2010
Jaanika Piksööt, Tartu Ülikool
Tago Sarapuu, Tartu Ülikool
Info- ja kommunikatsioonitehnoloogia (IKT) vahendite kasutamine õppetöös aitab suurel määral kaasa nii põhikooli kui ka gümnaasiumi riiklikus õppekavas esitatud õppe- ja kasvatuseesmärkide saavutamisele. Põhikooli riiklikus õppekavas on IKT-l läbiv roll ning tehnoloogilisi vahendeid tähtsustatakse õppimisel ja õpetamisel kõigis vanuseastmetes ja kõigis õppeainetes. IKT-d saab edukalt rakendada õppekavas esitatud üld-, valdkonna- ja õppeainepädevuste kujundamisel.
Loodusainete põhieesmärk on kujundada loodusteaduslikku pädevust, mis väljendub loodusteaduste- ja tehnoloogiaalases kirjaoskuses. Selle saavutamine on aga mõeldamatu IKT vahendeid kaasamata. Kõige enam seostub IKT loodusvaldkonna viienda õpitulemusega, mille puhul eeldatakse, et põhikooli lõpetaja kasutab loodusteaduste- ja tehnoloogiaalase info hankimiseks erinevaid, sh elektroonilisi allikaid, analüüsib ja hindab kriitiliselt neis sisalduva info õigsust ning rakendab seda probleeme lahendades. Samas näeme IKT rakendamise vajalikkust ka ülejäänud õpitulemuste saavutamiseks.
Erinevalt varasemast on kõigi loodusainete ainekavades iga teemaga seonduvalt esitatud IKT kasutamise võimalused, mis pakuvad tõhusat tuge õpieesmärkide saavutamiseks ning õppeainepädevuste kujundamiseks. IKT vahendite tormiline areng võimaldab luua üha efektiivsemaid õpikeskkondi, mis pakuvad kiiret ja individuaalset tagasisidet ning toetavad mitmesuguste õpitegevuste kaudu kõigi pädevuste kujunemist.
IKT kasutamise võimalused
Infotehnoloogiliste vahendite integreerimiseks õppetöösse on üha enam ja enam mitmekesiseid võimalusi. Loodusainete õppimisel saab IKT vahendeid kasutada nii tunnitöös kui ka klassi- ja koolivälises tegevuses: kodutööde tegemiseks, projekti läbiviimiseks, huvitegevuseks jne. Internetiühendusega arvutit saab kõikjal kasutada õppetööks vajaliku info hankimiseks ja edastamiseks. Seejuures arendab materjalide otsimine õpilaste kriitilist mõtlemist ja usaldusväärsete valikute tegemist.
Üha enam räägitakse mobiilse tehnoloogia kasutamisest õppetöös. Mobiiltelefonid pakuvad tänapäeval lisaks helistamisele ka võimalust teha fotosid ja videoid, kasutada kalkulaatorit, salvestada helisid ning kasutada GPS-i ning internetti. Kõiki loetletud rakendusi saab kasutada ka õpiotstarbelistel eesmärkidel. Näiteks loodusvaatlustel võivad õpilased oma mobiiltelefoniga pildistada ning helisid ja videoid salvestada. Omatehtud fotod saavad õpilased hiljem üles laadida pildipanka ning seejärel neid klassikaaslastega jagada ja analüüsida. Selleks võib kasutada näiteks veebipõhiseid keskkondi Flickr (http://www.flickr.com) ja Picasa (http://picasa.google.ee). Lisaks telefonidele on palju teisi mobiilseid seadmeid: sülearvutid, pihuarvutid, tahvelarvutid (nt iPad), digifotoaparaadid, MP3-mängijad, GPS-seadmed, digitaalsed andmekogujad (nt Vernier) ja muud kaasaskantavad digitaalsed vahendid. Selliste uudsete tehniliste võimaluste lülitamine õppetöösse muudab õpiprotsessi vaheldusrikkamaks ning suurendab õpilaste õpimotivatsiooni.
Mobiilsed tehnoloogilised rakendused pakuvad lisavõimalusi ka loodusteaduslike katsete tegemisel. Paljudes koolides on juba olemas Vernieri digitaalne andmekoguja, millega ühendatavate sensorite abil saab läbi viia huvitavaid ja sisukaid eksperimente kõigis loodusainete tundides. Selle rakendusvõimalustest saab ülevaate tootja kodulehelt (http://www.vernier.com). Seadmetega võib andmeid koguda nii klassiruumis kui ka välitingimustes. Näiteks inimese talitluslikest näitajatest saab Vernieri anduritega mõõta vererõhku, pulsisagedust ja kopsumahtu ning analüüsida EKG-d. Nii saavad õpilased teostada mõõtmisi rahuolekus ja erinevate füüsiliste koormuste juures ning uurida enda ja klassikaaslaste füsioloogiliste näitajate muutusi. Mitmesuguseid katseid fotosünteesi ja hingamise seaduspärasuste uurimiseks võimaldavad hapniku- ja süsihappegaasiandurid. CO ja CO2taseme mõõtmisega saab uurida ka tööstuse mõju keskkonnale. Veekeskkonnas võib määrata lisaks hapniku- ja süsihappegaasisisaldusele ka pH-d, temperatuuri, läbipaistvust, mitmete soolade sisaldust, elektrijuhtivust jms. Seega lubab Vernieri andmekoguja teha katseid erinevate veekogude seisundi hindamiseks, ööpäevaringsete muutuste jälgimiseks akvaariumis jne. Andmekogujaga ühendatud anduritega saab samal ajal mõõta kuni nelja muutujat ning saadud tulemused esitatakse kohe ekraanil tabelite ja graafikutena.
Paljudes klassiruumides on arvuti ja projektori kasutamise võimalus, mis võimaldab ainetunde mitmel viisil näitlikustada. Enim levinud rakenduseks on PowerPointi esitluste demonstreerimine. Sellele lisaks võib aga näidata tunni teemaga seostuvaid pilte, animatsioone, videoid ning õpiprogramme. Mitmetes koolides on kasutusel ka interaktiivsed puutetundlikud ekraanid ehk aktiivtahvlid, mis töötavad koos arvuti ja projektoriga. Aktiivtahvlile saavad õpilased ja õpetaja kirjutada sõrme või spetsiaalse pliiatsi abil, samal viisil juhitakse ka kõiki arvutifunktsioone. Sellise tahvli kasutamine annab ainetunnile rikkalikke metoodilisi lisavõimalusi: mõiste- ja ideekaartide ühine koostamine, jooniste ja graafikute loomine ja analüüsimine, mitmesuguste kaartide ja kujunditega opereerimine jne. Puutetahvli suurimaks puuduseks on ehk vaid see, et spetsiaalsete õpiülesannete koostamine võtab palju aega ning tunni ettevalmistamine nõuab seega õpetajalt senisest rohkem eeltööd.
Üldkasutatav tarkvara
Õpiotstarbeliselt kasutatava tarkvara võib jaotada üldtarkvaraks ja õpitarkvaraks. Üldtarkvara alla kuuluvad õppetöös kasutatavad programmid, mis ei ole loodud kindlale sihtgrupile konkreetsete õpieesmärkide saavutamiseks: tekstitöötlus- ja tabelarvutusprogrammid, suhtlustarkvara, videotöötlusprogrammid jne. See on tarkvara, mille abil saavad õpilased ja õpetaja otsida ja edastada informatsiooni, vormistada dokumente, analüüsida andmeid, koostada graafikuid ja mõistekaarte jne. Siinkohal võib tuua näiteks MS Office’i (Word, Excel, PowerPoint) kontoritarkvara, mis pole küll otseselt õpieesmärkidel loodud, kuid leiab koolis igapäevast rakendust.
Internetiühendus võimaldab sotsiaalsete võrgustike, ühisloome- ja suhtlusprogrammide ning muude teise põlvkonna veebidisaini (veeb 2.0) vahendite kaudu õpilaste koostööd ja suhtlemist õppetöö käigus. Ühisõpet võimaldavad veebipõhised ja ühisrakendusega teenused, näiteks Google Docs (http://docs.google.com), mis lubab õpilastel üheskoos luua ja täiendada dokumente. Seejuures võib õpetaja vaadata dokumendi loomise ajalugu, et saada ülevaate õpilaste individuaalsest panusest. Mõistekaartide ühiseks koostamiseks on otstarbekas kasutada näiteks vabavaralist rakendust Bubbl.us (http://bubbl.us) või MindMeister (http://www.mindmeister.com).
Populaarseteks rakendusteks on ka ajaveebid ja vikid. Ajaveeb (ingl k blog) on regulaarselt uute postitustega täiendatav veebileht, kuhu saab lisada tekste, pilte, videoid, veebiviiteid jms. Sõltuvalt õpieesmärkidest võivad õpilased pidada nii individuaalset ajaveebi kui ka rühmaveebi. Tuntumad ja enam kasutatavad ajaveebikeskkonnad on Blogger (http://www.blogger.com) ja WordPress (http://www.wordpress.org). Viki (ingl k wiki) on ühiselt koostatud ja täiendatud veebileht, kuhu õpilased ja õpetaja saavad kiirelt ja mugavalt sisu lisada, muuta ja kustutada. Üheks tuntumaks vikikoostamise vahendiks on keskkond Wikispaces (http://www.wikispaces.com). Hea näide ühisloome tulemusena loodud infoallikast on Vikipeedia (http://www.wikipedia.ee). Sellistest nn sotsiaalse tarkvara rakendustest annab ülevaate vastavasisuline artikkel (Sillaots jt, 2009) „Haridustehnoloogia käsiraamatus“.
Õpitarkvara põhitüübid
Õpitarkvaraks nimetatakse arvutiprogramme, mis on loodud kindlale sihtgrupile teatud õpieesmärkide saavutamiseks (Alessi & Trollip, 2001). Enim rakendatavad õpitarkvara tüübid on mäng, harjutus, test, mudel, simulatsioon ja tutoorial.
Mäng on kindlate reeglitega meelelahutuslik tegevus, milles esineb võistlusmoment. Seejuures võisteldakse kas arvuti, iseenda või kaasõpilastega. Tavaliselt rakendatakse mängudes punktisüsteemi ja/või ajamõõtmist. Tihti koosneb mäng eri tasemega raskusastmetest. Sama mängu võib mängida korduvalt ning sel viisil omandada uusi teadmisi ja oskusi või kinnistada olemasolevaid. Õpiotstarbelised mängud on mõeldud eelkõige koolieelikutele või nooremale kooliastmele, ent eakohaseid mänge leidub ka vanematele õpilastele. Mängude rakendamine võimaldab arendada õpilastevahelist koostööd ning suurendada huvi käsitletava teema vastu.
Joonis 1. Kuvapilt Euroopa pealinnade õppimise mängust.
Nii põhi- kui ka gümnaasiumiõpilastele sobivaks näiteks võiks tuua Sheppard Software’i geograafiamängud (http://www.sheppardsoftware.com/World_Continents.htm), millega õpilased saavad harjutada ja panna proovile oma teadmisi maailmajagudest, ookeanidest ja siseveekogudest ning riikide ja pealinnade tundmist (Joonis 1). Mängul on erinevad raskusastmed ning võistlusmomendi loomiseks kasutatakse punktisüsteemi. Õpilased saavad ülesannet korduvalt teha ning püüda oma punktisummat parandada. Kuigi mäng on ingliskeelne, peaks selle kasutamine olema jõukohane ka põhikooliõpilastele.
Harjutused ehk drilliprogrammid on väiksemahulised ülesanded, mis on suunatud uute teadmiste ja oskuste omandamiseks ning kinnistamiseks. Harjutused võimaldavad korduvalt lahendada samalaadseid või järjest keerulisemaid ülesandeid ning saada programmilt kohe lahendamisjärgset tagasisidet. Seda tarkvaratüüpi kasutatakse kõige sagedamini reaalainete, eriti matemaatika õppimisel ning keeletundides sõnavara omandamiseks. Harjutus sarnaneb mõneti mänguga: selles esineb võitlusmoment, mis luuakse ajaarvestuse ning enda või teiste õpilaste tulemuste võrdlemisega. Kui mängudes on tähtsal kohal meelelahutuslik tegevus, siis harjutustes jääb see tagaplaanile.
Testi kasutatakse omandatud teadmise ja oskuste kontrolliks ja hindamiseks. Kui testi lahendatakse õpieesmärgil korduvalt, siis kattub see suurel määral harjutusega – sellist õpitarkvara võime nimetada ka harjutustestiks. Testid koosnevad üldjuhul lühivastuselistest küsimustest ning on seetõttu kiiresti vastatavad ning kontrollitavad. Arvutipõhised testid võimaldavad programmilt kohest tagasisidet ja tulemuste teadasaamist. Vabavastuselisi küsimusi elektroonilistes testides üldjuhul ei esitata, sest tavaline õpiprogramm ei suuda kontrollida vastuste sisulist õigsust. Tihti rakendatakse testides ka võistlusmomenti, mis kaasneb punktisüsteemi, ajaarvestuse ning enda varasemate või teiste õpilaste tulemuste võrdlemisega. Loodusainete tundides võib kasutada nii valmiskujul teste kui ka iga õpetaja enda koostatud küsimustikke. Üpris lihtsalt saab seda teha eestikeelse vabavaraga HotPotatoes (http://www.hot.ee/hotpotatoes). Testiküsimuse lisamiseks tuleb ette anda küsimuse tüüp ja õige vastus. Programm võimaldab koostada valikvastustega küsimusi, järjestamisülesandeid, lünkteksti, ristsõnu jne. Vajaduse korral saab küsimuste juurde lisada ka jooniseid.
Arvutimudelid ja -simulatsioonid on reaalsete objektide või protsesside lihtsustatud virtuaalsed esitused. Vastavalt interaktiivsusele võib arvutimudelid üldjoontes jagada kaheks: demonstratsioon- ja juhitavad mudelid. Demonstratsioonmudelid on mittejuhitavad ning sobivad hästi ainetunni näitlikustamiseks. Need aitavad lahti mõtestada õpetajapoolset uue teema esitust või anda õpilastele ülevaadet varem õpitust.
Joonis 2. Kuvapilt põhikooli loodusteaduslikust mudelist „Elektrienergia kulu olmes“.
Tunduvalt avaramaid võimalusi pakuvad juhitavad mudelid. Nende abil saab õpilane mitmesuguste tegurite väärtusi muutes virtuaalkeskkonnas ise katsetada ning kontrollida enda püstitatud hüpoteese. Selliseid mudeleid kasutatakse ka uurimuslikuks õppeks. Valiku uurimuslikke mudeleid põhikooli loodustundidesse leiab internetiaadressilt http://mudelid.5dvision.ee. See keskkond sisaldab mudeleid nii bioloogia-, keemia- kui ka füüsikatundides käsitlemiseks (Joonis 2).
Kohati on üsna raske eristada mudelit simulatsioonist. Kui mudelitele on iseloomulik skemaatiline lihtsustus, siis simulatsioonides taotletakse võimalikult suurt sarnasust reaalsusega ning seetõttu on need komplekssemad. Mudelitega kujutatakse nii objekte kui ka protsesse. Simulatsioonid on aga eelkõige orienteeritud protsesside virtuaalsele esitusele. Õpisimulatsiooni näitena võib tuua veebipõhise keskkonna Tiigriretk Eestimaal (http://bio.edu.ee/matk), mis annab kasutajatele võimaluse virtuaalseks matkamiseks Eesti looduses, kus tuleb lahendada mitmeid keskkonnaalaseid ja ökoloogiateemalisi probleeme. Samasse ritta võib paigutada ka veebikeskkonna Noor Teadlane (http://bio.edu.ee/teadlane), mis pakub eksperimente uurimuslikuks õppeks.
Joonis 3. Kuvapilt mudelist „pH skaala“.
Kuigi lihtsamaid katseid saavad õpilased loodusainete tundides ise läbi viia, võimaldab arvutimudelite ja -simulatsioonide kasutamine ka keerulisemaid eksperimente, mille tegemine klassiruumis on mõeldamatu. Mudelite ja simulatsioonide rakendamise üheks eeliseks on ka see, et nende abil saab looduslikke protsesse kiirendada või aeglustada. Näiteks võib arvutikeskkonnas eksperimenteerides uurida aeglaselt kulgevaid evolutsiooniprotsesse või väga kiiresti toimuvaid keemilisi reaktsioone. Lisaks saab animatsioonide abiga vaadelda protsesse, mis on silmaga nägemiseks liiga väikesed või ülemäära suured. Nii saab õpilane virtuaalses keskkonnas ülevaate Päikesesüsteemi ehitusest või molekulide osalusest fotosünteesis. Ühtlasi on võimalik arvutikeskkonnas teostada katseid, mis reaalsuses oleksid liiga kulukad või koguni ohtlikud. Nii näiteks ei ole mõeldav klassiruumis termotuumareaktsiooni korraldada, ent õpitarkvaraga saame ka seda modelleerida ning uurida reaktsiooni mõjutavaid tegureid. Mitmekesise valiku mudeleid keemia-, füüsika-, bioloogia- ja geograafiateemade õppimiseks võib leida veebileheküljelt phET (http://phet.colorado.edu). Neist ligikaudu seitsmekümnel mudelil on ka eestikeelne versioon (Joonis 3). Põhikooli bioloogias kasutatavatest mudelitest ja simulatsioonidest saab põhjalikuma ülevaate bioloogia aineraamatu Villako ja Sarapuu artiklist „Ainekava toetavad arvutimudelid ja simulatsioonid“.
Tutoorial on programmõppekeskkond, mis sisaldab õpimaterjale ning nendes esitatud teadmiste ja oskuste kinnistamiseks ja kontrollimiseks mõeldud ülesandeid, harjutusi ja teste. Tutoorial on individuaalseks õppimiseks, tihti rakendatakse seda kaugkoolituses. Individualiseeritus tagatakse eri raskusastmega õpimaterjalide, ülesannete ja testidega. Õpimaterjal jaguneb mooduliteks. Iga moodul lõpeb vastavate teadmiste ja/või oskuste kontrolliga ja antakse tagasiside õigete ja valede vastuste osas. Vastavalt tulemustele suunatakse õppija kas uue mooduli õppimisele või palutakse eelnev moodul veel üle korrata ning test uuesti sooritada. Seda tüüpi õpitarkvara rakendamist põhikooli loodusainetes ei eeldata.
Mitmetes käsitlustes kasutatakse virtuaalse õpikeskkonna mõistet õpitarkvara sünonüümina. Täpsemas määratluses on aga õpikeskkond komplekssem ning võib sisaldada eri tüüpi õpitarkvara ja ülesandeid. Ühes õpikeskkonnas võib olla erinevaid mudeleid, simulatsioone, harjutusi ja teste ning lisaks veel täiendavaid tekstifaile ja pilte. Näiteks Tartu Ülikooli loodusteadusliku hariduse lektoraadis valminud veebikeskkond „Eesti selgroogsed“ (http://bio.edu.ee/loomad) sisaldab Eestis enam levinud selgroogseid loomi tutvustavaid tekste, fotosid, abitekste ja elektroonilisi teste. Lisaks on samas keskkonnas heliklippe lindude laulu ning kahepaiksete häälitsuste tundmaõppimiseks, õpiülesandeid ning töölehti (Joonis 4). Sarnase struktuuriga on ka „Eesti taimede“ (http://bio.edu.ee/taimed) veebimaterjal. Mõlemad õpikeskkonnad on aga eelkõige mõeldud lisainfo hankimiseks loodusõpetuse ja bioloogia tundides.
Joonis 4. Erinevad õpiobjektid veebikeskkonnas „Eesti selgroogsed“.
Sobivate õpikeskkondade ja õppematerjalide leidmisel on aineõpetajale suureks abiks õpiobjektide hoidlad (aidad). Need on andmebaasid elektrooniliste õppematerjalide säilitamiseks ja jagamiseks. Enamasti on neis sisalduvad materjalid varustatud metaandmetega, mis hõlbustavad sobivate õpiobjektide otsimist ja leidmist. Eestikeelsete õppematerjalide kogud on näiteks LeMill (http://lemill.net), Koolielu (http://koolielu.ee), Miksike (http://www.miksike.ee) ja Tahvel (http://www.tahvel.ee). Kõigist neist leiab loodusainete tundideks sobivaid lisamaterjale.
Ainetund arvutiklassis
Kuigi IKT rakendamine võimaldab õpilaskeskset lähenemist, suurendab nende õpimotivatsiooni ning pakub nii õpilastele kui ka õpetajatele avaramaid võimalusi, nõuab ainetunni läbiviimine arvutiklassis ka põhjalikku ettevalmistust. Õpetaja peab otsustama, milliseid teemasid õpetada arvutiga ning milline õpitarkvara on selleks kõige sobivam. Seejuures tuleb kindlasti silmas pidada, et kui on võimalik valida sama teema käsitlemisel õpiprogrammi ja praktilise laboratoorse töö vahel, on viimane alati tulemuslikum. Mõnel juhul, kui õpitava protsessi uurimistasandid on erinevad (nt makroskoopilise tasandit käsitlev laboritöö ja mikroskoopilist tasandit modelleeriv õpitarkvara), ei peaks aga kummastki loobuma. Loomulikult tuleb enne õpitarkvara või veebimaterjali kasutamist veenduda, et see oleks ainealaselt korrektne ning kasutajatele eakohane. Enne tundi tuleb hoolikalt läbi mõelda, millised on soovitud õpieesmärgid ning -tulemused, ja koostada nendele vastavalt tööülesanded ja -juhendid. Seejuures peab ka eeldama, et õpetaja valdab vastava ainetunni metoodikat.
Kui kasutatav õpitarkvara on välja valitud, peab tähelepanu pöörama ka selle kasutamiseks vajalikule riistvarale. Siinkohal on abiks tarkvarale või veebimaterjalile lisatud tehnilised nõuded. Need võivad hõlmata arvutite protsessori kiirust ja mälumahtu, ekraanilahutust, operatsioonisüsteemi, veebilehitseja tüüpi ja versiooni, turvaseadeid jne. Kui aineõpetaja jääb tehniliste andmete kontrollimisega hätta, peaks abi paluma kooli IKT valdkonna spetsialistilt.
Hea õpitarkvara sisaldab programmi kasutamise võimaluste ja eesmärkide tutvustust, teemakohaseid ja õpilastele eakohaseid tööülesandeid, kasutusjuhendit, kontrollivõimalusi ja kohest tagasisidet. Seega on sellises tarkvaras kõik õpilaste iseseisvaks tööks vajalik juba olemas. Lisaks peaks kasutatav tarkvara olema emakeelne – seda vähemalt põhikoolis. Kuid tihti ei sisalda sisult sobiv õpiprogramm õpilaste iseseisvaks tööks kõike vajalikku ning sel juhul on vajalikud õpetaja koostatud tööjuhendid.
Kui kasutataval õpitarkvaral või -keskkonnal puudub tutvustus ja kasutusjuhend või on need võõrkeelsed, tuleb õpetajal koostada vastav tööjuhend, mille abil saavad õpilased virtuaalse õpimaterjaliga iseseisvalt tutvuda. Esmane ülevaade saadakse enamasti 5–10 minutiga – sõltuvalt kasutatava materjali uudsusest ja keerukusest. Alles seejärel saavad õpilased asuda õpiülesandeid täitma. Keerulisemate õpiprogrammide kasutamisel on soovitav, et enne konkreetsete tööülesannete täitmist teevad õpilased läbi ka paar harjutusülesannet – see väldib hilisemaid tehnilisi probleeme ning õpilased saavad enam keskenduda ainealasele tegevusele.
Juhul kui tunnis kasutataval õpitarkvaral puuduvad ka konkreetsed tööülesanded või ei ole need eestikeelsed, tuleb õpetajal koostada töölehed, mille alusel õpilased tarkvara kasutavad. Töölehed sisaldavad loogilises järjestuses tööjuhiseid ning tunni teemat käsitlevaid ülesandeid. Töölehe alguses tutvustatakse tunni teemat, eesmärke ning ajakava. Järgnevad ülesanded, millega suunatakse õpilasi otsima õpikeskkonnas leiduvat infot ning selle alusel vastama küsimustele, täitma tabeleid või lünktekste, koostama jooniseid jne. Töölehtede koostamisel tuleb silmas pidada, et ainetunni läbiviimine üksnes faktide otsimiseks ja meeldejätmiseks ei ole kuigi otstarbekas ega ka tulemuslik. Seega tuleb mõelda, milliseid oskusi soovitakse õpilastel selle ainetunniga arendada. Ülesannete koostamisel on palju võimalusi õpilaste kõrgemat järku mõtlemistasandite arendamiseks ning loova ja kriitilise mõtlemise kujundamiseks. Üheks parimaks meetodiks on uurimuslik õpe, kus õpilased kasutavad õpitarkvara loodusteaduslike probleemide iseseisvaks lahendamiseks või püstitatud hüpoteeside kontrollimiseks. Selle käigus sõnastavad õpilased uurimisküsimusi ja hüpoteese, planeerivad ja viivad läbi virtuaalseid eksperimente, koguvad, korrastavad ja analüüsivad andmeid ning sõnastavad järeldusi. Uurimuslikust õppest võib saada põhjalikuma ülevaate Pedaste ja Mäeotsa artiklist „Uurimuslik õpe loodusainetes“.
Arvutitunni läbiviimisel on vajalikud väga selgelt ja konkreetselt sõnastatud tööülesanded ja
-juhendid, mis tagavad õpilase suutlikkuse kõrvalise juhendamiseta toime tulla. Lisaks tuleb õpetajal tööjuhiste koostamisel mõelda, kuidas toimida õpilastega, kelle töötempo on kaaslaste omast kiirem ning kes seetõttu ülesannetega varem valmis jõuavad. Üks võimalus on koostada võimekamatele lisamaterjale. Samuti võib töölehe lõppu lisada keerulisemaid ülesandeid, mida täidetakse vaid juhul, kui kõik eelnev on lõpetatud ning tunni lõpuni on veel aega.
Kindlasti ei peaks tunnist arvutiklassis loobuma, kui arvuteid on vähem kui õpilasi. Sel juhul saavad õpilased edukalt töötada kahekaupa. Uuringud on näidanud, et õpilased, kes rakendasid õpitarkvara paarides, saavutasid märkimisväärselt paremaid tulemusi kui need, kes õppisid individuaalselt. Paaristööl abistavad õpilased teineteist tarkvara kasutusel ning nad on teineteisele toeks ka õigete vastuste leidmisel. Sel puhul peab õpetaja muidugi varem otsustama, keda koos õppima panna – kas paarid moodustatakse vabatahtlikult või mõnel muul alusel.
Kokkuvõte
IKT pakub tänapäeval loodusteaduste õpetajale üha enam erinevaid võimalusi ja vahendeid ainetundide mitmekesistamiseks ning õpieesmärkide tulemuslikumaks saavutamiseks. Arvutid, mobiiltelefonid, õpiotstarbelised videofilmid, mobiilsed katsevahendid, projektorid, puutetahvlid – kõik need jõuavad seetõttu senisest enam ka loodusainete tundidesse. IKT vahendid võimaldavad õpilastel ja õpetajal üheskoos koostada mõistekaarti, pidada veebipäevikut, looduses matkates eri liike pildistada ning keskkonnaseisundit hinnata jne. Virtuaalsetes maailmades saab läbi mängida reaalseid sündmusi ning tundma õppida loodusprotsesse, mis IKT rakenduseta jääksid õpilastele üsna abstraktseks ning arusaamatuks. Mitmesuguste sotsiaalse tarkvara vahenditega (jututoad, foorumid, blogid, sotsiaalse võrgustiku keskkonnad jms) abiga saavad õpilased teha rühmatööd klassiruumis ja kodus ning teha koostööd nii oma klassikaaslastega kui ka õpilastega teistest koolidest ja riikidest. Nende võimaluste senisest ulatuslikum kaasamine loodusainete õppimisse seisab veel ees. Niisama pole ka kohe selge, millal elektroonilised õppematerjalid tõrjuvad välja paberil trükitud õpikud ja töövihikud.
Uue õppekava loodusainete eeldatavate õpitulemuste saavutamisel on esikohal mudelite ja simulatsioonide rakendamine. Geograafias on aga tähtsal kohal interaktiivsete, veebipõhiste kaartide rakendamine. Asendamatuks võimaluseks on mitmesuguse info hankimine internetist ning leitud tekstide ja piltide kriitiline analüüs ja sisulise õigsuse üle otsustamine. Kõigi õppeainete lahutamatuks kaaslaseks on muidugi üldkasutatav kontoritarkvara (nt MS Word, Excel ja PowerPoint). Siinkohal on toodud vaid piiratud arv näited, mis ei nõua õpetajalt ja õpilaselt suuri tehnoloogiaalaseid oskusi, ent muudavad loodusainete tunnid õpilastele kindlasti põnevamaks, atraktiivsemaks ja tulemuslikumaks.
Kasutatud kirjandus
Adojaan, K., & Sarapuu, T. (2005), Loodusteaduslikud mudelid põhikoolile, OÜ 5Dvision, TÜ loodusteaduste didaktika lektoraat, http://mudelid.5dvision.ee.
Alessi, S. M., & Trollip, S. R. (2001), Multimedia for Learning. Methods and Development, New York, Pearson Education.
Blogger, http://www.blogger.com.
Bubbl.us, http://bubbl.us.
Flickr, http://www.flickr.com.
GoogleDocs, http://docs.google.com.
Koolielu, http://koolielu.ee.
LeMill, http://lemill.net.
Marandi, T., Sarapuu, T., & Pedaste, M. (1998), Eesti taimed, TÜ loodusteadusliku hariduse lektoraat, http://bio.edu.ee/taimed.
Miksike, http://www.miksike.ee.
MindMeister, http://www.mindmeister.com.
Pedaste, M., Hallik, K., & Sarapuu, T. (2003), Tiigriretk Eestimaal, TÜ loodusteaduste didaktika lektoraat, http://bio.edu.ee/matk.
Pedaste, M., Mäeots, M., & Sarapuu, T. (2008), Noor Teadlane, TÜ loodusteadusliku hariduse keskus, http://bio.edu.ee/noor.
phET, http://phet.colorado.edu.
Picasa, http://picasa.google.ee.
Piir, M. (2007), Hot Potatoes, http://portaal.e-uni.ee/uudiskiri/tooleht/hot-potatoes.
Sarapuu, T., & Adojaan, K. (1998), Eesti selgroogsed, TÜ loodusteadusliku hariduse lektoraat, http://bio.edu.ee/loomad.
Sillaots, M., Tammemets, P., & Tammemets, K. (2009), Sotsiaalse tarkvara võimalused õpiprotsessis, avaldatud: Pata, K., Laanpere, M. (toim), Tiigriõpe: Haridustehnoloogia käsiraamat, Tallinn, Tallinna Ülikooli Kirjastus, 181–198; kättesaadav internetilehelhttp://www.scribd.com/doc/13822390/Tiigriraamat.
Sheppard, B., Donahue, J., Moriens, S., & Goldberg, C. (2007), All About World Geography, Sheppard Software, http://www.sheppardsoftware.com/World_Continents.htm.
Tahvel, http://www.tahvel.ee.
Vernier Software & Technology Global Gateway, http://www.vernier.com.
Vikipeedia, http://www.wikipedia.ee.
Wikispaces, http://www.wikispaces.com.
WordPress, http://www.wordpress.org.
Õppematerjalide koostamine tarkvaraprogrammiga Hot Potatoes, http://www.hot.ee/hotpotatoes.
Artikkel avaldatud esmakordselt õppekava veebis põhikooli loodusainete valdkonnaraamatus 2010, ISBN: 978-9949-9110-2-8