Tehnoloogiavaldkonna õppeainete õpetamisest

1. Tehnoloogiavaldkonna õppeainete õpetamisest Tiia Rüütmann TTÜ Eesti inseneripedagoogika keskus Tallinna Tehnikaülikool 18.01.2014 1

2. TiiaRüütmann 1982 TTÜ keemiateaduskond, keemiaküberneetika keemiatehnoloogiainsener (Dipl.Eng) 1992 TTÜ keemiateaduskond, teadusmagister MSc (Eng) 2007 Hradec Králové Ülikooli Pedagoogika teaduskond, Tšehhi Vabariigis, PhD (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

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

4. 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

5. Tehnikateadused tuginevad loodusteadustele Keemia IKT Elektrotehnika ja elektroonika Füüsika Mehhatroonika ja robootika Füüsika, keemia, bioloogia, geoloogia jt loodusteadused uurivad loodust ja loodusnähtusi Tehnikateadused uurivad, kuidas loodust ja loodusnähtusi integreeritultrakendada inimese ja ühiskonna arenguks ning hüvanguks Matemaatika Tehnikateadused

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

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

8. IGIP missioon – õpetamise parendamine tehnoloogiavaldkonnas IGIP töörühmad ja tegevusvaldkonnad 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)

9. IGIP Inseneripedagoogika õppekava Moodulid Moodul EAP Põhi- ja alusmoodulid PM1 Inseneripedagoogika (STEM didaktika) 6 PM2 Laboratoorse õppetöö didaktika 2 Teoreetilised moodulid PM3a Psühholoogilised aspektid tehnoloogiahariduses 2 Eraldi/koos Eraldi/koos Eraldi/koos PM3b Sotsioloogilised aspektid tehnoloogiahariduses 1 WPM1 Eetilised aspektid tehnoloogiahariduses 1 WPM2 Multikultuurilised aspektid tehnoloogiahariduses 1 Praktilised moodulid PM4a Retoorika, väljendus- ja suhtlemisoskus 2 PM4b Akadeemiline kirjutamine & lihtsaltmõistetavus 1 PM5 Projektitöö tehnoloogiahariduses 2 PM6 Tehnilised õppevahendid, meedia ja e-õpe 2 Valikmoodul WM1 Valikained Kokku vähemalt 20 Koolitus toimub tehnoloogiaülikoolide juures Lisamoodul Õppejõud peavad olema läbinud IGIP koolituse IGIP (2013)

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

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

12. Analoogsed koolitused 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 IGIP (2013)

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

14. 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)

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

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

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

18. Feisel-Schmitz’i tehnikavaldkonna taksonoomia 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)

19. Tähendusliku õppimise taksonoomia Õppima õppimine Baasteadmised Rakendamine Hoolivus, huvi Tähenduslik õppimine Tähenduslik õppimine Inimsuhted Integratsioon 19 Dee Fink (2011)

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

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

22. Mured ja ootused • 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

23. Koolitused õpetajatele TTÜ-s • 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 • TTÜ Tehnoloogiakooli kursused õpilastele

24. Õpetamine on imelihtne! 24 24

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