Lõiming

Üldpädevused
Väärtuspädevus. Bioloogia õppimisega kujundatakse positiivne hoiak bioloogilise mitmekesisuse suhtes, mis hõlmab nii loodus- kui ka sotsiaalset keskkonda. Väärtustatakse teadmiste ja oskuste omandamist läbi enesejuhitud õpiprotsessi, rakendades seejuures uurimuslikku lähenemist ja probleemide lahendamist, ning kujundatakse tervislikke eluviise. Väärtuspädevuse arendamisel on oluline koht igapäevaste dilemmaprobleemide lahendamisel, mis lisaks looduskeskkonnale hõlmab ka sotsiaalset komponenti. Gümnaasiumi ainekava kõigi kursuste õpitulemused eeldavad dilemmaprobleemide lahendamist, kus otsuse langetamisel tuleb arvestada teaduslikke, seadusandlikke, majanduslikke ning eetilis-moraalseid aspekte.

Sotsiaalne pädevus. Gümnaasiumi bioloogias õpitakse tundma ühiskonnas kehtivaid norme seoses bioloogilise mitmekesisuse kaitse, tervislike eluviiside, pereplaneerimise ja geenitehnoloogia rakendamisega. Ühiskonnas kehtivate väärtuste ja normidega tutvumine toimub valdavalt rühmatööde ja rollimängude käigus. Keskkonnakaitse ja inimese tervisega seotud teemade käsitlemisel rakendatakse dilemmaprobleemide lahendamist, kus otsuse langetamisel arvestatakse lisaks teaduslikele ka seadusandlikke, majanduslikke ning eetilis-moraalseid aspekte.

Enesemääratluspädevus. Bioloogias õpitakse tundma inimorganismi ehitust ja talitlust, tervislikke eluviise, enamlevinud puudeid ja haigusi ning haiguste põhjusi ja nende vältimise võimalusi. Seeläbi omandavad õpilased oskused iseenese mõistmiseks ja hindamiseks ning ka tervislike eluviiside järgimiseks.

Õpipädevus. Gümnaasiumi bioloogias viiakse rõhuasetus enesejuhitud õppimise oskuste kujundamisele probleemide lahendamisel ja uurimusliku õppe rakendamisel nii reaalses kui ka arvutipõhises õpikeskkonnas. Seejuures arendatakse õpilastel oskusi uute teadmiste omandamiseks ja hüpoteeside kontrollimiseks, probleemide lahendamiseks vajalike tegevuste planeerimiseks, läbiviimiseks ja kokkuvõtete tegemiseks. Erinevate ülesannete lahendamisel õpitakse leidma usaldusväärset infot ning seda kriitiliselt hindama.

Suhtluspädevus. Suhtluspädevuse arendamisel on olulisel kohal bioloogiaalase info analüüsi- ja tõlgendamisoskused ning verbaalsed ja visuaalsed väljendusoskused. Sellega seonduvalt õpitakse korrektselt kasutama bioloogiatermineid ja teaduskeelele omast stiili. Uurimuslike ülesannete ja probleemide lahendamise tulemuste kirjalikul ja suulisel esitamisel hinnatakse keele kasutamise korrektsust nii õpetaja kui ka kaasõpilaste poolt. Suhtluspädevuse arendamisel on tähtsal kohal aktiivõppe meetodid (nt rühmatöö ja rollimängud).

Matemaatikapädevus. Matemaatikapädevust kujundatakse eelkõige läbi uurimusliku õppe, kus on oluline koht andmete analüüsil ja tõlgendamisel, tulemuste esitamisel tabelite ja joonistena ning esitatud info ülekandmisel ühest vormist teise. Ühtlasi on matemaatilise info analüüs ja esitamine tähtis kõigi bioloogias käsitletavate teemade juures. Lisaks sellele õpitakse mitmete ülesannete lahendamisel (näiteks biomassi arvutamisel ja geneetikaülesannete lahendamisel) kasutama sümbolistlikku esitusviisi.
Ettevõtlikkuspädevus. Ettevõtlikkuspädevust kujundatakse läbi probleemide sõnastamise ja nende lahendamiseks sobilike strateegiate väljatöötamise. Seejuures tutvutakse erinevate elukutsetega ja tehnoloogiliste võimalustega bioloogiliste ressursside kasutamisel nii teaduslikel kui ka rakenduslikel eesmärkidel. Uurimuslik õpe on suunatud sellele, et õpilased õpiksid püstitama eesmärke probleemide lahendamiseks, leidma iseseisvalt lahendusi ning reageerima paindlikult ideede teostamisel ilmnenud piirangutele ja võimalustele. Olulisel kohal on igapäevaste dilemmaprobleemide lahendamine, kompetentsete otsuste langetamine ja otsuste mõju prognoosimine.

Valdkonnapädevused
Bioloogial on oluline koht loodusteadusliku pädevuse kujundamisel. Selleks arendatakse loodusteaduste- ja tehnoloogiaalast kirjaoskust bioloogiaalases kontekstis:

• õpitakse vaatlema erinevaid organisme ja nende elukeskkonda nii silmaga nähtavalt kui ka mikroskoopilisel ja makroskoopilisel tasandil nii reaalajas kui ka läbi simulatsioonide või info analüüsi protsesse kiirendades (näiteks evolutsiooni või organismide arengu uurimisel) või aeglustades (näiteks organismide liikumise uurimisel);
• õpitakse mõistma ja selgitama loodus-, tehis- ja sotsiaalses keskkonnas eksisteerivaid objekte ja protsesse;
• õpitakse analüüsima keskkonda kui terviksüsteemi, tutvutakse erinevate eluprotsesside ja organismidega, kasutades võrdlevat lähenemist, mis võimaldab analüüsida protsesside ja organismide, aga laiemalt ka kõigi erinevate elu organiseerituse tasemete horisontaalset ja vertikaalset seotust;
• õpitakse määratlema eelkõige looduskeskkonnas esinevaid ning inimesega seonduvaid probleeme ning neid korrektselt sõnastama, aga ka kavandama sõnastatud probleemide lahendamiseks sobivaid strateegiaid;
• õpitakse probleemide lahendamisel kasutama loodusteaduslikku meetodit ja uurimuslikku lähenemist sõltuvalt probleemi tüübist;
• õpitakse võtma vastu pädevaid keskkonnaalaseid otsuseid ja prognoosima nende mõju, arvestades erinevaid aspekte;
• kujundatakse huvi loodusteaduste kui maailmakäsitluse aluse ja areneva kultuurinähtuse vastu;
• väärtustatakse looduslikku mitmekesisust ning vastutustundlikku ja säästvat eluviisi.

Läbivad teemad
Elukestev õpe ja karjääri planeerimine. Senisest enam on bioloogia ainekavas pööratud tähelepanu enesejuhitud õppimise oskuste kujundamisele. Selleks on planeeritud rohkete uurimuslike tööde läbiviimine, aga ka arvutipõhiste õpikeskkondade rakendamine ning töö veebimaterjalide ja teiste teabeallikatega. Ka rollimängude ning väitluste põhieesmärk ei ole uute teadmiste omandamine, vaid elukestvaks õppimiseks vajalike oskuste harjutamine. Erinevate teemade juures tutvustatakse bioloogiaga seonduvaid elukutseid ning karjäärivõimalusi.
Keskkond ja ühiskonna jätkusuutlik areng. Bioloogial on kandev roll looduskeskkonna mitmekesisuse ja selles toimivate protsesside käsitlemisel. Eelkõige toimub läbiva teema käsitlemine ainekava kolmanda kursuse teemadega ökoloogia ja keskkonnakaitse, kuid see leiab kajastamist ka organismide, nende elupaikade ja eluprotsesside mitmekesisust käsitledes kõigi teiste teemade raames.
Kodanikualgatus ja ettevõtlikkus. Kodanikualgatuse ja ettevõtlikkuse arendamine toimub koos ettevõtlikkuspädevuse arendamisega erinevate probleemide määratlemisel, lahendusstrateegiate leidmisel ja lahendamisel. Lisaks sellele toetavad kodanikualgatuslikkust rollimängud dilemmadega tegelemiseks ja kehtiva seadusandlusega tutvumine seonduvalt eluslooduse kaitse ja kasutamisega ning reeglite eiramise tuvastamisega oma kodukohas.
Kultuuriline identiteet. Bioloogia võimaldab omandada üldvaate eestlastele kui loodusrahvale omasest kultuurist. Nii pööratakse bioloogia õppimisel tähelepanu sellele, kuidas on läbi aegade loodusväärtusi kasutatud ning millised tõekspidamised ja uskumused on loodusobjektide ja protsessidega kaasnenud. Suurel määral seostub see ainekava kolmanda kursuse teemadega ökoloogia ja keskkonnakaitse.
Teabekeskkond. Läbiv teema teabekeskkond leiab käsitlemist eelkõige seonduvalt probleemide lahendamise ja uurimuslike töödega, kus tuleb koguda, kriitiliselt analüüsida ja kasutada erinevaid infoallikaid ning kõrvutada olemasolevat infot enda läbiviidud uuringutest saadud tulemustega.
Tehnoloogia ja innovatsioon. Tehnoloogia ja innovatsioon rakenduvad bioloogia õppimisel, tutvustades looduse ja tehnoloogia omavahelisi seoseid ning kasutades tehnoloogilisi vahendeid õppetöös. Nii on ainekavas esitatud rohked võimalused IKT kasutamiseks bioloogia õppimisel, sh uurimuslike tööde tegemiseks. Eraldi tähelepanu on pööratud mobiilsete mõõtevahendite kasutuselevõtule, mis on toodud õpikeskkonna kirjelduses kui ühed vajalikud õppevahendid. Tehnoloogia ja innovatsiooni teemat toetavad ka kõigis kursustes esitatud bioloogiaalaste elukutsete esitused.
Tervis ja ohutus. Läbiv teema tervis ja ohutus leiab käsitlemist kõigi kursuste teemades. Välditud on inimeseõpetuses õpitava dubleerimist ja seetõttu ei käsitleta bioloogias üldjuhul inimese vaimse tervisega ning esmaabiga seonduvat. Ohutusnõuete järgimisel on oluline koht uurimuslike praktiliste tööde läbiviimisel, kus ohutut käitumist ka hinnatakse.
Väärtused ja kõlblus. Bioloogias pööratakse põhitähelepanu bioloogilise mitmekesisuse väärtustamisele ning sellega seonduvalt vastutustundliku ja säästva eluviisi kujundamisele. Lisaks väärtustatakse loodus- ja keskkonnahoidu kui kuultuurinähtust ning tervislikke eluviise.

Teised ained
Ainevaldkonna piires on bioloogia ainekava lõiming gümnaasiumiosas kõige suurem keemia ainekavaga, sellele järgnevad geograafia, füüsika ja matemaatika. Bioloogia, keemia, füüsika ja geograafia õppimisel kujuneb kokkuvõttes terviklik ülevaade elusorganismidest ja nende dünaamilisest elukeskkonnast. Ainekavaspetsiifilised bioloogias õpitavaga lõimuvad teemad on järgmised:

Keemia
Keemias õpitav on põhikoolibioloogiale aluseks laboritöövõtete (sh ohutusnõuete järgimine) omandamise ja sümbolistliku keele õppimise kaudu. Keemias õpitakse lugema keemiliste elementide tähiseid ja molekulide ja ainete valemeid ning iseloomustama erinevaid aineid. Bioloogias läbiviidavate uuringute planeerimisel on olulised keemias omandatud teadmised ja oskused keemiliste reaktsioonide tunnustest ja kiirusest. Bioloogia erinevate teemade (näiteks ainete transport) mõistmisel on oluline omandada teadmised lahustest ja segudest ning nende tekkimisest ja iseloomustamisest. Keemia teemadega lõimuvad anorgaanilised ained: vee molekuli ehitus ja omadused, vee füüsikalised ja keemilised omadused ning vesinikside. Enamesinevad katioonid ja anioonid rakus – soolade elektrolüütiline dissotsiatsioon, seda mõjutavad tegurid leiavad käsitlust nii gümnaasiumi bioloogias kui ka keemias. Oluline lõiming on orgaanilise keemia osas: sahhariidid, lipiidid, valgud, DNA ja RNA ning bioaktiivsed ained; nende ehitus ja keemilised omadused. Organismide aine- ja energiavahetus lõimub keemilise reaktsiooni toimumise tingimuste, tasakaaluga ning neid mõjutavate teguritega (tasakaalu nihutamisega). Katalüütilised reaktsioonid, ekso- ja endotermilised reaktsioonid on olulised nii keemias kui ka bioloogias. Keemias käsitletavad kantserogeenid ja mutageenid (nt bebseen, halogeenderivaadid, raskmetalliühendid jt) on olulised päriliku muutlikkuse (mutatsioonide) tekkemehhanismidest arusaamisel. Mitmed ökoloogilised globaalprobleemid (nt happesademed) on selgitatavad keemilisel tasandil.

Füüsika
Füüsika võimaldab paremini iseloomustada ja mõista bioloogias uuritavaid objekte, kasutades erinevaid füüsikalisi suurusi, nende tähiseid ja mõõtühikuid. Oluline on mõõtühikute teisendamise oskus. Nii on bioloogias rakendatavad füüsikas omandatud teadmised massist, aine tihedusest, kehade liikumisest ning jõududest ja vastastikmõjust looduses. Väga olulised on ka füüsikas omandatud mõõtmisoskused ja mõõtmisvahendite käsitsemise oskused. Erinevate loodusainete lõimimise tulemusena peaksid õpilased omandama arusaamad energia olemusest. Füüsikas õpitud teadmised võnkumistest ja lainetest ning valguse levimisest ja murdumisest toetavad meeleelundite tööpõhimõtete mõistmist bioloogias. Soojuspaisumise ja soojusülekande protsesside mõistmine võimaldab aru saada ka mitmesuguste bioloogiliste protsesside ja kohastumuste tähtsusest. Seevastu bioloogilised protsessid ning objektid on olulised füüsika uurimisobjektid. Rakumembraani funktsioonide ja ainete transpordi mõistmisel on olulisel kohal difusioon, osmoos, osmootne rõhk ning neid mõjutavad tegurid. Elektronide energia ning selle ülekanne seostub hingamisahela reaktsioonide ja fotosünteesi mehhanismidega. Valguskiirguse jaotused, lainepikkused, nähtava valguse vahemik aitavad selgitada fotosünteesi intensiivsuse erinevusi nähtava valguse spektri eri osades. Ökoloogias käsitletakse biosfääri läbivat energiavoogu – ka see seostub füüsikas käsitletava valguse laineliste omadustega.

Geograafia
Geograafia toetab bioloogia õppimist kliima, veestiku ja loodusvööndite teemade kaudu, võimaldades bioloogias tulemuslikumalt käsitleda ökoloogiliste tegurite mõju elusorganismidele ning elukeskkonnale. Kui geograafias käsitletakse veestiku (eluta keskkonna) kaitset, siis bioloogias veeelustiku (elusa keskkonna) kaitset ning need moodustavad üksteist täiendava terviku. Geograafias õpitav geokronoloogiline ajaskaala on aluseks bioloogias bioevolutsiooni õppimisel, kui tutvutakse olulisimate evolutsiooniliste muutustega Maa ajaloos. Linnastumisega kaasnevate majanduslike, sotsiaalsete ja keskkonnaprobleemide käsitlemine geograafias toetab keskkonnaprobleemide käsitlemist bioloogias ja vastupidi – bioloogia ja geograafia on siinkohal üksteist täiendavad õppeained, mis võimaldavad otsuste tegemisel arvestada suuremat hulka olulisi aspekte ja leida seeläbi probleemidele täiuslikumaid lahendusi.

Matemaatika
Matemaatika annab bioloogias vajalikud teadmised ja oskused arvutamiseks ja võrdlemiseks; maailmas valitsevate loogiliste, kvantitatiivsete ja ruumiliste seoste mõistmiseks ning kirjeldamiseks; tabelite ja jooniste koostamiseks ning analüüsimiseks. Veel arendatakse matemaatikas järjepidevust tagada arutlustes, arvutustes ja mõõtmistes täpsust. Lisaks sellele toetab matemaatika mitmete füüsikaliste suuruste mõistmist, õpitakse nende mõõtmist, mõõtühikuid ja esitamist ning ühikute teisendamist. Kõik need oskused on vajalikud bioloogilise teabe mõistmisel ja uurimusliku lähenemise rakendamisel või probleemide lahendamisel. Erinevat tüüpi diagrammide koostamise oskus on vajalik bioloogiliste andmete esitamiseks. Matemaatikas omandatud teadmised toetavad pärilikkuse seaduspärasustest arusaamist (nt juhuslikkus ja tõenäosus pärandumises, Mendeli seaduste statistiline iseloom jne).