2020年是全球最黑暗的年代嗎?面對新冠肺炎肆虐全球,罹患肺炎而確診的人數攀增,重症死亡的統計亦不容小覷,科學家全心投入,孜孜矻矻、焚膏繼晷地研究疫苗,希望能找到解方,終止黑暗的時代。
對莘莘學子而言,在防疫優先的前提,高中學生面對不少人群聚集的活動遭取消,每年例行性辦理的團體競賽腰斬不辦,甚至社團成果發表、校外教學、畢業典禮等,都可能因疫情持續而無法順利舉行,今年或許是悲情的一年,在成長的歷程中,記憶必然深刻,鐫刻烙印在心版。
面對新冠肺炎(COVID-19)疫情,教師不妨將疫情主題融入素養導向教學,結合情境化、跨領域跨學科和說明表達能力等向度,讓學生能更清楚瞭解新冠肺炎涉獵的主題,例如科學、心理、政治、經濟、國際化等層面的議題。
就科學議題而言,新冠肺炎疫情期間,應做好健康管理,宜確實量測體溫。在某些公共場合,常以紅外線熱像儀顯示通過偵測區的人體溫度值,什麼是紅外線熱像儀?科學原理為何?可以將此議題融入課程中,成為素養導向教學的素材,結合課綱內容與時事新聞。
經過蒐集資料、分析討論與表達分享後,學生應能了解,紅外線熱像儀是一種透過非接觸探測,檢測人體或物體發出的紅外線輻射能量,並將能量轉換成溫度,以圖像顯示其溫度分佈情況的裝置。
就素養導向命題而言,教師可以針對高中學生必修物理的課綱主題「電磁現象-電磁波」設計題目,評量學生是否知道「紅外線的波長比紫外線長,光子的能量比紫外線低」,以及「溫度在絕對零度以上的物體,會不停地發出電磁波」等。這個主題可強調一項迷思,一般人容易認為「熱像儀會發射出紅外線,檢測待測物體的皮膚溫度值」,這是迷思,反而應是「根據從人體發射的紅外線,以釋放出的能量多寡,測量物體表面的溫度分佈」。
額溫槍或耳溫槍的原理又是如何?耳膜因熱輻射發出電磁波,耳溫槍偵測得到的電磁波主要是紅外線,可偵測其中強度最高、波長為λ_m的波,並利用波長λ_m與耳溫間的關聯判定體溫。例如已知耳溫308.1 K時,測得的波長λ_m為9404.5奈米,而耳溫310.1 K時測得的波長為9343.9奈米,則可依此理解與分析,若溫度越高,則對應於λ_m的電磁波頻率將越低;耳溫槍是利用波長λ_m與絕對溫度呈現負相關而判定溫度,若耳溫槍測得的波長λ_m為9300奈米,則對應的耳溫為比310K高;若耳溫槍測得的波長λ_m為9353奈米,介於9343.9奈米和9404.5奈米之間,對應的絕對溫度為308.1K至310.1K,大約攝氏溫度35℃到37℃,故被測者未達38℃的發燒溫度。
消毒與乾洗手,也是討論新冠肺炎疫情的素養導向教學,極佳的素材。 我國將次氯酸列為「食品用洗潔劑」,用於食品器具、容器及包裝的消毒用途,並非准用的食品添加物。次氯酸水被列為一般洗潔劑,市面上的次氯酸水主要用於環境清潔,要避免使用在人體。由於次氯酸水穩定性差,保存期限不長,照射光線則易遭分解,因此需要保存在不透光容器,且應放置兒童接觸不到的地方,以免誤食風險。
再來,應養成習慣以肥皂洗手,若不方便洗手時,可使用75%酒精,消毒效果最好,適合小面積擦拭,這是正確的防疫。75%酒精能有效消滅「有外套膜」的冠狀病毒,破壞冠狀病毒外層的蛋白質結構,使其失去活性,達到消滅病毒的效果。
若買不到75%濃度的酒精,該怎麼辦?可將4杯95%酒精加1杯煮沸後的冷開水稀釋調配,並倒入噴瓶中保存。特別提醒,使用75%濃度的酒精時,務必遠離火源並嚴禁吸菸。不妨先將酒精噴灑於紙巾或纖維布上,再小面積擦拭家中書桌、門把、滑鼠、電燈按鈕、手機螢幕及電腦鍵盤等。
新冠肺炎的主題很多,熱像儀、病毒檢測、疫苗開發、藥物應用等,皆是融入素養導向教學的好素材。