Strålning

Modulbeskrivning

I denna modul uppmanas studenterna att bearbeta: motbevisa (”bust”) eller bekräfta vanliga myter om strålning. I vår vardag cirkulerar många djupt rotade rädslor, missuppfattningar och konspirationsteorier om orsaker och effekter av strålning. Katastrofen i Tjernobyl inträffade för mer än 35 år sedan, men den ekar fortfarande och påverkar starkt aktuella debatter om kärnkraft. Vissa konspirationsteoretiker säger att "Tjernobyl" inte orsakades av en kombination av tekniska och mänskliga misslyckanden utan var "organiserad" för att påskynda Sovjetunionens kollaps.

Våra elever är ofta inte medvetna om olika former av strålning och dess påverkan på människokroppen. Praktiska aktiviteter gällande strålning (särskilt joniserande strålning) är normalt uteslutna från naturvetenskapliga klassrum av säkerhetsskäl och motsvarande laborativmaterial finns inte tillgängligt i skolor. Så småningom kan smartfoner och andra mobila enheter öppna nya möjligheter för att experimentera med elektromagnetisk strålning. Därför överlåter vi till läraren val av passande skolexperiment beroende på förutsättningarna för sådana aktiviteter. Annars ska bevismaterial för bearbetning av myter samlas från tillförlitliga källor för vetenskaplig och professionell information. Studenter kan också använda flera metoder för datainsamling enligt så kallad trianguleringsprincip – man ökar trovärdigheten av sina bevis genom prövning av överensstämmelse av information från olika källor.

I introduktionsvideon tas några missuppfattningar och myter upp som diskuteras vidare i grupp. Gruppdiskussioner leder till en mytförstörande aktivitet med bevisinsamling där eleverna letar efter data som gör det möjligt att motbevisa eller bekräfta en vald myt.

Biologiska effekter av lågdosstrålning kommer förmodligen att locka elevernas uppmärksamhet, men denna fråga har fortfarande vissa vetenskapliga kontroverser och studier förlitar sig ofta på statistiska bevis från långtidsobservationer. Därför, baserat på detta ämnes natur, kommer aktiviteter som föreslås i den här modulen i hög grad att förlita sig på sekundära bevis som samlats in genom litteratursökningar och data från internet. Genom dessa aktiviteter lär sig eleverna att bedöma informationskällornas tillförlitlighet och att använda evidensbaserade argument. Efter att ha dragit slutsatser förbereder sig eleverna för att presentera sina resultat för klasskamraterna (eller annan publik) på ett relevant och övertygande sätt (t.ex. videoinlägg). Modulen avslutas med ett debattspel där eleverna kan fatta sociovetenskapliga beslut genom att använda sin naturvetenskapliga kunskap och personliga värderingar.

Modulen består av lärarmaterial (undervisningsförslag, naturvetenskaplig bakgrundsinformation) och elevmaterial (introduktionsvideo, interaktiva arbetsblad, faktafilmer, videohandledning).

Lärandemål som modulen riktar in sig på

• Medborgkompetens: utveckla elevernas kunskaper och attityder till att fatta ansvarsfulla beslut relaterade till användning av strålning.
• Mediekompetens:
  
  • utveckla elevernas färdigheter i att bedöma informationens tillförlitlighet, presentera informationen på ett sätt som är relevant för en given publik,
  • att reagera adekvat och ansvarsfullt på falska nyheter och konspirationsteorier som presenteras i (sociala) medier.
• Digital kompetens: utveckla elevernas färdigheter i att använda digitala medier samtidigt som de presenterar sina undersökningsresultat för de andra grupperna.
• Vetenskaplig kompetens:
  utveckla elevernas förståelse för hur naturvetenskaplig kunskap genereras och varför vi ska lita på vetenskap;
  • vidareutveckla elevernas kunskaper om risker med olika former av strålning och skydd;
  • utveckla sin förmåga att planera och utforma undersökningar för att testa hypoteser och tolka resultat.
• Social kompetens: utveckla elevernas argumentationsförmåga och förmåga att hitta samstämmighet (gruppkonsensus) när det gäller kontroversiella strålningsrelaterade frågor.

Förväntade förkunskaper om strålning

• Grundläggande kunskaper om elektricitet och magnetism
• Vågornas egenskaper
• Ljus som en form av energi från solen
• Naturliga och artificiella strålkällor
• Atoms struktur
• Grundläggande kunskap om nationell politik för användning av kärnenergi

Potentiella hinder att överväga

Begreppet strålning kan ha negativa psykologiska konnotationer för studenter. Det kan vara relaterat till upplevd fara med kärnvapen och hälsorisker förknippade med strålningsexponering som ökar risk för cancer och aterosklerotiska, kardiovaskulära och neurodegenerativa sjukdomar.

Det förväntas att eleverna har erfarenhet av att utvärdera tillförlitligheten hos informationskällor på Internet, annars kan det ta extra undervisningstid att arbeta med källkritik.

Modulstruktur

Denna modul består av 6 aktiviteter. Sekvensen av aktiviteter ges i figur 1 och tabell 1 (se nedan).

Tabell 1. Inlärningssekvens för strålningsmodulen

Krav på fysisk miljö

Smart telefon, dator, internet, projektor eller annan utrustning för att visa video.

Bedömning

Studenter kan bedömas på olika sätt under hela modulen, inklusive det undersökande arbetssättet, allmänna kompetenser, såsom argumentationsförmåga och ämneskunskaper.

Bedömningar som kan tillämpas i denna modul:

1. Formativ:
   • Muntlig/skriftlig återkoppling från läraren (baserad på observationer, ställda frågor etc.) under hela modulen, under experimenten och andra former av individuellt/grupparbete.
   • Peer-feedback (på gruppresentationen med hjälp av följande verktyg och självvärdering efter debattspelet).
   • Muntlig/skriftlig feedback från läraren på individuella/grupparbetsblad.
2. Summativ:
   • Betyg sätts av läraren på gruppresentationen (baserat på elevernas videoproduktion och dess presentation samt elevernas förmåga att ge relevanta svar/kommentarer).
   • Betyg sätts av läraren på grupp- eller individuella arbetsblad.

Lärare bör dock tillämpa bedömning försiktigt under ett rollspel eftersom det kan påverka elevernas prestationer.

Undervisningsförslag

Arbetet med denna modul kan ses som strukturerat i två delar. Den första delen (Aktivitet 1-5) är huvudsakligen relaterad till arbete med specifika strålningsmyter som presenterats i introduktionsvideon, identifierats av eleverna eller föreslagits av läraren. Den andra delen (Aktivitet 6) fokuserar på arbetet med den socio-akuta frågan ”Kärnkraft” som bearbetas med hjälp av ett debattspel/rollspel (se elevmaterial).

Modulen utgår från en introduktionsvideo för att ta upp några problem och avslöja rädslor, idéer, myter eller missuppfattningar om strålning, till exempel:

• Mobiltelefoner avger farlig elektromagnetisk strålning
• 5G är inte säkert
• Gummihandskar kan skydda mot elektromagnetisk strålning från mobiltelefoner
• Elektromagnetisk strålning (radiovågor) kan "frysas" vid låg temperatur
• Strålningen kan effektivt stoppas av väggarna i ett kylskåp
• Plastpåse och aluminiumfolie kan blockera elektromagnetiska vågor
• Elektriska kablar avger farlig elektromagnetisk strålning
• Solen skickar farlig strålning

Introduktionsvideon syftar till att väcka frågor och stimulera reflektioner snarare än att ge eleverna omedelbara svar. Det förväntas att eleverna efter att ha sett videon (Aktivitet 1) blir motiverade att undersöka en av de identifierade myterna relaterad till olika källor till elektromagnetisk strålning och utforska vanliga rädslor. Myter och rädslor kan variera mellan olika länder och åldersgrupper. Lärare kan uppmuntra eleverna att hitta sina "egna" myter.

Lärare kan här presentera en utökad bild av strålningsspektrumet som inkluderar joniserande strålning – från ultraviolett som kommer från vår sol till ännu kortare våglängder och högenergipartiklar. En avsikt är att vidga elevernas syn på strålningsfysik och dess tillämpningar och uppmärksamma några myter om olika effekter av strålning. Eleverna uppmuntras också att ta vara på sina förkunskaper, inklusive dominerande uppfattningar i deras vardag bland människor de känner, familj och vänner, och att dela sina föreställningar och åsikter med klasskamrater (Aktivitet 2). "Faktavideorna" kan visas i detta steg för att lyfta fram och bredda strålningsrelaterade kunskaper och principer. Dessutom kan utvalda delar från vetenskaplig bakgrundsinformation användas för detta ändamål.

Aktivitet 2 ska hjälpa eleverna att begränsa sin valda myt till en hypotes/forskningsfråga som kan bekräftas/förkastas/besvaras (Aktivitet 3). Vidare kan detta steg genomföras på följande två sätt:

1. Eleverna kan välja en myt som kan testas experimentellt och samla bevis genom enkla kvalitativa experiment. Exponeringsnivån för elektromagnetisk strålning skulle kunna mätas med hjälp av en gratis smartphone-app, t ex ElectroSmart eller liknande. ElectroSmart är en radiofrekvensdetektor för elektromagnetiskt fält (EMF).

   

   Denna app tillåter mätning av en aktuell exponering med hjälp av ElectroSmart Index som indikerar om exponeringen passar de flesta människor (låg eller måttlig nivå) eller hög, då behöver man vidta några åtgärder för att minska den . Elever kan se att ökande avstånd till källan kan minska exponeringsnivån (i kvadratisk takt). De kan också försöka använda en skärm av aluminiumfolie (till sin smartphone) för att se minskad exponering genom skärmning. För en variant av detta test, se även https://www.youtube.com/watch?v=asmbgAeJqis.

   Om ni har tillgång till ett enkelt analogt eller digitalt fysikverktyg - EMF-mätenhet, är det möjligt att mäta strålningen som kommer från olika enheter: bärbar dator, surfplatta, smart telefon, skrivare, högtalare, TV, fjärrkontroll, lampa, kylskåp, modem och jämföra mängden strålning från varje enhet.

   

   Om mer avancerade (och dyrare) EMF-mätverktyg finns tillgängliga kan mer sofistikerade mätningar göras, se för inspiration: https://www.youtube.com/watch?v=nKPw-dnxZTo

2. Men ofta kan de strålningsrelaterade myterna inte motbevisas (avslöjas) experimentellt i klassrummet. Därför förväntas eleverna samla bevis från sekundära källor för att bekräfta eller motbevisa sin hypotes eller hitta svar på sin forskningsfråga. Genom att jämföra datakällor och deras innehåll, analyserar eleverna kritiskt deras tillförlitlighet och drar berättigade slutsatser, baserat på de bevis som hittats. Eftersom tillförlitlighetsbedömning kan vara en verklig utmaning för eleverna är elevmaterialet försett med ett verktyg som eleverna kan använda när de söker och analyserar informationen. Det skulle vara bra om läraren kunde förklara hur det används genom att demonstrera och analysera både tillförlitliga och mindre tillförlitliga källor som exempel innan eleverna börjar implementera detta verktyg på egen hand.

För att kommunicera sina resultat vägleds eleverna att producera en visuell presentation av sina slutsatser (Aktivitet 4). Video kan vara ett intressant alternativ. För detta ändamål kan eleverna använda en videohandledning. Studentmaterial är också försett med kriterier som videon ska uppfylla när den är klar. Dessa kriterier kan användas formativt för självbedömning under processen, och för kamratbedömning när videon presenteras och de svarar på frågor från sina klasskamrater och läraren (Aktivitet 5). Eleverna kan använda följande bedömningsverktyg för att ge feedback till, eller få den från, de andra grupperna.

I den sista aktiviteten (Aktivitet 6) kommer socialt-akuta frågor relaterade till joniserande strålning och kärnenergi att diskuteras. Förslag på debattrollspel presenteras i elevmaterialet. Den kan fritt anpassas till en viss utbildningskontext. Lärare kan bestämma vilken typ av bedömning som ska användas för att uppmuntra elevernas idéer och argument. Baserat på lärdomarna från de tidigare stadierna, kommer eleverna att ha en möjlighet att reflektera över sina vetenskapliga kunskaper, men också över sina personliga och sociala värderingar.

Vi föreslår att man använder ett specifikt ämne "Kärnkraft", som för närvarande är i fokus för allmänhetens uppmärksamhet och som aktivt debatteras i många europeiska länder. Nästan varje land har sin egen, mer eller mindre specifika, "kärnenergi"-debatt. Lärare skulle kunna uppmuntra eleverna att följa debatten i sitt eget land. Ofta finns det också tydliga rädslor, missuppfattningar och myter som kan identifieras relaterade till detta specifika ämne, såsom:

• Myt 1: Kärnenergi är inte säker
• Myt 2: Kärnenergi bidrar till koldioxidutsläpp och leder därmed till luftföroreningar och global uppvärmning
• Myt 3: Kärnavfall måste lagras i minst 100 000 år
• Myt 4: Kärnkraftverk sänder ut farliga mängder av strålning
• Myt 5: Exponering för strålning sker endast från ett kärnkraftverk
• Myt 6: Vi behöver inte kärnkraft i EU
• Myt 7: Kärnkraftverk åldras och är ineffektiva
• Myt 8: Kärnkraftverk kan explodera
• Myt 9: Kärnavfall kan inte transporteras säkert
• Myt 10: Kärnkraftsarbetare är själva radioaktiva

Fakta relaterade till dessa myter om kärnenergi presenteras i den vetenskapliga bakgrundsinformationen. Lärare bör vara medvetna om historiska och sociala aspekter som leder till rädsla för kärnstrålning. Vissa idéer relaterade till denna fråga lyfts också fram i den vetenskapliga bakgrundsinformationen. Där kan lärare få en snabb överblick över de naturvetenskapliga begrepp och fakta som inte bara omfattas av strålningsmodulen, utan även om närliggande områden som eleverna kan vara nyfikna på.