Uurimusliku meetodi kasutamisest füüsikaõppes

Enn Pärtel, Tartu Ülikool, Herbert Masingu kool, 2010

Loodusteaduslike õppeainete valdkonnas on kokku lepitud rakendada uurimuslikku õpet. 2002. aasta RÕK füüsika ainekava õpiprotsessi kirjelduses on välja toodud suundumus uurimuslikule õppele, aga õpitulemustes see praktiliselt ei kajastu. 2010. aasta õppekavades, nii põhikooli kui gümnaasiumi füüsika ainekavas, on õpiväljundites esindatud uurimuslik õpe ja teatud õpiväljundeid polegi võimalik saavutada uurimuslikku õpet rakendamata. Uurimuslik õpe võib olla nii paberile kirja pandud teoreetiline uurimus kui ka eksperimentaalne uurimus. Käesolevas artiklis, johtuvalt mahust, on kirjeldatud vaid eksperimentaalset uurimust. Eksperimentaalse uurimuse eriliigiks saab pidada elektroonilises keskkonnas toodud eksperimentide simulatsioone, mille põhjal on kavandatud struktureeritud uurimusi [1]. Viimaseid saab lugeda uurimusliku õppe „liivakastiks“.

Veiko Hani võtab oma teadusmagistritöös uurimusliku õppe olukorra kokku ja nendib, et õpetajad küll tahaksid rakendada uurimuslikku õpet, aga selleks puuduvad juhendid.

Käesolev artikkel puudutab üht võimalikku eksperimentaalsete uurimuste varianti ja annab lühidalt teoreetilise tausta. Näitena on lisas toodud uurimuse juhend liugehõõdumise kohta (8. klass). Lugejal soovitangi tutvuda esmalt lisas toodud uurimusliku tööga.

Uurimuslikule õppele pannakse alus loodusõpetuses. Kuidas kujunevad õpilaste uurimuslikud oskused loodusõpetuses ja teistes loodusainetes, selle kohta on lugeda vastavatest aineraamatutest.

1. Õpikeskkond ja õppimiskäsitlused

Uurimusliku õppega on otseses seoses õpikeskkonna mõiste. Nii põhikooli kui gümnaasiumi riiklik õppekava määratleb õpikeskkonna kui õpilasi ümbritseva vaimse, sotsiaalse ja füüsilise keskkonna koosluse, milles õpilased arenevad ja õpivad:

• vaimne õpikeskkond sisaldab õpetuse ja kasvatuse eesmärkide saavutamiseks vajalikke teadmisi, oskusi ja väärtusi, mis on leidnud õpilase jaoks väljendamist pildis, helis, kirjas või kaasõpilaste, õpetajate ja pereliikmete tegevustes ja käitumises;
• sotsiaalne õpikeskkond haarab õpilase suhteid teda ümbritsevate inimestega, nende inimeste omavahelisi suhteid ning nende suhete aluseks olevad väärtusi;
• füüsilise õpikeskkonna moodustavad õpetuse ja kasvatuse ruumikeskkond, sisseseade ja õpilaste jõuvarusid arvestav koolielu korraldus.

Õpikeskkondi liigitatakse mõnikord passiivseteks ja aktiivseteks, lähtuvalt õppija aktiivsusest. Passiivses õpikeskkonnas on õppija info vastuvõtja, õpetaja aga aktiivne info edastaja. Passiivne õpikeskkond tekib, kui eeldatakse, et õppides luuakse assotsiatsioone oma kogemuste, mõtlemise ja käitumise vahel. Õppimine on seda parem, mida enam „õigeid“ reaktsioone õppija mäletab ja vajadusel reprodutseerib. Vastavat õppimiskäsitlust nimetatakse biheivioristlikuks ehk käitumuslikuks.

Riiklikud õppekavad tõstavad esile õpikeskkonna aktiivsuse. Õppija aktiivsust rõhutavad nii kognitiivne, humanistlik kui ka konstruktivistlik õppimiskäsitlus. Nende õppimiskäsitluste järgi toetutakse õppimisel kõrgematele psüühilistele protsessidele: tajule, mälule, fantaasiale, mõtlemisele ja loovusele. Kognitiivne õppimiskäsitlus vaatleb õppimist kui eesmärgistatud tunnetuslikku protsessi, milles õppija töötleb informatsiooni ja loob tunnetuslikke struktuure, mis võimaldavad infot tõlgendada, organiseerida, säilitada ja taasesitada. Õppija juhib, analüüsib ja hindab oma tegevust, viimane toimub enesehindamisena. Humanistliku lähenemisviisi aluseks on nägemus loovast ja vaimsele kasvule pürgivast inimesest. Õppimine lähtub õppija sisemisest aktiivsusest, see on protsess, mis toetub kogemustele ja teadmisi luuakse kogemuse muutuse kaudu. Konstruktivistlik õppimiskäsitlus rõhutab eriliselt teadmiste loomist õppija poolt, seejuures toimub varasema teadmise võrdlemine uue teadmisega ja vajaduse korral teadmiste ümberstruktureerimine. Konstruktivistlikus õppimiskäsituses rõhutatakse sotsiaalset konteksti ja teiste inimeste kaasmõju õppimisele.

Aktiivne õpikeskkond peaks sisaldama kuut komponenti: relevantsus õppija jaoks, teaduse relatiivsus, kriitiline hinnang oma õpitegevusele, õpilase ja õpetaja koostöö, õpilaste kommunikatsioon ja hoiakud loodusteaduste õppimise suhtes.

• Relevantsus (asjakohasus) näitab, kuivõrd õpilased tajuvad, et nad saavad loodusainetes õpitut kasutada väljaspool kooli (kogeda loodusainetes õpitut oma igapäevaste tegevuste juures ja kasutada igapäevaseid kogemusi oma teadmiste arenguks).
• Teaduse relatiivsus tähendab, et teaduslik tõde pole alati lõplik, absoluutne, vaid vastab teaduse nüüdisaegse arengu tasemele ja on arenev (põhikooli füüsikas õpitakse neid füüsikasaavutusi, mis on väga paljudel juhtudel kinnitust leidnud, pigem on siin tegemist füüsika tõlgendustega teistes teadustes).
• Kriitiline hinnang oma õpitegevusele on seotud õpilase arenemisega iseseisvaks õppijaks. Kriitiline hinnang õpetaja suhtes lubab kahelda õpetaja meetodites ja pedagoogilistes plaanides või väljendada oma muret, kui õpilast õppimisel miski takistab.
• Õpilase ja õpetaja koostöö näitab, kui palju kaasab õpetaja õpilasi õpikeskkonna organiseerimisse (enda õppetegevuse kavandamisel ja juhtimisel; hindamise kriteeriumide kindlaks määramisel ja rakendamisel; õpikeskkonna sotsiaalsete normide kehtestamisel).
• Õpilaste omavaheline kommunikatsioon eeldab, et õpilased saaksid selgitada oma ideid teistele õpilastele ja kaitsta neid, saada aru teiste õpilaste ideedest ja seostada neid oma ideedega, suhtuda kriitiliselt oma ideede rakendamisse.
• Õpilaste hoiakud loodusteaduste õppimise suhtes väljenduvad õpilaste aktiivsuses ja valmiduses osaleda õppetöös, ka nende ootustes õpitegevusele, selle väärtuslikkusele ja vastavusele õpilaste huvide suhtes. [2]

2. Uurimuslik õpe

Kõige üldisemalt on uurimuslikku õpet defineeritud kui protsessi, mille käigus õpilane ise püstitab uurimusküsimuse ja leiab vastuse [3]. Uurimuslik õpe koosneb järgmistest alamprotsessidest: probleemi määratlemine, uurimisküsimuse püstitamine, hüpoteesi püstitamine, uurimuse planeerimine, uurimuse läbiviimine andmete kogumiseks, andmete analüüsimine ja tõlgendamine, järelduste ja kokkuvõtete tegemine, tulemuste esitlemine ja arutelu. Eksperimentaalses uurimuses tähendab uurimuse planeerimine katse kavandamist, uurimuse läbiviimine aga katset, mõõtmisi ja tulemuse tabeldust.

Tabel 1. Uurimuse etapid ja uurimuslikud oskused

Uurimuse tegemiseks rakendatavaid oskusi liigitatakse põhioskusteks ja lõimivateks oskusteks. Põhioskused eeldavad konkreetset lähenemist ja samaaegselt ühe ülesandega tegelemist, need on valdavalt omandatud näiteks kontrollitud uurimuse käigus (kontrollitud uurimuse kohta vt Tabelist 2). Lõimivad oskused eeldavad konkreetse tegevuse sidumist eelnevate ja järgnevate tegevustega.

Näiteks katse kavandamise etapil rakendab õpilane põhioskustest katse parameetrite valikut, sõltumatu ja sõltuva muutuja määratlemist, katseskeemi joonistamist, ohutusnõuete arvestamist. Samas peab ta rakendama lõimivaid oskusi, mõtlema nii „ette“ kui „taha“: mis on probleem ja hüpotees, mida tuleb mõõta, millistest andmetest on vaja järeldusi teha.

Uurimuslikke protsesse liigitatakse transformatiivseteks ja regulatiivseteks [4]. Transformatiivsete protsessidega on vastavuses uurimuse etapid (probleemi määratlemine, uurimisküsimuste sõnastamine, hüpoteeside püstitamine, uuringu planeerimine, uuringu läbiviimine, tulemuste analüüs ja tõlgendamine ning järelduste esitamine). Transformatiivsed protsessid on seotud varasemate teadmiste ja oskuste ülekandmisega uude situatsiooni. Nende kujunemisele aitavad kaasa ka teised loodusained.

Peamisteks regulatiivseteks protsessideks on planeerimine, jälgimine ja hindamine. Need esinevad igas uurimuse etapis. Õpetaja peakski igas uurimuse etapis suunama õpilasi

• oma tegevust planeerima, enne kui nad selle sooritavad;
• etapi toimingute käigus jälgima, et tegevus vastaks plaanile; Mõõtmine Tulemuste töötlemine Probleem Hüpotees Katse kavandamine
• etapi lõpus vaatama tagasi oma tegevusele ja hindama, kuivõrd see vastas plaanile ja püsitatud eesmärkidele.

Uurimisküsimuse sõnastamise etapi regulatiivsed protsessid. Planeerimisel valib õpilane võimalike mõjutegurite seast need, mida saab mõõta ja mis vastavad põhjuse-tagajärje seosele, otsustab, milline mõjutegur antud nähtuses esineb põhjuse, milline tagajärje rollis. Jälgimisel õpilane kontrollib, et uurimisküsimus oleks sõnastatud küsilausena, kus on väljendatud uurimisobjekt ning põhjusele ja tagajärjele vastavad karakteristikud. Hindamisel vaatab õpilane veel kord, kas uurimisküsimus vastab kõigile nõuetele, mille ta planeerimise ajal seadis.

Andmete analüüsi ja tõlgendamise etapi regulatiivsed protsessid. Planeerimine — õpilane leiab uuritavat protsessi iseloomustavad seosed; jälgimine — õpilane kontrollib hüpoteesi vastavust tulemustele; hindamine — õpilane sõnastab järelduse ning seostab tulemused algse probleemiga.

Uurimuste liigitus. Välise juhitavuse järgi liigitatakse uurimusi kontrollitud, struktureeritud, juhitud, avatud ja autentseteks uurimusteks (Tabel 2). Samas järjekorras suureneb ka õppija iseseisvus ja aktiivsus. Erineva tasemega uurimustel on erinevad funktsioonid. Kontrollitud uurimuses on õpilasele kõik ette antud ja seda sobib rakendada baasoskuste omandamiseks (katsevahendite käsitsemise oskus, andmete tabeldamine ja töötlemine jne); struktureeritud uurimus – tulemuste esituse ja järelduse tegemise õppimiseks; juhitud uurimus – eelmainitud oskuste, aga ka andmetöötluse ja hüpoteeside hindamise õppimiseks; avatud uurimus on suunatud uurimuslike oskuste terviklikule arendamisele; autentne uurimus on sageli seotud õpilase iseseisva sooviga teatud nähtust uurida („Mina tahan uurida, kuidas …“). Autentse uurimuse korraldamine tõstab õpilase õpimotivatsiooni, usku oma võimetesse ja valmisolekut tegelda füüsika- ja tehnoloogiaküsimustega.

Tabel 2. Uurimuslike tööde liigitus (esitatud V. Hani järgi).

Toetussüsteem. Klassis on erinevate oskustega õpilasi, uurimusliku töö juhend on aga kõikidele õpilastele ühesugune. Edukaks õppimiseks vajavad erinevad õpilased erinevat õpetaja abi. Õpetaja saab eelnevalt neid vajadusi prognoosida ja töötada välja kindla õpilasgrupi vajadustest lähtuva toetuse. Toetav info võib olla vormistatud kirjalikult, kuid seda võib esitada ka suuliselt. See võib olla näiteks viide õpikust info leidmiseks. Toetus aitab õpilasel luua sidet olemasolevate ja alles omandatavate teadmiste ning oskuste vahel. Lisas olevas juhendis on toetussüsteem esitatud kaldkirjas. Kuna erinevatele õpilasgruppidele on vaja erinevat toetust, siis ei tarvitse juhend üldjuhul sisaldada toetussüsteemi, kuid võib seda teha. Viimasel juhul antakse erinevatele õpilasgruppidele erinevad juhendid, millel on grupile kohandatud toetussüsteem.

Tabel 3. Toetuste eripära.

Alati pole uurimuslikus õppes vaja rakendada kõiki alamprotsesse. Loodusteadustel on kolm funktsiooni: kirjeldav, seletav ja prognoosiv funktsioon.

Kirjeldav funktsioon. Põhiküsimused on „mis“ või „mida“. Objektide kirjeldamine füüsikas on valdavalt kvantitatiivne, seda tehakse füüsikaliste suuruste väärtuste abil (nt laser võimsusega 1 mW kiirgab valgust lainepikkusega 630–670 nm). Koolifüüsikas lähtutakse objektide kirjeldamisel juba väljakujunenud füüsikakeelest ja see keel on vaja omandada. Uurimuslikkus/probleemsus väljendub siin eelkõige vajaduses võtta objekti kirjeldamiseks kasutusele uued mõisted.

Seletav funktsioon. Põhiküsimused on „miks” ja „kuidas”. Nähtusi seletatakse seaduste või seaduspärasuste abil. Nii seaduspärasusi kui seadusi saab õpilane ise avastada, rakendades loodusteaduslikku uurimismeetodit. Uurimusliku õppe eriliigiks on avastusõpe. Avastusõppe funktsiooniks on uute teadmiste saamine, uurimusliku õppe funktsiooniks on lisaks uute teadmiste saamisele ka loodusteadusliku uurimismeetodi rakendamise õppimine, et kasutada seda ka igapäevaeluliste ja professionaalsete tegevuste ideede testimisel. Avastusõppes saadakse vastused küsimustele „miks?” ja „kuidas?”, kusjuures „kuidas?“ tähendab sageli seost „kuidas sõltub?“. Puhtalt uurimuslikus õppes tähendab „kuidas?” veel seda, et püütakse teada saada, millisel viisil saavad uusi teadmisi teadlased, ehk rakendatakse loodusteaduslikku uurimismeetodit.

Prognoosiv ehk ennustav funktsioon. Põhiküsimuseks on „Milline on tulemus?”. Näide: Alpinist laskub liustikult. Tema ees on liustikulõhe, mille laius on kindlalt suurem kui tema hüppe pikkus. Liustiku ülemine serv on alumisest kõrgemal. Kas alpinist suudab üle liustikulõhe hüpata? Õpilasele antud ülesandes kirjeldatakse olukorda kvantitatiivselt. Ülesande lahendamisel seisneb uurimuslikkus selles, et lahendaja püstitab hüpoteesi (prognoosib vastuse) ja kontrollib füüsikaseadusi rakendades teoreetiliselt oma prognoosi. Hea oleks muidugi koostada vastav mudelkatse, viia läbi eksperiment ja saada prognoosile eksperimentaalne kinnitus.

Uurimusliku töö hindamine. Hindamisel võib kasutada nii kokkuvõtvat kui kujundavat hindamist. Kokkuvõtval hindamisel antakse igale õpilase poolt sooritatavale operatsioonile kaal ja vastavalt kaalule punktide arv. Numbrilise hinde väljapanekul arvestatakse kehtivat kirjalike tööde hindamise eeskirja. Kokkuvõttev hindamine on otstarbekas korraldada siis, kui õpetaja on veendunud, et õpilased on omandanud vajalikud võtted. Hindamisel arvestatakse õpilase iseärasusi (õpilase X puhul on arvestatavaks tulemuseks kõikide punktide täitmine, õpilase Y puhul punktid 1–8 (ülesande numbrid Lisas), õpilase Z puhul hüpoteesi A sõnastamine ja selle katseline kontrollimine jne), tööst osavõttu, iseseisvust, vormistuse korralikkust. Püstitatud hüpoteeside juures hinnatakse asjakohasust, mitte tõesust.

Õpetajale, kes kavandab teoreetilisi uurimulikke töid. Paljusid küsimusülesandeid võib suhteliselt lihtsasti muuta teoreetilisteks uurimuslikeks töödeks. Ülesandes „Miks purskkaevu juures on tunda jahedust?“ on antud nii olukorra kirjeldus kui uurimisküsimus. On vaja vaid, et õpilane koostaks nähtuse teoreetilise mudeli, esitaks hüpoteesi, koguks teoreetilisi andmeid ja arvutuste kaudu kontrolliks hüpoteesi. Üheks õpetamisvõtteks on seejuures „siksak“ [vt 5].

Ülevaade lisas toodud uurimistööst

Antud uurimuse kirjeldus on maksimalistlik. Uurimuslik töö vajab ettevalmistamist. Enne peavad olema omandatud baasoskused: vaatlus-, kommunikatsiooni-, klassifitseerimis-, mõõtmis- ja järelduste tegemise oskused, aga samuti lõimivad oskused: muutujate identifitseerimine, tabelite ja graafikute koostamine, muutujate vahelise sõltuvuse kirjeldamine, andmete kogumine ja töötlemine, analüüs, hüpoteeside püstitamine, muutujate defineerimine, uurimuse kavandamine ja katsetamine.

Lõiming matemaatikaga eeldab koostööd matemaatikaõpetajaga, kes tuletab õpilastele meelde sõltumatu ja sõltuva suuruse tähendust, õpitud seoseid (sõltuvusi) ja nende graafikuid, võrdelise sõltuvuse korral võrdeteguri a arvutamist graafiku abil. (Märkuseks: võrdelist, lineaarset ja pöördvõrdelist sõltuvust õpitakse 7. klassis.)

Lugu. Lugu seob klassis õpitava ja elus toimuva ning muudab uurimuse õppija jaoks relevantseks. Loo põhjal peaksid õpilased püstitama uurimisküsimuse(d), kasutades kas füüsika sõnavara või tavakeelt. Tavakeeles vormistatud küsimused sõnastatakse ümber füüsikakeelseks, selleks on abistav info osas Teooria (vt ülesanne 1). Mõnel õpilasel esineb raskusi sobiva uurimisküsimuse formuleerimisel, uurimisküsimus on kas liialt üldsõnaline või pole asjakohane ega tulene alati olemasolevast taustinfost. Õpilastele, kelle kohta on teada, et neil tekib raskusi, tuleks anda juba eelnevalt toetav info. Sellel uurimuse etapil on vaja õpilasi juhtida, et valitaks kõikvõimalike küsimuste seast need, mille uurimus on eelnevalt kavandatud ja juhend olemas. Õpilase soovi korral võib lubada uurida ka seda, mille kohta juhend puudub (autentne uuring). Näiteks otsustab õpilane võrrelda hõõrdejõudu liivatamata tee ja liivatatud tee korral. Autentses uurimuses on katse kavandamine keerulisem kui avatud uurimuse korral, sest puudub juhend kui toetussüsteem. Samuti on uurijal kergem eksida nähtuse mudeldamisel. Näiteks kavandab õpilane katse selliselt, et puistab aluslauale vaid mõne näputäie liiva. Sellega teeb õpilane olukorra mudeldamisel vea, liugehõõrdumine asendatakse veerehõõrdumisega ja püstitatud hüpotees osutub tõenäoliselt vääraks. Uurimuse analüüs aitab välja selgitada mudeldamisel tehtud vea ja viib uue uurimuse korraldamisele.

Nähtuse mudeldamine. Tähtis on kokku viia eluline olukord ja laboris tehtav katse. Õpilased suunatakse mõistma, et laboris tehtav katse on nähtuse mudel. Selle, et saadud seaduspärasus F = µN on samuti mudel, jätame esialgu kõrvale. Seost F = µN on otstarbekas nimetada seaduspärasuseks, sest antud juhul pole tegemist rangelt võttes klotsile mõjuva hõõrdejõuga, vaid alusele mõjuva hõõrdejõuga.

Teooria. Tõenäoliselt on juhendis toodud teooria juba varem õpitud, kuid selle meeldetuletamine on kasulik. Teatud juhtudel võib teooriat pidada ka toetuseks.

Hüpoteeside sõnastamine. Kuna õpilased soovivad esitada õigeid vastuseid, siis püüavad nad ka otsida hüpoteesi kinnitust autoriteetsemalt isikult. Tuleb olla järjekindel ja selgitada, et hüpoteesi tõesust kontrollib katse sooritaja, õpetaja kontrollib (hindab) vaid hüpoteesi asjakohasust. Hüpoteeside B ja B₁ valimine nõuab matemaatikast arusaamist.

Katse planeerimine (ül 3 ja 4) on õpilastele keerukas, sest neile jääb katse mõte tihti arusaamatuks ja nad ei hooma, et katse käigus kogutud andmeid kasutatakse esialgse probleemi lahendamiseks. Katse planeerimise parendamiseks tuleb õpilastele anda selgitusi loodusteadusliku uurimismeetodi rakendamise kohta. Õpilased on harjunud tegema katseid täpselt tööjuhise järgi ja nad sageli ei mõtle, miks nad midagi teevad. Seega tuleks õpilasi enam suunata mõtlema selle peale, milliseid andmeid ja kuidas katse abil leida.

Katse ja tulemuste töötlemine. Katse tegemisel tuleks suunata õpilasi mõtlema katse kavandamisele (ül 4) ja hüpoteesile A. Katseandmete töötlemisel on vaja raskuste esinemise korral õpilasi suunata Teooria juurde (kuidas leida raskusjõud, kuidas rõhumisjõud), anda toetav info mõõtemääramatuse hindamiseks. Mõõtemääramatuse hindamisel saab lähtuda mõõtmistulemuste suurimast hälbest aritmeetilise keskmise suhtes. Hõõrdejõu mõõtmisega tekib üks probleem. Dünamomeetri skaala nulli kontrollimiseks asetame dünamomeetri vertikaalseks, et detailid võtaksid õige asendi. Nulli asukohta mõjutab aga dünamomeetri vedru ja muude detailide kaal. Jõu horisontaalsel mõõtmisel on dünamomeetri skaala null aga nihkes. See nõuab kas nulli parandi arvestamist või kajastamist mõõtemääramatuses. Graafiku koostamisel peab õpilaste tähelepanu juhtima telgede valikule ja tähistamisele, aga samuti sellele, milliste tabeli lahtrite põhjal joonistatakse graafik. Õpilastele, kelle kohta on teada, et telgede mõõtkava valik valmistab raskusi, võib anda ühesugused katsevahendid, siis saab telgede mõõtkava valikul pakkuda konkreetset toetust. Graafiku joonistamisel tuleb juhtida õpilaste tähelepanu hüpoteesi B graafiku joontele või anda vastav toetav info. Milline joontest sobib kõige paremini uurimistulemustega? Selgub, et sirge. Nüüd tuleb joonistada sirge veavahemikuga antud katsepunktidest läbi.

Järeldused hüpoteeside kehtivuse kohta. Peaks jälgima, et õpilased teeksid järeldused õige tõendusmaterjali põhjal. Hüpotees A – tabeli või graafiku, hüpotees B – graafiku, hüpotees B₁ – graafiku ja ülesande 8 põhjal.

Valemi koostamine ja uue info saamine (ül 9 ja 10). Valemi koostamisel lähtuda matemaatilisest valemist, antud juhul y = a x ja kõrvutada sellega graafikut teljestikus F_h, o, F_r. Uueks infoks on liugehõõrdeteguri sissetoomine.

Järeldus uurimusest (ül 11–13). Antakse vastus uurimisküsimus(t)ele ja seotakse uus info teoreetiliste teadmistega.

Kokkuvõte uurimusest (ül 14) jäägu koduseks tööks. Selle võib vormistada pikema (hindelise) ülevaatena.

Kasutatud kirjandus

1. Hani, V., Uurimusliku õppe rakendamine ja praktiliste tööde erinevad realisatsioonid uurimuslikus õppes, magistritöö rakendusfüüsika erialal, TÜ, 2010.
2. Veeremaa, T., Keemiaõpetaja uurimusliku õpikeskkonna loojana, magistritöö, TÜ, 2010.
3. Kask, K., A study of science teacher development towards open inquiry teaching through an intervention programme, Tartu, Tartu Ülikooli Kirjastus, 2009.
4. Pedaste, M., Sarapuu, T., Mäeots, M., Tiigriõpe: haridustehnoloogia käsiraamat, Uurimuslik õpe IKT abil, Tallinn, TLÜ informaatika instituut, 2009.
5. Pärtel, E., Intellektuaalset tegevust aktiviseeriva õpetamisstrateegia rakendamine füüsikaõppes, 8. klass, õpetajaraamat, Tallinn, Koolibri, 2001.

Artikkel avaldatud esmakordselt õppekava veebis põhikooli loodusainete valdkonnaraamatus 2010, ISBN: 978-9949-9110-2-8