2010
Margus Pedaste, Tartu Ülikool
Tago Sarapuu, Tartu Ülikool
Tartu ülikooli loodusteadusliku hariduse keskuses on juba kümme aastat käinud regulaarselt koos bioloogiaõpetajate aktiiv, kuhu kuuluvad tublimad bioloogiaõpetajad Eesti kõigist maakondadest ja suurematest linnadest, suur osa neist on ka ainesektsioonide juhid. Koos aktiivi liikmeskonnaga on uuritud bioloogia õpetamist eri riikides ning jõutud ühisele arusaamisele, et praegu kehtiv ainekava ja sellele vastavad õppematerjalid ei toeta õpilastel loodusprotsessidest seostatud arusaamise kujunemist piisaval määral , vähene roll on igapäevaeluliste rakendusliku väärtusega probleemide lahendamisel ning praktilistel ja uurimuslikel töödel. Võib ka öelda, et koolibioloogia on osutunud liiga teoreetiliseks ja jätab vähe võimalusi avastamisrõõmuks ning tutvumiseks nüüdisaja bioloogiateadlaste tegemistega. Probleem on see, et õpilaste põhitegevuseks on enamasti teadustulemuste äraõppimine, mitte aga loodusteadusliku meetodi omandamine ning rakendamine ümbritsevas loodus- ja inimkeskkonnas peituvate probleemide lahendamiseks ja selle tulemustes sisalduvate seaduspärasuste avastamiseks.
Ainekava on valminud tihedas koostöös õpetajatega
Juba 2002. aastast on koostöös bioloogiaõpetajate aktiiviga analüüsitud põhikooli bioloogia ainekava sisu ning töötatud välja ettepanekuid selle muutmiseks. Ühtlasi on leitud, et bioloogia peaks liikuma seniselt objektikeskselt lähenemiselt protsessikesksele, faktikeskselt probleemikesksele, passiivselt teadmiste omandamiselt aktiivsele huvitavate probleemide lahendamise ning uurimusliku lähenemise teel. Kõiki need põhimõtteid on võetud arvesse uue ainekava koostamisel. Aastal 2002 hakati koostama põhikooli bioloogia protsesside ja mõistete süsteemi, esmane versioon valmis 2004. aastal. Töö aluseks võeti põhikooli bioloogiaõpikutest leitud 2228 mõistet ning põhjaliku analüüsi tulemusena jõuti põhivarani, mis sisaldab 44 protsessi õpetamiseks vajalikku 236 mõistet. Äsja valminud põhikooli bioloogia ainekava koostamisel on lähtutud just nendest protsessidest ja mõistetest. Protsessipõhine lähenemine on võimaldanud vähendada ka õpilaste koormust: näiteks ei pea mitmekümne organismiga seonduvalt õppima ikka uuesti ja uuesti organismi hingamist ja hingamiselundkonna ehitust. Selle asemel tuleb esmalt selgeks saada, et hingamine on kõigile organismidele vajalik energia saamiseks, ning seejärel vaadelda põhimõttelisi arenguid hingamisprotsessi täiustumisel: kõige lihtsamad organismid hingavad kogu kehapinnaga, keerukamatel taimedel on arenenud õhulõhed, loomadel on vees hingamiseks lõpused ja maismaal hingamiseks kopsud.
Lisaks bioloogiaõpetajate aktiivile on ainekava koostamisel oluline roll olnud õpetajatel, kes on aastate jooksul osalenud TÜ loodusteadusliku hariduse keskuse korraldatud täienduskoolitustel. Koolitused on keskendunud eelkõige arvuti kasutamise võimalustele probleemide lahendamisel ja uurimusliku õppe rakendamisel. Koos õpetajatega on analüüsitud loodusainete õppesisu ning leitud, millised on need teemad, mille keerukusest ja tähtsusest tingituna on otstarbekas rakendada IKT võimalusi. Tuginedes koostöös küpsenud ideedele on Tiigrihüppe Sihtasutuse toel valminud hulk veebipõhiseid mudeleid ning simulatsioone nii põhikooli kui ka gümnaasiumi loodusteaduslike teemade käsitlemiseks, probleemide lahendamiseks ja uurimuslikuks õppeks (vt http://bio.edu.ee/). IKT kaasamine on tähtsal kohal ka uues ainekavas, kus on otseselt viidatud õpitarkvara kaasamise võimalustele.
Ainekava tugineb teadusuuringutele
Bioloogia ainekava koostamist ja rakendamisvõimalusi on toetanud ka teadusuuringud – nii magistri- ja doktoritööd kui ka rahvusvaheline koostöö. Nii näiteks on põhikooli bioloogia protsesside ja mõistete süsteemi käsitletud mitmes magistritöös, Mario Mäeots on oma magistri- ja doktoritöös uurinud uurimuslikes õpikeskkondades õppimise seaduspärasusi ning Margus Pedaste magistri- ja doktoritöö on suunatud probleemilahendamisoskuste arendamise temaatikale. Ave Täär analüüsis oma 2009. aastal kaitstud magistritöös tegureid, mis mõjutavad uurimusliku õppe rakendamist koolides ning Marlen Tärgla magistritöö otsis probleemide lahendamise võimalusi uues ainekavas. Tähtis roll ainekava arendamisel on olnud ka Tago Sarapuu juhitud Euroopa Komisjoni 6. raamkava projektidel Biohead-Citizen ja Volvox. Esimeses projektis analüüsiti võrdlevalt paarikümne riigi bioloogia ainekavasid ja õppematerjale ning küsitleti õpetajaid ja üliõpilasi. Uuringu tulemustest selgus, kuidas õpetajate haridus, usulised tõekspidamised ja kultuurilised iseärasused kajastuvad eri riikide koolibioloogias. Volvoxi projekti raames keskenduti aga praktilise ja uurimusliku sisuga, tänapäeva bioloogiateaduse saavutusi tutvustavate ja populariseerivate õppematerjalide koostamisele. Kokkuvõttes on keskuses läbiviidud uuringud ja rahvusvaheline koostöö andnud olulise panuse bioloogia ainekava nüüdisajastamiseks.
Valminud ainekava nüüdisajastab bioloogia õppesisu
2011. aastal järk-järgult rakenduva bioloogia ainekava arendamise eesmärk on olnud õpetajate ja õpetajakoolitajate praktikale ning teadusuuringutele tuginevalt nüüdisajastada õppesisu, täpsustada õpitulemusi, vähendada õpilaste õpikoormust, suunata õpetajaid aktiivsete õppemeetodite kasutamisele, ning tagada bioloogia tihedam lõimimine loodusvaldkonnas ja õppekava üldosaga, vältides ebavajalikku dubleerimist. Seejuures arvestati õppekava alusväärtusi, üld- ja valdkonnapädevusi, läbivaid teemasid ning teisi üldosa nõudeid ja põhimõtteid.
Õpikoormust on vähendatud peamiselt kolmel moel: 1) vähendati ainesisu dubleerimist teiste loodusainetega nii samas kui ka eelnevates õppeastmetes; 2) kirjutati õppesisu ja õpitulemused detailsemalt lahti (sealhulgas toodi välja põhimõisted), et õpetamisel mitmesuguseid õppematerjale kasutades oleks võimalik lihtsamini otsustada, mis on põhivara ja mis lisamaterjal; 3) mitmete organismirühmade varasema, süstemaatikast lähtuva eraldi käsitlemise asemel on uues ainekavas neid vaadeldud kompleksselt ja lähenetud protsessipõhiselt – nii väheneb konkreetsete rühmade fookustamine ja seega ka õpikoormus.
Uues õppekavas on sätestatud, et 7. klassis õpitakse bioloogiat vaid üks ning 8. ja 9. klassis kaks tundi nädalas. Sellest tulenevalt on viidud nüüd osa varem 7.–9. klassi bioloogias käsitletud teemasid 4.–6. klassi loodusõpetusse. Eelkõige puudutab see organismide mitmekesisuse käsitlemist, liikide tundmaõppimist, ökoloogia põhialuste omandamist ning keskkonnakaitse teemade õppimist. Lisaks sellele on vähendatud keskkonnakaitse teemade käsitlemist bioloogiatundides tulenevalt geograafia ainekavast. Kõigi loodusainete ainekavad lõimuvad uurimusliku õppe, praktiliste tööde ja IKT rakendamise näol. Arendatavaid uurimuslikke ning probleemilahendamise oskusi saab käsitleda üldiste loodusteaduslike teemadena ning rakendada kõigi õppeainete õpitegevuses, kuid ühtlasi seovad need loodusainetega tihedalt ka matemaatika.
Eelnevast lähtuvalt on koolibioloogia peamiseks eesmärgiks seatud probleemide lahendamise kaudu tervikülevaate saamine eluslooduse mitmekesisuse, ehituse ja talitluse, pärilikkuse, evolutsiooni ja ökoloogia ning elukeskkonna kaitse printsiipidest. Põhikooli ainekavas on loetletud mõisted, mis on vajalikud erinevate protsesside käsitlemiseks, ning praktilised tööd ja IKT võimalused, mis aitavad sõnastatud õpitulemusi saavutada. Teadmisi omandatakse suurel määral teaduslikule meetodile tuginevate uurimuslike ülesannete kaudu, mida lahendades saavad õpilased probleemide püstitamise, hüpoteeside sõnastamise ja katsete või vaatluste planeerimise, läbiviimise ning tulemuste analüüsi ja tõlgendamise oskused. Tähtsal kohal on uurimistulemuste suuline ja kirjalik esitamine, kaasates verbaalseid ja visuaalseid esitusvorme.
Gümnaasiumi bioloogias on tähtsal kohal õpilaste bioloogiateadmiste ja -oskuste arendamine, mis võimaldab erinevaid loodusobjekte ja protsesse mõista, selgitada ning prognoosida nendega toimuvaid muutusi. Seejuures saavad õpilased loodusteaduslikule meetodile tuginevate uurimuslike ülesannete kaudu ülevaate bioloogiateaduste hetkeseisust ja tulevikusuundumustest ning nendega seotud rakendustest ja elukutsetest, mis toetab neid elukutsevalikul. Õpilaste sisemiseks motiveerimiseks ning nende toimetuleku suurendamiseks looduslikus ja sotsiaalses keskkonnas on õpitegevus suunatud igapäevaeluliste probleemülesannete lahendamisele, rakendades senisest enam praktilisi töid ning arvutisimulatsioone ja -mudeleid.
Märkimisväärseid muutusi esineb gümnaasiumi bioloogia kõigis neljas kursuses. Siinkohal võib välja tuua aine- ja energiavahetuse teemade lihtsustamise ning hingamisprotsessi uudse käsitluse. Märkimisväärselt on konkretiseeritud inimesebioloogia osa, mis uues ainekavas paikneb nüüd 2. kursuse lõpus. Rakendusbioloogilised aspektid leiavad küll kaasamist kõigi teemade juures, kuid iseseisva terviku moodustab see gümnaasiumi valikkursuses. Vähendatud on ökoloogia ja keskkonnakaitse teemade mahtu, mis kohati dubleerisid geograafias esitatavat. Lisaks sellele on uuendatud ainekavas lihtsustatud ka evolutsiooniteemasid ning vähendatud nende faktirohkust.
Ainekava saab rakendada vajalike õppematerjalide ja koolituse abil
Ainekavaga planeeritud suured muudatused saavad rakenduda vaid vajalike tugisüsteemide olemasolu korral. Seejuures on tähtsal kohal nii vastavad õppematerjalid kui ka koolitus. Koolitus peab olema suunatud nii uutele õppivatele kui ka juba töötavatele õpetajatele. TÜ loodusteadusliku hariduse keskuses toimuvas õpetajakoolituses ning viimastel aastatel läbi viidud täienduskoolitustes on juba katsetatud uude ainekavasse kirjutatud ideede rakendamist. Seega on olemas teadmised ja oskused, mille alusel saab koostada vajalikud õppematerjalid õpilastele ning metoodilised materjalid õpetajatele – nendele tuginedes on võimalik läbi viia ainekava rakendamisele suunatud koolitusi.
Põhikooli bioloogia ainekava rakendumiseks on hädavajalik kõigi õpikute ja töövihikute väljavahetamine, põhjuseks nii käsitletavate teemade muutused kui ka paradigmaatilised uuendused ainekäsitluses. Praegu koolis kasutatavad bioloogia õppimiseks avaldatud õpikud ja töövihikud on aluseks võtnud objekti- ja süstemaatikakeskse lähenemise, mis tingib õppimises suure ülekoormuse ja võib tekitada situatsiooni, kus bioloogia mõistmise seisukohast olulised protsessid ei leia piisavalt käsitlemist. Uus ainekava on struktureeritud küll osaliselt lähtudes biosüstemaatikast, kuid lähenemine erinevatele organismirühmadele on eelkõige protsessikeskne. Protsesside mõistmiseks on kõige efektiivsemad praktilised tööd ja uurimuslik õpe ning nii on lisaks õpikule vaja põhikooli bioloogia ainekava rakendamiseks koostada ka õpilastele vastav töövihik. Uue ainekava järgi ei õpita 7. klassis enam taimedega seonduvat. Teisalt on täiesti muutunud ka 7. klassi põhiteemaks oleva selgroogsete loomade mitmekesisuse ja eluprotsesside käsitlus. Kui kasutatavas õpikus käsitletakse eraldi kalu, kahepaikseid, roomajaid, linde ja imetajaid, siis uue ainekava kohaselt vaadeldakse eraldi erinevaid protsesse ning loomarühmi käsitletakse pigem näitelisel tasandil. Sarnased suured muudatused on vajalikud 8. klassis, kus tuleb uue ainekava kohaselt erinevalt varasemast käsitleda taimede mitmekesisust ja eluprotsesse ning ka selgrootute loomade, seente ja mikroorganismide käsitlemine on muudetud protsessipõhiseks. Palju on muutunud ökoloogia ja keskkonnakaitse käsitlus. Kõige enam ühtivad käsitletavad teemad vana ja uue ainekava puhul 9. klassis. Samas ei sobi uue ainekava rakendamiseks ka põhikooli bioloogiaõpiku 4. osa, sest selle käsitlus on liialt anatoomiakeskne ega haaku uue ainekava järgi 7. ja 8. klassis õpitavaga. 7. ja 8. klassi uute õppematerjalide koostamisel ei ole 9. klassi praegu kasutusel olev õpik enam kohane ning vajab samuti väljavahetamist.
Praktiliste tööde, uurimusliku õppe ning IKT võimaluste rakendamine tuleb tagada töövihikute abiga. Need peavad sisaldama eelkõige probleemilahendamise oskusi ja uurimuslikke oskusi arendavaid ülesandeid vastavalt ainekavas olevatele teemadele ja õpitulemustele. Kaaluda tuleks ka alternatiivvõimalusi pakkuva töölehtede kogumiku avaldamist. Sellest saab iga õpetaja just oma klassile sobivad tööd välja valida. Probleemülesannete ja uurimuslike ülesannete lahendamise oskuste arendamiseks ja hindamiseks, aga ka protsessipõhise lähenemise rakendamise selgitamiseks on väga vajalik õpetaja metoodiline abimaterjal.
Ka gümnaasiumi bioloogias tuleb kõik õpikud ja töövihikud välja vahetada. See tuleneb esiteks asjaolust, et uuendatud ainekava sisulist mahtu on märkimisväärselt vähendatud ning praegused õpikud on üle koormatud faktilise materjaliga, mida edaspidi võiksid kasutada loodussuuna süvaõppega koolide õpilased. Lisaks sellele on gümnaasiumi uues ainekavas muutunud mitme teema üldine käsitlus ning ka nende kursustesisene paiknemine. Teine vajadus tuleneb nüüdsest rõhuasetusest looduslike protsesside tervikarusaamisele – kasutusel olevad õpikud ja töövihikud pööravad ülemäärast tähelepanu ehituslikele aspektidele, kuid õpitavast protsessist saadav tervikpilt jääb tagaplaanile. Olulisel kohal on uuendatud ainekavas ka praktilised tööd, uurimuslik lähenemine, IKT rakendamine ning elukutsetega seonduv – neid valdkondi ei toeta aga praegused õpikud ja lisamaterjalid üldse.
Bioloogiat õpetab põhikoolis väga palju õpetajaid, kes ei ole hariduselt bioloogiaõpetajad ning ilmselt ei ole ka kursis tänapäevaste probleemõppe ja uurimusliku õppe rakendamise ega ka bioloogia protsessikeskse õpetamise võimalustega. Probleemilahendamise ja uurimuslike oskuste käsitlemist on Tartu Ülikooli bioloogiaõpetajaks õppivatele üliõpilastele õpetatud viimase seitsme aasta jooksul, kuid varem ei ole neile ka õpetajakoolituses erilist tähelepanu pööratud. Seega on uue ainekava rakendumise huvides vaja õpetajatele ulatuslikku täienduskoolitusprogrammi pakkuda. Selle raames saaks anda lühiülevaate vastavatest teoreetilistest alustest, õpetamise metoodikast, olemasolevate õppematerjalide kasutamise võimalustest ning uue metoodikaga seonduvate õpitulemuste hindamisest.
Bioloogiaõpet nüüdisajastades tuleb arendada ka õpikeskkonda
Uue ainekava rakendumise eelduseks on ka õpikeskkonna arendamine nii, et see võimaldaks praktiliste tööde, uurimusliku õppe ning IKT rakendamist. See eeldab küll senisest palju enamate katsevahendite olemasolu, kuid ei tähenda tingimata vajadust suure rahasumma järele. Pigem tuleb läbi mõelda, kuidas on optimaalsete lahenduste abil võimalik õpikeskkonda oluliselt täiustada.
Loodusainete õpetamisel on planeeritud, et kool korraldab vähemalt 25% õpet rühmades, mille suurus on põhikoolis kuni 17 ning gümnaasiumis kuni 21 õpilast. Praktiliste tööde võimaldamiseks peaks valdav osa õpet toimuma klassis, kus on soe ja külm vesi, valamud, elektripistikud, sobiva kattega töölauad, vajalikud katsevahendid ja -materjalid ning IKT demonstratsioonilahendused õpetajale. Vähemalt kord õppeaastas peab kool võimaldama bioloogiat õppida väljaspool kooli territooriumi – näiteks looduskeskkonnas, muuseumis või laboris. Ainekavas loetletud praktiliste ja uurimuslike tööde tegemiseks on vajalik ka internetiühendusega arvutiklass.
Uue ainekava rakendamisse peavad panustama nii selle väljatöötajad kui ka õpetajad
Kokkuvõttes võib öelda, et uues bioloogia ainekavas on palju uusi ideid, mis nüüdisajastavad bioloogiaõpetust Eestis. Ainekava on aga ainult dokument, millel on kahtlemata ka oht jäädagi lihtsalt dokumendiks. Ainekava praktikas realiseerumise nimel tuleb jätkata tööd nii selle väljatöötajatel kui ka kõigil õpetajatel ja õpetajakoolitajatel. Ainekava väljatöötajate osalusel tuleb veel koostada uued õppematerjalid ja metoodilised juhendid nii õppetööks kui ka õpikeskkonna arendamiseks. Õpetajatel tuleb ainekava enda jaoks oma kooli võimalustest lähtuvalt läbi mõelda ning vastavalt vajadusele üht-teist juurde õppida. Õpetajakoolitajad peavad aga pakkuma võimalusi, mis lubavad õpetajatel end ainekava ideestikust lähtuvalt koolitada. Kui kõik osapooled oma ülesandeid täidavad, siis võime mõne aasta pärast tunda heameelt meie koolide õpilaste heal rahvusvahelisel tasemel bioloogiahariduse üle ning oodata nende suurenenud huvi siduda oma tulevik bioloogiaga ja oskust teha teadlik valik oma karjääri planeerides.
Artikkel avaldatud esmakordselt õppekava veebis põhikooli loodusainete valdkonnaraamatus 2010, ISBN: 978-9949-9110-2-8