Sabers que s'aprenen

#EN.3. Experimentació amb materials d’ús quotidià de fenòmens de transferència d’energia en forma de llum i so.

#HC.2. Disseny i realització de treball experimental i emprenedoria de projectes de recerca per a la resolució de problemes mitjançant l’ús de l’experimentació, la indagació, la deducció, la recerca d’evidències o el raonament logicomatemàtic per fer inferències vàlides a partir de les observacions i l’elaboració de conclusions pertinents i generals que vagin més enllà de les condicions experimentals, per aplicar-les a nous escenaris.

#HC.5. Interpretació i producció d’informació científica en diferents formats i amb diferents mitjans per desenvolupar un criteri propi basat en allò que el pensament científic aporta a la millora de la societat. 

Concrecions dels sabers curriculars

• Interpretació de fenòmens ondulatoris quotidians i de rellevància ambiental o social (com ara l'efecte hivernacle, l'ús de termòmetres d'infrarojos, l'obtenció d'imatges a través de rajos) en termes de la propagació, reflexió, transmissió i absorció d'energia associada a les ones electromagnètiques, com la llum visible o invisible). [EN.ONE1; EN.ONE2; EN.ONE3]
• Realització d’experiments a partir de la pregunta i el disseny proposats pel professorat. [ESS]
• Disseny d’experiments senzills a partir de les preguntes proposades pel professorat.
• Valoració de les característiques del pensament científic (objectiu, sistemàtic, basat en l’evidència i revisable).

Interacció amb altres blocs de sabers

-

Idees clau que es construeixen

[EN.ONE1]. Les ones transporten energia, no matèria.

[EN.ONE2]. Les ones es descriuen per l’amplitud, la freqüència i la velocitat de propagació.

[EN.ONE3]. Les ones interaccionen amb la matèria.

Descripció de l’activitat per al docent

Presentació i context

Entre les instruccions per a l’inici del curs escolar 2020-21, en reobrir els centres escolars i tornar a les classes presencials en plena pandèmia de covid-19, s’instava el professorat, entre altres mesures, a prendre la temperatura a l’alumnat abans d’accedir als centres a primera hora del matí. Per donar resposta a aquesta instrucció, els centres escolars es van dotar de termòmetres d’infraroigs, ja que pel fet de permetre mesures ràpides i no requerir contacte amb la pell, es van valorar com els aparells més idonis per controlar la temperatura corporal.

 La resposta social en temps de covid-19 i en una era de la desinformació (informació oferta intencionadament amb errors i imprecisions) com la que vivim no va fer-se esperar, i aviat ja havien aparegut les primeres notícies falses sobre aquesta qüestió. Els primers dies de curs ja circulava de forma viral per diverses xarxes socials el missatge d’una mare que parlava dels suposats “perills de la radiació del termòmetre sobre la glàndula pineal del cervell dels infants”, i demanava “mesurar la temperatura dels seus fills a la mà i no al front”.

Desenvolupament de l’activitat

La primera activitat d’exploració dels posicionaments individuals de l’alumnat respecte a la notícia pretén identificar les seves creences, opinions i maneres de gestionar la informació i els criteris propis per decidir si una informació és veraç, tot presentant la següent situació i formulant diverses preguntes:

A continuació, es proposa portar a terme una recerca sobre el funcionament dels termòmetres d’infraroigs, per qüestionar les informacions falses fetes virals entorn dels efectes perjudicials que aquests poden causar sobre la salut humana.

En primer lloc, es proposa reflexionar conjuntament sobre quina pregunta de recerca es podria investigar en el context d’un institut, en relació amb el missatge de WhatsApp. La primera pregunta de recerca proposada per l’alumnat sol ser: “És segur prendre la temperatura al front amb termòmetres d’infraroigs?”. Aquesta proposta sol donar peu a una rica conversa d’aula, amb aportacions molt fructíferes per part de l’alumnat sobre com investigar aquest problema, què significa investigar, quins instruments i quina mostra d’estudi es podrien considerar adequats, quins dilemes ètics es presentarien, etc. Per acabar de delimitar la pregunta de recerca, es recomana, en paral·lel, fer una cerca d’informació sobre el funcionament dels termòmetres d’infraroigs, posant l’èmfasi en la idea d’emissió de radiació IR. Aprofitant imatges fetes amb càmeres d’infraroigs, el professorat pot insistir en la idea clau que qualsevol cos emet una intensitat més gran o més petita de radiació infraroja en funció de la seva temperatura, i que els termòmetres o càmeres d’infraroigs capten aquesta radiació emesa pels cossos, i així en mesuren la temperatura, en aquell instant i a cada regió del cos.

Un cop introduïts els fonaments científics d’aquests aparells tecnològics, i havent discutit les limitacions de la recerca que caldria dur a terme per respondre a la pregunta “És segur prendre la temperatura al front amb termòmetres d’infraroigs?”, es pot abordar una nova pregunta investigable en el marc d’una recerca escolar: “Depèn la temperatura corporal mesurada pels termòmetres d’infraroigs del lloc del cos (front, canell, coll, colze) on la mesurem?”.

Després de triar aquesta pregunta de recerca, l’alumnat, en grups petits, pot elaborar una hipòtesi, dissenyar i portar a terme una recerca amb termòmetres d’infraroigs a l’aula, i presentar les seves dades en format de taules, recollint temperatures corporals de diversos alumnes de la classe a diferents punts del cos, per finalment analitzar els resultats i treure’n conclusions, tot presentant-les a tall d’informe de pràctiques. En definitiva, es tracta de comprendre que hi ha una relació entre la temperatura d’un objecte (o d’una part d’un objecte) amb la radiació IR que emet (i que, per tant, el termòmetre detecta), que en el cas del cos humà varia en un rang de pocs °C en funció no només de la persona, sinó també del lloc del cos on es mesura, i detectar que els punts del cos més propers al tronc i al cap són sempre punts més calents que les extremitats. Arribats a aquest punt, el professorat pot decidir connectar aquestes conclusions amb idees del camp de la biologia com la idea de flux sanguini, la proximitat a òrgans vitals, la termoregulació dels éssers vius o els mecanismes de què disposem per estalviar energia o evitar transferències d’energia per calor cap a l’exterior.

Variacions i suports

Per abordar i aprofundir en les idees clau d’ones, caldria complementar aquesta activitat amb d’altres que contribueixin a l’objectiu d’aprenentatge de reconèixer la diversitat de radiacions i ones, tot distingint-les segons la seva freqüència i energia transportada, i interpretar fenòmens relacionats amb radiacions en termes de transferència d’energia, identificant si aquesta es reflecteix o s’absorbeix en els canvis de medi. Per exemple, se suggereix parlar d’ultrasons en el context de l’ecolocalització dels ratpenats, o dels diferents components de la llum solar en el context de l’absorció/reflexió de radiació per part de materials de diferents colors.

Aquesta activitat també pot partir d’una pregunta d’anàlisi conceptual, com la proposada a la prova de competències bàsiques de l’àmbit cientificotecnològic de 4t d’ESO del curs 2019-20, que demanava quin dels esquemes següents s’ajusta més al funcionament dels termòmetres d’infraroigs.

A partir d’aquesta, es pot fomentar la discussió dels raonaments de l’alumnat a l’hora de justificar les seves respostes.

Recursos

Al capítol 11 del llibre Pensar críticament a l'aula de ciències. Activitats competencials per a estudiants de secundària, de l’editorial Graó, coordinat per Digna Couso i Conxita Márquez, es descriu en profunditat aquesta activitat a les pàgines 85-98.