Tehnoloogiavaldkonna ppeainete petamisest Tiia Rtmann TT Eesti inseneripedagoogika

Tehnoloogiavaldkonna õppeainete õpetamisest Tiia Rüütmann TTÜ Eesti inseneripedagoogika keskus Tallinna Tehnikaülikool 1 18. 01. 2014

Tiia Rüütmann n n n n 1982 TTÜ keemiateaduskond, keemiaküberneetika keemiatehnoloogiainsener (Dipl. Eng) 1992 TTÜ keemiateaduskond, teadusmagister MSc (Eng) 2007 Hradec Králové Ülikooli Pedagoogika teaduskond, Tšehhi Vabariigis, Ph. D (Educ/STEM) Bratislava ja Praha Tehnikaülikoolide külalisõppejõud IGIP Rahvusvahelise Täitevkomitee liige IEEE EDUCON juhtkomitee liige TTÜ Eesti inseneripedagoogika keskuse dotsent Mentor ja mentorite koolitaja TTÜ-s tiia. ruutmann@ttu. ee 2

Esitluse kava n n Õpetamisest tehnoloogiavaldkonnas Kuidas õpetamist parendada? Mured ja ootused Kursused õpetajatele TTÜ-s 3

Enne, kui Te sisenete klassiruumi, küsige endalt: “Kas ma saaksin teha tunnis kõike seda, mida olen kavatsenud, ka siis, kui klassiruumis ei oleks ühtegi õpilast? ” Kui vastus on “jah”, siis ärge seda tehke. Prof Ruben Cubero US Airforce Academy 4

mia Füüsika Kee ika hn te ka tro ni ek oo El ektr el Tehnikateadused tuginevad loodusteadustele ja IKT Me h ja hatro rob on oo ika tik a Füüsika, keemia, bioloogia, geoloogia jt loodusteadused uurivad loodust ja loodusnähtusi Matemaatik Tehnikateadused a Tehnikateadused uurivad, kuidas loodust ja loodusnähtusi integreeritult rakendada inimese ja ühiskonna arenguks ning 5 hüvanguks

Rahvusvaheline Inseneripedagoogika Ühing www. igip. org 80 liikmesriiki, sh Eesti (TTÜ) 35 akrediteeritud koolituskeskust 6

Kes on tehnikaõpetaja? Tehnikaõpetaja n õpetab tehnikavaldkonna õppeaineid nii üld- kui ka kõrghariduse tasemel n omab kõrgemat akadeemilist tehnilist haridust (inseneriharidust) õpetataval erialal ja on läbinud teoreetilise ning praktilise pedagoogilise koolituse n on teisisõnu insenerpedagoog 7 IGIP (2013) UNESCO Pariis (1975)

IGIP missioon – õpetamise parendamine tehnoloogiavaldkonnas IGIP töörühmad ja tegevusvaldkonnad n n n n insenerihariduse rahvusvahelised aspektid teadmiste juhtimine & IKT tehnoloogiahariduses tehnoloogiaharidus üldhariduskoolis (K-12) teadusuuringud inseneripedagoogikas & tehnoloogiahariduses tehnikaõpetajate koolitus (pedagoogika, didaktika, metoodika, õppekavaarendus jm) projektitöö tehnoloogiahariduses naiste karjäär tehnoloogiahariduses IGIP (2013) 8

IGIP Inseneripedagoogika õppekava Koolitus toimub tehnoloogiaülikoolide juures Moodulid Põhi- ja alusmoodulid Teoreetilised moodulid Praktilised moodulid Valikmoodul Moodul EAP PM 1 Inseneripedagoogika (STEM didaktika) 6 PM 2 Laboratoorse õppetöö didaktika 2 PM 3 a Psühholoogilised aspektid tehnoloogiahariduses 2 PM 3 b Sotsioloogilised aspektid tehnoloogiahariduses 1 WPM 1 Eetilised aspektid tehnoloogiahariduses 1 WPM 2 Multikultuurilised aspektid tehnoloogiahariduses 1 PM 4 a Retoorika, väljendus- ja suhtlemisoskus 2 PM 4 b Akadeemiline kirjutamine & lihtsaltmõistetavus 1 PM 5 Projektitöö tehnoloogiahariduses 2 PM 6 Tehnilised õppevahendid, meedia ja e-õpe 2 WM 1 Valikained Eraldi/koos Lisamoodul Kokku vähemalt Õppejõud peavad olema läbinud IGIP koolituse 20 9 IGIP (2013)

IGIP Inseneripedagoogiline koolitus erinevates riikides Eelduseks eelnevalt läbitud I taseme tehnikaharidus Variant 1 Variant 2 Eraldiseisev koolitus Magister Tunnistus Ing-Paed koolitus min. 20 EAP Ing-Paed õppekava min. 60 EAP Integreeritud koolitus Magister Tunnistus Ing-Paed õppekava min. 20 EAP min. 60 EAP Diplom II tase Tunnistus Ing-Paed õppekava min. 20 EAP I tase (Diplomi-, bakalaureuse, magistriõpe) Tehnikavaldkonna erialad min. 180 EAP Integreeritud inseneriõpe min. 240 EAP 10 IGIP (2013)

IGIP õppekava tunnustanud rahvusvahelised organisatsioonid IGIP IEEE ASEE Aae. E SEFI FEANI IFEES COPEC Ühiste koolituskeskuste rajamine maailma tehnikaülikoolides 11 IGIP (2013)

Analoogsed koolitused n n n Massachusettsi Tehnoloogiainstituut (MIT) Zürichi Tehnikaülikool (ETH) Aalto Ülikool Rootsi Kuninglik Tehnikakõrgkool (KTH) Aalborgi Ülikool Stanfordi Ülikool Dresdeni Tehnikaülikool Praha Tehnikaülikool MADI Moskvas Bratislava Tehnikaülikool Tallinna Tehnikaülikool Kokku 90 ülikoolis 12 IGIP (2013)

n n n Missugune peaks olema ainekava ja tunni struktuur? Kuidas tuleks tehnoloogiavaldkonna õppeaineid õpetada? Kes peaks õpetama? 13 IGIP (2013)

Ainekava/tunni struktuur õpetamine/õppemeetod 1 Deduktiivne: Põhitõed rakendamine “Uskuge, teil läheb seda vaja” 2 Induktiivne: Põhitõed rakenduste kontekstis “Ma tahan seda teada” 14 IGIP (2013)

Kuidas tuleks õpetada? n n n n õpetaja õpilane juhendamine süvitsi õppimine “learning by doing” õppeainete integratsioon STEM didaktika, aktiivõpe 15 IGIP (2013)

Kes peaks õpetama? Õpetatavat ainevaldkona väga hästi tundvad n insenerid n edukad noorteadlased n rakendusteadlased n kogenud praktikud n valdkonna spetsialistid n entusiastid, innustunud õpetajad 16 IGIP (2013)

Teadmiste dimensioon n n faktiteadmised - erialaterminoloogia, mõisted, erialaspetsiifilised faktid, suurused, detailid jne teooriateadmised - eriala põhielementidevahelised seosed, teooriad, struktuur, mudelid protseduurilised teadmised - kuidas erialas midagi praktiliselt teha, eriala uurimismeetodid metakognitiivsed teadmised - teadmised oma tunnetusest üldiselt, teadlikkusest, teadmistest, oma enese tunnetusest 17 Anderson (2001)

Feisel-Schmitz’i tehnikavaldkonna taksonoomia n n n Loob – loob uusi mudeleid, seadmeid, süsteeme, objekte jm Otsustab – hindab kriitiliselt erinevaid lahendusi ja valib optimaalsema, annab hinnaguid Lahendab – kirjeldab, analüüsib, püstitab hüpoteesi, kavandab ja sünteesib, et modelleerida süsteeme, seadmeid Seletab – seletab oma sõnadega põhimõisteid, teooriat, protsessi, arvutuskäiku ja tulemust Arvutab – jälgib reegleid ja protseduure, kasutab valemites õigeid suurusi ja jõuab korrektse vastuseni Defineerib – esitab mõistete definitsioone, on võimeline esitama mõisteid kvalitatiivselt ja kvantitatiivselt 18 Feisel (1986)

dm a ea m õp ast pi pi m in e Hoolivus, huvi n o io s at su ht ed Tähenduslik õppimine Rak gr te im e in m a d en In In Ba Õp ise d Tähendusliku õppimise taksonoomia 19 Dee Fink (2011)

Tasakaalustatud õppimine Ainekeskne: n struktureeritud ainesisu n teaduslikud aineteadmised n kriitiline mõtlemine n metoodika n teadmiste rakendamine n suhtlemisoskus n ainete integreerimine Probleemi-/ praktikakeskne: n teadmiste rakendamine ja integreerimine, süntees n reaalsed ülesanded, ideede paljusus, kompromiss n erialased tööoskused n loovus, innovatsioon n praktikapõhised teadmised n aineteadmiste kinnistamine n täpsus, meeskonnatöö Me peame õpetamisel arendama ja kasutama mõlemat, mitte ühte teise arvelt 20 Edström (2012)

Integreeritud õppimine Põhialuseks: Tähenduslik + tasakaalustatud õppimine n teadmised + oskused + reaalsed ülesanded n probleemõpe, projektõpe, meeskonnatöö n õppeainete integreerimine n hoiakud + väärtused + õppima õppimine n tehnilisi teadmisi ja oskusi tuleb omandada ja hinnata tehnilises kontekstis ja vastavas erialakeskses õppekeskkonnas 21 IGIP (2013) Edström (2013)

Mured ja ootused n n n n Huvi langus reaalainete vastu Hirm Eksimine keelatud Ülesannete lahendamise kartus Vähene integreeritus, killustatus Vähene huvi tehnikavaldkonna vastu, teadmatus Õpitu teadvustamise ja rakendamise oskus Teadlike valikute tegemise oskus, otsustusvõime Suure pildi nägemine, üldistamine, järeldused edaspidiseks Õppima õppimine, kohusetunne STEM didaktika laiem kasutamine Loovuse, analüüsioskuse ja kriitlise mõtlemise arendamine Julgus nõu ja abi küsida Koostöö tehnoloogiaõpetajate ja TTÜ vahel 22

Koolitused õpetajatele TTÜ-s n n n Matemaatika rakendused, reaalsete protsesside uurimine Majandusmatemaatika alused Rakenduste loomine Scratchiga Uurimistöö juhendamine LTT suunal Keskkonnakeemia Mikrokontrollerid ja praktiline robootika. Robootika didaktika Inseneripedagoogika täiendusõppekava Energiamoodul Maateadusest kõigile Täienduskoolitus tehnikaerialades Võimalik koostada koolitusi vastavalt õpetajate vajadustele 23 TTÜ Tehnoloogiakooli kursused õpilastele

Õpetamine on imelihtne! 24

Tänan heatahtliku tähelepanu eest! tiia. ruutmann@ttu. ee 25