Byggnadssektorn och framtiden : Session 1, Dalarnas Energi- och klimatseminarium 10 maj 2011

En enkel Delphi-enkät skickades till drygt 100 beslutsfattare och experter inom Dalarnas byggsektor. Enkätdeltagarna tog ställning till 15 framtidsteser om bebyggelsens energiomställning. Enkätutfallet visar att få deltagare tror att energieffektiviseringsmålen kommer att kunna nås i tid. Staten och fastighetsägarna anses vara de viktigaste aktörerna för att förverkliga framtidsteserna. Lite förtroende finns det för frivilliga beteendeförändringar hos brukarna och stor oenighet råder kring renoveringens betydelse för energiomställningen.

Branschråd inom Focus InnoWents profilområden : Turism/besöksnäring, Materialutveckling, Energi & Miljö, samt IT & Media

Denna rapport har skrivits på uppdrag av Focus InnoWent och är baserad på samtal med representanter för profilområdena Turism/besöksnäring, Materialutveckling, Energi & Miljö samt IT & Media vid Högskolan Dalarna. Syftena är att kartlägga aktuella branschrådskontakter inom respektive profilområde och att fånga upp respektive profilområdes önskade behov av nya projekt med inriktning mot området Attraktivt Arbete. Andra nätverk och näringslivskontakter har också dokumenterats. Undersökningen har genomfört i form av samtal utgående från en samtalsmall. Följande områden har berörts – branschråd, andra nätverk, alumni och Attraktivt Arbete. Arbetet har sammanfattats i några rekommendationer inom samma områden.

Studenters, anställdas och företags syn på arbete : En pilotstudie av Turism/Besöksnäring, Material, Energi & Miljö samt IT & Media

Denna rapport redovisar resultaten från ett pilotprojekt om studenters, anställdas och företagsrepresentanters syn på arbete. Rapporten dokumenterar insamlad data, redovisar genomförda inledande analyser, samt ger förslag till fortsatt forskning och samverkan. Syftet med studien är ökad kunskap om synen på arbete inom profilområdena Turism/Besöksnäring, Material, Energi & Miljö samt IT & Media. Därtill förväntas diskussioner kring resultatens användbarhet kunna ge underlag för utvecklingsprojekt för ökad attraktivitet. Studien har genomförts i form av fallstudier på fem företag inom respektive profilområde i Dalarna. Därtill har en enkätundersökning genomförts bland studenter vid Högskolan Dalarna inom motsvarande utbildningsområden på 21 olika utbildningsprogram. Statistiska beräkningar och begreppsanalyser har genomförts på insamlat material. I rapporten redovisas studenters, anställdas och företagsrepresentanters syn på arbete fördelat på de olika profilområdena. Därtill görs jämförelser mellan de olika grupperna. Slutsatser från studien är: Studenter ser arbete inom deras utbildningsområde som i hög grad attraktiva. Anställdas syn på vad som är viktigt för att göra ett arbete attraktivt är likartad oavsett profilområde, där relationer och ledarskap är viktigast. Nuvarande arbete anses som attraktivast av anställda inom Turism/Besöksnäring, därefter kommer Energi & Miljö följt av IT & Media och Material. Erfarenhet och kompetens gör arbetskraften attraktiv enligt arbetsgivarrepresentanter, även personliga egenskaper är av betydelse. Studenter ser arbete som viktigare än vad anställda gör. För samtliga profilområden finns skillnader mellan vad studenter förväntar sig att arbetet innehåller och vad anställda upplever att arbetet innebär. Sammantaget tycker studenter att arbete inom respektive utbildningsområde är attraktivare än vad anställda tycker om nuvarande arbete. Baserat på erfarenheter från denna pilotstudie ges följande förslag på idéer till fortsatt forskning och samverkan. En studie som i sin omfattning är representativ för de olika profilområdena för att stärka pilotstudiens resultat och indikationer. Utifrån behov göra olika analyser på den empiri som är tillgänglig från denna studie. Ett projekt som följer studenter ut i arbetslivet. Samarbetsprojekt mellan forskare, lärare och företag i syfte att förbättra förutsättningarna för ökad samstämmighet mellan utbildning och arbete. Skapa utbildningstillfällen på temana ledarskap och relationer.

Det goda lärandet : Energi, resurs, klimat och hållbarhet som del i undervisningen i grundskolan & på gymnasiet

Denna skrift bygger på forskningsrapporten ”Samhällets utvecklings- och omställningsförmå- ga: Framgångsrik skolutveckling för lärares arbete med och elevers lärande i energi, resurs, klimat och hållbarhet” av Anders Jidesjö, Annika Björn, Johan Hedbrant, Sofia Kalliokoski, Maria Petersson och Thomas Tydén.

Samhällets utvecklings- och omställningsförmåga: Framgångsrik skolutveckling för lärares arbete med och elevers lärande i energi, resurs, klimat och hållbarhet : Rapportering av forskningsinsatseri skolutvecklingsprojektet ”KNUT”

Skolutvecklingsprojektet ”KNUT” genomförs i fyra större regioner i Sverige, från Kalmar län och Östergötland i södra Sverige via Dalarna till region ”Biofuel” i norra delarna av landet. Det övergripande syftet med projektet är att arbeta med samhällets påbud om att undervisning i områdena energi, resurs, klimat och hållbarhetsperspektiv behöver ha en starkare position, som en del av den grundläggande utbildningen. Till utvecklingsdelarna har forskningsinsatser genomförts. I varje region finns en mängd olika aktiviteter. Forskningen har inriktat sig på några av dessa med ett följeforskningsupplägg. I Kalmar län har projektet ”Tjejresan” (Kapitel 2) studerats. I Östergötland har lärares arbete med lokala pedagogiska planeringar följts (Kapitel 3). I Dalarna har projekten ”Energijakten” (Kapitel 4), ”Energiutmaningen” (Kapitel 5) och ”Sommarlovsentreprenörerna” (Kapitel 6) beforskats. Längst i norr har lärares arbete med projektarbeten och lärares kollegiala nätverk studerats (Kapitel 7). Till detta har en metastudie genomförts (Kapitel 8), för att utveckla en modell som tydliggör framgångsfaktorer för skolutveckling. Modellen har sin empiriska grund i delprojekten och har utvecklats och testats gentemot dessa. Projektet ”Tjejresan” i Kalmar län har handlat om den problematik som rör bristen på kvinnliga sökande till utbildningar inom naturvetenskap och teknik. Projektet har involverat kvinnliga elever, som i gymnasieskolan valt sådana utbildningsinriktningar. I projektet har eleverna besökt aktörer utanför skolan som arbetar inom områdena energi, resurs, klimat och med hållbarhetsfrågor för att inspirera till kvarhållande samt framtida val inom dessa utbildningsområden. Positiva förebilder har utgjort ett viktigt inslag. Forskningen har handlat om att uppmärksamma elevernas perspektiv på dessa aktiviteter. Empiri har samlats genom enkätinsamling samt deltagande med observations- och intervjumetodik. Resultaten visar att lärare som eleverna mött tidigare och deras hantering av ämnesinnehållet var viktigt för elevernas val till gymnasieskolan, liksom andra viktiga personer i deras omgivning samt tron på en utbildning med stora valmöjligheter. Tjejerna i ”Tjejresan” resonerar också om att skolans sätt att framställa innehållet ofta saknar sammanhang och diskussion samt att de upplevt besöken utanför skolan som viktiga för att förstå något om kunskapens användning. Eleverna talar om att de fått en verklighetsanknytning. Eleverna knyter på så vis aktiviteterna till sitt lärande i skolan, men de talar även om inspiration inför vidare studier. Diskussionen om resultaten är knutna till frågor om utökat samarbete och medvetenhet mellan olika aktörer, betydelser av lärande i och utanför skolan samt läraruppdragets förändrade roll. I kapitel 3 redogörs för lärares arbete med långsiktiga pedagogiska planeringar (LPP). Samarbete mellan lärare i skolor samt mellan stadier för att skapa en förståelse för innehållets progression och vad som görs i olika delar av skolsystemet har studerats. Empiri har samlats från de lärare som arbetat med att upprätta LPP i form av enkäter i samband med att arbetet startade och implementerades. Resultaten visar två huvudinriktningar. En grupp lärare svarar att arbetet varit framgångsrikt i termer av att det funnits stöd och uppmuntran, att det skapar viktiga diskussioner i arbetslag och att det utvecklat undervisningen. Andra har varit mer tveksamma. Majoriteten av lärare var positiva inför möjligheten att sprida LPP till kollegor när arbetet startade, men många fler var tveksamma i samband med implementeringen. Eleverna har i princip inte varit involverade alls i dessa arbeten utan behandlas som mottagare av undervisning när arbetet med LPP är genomfört. Resultaten diskuteras gentemot betydelse av involvering, förhärskande skolkultur, kollegialt lärande och specifikt elevers involvering. Kvaliteter inom dessa områden är diskuterade som troliga för att ytterligare utveckla arbetet. I projektet ”Energijakten” har årkurs 8 elevers besök på ett science center, Framtidsmuséet i Borlänge, studerats. Empiri är samlad från lärare, som tidigare deltagit i dessa aktiviteter, deltagande observationer under energijaktsdagar samt intervjuer med lärare och personal från Framtidsmuséet. Resultaten visar att lärare uppfattar att deras elever blivit mer medvetna om och ökat sina kunskaper om energifrågor. Resultaten varierar dock mellan olika skolor. I vissa resultat beskrivs en skolkultur där schemabrytande aktiviteter välkomnas och uppmuntras. På dessa skolor tas inspiration och erfarenheter från besöken vidare. I andra delar av resultaten beskrivs en skolkultur där olika problem skapar hinder för utveckling. För att projektet ska få utökat genomslag skulle olika skolor behöva en variation av stöd och insatser, som är anpassade till olika förutsättningar. Resultaten diskuteras i relation till behov av projektkontextualisering.”Energiutmaningen” (Kapitel 5) handlar om att öka barns intresse för energi- och miljöfrågor samt stärka lärare i sådana arbeten. Forskningen har handlat om deltagande observationer och gruppintervjuer med elever och lärare. Resultaten visar att eleverna är positiva till materialet och att de fått ökade kunskaper om vad energieffektivisering innebär. Eleverna menar också att de har praktisk vardagsnytta av kunskaperna de lärt sig i skolan. Även lärarna är positiva till projektet och anser att det fungerar bra. Vissa lärare har dock svårigheter med att se hur områden, som energi, resurs, klimat och hållbarhet, ska kunna läggas in på befintliga skolämnen och talar om dessa som nya områden. Att projektet sätter avtryck och uppskattas av lärare och deras elever diskuteras i relation till betydelsen av involvering och delaktighet. Betydelse av förankring på en skola, lärargruppens förutsättningar samt respekt för omständigheter som finns i en lokal miljö med stöd från projektledning lyfts fram och diskuteras som viktiga kvaliteter. Sommarlovsentreprenörerna (Kapitel 6) är en aktivitet som pågår utanför skolan under sommarlovet. Elever i åldrarna 14-20 år arbetar med att starta och driva ett eget företag med miljö- och hållbarhetsfokus. Forskningen har samlat empiri genom intervjuer med konceptansvarig, handledare, coacher, deltagare i projektet, samt representant för Falu kommun. Resultaten visar att aktiviteterna lever upp till syftet med att lyfta in frågor om miljö och hållbarhet i arbetet. Resultaten indikerar att konceptet skapar ett engagemang hos ungdomarna. Diskussionen förs i relation till att redan befintliga verksamheter kan ta in nya frågor. Det behövs inte alltid nya projekt för att energi, resurs, klimat och hållbarhet ska bli en starkare del av ett lärande. Resultaten indikerar också att framgång i energiutmaningen rymmer kvaliteter som att deltagarna äger uppgiften samt att de förstår mening och relevans kopplat till vad de håller på med i aktiviteten. Kapitel 7 handlar om lärarnätverk och projektarbeten i gymnasieskolan. Särskilt energifrågor och energiomställning lyfts fram. Kring arbetet med projektarbeten finns ett etablerat lärarnätverk, som erbjuder stöd till elever. I arbetet ingår också en stipendietävling. I arbetet förekommer näringslivskontakter så projektet rymmer, precis som ”Tjejresan” (Kapitel 2), skolans relationer med aktörer i samhället. Forskningen har handlat om vilka avtryck dessa aktiviteter sätter i form av framtida studier och yrkesval. Empirin är samlad genom intervjuer med lärare, samt genom uppföljande intervjuer med tidigare elever. Vidare har en innehållsanalys genomförts av projektarbeten. Resultaten visar att lärarna är positiva till nätverket och upplever stöd från skolledning. Lärarna är positiva till den fortbildning de blivit erbjudna i nätverket. Resultaten indikerar att nätverket har betydelse för lärarnas långsiktiga engagemang för frågor om energiomställning, hållbar utveckling och miljöfrågor. De tidigare eleverna beskriver att skolans verksamhet med stipendier var något positivt. Däremot är de inte lika tydliga med att koppla dessa skolaktiviteter till val av framtida utbildning och yrkesliv. De beskriver istället att deras intresse för naturvetenskap och teknik grundlades tidigt. Aktiviteterna har haft en funktion i att uppmuntra och skapa stolthet. Resultaten diskuteras i relation till lärare som nyckelpersoner för att föra in kvaliteter i relationen mellan skola och omgivande samhälle. Lärarnas engagemang, samt långsiktigheten genom ett nätverk, borgar för att projektet övergår till en process och blir en del av skolans verksamhet. Involvering av lärare och deras elever i meningsfulla aktiviteter, diskuteras som en förutsättning för att energi-, miljö- och hållbarhetsfrågor ska bli en del av skolans genomförande.Kapitel 8 redovisar ett sätt att modellera frågor om skolutveckling, som tydliggör olika faktorsteg i de processer som uppstår. Modellen är utvecklad ifrån tidigare teoribildning och anpassad till skolans verksamhet. Faktorerna Visionen, Lokal organisation, Yttre aktörer, Nyckelpersoner, Produkt, Mottagare, Resultat, samt Andra faktorer har identifierats. Modellen testades på några av de olika delstudierna. Resultaten visar att modellen kan användas och att den strukturerar och identifierar kritiska steg i de processer som uppstår vid skolutveckling. Faktorerna är inte statiska utan har en dynamisk karaktär. De kan vara svåra att påverka, definiera och möta. Eftersom varje projekt är unikt kräver modellen en flexibel användning. Syftet har inte varit att identifiera en slutgiltig modell, som är det rätta sättet att uppfatta skolutveckling. Den har utvecklats för ett sätt att analysera ett projekt, för att identifiera kritiska faktorer och steg i de processer som kan uppstå. Testningen av modellen illustrerar exempel på användbarhet.Denna rapport redovisar dessa sju delstudier tillsammans med ett introducerande kapitel, som ger en fördjupad och kritisk framställning av olika forskningssammanhang. Kapitel ett utgör på så vis en tolkningsram, samtidigt som det identifierar möjligheter och hinder, som kommande projekt och studier behöver ta sig an. I kapitel ett identifieras ett antal utmaningar, som kan kallas för ramfaktorer. De utgör kontexter, yttre ramverk, som behöver hanteras i skolutvecklingsprojekt. De är identifierade som viktiga att hantera i de processer som kan uppstå vid skolutveckling. De utgör på så vis kritiska faktorer, som kan bidra till att skolutvecklingsprojekt inte når hela vägen in i klassrum.Den första ramfaktorn handlar om relationer mellan det nationella, regionala och lokala. Det uppstår förskjutningar på olika nivåer i dessa relationer. En viktig fråga är därför var problem, som uppstår på de olika nivåerna hanteras. I det nationella ingår till exempel skolans uppdrag, påbud från olika aktörer och projektsatsningar. Det finns tidigare forskning, som har kunnat visa att förändringar på den nationella nivån har begränsad inverkan på det som händer i klassrum. Det tillkommer villkor i skolans omsättning av uppdraget, som på den lokala nivån bidrar till att förskjuta utbildningens genomförande i olika riktningar. Syn på lärande och lärares arbete med elevernas involvering är viktiga delar i detta. Det uppstår asymmetrier i relationen nationellt – lokalt, som behöver förstås för att kunna tolka, hantera och utveckla läraruppdraget. Därför behövs också en kunskapsuppbyggnad kring dessa förhållanden. I avsnitt 1.2 utvecklas dessa resonemang. Att hjälpa lärare förstå skolans roll i samhällsutvecklingen och hur utbildningens funktion varierar i tid är en ytterligare ramfaktor, som också skapar motiven för betydelse av undervisning inom områdena energi, resurs, klimat och hållbarhetsperspektiv. Den historiska förankringen är viktig för att förstå något om skolans situation, som den ser ut idag. Om skolutvecklingsprojekt startar, med ambitioner att förändra kan den historiska förankringen involvera aktörer i varför sådana arbeten är angelägna. Om syftet med olika satsningar istället är oklart kommer åtgärder tendera att ibland bli planlösa. Planlösa i bemärkelsen att de saknar förankring. Det är förankringen som kan bidra till att hålla en riktning. Ett sätt att göra detta mer konkret är att diskutera undervisningsinnehållets identitet och legitimitet. Om sådana mer grundläggande förhållanden blir oreflekterade är det svårt att förstå och tolka skolans uppdrag. Detta utvecklas i avsnitt 1.3. Möten med innehållet i och utanför skolan utgör en tredje ramfaktor och finns beskrivet i avsnitt 1.4. Samhällets utveckling skapar nya förutsättningar för lärande. I flera av delstudierna återkommer frågor som handlar om samarbeten. Det kan röra arbete inom en skola, mellan skolor och med andra aktörer i samhället. Individer kommer idag i kontakt med innehållet på olika sätt. Levd erfarenhet genom deltagande i handling utgör en aspekt av erfarenheter. Allt viktigare blir olika representationer. Det finns en mängd andra aktörer som idag exponerar samma innehåll som skolan, fast på andra sätt. Medierad erfarenhet ingår därför som en allt viktigare förutsättning för lärande. Individers erfarenhetsrepertoar av ett innehåll ser annorlunda ut idag jämfört med tidigare generationers. Tillgängligheten till olika sätt att hantera innehållet ökar. Särskilt intressant blir detta när skolan förväntas samarbeta med externa aktörer. Science center utgör ett sådant exempel på resursmiljö för skolan. Hur kan miljöer utanför skolan engageras, för att berika lärandet i skolan? I kunskapsbegreppet ingår dels att sätta namn på saker, dels att förstå, men också att sätta sig in i kunskapens användning. Dessa tre dimensioner av kunskap är bärande för utbildningens uppdrag. Hur kan utbildningen komponeras så att kunskapsbegreppet tas på allvar? Vidare har Goda möten identifierats som en angelägen ramfaktor, och finns återgivet i avsnittet 1.5. På vissa skolor sker utvecklingsarbete och på andra inte. Vissa lärare ser hinder när andra ser möjligheter. Förhärskande skolkulturer, konkurrerande verksamheter och svårigheter med att se hur innehåll som energi, resurs, klimat och hållbarhet får plats i befintliga skolämnen är exempel på sådant som påverkar utveckling. Olika skolor har olika behov. Hur ser det goda mötet ut, en framgångsrik dialog, som möter, respekterar och förmår hantera variationer i förutsättningarna? Betydelse av medverkan, äkta involvering, förankring och att skapandet av ny kunskap baseras på den kunskap som redan finns är exempel på viktiga utgångspunkter för en fungerande pedagogik. Vidare redovisas i avsnittet 1.6 en fördjupad framställning kring hållbarhetsperspektiv där innehållsfrågans eftersläpning lyfts fram som en kritisk ramfaktor. Flera exempel på forskning återges, som pekar på behovet av att förstå diskussioner om samhällsomställning i relation till konkreta innehållsområden. Energi-, miljö- och hälsoområdena är tydligt diskuterade. Kopplingar mellan ekologiska och ekonomiska perspektiv har dominerat diskussioner, ofta på bekostnad av sociala. Förståelse för människans resursanvändning, och för ekonomisk utveckling är beroende av upplysning om relationen mellan människa och natur. Det pågår en debatt om det behövs ett eget skolämne för att något om hållbarhet ska bli en del av utbildningen eller om uppdraget kan formuleras och organiseras som alla lärares angelägenhet. Om grundläggande utbildning, ska handla om upplysning om kulturen, för individers rätt till att bilda sig en egen åsikt i viktiga frågor krävs ett uppdaterat utbildningssystem, som har kapacitet att göra viktigt innehåll tillgängligt. Frågan har en allvarsam underton. Den handlar i grunden om ett samhälles förmåga att involvera individer i verkliga samhällsfrågor, som upplyser om kulturen. Alternativet kan bli bidrag till känslor av utanförskap. En kunskapsuppbyggnad kring vad olika utbildningsinriktningar betyder för ett samhälles möjligheter till utveckling och omställning, kommer spela en avgörande roll i den utveckling som kommer. I avsnitt 1.7 finns en kritisk redogörelse för utbildningens förmåga att förbereda för vidare studier och samtidigt ge alla elever en allmänbildning. Utbildningens förmåga att vara såväl rekryterande som allmänbildande är identifierad som en sjätte ramfaktor. Om samhället står inför energiomställning, att hantera miljö- och hållbarhetsfrågor behövs expertis. Lika viktigt är en allmänbildad befolkning. Projekt som tar sig an dessa utmaningar behöver balansera. I avsnittet 1.7 redovisas brister i begreppsanvändning i sådana diskussioner. Finns det ett rekryteringsproblem och vad har det i så fall för karaktär? Två konkreta empiriska underlag om rekrytering till gymnasie- och högskolenivå visas, som också indikerar ett behov av att väga in reformeffekter i diskussioner om elevers bristande intresse för vissa utbildningsval. Det empiriska underlaget visar bland annat att högskolesatsningen på 1990-talet i stort ledde till massutbildning inom samhällsvetenskap, juridik, handel och administration. Sverige verkar inte ha lyckats förändra rekryteringen varken inom områdena naturvetenskap, matematik och data eller inom teknik och tillverkning. Avsnitt 1.7 ställer ett antal kritiska frågor om utbildningens situation, som försöker fånga problematikens karaktär. Allvaret i detta handlar om att bygga upp kunskap så att frågor blir rätt formulerade, att projekt inriktar sig på verkliga orsaker till oönskade effekter samt att ansvarsförhållanden blir tydliggjorda i utrop om olika åtgärder. Sveriges förmåga till energiomställning, att hantera miljöutmaningar, hälsoproblem och hållbarhetsperspektiv kräver å ena sidan en utbildning som förbereder för vidare studier och rekryterar framtidens expertis. Lika viktigt är att utbildningen är komponerad så det finns en kapacitet att allmänbilda alla, förbereda för samhällsliv och deltagande i kulturen. En modern utbildning ska kunna hantera båda uppdragen. Ett samhälle blir troget sig självt när det upplyser om och inkluderar sin befolkning i det som är angeläget i kulturen. På så vis är ett uppdaterat utbildningssystem ryggraden i en demokratisk samhällsordning. Att fördunkla viktigt innehåll, hänger samman med utanförskap, känslor av exkludering och att skolan inte upplevs som en meningsfull miljö. På en övergripande nivå visar resultaten att områdena energi, resurs, klimat och hållbarhet skulle kunna utgöra delar av nya visioner för utbildningen. Det skulle kunna öka Sveriges konkurrenskraft och bidra till individers inkludering i verkliga utmaningar. Områden som behöver utvecklas för en sådan inriktning är lärares förståelse för relationer mellan det nationella, regionala och lokala. En sådan förståelse är nödvändig för att kunna tolka skolans uppdrag och omsätta det i konkret undervisning, där elevernas förutsättningar för lärande ingår. Lärare behöver också förstå sitt arbete mer i relation till samhällsutveckling och utbildningens funktion. En sådan förståelse ger identitet åt utbildningens innehållsaspekt. Om utbildningen ska förbereda för samhällsliv, måste samhällslivet vara en utgångspunkt för utbildningen. Skolan är inte ensamt om upplysningsfunktionen. Individer möter innehållet både i och utanför skolan. Skolan ska inte vara i konkurrens med omgivande samhälle. Variationer i innehållets hantering kan utgöra en resurs. Goda möten, som väger in skolkultur, uppdaterar befintliga skolämnen, skapar medverkan och förankring är viktiga. Att lyfta enskilda lärare, som sen ska entusiasmera sina kollegor kan vara en svår väg att gå. Resultaten i detta arbete indikerar snarare betydelsen av lärares deltagande i utvecklingsprocesser, i vilka även eleverna borde ingå i om det ska hända något i den konkreta undervisningens genomförande. Vi lever i ett samhälle som har genomgått modernisering. Visionerna om att bygga och konstruera välfärd är förbi. Samhället har idag svårt att formulera nya visioner. Om vi inte vet vad vi ska hålla på med några generationer framåt, är det inte konstigt om utbildningens funktion blir svår att formulera. Det är vanskligt att säga något om framtiden, men det är också knepigt att dra slutsatsen att skolan ska fortsätta undervisa det innehåll, som bistod det förra samhällsprojektet. Då är det den situationen vi ska tala om. Vad behöver lärare för stöd i detta? Lever vi kvar i en föreställning om att skolan är en plats som ska leverera svar? Exakta svar, för ett industrisamhälles förmåga till utveckling. Alternativ skulle kunna handla om utbildningens kapacitet att bistå samhällets behov av energiomställning och hantera människans resursanvändning med miljö- och hälsokonsekvenser i hållbarhetsperspektiv. Berättelsen om samhällets utveckling och på vilket sätt utbildningen spelar roll, dess funktion, skulle kunna utgöra ett klister mellan det som är viktigt och lärares vardag. Det skulle kunna ge en riktning, som en skylt, i vilken angelägenheten och motivationen för att arbeta med energi, resurs, klimat och hållbarhetsfrågorna ingår. Utbildningen behöver bli förknippad med berättelsen. Ge lärare chansen att äga en sådan utvecklingsprocess tillsammans med sina elever. Det är när de ser förtjänsterna med en sådan process, som det kommer hända viktiga saker i klassrum.

Skogsbränslets elementära sammansättning med tanke på förbränningsprocessen och för näringsämnesförluster i ekosystemet

There are several reasons for increasing the usage of forest biomass for energy in Finland. Apart from the fact that forest biomass is a CO2 -neutral energy source, it is also a domestic resource distributed throughout the country. Usage of forest biomass in the form of logging residues decreases Finland’s dependence of energy import and increases both incomes and employment. Wood chips are mainly made from logging residues, which constitute 64 % of the raw material. A large-scale use of forest biomass requires heed also to the potential negative aspects. Forest bioenergy is used extensively, but its impacts on the forests soil nutrition and carbon balance has not been studied much. Nor have there been many studies on the heavy metal or chlorine content of logging residues. The goal of this study was to examine the content of carbon, macronutrients, heavy metals and other for the combustion harmful substances in Scots pine and Norway spruce wood chips, and to estimate the effect of harvesting of logging residues on the forests carbon and nutrient balance. Another goal was to examine the energy content of the clear cut remains. The Wood chips for this study were gathered from pine and spruce dominated clear cut sites in southern Finland, in the costal forests between Hankoo and Siuntio. The number of sample locations were 29, and the average area was 3,15 ha and the average timber volume 212,6 m3 ha -1. The average logged timber volume was for Scots pine timber 70 m3 ha -1 and for Norway spruce timber 124 m3 ha -1 and for deciduous timber (birch and alder) 18,5 m3 ha -1. The proportion of spruce in the logging residues and the stand-volume were relevant for how much nutrients were taken from the forest ecosystem when harvesting logging residues. In this study it was noted that the nutrient content of the logging residues clearly increased when the percentage of spruce in the timber volume increased. The S, K, Na and Cl -contents in the logging residues in this study increased with an increasing percentage of spruce, which is probably due to the fact that the spruce is an effective collector of atmospheric dry-deposition. The amounts of nutrients that were lost when harvesting logging residues were less than those referred to in the literature. Within a circulation period (100 years), the forest soil gets substantially more nutrients from atmospheric deposition, litter fall and weathering than is lost through harvesting of logging residues after a clear cut. Harvesting of the logging residues makes for a relatively modest increase of the quantity of carbon that is removed from the forest compared to traditional forestry. Due to the fact that the clear cut remains in my study showed a high content of chlorine, there is a risk of corrosion in connection to the incineration of the logging residues in power plants especially at coastal areas/forests. The risk of sulphur -related corrosion is probably rather small, because S concentrations are relatively low in woodchips. The clear cut remains showed rather high heavy metal contents. If the heavy metal contents in this study are representative for the clear cut remains in the coastal forests generally, there might be reason to exert some caution when using the ash for forest fertilizing purposes.

Noncommutativity and Some of Its Present-Day Developments

This masters thesis explores some of the most recent developments in noncommutative quantum field theory. This old theme, first suggested by Heisenberg in the late 1940s, has had a renaissance during the last decade due to the firmly held belief that space-time becomes noncommutative at small distances and also due to the discovery that string theory in a background field gives rise to noncommutative field theory as an effective low energy limit. This has led to interesting attempts to create a noncommutative standard model, a noncommutative minimal supersymmetric standard model, noncommutative gravity theories etc. This thesis reviews themes and problems like those of UV/IR mixing, charge quantization, how to deal with the non-commutative symmetries, how to solve the Seiberg-Witten map, its connection to fluid mechanics and the problem of constructing general coordinate transformations to obtain a theory of noncommutative gravity. An emphasis has been put on presenting both the group theoretical results and the string theoretical ones, so that a comparison of the two can be made.

Redox-linked proton transfer by cytochrome c oxidase

The respiratory chain is found in the inner mitochondrial membrane of higher organisms and in the plasma membrane of many bacteria. It consists of several membrane-spanning enzymes, which conserve the energy that is liberated from the degradation of food molecules as an electrochemical proton gradient across the membrane. The proton gradient can later be utilized by the cell for different energy requiring processes, e.g. ATP production, cellular motion or active transport of ions. The difference in proton concentration between the two sides of the membrane is a result of the translocation of protons by the enzymes of the respiratory chain, from the negatively charged (N-side) to the positively charged side (P-side) of the lipid bilayer, against the proton concentration gradient. The endergonic proton transfer is driven by the flow of electrons through the enzymes of the respiratory chain, from low redox-potential electron donors to acceptors of higher potential, and ultimately to oxygen. Cytochrome c oxidase is the last enzyme in the respiratory chain and catalyzes the reduction of dioxygen to water. The redox reaction is coupled to proton transport across the membrane by a yet unresolved mechanism. Cytochrome c oxidase has two proton-conducting pathways through which protons are taken up to the interior part of the enzyme from the N-side of the membrane. The K-pathway transfers merely substrate protons, which are consumed in the process of water formation at the catalytic site. The D-pathway transfers both substrate protons and protons that are pumped to the P-side of the membrane. This thesis focuses on the role of two conserved amino acids in proton translocation by cytochrome c oxidase, glutamate 278 and tryptophan 164. Glu278 is located at the end of the D-pathway and is thought to constitute the branching point for substrate and pumped protons. In this work, it was shown that although Glu278 has an important role in the proton transfer mechanism, its presence is not an obligatory requirement. Alternative structural solutions in the area around Glu278, much like the ones present in some distantly related heme-copper oxidases, could in the absence of Glu278 support the formation of a long hydrogen-bonded water chain through which proton transfer from the D-pathway to the catalytic site is possible. The other studied amino acid, Trp164, is hydrogen bonded to the ∆-propionate of heme a3 of the catalytic site. Mutation of this amino acid showed that it may be involved in regulation of proton access to a proton acceptor, a pump site, from which the proton later is expelled to the P-side of the membrane. The ion pair that is formed by the ∆-propionate of heme a3 and arginine 473 is likely to form a gate-like structure, which regulates proton mobility to the P-side of the membrane. The same gate may also be part of an exit path through which water molecules produced at the catalytically active site are removed towards the external side of the membrane. Time-resolved optical and electrometrical experiments with the Trp164 to phenylalanine mutant revealed a so far undetected step in the proton pumping mechanism. During the A to PR transition of the catalytic cycle, a proton is transferred from Glu278 to the pump site, located somewhere in the vicinity of the ∆-propionate of heme a3. A mechanism for proton pumping by cytochrome c oxidase is proposed on the basis of the presented results and the mechanism is discussed in relation to some relevant experimental data. A common proton pumping mechanism for all members of the heme-copper oxidase family is moreover considered.

Theoretical Studies on Coupled Electron and Proton Transfer in Cytochrome c Oxidase

The complexity of life is based on an effective energy transduction machinery, which has evolved during the last 3.5 billion years. In aerobic life, the utilization of the high oxidizing potential of molecular oxygen powers this machinery. Oxygen is safely reduced by a membrane bound enzyme, cytochrome c oxidase (CcO), to produce an electrochemical proton gradient over the mitochondrial or bacterial membrane. This gradient is used for energy-requiring reactions such as synthesis of ATP by F0F1-ATPase and active transport. In this thesis, the molecular mechanism by which CcO couples the oxygen reduction chemistry to proton-pumping has been studied by theoretical computer simulations. By building both classical and quantum mechanical model systems based on the X-ray structure of CcO from Bos taurus, the dynamics and energetics of the system were studied in different intermediate states of the enzyme. As a result of this work, a mechanism was suggested by which CcO can prevent protons from leaking backwards in proton-pumping. The use and activation of two proton conducting channels were also enlightened together with a mechanism by which CcO sorts the chemical protons from pumped protons. The latter problem is referred to as the gating mechanism of CcO, and has remained a challenge in the bioenergetics field for more than three decades. Furthermore, a new method for deriving charge parameters for classical simulations of complex metalloenzymes was developed.

The viral coat protein is regulated by HSP70 and HSP40 in Potato virus A infection

Plus-stranded (plus) RNA viruses multiply within a cellular environment as tightly integrated units and rely on the genetic information carried within their genomes for multiplication and, hence, persistence. The minimal genomes of plus RNA viruses are unable to encode the molecular machineries that are required for virus multiplication. This sets requisites for the virus, which must form compatible interactions with host components during multiplication to successfully utilize primary metabolites as building blocks or metabolic energy, and to divert the protein synthesis machinery for production of viral proteins. In fact, the emerging picture of a virus-infected cell displays tight integration with the virus, from simple host and virus protein interactions through to major changes in the physiological state of the host cell. This study set out to develop a method for the identification of host components, mainly host proteins, that interact with proteins of Potato virus A (PVA; Potyvirus) during infection. This goal was approached by developing affinity-tag based methods for the purification of viral proteins complexed with associated host proteins from infected plants. Using this method, host membrane-associated viral ribonucleoprotein (RNP) complexes were obtained, and several host and viral proteins could be identified as components of these complexes. One of the host proteins identified using this strategy was a member of the heat shock protein 70 (HSP70) family, and this protein was chosen for further analysis. To enable the analysis of viral gene expression, a second method was developed based on Agrobacterium-mediated virus genome delivery into plant cells, and detection of virally expressed Renilla luciferase (RLUC) as a quantitative measure of viral gene expression. Using this method, it was observed that down-regulation of HSP70 caused a PVA coat protein (CP)-mediated defect associated with replication. Further experimentation suggested that CP can inhibit viral gene expression and that a distinct translational activity coupled to replication, referred to as replication-associated translation (RAT), exists. Unlike translation of replication-deficient viral RNA, RAT was dependent on HSP70 and its co-chaperone CPIP. HSP70 and CPIP together regulated CP turnover by promoting its modification by ubiquitin. Based on these results, an HSP70 and CPIP-driven mechanism that functions to regulate CP during viral RNA replication and/or translation is proposed, possibly to prevent premature particle assembly caused by CP association with viral RNA.

Growth and Modification of Cluster-Assembled Thin Films

Thin film applications have become increasingly important in our search for multifunctional and economically viable technological solutions of the future. Thin film coatings can be used for a multitude of purposes, ranging from a basic enhancement of aesthetic attributes to the addition of a complex surface functionality. Anything from electronic or optical properties, to an increased catalytic or biological activity, can be added or enhanced by the deposition of a thin film, with a thickness of only a few atomic layers at the best, on an already existing surface. Thin films offer both a means of saving in materials and the possibility for improving properties without a critical enlargement of devices. Nanocluster deposition is a promising new method for the growth of structured thin films. Nanoclusters are small aggregates of atoms or molecules, ranging in sizes from only a few nanometers up to several hundreds of nanometers in diameter. Due to their large surface to volume ratio, and the confinement of atoms and electrons in all three dimensions, nanoclusters exhibit a wide variety of exotic properties that differ notably from those of both single atoms and bulk materials. Nanoclusters are a completely new type of building block for thin film deposition. As preformed entities, clusters provide a new means of tailoring the properties of thin films before their growth, simply by changing the size or composition of the clusters that are to be deposited. Contrary to contemporary methods of thin film growth, which mainly rely on the deposition of single atoms, cluster deposition also allows for a more precise assembly of thin films, as the configuration of single atoms with respect to each other is already predetermined in clusters. Nanocluster deposition offers a possibility for the coating of virtually any material with a nanostructured thin film, and therein the enhancement of already existing physical or chemical properties, or the addition of some exciting new feature. A clearer understanding of cluster-surface interactions, and the growth of thin films by cluster deposition, must, however, be achieved, if clusters are to be successfully used in thin film technologies. Using a combination of experimental techniques and molecular dynamics simulations, both the deposition of nanoclusters, and the growth and modification of cluster-assembled thin films, are studied in this thesis. Emphasis is laid on an understanding of the interaction between metal clusters and surfaces, and therein the behaviour of these clusters during deposition and thin film growth. The behaviour of single metal clusters, as they impact on clean metal surfaces, is analysed in detail, from which it is shown that there exists a cluster size and deposition energy dependent limit, below which epitaxial alignment occurs. If larger clusters are deposited at low energies, or cluster-surface interactions are weaker, non-epitaxial deposition will take place, resulting in the formation of nanocrystalline structures. The effect of cluster size and deposition energy on the morphology of cluster-assembled thin films is also determined, from which it is shown that nanocrystalline cluster-assembled films will be porous. Modification of these thin films, with the purpose of enhancing their mechanical properties and durability, without destroying their nanostructure, is presented. Irradiation with heavy ions is introduced as a feasible method for increasing the density, and therein the mechanical stability, of cluster-assembled thin films, without critically destroying their nanocrystalline properties. The results of this thesis demonstrate that nanocluster deposition is a suitable technique for the growth of nanostructured thin films. The interactions between nanoclusters and their supporting surfaces must, however, be carefully considered, if a controlled growth of cluster-assembled thin films, with precisely tailored properties, is to be achieved.

Computer simulation of H and He effects in fusion reactor materials

Fusion power is an appealing source of clean and abundant energy. The radiation resistance of reactor materials is one of the greatest obstacles on the path towards commercial fusion power. These materials are subject to a harsh radiation environment, and cannot fail mechanically or contaminate the fusion plasma. Moreover, for a power plant to be economically viable, the reactor materials must withstand long operation times, with little maintenance. The fusion reactor materials will contain hydrogen and helium, due to deposition from the plasma and nuclear reactions because of energetic neutron irradiation. The first wall divertor materials, carbon and tungsten in existing and planned test reactors, will be subject to intense bombardment of low energy deuterium and helium, which erodes and modifies the surface. All reactor materials, including the structural steel, will suffer irradiation of high energy neutrons, causing displacement cascade damage. Molecular dynamics simulation is a valuable tool for studying irradiation phenomena, such as surface bombardment and the onset of primary damage due to displacement cascades. The governing mechanisms are on the atomic level, and hence not easily studied experimentally. In order to model materials, interatomic potentials are needed to describe the interaction between the atoms. In this thesis, new interatomic potentials were developed for the tungsten-carbon-hydrogen system and for iron-helium and chromium-helium. Thus, the study of previously inaccessible systems was made possible, in particular the effect of H and He on radiation damage. The potentials were based on experimental and ab initio data from the literature, as well as density-functional theory calculations performed in this work. As a model for ferritic steel, iron-chromium with 10% Cr was studied. The difference between Fe and FeCr was shown to be negligible for threshold displacement energies. The properties of small He and He-vacancy clusters in Fe and FeCr were also investigated. The clusters were found to be more mobile and dissociate more rapidly than previously assumed, and the effect of Cr was small. The primary damage formed by displacement cascades was found to be heavily influenced by the presence of He, both in FeCr and W. Many important issues with fusion reactor materials remain poorly understood, and will require a huge effort by the international community. The development of potential models for new materials and the simulations performed in this thesis reveal many interesting features, but also serve as a platform for further studies.

Generación de energía eléctrica por combustión de biomasa forestal mediante ciclo rankine. Central de 2MW

[ES]Este proyecto se centra en el estudio y diseño de una central de generación de energía eléctrica por medio de biomasa forestal. La motivación para la realización de este proyecto reside en la gran importancia que en los últimos años están tomando las energías renovables. El Calentamiento Global es un hecho que durante los últimos años ha llevado a la investigación y desarrollo de las energías alternativas, que frenan o contribuyen al ralentizamiento de este fenómeno. Por su parte la implantación de una planta como la que se estudia a continuación, no solo ayudaría a la reducción de emisiones netas de CO2 a la atmósfera, sino que también tendría numerosas ventajas como son la creación de empleo, la limpieza de bosques, lo que ayuda a la prevención de incendios y plagas, y proporcionaría una independencia energética. Los pasos que se van a seguir en el proyecto son los siguientes:  Explicar el alcance y los objetivos del proyecto. Desarrollar las posibles alternativas que existen para la valorización de la biomasa forestal, incluyendo un resumen de las ventajas y desventajas que cada una presenta. Informe detallado de la alternativa seleccionada, la combustión, que incluye la explicación del proceso en la planta desde que el residuo sale del bosque, hasta la obtención de la energía eléctrica. Análisis económico y rentabilidad de la planta. Realizar el cronograma del proyecto. Por último se realizará un análisis de los posibles riesgos.

Reutilización de escoria negra de acería como soporte en biofiltros para la eliminación de H2S del biogás.

[EN]Due to the limitations associated with fossil fuels it is necessary to promote energy sources that are renewable as well as eco-friendly, such as biogas generated in anaerobic digesters. The biogas, composed principally of methane and CO2, is the result of the biodegradation of organic matter under anaerobic conditions. Its use as fuel is limited by the presence of minority compounds such as hydrogen sulphide (H2S); therefore, its pre-treatment is necessary. Currently there are various technologies for the removal of H2S from a gas stream, but most of them are based on physic-chemical treatments which have a number of drawbacks as reactive consumption, generation of secondary flows, etc. Biofiltration has been used as an efficient and low cost alternative to conventional purification processes, and excellent results for the degradation of H2S have been obtained. However process can be limited due to the progressive ageing of the support material, along with the loss of nutrients and other specific characteristics necessary for the good development of biomass. The purpose of this project is to develop a mixed support consisting of a mixture of an organic material and an inorganic support for its application in the removal of the H2S from biogas. This support material helps to optimize the characteristics of the bed and extend its lifespan. The development of such material will contribute to the implementation of biofiltration for treating biogas from anaerobic digesters for its use as biofuel. The inorganic material used is electric arc furnace (EAF) black slag, a by-product generated in large quantities in the production of steel in the Basque Country. Although traditionally the slag has been used in civil engineering, its physicochemical characteristics make it suitable for reuse as a filter medium in biofiltration. The main conclusion drawn from the experimental results is that EAF black slag is a suitable co-packing material in organic biofilters treating H2S-polluted gaseous streams. High pollutant removal rates have been achieved during the whole experimental period. The removal capacity recorded in biofilters with less inorganic material was higher than in those with higher slag portion. Nevertheless, all the biofilters have shown a satisfactory response even at high inlet loads (48 g·m-3·h-1), where the RE has not decreased over 82%.