paperboard is an important part of the packaging industry, as well as natural part of our daily lives. The alternatives to paper and paperboard is often produced from nonrenewable sources such as petroleum and as demands on sustainability increase in the packaging sector, it gives paper a desirable advantage over plastics. To increase the use of paper, some of the limiting factors for paper needs to be overcome, such as its limited formability. One way to create a paper that can be formed in new ways is to imbibe the paper with an additive that makes its modulus changeable. This would make it possible to control the stiffness of the paper which would make it more formable. This have been the aim of this thesis. To create this formable paper four different approaches were used. Of these four, three included how paper can be treated with polyelectrolytes to be able to increase its modulus when stimuli are applied. The two first approaches were based on the layer-by-layer technique adsorbing alginate and cationic fibrils to form a layer that could be cross-linked, either on the surface of a film (the first approach) or in the network of fibres in a porous paper (the second approach). The last approach was to impregnate the papers with alginate. The results show that the first approach gave a too low adsorption of polyelectrolytes, why no difference could be detected. The second approach resulted in a higher adsorbed amount, but the effects were still too small. The third approach gave a paper which could, depending on the concentration of alginate, either increase or decrease its modulus when cross-linked. The last approach was to create a laminate, using unmodified fibers together with dialcohol cellulose fibres. This resulted in a paper that could be formed using heat and allowing the paper to cool down in the desirable form.

In the curriculum for chemistry in Swedish high schools there is a paragraph that says that research in chemistry should be a part of the content the students learn. This is a challenge both to teachers and researchers. For teachers, to find research at an appropriate level and teach it in an understandable way. For researchers, to communicate the research so it is understandable for society. With this as a motivation, a second part of this thesis discuss the method flipped classroom in chemistry education at Swedish high schools. It was seen that from the teacher’s perspective, flipped classroom meant advantages that could be categorized into five categories. The categories that was found were Time to interact, Student responsibility, dialogue, laboratory work and understanding and using the language.

Abstract [sv]

Pappers- och kartongindustrin är idag en viktig del av förpackningsindustrin. Alternativ till kartong är ofta producerat av icke-förnybara råvaror och idag när kraven på hållbarhet ökar ger detta kartong en fördel mot plast. För att öka användningsområdena för kartong så måste de begränsningar som materialet har idag övervinnas. Detta gäller till exempel formbarheten. Ett sätt att skapa kartong som kan bli format på nya sätt är att göra en additiv tillsats till papperet som har egenskapen att det kan variera sin styvhet. Detta skulle göra det möjligt att kontrollera papperets styvhet, vilket har varit målet för det här arbetet. Genom att använda fyra olika arbetssätt har denna egenskap försökts åstadkommas. Tre av arbetssätten har behandlat papper med polyelektrolyter vars E-modul kan ökas med hjälp av något stimuli. I de två första försöken applicerades polyelektrolyterna genom den så kallade lager-på-lager-tekniken, där alginat och katjoniska cellulosafibriller adsorberades, i första försöket på ytan av en film och i det andra på ytan av fibrerna i fibernätverket i ett poröst papper. I det tredje försöket impregnerades de orösa papperna med alginat. Resultatet från det första försöket var att adsorptionen inte gav någon effekt eftersom den absorberande mängden var för låg. I det andra försöket var adsorptionen högre men det påverkade inte de mekaniska egenskaperna nämnvärt. I det tredje försöket med impregnering så kunde en ändring av E-modulen observeras när systemet tvärbands. I det sista försöket användes en metod som byggde på laminering. Ett ark av modifierade fibrer guskades ihop med ett ark med dialkoholcellulosefibrer. De försök som gjordes tyder på att papperet kunde formas och kunde fås att behålla formen om det värmdes och kyldes i den önskade formen.

I läroplanen för kemi på gymnasiet finns en paragraf som beskriver hur kemiundervisningen ska ha inslag av forskning. Detta är en utmaning för både lärare och forskare. Lärarnas utmaning består i att finna forskning på en bra nivå för eleverna och att förklara den på ett förståeligt sätt. För forskare består utmaningen i att kommunicera forskningen på ett förståeligt sätt till samhället. Med detta som motivering har detta arbete en utbildningsdel. I den har lärares perspektiv på metoden ”flipped classroom” i kemiklassrummet undersökts. Flipped classroom beskrevs ha styrkor och dessa kunde kategoriseras i fem kategorier. Kategorierna var tid för interaktion, elevens ansvar, dialog, laborationer och förstå och använda språket.

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , p. 43
Series
TRITA-ECE-EX ; 2017:24
Keyword [en]
Alginate, Cationic cellulose nanofibrils, Cross-linking, Dialcohol cellulose
National Category
Chemical Sciences Learning
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-218299OAI: oai:DiVA.org:kth-218299DiVA, id: diva2:1162426
External cooperation
Stockholms universitet
Subject / course
Technology and Learning
Educational program
Master of Science in Engineering - Engineering and of Education
Presentation
2017-10-26, 00:00
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-12-12 Created: 2017-12-04 Last updated: 2017-12-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3143 kB)13 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3143 kBChecksum SHA-512
1a6ef483b537e51d4ba8dd8b663aad2cbe658c51aa0da62ce70cf995b2a99369bc0fddb8bae513ce575fbf5670493a3c4c05fdbfae91552631f89668eca424e3
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Education and Communication in Engineering Science (ECE)
Chemical SciencesLearning

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 13 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 69 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf