Univerzita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta Katedra analytické chemie UNESCO Laboratoř elektrochemie životního prostředí
Is there an escape from the „trap“ of the massive higher education?
It is my wish that this country was the most educated in the world, therefore I hereby direct that all my subjects were awarded a doctorate. Visionary cartoon from newspaper around 1960.
Analytical chemistry provides the methods and tools needed for insight into our material world…for answering four basic questions about a material sample: •What? •Where? •How much? •What arrangement, structure, or form? Federation of European Chemical Societies, Karl Cammann, Univ. Muenster, 1992 Fresenius’ Z. Anal. Chem., 343 (1992) 812
Measure what is measurable and make measurable what is not
Tlačí
Vývoj analytických metod a nejen jich
Nové
Nové problémy
• Principy • Teorie
• Přístroje • Politika grantových agentur
Táhne
Cílem akademického výzkumu je uspokojování zvědavosti a nalézání nehledaného v očekávání neočekávaného Radost z uvažování a chápaní je nejkrásnějším darem přírody A.E.
Táhne • Zdravotnictví Klinická analýza – EU 3 milardy analýz/rok a 1 % HDP • Životní prostředí • Potravinářství • Ekonomické soutěžení • Nano a Bio technologie • Informační technologie • LRI
Táhne 1. Časově a prostorově rozlišená analýza 2. Analýza jednotlivých molekul 3. Analýza stop v organických a biologických matricích na úrovni ppm a ppb 4. Identifikace makromolekul a mikroorganismů 5. Implantovatelné sensory (kontrolované dávkování, spojitá kontrola, dálkový přenos dat)
Čím reaguje analytická chemie na tyto podněty •
• • • •
Drahé, mimořádně účinné, citlivé a selektivní metody, založené na různých kombinovaných technikách (GC-MS, HPLC-MS, CZE-MS, MS-MS, ICP-MS) Středně drahé techniky pro více méně rutinní analýzy (GC, HPLC, CZE, AAS, FIA, SIA, DPV, AdSV aj.) Levné techniky použitelné i pro velkoplošné monitorování (disposabilní sensory, barevné papírky, atp). Lab on chip Lab on valve
I v budoucnosti bude platit • Pestrost problémů vyžaduje pestrost metod • Neexistuje nejlepší analytická metoda • O volbě metody budou rozhodovat důvody: Ekonomické (pořizovací a provozní náklady) Parametrové (citlivost, selektivita, LOD) Praktické (robustnost, spolehlivost, jednoduchost,časová a experimentální náročnost Legislativní
No co musíme studenty připravit
• Obrovské počty analýz (knihovny látek, genomika, proteomika) • Měření v neobvyklých matricích (sliny, sperma, krev z pupeční šňůry, mozkomíšní mok) • Odpovídat na otázky přesahující tradiční představu o analytické chemii • Biomonitoring • Akreditace, validace,…. • Atd., atd., atd. • Někdy je v dobře víře připravujeme spíše na minulost • Ale s tim moc nenaděláme protože nevíme co přinese budoucnost • Kapalné krystaly, padlá tabu, prognostika • Verne Apollo Texas Instruments
Padlá tabu v elektroanalytické chemii • Voltametrická stanovení v nepřítomnosti základního elektrolytu • HPLC-ED ve spojení s gradientovou elucí • Diamant jako elektrodový materiál • Uhlíkové pastové elektrody ve směsném vodněorganickém prostředí • Rotující disková elektroda v malém objemu roztoku • Voltametrická měření vyžadují přítomnost rozpouštědla • Příklad tubulárního elektrochemického detektoru
Pár čísel • 5% ekonomie EU přímo závisí na výsledcích analýz • pro 20% evropských chemiků je analýza hlavní náplní práce • pro 50% evropských chemiků je analýza nejvýznamnější vedlejší náplní práce • v EU je prováděno více než 5 miliard vsádkových analýz ročně, počet dat z kontinuálních analýz je astronomický a většinu z nich nikdo nezpracovává • ročně je produkována více než 100,000 analytických publikací • skoro polovina legislativy by nefungovala bez výsledků chemických analýz • řízení moderní společnosti je nemyslitelné bez analytické chemie
• M. Grasserbauer - Analytical chemistry is indispensable to democratic governance
Moderní výuka analytické chemie Výchozí předpoklady • European Higher Education Area Evropský prostor vysokého školství • Bolognska deklarace - třístupňový systém • Tuning + ECTN = Eurobakalář chemie • Dublinské a budapešťské deskriptory • DAC-EuCheMS - Eurocuriculum II
Které schopnosti, znalosti a dovednosti jsou nejdůležitější?
První cyklus = EUROBAKALÁŘ
Prvý cyklus vzdělání v chemii je řádně ukončen studenty, kteří prokázali řádným zkušebním postupem, že:
• mají dobré základy vzdělání v základních disciplínách chemie: anorganické, organické, fyzikální, biologické a analytické chemii; plus náležitý základ v matematice a fyzice • mají základní znalosti v některých specializovanějších disciplínách chemie • mají návyky praktických dovedností v chemii z laboratorních cvičení, přinejmenším v anorganické, organické a fyzikální chemii jak z individuální tak skupinové práce tak, jak je v dané oblasti náležité • mají návyky obecných dovedností v kontextu k chemii, jenž jsou použitelné i v kontextu jiných disciplin • získali standard znalostí a dovedností, které jim poskytnou přístup k studijním programům druhého cyklu či jeho částem
Tito absolventi budou: • mít schopnost získávat a interpretovat relevantní vědecké údaje a činit závěry, které budou obsahovat reflexi odpovídajících vědeckých a etických hodnot • mít schopnost sdělit informace, myšlenky, problémy a řešení informovanému publiku • mít schopnosti a dovednosti, které je zařadí mezi začínající vysokoškoláky na trhu práce, včetně chemického průmyslu • mít rozvinuté ty učební schopnosti, které jsou potřebné k tomu, aby mohli dále studovat s dostatečnou mírou samostatnosti
Druhý cyklus = EUROMAGISTR Druhý cyklus vzdělání v chemii je řádně ukončen studenty, kteří prokázali řádným zkušebním postupem, že: • mají znalosti a vědomosti, které vycházejí z úrovně bakaláře chemie avšak rozšiřují ji, což vytváří základ pro originalitu při vývoji a aplikování idejí ve výzkumné souvislosti • mají schopnosti, které je činí způsobilými pro jejich zaměstnání jako profesionálních chemiků v chemii a v příbuzných oblastech • získali standard znalostí a dovedností, které jim poskytnou přístup k studijním programům třetího cyklu či jeho částem
Tito absolventi budou: • mít schopnost aplikovat své znalosti, vědomosti a schopnost řešit problémy i v novém či neprozkoumaném prostředí v širším (případně multidisciplinárním) kontextu ve vztahu k chemickým vědám • mít schopnost integrovat znalosti a zvládat i složité problémy a formulovat závěry i na základě neúplných či omezených informací včetně reflexe etické zodpovědnosti spojené s aplikací jejich poznatků a závěrů • mít schopnost sdělit své závěry, poznatky a úvahy, na nichž jsou založeny, jasně a jednoznačně, a to jak odborníkům tak i laikům • mít vyvinuty učící schopnosti, které jim umožní pokračovat ve dalším studiu převážně samostatným a autonomním způsobem a převzít odpovědnost za svůj vlastní profesionální rozvoj
Třetí cyklus = EURODOKTOR Tito absolventi budou: • mít schopnost kritické analýzy, vyhodnocení a syntézy nových a složitých idejí • mít schopnost komunikovat s lidmi na stejné úrovni, se širší vědeckou komunitou a obecně i s celou společností v oblasti své odbornosti • mít schopnost prosazovat v akademické a profesní souvislosti vědecký i technologický pokrok ve znalostní společnosti
Forma výuky •Talk and chalk •Zpětný projektor •Powerpoint – nebezpečí rychlého výkladu •CD pro učitele i žáky –obrana vydavatelů •Internet – inhibující objem informací-počet hitů •Internetové časopisy •Mozek není nádoba která má být naplněna, ale oheň, který má být zapálen •Zcela nezastupitelná role bakalářské, diplomové a doktorské práce •To všechno bude něco stát
Zdá-li se vám vzdělání příliš drahé, vyzkoušejte nevzdělanost
Děkuji za pozornost
