Margus Pedaste, Tartu Ülikool, 2010
Viimaste aastakümnete jooksul on Eesti koolides järjest vähenenud loodusteaduslike õppeainete osakaal ja seetõttu on tekkinud olukord, kus loodusõpetus, bioloogia, keemia, füüsika ja geograafia on muutunud sageli teooriaõppimise tundideks, milles praktilisi töid tehakse vähe. Nii leidub hulganisti ka õpilasi, kes pole kuni gümnaasiumi lõpetamiseni teinud koolis ise ühtegi eksperimenti. Samas on loodusteadused eelkõige eksperimentaalteadused ja katseid tegemata jääb suur osa ainevaldkonnast käsitlemata ning õpilastel ei kujune terviklikku loodusteaduslikku maailmapilti. Teooria õppimine praktikat integreerimata viib aga mõnikord huvi kadumiseni aine vastu ning seega jäävad leidmata need, kellest võiksid kujuneda uued loodusteadlased. Niisiis ei ole loodusteaduste õpetamine eksperimentaalse osata õige ja tuleb leida lahendusi senise praktika edasiarendamiseks.
Uues riiklikus õppekavas otsustati muu hulgas just praktiliste tööde tegemise vajaduse rõhutamise tõttu tuua loodusainete ainekavades õppesisu all eraldi välja teemaplokiga seonduvad praktilised tööd ja IKT rakendamise võimalused. Käesolevas artiklis püüan anda ülevaate põhikooli bioloogia ainekavas nimetatud praktilistest töödest. Nende tööde läbiviimisel on siiski soovitatav lisaks siinsetele mõtetele tutvuda põhjalikumalt probleemide lahendamise ja uurimusliku õppega, sest enamasti tehakse praktilisi töid mingi probleemi lahendamiseks või üldisemalt uurimuslike oskuste arendamiseks.
Põhikooli riikliku õppekava bioloogia ainekavas on soovitatud 24 praktilise töö tegemist. Need tööd võib jagada nelja rühma: 1) makroskoopiliste organismide vaatlemine (5 tööd); 2) organismide mitmekesisuse kaardistamine (4 tööd); 3) mikroskoopia (4 tööd) ja 4) uurimuslikud tööd (11 tööd).
Makroskoopiliste organismide vaatlemine
Palja silmaga nähtavate organismide vaatlemiseks on põhikooli bioloogia ainekavas kavandatud viis praktilist tööd. Nende tööde eesmärk on üldjuhul objektide võrdlemine, et mitmekesisuse avastamise kaudu omandada klassifitseerimisoskusi. Ükski neist töödest ei ole organismide siseehituse tundmaõppimiseks, kuid lisatöödena võib kahtlemata teha ka selliseid töid. Nii on õpilastele huvitav selgroogsete loomade siseehitust uurida võimaldav töö, näiteks erinevate kalade lahkamine. Selle tulemusena saab näiteks võrrelda röövkalade ja lepiskalade soolestiku pikkust ja teha sellele tuginevalt järelduse taimse ja loomse toidu seedimise eripärast. Nii või teisiti ei tohiks ühegi organismide vaatlemise ülesande eesmärk olla pelgalt objektide kirjeldamine, vaid arendama peaks ikkagi kõrgemate mõtlemistasandite oskusi: info analüüsimist, sünteesimist ja hinnangute andmist.
Neli ainekavas soovitatud makroskoopiliste organismide vaatlemiseks mõeldud praktilist tööd on teatud organismirühmade võrdlemiseks: 1) eri organismirühmade välistunnuste võrdlemine reaalsete objektide alusel; 2) seente välistunnuste võrdlemine, kasutades näidisobjekte; 3) selgrootute loomarühmade iseloomulike välistunnuste võrdlemine, kasutades näidisobjekte ja 4) lülijalgsete loomade välistunnuste võrdlemine luubiga. Neist esimene on 7. klassis läbiviidav bioloogia õppimist sissejuhatav töö, mille eesmärk on leida peamised erinevused loomade, taimede, seente, algloomade ja bakterite vahel. See on töö, milles tuleks praktilised ülesanded integreerida veebist saadava infoga. Nii on selge, et algloomade ja bakterite abivahenditeta vaatlusel ei ole näha midagi ja nende kohta info hankimiseks tuleb kasutada erinevaid infoallikaid. Töö tegemist tuleks alustada sellest, et õpilased vaatlevad mitmesuguseid loomi, taimi ja seeni, lillevaasis olevat ebameeldiva lõhnaga vett ning topsis olevat väikest mullakogust. Nad saavad aru, kes on loomad, taimed ja seened, ning arutluse tulemusel jõuavad ka teadmiseni, kust võiks leida algloomi ja baktereid, keda palja silmaga ei näe. Edasi tuleks kirjutada eraldi tulpadesse või paberilehtedele kõigi viie organismirühma nimetused ja seejärel püüda vaadeldava põhjal ajurünnaku käigus üles kirjutada nii palju nende objektide tunnuseid kui kokkulepitud aja jooksul võimalik. Mikroskoopiliste organismide vaatlusest saab ilmselt järeldada vaid seda, et nende mõõtmed on väga väikesed. Ülejäänud info tuleb leida internetist või muudest infoallikatest. Seejärel algab kirjapandu süstematiseerimine. Esmalt kaalutakse kõik tunnused läbi sellest seisukohast, kas need esinevad ikka kõigil vaatluseks kasutatud ühe rühma esindajatel. Niiviisi sõelale jäänud tunnused on mõislik klassifitseerida näiteks ehituslikeks ja talitluslikeks tunnusteks. Süsteemne mõtlemine võimaldab ülevaadet täiustada, kui süsteemist lähtudes mõelda juurde tunnuseid, mis ajurünnakul kirja ei saanud. Süstematiseeritud tunnustest lähtudes tuleks koostada erinevate organismirühmade võrdlemise tabel. Seejuures võiks süsteemi veelgi täiustada: panna esmalt kirja kõigile rühmadele ühised tunnused ja siis edasi reastada rühmad selle alusel, kui palju ühiseid tunnused neil esineb. Töö tulemusena tekib ühelt poolt hea ülevaade organismidest, keda on enamasti juba ka varem tundma õpitud ja hakatakse bioloogia õppimisel näidetena käsitlema, kuid veelgi tähtsamaks tuleb pidada arendatud oskust süstematiseerida infot ning loodud süsteemist lähtudes hinnata süsteemi kvaliteeti ja täiendada seejärel infot.
Õpilastele enam tuntud organismirühmade – selgroogsete loomade ja taimede – võrdlemiseks ei ole praktilist ülesannet ainekavasse plaanitud, sest neid on piisavalt võrreldud juba loodusõpetuse tundides. Küll aga on ainekavas soovitatud tööd seente, selgrootute loomade ja spetsiifiliselt veel lülijalgsete loomade võrdlemiseks. Nende tööde tegemisel tuleks lähtuda samadest eesmärkidest ja töö läbiviimise põhimõtetest, mida kirjeldasin seoses erinevate organismirühmade võrdlemisega. Siiski, seente ja lülijalgsete loomade võrdlemisel on soovitatav võtta kasutusele luup ning nii lisandub eesmärk õppida luupi korrektselt kasutama. Tüüpiline õpilaste tehtav viga luubiga vaatlemisel on see, et luup asetatakse objekti juurde ja siis püütakse vaadelda liiga kaugelt. Nii tuleb neile ikka meenutada, et teravalt nähakse objekti vaid siis, kui luup on õigel kaugusel objektist ja silm õigel kaugusel luubist.
Seente mitmekesisust võrreldes on oluline vaadelda erinevaid kand-, kott- ja ikkesseeni. Kott- ja ikkesseentena tuleks leida või spetsiaalselt kasvatada hallitusseeni, kuid lisaks neile võiks uurida pärmi ja samblike viljakehasid. Siinkohal on soovitatav paluda õpilastel endil tuua kooli kaasa erinevaid seeni: omaleitud objektide uurimine motiveerib neid sageli enam kui õpetaja esitatu. Ka selgrootute loomade võrdlemisel on mõistlik paluda õpilastel võimaluse korral kaasa tuua objekte, mida nad on ise kogunud – mõni on toonud rannast või leidnud koduaiast tigude ja karpide kodasid, teisel on võimalik kaasa võtta reisidelt ostetud näidiseid korallidest, merisiilikutest, käsnadest vms. Kindlasti oleks siinkohal hea hankida vaatluseks erinevaid selgroogseid loomi, keda müüakse toidukauplustes: krevetid, vähid, sinikarbid, viinamäeteod. Viimaste kohta info kogumiseks võib anda ka koduse ülesande. Nii seotakse õpitav paremini igapäevaeluga.
Lisaks eelkõige objektide ehituse võrdlemisele suunatud töödele on 9. klassi ainekavas soovitatud inimese talitlust käsitlevat tööd. See seisneb isikliku toitumisharjumuse analüüsis. Töö tegemiseks vaadeldakse oma toitumist teatud perioodi (näiteks nädala) jooksul ning kirjutatakse üles kõik söödud toidud ja nende kogused. Kui soovitakse tööd keerukamaks ja huvitavamaks muuta, siis võib koguda muidki andmeid, mille põhjal saaks teha mitmesuguseid järeldusi: söömise aeg, füüsiline koormus erinevatel päevadel, kehakaal igal hommikul jms. Lisaandmete analüüsiga seoses võib sellest saada ka uurimuslik töö, milles uuritakse näiteks füüsilise koormuse ja toiduga saadud energiahulga seost kehakaalu muutustega. Lihtsa toitumisharjumusi kirjeldava töö eesmärk on aga mõista erinevate toitainete tähtsust meie toidus, hinnata nende piisavust võrreldes normidega ja leida võimalikke probleeme, mis võivad põhjustada tervisehäireid. Töö eesmärgiks on ühtlasi suunata õpilasi väärtustama tervislikke eluviise ja toidu mitmekesisust. Nii võiks tööga saadud tulemused ja nende põhjal tehtavad järeldused arutada läbi kogu klassiga või väiksemates rühmades. Samas peab muidugi arvestama, et arutlus ei tekitaks mõnele õpilasele ebamugavust. Seoses õpilastel esinevate võimalike toitumishäiretega võivad teema käsitlemisel klassis tekkida eetilised probleemid, mille lahendamine nõuab suurt meisterlikkust. Nii on soovitatav õpetajal enne ühiseid arutelusid andmed kokku koguda ja seejärel töötada välja aruteluks vajalikud materjalid, mis ei viita otseselt ühele või teisele konkreetsele õpilasele.
Organismide mitmekesisuse kaardistamine
Kui organismide mitmekesisuse võrdlemise ülesandeid on bioloogiatundides suure tõenäosusega tehtud paljude õpetajate juhendamisel ka varem, siis mõnevõrra uudsemaks praktiliste tööde tüübiks võib pidada organismide mitmekesisuse kaardistamist. Rõhutada tuleb, et siinkohal pole tegemist pelgalt organismide mitmekesisust kirjeldava loetelu koostamise ja kaardile kandmisega, vaid selle töödegrupi eesmärk on avastada seoseid organismide mitmekesisuse ja elukeskkonna vahel. Ainekavas on välja toodud neli tööd: kaks selleks, et leida, millistesse rühmadesse kuuluvaid selgroogseid loomi või taimi kooli lähiümbruses elab, ning kaks tööd keskkonna saastatuse hindamiseks.
Kõigi kaardistamistööde esmane ülesanne on sõnastada probleem, millele soovitakse lahendust leida. Seejärel tuleb leida kaart piirkonnast, mida uuritakse, jagada see uurimisruutudeks ning kavandada andmekogumine. Töö eesmärk on ka õppida ühisõppe kaudu vähendama üksiku uurija töökoormust. Nii lepitakse kokku uurimismetoodika, jagatakse rühmaliikmetele uurimiseks teatud piirkonnad kaardil, kogutakse andmed ja koondatakse need ühtseks andmekoguks, mida hakatakse analüüsima. Tihti on mõistlik jagada klass mitmeks rühmaks, anda rühmadele samasugused ülesanded, mis jagatakse laiali rühmasiseselt, ja pärast tõsta uuringu usaldusväärsust, leides rühmade keskmised tulemused kõigi uuritavate ruutude kohta. Seega on tegemist ülesandega, mille abil saab õppida sõnastama probleeme, kavandama katseid, neid läbi viima ja tulemusi analüüsima.
Lisaks organismirühmade esindajate kaardistamisele on selle grupi tööde puhul vaja üles märkida erinevate uurimisruutude keskkonda iseloomustavaid tunnuseid. Nii saab selgroogsete loomade elutegevuse analüüsimise tulemusena leida, et organismide esinemise tõenäosus on seda suurem, mida lopsakam on taimestik, mida varjatum on elupaik ja mida vähem on inimese häirivat mõju. Ülesannet linnakeskkonnas läbi viies ilmneb suure tõenäosusega, et roomajatest ja kahepaiksetest jälgi pole, jälgi võib leida eelkõige imetajatest (eriti kui jätta kõrvale lemmikloomad) ja linde on näha kõige enam. Kalade esinemine sõltub mõistagi veekogude olemasolust uuritavas piirkonnas. Taimestiku uurimisel võib näha, et õistaimi kohtab pea kõikjal, paljasseemnetaimed on enamasti istutatud puud ning sõnajalgtaimede, sammaltaimede ja vetikate esinemine oleneb eelkõige valgus- ja niiskustingimustest.
Keskkonna saastatuse hindamiseks on välja pakutud kaks bioindikatsioonitööd. Õhu saastatust hinnatakse samblike leviku alusel – üldjuhul võib öelda, et mida suurem on puutüvede katvus samblikega ning mida enam kasvab seal põõsasjaid samblikke, seda väiksem on õhu happeline saastatus. Siiski, siinkohal peab uuringu metoodikas arvestama teatud piirangutega. Nii tuleb näiteks alati teha mõõtmisi ligilähedaselt sama jämedatelt sama liiki puudelt ja samast ilmakaarest ning kõrguselt. Samuti tuleb arvestada, et mõnele samblikule (näiteks tavalisele seinakorbale) meeldib kasvamiseks just happeline keskkond. Vee saastatuse hindamiseks tuleb koguda erinevatest veekogudest või ühe veekogu erinevatest piirkondadest sama meetodi alusel selgrootuid ning erinevate liikide arvukuse alusel hinnata keskkonna saastatust. Siinkohal ei ole tähtis teada liiginimesid, vaid märgata olulisi erinevusi. Nende erinevuste abil saab rühmitada selgrootud madalat, keskmist ja kõrget saastatuse taset mittetaluvateks. Kuivõrd see ülesanne on praktiliselt tehtuna küll huvitav, aga ajamahukas, siis on olemas ka elektrooniline alternatiivülesanne õpikeskkonnas Tiigriretk Eestimaal (http://bio.edu.ee/matk/).
Mikroskoopia
Mikroskoopiatööde tegemiseks tuleb kooli muretseda õpilaste mikroskoobid ja õpetajale demonstratsioonimikroskoop koos kaameraga. Viimane võimaldab näidata mikroskoobis nähtavat kogu klassile ja seeläbi juhtida tähelepanu vaadeldavate objektide tähtsamatele tunnustele. Õpilaste töödena võib eristada püsipreparaatide vaatlust ning ajutiste märgpreparaatide tegemist ja vaatlust. Kõigi mikroskoopiatööde eesmärk on ühelt poolt arendada mikroskoobi kasutamise oskusi ja teiselt poolt võrrelda organismide mitmekesisust.
Mikroskoopiatöid on ainekavas nimetatud neli. Alustatakse 7. klassis märgpreparaadi valmistamisest. Selle töö eemärk on eelkõige õppida mikroskoopi ohutult ja tulemuslikult käsitsema. Töö tulemusena peaks õpilastel tekkima arusaam mikroskoobi vajalikkusest bioloogia uurimistöödes, kuid ka motivatsioon mikroskoopilist maailma uurida. Seente ehituse ülesande puhul on eesmärk võrrelda juba seente mitmekesisust. Nii võiks leida, et ikkesseente seeneniidistikus ei ole erinevalt teiste rühmade seentest vaheseinu, kuid sõltumata rühmast on kõigil seentel kaht tüüpi rakke: pikad torujad ja pisikesed ümmargused. Lisaks ehituse uurimisele on huvitav töö mikroskoobi abil pärmseente paljunemisprotsessi vaatlemine. Lülijalgsete loomade ehituse uurimisel mikroskoobi abil võiks olla ülesandeks otsida vastuseid küsimustele, kuidas saavad paljud loomad kõndida laes, pea alaspidi, või mismoodi õnnestub näiteks liblikatel nektarit hankida sügavalt õiepõhjast. Loomsete kudede ehitust õnnestub võrrelda kõige paremini püsipreparaatide abil. Siin võiks seostada koe ehituse selle talitlusega. Samas on tegemist ülesandega, mis aitab 9. klassis meenutada juba 7. klassis õpitud mikroskoobi käsitsemise oskusi.
Mikroskoobi kasutamisel tuleb õpetada kiiret, kuid ohutut tööd. Koolitunnid pole kuigi pikad ja alguses võtab mikropreparaatide valmistamine õpilastel nii kaua aega, et objektide vaatlemisel kogutud andmete analüüsiks jääb aega vähe. Seetõttu on tihti mõistlik teha ettevalmistavad tööd (näiteks probleemi sõnastamine, tööplaani koostamine või läbimõtlemine) või siis kogutud info analüüs koduse ülesandena. Nii saab tunnis keskenduda eelkõige praktilisele osale. Mikroskoopiaülesannete juures peab ka jälgima, et ei tekiks ohtu kaasõpilastele, ei kahjustataks kooli mööblit ega mikroskoopimisel kasutatavaid vahendeid. Eriti tuleb ohutusreeglitele tähelepanu pöörata, kui töötatakse näiteks nõela, skalpelli või žiletiga, aga ka kasutades joodi või tinti, mis võivad määrida mööblit ja riideid. Samas on vaja õpetada ka korrektset mikroskoobi teravustamist: kui vaadatakse okulaarist sisse ja liigutatakse objektiivi objektile lähemale (või vastupidi), siis on suur oht „kokkupõrkeks“ ja objektiivi vigastamiseks. Nii tuleb ikka õpetada, et objekti ja objektiivi vahelist kaugust vähendame ainult kõrvalt jälgides, et mitte rikkuda inventari. Teravustamiseks vajaliku kauguse suurendamisel võib julgelt vaadata okulaarist sisse, otsides kaugust, mille korral vaadeldav pilt on kõige teravam.
Uurimuslikud tööd
Kõige enam on põhikooli bioloogia praktiliste tööde hulgas uurimuslikke töid. Need 11 tööd võimaldavad omandada mitmeid uurimuslikke oskusi, mis on omased loodusteaduslike uurimuste läbiviimisel. Kõigi nende peamiseks eesmärgiks tulekski pidada uurimuslike oskuste omandamist: oskust identifitseerida probleeme, sõnastada uurimisküsimusi ja hüpoteese, planeerida katseid, viia neid läbi, analüüsida ja tõlgendada saadud tulemusi ning esitada tulemusi ja järeldusi teistele arusaadaval viisil. Lisaks sellele on praktiliste uurimuslike tööde eesmärgiks õppida rakendama mitmesuguseid töövahendeid (näiteks mobiilseid mõõtvahendeid), materjale (näiteks söötmeid), uurimisobjekte (näiteks kanada vesikatku) ja meetodeid (näiteks mõõtmist). Alles kolmanda taseme eesmärgiks võib ainekavas nimetatud praktiliste uurimuslike tööde juures pidada seda, et omandatakse arusaamine mingite protsesside toimumise seaduspärasustest. Siiski, ainekavas soovitatavana toodud tööd on valitud arvestades seda, et nendega seoses oleks võimalik käsitleda olulisi protsesse, millele on mõistlik kulutada mõnevõrra enam aega.
Fotosünteesi mõjutavaid tegureid on võimalik uurida, kui konstrueerida katseseade, milles on süsihappegaasirikas vesi (gaseeritud vesi) ja kanada vesikatku jupp (selle võib põhjas püsimiseks panna kirjaklambri vahele. Teatud aja jooksul vesikatkust eralduvaid gaasimulle kokku lugedes saab hinnata fotosünteesi intensiivsust. Lisades gaseeritud veele tavalist kraanivett, on võimalik muuta vee süsihappegaasisisaldust ja seeläbi uurida süsihappegaasi kontsentratsiooni mõju fotosünteesi intensiivsusele. Muutes katseseade valgustatust, saab uurida valguse mõju fotosünteesile. Katseseade võimaldab aga teha veel kümneid muid katseid, mida võivad õpilased ise loovalt kavandada. Nii sobib see uurimuslik töö hästi ka probleemide sõnastamise ja katsete planeerimise oskuse arendamiseks.
Uurimuslikku tööd hallitus- või pärmseente arengut mõjutavate tegurite leidmiseks sobib rakendada samadel eesmärkidel kui fotosünteesi uurimist. Suurem paindlikkus on pärmseente kasvatamisel, kus pärmitaigna või -lahuse kerkimise alusel saab hinnata pärmseente arengu intensiivsust. Lisades keskkonda erinevaid aineid või muutes keskkonna füüsikalisi omadusi (näiteks temperatuuri), saab lihtsasti uurida, kuidas mõjutavad erinevad tegurid seente arengut. Lisaks sellele on aga siinkohal väga mõistlik õpetada katsete usaldusväärsuse tõstmist korduskatsete tegemise ja keskmise leidmise abil. Fotosünteesi uurimiseks sobiva seadme ettevalmistamine on keerukas, kuid pärm- või hallitusseente kasvatamine märksa lihtsam. Nii oleks mõistlik siin teha samadel tingimustel 3–5 katset ja avastada see, kui palju võivad tulemused sõltuda teguritest, mida ei osatud arvestada. Samuti võiks nii ilmneda, et osa järeldusi saab teha ainult usaldusväärsete keskmiste põhjal ja need jääksid avastamata üksikute katsete puhul.
Kolmas uurimuslik töö on bakterite leviku hindamine bakterikultuuri kasvatamisega. Lisaks varem nimetatud uurimuslike tööde läbiviimise eesmärkidele võiks siin seada sihiks bakterite kasvuks sobiva söötme valmistamise. Selleks on vajalikud materjalid tärklis, želatiin ja vesi ning vahendid Petri tassid, täpne kaal, veesoojendi, topsid ja lusikad söötme kokkusegamiseks. Söödet valmistades saab õppida laboritöödes vajalikku täpsust ja puhtust ning arendada käelist osavust.
Praktiline uuring populatsioonide arvukuse sõltuvuse kohta ökoloogilistest teguritest võib olla mõneti sarnane eelpool kirjeldatud kaardistamisülesannetega. Nii võib uurida, kuidas sõltub murulappide liigrikkus või taimestiku tihedus valgus- ja niiskustingimustest. Organismide omavaheliste suhete uurimiseks sobivad ka mängud, kus teatud reeglite alusel simuleeritakse näiteks rööv- ja saaklooma arvukuse kõikumist ja seeläbi populatsioonilainete tekkimist. Nende tööde puhul lisandub eesmärk juhtida tähelepanu uuringute süstemaatilisuse vajadusele.
Uurimuslikud tööd lihasväsimuse tekke ja treenituse seosest, füüsilise koormuse mõjust pulsile või vererõhule ning inimese energiavajadust mõjutavate tegurite uurimine praktilise tööna võimaldavad põhitähelepanu pöörata kogutud andmete analüüsile ja tõlgendamisele, sest nende tööde puhul võib kirjeldada mitmeid tegureid, mis võivad mõjutada tulemust, kuid ei ole samas mõjuteguriks. Kuivõrd uuritavateks on neis katsetes õpilased ise, siis on siin ka hea võimalus vajaduse korral tõlgendades lisaandmeid koguda. Nii näiteks võib õpilase pulss sõltuda lisaks füüsilisele koormusele tema vastupidavusest-treenitusest, tervislikust seisundist või muudest asjaoludest. Huvitavaid arutelusid saab pidada ka selle üle, kuidas mõõta treenituse taset või muuta füüsilist koormust. Siinkohal saab lasta õpilastel välja pakkuda mitmesuguseid võimalusi ja siis valida klassiga arutelu tulemusel välja kõige sobivamad. Valiku tegemisel ja hilisemal rakendamisel tuleb arvestada ka õpilaste ohutusega – nii ei ole mõistlik hakata treenituse hindamiseks korraldama koormusteste ega viia füüsilise koormuse muutmisel selle taset liiga kõrgeks. Bioloogiatunnis ei ole õpilastel enamasti võimalik teha suurte koormuste rakendamiseks vajalikku soojendust ning ka riietus ei ole sobilik. Selle asemel saab treenituse taset hinnata, kogudes infot õpilaste tegevuse kohta: kui kaua ja millist treeningut on keegi teinud, millise sageduse ja koormusega treeninguid tehakse, millised on õpilaste tulemused spordis. Tähtis on mõista, et iga mõjuteguri ja uurimisobjekti uuritava tunnuse väärtust peab olema võimalik mõõta või muul moel arvuliselt kirjeldada.
Kopsumahu, hingamissügavuse ja -sageduse ning omastatava hapniku hulga seoste uurimine praktilise tööna võimaldab analüüsida keerukaid seaduspärasusi. Nimelt ei sõltu teatud aja jooksul organismi jõudev hapniku hulk ainult ühest, vaid kolmest olulisest tegurist. Kopsumaht muutub aeglaselt pikaajalise treeningu tulemusel, kuid hingamissügavust ja -sagedust saab muuta ka katse käigus. Seda katset on parim läbi viia, kasutades mobiilseid mõõteseadmeid, mille abil saab mõõta sisse- ja väljahingatava õhu koostist ja seeläbi arvutada omastatud hapniku hulka. Kui vastavaid vahendeid ei ole võimalik soetada, siis saab sama katset teha arvutimudeli abil.
Uurimuslik töö meeleelundite tundlikkuse määramiseks on mõeldud eelkõige selleks, et harjutada lihtsate tööde abil tervikliku uurimusliku töö tegemist. Nägemis- või kuulmisteravuse ja maitsmis- või haistmistundlikkuse hindamine on suhteliselt lihtsad ülesanded, mille täitmine ei võta kaua aega, ja seeläbi jõuab ühes koolitunnis sõnastada uurimisküsimused ja hüpoteesid, kavandada katse, selle läbi viia ja tulemuste analüüsile tuginedes sõnastada järeldused. Teemaga seoses on võimalik valida erinevaid mõjutegureid, mille mõju meeleelundite tundlikkusele uurida. Siinkohal saab pöörata tähelepanu väärtuskasvatuslikele aspektidele. Näiteks on mõistlik analüüsida õpilaste käitumisharjumusi ja püstitada hüpoteese nende mõjust meeleelundite tundlikkusele: mida enam loetakse hämaras või liikuvas sõidukis, seda halvem on inimese nägemine; mida enam kuulatakse valjult muusikat (pidudel või kõrvaklappidest), seda nõrgem on inimese kuulmine; mida enam söövad inimesed teravamaitselisi toite, seda nõrgem on nende maitsmismeel. Nende tööde tulemuste tõlgendamine võimaldab ilmselt arutleda, miks alati ei mõju tervist kahjustav eluviis kõigile ühtmoodi.
Uurimuslik töö reaktsioonikiirust mõjutavate tegurite määramiseks ja õpilaste reaktsioonikiiruse võrdlemiseks on kirjeldatud ja videojuhistega varustatud õpikeskkonnas „Noor teadlane“ (http://bio.edu.ee/teadlane/), kuid sama tööd saab edukalt teha ka arvutit kasutamata. Töös kasutatakse reaktsioonikiiruse muutmiseks pulka, mis tuleb kinni püüda. Pulgale märgitakse pikkusskaala ja seejärel asetatakse pulk uuritava õpilase käelabade vahele skaala nullpunkti kohalt. Käsi hoitakse teineteisest umbes 20 cm kaugusel. Teine inimene hoiab pulka ja laseb selle mingil hetkel lahti, misjärel peab uuritav käed kokku lööma ja pulga kinni püüdma. Skaalalt saab lugeda näidu: mida enam jõudis pulk langeda, seda väiksem oli reaktsioonikiirus. Mõjutegurina võib uuringus vaadelda õpilaste erinevust iseloomustavaid tunnuseid, kuid ka „Noore teadlase“ keskkonnas vaadeldavat inimese tähelepanu hajumist. Viimane on taas tähtis väärtuskasvatuslikust aspektist. Uuringu tulemusel peaks ilmnema, et mida enam on inimese tähelepanu hajutatud, seda väiksem on reaktsioonikiirus. Tehtud järeldust on vaja meeles pidada näiteks liikluses, kus juhiga vestlemine (ka telefonis) vähendab oluliselt reaktsioonikiirust ja suurendab seeläbi liiklusõnnetuste riski.
Viimane põhikooli bioloogia uurimuslik töö on mittepäriliku muutlikkuse ulatusest vabalt valitud organismide tunnuste põhjal. Klassikaline töö on siin puulehtede mõõtmete varieeruvuse uurimine, kuid õpilastele võiks hoopis enam huvi pakkuda inimeste erinevate tunnuste kohta andmete kogumine ja analüüs. Selline töö võimaldab kaasata uuringusse lisaks õpilastele ka sugulasi-tuttavaid ja seeläbi suureneb võimalus arutleda sel teemal laiemas ringis, mis toetab sügavama arusaamise kujunemist. Uurimisobjektide valikul tuleks leida vähemat üks laia ja teine kitsa ökoloogilise amplituudiga tunnus, et seeläbi mõista ka ökoloogiliste tegurite mitmekesisust.
Kokkuvõte
Sõltumata praktiliste tööde tüübist on kõigil neil mitmed ühised eesmärgid, mida tuleks ikka ja jälle rõhutada: praktilisi töid ei tehta bioloogias pelgalt praktiliste oskuste omandamiseks, vaid ka probleemide lahendamise, andmete kogumise ja tulemuste analüüsimise õppimiseks. Seega ei ole esmatähtsad avastatud seaduspärasused või tundmaõpitud organismide mitmekesisus. Läbiviidavatel praktilistel töödel on aga veel vähemalt kaks üldisemat eesmärki. Nimelt peavad need esiteks visandama õpilastele tõetruu ettekujutuse sellest, millega ja kuidas tegelevad loodusteadlased. Nii osatakse teha tulevikus teadlikke elukutsevalikuid. Seetõttu oleks mõistlik mitmesuguste tööde juures viidata ka ametitele, milles tegelikult sarnast tööd tehakse. Teiseks on aga praktilistel töödel tähtis roll motiveerida õpilasi loodusaineid õppima ja laiemalt loodusvaldkonnast huvituma. Seepärast tuleks esimesed praktilised tööd läbi viia juba 7. klassis bioloogia õppimist alustades ning seejärel leida regulaarseid võimalusi teha töid igal veerandil.
Lõpuks on praktilistel töödel ka oluline roll keeruliste protsesside ja looduses eksisteerivate seaduspärasuste mõistmisel, sest aktiivse tegevuse kaudu mõistetakse keerukaid teemasid kõige paremini ja vaid praktiliste tööde abil kujuneb terviklik loodusteaduslik maailmapilt.
Artikkel avaldatud esmakordselt õppekava veebis põhikooli loodusainete valdkonnaraamatus 2010, ISBN: 978-9949-9110-2-8