2018...Järgmised suunised algklasside õpetajatele on välja töötatud koostöös algkoolide ja Eesti, Läti, Leedu ja Sloveenia valitsusväliste organisatsioonide esindajatega,

STEMi KASUTAMISE JUHISED AMETLIK JA MITTEAMETLIK ÕPPIMINE

2018

2 AUTORID JA VABARIIKLIKUD TOETAJAD

AUTORID JA VABARIIKLIKUD TOETAJAD:

Põltsamaa Ühisgümnaasium (Eesti)

VGTU InžinerijosLicejus (Leedu)

Ķekavasvidusskola (Läti)

Sociaflāsinovācijascentrs (Läti)

ZavodVseUk (Sloveenia)

Kõigil sellel materjalil kasutatavatel piltidel on luba Creative Commons Attribution’i poolt

Selle publikatsiooni sisu on ainult projekti koordinaatori vastutus ja ei saa alati kajastada Euroopa Parlamendi ja riikliku ameti seisukohti.

SISUKORDSISSEJUHATUS .................................................................................................................................. 4

STEMi KASUTAMINE AMETLIKES- JA MITTEAMETLIKES ÕPPEPROTSESSIDES ......................... 5

STEMi kasvav tähtsus ....................................................................................................................................................5

STEMi ametlikud ja mitteametlikud lähenemisviisid koolides ........................................................................5

Aineülese õppe tähtsus .................................................................................................................................................8

Tehniline loovus ...............................................................................................................................................................9

TEHNOLOOGIA ................................................................................................................................11

Loodusteadus ................................................................................................................................................................ 13

STEMi õpetamine ja õppimine Leedus, Eestis ja Lätis – sihtgrupid ........................................................... 16

Kokkuvõte ...................................................................................................................................................................... 19

STEMI EKSPERIMENDID ALGKOOLIDELE .....................................................................................20

Sissejuhatus teemasse ................................................................................................................................................ 20

31 STEMi katset algkoolidele .................................................................................................................................... 21

MITTEAMETLIKU STEMI ÕPETAMISKOGEMUS EESTIS, LÄTIS, LEEDUS JA SLOVEENIAS ........65

Sissejuhatus .................................................................................................................................................................... 65

Mitteformaalne STEMi õpetamiskogemus Leedus ......................................................................................... 65

Mitteformaalne STEMi õpetamiskogemus Lätis ............................................................................................... 66

Mitteformaalne STEMi õppetamiskogemus Eestis .......................................................................................... 68

Mitteformaalne STEMi õpetamiskogemus Sloveenias ................................................................................... 69

3 SISUKORD

4 SISSEJUHATUS

SISSEJUHATUSJärgmised suunised algklasside õpetajatele on välja töötatud koostöös algkoolide ja Eesti, Läti, Leedu ja Sloveenia valitsusväliste organisatsioonide esindajatega, kes osalesid Erasmus + projektis “`Õpetajate ja õpilaste STEMi pädevuste areng algkoolis”

Dokumendi, mille pealkiri on „STEMi kasutamise juhised ametlikus ja mitteametlikus õppimises”, eesmärk on julgustada algkoolide õpetajaid täiendama oma teadmisi ja „käed külge“ lähenemist STEMi valdkonnas, eriti ainete puhul, mida lapsed on sageli tajunud raskete ja ebapraktilistena.

Need juhised koosnevad kolmest osast: esimene osa hõlmab teoreetilisi aspekte ja rõhutab STEMi vajalikkust; teine osa koosneb valitud eksperimentidest, mida õpetajad võivad kasutada ning viimane osa kirjeldab erinevaid üritusi, programme ja lähenemisviise, et stimuleerida STEMi mitteformaalsetel viisidel, mida juba praktiseeritakse Balti riikides.

Nende juhiste teine eesmärk on näidata, milliseid eelised on STEMi õppimismeetoditel õpilastele ning esitleda seda kui 21. sajandi oskuste kogumit ja pädevusi hõlmavat laiaulatuslikku rakenduste spektrit, mis pakub huvi nii õpetajatele kui ka õpilastele. Kuigi see materjal on peamiselt suunatud õpilastele vanuses 10 – 15, on oluline keskenduda STEMi kasutavatele õpetajatele tava- ja huvikoolides, kuna see avaldab mõju õpilaste arengule, motivatsioonile, arutlusvõimele ja huvidele. See dokument juhendab lugejat STEM-i rakenduse erinevate aspektide kaudu ametlikus ja mitteametlikus hariduses, võttes eriti arvesse ametlikus hariduses toimuvate muutuste vajalikkust kui õpilaste tulevase karjääri valiku võtmeelementi.

Need suunised ei näita mitte ainult häid tavasid ametlikus ja mitteametlikus STEMi hariduses Balti riikides ja Sloveenias, vaid näitavad ka probleeme, mis on seotud STEM-i rakendamisega ametlikes algkoolides laiemalt. Nende probleemide tuvastamise kasutatavaks meetodiks olid rühmavestlused. Intervjuud viidi läbi kolmes Balti koolis ning tulemused esitatakse selles dokumendis. Õpetajate, spetsialistide ja sidusrühmade soovitusi võeti arvesse, kui moodustati jaotis, mis esitab 31 katset, mida saab kasutada matemaatika, bioloogia,

geograafia, keemia, insenertehnika, füüsika ja robootika õppetundides.

Loodusteadust, tehnoloogiat, insenertehnikat, matemaatikat ja muid õppeained, mis on seotud nende õppevaldkondadega, tuleks edendada selleks, et tulevasi põlvkondi ette valmistada keerukaks ja pidevalt muutuva professionaali eluks. Seetõttu peaks olema kooliõpetaja põhiroll rõhutada nende eesmärkide saavutamist, sest õpetajad on need, kes toetavad ja inspireerivad lapsi.

Eriline märkus: Tagasiside on eriti oodatud katsetele, mida on kirjeldatud punktis 2.

Tagasiside vormi link on järgmine: https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSebnQp8KpZAuJPkbqIULo79DACtrCzgq6_LScrMFHhVoy7F6A/viewform.Soovitatav on anda tagasisidet inglise keeles, vajadusel võib seda teha mõnes Balti keeles. Tagasiside periood: september 2018 - mai 2019. Kogu tagasisidet analüüsitakse ja tehakse asjakohased täiendused.

https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSebnQp8KpZAuJPkbqIULo79DACtrCzgq6_LScrMFHhVoy7F6A/viewform https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSebnQp8KpZAuJPkbqIULo79DACtrCzgq6_LScrMFHhVoy7F6A/viewform https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSebnQp8KpZAuJPkbqIULo79DACtrCzgq6_LScrMFHhVoy7F6A/viewform https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSebnQp8KpZAuJPkbqIULo79DACtrCzgq6_LScrMFHhVoy7F6A/viewform

5 STEMI KASUTUS

STEMi AMETLIKUD JA MITTEAMETLIKUD LÄHENEMISVIISID KOOLIDES

STEMi kasvav tähtsus

Olukorras, kus mõnedes Euroopa riikides on töötusemäär endiselt kõrge, eriti noorte hulgas, on suur vajadus kõrgkvalifitseeritud töötajate järele ettevõtetes ja teadusasutustes, mis tegelevad tehnoloogia arendamise ja teadusliku uurimisega. Kõrge kvalifikatsiooniga töötajad on 21. sajandi ühiskonnas suures nõudluses, kuid nõudlus on veelgi suurem, kui see puudutab STEM (Loodusteadused, Tehnoloogia Insenertehnika ja Matemaatika) sektorit. Ettevõtted nõuavad talentide poolt pakutavaid konkurentsieeliseid ja uuendusi, et nad saaksid turul konkureerida ja muuta meie elud mugavamaks. Kõrgeima nõudlusega töökohtade ja nende täitmiseks vajalike oskuste vahel on lõhe. Euroopa haridussüsteemid ei ole ikka veel piisavalt kaasaegsed, et olla vastavuses ühiskonna ja kaubanduse vajadustega, mis puudutavad teaduse, insenertehnika, tehnoloogia ja matemaatika arengut. Võib arvata, et see ei olegi halb, et tarbimine on aeglasem, kuid maailm vajab endiselt vastuseid küsimustele, kuidas kaotada vaesus, kuidas vältida ökoloogilist katastroofi ja kuidas tegeleda ravimatute haigustega. On veel palju selliseid küsimusi, millele tänased lapsed peavad tulevikus vastama ning nende motivatsioon, et küsida ja otsida vastuseid, on tihedalt seotud nende õppekavadega koolis ja nende õpetajate poolt kasutatud lähenemisviisidega.

Vajadus süvahuvi ja motivatsiooni järele, kui STEM avastatakse, on oluline isiklikuks arenguks, tulevaseks tööhõiveks, konkurentsivõime ja heaolu saavutamiseks tulevikus, võttes arvesse pidevalt muutuvaid eluviise ja vajadusi. Seetõttu tuleb atraktiivsed ja huvitavad STEMi õpetamise ja

õppimise viisid kindlaks määrata iga formaalse ja mitteformaalse haridusasutuse poolt.

Õpetajad peavad olema koolitatud vastavalt tegelikele tuleviku vajadustele ja tähelepanu tuleb pöörata teadmiste praktilisele rakendamisele. Sellest ei piisa, et midagi teada – see on tähtsam, kuidas seda teadmist ära kasutada.

Noored õpilased on maailma suhtes loomulikult äärmiselt uudishimulikud ja kõik küsimused- Mida ma pean õppima? - tuleb hoolikalt selgitada ja muuta õppimine lõbusaks või vähemalt siduda see praktiliste näidetega. Selleks, et kohandada uurimisprotsessi uudishimuliku ja mängulise mõistusega ning õpetada õpilasi vastavalt nende võimetele, saab paljusid protsesse õpetada praktiliste tegevuste kaudu, arendades potentsiaali, loovust ja kirge STEMi suunas. Ülikooliõpilaste kahanev arv STEMi programmides näitab selgelt vajadust stimuleerida nende teemade käsitlust palju varasemas eas. Eriti märkimisväärne on sooline erinevus STEMis, mis tuleb kõrvaldada, keskendudes naissoost õpilaste meelitamisele STEM-i teemavaldkondadesse.

Lisaks sellele kindlustab STEMi arendamine hariduses ka 21. sajandi muude oluliste oskuste täiustamise: probleemide lahendamise, algatuse, loovuse, koostöö ja töö meeskondades, juhtimise, digitaalse ja infokirjaoskuse, kriitilise mõtlemise, sotsiaalse vastutuse, paindlikkuse, ülemaailmse ja kultuurilise teadlikkuse, keelte oskuse jne. STEMi parandamine ametlikus ja mitteametlikus hariduses viib õpilaste mitmepoolse ja täieliku arendamiseni, innustades neid juhtima karjääri teaduse, tehnoloogia, tehnika ja matemaatika valdkonnas.

STEMi AMETLIKUD JA MITTEAMETLIKUD LÄHENEMISVIISID KOOLIDES

Viimaste sajandite muutuste kiirus oli aeglasem ja vajadus uute oskuste kohta ei olnud nii pakiline kui tänapäeval. Nüüd ei saa avalik koolisüsteem täielikult pakkuda ühiskonnale seda, mida see nõuab, seda pidevalt muutvate keskkondade, elustiilide, tööriistade ja vaadete tõttu.

Tänapäeval muutuvad avalike koolide õppekavad regulaarselt, kuid puuduvad selged tõendid selle kohta kas kõik muutused on ratsionaalsed, et muuta õppekavad paremini sobivaks tulevastele vajadustele. Tähtsad elemendid, nagu loomingulisus ja seos reaalajaliste olukordadega, jäävad sageli

6STEMI KASUTUS

maha. Hinded, faktiõpe ja asjade kogus on endiselt olulisemad kui huvid ja praktilised teadmised.

STEM’i KASUTAMINESee omakorda on muutunud hädavajalikuks. Ilma loomingulise lähenemiseta on õpilased vähem huvitatud eneseväljendusest, innovatsioonist ja lihtsatest, neid huvitavatest uurimusteemadest. Kui STEMile ei ole kapitaalset lähenemist, sealhulgas regulaarseid arutelusid koolides, koolivälistel üritustel ja kodus, millest lapsed saaksid aru, kasvavad nad üles teadmisega, et nad ei tea teadusest palju, ja arvavad, et see ei ole lihtsalt nende jaoks. STEMi õpetamine on pigem nn teaduskapitali andmine – mis on teadmised, oskused, kogemused ja suhtumine teadusesse, tehnoloogiasse, insenerteadusesse ja matemaatikasse, samal ajal muutes neid tõhusamaks, ühendades neid valdkondi ühe huvitava valdkonnaga, millest rääkida sõprade, vanemate ja teadlastega.1 Teaduskapital, mis on saadud paljudest allikatest, on see, mis viib inimesi STEM-iga seotud karjääri juurde, ja ametlik, mitteametlik ja tavaharidus on see, mis seda kapitali mõjutab.

Põhiprobleem, mis on seotud õpilaste väikese huviga keemia, bioloogia, geograafia, tehnoloogia, ehituse, robootika ja muude teemade osas, on “õpetamise keeles”, tõhusate meetodite puudumises huvide tõst-miseks ja võimetuses ühendada seda reaalajaliste kontekstidega. Lisaks sellele on lähenemisviisid sage-li liiga teoreetilised, samal ajal kui STEM teeb ette-paneku tegeleda õpilastega (eksperimenteerimine, testimine), mis tähendab protsesside mõistmist ja selle tõelist teadustegevusega ühendamist. STEM õpilane on teadlane, kes motiveerib end aktiivselt teemaga tegelema.

Lisaks sellele on palju teemasid, nagu robootika, 3D-printimine, veebidisain, inseneriteadus (mis on oluline osa kaasaegsest reaalsusest), mida ei käsitleta Euroopa avalikes koolides, kuna keskendutakse standardiseeritud testidele ja survele, et olla vastavuses valitsuste poolt kehtestatud akadeemiliste standarditega. Ameerika Ühendriigid, kes on STEM hariduse juhtidena tunnustatud, rakendavad matemaatikat ja loodusteadusi oma STEM õppekava domineerivate osadena ning õpetavad neid ametlikel ja mittemitteametlikel viisidel, jättes välja insenertehnoloogia ja tehnoloogiaga seotud teemad.

Lisaks STEMi kesksele ja tehnilisele haridusele spetsialiseeritud koolides (näiteks selektiivsed ja kaasavad STEM koolid, millel on kõrgetasemelised õppematerjalid, rohkem vabadust riiklikest testimisnõuetest ja sageli rohkem motiveerituid õpilasi), on STEMi haridusekogemus Euroopas olnud peamiselt mitteametlikus hariduses, näiteks tunniväliste programmide või suvelaagrite näol.

Siiski on neil suur potentsiaal õppimise tõhusamaks muutmises ametlikus üldhariduses, kui nad suudavad tõsta vähemalt põhihuvi selle vastu. Ideaalses olukorras toetab mitteametlik õpe ametlikke STEM teemasid koolis ja need teemad peavad olema mingil määral omavahel seotud.

Uuenduslikud hindamismeetodid on endiselt puudulikud, kui neid rakendatakse STEMi koolides, jättes teaduskapitali suurendamise spetsialiseeritud koolidele, millel on STEMi kesksed karjääri- ja „koolivälised” programmid, mis ei ole aga kõigile kättesaadavad.

Koolide edukus STEMi valdkonnas sõltub õppematerjalidest ja õppetunnis kasutatavast terminoloogiast ja selgitustest. See on vastuolus mitteametliku õppega, kus STEMi teemad on peamiselt praktilised. Koolid ja õpetajad kasutavad sageli raamatuid, mille on kirjutanud teadlased “miniteadlastele”. On oluline mõista, et algkooliõpilased on endiselt siiski lapsed, kelle puhul ei ole võimalik kasutada spetsiifilisi termineid, et kirjeldada füüsikalisi või keemilisi protsesse ning seetõttu on neil vaja rohkem praktilisi tegevusi, visuaalseid materjale, lihtsaid selgitusi ja mängulisust, et mõista ja olla vaimustunud sellest, mida on arutatud. Näiteks projektipõhine õpe töörühmades avaldab positiivset mõju kaasamisele ja õpimotivatsioonile.

1 Science Capital Made Clear, https://www.bp.com/content/dam/bp-country/en_gb/united-kingdom/pdf/science_capital_made_clear_INTERACTIVE.pdf

https://www.bp.com/content/dam/bp-country/en_gb/united-kingdom/pdf/science_capital_made_clear_INTERACTIVE.pdfhttps://www.bp.com/content/dam/bp-country/en_gb/united-kingdom/pdf/science_capital_made_clear_INTERACTIVE.pdf

7 STEMI KASUTUS

Samal ajal peaksid koolid kujundama STEMi õppimiseks soodsa keskkonna. Õpilased peavad küsima endalt küsimusi ja otsima vastuseid, lahendama probleeme, arendama oma motivatsiooni (lisaks õpetajatepoolsele stimulatsioonile). Motivatsioon toob endaga kaasa kaasatuse tunde ja algatustunde, samas kui uurid ja julgustad iseennast. STEM hõlmab väga suurt hulka teemasid ja iga õpilane suudab leida palju, mida uurida ja siduda neid tõelise eluga. Teisest küljest on selline lähenemine aeganõudev, sest õpetajatel on keeruline ühendada standardiseeritud õppeprogramme praktiliste tavade, rühmatööde, loomingulise modelleerimise ja muude tegevustega. Teine väljakutse õpetajale on leida atraktiivseid ülesandeid, mida noored õpilased suudavad lahendada ning vahendeid ja meetodeid nende teostamiseks. STEM-õpetaja ülesanne on tekitada probleeme ja siduda neid probleeme erinevaid õppeaineid katva projektipõhise õppimisega, et arendada kriitilist mõtlemist, suhtlemist, hindamist, uurimist ja muid oskusi.

Selles mõttes on meeskonnatöö väärtuslik keskkond probleemide lahendamiseks ja inspiratsiooniallikaks, isegi kui projekt ebaõnnestub ning tuleks lisada rohkem tähelepanu ja loovust. See on keskkond, kus poistel ja tüdrukutel arenevad STEMi pädevused võrdselt, mitte välja jättes tehnoloogiat ja inseneriteadust, mis on poistele asjakohasemad (nagu seda eelmistes kümnendites käsitleti). Projekteerimismeetodite ja tehnoloogia (sealhulgas tehnoloogiate loomine) kasutamine eeldab teadmisi matemaatikast ja teadustest, mis näitavad kõigi nende STEM piirkondade vastastikust seotust. STEM peab valmistama õpilasi läbi viima oma eksperimente, väliuuringuid, projekteerimisprojekte või teisi uurimuslikke tegevusi.

Lisaks kaasaegsete üldhariduskoolide õppekavadele, mille eesmärk on edendada uudishimu, uurimist ja avastamist, peab olema kaasatud ka “klassiväline” tegevus. Nii laieneb õppimine väljaspool klassiruumi ja seda nimetatakse mitteametlikuks hariduseks. STEMiga seotud klassiväliste tegevuste arvu suurendamine aitab kaasa STEMi kontseptuaalsele arusaamisele, õpilaste õppeedukusele ja saavutustele ning positiivsete hoiaku tugevdamisele STEMi suhtes. Mitteametlikud STEMiga seotud klassivälised tegevused võivad täiendada ametlikku haridust, pakkudes praktilisi tegevusi. Kuid mitte kõik koolid ei

saa neid õpilastele tagada. Mitte arvestades vastavust riiklikele nõuetele, klassiväline STEMi tegevus sõltub peamiselt õpetaja teadmistest, asjatundlikkusest, loovusest ja motivatsioonist, et läbi viia atraktiivset ja kaasavat kursust. Koolides sageli puuduvad asjakohaselt ettevalmistatud haridustöötajaid ja ressurssid selle töö toetamiseks.

STEM hariduse kvaliteedi parandamine hõlmab mitte ainult mitteformaalseid klassiväliseid õppetunde, vaid ka mitteametlikku õpetamist, millele aitavad kaasa arenenud muuseumi -programmid, loodus - ja teaduskeskused, loomaaiad, akvaariumid, planetaariumid, raamatukogud, koolitused ja muud. Need on tegevused, kus õpilased võivad õppida koos õpetajatega, eakaaslastega või vanematega. Koolide ja selliste institutsioonide vahelised partnerlussuhted on soovitatavad ning õpilased ei ole ainsad sellistest algatustest kasusaajad – see arendab ka õpetajate kontseptuaalset mõistmist STEMist ning aitab kaasa integreerida uurimisprotsessi ja uusi materjale oma klassiruumi. Õpetajate motivatsiooni ja teadmiste tõstmise toetamine uuenduslike STEMi õpetamismeetodite kohta tuleb ka avalik-õiguslikest organitest ja valitsusvälisest sektorist. STEMga seotud projektide, konverentside, teadus - ja tehnoloogiamesside ning näituste, koolituskursuste, interneti õppeplatvormide ja paljude muude areng on aidanud kaasa hoiakute muutumisele, selleks et luua atraktiivsemaid ja vähem ametlikke õppekeskkondi.

Riigid, kes on juba tunnistanud STEMi olulisust, korraldavad suuri üritusi, võistlusi ja näitusi, mis on pühendatud STEMile, kaasates sinna ka õpilaste tehtud leiutisi ja muljet avaldavaid uuringuid. Nende riikide seas on eeskujuks Singapur (Singapur Science and Engineering Fair, The BrightIdeasChallenge 2017), USA (USA Science& Engineering Festival, Odyssey of the Mind), UK (The BigBang Fair, Ultimate STEM Challenge). Sellise tegevuse puudus seisneb selles, et nad ei ole kõigile kättesaadavad, sest linnade ja maapiirkondade keskkondi ei saa võrrelda STEM tegevuse valdkonnas. Muud koolivälised tegurid, mis mõjutavad õpilaste suhtumist STEMi, on lapsevanemad, ärid, kogukond, tegevuskulud ja praktikad, nagu mentorlus, uurimiskogemused ja praktikandid koolis, mis võivad olla toetavad või vastupidi. Siinkohal peab tagasi pöörduma küsimuse juurde, mis käsitleb vajadust ametlike ja mitteametlike STEMi tegevuste järele alg-, põhi- ja keskkoolis.

8STEMI KASUTUS

AINETEÜLESE ÕPPE TÄHTSUSMatemaatika, keemia, füüsika, geograafia ja muude teadusega seotud teemade õpetamine eraldi traditsioonilistes õppekavades on esile toonud suured probleemid, mis takistavad mõista tugevaid seoseid teemade ja teooria ning looduse vahel. Isegi õpetajad tõlgendavad mõnikord komponente ja seoseid nende vahel valesti. Näiteks tehnikat on sageli kirjeldatud kui teadusvaldkonda, kuid need kaks erinevad sama palju kui „tehtud” ja „leitud” maailmad, kuigi nad teineteist samal ajal täiendavad. Õpilaste haridusega seoses on kõige sagedasem nähtus see, et matemaatikat peetakse täiesti eraldiseisvaks õppeaineks, millel puuduvad või on

minimaalsed seosed reaaleluga (välja arvatud lihtsad loendusfunktsioonid), kohustuslik matemaatika on seetõttu tõeline väljakutse/probleem õpilastele ja õpetajatele, kui igapäevaeluga kohaldatavust küsitakse.

See, mis eristab STEMi traditsioonilisest teadusest ja matemaatilisest haridusest, on mitmekesine õppekeskkond ja võimalus uurida teaduslikku meetodit, mida saab rakendada igapäeva elus. Keeruliste matemaatiliste teooriate selgitamise asemel tuleks näidata seoseid muude aladega. Sama kehtib tehnoloogia, tehnika ja teaduse kohta, mida tuleks käsitleda tervikuna (pilt 1).

Tehnoloogia Matemaa�ka

Inseneritehnika

Loovus “Tegemise”maailm

Teaduslikmeetod

“Avastamise”maailm

Loodusteadus

kasutatakse

hõlmab õpingud

edendab

kasu

rakendab

edendabkasutatakse

hõlmab õpingud

Pilt 1. STEMi ainete vaheline seos 2

STEM omakorda pöörab tähelepanu kõike hõlmavatele küsimustele ja avatud uurimisele, lisades reaalseid teemasid, projekteerimisprotsesse, tehnoloogiaid ja muid sidemeid nende ja teaduse ja matemaatika vahel. Sellise lähenemisviisi mõte ei piirdu ühe vastusega ühele küsimusele, vaid katsetab erinevaid viise, analüüsib saavutusi ja läbikukkumisi ning kasutab võimalikult palju loomingulisust. Sellistes õppeprotsessides võib kasutada mitmesuguseid meetodeid, isegi kunstilisi vahendeid, mis kuuluvad STEMi juurde, lisades kunsti juurde teadustele, tehnoloogiale, tehnikale ja matemaatikale. Kui õpilased näevad nende nelja ala vastastikust seotust, võivad nad end paremini motiveerida, et uurida üksikuid teemasid sügavamalt kui varem.

Ameerika Ühendriikides on samuti rõhutatud STEMi ainete vahelist seost.

STEMi hariduseesmärgid on:

(1) suurendada õpilaste arvu, kes tahavad saavutada STEMi aladel kõrgemaid teaduskraade ja paremat karjääri,

(2) laiendada STEMi võimelist tööjõudu ja

(3) tõsta STEMi kirjaoskust kõikide õpilaste hulgas, sealhulgas ka nende, kes ei jätka STEMga seotud karjääri ega täiendavat uuringut STEMi ainetes3

STEMi kirjaoskust on defineeritud kui teadmiste ja matemaatiliste kontseptsioonide ja protsesside tundmist ja mõistmist, mida on vaja isiklikuks otsustamiseks, tsiviil -ja kultuuriküsimustes osalemises ning kõigi õpilaste majandusliku tootlikkuse saavutamiseks4.

See tähendab, et STEM ei puuduta üksnes teadus - ja tehnoloogilisi uuendusi, mis osutavad sellele

2 David D. Thornburg, Why STEM Topics are Interrelated: The Importance of Interdisciplinary Studies in K-12 Education, Thornburg Center for Space Exploration, 2008, p.33 National Research Council, Successful K-12 STEM education: Identifying effective approaches in science, technology, engineering, and mathematics, 2011, p.154 National Research Council. (1996). National science education standards, Washington, DC: National Academy Press

9 STEMI KASUTUS

tähendusele sotsiaalse innovatsiooni ja osalemise küsimustes. Kuna STEM käib käsikäes 21. sajandi oskustega, tuleb seda rakendada kõige varajasemast kooliastmest, et suurendada harjumust esitada olulisi küsimusi, hoolitseda jätkusuutlikkuse, tehnoloogia

ja disaini eest, kasutada tehnoloogiaid, juhtimist, meeskonnatööd, testimist ja lahenduste leidmist. STEM näitab vajadust aineteülese lähenemise järele teaduste, tehnoloogia, tehnika ja matemaatika valdkonnas, võttes arvesse ülemaailmset mõju.

TEHNILINE LOOVUSTermini „loomingulisus” kasutamine, rääkides STEMi tegevusest, hõlmab erinevaid tähendusi, mida tuleks arvesse võtta. Donald W. MacKinnoni sõnul saab eristada mitut liiki loomingulisust: (1) kunstlikku loovust, mis peegeldab looja sisemisi vajadusi, (2) teaduslikku ja tehnoloogilist loomingulisust, mis käsitleb keskkonnaprobleeme ning annab tulemuseks uudsed lahendused (jättes vähe ruumi isiksuse väljendamiseks), samuti (3) hübriidloomingulisus, mis sisaldab nii uudseid lahendusi kui ka looja isiksust 5. Viimase loovuse tüüp võib viidata STEMile ja konkreetselt veebidisainile või arhitektuurile.

Teaduslik ja tehnoloogiline (tehniline) loomingulisus on see, millega STEM on enamasti seotud. Seda saab jagada programmeeritud loovuseks, mis tagab loogilise ja struktureeritud viisi uute toodete või teenuste loomiseks ning külgnevaks loovuseks, mis on seotud loov- ja vaistliku mõtlemisega. On tõestatud, et tehnilise loomingulisuse võib välja arendada sobivate koolituste ajal ning see on aluseks täiskasvanute ja laste loodud uuenduslikele lahendustele.

Koolides tuleks õpilaste loomingulisuse parandamiseks ette valmistada asjakohased töömeetodid ja keskkond, mis on õppijakesksed ja mitte õppekava kesksed. Kannatlikud, avatud ja usaldusväärsed suhted õppijate ja õpetajate vahel innustavad õpilasi, kaotavad eksimise hirmu, arendavad võimalust teha koostööd korraldajatega ja teiste õppijatega ning lubada mängimist eri rollides ja kuulata üksteist. Õppijale keskendumine annab rohkem tuge enesehinnangule ja võimalusi näidata sõltumatust, loovust ja algatust. Loominguline õppimine hõlmab ka kujutlusvõimet, mis arendab võimalust tõstatada ebatavalisi küsimusi ja analüüsida neid, teha ajurünnakuid ja mõelda kriitiliselt. Selliste lähenemisviiside põhjal saab tõelisi väljakutseid

paremini eristada ja leida neile parimaid võimalikke lahendusi, mis omakorda loovad uuenduslike ideid ja riskide võtmist nende rakendamisel6. Selleks eesmärgiks on oluline mitmekesisus, mis hõlmab meetodite, keskkondade, inimeste, teemade ja tööriistade muutusi.

LOOVMÕTLEMINEMaailma majandusfoorumi andmetel on 2020. aastaks 3 tööjõu tipposkust: (1)keerulise probleemi lahendamine, (2) kriitiline mõtlemine ja (3) loovus7, nii et üks viis nende oskuste parandamiseks laste ja noorte seas on kohandada koolide, kolleegiumide ja ülikoolide õppekavasid projekteerimise põhimõtetega.

Kujundav mõtlemine on loov protsess, mis hõlmab põhimõtteid ja tehnikaid, kuidas luua uusi ideid ja kuidas neid uuteks toodeteks ja teenusteks tõlkida/muuta8. See võimaldab korraldada ajurünnakuid ja ideede vahetust, selleks et luua, uuendada ja arendada erinevaid oskusi, sealhulgas ka ettevõtluslikke oskusi. Loovmõtlemise rakendamine erinevates valdkondades ja haridustasemetes võimaldab õpilasi

5 MacKennon, D.W., IPAR’s Contribution to the Conceptualization and Study of Creativity. Perspectives in Creativity, 19756 Grainger, T., Barnes, J. , Creativity in the Primary Curriculum, 2006, p.5-77 Economic World Forum, The Future of Jobs. Employment, Skills and Workforce Strategy for the Fourth Industrial Revolution, 20168 Loudon, G., Creativity in STEM, source: https://www.heacademy.ac.uk/blog-entry/creativity-stem

https://www.heacademy.ac.uk/blog-entry/creativity-stem

10STEMI KASUTUS

paremini ette valmistada muutuvatele keskkondadele, arendades samas oma võimet viia oma ideed ellu, lahendada tõhusalt probleeme, mõelda kriitiliselt ning olla muutuvate asjaolude tõttu loov ja paindlik.

Loovmõtlemise protsessi kirjeldatakse järgmistes etappides:

1. Probleemi määratlemine: õpilased koos õpetajaga arutavad oma kohaliku kogukonna, kooli, klassiruumi jne väljakutseid ja probleeme, määratledes ka kavandatava sihtrühma.

2. Empaatia ja perspektiiv: õppijad uurivad probleemi ja analüüsivad sihtgrupi vajadusi.

3. Ideede genereerimine: rühmatöö – iga rühm arutab teemasid ja loob ideid probleemide lahendamiseks, analüüsides igat ideed eraldi.

4. Kujunduste joonistamine: lihtsate pliiatsite ja paberite või võrgutööriistade abil saab kujundada oma toodete visandeid ja koondada ideed ja esitada teistele õppijatele.

5. Prototüüp - Testimine–Viimistlemine: õpilased töötavad, et toodet „ehitada”, testida ja ümber kujundada. See on projekti kõige loomingulisem osa, mis on seotud STEMiga.

6. Kasutajatelt saadud tagasiside: lõppkujundus esitatakse kasutajatele (või sidusrühmadele) ja kogutakse tagasiside. Kujundus võib nõuda mõningate paranduste tegemist lähtudes teiste tagasisidest.

7. Lõplikud peegeldused: õppijatel on võimalus seda protsessi arvesse võtta. Seda saab teha klassiruumides või sotsiaalmeedias koos laiema avalikkusega.

8. Ühiskasutus: kujundmõtlemine nõuab ideede ja toodete jagamist laiema vaatajaskonnaga, näiteks võrgutööriistade abil.9

Aineteülest õppimist ja probleemide lahendamise oskusi saavutatakse nii divergentse e. hargneva mõtlemise kui ka konvergentse ehk loovmõtlemise kasutamisega.

Loovmõtlemise integreerimine ametlikku ja mitteformaalsesse STEMi tegevuste hulka ühendab teooria praktikaga ja reaalsete probleemidega, jättes ruumi projektidele ja tootepõhistele tegevustele, kogemuspõhisele õppimisele, katsetamisele ja testimisele ning samuti kogukondade, ühiskonna, keskkonna jms vajaduste käsitlemisele.

Neid tegevusi tuleks regulaarselt kasutada, mis praktiliselt tähendab jätkusuutliku õppekava loomist, sealhulgas teemade mitmekesisust, mängulikkust, koostööd ja võimalusi, et õppida vigadest. Selle saavutamiseks peaks õpetajate pädevust loovmõtlemises treenima ja õppimiskeskkond tuleks ümber kujundada, et see saaks täielikult arvestada õpilaste vajadusi ning võimaldada neil end mugavalt tunda loovõppimise ajal.

“LOOVUSE LOSS” LätiProjekt “Loovusloss” (“RadošumaPils”) on loodud loovmõtlemise kontseptsiooni ja Edward De Bono teooriate abil Lätis ning see on alates 2010. aastast efektiivselt toiminud. Projekt keskendub Läti koolides hariduse kvaliteedi parandamisele ning õpetajate loovuse arendamiseks kursuste korraldamisele, et saada lisateavet üksikisikute ja toetavate koolikeskkondade arengumeetodite kohta Lätis.

Igal aastal korraldab “Loovusloss” meeskond praktilisi kursusi, juhendab seminare ja konverentse õpetajate ja muude haridusasutuste jaoks. “Loovusloss” treenib enesearendust, praktilist kirjaoskust, meeskonnatõhusust ja koostööd, loovat mõtlemist, õpilaste projektijuhtimist, ettevõtlust, motivatsiooni, ainete ülest õpetamist, õpetajate koostööd ja muid teemasid. Projekt “Loovusloss” ei ole spetsiaalselt ette nähtud STEM õpetajatele; see keskendub õpetamisprotsessi üldisele täiustamisele, lisades loomingulisust vabastavaid tegevusi. Sellised algatused on äärmiselt kasulikud, et tõsta teadlikkust loova mõtlemise tähenduse kohta hariduses, koolitada olemasolevaid ja tulevasi õpetajaid, näidata uusi meetodeid ja uusi õpioskusi, sealhulgas õppimist STEMga seotud teemadel.

9 Design Thinking Process, source: http://www.edtechupdate.com/stem/technology/?open-article-id=6695183&article-title=design-thinking-process-and-udl-planning-tool-for-stem--steam--maker-education&blog-domain=wordpress.com&blog-title=user-generated-education

http://www.edtechupdate.com/stem/technology/?open-article-id=6695183&article-title=design-thinking-process-and-udl-planning-tool-for-stem--steam--maker-education&blog-domain=wordpress.com&blog-title=user-generated-educationhttp://www.edtechupdate.com/stem/technology/?open-article-id=6695183&article-title=design-thinking-process-and-udl-planning-tool-for-stem--steam--maker-education&blog-domain=wordpress.com&blog-title=user-generated-educationhttp://www.edtechupdate.com/stem/technology/?open-article-id=6695183&article-title=design-thinking-process-and-udl-planning-tool-for-stem--steam--maker-education&blog-domain=wordpress.com&blog-title=user-generated-education

11 TEHNOLOOGIA

TEHNOLOOGIAVõttes arvesse tehnoloogiate kiiret arengut, nõuavad kõrgtehnoloogiliste toodete tootjad rohkem spetsialiste ja insenere, et tagada oma ettevõtetele konkurentsieelised. Koolide ja ülikoolide õppijatele tuleks anda korralikku tehnilist haridust, et katta tööstusharu vajadusi järgmistel aastatel. Tehnoloogia on üks neljast STEMi põhiosast, mida hariduses sageli alahinnatakse. Pidades tehnoloogiaid pigem koormaks kui strateegiliseks õppevahendiks, unustavad avalikud koolid õpilaste 21. sajandi oskuste arendamise. Kuid tehnoloogiaid ei peaks lapsed kasutama ainult selleks, et saada teadmisi teaduste kohta –tehnoloogiat tuleb edendada, et neid saaks tänased lapsed luua tulevikus. Ekspertide sõnul tuleb kaasaegses hariduses erilist tähelepanu pöörata neljale tehnoloogiakategooriale nagu mobiilsideseadmed, võrgutaristu, interaktiivsed klassiruumi tööriistad ja 3D-printerid.

Praegu on „tehnoloogia” kõige ulatuslikum rakendamine koolides arvutiteaduses ja programmeerimise õpetamises, kuid hariduse edendamise ja kvaliteedi tase on kõikides riikides ja koolides erinev. Arvutiteadused ja programmeerimine toetavad aktiivset õppimist, rakendades näiteks matemaatika funktsioone ja valemeid praktikas, struktureerides ülesandeid ning täiustades koostööd, kujundades midagi loomingulist, samas edendades digitaalset kirjaoskust, kriitilist mõtlemist ja probleemilahendusi.

Mõned Euroopa koolid kohandavad aktiivselt oma klassiruume STEM teemade atraktiivsemaks ja tõhusaks õppimiseks. Klassiruumi tööriistad, nagu interaktiivsed tahvlid, võimaldavad meil täiendada teoreetilisi õppetunde demonstratsioonide või multimeedia sisuga nagu näiteks temaatilised filmid

või katsevideod. Kogu maailmas paigaldatakse interaktiivseid tahvleid keemia -, füüsika -, geograafia - ja matemaatikaklassidesse, kuid enamikul koolidest on neist endiselt puudus, seda nende kõrge hinnataseme tõttu.

Lähtuvalt rõhuasetusest õpilaste koostööle ja projektipõhisele õppimisele, on õpikud ja muud alternatiivsed õpetamis- ja õppimistööriistad asendatud kaasaegsete koolide mobiilseadmetega, mis praktiseerivad atraktiivset STEMi õpetust. Nutitelefone ja tahvelarvuteid peavad õpilased atraktiivseks, kuna nendel on palju eeliseid. Mobiilirakenduste arendus on muutnud hariduse võimalikult ligipääsetavaks ning nende tööriistade kergus ja kandevõime võimavad õpilastel nende kasutamist nii kodus kui ka klassiruumis, muutes projektide arengu tõhusamaks kui ei kunagi varem.

Nutitelefoni, tahvelarvuti või kaasaskantava arvuti abil saavad õpilased praegu töötada ja uurida veebi või kindlat mobiilirakendust, kasutada esitlusrakendust Prezi, lugeda aruandeid Wordis, suhelda sõpradega Whatsapp ´ is jne. Lisaks on konkreetsed mobiilirakendused mõeldud õpilastele bioloogia, geograafia, keemia, insenertehnika, füüsika ja muude valdkondade kohta, millest lapsed aru saavad. Õpilased saavad praktiliselt õppida, tellida ja ühendada objekte ekraanil, jälgida tulemusi ja võrrelda neid klassikaaslastega ja see on küllaltki mänguline. Kõrgtehnoloogia juurutamiseks on koolidel vaja rohkem investeeringuid. Peamiselt erakoolid, mitteametlikud koolivälised kursused, samuti koolid, kes teevad koostööd ülikoolide ja teaduskeskustega, saavad kasutada STEMi, kasutades tehnoloogiaid, nagu 3D -printerid, täiustatud modelleerimise tarkvara, roboteid ja virtuaalset ja augmenteeritud reaalsust. Need tehnoloogiad vajavad ka asjakohast hooldust ja kasutaja pädevust, mis on samuti koolides probleemiks.

Sama kehtib insener-tehniliste klasside kohta, mis vajavad praktiliseks õppimiseks vajalikke vahendeid. Selles mõttes annab koolide ja mitteametlike (era/huvikoolide) haridus - ja eraasutuste vaheline koostöö palju eeliseid. Teisest küljest tuleks tehnoloogia arengut puudutavate teaduse ja tehnika uusimad saavutused vähemalt läbi vaadata ja arutada STEMi õppetunnis, et motiveerida õpilasi ja tõsta huvi tehnoloogiliste võimaluste vastu.

12TEHNOLOOGIA

KODEERIMINE ALGKOOLIS2012. aastal sai Eestist esimene riik maailmas, kes käivitas arvutikodeeringu oma 1. klassi õppekavas selleks, et edendada 21. sajandi haridust riiklikul tasandil. Projekti eesmärk on arendada õpilaste digitaalseid oskusi algusest peale, nii et nad ei oleks ainult kaasaegse digitaaltehnoloogia kasutajad, vaid et nad suudaksid neid ka ise luua. Kodeerimisega saab loogikat treenida väga varajasest east, samas saavutatakse ka matemaatika, programmeerimise ja robootika vallas tuntavaid edusamme. Selline lähenemine kujundab õpimotivatsiooni teadmiste taotluses, muudab matemaatika kontseptuaalsemaks, praktilisemaks ja motiveerivaks, selleks et lahendada reaalaja probleeme.

Põhikoolidele kodeerimise tutvustamine annab eestlastele konkurentsieelise tuleviku tööturul. Kodeerimise kirjaoskus toob kaasa veelgi rohkem uuendusi ja kvaliteetseid tarkvaratooteid, mille on käivitanud Eesti. Eesti on juba maailmakuulus Skype tõttu10. Alates 2014. aastast on mõned Euroopa riigid järginud Eesti eeskuju ja kehtestanud kodeerimise oma õppekavadesse.

Selleks, et toetada huvi tehnoloogia, tehnika ja mod-elleerimise vastu, on Balti riikides välja töötatud ko-halikud, piirkondlikud ja rahvusvahelised algatused. Robootika klubide ja huvikoolide osavõtjatel on võimalus osaleda võistlustel robootikas, lennuki ja automodelleerimisel, 3D-modelleerimisel ja muudel aladel. See on võimalik tänu mitmetele mitteformaal-setele, koolivälistele ja huvikooli tegevustele, mis on suunatud õpilastele ja mida rahastavad peamiselt vanemad ning mida korraldavad erahariduskeskused või erikooli projektid. Konkurentsivõimelise tegevuse eesmärk on suurendada laste huvi STEMga seotud valdkondade vastu.

Tehnoloogia ja tehnika maailma tutvustamisega võib kooliväline STEM tegevus muutuda riikliku õppekava

lahutamatuks osaks, nagu seda on kodeerimine Eestis.

Empire 3D Disaini valmistajad, LeeduRohkem kui 2000 õpilast 88 Leedu koolist osales suures 3D tehnoloogiaga seotud üritusel. Õpilased olid seotud 3D laborite kujundamisega, kasutades programmi MakersEmpire 3D, kus on võimalus võita oma koolidele 3D printereid ja õppeprogrammi litsentse. Erinevas vanuses õpilastele (isegi 8-aastased), kellel on 3D disainist vähe teadmisi või need puuduvad, anti võimalus töötada tulevaste tehnoloogiatega ja väljendada oma tehnilist loovust11.

3D printimine ei ole tavategevus üldhariduskoolides, vaid esineb peamiselt ülikoolides, kuid sellel on potentsiaali inspireerida õpilasi ja õpetajaid. Modelleerimine ja disainimine aitavad leida uusi põnevaid võimalusi ja eneseväljendust STEMis, mis omakorda mõjutab nende tulevast karjäärivalikut.

Robootika meistrivõistlused, Läti10 aastat on Riia Tehnikaülikool korraldanud Läti Robootika meistrivõistlusi, kus on osalenud sadu robootika entusiaste kõigist kolmest Balti riigist. Konkurentsi peamine eesmärk on suurendada laste ja noorte huvi tehnika ja robootika vastu, mis on üks kõige kiiremini kasvavaid tööstusharusid maailmas. Võistlus osalejate vahel on korraldatud seitsmes kategoorias (2017), kus robotid peavad täitma erinevaid ülesandeid, nagu liikumine joonistatud joonel, liikudes takistustega trassil, maadlus “vaenlastega” ja palju teisi. Meistrivõistlusel ei ole osalemistasu ega osalejate vanusepiirangut, mis tähendab, et lastel on samad võimalused kui vanematel osalejatel12.

Konkurentsikeskkond ja eksponeeritud robotite mitmekesisus annavad inspiratsiooni insenerioskuste täiendavaks arendamiseks.

Need tegevused koos praktiliste õppetundidega tõestavad laiemale üldsusele tehnoloogia kasutamise mitmekesisust reaalsetes olukordades. Näiteks on robootilised näitused ja võistlused alati paeluvad mitte ainult noortele õpilastele, vaid ka täiskasvanutele, eriti kui kõrgtehnoloogilisi tehnoloogiaid luuakse alla 19-aastaste laste poolt. Robootilised ja modelleerimise tegevused muutuvad üha populaarsemaks ja see kujundab huvi ja on vajadust õpetada tehnoloogiaid ja tehnikat, mis on osa STEMist tavakoolides.

10 Estonia to make coding part of first-grade education, source: https://www.theverge.com/2012/9/7/3300354/estonia-progetiiger-coding-pilot-program

11 https://www.makersempire.com/2000-pupilpupils-in-lithuania-take-part-in-makers-empire-3d-design-challenge/

12 Latvijas robotikas čempionāts 2017, source: http://robotuskola.lv/lv/lrc

https://www.theverge.com/2012/9/7/3300354/estonia-progetiiger-coding-pilot-programhttps://www.makersempire.com/2000-pupilpupils-in-lithuania-take-part-in-makers-empire-3d-design-challenge/http://robotuskola.lv/lv/lrc/about

13 TEHNOLOOGIA

LoodusteadusLoodusteadus, mille all me mõtleme keemia, bioloogia ja füüsika õppetunde, on kaasaegsetes haridussüsteemides juba olemas, kuid koolides õpilaste õpetamisel kasutatavate meetodite tõhusus erineb dramaatiliselt. Esiteks õpetatakse neid teemasid peamiselt eraldi teoreetiliste distsipliinidena (näiteks keskkoolides), ühendamata neid teiste õppeainetega ja tegeliku eluga. Teiseks, ametlik haridus nõuab, et lapsed tunneksid neid kontseptsioone peast nende mõistmise asemel. Liiga ametlik lähenemisviis teadusainetele muudab nad vähematraktiivseks ja vähendab karjääri arendamist. Sellest tuleneb ka erinevus turul spetsialistide pakkumise ja nõudmise vahel.

Mitteformaalsed STEMi tegevused tunduvad nüüd tõhusamad meelitamaks õpilasi teadust sügavamalt mõistma. Seetõttu peab ametlik haridus üle vaatama STEMi õpetamise tavad, mis on huvitavamad ja põnevamad, hõlmates praktilisi tegevusi, projekte, näitlikustamist ja tunniväliseid õppematerjale jne.

Teaduslik meetodTeaduste õpetamise kõige teadaolevam meetod on teaduslik meetod, mida saab praktiliselt rakendada. Rakendatavad juhised on järgmised.

1. Küsimuse esitamine: teaduslik meetod algab, kui uudishimulikud lapsed küsivad küsimusi asjade ja protsesside kohta, mida nad jälgivad. Kuidas? Mida? Millal? Kes? Kelle? Miks? Kus? Need küsimused algatavad üldistusprotsessi ja motiveerivad vastuseid otsima.

2. Taustauuringute läbiviimine: enne uurimistöö üksikasjaliku plaani kirjutamist aitab võrgustike ja raamatukogude kasutamine neil vältida vigu, mida teised uurijad on varem teinud.

3. Hüpoteesi püstitus: mõelge, kuidas asjad toimivad, püüdke vastata küsimusele ja ennustada tulemust. See näitab, mida täpselt uurima hakatakse.

4. Katsetamine eksperimendiga: katse kontrollib, kas ennustus on täpne ja kas hüpotees on toetatud või mitte. Katse on kõige keerulisem osa, sest seda tuleks teha mitu korda, et saada võimalikult täpseid vastuseid.

5. Andmete analüüs ja järeldused: andmete analüüs näitab, kas hüpotees on õige või vale. Kui eksperimenteerimisprotsessi käigus tehti vigu, võib neid kuidagi ümber teha või parandada. Järeldused hõlmavad meetmeid aine uurimiseks.

6. Tulemuste edastamine: lõpparuanne või esitlus (või tutvustus) esitab tulemused ja avab arutelu probleemide võimalike lahenduste kohta ning algatab uued küsimused ja teadustöö ideed.

Sellise struktuuri kohandamine teadusainete õppimiseks võimaldab õppijal saada väga mitmekülgseid teadmisi ja pädevusi nagu täpsus, loogika, uudishimu, analüüsivõime jne, kuid kõige olulisem – see aitab õppida „tegema”. See aitab arendada teaduslikku kirjaoskust, mis põhineb oma kogemusel.

Projektipõhine teadusainete õpe

Pannes uurimistöö ja kogu õppimisprotsessi põhinema küsimustele, võib õppeprotsessi käsitleda kui projektipõhist teadusainete õpet (PPT), mis korraldab ka teadusainete tunde juhtivate küsimuste ümber. Selle asemel, et asetada õppimisprotsessi aluseks ehtne teaduslik küsimus (probleem), suunab PPT õppijaid uurima või kujundama tegevusi, mille tulemuseks on lõpptoote väljatöötamine, mis hõlmab õppimistehnoloogiate koostööd ja kasutamist. See ei anna mitte ainult teadmisi teaduslikes küsimustes, vaid ka tõelist pädevust arendada teaduslikke uuringuid ja muid pädevusi, mis ei ole otseselt seotud nendega (näiteks digitaalsed oskused, probleemilahendus, autonoomia, interaktiivsed oskused, kriitiline ja analüütiline mõtlemine, uudishimu, loovus jne). PPTi võtmeelement on motivatsioon õppida reaalseid protsesse ja probleeme.13

13 Hasni, A., Bousadra, F., Belletête, V., Benabdallah, A., Nicole, M.C., Dumais, N., Trends in research on project-based science and technology teaching and learning at K–12 levels: a systematic review, 2016, p.205-206

14TEHNOLOOGIA

STEM eristub sellega, et see võimaldab õpilastel testida protsesse, millest nad ise teada tahavad. Teadlaste poolt varem tehtud eksperimente kirjeldatakse tavaliselt õpikutes viisil, mida on üsna raske visualiseerida ja jälgida, selleks et testida ja tõestada midagi laboratooriumis. Sageli jäävad teemad ja protsessid arusaamatuks, kui õpilastel ei ole motivatsiooni rohkem avastada. Parim lahendus sellele on katsetada teaduslikke leide klassiruumides, laborites, teaduskeskustes või kodus, tehes koostööd sõprade, õpetajate ja vanematega. See annab võimaluse arutleda ja vältida vigu.

Arenenud koolidel on sageli keemia - ja füüsikalaborid, kuid isegi need ei garanteeri alati õpilaste huvi. Standardiseeritud katsed on tavaliselt õppekavades ette nähtud ja sageli ei selgitata neid protsesse reaalses keskkonnas, mis muudab need põhimõtteliselt kasutuks. Siiski on alati erandeid õpetajate kasutatavates lähenemisviisides, mis kombineerivad erinevaid funktsioone, näiteks keemiliste katsete ja digitaalsete õppimisvahendite loomist.

Ogre algkool, LätiSee algkool Ogre linnas on välja töötanud praktika, mis õpetab loodusteadust läbi eksperimendi/katse. Õpilased valmistavad ette eksperimente väikestes rühmades ja teevad klassi ees esitlusi, selgitades materjale, tööriistade kasutust ja protsesse klassikaaslastele.

Katsed on peamiselt seotud keemia ja füüsikaga ning kasutatud materjalid on kättesaadavad kõigile, vältides samas konkreetsete laboriseadmete ja ainete kasutamist. Õpilased ise selgitavad magnetvälju, helilaineid, vee omadusi, keemilisi reaktsioone, elektriahelaid ja palju muud.

Muud meetodid (nt filmide vaatamine teaduslikest avastustest) võimaldavad sügavamat mõistmist, sest suurem osa ühiskonnast haarab visuaalset teavet palju paremini kui lugemist või kuulamist. Siiski, parim viis millegi kohta teavet saada, on siiski seda järele proovida.

Erinevad hariduskeskused pakuvad kooliealistele lastele eakohaseid tegevusi, mille eesmärk on parandada motivatsiooni teadusmaailma

uurimiseks. Nende keskuste pakutavad tegevused ei ole tavaliselt tasuta, kuid nad tegelevad väga põnevate tegevustega, mida ei saa koolides kogeda.

„Laboratorium.lv”, Läti„Laboratorium.lv” on hariv ja meelelahutuslik ettevõte, mis pakub harivaid tunde, teatrietendusi ja programme pühadeks ja erisündmusteks, mis on täielikult pühendunud põnevale teadusele. Pakutavad tegevused on mõeldud lastele, kes on vanemad kui 5-aastased ja nende eesmärk on lapsi teaduse maailma meelitada. Tööpäevade jooksul korraldab Laboratorium. lv tavaliselt iganädalasi õppetunde füüsikas ja keemias, kuid nädalavahetustel korraldavad nad atraktiivseid teadusteatri etendusi, mis on seotud teemadega, nagu „Helimaailma saladused”, „Mida peab iga õpilane teadma”, „Lühiühendus”, „Leegitsev Teadus” jne. „Laboratorium.lv” on Internetis kättesaadav koos kõigi korraldatud tegevustega, sealhulgas on teave laste minimaalse vanuse kohta (nt 7 +, 12 +), tegevuste töökeele (läti või vene) ja tegevuste täieliku kirjelduse kohta.

Osa mitteametlikust STEMist, simulatsioonidest ja erinevat liiki mitteametlikest tegevustest korraldatakse vanemate õpilaste kaasamiseks. Peamiselt ühendavad nad teadust tegeliku ärimaailmaga. Koolid on kutsutud osalema sellistes tegevustes, et katsetada materjale, mänge või haridusalased platvorme, et neid saaks edaspidi kasutada koolides korrapärasemalt ja sõltumatult.

STEMi rakendamist avalikes koolides on lihtsam saavutada, kui üldsus mõistab STEMi tähendust. Teadus - ja arendustegevuse tutvustamine ja edendamine massiteabevahendis on suurepärane viis, kuidas saavutada STEMi tähtsusest üldist arusaamist ja tunnustamisest täna ja tulevikus. Lisaks sellele muudab STEMga seotud selektiivsete koolituskursuste loomine koolides teaduse – ja tehnoloogia koostöö hõlpsamaks, seega tuleks arendada STEMi tegevust ametliku hariduse raames, et jõuda hariduse kvaliteedini, nagu see on Eestis. OECD andmetel on Eesti üks maailma 10st kõige targemast riigist teaduse ja matemaatika valdkonnas14.

14 OECD, PISA 2015 Results. Excellence and Equity in Education, 2016

15 TEHNOLOOGIA

Teadusprogrammid TeaMe ja TeaMe +, EestiTeaMe + on Euroopa Regionaalarengu Fondi rahastatav programm, selleks et Eestis STEMi populariseerida ning selle eesmärk on luua positiivne sotsiaalne taust, et õppida ja töötada STEMis ning mõjutada noorte huve. Alustati programmiga TeaMe aastatel 2009 – 2015 ja jätkakse tegevust Teame+ programmiga aastatel 2015 – 2020. Et jõuda noorte arendajateni, kasutavad TeaMe ja TeaMe+ erinevaid meetmeid, nagu massimeedia, teadusalane ajakirjandus, teadushariduse ja õpingute mitmekesistamine, teadlaste ja ühiskonna vahelise avatud dialoogi edendamine, samuti eraettevõtete toetamine ning ettevõtete ja koolide koostöö arendamine. TeaMe+ on käivitanud tihedama töö eraettevõtetega, et kaasata neid STEM teemade õpetamisse. See aitab õpilastel ühendada oma õpingud tõelise eluga, teeb teooria kergesti arusaadavaks ja loodab, et noored valivad teadlase või inseneri karjääri.

TeaMe+ on TeaMe programmi jätk, mis on pühendatud ringhäälingu teadusprogrammide arendamiseks nagu „Püramiidi tipus”, mis on suunatud üldisele avalikkusele, et selgitada, kuidas teadus mõjutab keskmist inimest ja millisel viisil teadlaste töö meie elu paremaks muudab. Lisaks „Rakett 69”, kus andekad noored konkureerivad 10 000- eurosele stipendiumile, lahendades keerukaid ülesanded, mida ei õpetata koolis. „Rakett 69” tunnistati Euroopa Ringhäälingute Liidu poolt 2012. aasta parimaks haridusprogrammiks. Lisaks on õppematerjalid välja töötatud kaheksale selektiivsele kursusele ja piloteeritud neid kuues Eesti koolis, mis on spetsialiseerunud täppis- ja loodusteadustele ja tehnoloogiale. Õpikud, töölehtede kogumid ja e-kursused, õpetaja õpikud ja muud materjalid on loodud järgmiste kursuste jaoks:

1. Loodusteadused, tehnoloogia maailm2. Mehhaanika ja robootika3. Arvuti kasutamine uurimisöös4. Rakenduste loomise ja programmeerimise alused5. Geoinformaatika6. Majandusmatemaatika elemendid7. Joonistamine8. Eluline baaskeemia

Teadus -, tehnoloogia - ja tehnikaalase huvi pakkumiseks on välja töötatud platvormwww.miks.ee. Seal avaldatakse lugusid edukatest noortest teadlastest, et innustada teisi alustama karjääri STEMs15. Teised Balti riigid vajavad endiselt teadus- ja matemaatikahariduse parandamist, sest nad praktiseerivad STEMi mitteformaalsete ja mitteametlike kooliväliste tegevuste kaudu, millel on erinevad õpetamise ja ressursside tasemed. Atraktiivsed mängupõhised ja praktilised tegevused teadusainetes ei ole endiselt hariduse prioriteet, kuid erinevad algatused ja ühekordsed projektid on tingitud sellest, et STEMi tähtsus muutub üha paremini äratuntavaks.

15 Science Communication Programme TeaMe, source: http://www.etag.ee/en/funding/programmes/cl osed-programmes/science-communication-programme-teame/

http://www.miks.eehttp://www.etag.ee/en/funding/programmes/cl osed-programmes/science-communication-programme-teame/http://www.etag.ee/en/funding/programmes/cl osed-programmes/science-communication-programme-teame/

16TEHNOLOOGIA

STEM-i õpetamine ja õppimine Leedus, Eestis ja Lätis – fookus-grupid

Selleks, et saada lisateavet STEMga seotud teemade kohta koolides, toimus VGTU Tehnika Lütseumis (Vilnius, Leedu), Põltsamaa Ühisgümnaasiumis (Põltsamaa, Eesti) ja Ķekavas Keskkoolis (Ķekava, Läti) fookusgruppide arutelu. Fookusgrupid moodustati märtsis – aprillis 2018 ning seal oli algkooli ja keskkooliõpetajaid, noosootöötajaid, vanemaid, koolijuhte, ülikooli lektoreid ja haridusasutuste esindajaid. Kokku osales 26 inimest. Keskendudes STEMga seotud haridusele põhikooli 5. –8. klassides Leedus, Eestis ja Lätis, valmistati sihtgruppidele ette viis peamist küsimust.

Haridusega seotud fookusgrupid vastasid järgmistele küsimustele:

1. Kas meie riigis on õpilased piisavalt huvitatud STEMi teemadest koolis?

2. Kuidas me saame käsitleda takistusi STEM-i arendamises meie haridussüsteemis?

3. Millist tüüpi tuge on vaja õpetajatele, et tõhusalt edendada STEMi noorte seas (eriti 5. - 8. klassides)?

4. Kas mitteametlik STEMi haridus on meie riigis hästi arenenud? Mida saab selle parandamiseks teha?

5. Nimetage parimad näited STEMi hariduse näidetest meie riigis ja öelge, miks te arvate, et need on parimad juhtumid?

Pärast sihtrühmade organiseerimist viidi läbi nõuetekohane analüüs, et selgitada välja STEM hariduse olukord kolmes koolis ja Balti riikides üldiselt.

Esimese küsimusega „Kas meie riigis on õpilastel piisavalt huvi STEMi ainete vastu koolis?” keskenduti peamiselt õpilastele, kes olid STEM hariduse peamised kasusaajad. Öeldi, et varajases vanuses kipuvad õpilased näitama rohkem loomulikku uudishimu, mis hakkab aga teises kooliastmes erinevatel põhjustel kaduma. See on punkt, mis näitab STEMi õpetamise kasulikkust esimestest klassidest. Küsimus on ka selles, et õpilased, kes on juba seotud mõne täiendava (lisaõppega) tegevusega STEMi valdkonnas, näitavad

üldiselt rohkem huvi loodusteaduste, tehnoloogia, insenertehnika ja matemaatika vastu. Nagu eelnevalt öeldud, mõjutavad muud aspektid õpilaste huvisid ja motivatsiooni avastada STEM alasid, nagu näiteks STEM õpetajate suhtumine, konkreetsete ainete hinded (mis on motivatsiooniks, et teha rohkem/vähem), ajapuudus ja isegi hooajalisus, sest näiteks iga aastalõpp on kõige tihedam aeg õpilastel õppimiseks, seega jääb vähem aega „raskemateks”, analüüsi - ja analüüsiteemadeks, mis on STEMiga seotud. Sihtrühmade osalejad mainisid ka sügava mõtlemise ja analüüsimise vajadust, mis muudab STEM vähem atraktiivseks eriti vähem pühendunud õpilaste jaoks.

Lisaks sellele ei ole STEMi spetsialistide vajadust tööturul nii veenvalt ühiskonnas kajastatud. Muusikud ja näitlejad on meedias palju edukamad kui arstid või insenerid ning seetõttu ei ole need elukutsed õpilaste jaoks nii atraktiivsed.

Vastates küsimusele “Mis takistab STEM-i arengut meie haridussüsteemides?”, leppisid enamik osavõtjaid kokku, et STEMi rakendamine on problemaatiline nii kontseptuaalsest kui ka tehnilisest aspektist. Esiteks on õppekavad “ülekoormatud”, “kokkusurutud”, “tasakaalustamata”, seega pole õpilastel, ega õpetajatel aega loomingulisemate STEMi tegevuste jaoks. Ametlik haridus on väga standardiseeritud -nõuded on kehtestatud ülevalt pool ja seal ei ole ruumi paindlikkusele, kuigi eeldatakse, et õpilased ise on paindlikud ja loomingulised oma tulevases elus. Selline paindlikkuse puudus ei puuduta mitte ainult õppekavasid, vaid ka õpetamismeetodeid, teemasid ja isegi seadmete kasutamist. Selle asemel annavad kooli õppekavad liiga palju teooriat, mis ei jäta praktilisteks tegevusteks ruumi. Nõutavad eksamid vajavad ettevalmistusteks lisaaega.

Teine teema oli ressursside, nagu inimlik ja rahaline toetus, puudumine. Osalejad mainisid, et vähem formaalne lähenemine STEMga seotud teemadele (rakendamisvõime, põhjalikum mõtlemine ja projektipõhine õppimine) tugineb endiselt õpetajate entusiasmile, kuid õpetajad tunnevad end sageli hüljatuna ja kooli-, valla-riigi- ja isegi vanemate poolse toetuseta. Igas klassis on sageli liiga palju

17 TEHNOLOOGIA

õpilasi, seega on õpetajal võimatu igale küsimusele eraldi tähelepanu pöörata. Seetõttu on vaja täiendavaid inimressursse (nt õpetajad, tehnikud, spetsialistid), et tagada STEMiga seotud õppetunnid koolides ja abistada STEMiga seotud õpetajaid, kes on sageli ülekoormatud (muu) tööga. See on aga seotud spetsialistide leidmisega, kes on võimelised juhtima tegevust insenertehnilistel, robootilistel ja muudel vähem tavapärastel ametlikel ja mitteametlikel haridusteemadel. Selleks, et rakendada uuenduslikku STEM õpetust, on vaja tagada teatud rahalisi vahendeid spetsialiseeritud seadmete, materjalide ja täiendavate töötundide jaoks. Praegu peavad õpetajad (eriti maapiirkondades) sageli töötama mitmes koolis, et tagada oma sissetulek.

Teine aspekt, mis kujundab õpilaste suhtumist keerulistesse STEM teemadesse, on õpetaja arusaam STEMist. Kuna enamik osalejaid olid õpetajad, arutati õpetajate olemasolevaid väljakutseid, paljastades kõige suurema kontseptuaalse probleemi –põhjaliku arusaamise STEMist.

On veel palju õpetajaid, kes rõhutavad teoreetilisi teadmisi, sest neid õpetati aastaid tagasi (see kehtib peamiselt vanemate põlvkondade õpetajate kohta). Nad ei taha sageli eksperimenteerida erinevate õpetamismeetoditega, mis oleksid sobivamad “digiteeritud” põlvkondade jaoks. Mainiti, et õpetajad on sageli oma õpilastest taga tehniliste oskuste poolest. Õpetajate paindlikkuse puudumine on sageli tingitud ka teadmiste puudumisest teatavates valdkondades, mis omakorda mõjutab õpilaste teadmiste üldist ulatust. STEMi arengut takistab ka ebapiisav õpetajate arv, kellel on eriteadmised sellistes valdkondades nagu tehnoloogia, programmeerimine, robootika jne. Mõned STEMi osad võivad vahele jääda, kui nad on väljaspool õpetaja oskusteavet ja mis on seotud ainete ülese õpetamisega ning see näitab, et üldiselt ei ole õpetajad valmis STEMi jaoks, sest puudub endiselt arusaam, millest STEM peaks koosnema. Lisaks ei tea paljud õpetajad isegi STEM-i kontseptsiooni, seetõttu leppisid nende fookusgruppide osapooled kokku, et õpetajate jaoks on vaja täiendavat teabevahetust ja koolitust, et selgitada interdistsiplinaarse õppe, eksperimenteerimise, projektipõhise õppimise vajadust ja kohti, kust otsida teavet.

Vastates küsimustele “Kas mitteametlik STEM haridus on meie riigis hästi arenenud?”, “Mida saab teha selle parandamiseks?”, arutati probleeme, mis on

seotud mitteametlike STEMi tegevustega. Erilist tähelepanu pöörati suurlinnade ja maapiirkondade õpilaste võimaluste erinevusele. Kuna STEM vajab erilisi lähenemisviise õpilaste meelitamiseks ja motiveerimiseks, on suurematel linnadel palju võimalusi külastada muuseume, teaduskeskusi, laboreid, loomingulisi stuudioid jne. Kaugetest piirkondadest pärit õpilaste puhul nõuab mitteametlik STEM haridus palju rohkem ressursse (aega, raha, inimesi jne). Isegi kui õpetajad püüavad luua ise uusi kogemusi (klassiruumides), takistatakse neid sageli bürokraatlike piirangute tõttu, mis omakorda piiravad ka STEM-i tegevust.

Lisaks eelnevalt määratletud vajadustele ja nõuetele STEM arenduseks ja vastates küsimusele “Millist toetust on vaja õpetajatele, et edendada STEMi noorte seas tõhusalt?”, mainisid fookusgruppides osalejad vajadust sobivate metoodiliste materjalide, õppetundide, ressursside, õppekäikude ja muude õppimisvahendite järele, et toetada nende tööd õpilastega. Tuleb kõrgemal tasemel saavutada kokkulepped STEMi rakendamise kohta, et teada, mida õpetada, kuidas seda teha ja millises ulatuses. Erikursused ja õppekavad õpetajate jaoks tuleks välja töötada, et pakkuda tuge, täiendades neid professionaalsete suunistega, õpetada tegevusi STEMi hariduskvaliteedi suunal, selle hariduse juurutamise põhjuseid, samuti meetodeid ja rakendusi, mida kasutatakse reaalajalistes keskkondades. Interneti platvormid koos metodoloogiliste materjalidega,

18TEHNOLOOGIA

õppetundide näited ja õppevahendid, mida kasutatakse ametlikus koolihariduses, aitavad palju õpetajaid ja seega ka õpilasi.

Mõnede sihtgrupi liikmete sõnul tuleb ühiskonda parandada, kaasates vanemaid, eraettevõtteid ja hästi tuntud inimesi, kes võivad suurendada õpilaste huvi STEMi vastu. Koolide ja ühiskonna tihedamaks koostööks võib osalejate riikides luua integreeritud digitaalplatvormi, mis sisaldab koostööd organisatsioonide ja üksikisikutega, kes on valmis koostööd tegema. Muud vahendid, mis aitavad kaasa õpilaste suuremale huvile STEMi vastu, on koolide ja noortekeskuste ümberkorraldamine ja täiendamine eriruumidega (“mängunurgad”), mis on varustatud mängude, raamatute ja seadmetega, mis on seotud STEM- i teemadega. See aitaks õpetajatel kõrvaldada müüti, et “teadusuuringud on äärmiselt rasked” ning näitaksid võimalusi selle lõbusaks, atraktiivseks ja huvitavaks muutmiseks. Sellised vahendid peaksid olema vastupidavad, varustatud piltmaterjaliga ja suutma ringelda paljude koolide ja noortekeskuste vahel.

Mainides parimaid mitteametliku STEM hariduse juhtumeid, arutasid sihtgrupi osalejad olemasolevaid võimalusi õpilastele, et hakata tegelema STEMiga Lätis, Eestis ja Leedus. Selgus, et on palju mitteametlikke tegevusi, nagu teaduskoolid, teatrid, kursused, seminarid, loengud ja eksperimenteerimisseansid, mida korraldavad eraettevõtted, samuti ülikoolid ja teaduskeskused. Need paiknevad peamiselt suurema elanike arvuga linnades, mida varem mainiti peamiselt nende õpilaste puhul, kes elavad suurlinnades või nende lähedal. Näideteks on Eestis „AHHAA” keskus Tartus, Jääajakeskus Tartu lähedal, “ZINOO” keskus Läti suurtes linnades, jne. Need keskused on avatud regulaarselt, seega saab nende külastamiseks korraldada koolitusreise. Nad organiseerivad ka noortele teadlastele laagreid, koolitusi, võistlusi, temaatilisi üritusi, muuseumiõhtuid jne. Sama kehtib ülikoolide kohta, mis asuvad peamiselt suuremates linnades, ja mis tegelevad nooremate põlvkondade temaatiliste haridustegevusega, nt “Uus füüsikute kool”, “Uus bioloogide kool”, “Insenerikoolid” jne. Eraettevõtted, mis on spetsialiseerunud

teadusharidusele (kursused, seminarid), samuti teadusteatrid, telesaated või eraüritused, on nende teenustega seotud kulude tõttu vähem kättesaadavad. Siiski toetavad nad suuremat huvi ja avalikku tähelepanu STEMi rolli vastu.

Õpetajate haridust, konverentse, vahetusi ja arenguprojekte korraldavad ülikoolid, valitsusvälised organisatsioonid ja teised koolid, kuid nad ei jõua vajaliku arvu õpetajateni, kes oleksid vajalikud STEM-ideede laiemas ulatuses rakendamiseks.

Õpilaste huvi edendamiseks STEMi vastu tuleb pöörata suuremat tähelepanu loodusteaduse, tehnoloogia, insenertehnika, matemaatika ning õpetamise ja õppimise meetodite rollile kogu ühiskonnas. On palju edukaid näiteid STEMi rakendamisest Lätis, Eestis ja Leedus, kuid teema teadlikkuse tase ei jõua kõikide vanemate, haridusasutuste ja isegi STEMiga seotud teemadega tegutsevate õpetajateni. Tuleb tagada rohkem tööriistu, meetodeid, näiteid, seadmeid ja muid toetusi, et jõuda rohkemate koolide ja õpetajateni, kes tegelevad ainete ülese, eksperimentaalse ja üldiselt atraktiivse STEMi õpetamisega, sest see on vajalik 21. sajandi oskuste arendamiseks.

19 TEHNOLOOGIA

Kokkuvõte

Looduseaduse, tehnoloogia, insenertehnika ja matemaatika õppimine ei ole ainult selleks, et vastata teaduslikele küsimustele. Õppimine STEMi vahendite abil tähendab rohkem teadmisi ja – kõige tähtsam –see annab need pädevused, mis võivad arendada mõtteviisi, laiemat silmaringi ja õpetada keerulisi probleeme, kasutades nii tehnilist kui ka kunstilist loovust. Õppimine STEMi abil tähendab, et on võimalik otsida vastuseid küsimustele, kasutades teaduskapitali, näiteks teadmisi matemaatikast või tehnoloogiast, et lahendada keemia või bioloogia probleeme. STEM ei anna lihtsalt teadmisi, vaid ka seda, mida saab teha, kui muuta teoreetiline taust praktiliseks vahendiks.

Maailma kõige arenenumad haridussüsteemid on juba tunnistanud eeliseid, mida STEMi õpetamine koolides annab neile, kes vajavad tulevikus kompleksseid teadmisi. Tehnoloogiline ja teaduslik areng on kiirem kui kunagi varem, mis tähendab, et isegi keskmine inimene peab olema kursis STEM-iga seotud teemadega. Robotid olid juba ammu välja töötatud ja nüüd on teadmine, et nende ehitamine iseenesest on muutunud nii võimalikuks nagu mitte kunagi varem. Kuidas saab neid võimalusi kasutada, kui ei ole mingit huvi STEMiga seotud teemade vastu?

STEMi väljaarendamise tähtsus koolides seisneb eelkõige laste huvi tekitamises STEM teemade vastu, muutes oma uudishimu reaalseks mõistmiseks ja suutlikkuseks “teha” ning arendades võimalust teha koostööd teistega, et kujundada uusi tooteid, mis vastavad huvipoolte vajadusele ja näitavad huvi uuenduste vastu. Tänapäeval peavad koolid olema loomingulisemad kui kunagi varem, näidates erinevaid võimalusi ja asju, mis väärivad uurimist, nii et õpilane võib valida oma karjääri ja arendada oma karjääri valdkondades, mida tulevikus hakatakse nõudma. Pidevalt arenevates ja muutuvates keskkondades on vaja arendada uusi oskusi ja pädevusi, et saaks teistega turul konkureerida ja teha seda, millest ollakse tegelikult huvitatud.

Ametlik kooliharidus peab üle võtma mitteametlikke õpetamismeetodeid, et muuta teadusained ja matemaatika laste jaoks põnevaks juba väga varajasest east, samuti tuleb arendada oskusi, mida on vaja erinevate tehnoloogiate kasutamiseks ja loomiseks. Insenerteave ei ole ainult ülikooli õpilastele kättesaadav. Mitteametlikud STEMi võistlused, koolivälised teadustegevused ja isegi õppekava arengu kogemused mõnes riigis on juba näidanud laste võimet ja huvi tehnoloogia, robootika, modelleerimise ja muude “raskete” asjade vastu, mis olid varem kättesaadavad üksnes teadlastele. Kõige suuremaks probleemiks on õppematerjalid ja õpetajate õpetamise tõelised võimed. Et rohkem ja paremini õpetada, peavad õpetajad teadma ja olema võimelised rohkem näitama, mis tähendab pidevat õppimist ja kirglikku enesearendamist. Paljud klassivälised ja koolivälised tegevused, teadus - ja tehnoloogiakeskused, loomaaiad, planetaariumid, muuseumid parandavad noorte (ja ka vanade) teadmisi ja huvisid teaduse ja tehnoloogia valdkonnas ning nende mõju ühiskonnale ja loodusele. Sama peaks toimuma tavapärastes põhi- ja keskkoolides.

Teoreetiliste teadmiste ja reaalsete maailmaprobleemide vahelised seosed peavad kajastuma kõigis klassiruumis arutatud teemades. Et leiutada ravi tänase ravimatu haiguse vastu, tuleb mõista, kuidas keemia võib olla kasulik. Ökoloogilise katastroofi ennetamiseks tuleb mõista mootorite toimimist jne.

Selleks, et arendada karjääri STEM-is, peaks olema kirglik teaduste suhtes ja mitte karta esitada iseendale väljakutse. Seetõttu tuleb leida võimalus otsida vastuseid ja lahendusi väga varajasest east, muuta teadustegevus kõigile kättesaadavaks ja luua ühiskondades STEMi kirjaoskus.

20STEM-PÕHISED KATSED ALGKOOLIDES

STEM-PÕHISED KATSED ALGKOOLIDES

Sissejuhatus teemasse

See osa on pühendunud õpetajate ja õpilaste praktilisele tööle. Praktiline eksperimenteerimine on oluline osa STEMi vastu huvi tõstmisel, mis on sageli liiga teoreetiline ametlikus hariduses. Seetõttu on selles jaotises esitatud praktilisi näiteid väga mitmekülgsetel teemadel ja hõlmavad tehnilist loovust, aineteülest õppimistehnoloogiat ja teadusaineid. Eksperimendid sisaldavad näiteid prototüüpide ja erinevate lahenduste/katsete kohta, et anda praktilist ülevaadet STEM-orienteeritud aladest. Kokku on kirjeldatud 31 õppejuhtumit. Nagu mainitud, on õpetajad projekti peamine sihtgrupp, kuna eesmärk on suurendada nende pädevust ja huvi õpetada neid teemasid õpilastele ametlikel ja mitteametlikel viisidel. Põhikooli õpilased (5. –8. klass) Lätis, Eestis ja Leedus on samuti sihtrühmad, et saada uusi ja täiustatud stiimuleid STEMiga liitumiseks. Käesoleva alajaotise eesmärk on parandada oskusi ja kogemusi eksperimentaalses töös ning stimuleerida

uurimistööd 5. – 8. klassides. Lapsevanemad, mitteametlikud õpetajad, noorsootöötajad ja juhid ning teised ühiskonnaliikmed on teisejärgulised ja võivad samuti kasutada neid juhiseid. Käesolev katsete struktuur on esitatud ametlike õpetajate tunnikavadena. Eesmärk on toetada tööd klassiruumis ja pakkuda lihtsat “samm sammu haaval” juhist. Neid saab kergesti kohandada teiste sihtrühmade vajadustega, sõltuvalt nende nõuetest ja neid saavad kohaldada tegevõpetajad.

Kvaliteetsete juhiste saamiseks on õpetajatel ja teistel sihtrühmadel võimalus anda tagasisidet. Eksperimente saab parandada, kui selline vajadus tekib. Juhendite testimine sihtrühmade abil on projekti oluline osa, tänu võimalusele suurendada loodud eksperimentidesse suuremat kaasamist ja paremat kasutamist.

21 STEM-PÕHISED KATSED ALGKOOLIDES

31 STEMi KATSET ALGKOOLIDELEMUNA PILLAMINE

SissejuhatusKatse hõlmab kahte valdkonda – esimene, “maa gravitatsioon” ja teiseks tehnika. Katse ajal arendavad õpilased oma insenerioskusi, ehitades muna jaoks “ohutu maandumiskoha”, kapsli. Gravitatsioon on jõud, mis püüab kahte objekti üksteise poole tõmmata. Maa gravitatsioon on see, mis hoiab objekte maapinnal, põhjustab esemete kukkumist, ja seetõttu langevad objektid pigem allapoole kui üles. Õpilased saavad teada, miks mõned konstruktsioonid võivad lennata kõrgemal kiirusel maa poole, kuid mõned on aeglasemad, avastades, kuidas maa gravitatsiooni mõjutavad erinevad tehnilised lahendused. Teine osa on pühendunud tehnikale, kus õpilased paarides ehitavad oma “kapsli”. See osa hõlmab vajadust keskenduda tehnilistele oskustele ja tasakaalule, et tagada munale stabiilne maandumine.

Õppekavale vastavad õppeainedFüüsika ja tehnika

AjakuluEsimene õppetund:Avamisosa - 10-15 minutit gravitatsiooni selgitamiseks.

Põhiosa - 25 –30 minutit konstruktsioonile.

Teine õppetund:Põhiosa - 40 minutit ehitustöödeks (jätkamine).

Kolmas õppetund:Viimane osa - 40 minutit maandumiskatsete ja lõpparutelu.

Soovitatav sihtrühmVanus 10-13

Varustus• tualettpaberirullid• ajaleht• jalatsikarp• jäätisepulgad• teip• kummipaelad• plastkott• nöör• õhupallid• Õhumullidega plastmaterjalid

Allikas: https://buggyandbuddy.com

Individuaalne või rühmatööTöö paarides või väikeses 3-liikmelistes gruppides

Mida õpilased õpivadKatse ajal õpivad õpilased gravitatsiooni kontseptsiooni ja ka tehnika tähtsust ohutuse tagamiseks. Õpetaja võib rõhutada kasvavat vajadust “ohutu tehnika” järele nii tulevikuks kui ka igapäevases tegevuses.

Üksikasjalikud juhisedAvamisküsimus on: “Kas sa tead, mis on gravitatsioon? “, mida see teeb objektidele ja konkreetselt, kas õpilased teavad Maa gravitatsioonist. Pärast vastuste saamist peab õpetaja selgitama kontseptsiooni ja tutvustama eksperimenti, demonstreerides mõningaid visuaalseid näiteid lõppväljundist – “ohutu maandumise” kapsel muna jaoks.

Teine osa on ette nähtud ehitusele, mis on kavandatud kaheks järgmiseks tunniks ning võib hõlmata ka “kapslite” mustandite vahetamist. Seega, kui lapsed leiavad, et on vaja midagi täiustada, saavad nad hankida uusi tarvikuid ja täiustada oma “kapslit” lõpliku maandumiskatse läbiviimiseks. Paarides või väikestes rühmades töötavad õpilased võivad jagada varustust.

Lisamärkus: katse lõppetapp peaks toimuma väljas. Keskkonnaküsimused peavad olema läbi arutatud ja eksperimendi ülejäägid ei tohi pärast selle lõppu keskkonda jääda.

Täiendavad materjalidSõltuvalt vanusegrupist saab gravitatsiooni selgitada, näidates videoid, nthttps://www.youtube.com/watch?v=ljRlB6TuMOU

https://buggyandbuddy.comhttps://www.youtube.com/watch?v=ljRlB6TuMOU


NÄHTAMATU TINTSissejuhatusNähtamatu tindi ettevalmistus on lõbus viis õpilastele oksüdatsiooni protsessi õpetada.

Oksüdatsiooni protsessi saab õpetada lihtsate ja saadaolevate toodete, näiteks sidrunmahla abil. Sidrunmahl – või enamik puuviljamahlu –sisaldavad süsinikuühendeid. Need ühendid on toatemperatuuril värvitud. Kuumus võib lõhkuda need ühendid, vabastades süsiniku. Kui süsinik puutub kokku õhuga, tekib protsess, mida nimetatakse oksüdatsiooniks, ja aine muutub hele- või tumepruuniks.

Õppekavale vastavad õppeained Keemia

AjakuluAvamisosa - 10 minutit sissejuhatus ja selgitused oksüdatsiooni kohta.

Põhiosa - 20 minutit eksperimenteerimiseks.Viimane osa – 10 minutit järelduste ja arutelu jaoks.


Varustus• sidrun (1/2 sidrun õpilase kohta)• kauss• lusikas• vesi• värvipintsel• valge paber• lambipirn (väike lamp sobib kõige paremini)

Individuaalne või rühmatööTöö paarides või väikeses grupis (3 õpilast)

Mida õpilased õpivadKatse ajal õpib õpilane oksüdatsiooni protsessi kohta. Kui sidrunimahla lahust värvida paberile, siis süsinikupõhised ühendid imenduvad paberi kiududesse, kuid kui paberit kuumutada, siis mõned keemilised seosed lagunevad. Süsinik muudab värvi oksüdatsiooni protsessis, mil see reageerib õhuga. Õpilased peavad suutma selgitada projekti “maagia” taga olevat teadust.

Allikas: https://antiquitynow.org/2014/07/31/kids-blog-seeing-ancient-invisible-ink-through-modern-eyes/

Üksikasjalikud juhisedSissejuhatuseks võib küsida, kas õpilased on kunagi mõelnud, kuidas spioonid ja salajased agendid saavad salajasi sõnumeid jätta. Nähtamatu tint võib lastele tunduda kõrgtehnoloogilisena, kuid tuleb välja, et selline tint võib olla valmistatud lihtsast köögis leiduvast koostisest/toiduainest. Pärast sissejuhatust (sõltuvalt vanusegrupist) võib õpetaja küsida, miks muutub sidrunmahl mõne keemilise reaktsiooni/kokkupuute tõttu nähtavaks või õpetaja võib selgitada oksüdatsiooni põhimõtet.

Teine osa on pühendatud eksperimendile, kus õpilased peaksid pigistama sidrunist mahla kaussi, lisama paar tilka vett sidrunimahlale ja segama seda lusikaga. Pärast kastavad õpilased värviharja harjased sidruni mahla-vee segusse ja kirjutavad sõnumi või joonistavad pildi valgele paberile. Paber peab täielikult kuivama, et sõnum või pilt oleks loetamatu. Testimine näitab, et kuumus muudab selle taas nähtavaks: hoides paberit väga lähedal lambipirnile; soojeneb paber selle abil ja kuvatakse pilt/teade. Selles faasis on nõutav õpetaja järelvalve.

Õpilased salvestavad tähelepanekuid ja selgitavad, mida nad näevad; õpetaja seob protsessi oksüdeerimisega, küsides, mis juhtus nähtamatu sõnumiga ja mis on tulemus, kui puu- ja köögiviljad läbivad oksüdatsiooni. Algatatakse veel arutelusid, kasutades küsimusi: “Kuidas me saame takistada oksüdatsiooni? “

Täiendav materjal https://www.youtube.com/watch?v=bgUG5Og0adk

https://www.stevespanglerscience.com/lab/experiments/secret-lemon-juice-messages/

https://antiquitynow.org/2014/07/31/kids-blog-seeing-ancient-invisible-ink-through-modern-eyes/ https://antiquitynow.org/2014/07/31/kids-blog-seeing-ancient-invisible-ink-through-modern-eyes/ https://www.youtube.com/watch?v=bgUG5Og0adk


AIR CHALLENGE (ÕHURÕHU KONTROLLIMINE) Sissejuhatus Katse hõlmab kahte valdkonda: esiteks õhu - ja gaasimassi ning teiseks molekulaarse liikumise mõistet gaasides. Katse ajal õpilased näevad, mis toimub kui gaasi soojendada ja jahutada, st gaasi kokku tõmbumine ja paisumine kuuma ja külma vee ning pudeli abil, mis on kaetud pesuvahendiga. Õpilased õpivad gaaside soojendamise ja jahutamisega kaasnevaid gaaside erinevaid molekulaarseid liikumisi ning erinevaid molekulaarseid liikumist tahkete ainete, vedelike ja gaaside puhul. Selles osas kasutatakse õhupalli täis puhumist, kasutades kuuma vett ja pudelit.

Tutvustatakse ka molekulide liikumist tahketes ainetes ja vedelikes.

Õppekavale vastavad õppeained Bioloogia, füüsika

AjakuluAvamisosa – 10 minutit sissejuhatuseks, selgitades teooriat.Põhiosa - 25 minutit eksperimenteerimiseks.Viimane osa - 5 minutit järeldused ja arutelu.


VarustusLühikeseks eksperimendiks: kõvasti tühjenenud korvpall, kaalud, millega saab mõõta grammides, pump, surugaasiga täidetud pudel (saadaval ükskõik millises kontoritarvete poes) või deodoranti.

Varustus:• sukeldumisprillid• 2 läbipaistvat plasttassi• 8-Oz plastpudel• pesuvahend tassi sees• kuum vesi• külm vesi• õhupall

Individuaalne või rühmatööIndividuaalne, töö paarides või gruppides (3 õpilast)

Mida õpilased õpivadKatse ajal õpivad õpilased õhu -/gaasimassi ja molekulaarse liikumise mõistet gaasis, tahkete ainete ja vedelike puhul. Nad praktiseerivad mingit põhilist gaaside kokku tõmbumist ja paisumist. Põhinedes vaatlustel ja oma eksperimentidel, on õpilased

võimelised kirjeldama gaasi molekulaarsel tasandil; soojendamise ja jahutuse mõju gaasimolekulide liikumisele.

Allikas: http://www.middleschoolchemistry.com/lessonplans/chapter1/lesson5

Üksikasjalikud juhisedAvamisküsimus on: “Kas arvad, et õhul on mass?“ Pärast hääletamist sooritab õpetaja klassi ees demonstratsiooni ja asetab tühjaks läinud palli kaalule, et saada algmass. Siis pumpab õpetaja korvpalli nii palju õhku kui võimalik ja paneb selle tagasi kaalule. Pärast seda, et teha asja veelgi põnevamaks, võib kaaluda surugaasi, siis gaasi pritsida paar sekundit ja seejärel uuesti kaaluda. Selles etapis peab õpetaja selgitama, et õhk nende ümber koosneb erinevatest gaasidest ja et need gaasid on valmistatud molekulidest, millel on massid.

Teine osa on pühendatud molekulaarsele liikumisele gaasides. Õpetaja selgitab lühidalt gaaside

kokku tõmbumist ja paisumist ning molekulaarset liikumist gaasides, tahketes ainetes ja vedelikes. Seejärel eksperimenteeritakse kuuma ja külma veega ning pesuvahendiga kaetud pudeliga. Kui pudel asetatakse kuuma vette, tekib pudeli ülaservas mullivorm. Kui pudel asetatakse külma vette, muutub mull väiksemaks.

Lisamärkus: Õpilased võivad võistelda ka kasutades kuuma vett ja pudelit, et õhupall õhku lasta. Õppetunni lõpus arutavad õpilased tähelepanekuid ja teevad järeldusi.

Täiendavad materjalidhttp://www.middleschoolchemistry.com/lessonplans/chapter1/lesson5https://www.stevespanglerscience.com/lab/experiments/balloon-expansion-sick-science/

http://www.middleschoolchemistry.com/lessonplans/chapter1/lesson5http://www.middleschoolchemistry.com/lessonplans/chapter1/lesson5http://www.middleschoolchemistry.com/lessonplans/chapter1/lesson5http://www.middleschoolchemistry.com/lessonplans/chapter1/lesson5https://www.stevespanglerscience.com/lab/experiments/balloon-expansion-sick-science/https://www.stevespanglerscience.com/lab/experiments/balloon-expansion-sick-science/


LUMEKRISTALLIDSissejuhatus See õppetund sisaldab uusi keemilisi termineid - vedelikku, lahust ja suspensiooni, et teha kristall lumehelbeid. Vedelik on üks aine olekutest, kuid veelgi huvitavam on asjaolu, et kõik vedelikud võivad olla lahustid, et valmistada lahus ette. Lahus on kahe või enama aine homogeenne segu, mis koosneb lahustuvast ainest ja lahustist. Selles eksperimendis on lahustuv aine pesuvahend ja lahusti on vesi. Suspensioon on vedela ja tahkete osakeste heterogeenne segu. Suspensiooni saamiseks ei tohi osakesed vedelikuga lahustada.

Õppekavale vastavad õppeained Keemia

AjakuluEsimene õppetund:Avamisosa – 10 minutit õpetajale selgituste tegemiseks.Põhiosa – 25 minutit katse kavandamisel ja seadistamisel.Viimane osa – 5 minutit arutelu tulemuste kohta, mida õpilased järgmisel päeval ootavad. Eksperiment jäetakse seisma ööks ja jätkatakse järgmisel päeval.

Teine õppetund:Põhiosa – katse tulemuste hindamise 10 minutit.Viimane osa – 10 minutit järeldused ja arutelu.Ülejäänud 20 minutit õppetunnist saab suunata järgmisele teemale või teise katse ettevalmistamisele.

Soovitatav sihtrühm10-11 aastased

VarustusIga õpilase materjalid:

• supilusikas• käärid• torupuhasti (pudeliharjad; saab käsitöö poest)• puuvillane nöör• 3 klaasi• puust varras - või pliiats• veekindel marker

Kogu rühma materjalid, mida jagada:

• borax (naatriumboraat) pesuvahend• paberrätikud• veekann (valikuline)• toiduvärv (valikuline)

Individuaalne või rühmatööIndividuaalne töö

Mida õpilased õpivadÕpilased õpivad vedelike, lahuste ja suspensioonide kohta, valmistades kristall-lumehelbeid ning saavad kasutada sobivat terminoloogiat vedelike täiendavaks õppimiseks. Segades erinevaid koguseid borax pesuvahendit veega saavad õpilased teada, mida kõik eespool nimetatud keemilised terminid esindavad. Lisaks õpivad õpilased mõistet „kristallisatsioon” tähendust.

Üksikasjalikud juhisedKeemia ja käsitöö abil õpilane teeb kristall lumehelbeid ja õpib, millal ja miks kristallid moodustuvad. Õpetaja selgitab, et torupuhastitest (pudeliharjast) valmistatud lumehelbed peavad olema piisavalt väikesed, et olla klaasi sees (vt ülaltoodud pilti). Õpilased üritavad jäljendada looduslikke lumehelbeid ja luua oma unikaalseid “lumehelbeid”.

Kasutades kääre, torupuhastusvahendeid ja kujutlusvõimet, teeb iga õpilane kolm lumehelbekest. Samal ajal keedab õpetaja vett kannus või pliidil. Kui lumehelbed on tehtud, tähistavad õpilased kolm klaasi oma nimega ja märgistavad esimese klaasi “vedelikuna”, teise “lahusena ja kolmanda kui “suspensioon”.

Lumehelbed peavad olema nööri abil kinnitatud pliiatsi külge, nii et lumehelbed ripuksid klaasi sees keskel. Lumehelbed nööri otsas pannakse kõrvale,

Allikas: https://www.pinterest.com/pin/556687203932515493/

https://www.pinterest.com/pin/556687203932515493/


et klaase ette valmistada. Järgmisena lisatakse kahte klaasi borax- pesuvahendit. “Lahuse” klaasi lisavad õpilased 1 lusikatäie borax- pesuvahendist. Klaasi “Suspensioon” lisatakse 3-5 lusikatäit borax pesuvahendist, olenevalt klaasi suurusest. “Vedelik” klaasi ei tohi lisada borax-pesuvahendit. Ohutuse huvides valab õpetaja nüüd kuuma vett (üle 90°C) igasse klaasi (klaasid peavad olema kuumakindlad). Õpilased segavad aeglaselt „lahust” ja „suspensiooni”.

Soovi korral võib lisada ka toiduvärvi. Kolme klaasi riputatakse 1 lumehelbeke. Lumehelbed peavad klaasis vabalt rippuma, puudutamata klaasi külgesid ega põhja. Klaasid tuleb ööks seisma jätta.

Järgmisel päeval kontrollivad õpetaja ja õpilased tulemusi. Õpilased tõstavad ettevaatlikult puust pliiatsit ja asetavad selle lauale, et kontrollida, kas kristallid on moodustunud. Õpilased tõdevad, et kristallid on ainult ühes klaasis,- “suspensiooni” klaasis.

Lisaks arutab õpetaja õpilastega tulemusi ja selgitab kõiki keemilisi termineid, st. vedelikku, lahust ja suspensiooni. Õpilased taipavad, et ainult vesi oli esimeses klaasis. Teises, kus väikeses koguses borax’it on lisatud, on see täielikult lahustunud – seega on see lahus. Kolmandas klaasis, kus oli vett ja palju borax’it ja see ei lahustunud täielikult, sest õpilased võivad näha tahkeid borax’i osakesi klaasi põhjas; seetõttu on see suspensioon. Tahked booraksi osakesed on kinnitunud suspensioonina torupuhastitele, st suspensioonis ei ole lahustunud osakesi, mis hõljuvad vedelikus. Seetõttu on ilusad kristall-lumehelbed pikkamisi moodustunud öö jooksul ja seda nimetatakse kristalliseerimiseks.

Täiendavad materjalidhttps://www.thoughtco.com/solutions-suspensions-colloids-and-dispersions-608177

https://www.stevespanglerscience.com/lab/experiments/magic-crystal-snowflake/

http://www.snowcrystals.com/science/science.html

(JÕULUPUU) KARRA HÕLJUTAMINE

Sissejuhatus Õpilased, kui sa neilt küsid, on kohanud staatilist elektrit, tundes elektrilööki, mis on mõnikord isegi valulik. Elektrilöök on tegelikult staatiline laeng. Selles õppetükis õpivad õpilased staatilist elektrit. See lõbus tegevus võimaldab õpilastel saada aru staatilisest elektrist ja avastada, et staatilise elektri laeng reageerib sarnaselt magnetitega. Laetud esemed tõukuvad, kuid vastupidist laetud objektid tõmbavad üksteist ligi. Õpilased saavad teada, et staatiline elekter tekib hõõrdumise teel ja ei ole elektrivooluga ühendatud.

Õppekavale vastavad õppeained Füüsika

AjakuluAvamisosa – 10 minutit õpetaja demonstratsioon ja selgitused

Põhiosa – 25 minutit katse

Viimane osa – 5 minutit järeldused ja arutelu


VarustusÕpetaja demonstratsioon: jäik plasttoru ligikaudu 2 cm läbimõõt ja ligikaudu 30cm pikk, kard (jõulupuu kaunistus), kunst karusnahk või vill (tükk 10 x 10cm).

Iga õpilase materjalid:

• joonlaud• käärid• veekindel marker• Mylari kard (jõulupuu kaunistus)• kunst karusnahk või vill (tükk 10 x 10 cm)• lint• stürovahu tass• alumiinium kandik (minimaalne läbimõõt 20 cm)• stürovahu plaat (väike plaat 50 x 50 cm)• muu riie, nt puuvill, polüester (valikuline)

Individuaalne või rühmatööIndividuaalne töö

https://www.thoughtco.com/solutions-suspensions-colloids-and-dispersions-608177https://www.thoughtco.com/solutions-suspensions-colloids-and-dispersions-608177https://www.stevespanglerscience.com/lab/experiments/magic-crystal-snowflake/https://www.stevespanglerscience.com/lab/experiments/magic-crystal-snowflake/http://www.snowcrystals.com/science/science.html


Mida õpilased õpivadÕpilased saavad staatilisest elektrist aru lõbusal viisil, avastades, et staatiline elektrilaeng reageerib sarnaselt magnetitele. On selgitatud, et staatiline elekter ei ole elektrivool, kuid see elekter tekib hõõrdumise teel. Õpilased saavad teada, et vastupidiselt laetud esemed tõmbavad üksteist ja sarnaselt laetud esemed tõukuvad. Lisaks saavad õpilased teavet elektronide ülekandmise kohta materjalides ja staatilise elektrilaengu kohta nende vahel.

Allikas: http://familyfun.go.com/crafts/crafts-by-type/educational-craft-activities/science-projects/fantastic-floating-orb-1033876/

Üksikasjalikud juhisedEnne demonstratsiooni laadib õpetaja plasttoru staatilise elektriga, hõõrudes toru kunstkarusnaha vastu, nii et õpilased seda protsessi ei näeks. Seejärel hoiab õpetaja karda (umbes20 cm) toru kohal ja siis vabastab karra (selgitamiseks ülaltoodud pildil). Tänu staatilisele elektrile hõljub kard plasttoru kohal kui kera ja õpetaja (koos mõningase praktikaga) suudab seda pikka aega hõljutada. Õpetaja küsib: “Miks see kard õhus hõljub? “ Pärast seda selgitab ta, et fenomen tekib elektrostaatilise laengu tõttu. Selle kinnitamiseks teevad õpilased oma katse.

Kõigepealt valmistavad õpilased ette karra, mida kasuta

Documents

2018...Järgmised suunised algklasside õpetajatele on välja töötatud koostöös algkoolide ja Eesti, Läti, Leedu ja Sloveenia valitsusväliste organisatsioonide esindajatega,