Loodusainete õpetamise ressursid Eesti koolides rahvusvahelises võrdluses
Imbi Henno
Õpilaste loodusteaduste ja tehnoloogiaalase kirjaoskuse kujundamine hõlmab nii teadmiste kui ka oskuste kujundamist. Õpilased peavad oskama selgitada loodusteaduslikke nähtusi ja teha tõenduspõhiseid järeldusi, mõistma nii teaduslike uuringute usaldusväärsust kui ka piiranguid – seda, kuidas uusi teadmisi saadakse. Neid oskusi kujundatakse eelkõige teaduslikku meetodit ehk ka uurimuslikku õpet rakendades. Varasemad haridusuuringud on näidanud, et uurimisõpe parandab nii õpilaste loodusteaduslikku sooritust ja selliseid üldoskusi nagu kriitiline mõtlemine kui ka arusaama loodusteaduste olemusest (epistemoloogilised teadmised).
Uurimusliku õppe ja praktiliste tegevuste läbiviimine koolis arendab õpilaste kõrgemaid mõtlemisoskusi ning kontseptuaalseid arusaamu loodusteadustest. Samas rõhutatakse, et laboratoorsete tööde tegemine parandab õppimist ainult juhul, kui need on kavandatud läbimõeldult, struktureeritud ning kui õpilased on kognitiivselt aktiivsed. Autori PISA 2006, 2009 ja 2012 sekundaaranalüüsid on näidanud, et 5. ja 6. saavutustasemele jõudnud õpilaste ehk tippsooritajate vähesus on Eestis seotud õpetamispraktikaga ja vähese uurimisõppe rakendamisega. TALIS 2013 uuringust ilmnes, et 35 riigi õpetajate hinnangute võrdluses järjestusid Eesti õpetajad alles 22. kohale õpetamise hinnangutes: minu roll õpetajana on toetada õpilaste enda uurimistegevust. Autori õpetajate hinnangute analüüs näitas, et Eesti loodusainete õpetajad ei olnud õpilasi aktiveerivate ja arendavate praktikate rakendamises teistest õpetajatest veenvamad. Uurimusliku õppe rakendamist tundides võib takistada ressursside puudumine või vähesus, aga ka suured klassid ning ajapuudus.
Loodusainete (loodusõpetus, bioloogia, füüsika, keemia, loodusgeograafia) õpetamine on lahutamatult seotud nii ainespetsiifiliste kui ka aineüleste laboratoorsete tööde vahendite ning nõuetekohaselt varustatud laboritega. Võrreldes näiteks keele- või matemaatikaõpetajatega, peavad loodusainete õpetajad kasutama keerukamaid praktiliste tööde vahendeid. Põhikooli ja gümnaasiumi riiklike õppekavade loodusainete valdkonna lisades on esitatud füüsilise õppekeskkonna juures ka loodusainete õpetamise vahendite minimaalne loetelu ja nõuded õppeklassi sisustusele. Praktilise tegevuse korraldamiseks peab igas põhikoolis klassi kohta ja gümnaasiumis nelja õpilase kohta olema vähemalt neli mobiilset andmete kogumise komplekti põhiseadme ning anduritega. Eelmiste kümnendite Tiigrihüppe ja nüüdse HITSA hangete abil ongi paljudesse koolidesse jõudnud digitaalsed PASCO ja Vernieri andmekogujad. Paljud koolid on neid ka ise hankinud. Samas puudub täpsem ülevaade, kui tõhusalt koolid olemasolevaid ressursse juba kasutavad või kui hästi on koolid üldse varustatud loodusteaduste õpetamist toetavaga.
Viimasele küsimusele annab vastuse viimane loodusteaduste rõhuasetusega PISA 2015 uuring, mis hindas, kuidas koolides kujundatakse õpilaste akadeemilist edukust, epistemoloogilisi tõekspidamisi ja loodusteadusega seotud karjääriootusi nii seoses õppetundide arvu, õpetamise ressursside kui ka õpetamispraktikaga. Kooli ressurssidena käsitleti loodusainete varustatust katse- ja õppematerjalidega, loodusainete õpetajate kvalifikatsiooni ja loodusteadustega seotud tunnivälist tegevust. Eestist kuulus uuringu valimisse 206 kooli. Nendest 88 olid lasteaiad-põhikoolid või põhikoolid ja ülejäänud gümnaasiumid ning nende hulgas oli ka neli kutsekooli. Eesti õpilaste keskmine sooritus loodusteadustes oli üle OECD keskmise, kuid nende loodusteaduslikud veendumused ja karjäärieelistused mitte.
Mida arvas koolijuht?
Kuna PISA-s on alati ka eraldi taustaküsimustik koolijuhtidele, siis paluti neil hinnata kooli loodusteaduste valdkonna ressursse kaheksa väite abil (vastata jaatavalt või eitavalt): võrreldes teiste õppeainete ainesektsioonidega, on meie kooli loodusainete ainesektsioon hästi varustatud; iga kord, kui saame lisaraha, läheb suur osa sellest loodusainete õpetamise parandamiseks; loodusainete õpetajad kuuluvad meie parima haridusega õpetajate hulka; samasuguste koolidega võrreldes on meie koolil hästi varustatud laboratoorium; meie koolis on piisavalt loodusõpetuse praktilisteks tegevusteks vajalikke materjale; meil on piisavalt laborimaterjali, nii et kõik klassid saavad neid regulaarselt kasutada; meil on eraldi laboripersonal, kes on toeks loodusainete õpetamisel; meie kool kasutab ajakohase loodusainete varustuse soetamiseks lisaraha.
Enamik OECD riikide koolijuhte teatas, et kooli loodusainete valdkond on varustatud hästi nii materjalide kui ka õpetajatega. Näiteks õppis keskmiselt 74% OECD riikide õpilastest ja 69% Eesti õpilastest koolis, mille juhid teatasid, et võrreldes teiste õppeainete ainesektsioonidega, on nende kooli loodusainete ainesektsioon hästi varustatud.
Eesti koolijuhid (66%) väitsid aga OECD keskmisest (78%) harvemini, et koolis on piisavalt praktilisteks tegevusteks vajalikke materjale. Nad väitsid ka tunduvalt harvemini (43% vs. OECD 66%), et neil on piisavalt laborimaterjali, nii et kõik klassid saavad neid regulaarselt kasutada. Samuti väitsid Eesti koolijuhid harvemini (35% vs. OECD 62%), et samasuguste koolidega võrreldes on meie koolil hästi varustatud laboratoorium. 34% OECD ja ainult 17% Eesti ning 3% Soome koolijuhtidest teatasid, et neil on eraldi laboripersonal, kes on toeks loodusainete õpetamisel.
PISA 2015 andmebaas ei võimalda näidata, millise väitega iga kool täpselt nõus oli, küll aga võimaldas üldistada, mitme väitega koolijuht nõustus. Järgnev sektordiagramm kirjeldab koolijuhtide jaatavate vastuste sagedust. Ilmnes, et kõikidest uuringus osalenud koolidest ainult kahe gümnaasiumi juhid (1%) vastasid kõigile kaheksale väitele jaatavalt. Seitsme väitega nõustus 7% uuringus osalenud koolijuhtidest ja nende hulgas oli nii gümnaasiumi kui ka põhikooli juhte. Ühe väitega nõustus 10% ning ühegi väitega ei nõustunud 6% koolijuhtidest.
Järgmine joonis kirjeldab põhikoolide ja gümnaasiumide juhtide vastuste erinevusi ressurssidega seotud küsimustele. Jooniselt ilmneb, et gümnaasiumide juhid peavad praktiliseks tegevuseks vajalike materjalidega varustatust pisut paremaks ja väidavad ka, et lisaraha saamisel läheb suur osa sellest just loodusainete õpetamise parandamiseks. Samas väidavad põhikoolide juhid sagedamini, et nende loodusainete õpetajad kuuluvad parima haridusega õpetajate hulka.
Jaapanis paber ja pliiats
Ülaltoodud küsimuste alusel moodustati PISA 2015-s ka nn kooliressursside indeks ehk koondtunnus, mille keskväärtuste alusel moodustati riikide pingerida. Koolijuhtide väidetele tuginedes selgus, et kõige paremini olid koolid varustatud loodusainete õpetamise ressurssidega Kataris, Araabia ÜE-s ja Maltal. Singapur, mis saavutas loodusteaduste üldskaalal 1. koha, positsioneerus ressursside järjestusskaalal neljandale kohale. Kolmandale kohale jõudnud Eesti positsioneerus aga ressurssidega 51. kohale. 2. koha saavutanud Jaapan positsioneerus ressursside hinnangutega hoopis viimasele kohale. Autor, külastanud 2014. aastal Jaapanit, saab kinnitada, et koolides toimus õppetöö enamasti paberi ja pliiatsiga ning näitlikustamise vahendeid oli klassides vähe.
OECD keskmisena väitsid linnakoolide direktorid sagedamini, et nende koolid on paremini varustatud loodusainete õppematerjalidega. Eesti puhul ei ilmnenud kooliressursside küsimuses statistilist olulist erinevust linna- ja maakoolide, era- ja munitsipaalkoolide ning ka erineva sotsiaalmajandusliku taustaga koolide juhtide vastuste vahel. Lätis, Leedus ja Venemaal olid linnakoolid paremini varustatud ning nii neis riikides kui ka Soomes olid ressursid seotud koolide sotsiaalmajandusliku taustaga. Lisaks olid nii Soomes kui ka Venemaal erakoolid paremini varustatud.
PISA 2015 raportis nenditi mõnevõrra üllatuslikult, et mitte üheski haridussüsteemis, kus õpilaste sõnul rakendatakse uurimuslikku õpet tihti, ei saanud nad loodusteadustes kõrgemaid tulemusi. 54 riigis ja majanduspiirkonnas seondus uurimisõppe sagedasem rakendamine isegi negatiivselt õpilaste keskmise loodusteadusliku sooritusega. Samas paranes õpilaste sooritus, kui koolid olid ressurssidega paremini varustatud. Keskmiselt said OECD riikide koolide õpilased 8 ning Eesti koolide õpilased 11 punkti kõrgema tulemuse, kui koolijuht teatas, et võrreldes teiste koolidega, on nende loodusained materjalidega hästi varustatud.
PISA 2015 näitas veel, et loodusteaduste hea sooritus oli seotud kooli loodusainete õpetajate ainesektsiooni töö tõhususega, loodusteadustega seotud olümpiaadide korraldamise ja loodusainete õpetajate osalemisega professionaalses arendustegevuses. Sellised seosed ei ilmnenud keele- ja matemaatikaõpetajate näitel. PISA 2015 tõestas, et loodusteaduste õppematerjalide kvaliteedil, ressurssidel ning loodusteaduslikel tegevustel ei ole õpilaste tulemustele nii suurt mõju kui sellel, kui palju aega pühendavad õpilased loodusainete õppimisele ja kuidas neile loodusaineid õpetatakse. Õpilased olid edukamad, kui õpetajad õpetasid struktureeritult ja individualiseerivalt.
Kokkuvõtteks
PISA 2015 võimaldas meil saada rahvusvahelises võrdluses ülevaate, kuidas on Eesti koolid varustatud loodusteaduste õpetamist toetavate ressurssidega. Kuigi meie õpilaste loodusteaduslik sooritus oli lääne kultuuriruumi kõrgeimaid, väitsid koolijuhid, et koolide varustatus loodusteaduste õpetamisega seotud ressurssidega on nigel. PISA 2015 näitas, et hea sooritus loodusteadustes on seotud õpetamisega, aga ka seda, et paremini varustatud koolides oli õpilaste sooritus kõrgem. Samas kinnitasid õpetamise ja ressurssidega seotud üldistused arusaama, et Eesti haridus on egalitaarne ja meil on õppimisvõimalused võrdsed kõigile. Kuna riigi tasandil eeldatakse muutunud õpikäsituse rakendumist ja õpilaskeskset õpetust, on ressursside temaatika aktuaalne ning eeldab kõikidelt asjaosalistelt pädevaid otsuseid.