Kiirgused

Mooduli kirjeldus

Selles moodulis kutsutakse õpilasi uurima ning ümber lükkama või kinnitama levinud müüte kiirguste kohta. Meie igapäevaelus ringleb palju sügavalt juurdunud hirme, väärarusaamu ja vandenõuteooriaid kiirguse põhjuste ja tagajärgede kohta. Tšernobõli katastroof juhtus rohkem kui 35 aastat tagasi, kuid selle järelkaja mõjutab tugevalt praegusi tuumaenergia arutelusid. Mõned vandenõuteoreetikud väidavad, et "Tšernobõli" ei põhjustanud tehniliste ja inimlike rikete kombinatsioon, vaid see oli "organiseeritud" Nõukogude Liidu kokkuvarisemise kiirendamiseks.

Meie õpilased ei ole sageli hästi informeeritud erinevatest kiirguse vormidest ja nende mõjudest inimorganismile. Praktilised tegevused, mis puudutavad kiirguse (eriti ioniseeriva kiirguse) mõjusid, on reeglina ohutuskaalutlustel loodusainete klassiruumidest välja jäetud ja vastavad katsematerjalid koolides puuduvad. Lõpuks võivad nutitelefonid ja muud mobiilsed seadmed avada uue võimaluse elektromagnetilise kiirgusega kvalitatiivsete katsete tegemiseks. Seetõttu jätame õpetajale võimaluse teha katseid lähtudes sellistest eeltingimustest. Muul juhul soovitatakse tõendusmaterjali kogumist usaldusväärsete teaduslike ja erialaste teabeallikate abil. Õpilased saavad kasutada ka rohkem kui ühte neist meetoditest, rakendades nn triangulatsiooni põhimõtet – valiidsuse suurendamist erinevatest allikatest pärineva teabe võrdlemise kaudu.

Sissejuhatavas videos tuuakse välja mõned väärarusaamad ja müüdid, mida arutatakse edasi rühmades. Rühmaarutelud viivad müüte purustavate või kinnitavate tõendite kogumiseni, kus õpilased otsivad andmeid, mis võimaldavad valitud müüti nö murda või kinnitada.

Väikeseannuseliste kiirguste bioloogilised mõjud tõmbavad tõenäoliselt õpilaste tähelepanu, kuid sellel teemal esineb endiselt mõningaid teaduslikke vaidlusi. Uuringud põhinevad sageli statistilistest andmetest, mis on saadud pikaajaliste vaatluste tulemusena. Seetõttu toetuvad selles moodulis soovitatud tegevused suurel määral sekundaarsete allikate uurimisele (eriala- ning teaduskirjandus või muu internetist saadav info). Nende tegevuste kaudu õpivad õpilased hindama infoallikate usaldusväärsust ja esitama tõenduspõhiseid argumente. Pärast järelduste tegemist valmistuvad õpilased oma järeldusi klassikaaslastele (või muule publikule) asjakohasel ja veenval viisil (nt videopostituse kaudu) esitlema. Mooduli lõpetab väitlus-rollimäng, kus õpilased saavad teha sotsiaalteaduslikke otsuseid, kasutades oma loodusteaduslikke teadmisi, ühendades need samal ajal isiklike ja sotsiaalsete väärtustega.

Moodul koosneb õpetajamaterjalist (metoodilised soovitused, loodusteaduslik taustainfo) ja õpilase materjalist (tutvustav video, interaktiivsed töölehed, faktivideod, video tegemise õpetus).

Mooduliga taotletavad õppe-eesmärgid

• Kodanikupädevus: arendada õpilaste kiirguste kasude ja riskidega seotud teadmisi ja hoiakuid, et teha vastutustundlikke otsuseid.
• Meediapädevus:
  arendada õpilaste oskusi…
  • hinnata teabe usaldusväärsust ning esitada loodusteaduslikku teavet publikule asjakohasel viisil;
  • reageerida adekvaatselt ja vastutustundlikult (sotsiaal)meedias levivatele võltsuudistele ja vandenõuteooriatele.
• Digipädevus: arendada õpilaste digimeedia kasutamise oskusi, esitledes samal ajal oma uurimistulemusi teistele rühmadele.
• Loodusteaduslik pädevus:
  arendada õpilaste arusaamist sellest, kuidas tekivad loodusteaduslikud teadmised ja miks me peaksime teadust usaldama;
  • täiendada õpilaste teadmisi erinevate kiirgusvormidega seotud riskidest ning kaitsevõtetest;
  • arendada õpilaste võimet kavandada tegevusi müüdi kontrollimiseks ja saadud andmete/info tõlgendamiseks.
• Sotsiaalne pädevus: arendada õpilaste argumenteerimisoskusi ja oskust leida rühmakonsensust vastuolulistes kiirgustega seotud küsimustes.

Vajalikud eelteadmised kiirguste kohta

• Põhiteadmised elektrist ja magnetismist
• Lainete omadused
• Valgus kui päikeseenergia vorm
• Looduslikud ja tehislikud kiirgusallikad
• Aatomi struktuur
• Põhiteadmised riiklikust tuumaenergia kasutamise poliitikast

Võimalikud takistused, mida arvesse võtta

Kiirguse mõistel võib olla õpilaste jaoks negatiivne psühholoogiline varjund. See võib olla seotud tuumarelva tajutava ohuga ja otseste kiirgustega seotud terviseriskidega: suurenenud vähirisk või vähiga mitteseotud täiendavad halvasti määratletud riskid, sh aterosklerootilised, kardiovaskulaarsed ja neurodegeneratiivsed mõjud. Eeldatakse, et õpilastel on Internetis leiduvate teabeallikate usaldusväärsuse hindamise kogemus, vastasel juhul võib selle probleemiga tegelemine võtta lisaaega.

Mooduli struktuur

Antud moodul koosneb kuuest õppetegevusest. Õppetegevused on toodud ära joonisel 1 ja tabelis 1 (Vt. allpool).

Tabel 1. Mooduli “Kiirgused” ülesehitus

Nõuded füüsilisele õppekeskkonnale

Nutitelefonid, arvutid, internet, seade üheskoos videote ettekandmiseks ja vaatamiseks. Eksperimentaalse müüdimurdmise puhul vt. “Õpetamissoovitused”.

Hindamine

Õpilasi saab hinnata erinevatel viisidel terve mooduli jooksul, k.a uurimuslikke oskusi, üldpädevusi, sh põhjendamisoskusi ning teemaga seotud loodusteaduslikke teadmisi. Õpilasi saab mooduli käigus hinnata:

1. diagnostiliselt:
   sissejuhatava video vaatamise ning sellele järgneva arutelu käigus selgitab õpetaja välja õpilaste teemakohased eelteadmised;
2. kujundavalt
   • õpetaja suuline või kirjalik tagasiside, mis põhineb vaatlusel ning individuaalsete või rühmatöö käigus valmivate töölehtede jooksval analüüsil;
   • klassikaaslased annavad vastastikku hinnangu videotele ja nende esitlusele, kasutades järgmist tagasiside küsimustikku;
   • õpilased hindavad ennast ise kasutades vastavaid hindamismudeleid.
3. kokkuvõtvalt
   õpetaja hindab valmis töölehti, rühmavideot ja selle esitlust (sh küsimustele vastamise oskust). Hindamise rakendamist rollimängu ajal peaksid õpetajad kaaluma ettevaatlikult, kuna see võib mõjutada õpilaste julgust oma arvamust avaldada.

Õpetamissoovitused

Selle mooduliga töötamist võib vaadelda kaheosalisena. Esimene osa (tegevused 1-5) on peamiselt seotud tööga sissejuhatavas videos esitatud, õpilaste poolt meelde tuletatud või õpetaja soovitatud spetsiifiliste kiirgusega seotud müütidega. Teine osa (Tegevus 6) keskendub tööle sellise vastuolulise teemaga, nagu see on tuumaenergia, mis võetakse kokku väitlus-rollimängu abil (vt õpilase materjalid).

Moodul algab sissejuhatavast videost, mis tõstab esile mõned probleemid ja paljastab hirmud, müüdid või väärarusaamad kiirguste kohta, näiteks:

• Mobiiltelefonid kiirgavad ohtlikku elektromagnetkiirgust
• 5G pole ohutu
• Kummikindad võivad kaitsta mobiiltelefonide tekitatava elektromagnetkiirguse eest
• Elektromagnetkiirgus (raadiolained) võib madalal temperatuuril külmuda
• Kiirgust saab tõhusalt peatada külmiku seintega
• Plastik ja alumiiniumfoolium võivad blokeerida elektromagnetlaineid
• Elektrikaablid eraldavad ohtlikku elektromagnetkiirgust
• Päikeselt meieni jõudev kiirgus on ohtlik

Sissejuhatava video eesmärk on tõstatada küsimusi ja ergutada õpilasi kaasa mõtlema, mitte anda neile koheseid vastuseid. Eeldatakse, et pärast video vaatamist (tegevus 1) on õpilased piisavalt motiveeritud uurima ühte müüti, mis on seotud mõne elektromagnetkiirguse allika või sellega seotud riskiga ning selgitama välja, kas müüdil on alust. Müüdid ja hirmud võivad eri riikides ja vanuserühmades erineda. Õpetajad võiksid julgustada õpilasi välja pakkuma ka nö "oma" müüte.

Õpetaja saab siinkohal võimaluse tutvustada nö laiendatud kiirgusspektrit, mis sisaldab ka ioniseerivat kiirgust – alustades Päikese kiiratavast ultraviolettkiirgusest kuni lühema lainepikkuse ja suure energiaga osakesteni (gamma kiirgus). Eesmärk on avardada õpilaste arusaamu kiirguse füüsikast ja selle rakendustest ning juhtida nende tähelepanu mõnele müüdile, mis on seotud kiirguse erinevate mõjudega. Samuti julgustatakse õpilasi meenutama oma eelteadmisi, sealhulgas tuttavate, pereliikmete ja sõprade igapäevaelus olemasolevaid arusaamu ning jagama oma arusaamu ja seisukohti kaaslastega (Tegevus 2). Selles etapis saab näidata ka nn faktivideosid, et tõsta esile ja laiendada kiirgusega seotud teemasid, mõisteid ja põhimõtteid. Valitud peatükke loodusteaduslikust taustainfost saab vajadusel kasutada põhiteadmiste kordamiseks.

Tegevus 2 peaks aitama õpilastel oma valitud müüti kitsendada hüpoteesiks/uurimisküsimuseks, mida saab kinnitada/ümber lükata (3. tegevus). Lisaks saab selle sammu läbi viia kahel viisil:

1. Õpilased saavad valida müüdi, mida saab katseliselt testida, kogudes tõendeid lihtsate katsete abil. Näiteks saab elektromagnetilise kiirguse taset mõõta tasuta nutitelefoni rakendusega, näiteks ElectroSmart vms. abil. ElectroSmart on raadiosageduslik elektromagnetvälja (EMF) detektor.

   

   See rakendus võimaldab mõõta kiirguse taset ElectroSmart Indexi abil, mis näitab, kas kiirgustase sobib enamikule inimestele (madal ning mõõdukas tase) või kõrge, mille vähendamiseks tuleb kasutusele võtta meetmeid. Õpilased näevad, et kiirguse tase on pöördvõrdeline kauguse ruuduga. Samuti võivad nad proovida kasutada oma nutitelefoni peal alumiiniumfooliumist tekitatud varjestust, et näha selle abil tekitatud kiirguse vähenemist. Selle testi variatsiooni leiate ka https://www.youtube.com/watch?v=asmbgAeJqis.

   Kui te saate kasutada mõnda lihtsat analoog- või digitaalandurit (EMF-i mõõteseadet), siis saate mõõta kiirgust, mida kiirgab ükskõik milline teie valitud elektroonikaseade: sülearvuti, tahvelarvuti, nutitelefon, printer, kõlarid, teler, kaugjuhtimispult, lamp, külmik, modem ja võrrelda iga seadme puhul kiirguse koguseid.

   

   Kui on kättesaadavad täiustatud (ja kallimad) EMF-i mõõteriistad, saab teha keerukamaid mõõtmisi, inspiratsiooniks võiks vaadata järgmist videot: https://www.youtube.com/watch?v=nKPw-dnxZTo

2. Sageli ei saa kiirgusega seotud müüte klassiruumis eksperimentaalselt uurida. Seetõttu eeldatakse, et õpilased koguvad tõendeid teisestest (sekundaarsetest) allikatest, et kinnitada oma hüpoteesi või leida vastust uurimisküsimusele. Meedia/andmeallikate ja nende sisu kõrvutamise kaudu analüüsivad õpilased kriitiliselt nende usaldusväärsust ning teevad leitud tõendite põhjal põhjendatud järeldusi. Kuna usaldusväärsuse hindamine võib olla õpilastele tõeline väljakutse, on õppematerjal varustatud tööriistaga, mida õpilased saavad kasutada info otsimisel ja analüüsimisel. Oleks hea, kui õpetaja selgitaks selle kasutamist, näidates ja analüüsides nii usaldusväärseid kui ka vähem usaldusväärseid allikaid näitlikult enne, kui õpilased seda tööriista iseseisvalt kasutama hakkavad.

Oma järelduste tutvustamiseks juhendatakse õpilasi neid oma klassikaaslastele visuaalselt esitlema (Tegevus 4). Üks võimalus on seda teha isetehtud video abil. Selleks saavad õpilased kasutada videojuhiseid. Alternatiiviks on traditsiooniline slaidiettekanne, mida saab aga vormistada ka huvitavamalt, näiteks teha sellest video, kus õpilased räägivad oma slaidid ükshaaval “sisse” kasutades PowerPoint-i sisseehitatud funktsiooni (Vt juhendit siit) või luua poster kasutades näiteks visuaalse lihtsustamise tehnikat (Vt juhendit). Samuti on õpilase materjalides pakutud välja kriteeriumid, millele video peaks vastama. Neid kriteeriume saab kasutada kujundavalt protsessi käigus enesehindamiseks ning kaaslaste hindamisel esitluste ajal ning kaaslaste ja õpetaja küsimustele vastamisel (Tegevus 5). Õpilased saavad teistele rühmadele tagasiside andmiseks või nendelt tagasiside saamiseks kasutada järgmist hindamisvahendit.

Viimases tegevuses (Tegevus 6) arutatakse sotsiaalselt teravaid ioniseeriva kiirguse ja tuumaenergiaga seotud teemasid. Soovitatav väitlus-rollimäng esitatakse õpilase materjalis. Seda saab vabalt kohandada konkreetse haridusliku kontekstiga. Õpetajad saavad otsustada, millist hindamist kasutada, et soodustada õpilaste ideede ja argumentide vaba väljendamist. Varasematest etappidest saadud teadmiste põhjal on õpilastel võimalus kõrvutada ja mõtiskleda isiklike ja sotsiaalsete väärtuste üle.

Soovitame kasutada konkreetset teemat "Tuumaenergia", mis on praegu avalikkuse tähelepanu keskpunktis ja mida aktiivselt arutatakse paljudes Euroopa riikides. Peaaegu igas riigis on oma, enam-vähem spetsiifiline tuumaenergia debatt, õpetajad võiksid julgustada õpilasi oma riigis toimuvat debatti jälgima. Sageli on selle konkreetse teemaga seotud ka selgeid hirme, väärarusaamu ja müüte, näiteks:

• Müüt 1: Tuumaenergia ei ole ohutu.
• Müüt 2: Tuumaenergia suurendab süsinikdioksiidi heitkoguseid ja põhjustab seega õhusaastet ja globaalset soojenemist.
• Müüt 3: Tuumajäätmeid tuleb ladustada 100 000 aastat.
• Müüt 4: Tuumajaamad eraldavad ohtlikus koguses kiirgust.
• Müüt 5: Kokkupuude kiirgusega toimub ainult tuumaelektrijaamast.
• Müüt 6: Me ei vaja Euroopa Liidus tuumaenergiat.
• Müüt 7: Tuumajaamad vananevad ja on ebaefektiivsed.
• Müüt 8: Tuumaelektrijaamad võivad plahvatada.
• Müüt 9: Tuumajäätmeid ei saa ohutult transportida.
• Müüt 10: Tuumajaama töötajad on ise radioaktiivsed.

Tumaenergiaga seotud müütide kohta käiva loodusteadusliku taustainfo või leida siit. Õpetajad peaksid olema ka teadlikud ajaloolistest ja sotsiaalsetest aspektidest, mis põhjustavad tuumakiirgusega seotud hirme. Mõned selle probleemiga seotud ideed on toodud välja ka eelpoolnimetatud failis. Selle abil saavad õpetajad kiire ülevaate loodusteaduslikest põhimõtetest ja faktidest ning muudest kiirguse teemaga seotud valdkondadest, mille vastu õpilased võiksid huvi tunda.