This thesis aims to explore students’ argumentation and decision-making relating to authentic socioscientific issues (SSI). The ability to make informed decisions about socio scientific issues has been recognized to be an important element in science education to achieve the goal of scientific literacy. However, deliberation on SSIs deals with the fact-value intertwinement and has proven to be a tricky affair, both for students and teachers. In paper I, the focus is on upper secondary students’ use of different reasons in arguing about the existence of wolfs in Sweden. To investigate the students’ ability to find supporting reasons from different subject areas in their informal argumentation, the SEE-SEP model was used as an analytical framework. The results showed that the value aspect dominates students’ informal argumentation on the SSI of wolves in Sweden. In paper II a six-step SSI instructional model is presented, designed to develop students’ ability to argue about complex multi-disciplinary issues. This six-step SSI instructional model aims to create a forum that encourages students to interact with one-another and discuss their arguments dynamically. In paper III students’ argumentation and decision-making upon an authentic SSI relating to environmental toxins in fish from the Baltic Sea, was studied. The students’ argumentation and decision making processes were followed closely and data were collected during multiple stages of the SSI-instructional model. The analysis focused on students’ skills of evaluation and the relationships between the values, knowledge and experiences that they used in their argumentation. The results showed that even though all of the students had access to the same information and agreed on the factual aspects of the issue, they came to different decisions, depending on their background values, knowledge and experiences (i.e. their intellectual baggage). Implications for teaching and research are discussed. / Förmågan att fatta välgrundade beslut i sociovetenskapliga dilemman (SSI) har lyfts fram som ett viktigt inslag i naturvetenskaplig undervisning för att förbereda eleverna på ett liv som medborgare i ett samhälle där kontroversiella frågor med naturvetenskaplig koppling förekommer i allt högre grad. Att hantera SSI-frågor i undervisningen och handskas med sammanflätningen av vetenskapliga fakta, värderingar och etiska perspektiv innebär dock stora utmaningar för både elever och lärare. Fokus i denna avhandling är inriktat mot att ytterligare synliggöra de ingående komponenterna och processerna som sker i arbetet med SSI-frågor, och därmed belysa viktiga aspekter som bör iakttas vid implementering av SSI-frågor i undervisningen. Genom studie I detekteras olika argument baserade på kunskaper, värderingar respektive erfarenheter kopplat till olika ämnesområden, och i studie II förs resonemang att det s.k. intellektuella baggaget, bestående av personliga värderingar, kunskaper och erfarenheter, styr viktning och värdering av olika argument och därmed vilket beslut som slutligen tas. En given slutsats är att SSI-baserad undervisning i det naturvetenskapliga klassrummet alltid måste bygga på en tolerans för en sammanflätning av vetenskapliga fakta, värderingar och etiska perspektiv.

Elevers intresse för skolämnet kemi sjunker mellan mellanstadiet och högstadiet. En pedagogisk arbetsform som kan verka motivationshöjande för elever är att utgå från samhällsfrågor med naturvetenskapligt innehåll [SNI] i undervisningen. Syftet med studien är därför att undersöka hur fall av SNI skrivs fram i läroböcker för kemi riktade till mellanstadiet och högstadiet. Lärobokstexterna analyseras utifrån en tematisk innehållsanalys för att se hur SNI skiljer sig mellan de olika stadierna, samt formas av innehållet. Resultaten visar att båda läroböckerna lyfter flera samhällsfrågor med naturvetenskapligt innehåll i form av intressekonflikter om samhällets användning av naturresurser. Dock ser vi att det saknas ekonomiska och politiska perspektiv i boken för mellanstadiet vilket hindrar etiska och ekonomiska diskussioner. Det leder till att det är otydligt vem som egentligen bär eller bör bära ansvar i dessa frågor, och eftersom texterna presenterar olika vanor som enskilda individer kan förändra uppfattas ansvaret ligga på dem. Däremot inkluderas ekonomiska och etiska perspektiv i högre grad i boken för högstadiet. I båda böckerna introduceras frågorna efter ämnesinnehållet, vilket går emot principen för SNI-baserat arbetssätt eftersom det är samhällsfrågan som ska styra kunskapsinhämtningen. Likaså överensstämmer inte de frågor som efterfrågar ett rätt svar med principerna för SNI. Men det finns också exempel på flertalet frågor där eleverna tränas i kritiskt tänkande, vilket är i enlighet med SNI-baserat arbetssätt. Undersökningen bidrar till att lyfta diskussioner kring kritisk granskning av läromedel och de synsätt som läroböcker ger uttryck för.

The research  concerning lignin in high value applications has increased  during the last years due to its renewability and availability in the black liquor from pulp mills. Today  the major part of kraft lignin found  in the black liquor is used as fuel to gain energy  in the recovery boiler. Lignin functions as natural  glue in plants so that the function of kraft lignin as a phenol replacement in wood adhesives has been researched. Due to lignin's low reactivity the molecule must be modified  prior to use. Demethylation is a method  to increase the phenolic content  in lignin to produce  more reactive  sites. Thiol  mediated  and iodine mediated demethylation was performed. Demethylated lignin was characterized by changes  in phenolic and hydroxylic groups,  molecular  mass, elemental  composition and other  properties  using methods including  UV, SEC and 31 P NMR.   The results showed  a decrease in the phenolic  content  contrary  to the increase  that was expected. Really low yields were also gained  which makes the results non-representative. Size evaluation showed  that the percentage of high molecular  content  in the demethylated lignin sample  had increased,  which  point towards the loss of low molecular mass fractions.  Due to demethylation lignin may have been more hydrophilic and soluble  in DMF and water. In addition  to this bond cleavage  may have produced  smaller  fragments which also increase  the solubility. The results point towards  the loss of smaller  fragments in the DMF and water phases.   The applied demethylation methods were evaluated  in context of green chemistry. Production, waste,  involving chemicals and efficiency were discussed  and analyzed. The applied demethylation methods  use DMF as solvent  which  is not a green alternative, greener solvents such as water or other energy  adding  methods  could  be used to make the process  greener.  The use ofNaOMe produces  methanol  as a byproduct  which could be eliminated by using NaOH, future studies  on the efficiency of the bases in the needs to be done.   Nature science  has a reputation  of being hard and firm. By bringing  in social  issues in science education new ways of looking  at science  opens  up. A social problem  and at the same time an environmental problem  in today's  society  is the large plastic mountain in the Pacific Ocean. An educational material  of the "Samhallsfragor med Naturvetenskapligt Innehiill",SNI, (Societal  issues with scientific content)  principle  has been evaluated with respect  to the abilities that can developed together  with whether  students  increase  their science  knowledge through  this. The study showed  that students  can develop  almost  all abilities  described  in the curriculum and their knowledge in science  by this type of material. Keywords Biomaterial, lignin reactivity,  thiol mediated  demethylation, iodine mediated demethylation, green chemistry, SNl-fall. / Forskning kring lignin i produkter har ökat under de senaste åren på grund av lignins fornyelsebarhet och tillganglighet i svartluten från massabruken. Idag används den största delen av sulfatligninet från svartluten som bränsle for att producera energi i sodapannan. Lignin fungerar som ett naturligt lim i växter och på grund av detta undersöks funktionen av kraftlignin som fenolersättning i trälim. Med anledning av ligninmolekylens låga reaktivitet behover lignin modifieras fore användning i produkter. Demetylering är en metod för att öka fenolhalten i lignin och skapa en högre reaktivitet. I denna studie utfördes Tiolmedierad och jodidmedierad demetylering. Det demetylerade ligninet utvärderades med avseende på forändringar i  fenol-och hydroxylgrupper, molekylvikt, elementarsammansättning och andra egenskaper med hjälp av olika metoder,inklusive UV, SEC och 31 P NMR.   Resultaten visade en minskning i fenolinnehall  i motsats till den ökning som förväntades. Riktigt låga utbyten påvisades också vilket gör att resultaten inte är representativa. Storleksutvärdering  visade att andelen med högt molekylviktsinnehåll i det demetylerade ligninproven hade ökat, vilket pekar mot förlust av lågmolekylära fraktioner. På grund av demetyleringen kan ligninet ha blivit mer hydrofilt och lösligt i DMF och vatten. Utöver detta kan bindningsklyvning ha skapat mindre fragment som också ökat lösligheten. Resultaten pekar mot förlust av mindre fragment i DMF-och vattenfaserna.   De tillämpade demetyleringsmetoderna  utvärderades med avseende på grön kemi. Produktion, avfall, kemikalier och effektivitet diskuterades och analyserades. De tillämpade demetyleringsmetoderna  använder DMF som lösningsmedel, vilket inte är ett grönt alternativ. Grönare lösningsmedel såsom vatten, eller andra typer av energitillsättning, kan användas för att göra processen miljövänligare. Användandet av NaOMe i den thiolmedierade demethyleringen skapar metanol som en biprodukt vilket kan bytas ut mot vatten om NaOH istället används. Vidare studier behöver göras för att undersöka de båda baserna effektivitet.   Naturvetenskapen har ett rykte om att vara hård och fast. Genom att föra in sociala frågor i den naturvetenskapliga utbildningen kan nya sätt att se på vetenskapen skapas. Ett samhälls problem och samtidigt ett miljöproblem i dagens sämhalle är det stora plast berget i Stillahavet. Ett undervisningsmaterial för"Samhällsfrågor Med Naturvetenskapligt Innehåll", SNI, principen har utvärderats med avseende på vilka förmågor som kan tränas tillsammans med huruvida eleverna kan öka sin vetenskapliga kunskap. Studien visade att eleverna kan utveckla nästan alia formågor som beskrivs i läroplanen och sina kunskaper inom naturvetenskapen genom denna typ av utbildningsmaterial.   Nyckelord Biomaterial, ligninreaktivitet, tiol medierad demetylering, jodmedierad demetylering,grön kemi, SNI-fall.

Enligt 2011 års läroplan för gymnasieskolan ingår det i fysikämnet att eleverna ska kunna delta i samhällsdebatten och diskutera etiska frågor från ett naturvetenskapligt perspektiv. Hållbar utveckling kan bidra till förståelse för fysikens betydelse i samhället, där energibegreppet, energiresurser och energianvändning för ett hållbart samhälle ingår i kursen Fysik 1. Hur detta manifesteras kan analyseras i termer av scientific literacy, emfaser, SSI/SNI, etc. Studien jämför fyra läroböcker i fysik med en kvantitativ, men tolkande, textanalys baserad på en metod med tolkningsschema som utarbetats av Engström för att undersöka hur hållbara energisystem behandlas i undervisning och läroböcker för Fysik A enligt 1994 års läroplan för de frivilliga skolformerna. En jämförelse görs även mellan läroböcker för Fysik 1 och Naturkunskap 1b avseende energiområdet för att undersöka skillnader i tyngdpunkt mellan olika visioner av scientific literacy för de båda ämnena. Vidare görs en kvalitativ textanalys mellan olika utgåvor av samma läroboksserie om i vad mån olikheterna förklaras av skillnader mellan 2011 och 1994 års läroplaner. Slutligen ingår en kvalitativ textanalys av hur begrepp relaterade till termodynamikens andra huvudsats behandlas i läroböckerna och i vad mån detta överensstämmer med övriga skillnader. Innehållsanalysen indikerar att skillnaden mellan fysikläroböckerna vad gäller visioner av scientific literacy är förhållandevis liten, men större vad gäller inslagen av teknikrelaterat innehåll. Däremot är skillnaden tydlig mellan ämnena, där läroböckerna i fysik kännetecknas av dominans för vision I, där naturvetenskapen i sig och dess metoder dominerar, medan läroböckerna i naturkunskap har ett klart större inslag av vision II, som har större inslag av att sätta naturvetenskaperna i en samhällelig och politisk kontext. Skillnaderna i hur fysikläroböckerna behandlar termodynamikens 2:a huvudsats är i överensstämmelse med den kvantitativa textanalysen. I vad mån debatten om olika visioner för scientific literacy i Sverige hanteras genom att ha parallella ämnen med överlappande innehåll diskuteras. Likaså huruvida det finns en tendens att läroplanens skrivningar konserverar valet av vilka SNI-frågor som tas upp i undervisningen. Detta riskerar i så fall att strida mot principen att dessa skall vara aktuella och av intresse för eleverna. / According to the Swedish curriculum for the senior secondary school from 2011, it is part of the physics subject that students should be able to participate in debates about social issues and to discuss ethical issues from a scientific perspective. Sustainable development can contribute to an understanding of the importance of physics in the society, with the energy concept, energy resources and energy usage for a sustainable society included in the course Physics 1. How this is manifested can be analyzed in terms of scientific literacy, emphases, socio-scientific issues, etc. The study compares four textbooks for Physics 1 using a quantitative, but interpreting, text analysis based on a method and coding scheme developed by Engström for investigating how sustainable energy systems is dealt with in education and textbooks for Physics A according to the Swedish curriculum for the upper secondary school from 1994. A comparison is also made between textbooks for Physics 1 and Science studies 1b concerning the energy area in order to compare differences in emphasis between different visions of scientific literacy for the two subjects. Furthermore a qualitative text analysis is made between different editions of the same textbook series about to what extent the divergence can be explained by the difference in curricula. Finally a qualitative text analysis is included about how concepts related to the second law of thermodynamics is dealt with in the textbooks and to what extent this corresponds with other differences. The content analysis indicates that the difference between the textbooks in physics concerning visions of scientific literacy is comparatively small, but larger when it comes to contents related to technical applications. On the other hand, the difference is obvious between the subjects, with the textbooks in physics being dominated by vision I, which is dominated by science as such and its methods, while the textbooks in science studies have a decidedly larger element of vision II, thus including more attempts to set science in its social and political context. The difference in how the textbooks in Physics describe the second law of thermodynamics is in accordance with the quantitative text analysis. To what extent the debate between different views of scientific literacy in Sweden is handled by having separate subjects with partly overlapping contents is discussed. Likewise whether there is a tendency that the formulation in the curriculum conserves the choice of which socio-scientific issue is brought up in the teaching. This would, however, be in conflict with the principle that these should be current and of interest to the students.

I denna undersökning studerades en grupp gymnasieelevers kunskapsutveckling i samband med ett kursmoment, bestående av fyra olika delmoment, som konstruerades som en del av denna undersökning. Eleverna som deltog i undersökningen går för tillfället i årkurs 1 på Naturvetenskapsprogrammet och den kurs som eleverna läste och som kursmomentet genomfördes i var kemi 1. Kursmomentet genomfördes med målsättning att utöka elevernas kunskaper inom utvalda ämnesområden från ämnesplanen i kemi, men också med syfte att skapa förutsättning för eleverna att utveckla Scientific Literacy samt stärka sin förmåga att kunna diskutera och att ta ställning i olika samhällsfrågor med naturvetenskapligt innehåll. Detta undersökes genom att dels låta eleverna besvara en enkät där de själva fick ta ställning till sin egen kunskapsutveckling efter att de hade deltagit i kursmomentet, men även genom att granska deras kunskaper i samband med rättningen av den hemuppgift som eleverna utförde som sista del av momentet. I uppgiften efterfrågades att eleverna dels skulle beskriva olika kemiska analystekniker, men också att redogöra för potentiella lösningar till olika miljöproblem utifrån principer för hållbar utveckling. De slutsatser som kunde dras utifrån undersökningen var att kursmomentet hade gett förutsättningar för eleverna att stärka sina kunskaper och förmågor inom de efterfrågade ämnesområdena. Dock framkom också att viss bearbetning av de olika delarna av momentet behöver genomföras för att ytterligare stärka korrelationen mellan utförandet av kursmoment och de mål som det var avsett att uppnå. Både under och efter genomförande av kursmomentet analyserades även den didaktiska process som ägt rum i samband med arbetet. Utifrån detta kunde slutsatser presenteras angående hur man som kemilärare kan resonera kring organisering av arbete och planering av tidsåtgång, om man önskar utforma ett liknande kursmoment eller vill använda det som ligger till grund för detta arbete / In this research, the knowledge development of a group of high school students during a course component was studied. The course component, which consisted of four separate parts, was developed for this investigation. The students who participated in the investigation are all in year one in high school, and study at the Science programme. The course component was included in their chemistry course. The course component was developed to increase the students’ knowledge within selected topics from the curriculum, however, also to offer the postulation to develop Scientific Literacy, as well as to increase their ability to discuss societal issues while including a scientific perspective. To be able to carry out the investigation, two different data selections were accomplished. One where the students responded to a survey, where they had to reflect upon their own knowledge development, and another, where their subject knowledge was examined during the assessment of an assignment that they had to carry out as the last part of the course component. The instructions for the assignment was to first describe different analytical tools used in chemistry, and secondly, to narrate different solutions on how to deal with environmental issues, using a perspective of sustainable development. The conclusion drawn from this research is that the course component provided the students the opportunity to increase their knowledge and their strengthen abilities within the requested subject areas. However, it also emerged from the study that, if the different parts om the course component were to be adjusted, the result might have been more successful and the correlation between the course component and the main purposes for it to be carried out might had been stronger. The didactical process that has been carried out during this work has also been analysed. Hence, suggestions about how to reflect upon time requirements and work organisation if one, as a teacher, wishes to either implement this course component in their own tutoring, or do something similar, is presented in the end of this report.

Studien undersökte implementeringen och undervisningen av klimat och väder som år 2011 lades till under Fysik 1 i den svenska gymnasieskolan. Undersökningen använde sig av metodkombination som omfattade lärarintervjuer kompletterade med intervju av ett undervisningsråd på Skolverket och med textanalys av kursböcker. Lärarna upplevde en del problem kopplat till vad det nya ämnesområdet skulle innehålla. Oklarheten kring vad området skulle innehålla märktes också i kursböckernas framställning. Intervjupersonerna var överens om att viktiga aspekter inom ämnesområdet var växthuseffekten och global uppvärmning. Växthuseffekten och global uppvärmning hade även en framträdande roll i kursböckernas framställning. Från lärarintervjuerna framkom att lärarna gärna inkluderade Samhällsfrågor med Naturvetenskapligt Innehåll (SNI) i sin undervisning, men i bedömningen av elevernas lärande var det fysikalisk begreppsförståelse som accentuerades. Ämnesöverskridande samarbeten beskrevs av lärarna som önskvärt och förekom ofta. / This study examined the implementation and teaching of climate and weather which was added in the year 2011 under Physics 1 in the Swedish upper secondary school. The study performed a mixed-methods approach consisting of teacher interviews supplemented with an interview with an official at the Swedish National Agency for Education and with text analysis of course books. The teacher’s experienced some problems related to what the new subject area would contain. The uncertainty about what the area would contain was also seen in the course books. The interviewees’ opinion that the important issues in the subject area were the greenhouse effect and global warming were shared among the teachers. The greenhouse effect and global warming also had prominent roles in the course books. From the interviews it was found that teachers were positive to include Socio-Scientific Issues (SSI) into their teaching, but when assessing students learning the concepts of physics were emphasized. Cross-disciplinary cooperation was described by the teachers as desirable and often occurring.