Vertikaalse ja horisontaalse lõimingu võimalikkusest füüsika ainetundides

Riina Murulaid, Tartu Miina Härma Gümnaasium, 2010

Lõimingu olulisus

Tänapäeval on plahvatuslikult kasvanud info hulk ja kättesaadavus. Kuidas olulisemat eristada vähem olulisest, kuidas hinnata lähteallika kvaliteeti, kuidas seostada seda varasemate teadmistega või igapäevases elus kogetavaga – nende oskuste omandamist toetab nii vertikaalne kui ka horisontaalne lõiming erinevates ainetundides.

Seoste loomise ja leidmise oskus on kasulik mitte ainult infotulvas orienteerumisel, vaid ka mis tahes õppeaine omandamisel ja maailmast tervikpildi tekkimisel. Seoste olemasolu soodustab mõistmist, mäletamist, motivatsiooni ja ideede tekkimist ning nende puudumine raskendab teadmiste kasutamist.

Lõiming jaguneb kaheks: sisemiseks ja välimiseks.

Õppeainete tasemel tähendab välimine lõiming ainetevaheliste seoste loomist väljastpoolt.
Sisemine lõiming on protsess, mis toimub õpilases endas, kui ta püüab korrastada teadmisi ja kogemusi, mis algselt tunduvad üksteisest eraldi seisvat.[1]

Õppeainete välimine lõiming soodustab sisemise lõimingu teket. Selleks et tekiks sisemine lõiming, ei piisa ainult seoste loomise oskusest, vaid peab olema ka teadmisi ja tahtmist nendega midagi peale hakata. Seoste loomise võime süveneb teadmiste hulga kasvades ja seda toetab tahe õppida. Ning ka vastupidi: mida ulatuslikum on sisemine lõiming, seda suurem on ka huvi õppimise vastu. Sisemise lõiminguga on seotud õpioskused ja õpivõime, aga ka õpilase huvid ja igapäevasest elust saadud kogemused. Sisemist ja välimist lõimingut mõjutavad tegurid on esitatud alljärgneval skeemil (Joonis 1).

Joonis 1. Sisemist ja välimist lõimingut kujundavad tegurid. [1]

Kui õpilane asub koolis füüsikat õppima, on tal olemas juba teatud pagas kõikvõimalikke teadmisi ja oskusi, tal on suurem või väiksem õpimotivatsioon. Õpilaste huvide ja kogemuste hulk ning kvaliteet võib erineda väga suures ulatuses.

Seoste tekkimine ei ole samasugune poisil, kes koolist vabal ajal mopeedidega müttab, ja tüdrukul, kes on käinud aastaid klassikalise muusika kontserdil. Sellises olukorras on väga tähtis, et õpetaja oskaks lõimida füüsikateadmised ja -oskused nii igapäevaelus kogetu ja varem omandatuga kui ka mis tahes aines juurdeõpitavaga.

Vertikaalne lõiming

Vertikaalne lõiming taotleb terviku moodustamist õppeainesiseselt kogu kursuse ulatuses. Vertikaalse lõimingu saame sidususe ja järgnevuse abil: mõisted ja teemad korduvad kooliastmeti ja samas minnakse lihtsamalt seletuselt sügavamale ja laiemale, kusjuures uued teadmised tuginevad valdavalt varem õpitule.

Loodusõpetus ja 8. klassi füüsika

8. klassi füüsikatundidele eelneb loodusõpetus, kus erinevaid füüsikateemasid käsitletakse vastavalt vanusele: I ja II kooliastmes ainult kvalitatiivselt, tuginedes sellele, mida õpilane enda ümber näeb. 7. klassi loodusõpetuses lisandub ka loodusseaduste kvantitatiivne kirjeldus: õpilased lahendavad valemitele või seostele tuginedes lihtsamaid arvutusülesandeid. Selleks ajaks on omandatud ka vajalikud eelteadmised matemaatikas. Alljärgnev tabel annab ülevaate, millistes klassides 8. klassi füüsikateemasid käsitletakse (Tabel 1). Antud artikli tabelite aluseks on uus põhikooli ainekava. [2]

Tabel 1. 8. klassi ja loodusõpetuse lõiming.

Teema füüsikas	Klass	Teemad loodusõpetuse ainekavadest
Kehade omadused ja mõõtmine	2. klass	Mõõtmine ja võrdlemine: mõõtühikud, kaalumine, pikkuse mõõtmine.
Kehade omadused ja mõõtmine	7. klass	Keha. Kehade omadusi. Mõõtmine. Mõõtemääramatus. Pikkuse, pindala, ruumala mõõtmine. Kaalumine, mass. Aine tihedus.
Liikumine ja jõud	3. klass	Liikumine: liikumise tunnused, jõud liikumise põhjusena.
Liikumine ja jõud	7. klass	Mehaaniline liikumine. Liikumise graafik st– teljestikus. Ühtlane ja mitteühtlane liikumine. Jõud ja kehade liikumine.
Päikesesüsteem	4. klass	Maailmaruum: Päike, Maa, Kuu, Päikesesüsteem, galaktika, tähistaevas, astronoomia.
Raskusjõud; jõu mõõtmine	7. klass	Raskusjõud ja mass. Dünamomeetri tööpõhimõte: vedru pikenemise ja jõu võrdelisus.
Energia ja mehaaniline töö	6. klass	Eesti loodusvarad – energia: elektri- ja valgusenergia.
Energia ja mehaaniline töö	7. klass	Mehaaniline töö ja energia. Mehaanilise energia muundumine ja jäävus.
Taevakehad	4. klass	Päike, tähed, tähistaevas, Põhjanael, Kuu.

Tundi üles ehitades on võimalik tugineda varem õpitule, põhikooli füüsikaõpetajal on kasulik, isegi vajalik teada, kas antud teema leiab käsitlemist esmakordselt või on juba varem õpitud. Vältida tuleb konkreetse teema samal tasemel õpetamist ilma midagi uut lisamata. Sellisteks „ohuteemadeks“ on näiteks tihedus, jõud, töö ja energia. Nimetatud probleemi ei esine tõenäoliselt õpetajal, kes õpetab nii loodusõpetust kui ka füüsikat, pigem jaotab ta juba varem ära, millises ulatuses õpetada korduvaid teemasid 7. klassis, millises 8. klassis.

Vertikaalne lõiming 9. klassis

Üldjuhul oskab 9. klassi õpilane väljendada lihtsamaid seoseid ja teadmisi füüsika keeles. Kindlasti on kasvanud praktiliste tööde tegemise vilumus ja oskus uurimuslikult ülesandeid ja probleeme lahendada. Õpilasel on varasemast lihtsam leida seoseid varem õpitu ja kogetu ning juurdeõpitava vahel. Allpool on toodud tabel (Tabel 2), kus on näidatud, millistes klassides on antud 9. klassi teemat käsitletud.

Tabel 2. Vertikaalne lõiming 9. klassis.

Teema füüsikas	Klass	Teemad loodusõpetuse ja füüsika ainekavadest
Elektrijuhtivus	3. klass	Elektrijuhid ja mitteelektrijuhid.
Elektrijuhtivus	7. klass	Kehade elektriseerimine, elementaarlaeng, positiivne ja negatiivne elektrilaeng. Ainete elektrijuhtivus. Elektrijõud
Elektrilaenguga osakesed	7. klass	Aatomi koostis: elektron, prooton.
Elektrivoolu toimed	7. klass	Praktilise tööna vee elektrolüüs.
Vooluring	3. klass	Vooluringi osad; vooluallikas, elektripirn, juhe, lüliti.
Vooluallikas	7. klass	Energia.
Vooluallikas	8. klass	Energia liigid, energia jäävus.
Elektrivoolu töö ja võimsus	8. klass	Töö ja võimsus.
Elektrienergia kasutamine	8. klass	Energia, energia jäävuse seadus.
Elektriohutus	3. klass	Elektriohutus ja elektri kasutamine.
Magnet- nähtused	3. klass	Magnetnähtused, kompass.
Aine ehituse mudel: mõiste *mudel*	4. klass	Gloobus – Maa mudel.
	7. klass	Aine mudel, aineosakesed.
	8. klass	Ühtlase sirgjoonelise liikumise mudel.
Aine olekud	1. klass	Tahked ained ja vedelikud.
	5. klass	Tahkis, vedelate ja gaasiliste ainete omadused: voolavus, soojuspaisumine, kokkusurutavus.
	7. klass	Aine olekud, aine olekud aineosakeste tasemel: aineosakeste liikumine – soojusliikumine, aine- osakeste iseeneslik segunemine, soojuspaisumine, soojuspaisumine ja tihedus, soojuspaisumise esinemine ja rakendused.
Temperatuur	2. klass	Temperatuuri mõõtmine, õhutemperatuur.
	6. klass	Õhutemperatuuri mõõtmine.
	7. klass	Temperatuuri mõõtmine; soojusliikumise ja temperatuuri seos Celsiuse temperatuuriskaalaga; keha siseenergia.
Soojusülekanne	6. klass	Õhu liikumine soojenemisel, tuul.
Soojusülekanne	7. klass	Soojusülekande liigid: konvektsioon, soojusjuhtivus, soojuskiirgus; soojuslik tasakaal.
Aastaajad	1. klass	Aastaaegade vaheldumine seoses soojuse ja valguse muutumisega.
	4. klass	Maa pöörlemine ja tiirlemine.
	7. klass	Päikese kiirgus, õhutemperatuuri ööpäevase muutumise põhjused.
Aine olekute muutumine	5. klass	Vee olekute muutused: sulamine, tahkumine, aurustumine, veeldumine.
	6. klass	Veeauru kondenseerumine.
	7. klass	Aurumine, kondenseerumine, sulamine, tahkumine, härmastumine, sublimeerumine; siseenergia muutumine aine oleku muutumisel.
Energia eraldu- mine põlemisel	6. klass	Kütuse põlemine, soojusenergia.
Energia eraldu- mine põlemisel	7. klass	Soojuse eraldumine põlemisel.
Aatomi ehitus	7. klass	Aatomi ja aatomituuma ehitus, aatomite mitmekesisus.

Mõlemad eeltoodud tabelid annavad ülevaate, kuivõrd on füüsika teemad välja kasvanud loodusõpetuse kursustest ja millises ulatuses saab III kooliastmes tugineda varem õpitule.

Horisontaalne lõiming

Horisontaalne integratsioon on mõistete ja teemade käsitlemine eri külgedest ja eri õppeainetes, et kindlustada õpitule võimalikult avarad seosed.

Horisontaalne lõiming on tihedam valdkonnasiseselt – loodusainete lõimingu tsentriteks on ühised teemad, kattuvad mõisted, uurimuslik õpe ja uurimustööd. Et tegemist on sama valdkonna ainetega, on integratsioon ainekavasse sisse kirjutatud sarnaste eesmärkide, pädevuste ja meetodite näol. Lõiming valdkonnaväliste ainetega on märksa väiksema ulatusega.

Alljärgneval skeemil on toodud tegurid, mis mõjutavad ainetevahelist lõimingut (Joonis 2). Osad neist on seotud aineõpetaja tegevusega, näiteks koostöö teiste õpetajatega, integreeritud tööd õpilastele, pidev enesetäiendamine. Samas on õpikute-töövihikute koostamine, koolituste sisuline külg, metoodiliste materjalide väljaandmine ja õppekava lõiming need tegurid, mis ei sõltu õpetajast endast, vaid koolivälistest asjaoludest – kirjastuste tööst kuni riigi hariduspoliitikani välja.

Joonis 2. Horisontaalset lõimingut mõjutavad tegurid.

Mida saaks õpetaja teha lõimingu toimimiseks?

Koostöös teiste aineõpetajatega tuleks leida võimalusi erinevaid aineid omavahel siduda. Metoodilisi soovitusi selleks saab lõiminguteemalisest kogumikust, kus artiklis „Füüsika lõiming põhikoolis“ on esitatud põhikooli füüsika ainekava põhjal kõikvõimalikud lõimingud teiste õppeainetega [1].

Praktilised tööd – referaadid, laboritööd, katsed, projektid, uurimustööd – võiks teha integreeritult teiste õppeainetega. Näiteks referaat tuumareaktoritest võib olla seotud arvutiõpetuse, ajaloo aga ka eesti keele grammatikaga. Ka sellisel juhul on tähtis õpetajate koostöö: hinnata saab nii keeleoskust, füüsikalist sisu kui ka arvuti kasutamise oskust töö vormistamisel ja esitlemisel.

Õpetaja teadmistel ja silmaringil on kahtlemata suur mõju tunni õnnestumisele, laiemas aspektis aga võib osutuda see üheks mõjuvaimaks teguriks õpilase sisemise lõimingu tekkel. Näited ajaloost, bioloogiast, keemiast või kirjandusest ilmestavad füüsikatunde ja näitavad õpilasele, et õpetaja pole ainult oma aines kinni. Näiteks temperatuuriskaalade tutvustamisel võib viidata Ray Bradbury teosele „451 Fahrenheiti“, kus pealkirjas antud temperatuur vastab paberi süttimistemperatuurile.

Õpilaste huvide tundmine võimaldab lõimida mitmeid aineid, näiteks teema „Võnkumised ja heli“ käsitlemisel võivad pillimänguga tegelevad õpilased oma kitarri, viiuli või basskitarri kooli kaasa võtta ja uurida koos, kuidas sõltuvad heliomadused pilli keelte pikkusest, jämedusest jne (lõiming muusikaga). Võib arvutada klassi parimate sportlaste keskmised kiirused erinevate distantside läbimisel (lõiming kehalise kasvatusega). Autohuvilistega võib teisendada erinevaid võimsuseid hobujõududest vattidesse ja vastupidi (tehnika). Tüdrukutega saab analüüsida erinevate toimingute energiakulusid ja toiduainete energiasisaldust (lõiming bioloogia ja terviseõpetusega).

Kokkuvõtteks

Kuidas ikkagi lõimida erinevaid õppeaineid nii, et selle tulemusena oskaks õpilane kasutada ajalooteadmisi füüsikatunnis või füüsikateadmisi bioloogiatunnis või laiemalt – rakendada oma teadmisi uute seoste leidmisel või igapäevases elus probleemide lahendamisel? Kuivõrd suur on kooli osa õpilase maailmapildi kujunemisel? Kes loob vajaminevad õppe- ja metoodilised materjalid, abistamaks õpetajaid? Kuidas leida aega ja raha, et lugeda populaarteadusikke raamatuid, külastada näituseid, käia ekskursioonidel, vaadata aime- ja dokumentaalfilme, lisaks hoida end kursis füüsikas ja maailmas tervikuna toimuvaga? Nende ja paljude teiste küsimuste lahendamisel leiab Eesti riik tõenäoliselt oma „Nokia“, jõuab kõikide haridusuuringute etteotsa ja Eesti inimene on terves maailmas hinnatuim teadlane, spetsialist, oskustööline jne. Aga seniks peab iga õpetaja andma endast parima antud palga, töötingimuste ja võimaluste juures.

Leet, R. (2010), Füüsika lõiming põhikoolis; kättesaadav internetilehel http://www.ut.ee/curriculum/Kogumikud.
Põhikooli riiklik õppekava (Lisa 4); kättesaadav internetilehel https://www.riigiteataja.ee/akt/13273133.

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