Wśród dydaktyków chemii można spotkać dwa przeciwstawne zadania dotyczące sensu nauczania chemii w szkołach. Obóz pierwszy uważa, że nauczanie chemii powinno kłaść główny nacisk na wyjaśnianie otaczającego świata i lekcje chemii powinny przede wszystkim ukazywać korelacje pomiędzy nauką, w tym przypadku chemią a życiem codziennym. Druga grupa dydaktyków uważa, że głównym zadaniem chemii jest kształcenie intelektualne uczniów, albowiem tylko na chemii uczeń nieustająco ‘przechodzi’ w swoim rozumowaniu od opisu świata makro (czyli świata w którym żyje) do opisu świata mikro – świata indywiduów chemicznych (atomów, jonów, cząsteczek). W praktyce szkolnej nauczyciel stara się najczęściej godzić obie koncepcje, choć nie na każdej lekcji jest to możliwe. Typowym przykładem lekcji, gdzie teoria spotyka się z zastosowaniem są lekcje o promieniotwórczości. Ze względu na ‘medialność’ tematu trudno omawiając z uczniami temat promieniowania ominąć informacje o jego codziennym wykorzystaniu.
W ramach prowadzonych badań (Nodzyńska, w druku) sprawdzono jakie informacje dotyczące wykorzystania promieniotwórczości będą mieć uczniowie po lekcji dotyczącej tego tematu. Lekcje przeprowadzono w 4 klasach pierwszych gimnazjum wg tego samego konspektu, jednak w dwóch klasach zastosowano tradycyjne metody nauczania (były to klasy kontrolne) a w dwóch zastosowano metody aktywizujące, w tym wizualizacje (były to klasy eksperymentalne).
Po lekcji sprawdzono poziom zrozumienia zagadnień nowowprowadzonych, w tym zadano dwa pytania dotyczące pozytywnego zastosowania promieniotwórczości, jak i zagrożeń związanych z wykorzystaniem promieniotwórczości.
W pytaniu dotyczącym pozytywnych aspektów promieniotwórczości uczniowie klas eksperymentalnych średnio wymieniali po 4 pozytywne zastosowania promieniotwórczości, najmniej 2 a maksymalnie 6. W sumie badani uczniowie wymienili 13 różnych typów zastosowań, głownie były to przykłady podane na lekcji:
-diagnostyka medyczna (scyntygrafia, rentgen) średnio ok. 95% badanych uczniów obu klas wymieniło to zastosowanie;
- energetyka jądrowa - elektrownie atomowe -86%;
- do badań pierwiastkowego składu chemicznego – 57%;
-medycyna (leczenie nowotworów i tarczycy) – 52%
-do badań strukturalnych - 48%;
- w czujnikach przeciwpożarowych – 43%;
- w archeologii do oceny wieku wykopalisk – 33%;
- ustalanie grubości wstęgi papieru w czasie produkcji – 29%;
-śledzenie drogi pierwiastka w organizmie – 19%;
- w geologii do oceniania wieku skał – 14%;
- otrzymywanie zmutowanych roślin – 10%;
- w urządzeniach do wykrywania wody w rożnych produktach – 5%
- w solarium (UV) – 5%
Analiza otrzymanych wyników pozwala na stwierdzenie, że zdecydowana większość uczniów klas eksperymentalnych wie o zastosowaniu promieniowania w medycynie (głownie jako zdjęcia rentgenowskie) i o elektrowniach atomowych. Prawie połowa uczniów w kontekście pozytywnych aspektów promieniowania wymienia: leczenie nowotworów badania strukturalne, czujniki przeciw pożarowe. Ok.1/3 uczniów wie o zastosowaniu izotopów promieniotwórczych
w archeologii czy przemyśle. Niewiele lepsze (różnica nie znacząca z punktu widzenia statystyki) wyniki otrzymano dla uczniów klasy V.
Uczniowie z klas kontrolnych udzielili zdecydowanie mniej odpowiedzi na to pytanie. Średnio tylko 3, minimalnie 2 a maksymalnie 4. Odpowiedzi uczniów tych klas były zdecydowanie mniej zróżnicowane – udzielili bowiem oni tylko 7 różnych typów odpowiedzi:
- w medycynie do prześwietlania – ok. 71% badanych uczniów obu klas podało tą odpowiedź;
- do wykrywania choroby płuc – 57%, - elektrowniach atomowych – 57%
- do wykrywania chorób takich jak rak – 43%
- do sprawdzenia płodu – 29%, - w badaniach struktury – 14%, - można obliczyć wiek Ziemi – 14%.
Analiza otrzymanych wyników pozwala na stwierdzenie, że większość uczniów obu klas wie o zastosowaniu promieniowania w medycynie (głównie jako zdjęcia rentgenowskie) a ok.
50% wie że promieniowanie stosuje się do wykrywania choroby płuc, raka oraz w elektrowniach atomowych. Porównanie odpowiedzi uczniów umieszczono w tabeli poniżej
Tab. 01. Porównanie odpowiedzi uczniów we wszystkich 4 klasach na pytanie: jakie znasz pozytywne zastosowania promieniotwórczości?
Procent odpowiedzi w klasach Klasy eksperymentalne Klasy kontrolne
diagnostyka medyczna 95% 71% + 57%
elektrownie atomowe 86% 57%
do badań pierwiastkowego składu chemicznego 57%
medycyna – leczenie (np. nowotworów i tarczycy) 52% 43%
do badań strukturalnych 48% 14%
w czujnikach przeciwpożarowych 43%
w archeologii do oceny wieku wykopalisk 33%
do sprawdzenia płodu 29%
ustalanie grubości wstęgi papieru w czasie produkcji 29%
śledzenie drogi pierwiastka w organizmie 19%
w geologii do oceniania wieku skał 14% 14%
otrzymywanie zmutowanych roślin 10%
w urządzeniach do wykrywania wody w różnych
produktach 5%
w solarium (UV) 5%
Z przedstawionego zestawienia widać, iż klasy w których stosowano klasyczne techniki nauczania wypadły zdecydowanie słabiej od klas, w których stosowano aktywizujące pomoce dydaktyczne.
Odpowiadając na pytanie dotyczące zagrożeń wynikających z zastosowania promieniotwórczości uczniowie klas eksperymentalnych średnio udzielili 3 odpowiedzi, maksymalnie udzielali 6 odpowiedzi ale aż ok. 25% badanych uczniów nie wymieniło żadnego zagrożenia! W sumie uczniowie obu klas udzielali 14 rożnych typów odpowiedzi dotyczących szkodliwości promieniowania:
• Broń jądrowa – średnio odpowiedziało tak ok. 43% badanych uczniów obu klas,
• Promieniowanie rentgenowskie – może spowodować trwałe uszkodzenie komórki – 43%
• Promieniowanie rentgenowskie – hamuje rozwój komórek –płodu 33%
• Odpady promieniotwórcze – 29%,
• Nowotwór – 24%,
• Zanieczyszczenia środowiska – 24%,
• Uszkodzenia kodu genetycznego -24%,
• Elektrownie atomowe wybuchając mogą zanieczyszczać przyrodę, mogą spowodować chorobę lub nawet śmierć człowieka i zwierząt – 19%;
• Promieniowanie rentgenowskie – może być szkodliwe przy częstym, bądź długim naświetlaniu –19%;
• Promieniowanie rentgenowskie – może spowodować niedorozwój kończyn u dziecka – 14%;
• Niewłaściwe stosowanie urządzeń wykorzystujących promieniotwórczośc – 5%,
• Choroba popromienna – 19%,
• Białaczka – 5%,
• Zabija rośliny i zwierzęta – 5%.
Z przedstawionych wyników można wywnioskować, że najwięcej wiadomości mają uczniowie na temat promieniowania rentgenowskiego – co nie jest do końca zgodne z tematem lekcji. W przypadku tym po raz kolejny widać jak wiele wiadomości zdobywają uczniowie poza szkołą.
W klasach kontrolnych uczniowie średnio wymieniali 2 negatywne informacje. Najwięcej informacji podanych przez ucznia wynosiło 5 a najmniej 1. W sumie uczniowie obu klas udzielili 8 różnych typów odpowiedzi dotyczących szkodliwości promieniowania:
• Może wywołać raka – 67% - procent uczniów obu klas udzieliło tej odpowiedzi,
• U kobiet w ciąży wstrzymuje rozwój płodu -62%,
• Zanieczyszczenie środowiska -19%,
• Może spowodować niedorozwój kończyn u dziecka – 14%
• Choroba popromienna – 10%
• może spowodować trwałe uszkodzenia komórki – 5%
• elektrownia atomowa wybuchając może zanieczyszczać przyrodę – 5%,
• broń jądrowa – 5%.
Pozostałe odpowiedzi udzieliły pojedyncze osoby:
• może spowodować chorobę lub nawet śmierć człowieka i zwierząt,
• promieniowanie rentgenowskie może być szkodliwe przy częstym, bądź długim naświetlaniu;
• powstają odpady promieniotwórcze
• niewłaściwe stosowanie urządzeń wykorzystujących promieniotwórczość
• białaczka
• uszkodzenie kodu genetycznego
• zabija roślin i zwierzęta.
Niektórzy uczniowie podali nieprawdziwe informacje np., że promieniowanie powoduje:
• Choroby serca,
• Efekt cieplarniany,
• Dziurę ozonową,
• Można zachorować na gruźlicę.
Jak można zobaczyć większości uczniów promieniowanie kojarzy się raczej pozytywnie – wymieniają więcej zastosowań pozytywnych niż negatywnych.
Podsumowanie
Jak wskazują przeprowadzone badania niewielki tylko wpływ na wiedzę uczniów dotyczącą promieniowania ma sposób prowadzenia lekcji i zastosowane techniki i metody aktywizacji uczniów. Zdecydowanie większe oddziaływania ma wiedza nabyta wcześniej, w pozaszkolnej edukacji. Dlatego też wydaje się słusznym aby wiedzę, zwłaszcza pamięciową, o praktycznym
wykorzystaniu substancji chemicznych czy zjawisk (w tym wypadku promieniowania) wprowadzać na wcześniejszych etapach edukacji, po to by wyprzedzić informacje nabywane samodzielnie przez uczniów z niepewnych – pozaszkolnych - źródeł.
Literatura:
Nodzyńska M., (w druku) Style nauczania w chemii: nauczanie poprzez wizualizację, słuchanie, czytanie i pisanie lub działanie - badania nad skutecznością poszczególnych styli; ZChiDCh UP, Kraków