Reaalainete õpetamine – paberilt internetti

Ly Sõõrd
haridustehnoloog
TÜ Teaduskool

Reaalainete õpetamine TÜ Teaduskoolis

Oktoobris 2011 algab TÜ teaduskooli 46. õppeaasta. Sel õppeaastal viime läbi 34 kursust erinevatest ainevaldkondadest, millest e-kursused moodustavad ligi 60% ja ülejäänud kursused toimuvad posti teel. Aasta-aastalt suureneb veebipõhiste kursuste osakaal, eeskätt uute kursuste näol. Posti teel toimuvad teatud kursused matemaatikas, füüsikas ja keemias – need on sellised kursused, kus põhilisteks õpitegevusteks on keerulisemate ja olümpiaadi-tüüpi ülesannete lahendamine.

Joonis 1. Teaduskooli postikursuste ja e-kursuste arvud valdkondade lõikes 2011/12 õa

Tänapäeva võimaluste juures, kus internet on enamusele kättesaadav ja arvuti on muutunud tavaliseks “kodumasinaks”, ei tohiks olla probleem kõiki reaalainete kursuseid e-õppena läbi viia – samas võib ette tulla ka takistusi nii õppija kui ka juhendaja poolelt, millest käesolevas artiklis lähemalt juttu tuleb.

Kuidas õpetada ülesannete lahendamist reaalainetes veebipõhiselt?

Esmapilgul tundub, et see pole õigustatud küsimus – miks peaks aine õpetamine veebipõhiselt erinema oluliselt selle aine õpetamisest raamatute ja paberi/pliiatsiga. Materjalid ja ülesanded elektroonilisel kujul internetti – ja ongi kõik probleemid lahendatud.

Materjalidega tõesti pole probleemi – neid saab õppija vajadusel välja trükkida. Suur probleem võib tekkida aga ülesannete lahenduse vormistamise tehnilise poolega. Tavalise teksti sisestamisel on enamik õpilasi üsna vilunud, seda eeskätt tänu arvutipõhistele suhtlusvahenditele – näiteks Skype ja MSN. Kui aga mängu tulevad keerulisemad valemid, mis sisaldavad ruutjuuri, murde ja mitmeid teisi matemaatilisi vorminguid ja tähiseid, siis pole elektrooniline vormistamine enam nii lihtne. Eraldi küsimus on veel struktuurvalemid keemias, mille vormistamise vahendid pole väga levinud ja piisavalt kättesaadavad.

Keeruliste ülesannete lahendamiseks, eriti matemaatikas, kus on vaja pikki teisendusi või tõestusi vormistada, peab omandama kõigepealt valemite elektroonilise vormistamise oskuse. Lahenduste vormistamine paberi ja pliiatsiga võtab tunduvalt vähem aega kui arvutiga, sest ainuüksi arvutiga valemite loomise loogika erineb oluliselt valemite käsikirjalisest kirjapanekust. Elektrooniline vormistus on küll märkimisväärselt ilusam ja loetavam võrreldes käsikirjaga, kuid see nõuab ka suuremat ajakulu.

Joonis 2. Matemaatikaülesande lahenduse vormistus

Joonis 3. MS Word’is vormistatud ülesande lahendus õppematerjalist “Parameetriga võrrandid”

Joonis 4. Fragment keemiaülesande lahendusest

Paberilt internetti

Teaduskooli reaalvaldkondade kursuste põhieesmärk pole õpilaste õigete/valede vastuste kontrollimine, vaid lahenduskäikude sügavam analüüs ja õpilase tähelepanu juhtimine tehtud vigadele ja valedele mõttekäikudele lahendustes. Seega pole teaduskooli postikursustel võimalik üle minna valikvastustega või õigeid vastuseid kontrollivatele testidele – kannataksid ikkagi õpilased, sest õppe kvaliteet langeks.

Mida teha, et reaalainete ülesannete lahendamise õpetamise üleminek paberilt internetti oleks mugav nii õppijatele kui ka kursuste juhendajatele? Mõistlik oleks üleminekut korraldada järk-järgult. Esmalt on vaja võimaldada uute oskuste omandamine ja luua selleks vastavad tingimused. Järgmine samm on mõelda läbi, kuidas kogu kursus teha sobivaks veebis õpetamiseks ning töötada välja ka tehnilised nõuded elektrooniliste lahenduste vormistamiseks – see on vajalik eeskätt kursuse juhendaja seisukohast, et esitatud lahendusi oleks võimalikult mugav parandada ja hinnata.

Valemite elektrooniliseks vormistamiseks on mitmeid erinevaid võimalusi – saab kasutada nii tasuliste (nt Word, Mathcad) kui ka tasuta (nt OpenOffice) tarkvaraprogrammidesse sisse ehitatud valemiredaktoreid, lisaks on võimalik koostada valemeid ka veebipõhiselt  (nt GoogleDocs) ning spetsiaalse dokumentide ja valemite loomise süsteemiga LaTeX. Struktuurvalemeid keemias saab vormistada näiteks MS Wordiga, millele on alla laaditud lisa “Chemistry Add-in for Word” – see on muidugi kättesaadav vaid neile, kelle arvutisse on tasuline MS Office installeeritud. Endise ISIS Draw uut versiooni Accelrys Draw saab akadeemilistel eesmärkidel kasutada tasuta, kuid allalaadimiseks on vajalik eelnev registreerumine.

Valemeid sisaldavate õppematerjalide esitamisel veebipõhiselt on lisaks enimkasutatavale PDF-formaadile võimalikud ka teistsugused esitusviisid – näiteks video ja flash. Ka Adobe Connect Pro vahendiga saab õpetada ülesannete lahendamist. Viimase puhul on hea kasutada abivahendina digilauda, mille abil kirjutatakse valemid reaalajas käsikirjaliselt nagu tavalisele kriidi- või valgele tahvlile.

2011. aasta kevadel viisime läbi küsitluse teaduskooli õpilaste seas, et uurida õpilaste endi hoiakuid nii õppetöö vormi kui ka valemite elektrooniliselt vormistamise oskuste suhtes. Küsitlusele vastas kokku 315 õpilast, kellest 40% on osalenud ainult teaduskooli postikursustel, 28% ainult e-kursustel ja 32% nii e- kui ka postikursustel.

Küsitluse tulemusena selgus, et neid õpilasi, kes oskavad hästi vormistada keerulisi valemeid või saavad enda arvates enam-vähem hakkama, on 47%. Üle pooltel vastanutest (53%) on vähesed oskused või oskused üldse puuduvad.

Kursuste õppevormi eelistustest on vastajad märkinud enam-vähem võrdselt nii posti teel toimuvaid kursuseid (40%) kui ka arvutipõhiseid kursuseid (37%), ülejäänutel konkreetset eelistust pole. Kui vaadata eraldi teaduskooli erineva õppevormiga kursustel osalenuid, siis ainult postikursuste kogemustega õpilased eelistavad posti teel toimuvaid kursuseid (61%), ainult arvutipõhistel kursustel osalenud eelistavad arvutipõhiseid kursuseid (69%) ning mõlema õppevormiga kursustel osalenute seas on suhteliselt sarnane hulk mõlema õppevormi eelistajaid: posti teel toimuvaid kursuseid eelistab 29% ja arvutipõhiseid kursuseid 35% vastanutest.

Joonis 5. Keeruliste valemite vormistamisoskus	Joonis 6. Eelistused kursuste õppevormi osas

Õppematerjalide lugemisel on õpilaste eelistuseks väljatrükitud materjalid (69%) ning kontrolltööde vormistamisel eelistab suurem osa käsitsi vormistamist (55%). Ligi pooled õpilastest arvasid, et lahenduste vormistamine arvutiga nõuab täiendavat töö- ja ajakulu võrreldes käsitsi vormistamisega.

Joonis 7. Õppematerjalide lugemise eelistused	Joonis 8. Kontrolltööde vormistamise eelistused

Antud küsitluse tulemused on kättesaadavad teaduskooli veebilehelt http://www.teaduskool.ut.ee/kysitlused

Posti teel toimuvate kursuste juhendajatel on mitmeid probleeme seoses õppetöö üleviimisega veebi. Probleemiks on nii failide formaadid ja mahud, tarkvaraprogrammide kättesaadavused, erinevate tarkvaraversioonide ühilduvusprobleemid jne. Näiteks PDF-failidena saadetud lahenduste kommenteerimine on üks takistus – teatavasti on PDF-failile kommentaaride lisamine võimalik vaid tasulise programmiga ja paljud juhendajad ei saa sellist lisakulu endale lubada. Samuti võtab mistahes elektroonilise lahenduse kommenteerimine ja tagasiside kirjutamine tunduvalt rohkem aega käsitsi parandamisest, eriti kui on vaja viidata valemite osadele ja lisada parandaja-poolseid valemeid juurde. Samas on ülesannete lahenduste parandamisel mõte vaid siis, kui õpilase viga täpselt üles otsitakse ja ära näidatakse, eraldi failis kommentaaride esitamine ei pruugi õpetamise seisukohast toimida.

Elektroonilisel kujul ülesannete lahenduste vormistamisel on ka plusse – lahendused on korrektse vormistamise puhul paremini loetavad ja nii lahenduste saatmine parandamiseks kui ka parandatud lahenduste saatmine õpilastele tagasi võtab elektrooniliste kanalite kaudu vähem aega.

Kahtlemata on valemite elektroonilise vormistamise oskuse õpetamine vajalik mitte ainult “iganenud õppevormide” likvideerimise seisukohast, vaid ka õpilaste edasisi õpinguid silmas pidades. Teaduskoolis on valmimas juhendmaterjal elektrooniliste valemite vormistamise õpetamiseks, mis on mõeldud nii posti teel toimuvatest kursustest osavõtjatele kui ka kõigile teistele huvilistele, kes soovivad harjutada ülesannete lahenduste vormistamist elektrooniliselt.