TALLINNA ÜLIKOOL Haridusteaduste Instituut Alushariduse valdkond Gerda Ruberg ROBOOTIKA KASUTAMINE ÕPPE- JA KASVATUSTEGEVUSTES: ABIVAHEND ÕPETAJALE Bakalaureusetöö Juhendaja: MSc Elyna Nevski Tallinn 2016
Tallinna Ülikool Instituut Valdkond Haridusteaduste instituut Alusharidus Töö pealkiri ROBOOTIKA KASUTAMINE ÕPPE- JA KASVATUSTEGEVUSTES: ABIVAHEND ÕPETAJALE Teadusvaldkond Kasvatusteadused Töö liik Bakalaureusetöö Kuu ja aasta Mai 2016 Lehekülgede arv: 57 Allikad: 42 Lisad: 11 Referaat Õpetaja kutsestandard (tase 6) näeb ette, et õpetaja peab kasutama õpikeskkonna kujundamisel ja õppetegevuste läbiviimisel IKT vahendeid. Ka Eesti elukestva õppe strateegia 2020 viitab, et õpetaja peaks kasutama tehnoloogiat igapäevaselt õppetöös. Hoolimata sellest pelgavad õpetajad digivahendeid kasutada. Peamisteks põhjusteks on ebapiisav ettevalmistus, oskuste ja kogemust puudumine, oskamatus neid lõimida õppe- ja kasvatustegevustesse jne. Bakalaureusetöö uurimisküsimused on: Millised on tegevõpetaja arusaamad ja hoiakud seoses robootika kasutamisega lasteaia õppeprotsessis? Milline on tegevõpetaja valmisolek rakendada robootikat õppe- ja kasvatustegevuste läbiviimisel? Kuidas lõimida robootika kasutamist lasteaia õppe- ja kasvatustegevustes? Sellest lähtuvalt on käesoleva uurimustöö eesmärk uurida õpetaja hoiakuid ja valmisolekut kasutamaks IKT vahendeid õppe- ja kasvatustöös ning välja töötada õppetegevuste näidiskavad 4 5aastaste laste rühmas. Eesmärgist tulenevalt viiakse läbi 4 robootika õppeja kasvatustegevust, et saada õpetajalt tagasisidet tegevuste tulemuslikkusest ja õppetegevuste täiendamiseks ning luuakse nimekiri soovitustest teistele õpetajatele. Töö teoreetiline osa annab ülevaate robootikast koolieelse lasteasutuse õppeprotsessis, seletab lahti robootika mõiste, kajastab lühidalt robootika ajalugu ning metoodilisi alused, tutvustab robootikategevuste läbiviimiseks mõeldud vahendeid ning tutvustab, kuidas lõimida robootikat lasteaia õppe- ja kasvatustegevuste valdkondadega. Uurimismeetodina kasutas töö autor tegevusuuringut ning andmekogumisinstrumendina semistruktureeritud intervjuusid, mis eelnesid ja järgnesid õpetaja läbi viidud pedagoogilistele õppetegevustele. Uuringu etappe kirjeldatakse läbi ADDIE õpidisaini mudeli. Valimi moodustas üks Harjumaa lasteaia õpetaja ja tema 4 5aastaste laste rühm. Uurimistulemustest selgus, et õpetaja kasutab IKT vahendeid hea meelega aga mitte regulaarselt. Robootikategevuse ettevalmistamine ja läbi viimine õpetaja sõnul ajakulukas. Robootikat saab õpetaja arvates lõimida kõige lihtsamalt matemaatika ning mina ja keskkonna õppevaldkonnaga ning sotsiaalsete oskuste arendamiseks. Uurimustöö tulemusena valmis neli näidistegevuskava robootika lõimimiseks õppe- ja kasvatustegevuste vald-kondadega ning nimekiri soovitustest teistele õpetajatele. Võtmesõnad: robootika, õppe- ja kasvatustegevusvaldkondade lõimimine, IKT vahendite kasutamine Keywords: robotics, integrating educational activities, using ICT tools Töö autor: Gerda Ruberg Kaitsmisele lubatud: Juhendaja: Elyna Nevski allkiri: allkiri:
Tallinn University Institute School of Educational Sciences Field Early Childhood Education Title THE USE OF ROBOTICS IN EDUCATIONAL ACTIVITIES: A TEACHER S GUIDE Science field Educational Sciences Classification Bachelor s Thesis Month and year May 2016 Number of pages: 57 Sources: 42 Appendix: 11 Abstract The professional standard of a Teacher (Level 6) provides that a teacher must use ICT tools upon developing a learning environment and upon carrying out educational activities. In addition, the Estonian Lifelong Learning Strategy 2020 also proposes that a teacher should use technology in teaching on a daily basis. Nonetheless, teachers are reluctant to use digital tools. Reasons include insufficient preparation and the lack of skills and experience as well as the inability to incorporate ICT tools into educational activities. The research questions of this Bachelor Thesis are the following: What are the perceptions and attitudes towards using robotics in a learning process in pre-school? What is the level of readiness of practitioners for implementing robotics in carrying out educational activities? How to integrate the use of robotics in educational activities in pre-school? On the basis of the research questions, the purpose of this thesis is to study the attitudes towards and the readiness of teachers to use ICT tools in educational activities, and to develop model plans for educational activities in a group of 4-5 year olds. Based on the objective, 4 robotics-based educational activities are carried out to receive feedback from teachers regarding the effectiveness of the activities with the objective of complementing the aforementioned educational activities as well as developing a list of suggestions for other teachers. The theoretical part of the thesis gives an overview of robotics in the learning process of pre-school, defines the concept and term of robotics, introduces the history of robotics and its methodological bases, introduces the tools used for carrying out robotic activities and explains how to integrate robotics into the educational fields in pre-school. The research method used in this thesis is action study. The data collection instrument used in this thesis is semi-structured interviews, which preceded and followed pedagogical learning activities carried out by teachers. The stages of the research are described using the ADDIE model. The sample for the research consisted of one Harju County teacher and her pre-school child care group of 4-5 year olds. The results of the research conclude that the respondent teacher is open to using ICT tools but not on a daily basis. The respondent teacher concluded that the preparation of robotic activities and the carrying out thereof is time-consuming. In the opinion of the respondent teacher, robotics could be most easily integrated into the field of mathematics, in the field of me and the environment as well as for developing social skills. As a result of the research, four model plans were developed with the objective of integrating robotics into educational activities as well as a list of suggestions for other teachers. Keywords: robotics, integrating educational activities, using ICT tools Author: Gerda Ruberg Allowed to defend Supervisor: Elyna Nevski Signature: Signature:
SISUKORD SISSEJUHATUS... 6 1. ROBOOTIKA ALUSHARIDUSES... 8 1.1 Robootika mõiste ja ajalugu... 8 1.2 Robootika koolieelse lasteasutuse õppeprotsessis... 9 1.3 Robootika kasutamise metoodilised alused... 10 1.3.1 Avastusõpe robootikas... 10 1.3.2 Ühisõpe robootikas... 11 1.3.3 Probleem- ja projektõpe robootikas... 13 1.3.4 Võistluspõhine- ja uurimuslik õpe robootikas... 13 1.4 Robootika kasutamine alushariduses... 15 1.4.1 Vahendid robootika rakendamiseks... 16 1.4.2 Robootika lõimimine õppe- ja kasvatustegevuse valdkondadega... 18 2. METOODIKA JA VALIMI KIRJELDUS... 20 2.1 Meetodi valik ja kirjeldus... 20 2.2 Valimi koostamise alused ja kirjeldus... 22 2.3 Uurimisprotseduuri kirjeldus... 22 2.4 Andmetöötlusmeetodi kirjeldus... 23 3. UURIMISTULEMUSED JA JÄRELDUSED... 24 3.1 Tegevuse nr 1 Tuuleveski tulemused... 25 3.3 Tegevuse nr 3 Kosmose elanik tulemused... 30 3.4 Tegevuse nr 4 Terve Tähetark tulemused... 32 3.5 Soovitused eduka robootikategevuse läbiviimiseks... 35 KOKKUVÕTE... 38 KASUTATUD ALLIKAD... 41 LISAD... 46 Lisa 1. Eelintervjuu küsimuste kava... 46 Lisa 2. Järelintervjuu küsimuste kava... 47 Lisa 3. Litereeritud intervjuu näidis... 48 Lisa 4. Nädalaplaan nr 1 Tuuleveski... 50 Lisa 5. Õppe- ja kasvatustegevuse kava nr 1 Tuuleveski... 51 Lisa 6. Nädalaplaan nr 2 Vesiveski... 52 Lisa 7. Õppe- ja kasvatustegevuse kava nr 2 Vesiveski... 53
Lisa 8. Nädalaplaan nr 3 Kosmoseelanik... 54 Lisa 9. Õppe- ja kasvatustegevuse kava nr 3 Kosmoseelanik... 55 Lisa 10. Nädalaplaan nr 4 Terve Tähetark... 56 Lisa 11. Õppe- ja kasvatustegevuse kava nr 4 Terve Tähetark... 57
SISSEJUHATUS Varasemates uuringutes on selgunud, et lapsed on ümbritsetud info- ja kommunikatsioonitehnoloogia vahenditega (edaspidi IKT) ning need on laste jaoks igapäevased ja huvipakkuvad (Nevski & Vinter, 2015). Koolieelse lasteasutuse riiklik õppekava (2008) sätestab, et õppe- ja kasvatustegevused peavad olema seotud lapse elust ja keskkonnast tuleneva temaatikaga. Lisaks on õpetaja kutsestandardi 6. tasemes kirjeldatud, et õpetaja peab kasutama õpikeskkonna kujundamisel ja õppetegevuste läbiviimisel IKT vahendeid. (Õpetaja Kutsestandard, tase 6, 2013) Samas, õpetajatel puuduvad oskused, kuidas siduda IKT vahendeid õppe- ja kasvatustegevustes. (Vinter & Kollom, 2012; Vinter & Nevski, 2011). Ühe võimalusena on Tuft Ülikooli teadlased koostanud teoreetilise aluse, kuidas kasutada robootikat alushariduses (Uber jt, 2002) ning firmad FIRST ja LEGO pakuvad selleks sobivaid lahendusi. Bakalaureusetöös käsitletakse uurimustes välja toodud probleemi, et tehnoloogia rakendamisel on õpetajate jaoks takistavateks teguriteks eelkõige õpetajate hoiakud (Sanchez-Garcia jt, 2013), ebapiisav ettevalmistus ning oskuste ja kogemuste puudumine, ajanappus uute tehnoloogiliste vahenditega (nii riist- kui tarkvara) tutvumisel (Liu, Toki & Pange, 2013), mugavus, vahendite vähesus, aga ka organisatsiooni toetuse ning surve puudumine. (Morris, 2010) Alushariduses töötavatel õpetajatel puuduvad teadmised ja arusaam, kuidas kasutada tehnoloogiat ja masinaehitust igapäeva õppetöös. (Bers, Seddighin, Sullinav, 2013). Sealjuures viitab Eesti elukestva õppe strateegia 2020 sellele, et õpetaja peaks kasutama igapäevases õppetöös digiseadmeid ning igal õpetajal peaksid olema digipädevused ehk valmisolek kasutada digitehnoloogiat. (Eesti elukestva õppe strateegia 2020, 2014). Käesolevas töös otsitakse vastuseid järgmistele uurimisküsimustele: Millised on tegevõpetaja arusaamad ja hoiakud seoses robootika kasutamisega lasteaia õppeprotsessis? Milline on tegevõpetaja valmisolek rakendada robootikat õppe- ja kasvatustegevuste läbiviimisel? Kuidas lõimida robootika kasutamist lasteaia õppe- ja kasvatustegevustes? 6
Käesoleva uurimustöö eesmärk on uurida ühe õpetaja hoiakuid ja valmisolekut kasutada IKT vahendeid õppe- ja kasvatustöös, välja töötada õppetegevuste näidiskavad 4 5aastaste laste rühmas, lõimimaks erinevaid õppe- ja kasvatustegevuste valdkondi, viia läbi 4 robootika õppe- ja kasvatustegevust, et saada õpetajalt tagasisidet tegevuste tulemuslikkusest ja õppetegevuste täiendamiseks ning luua nimekiri soovitustest teistele õpetajatele, mida silmas pidada, et läbi viia edukas robootikat sisaldav õppe- ja kasvatustegevus. Bakalaureusetöö koosneb kolmest peatükist, millest esimene annab ülevaate robootikaga seotud teoreetilistest alustest ning teine kirjeldab uurimismetoodikat ja valimit, kelle hulgas uurimus läbi viidi, kirjeldatakse ka uurimisprotseduuri. Kolmas peatükk võtab kokku uurimistulemused ja järeldused ning sisaldab parendusettepanekuid, kuidas muuta robootika kasutamine õppe- ja kasvatustegevuste läbiviimisel efektiivsemaks. Bakalaureusetöö olulisemad märksõnad on robootika, õppe- ja kasvatustegevusvaldkondade lõimine, IKT vahendite kasutamine. 7
1. ROBOOTIKA ALUSHARIDUSES Käesolevas peatükis antakse ülevaade robootika kasutamise ajaloost hariduses, tutvustatakse lühidale erinevaid õppemetoodikaid, mida on kasutatud robootikategevuste läbiviimisel erinevate koolkondade poolt. Samuti kirjeldatakse erinevaid robootika kasutamise vahendeid alushariduses. Viimases alapeatükis tuuakse näiteid, millised võimalused on robootika lõimimiseks õppe- ja kasvatustegevustesse läbi erinevate õppevaldkondade. Samas tuuakse ära ka kitsaskohad, miks on robootika kasutamine alushariduses raskendatud. 1.1 Robootika mõiste ja ajalugu Robootika hariduslikel eesmärkidel kasutamise metoodika ja ideed tõusid päevakorda 1960ndatel, mil Seymour Papert tutvustas esmakordselt programmeerimiskeelt LOGO ja nelja kilpkonna robot, mis suudab täita arvuti poolt saadud käske. Andes kilpkonnale vastavaid käske, suutis kilpkonn joonistada trigonomeetrilisi kujuneid. Hiljem oli võimalik panna kilpkonn ka hääli tegema. (Papert, 1980) Seymour Papert töötas LOGO välja koos Marvin Minskyga, kes esimesena julgustas lapsi õppima robootikat kasutama. Nende peamiseks koostööpertneriks sai LEGO Dacta osakond, mille eesmärgiks oli suurendada LEGO mänguasjade hariduslikke võimalusi. Koostöö tulemusel valmis 1998 aastal LEGO Mindstorm programm, mille tuumaks oli RCX intelligentne ja programmeeritav LEGO klots. LEGO edukas algus andis hoogu ka teistele firmadele tootmaks hariduslikke robootikavahendeid ning alates 1990ndatest on turule tulnud palju lahendusi. Näiteks FisherTehnik Computing, Robotis Bioloid ja Robotis Ollo. Siiski põhineb enamik programme Paperti ideedel, mis on aastakümneid vanad. 2007. aastal tõi LEGO Education välja uue taseme, mille nimeks sai NXT. Mindstorm NXT võimaldas kasutada rohkem sensoreid, uut mootorit ja palju keerulisemat programmeerimiskeelt nagu NXT-G ja LabVIEW. (Altin & Pedaste, 2013) 2009. aastal tuli LEGO välja uue programmiga LEGO WeDo, mis oli suunatud alates 7aastastele õppijatele tehnoloogiliste pädevuste arendamiseks. (McDonald & Howell, 2012, 644) ning on praeguseks kasutusel alates 5aastastest lastest. 8
2013. aastal tuli välja uus süsteem, mille nimeks sai EV3. Värskenduste hulka kuulusid uued kommunikatsioonikanalid nagu WiFi ja andme salvestus SD kaartidele. LEGO Mindstorm pole ainuke programmeeritav mänguasi hariduslikul maastikul aga ta on kõige enam kasutatud. (samas, 366) Robootikavahendid on aja jooksul palju arenenud kuid siiski säilitanud oma olemuse algusaegadest saadik ehk 1960ndatest, kui Seymuor Papert alustas robootikavahendite arendamist ja õppetöös kasutamist. Siiani on kõige populaarsemaks robootikavahendiks LEGO poolt arendatud Mindstorm ning noorematele lastele WeDo. 1.2 Robootika koolieelse lasteasutuse õppeprotsessis Info- ja kommunikatsioonitehnoloogia (IKT) hõlmab valdkondi, mis on seotud riistvara, tarkvara, rakenduste, tarkvaraarenduse, telekommunikatsiooni, sidetehnoloogia, ITteenuste ja nende juhtimisega ühiskonnas. (Plowman & Stephen, 2003). Ka robootika kuulub IKT vahendite alla ja kujutab endast programmide abil ellu ärkavate masinate konstrueerimist. (Elkin, Sullivan & Bers, 2014). Tänapäeval pole enam küsimus kas kasutada info- ja kommunikatsioonitehnoloogia vahendeid lastaia õppe- ja kasvatustegevuses, vaid kuidas seda kõige paremini teha. Uurimused näitavad, et haridusuuendustel, mis algavad lapse varases eas, on pikaajalisem mõju võrreldes uuendustega, mis algavad hiljem. (Chuna & Heckman, 2007) Erinevad infotehnoloogilised vahendid on lastele igapäevaselt kättesaadavad juba väga varajases eas. Riigi Infosüsteemide Ameti poolt tellitud uuringust selgus, et 60% 6 14aastastest lastest omab või on neil võimalus kasutada nutiseadet. Isiklik nutitelefon on 49%-l lastest ja 23%-l lastest on isiklik nutitahvel. (Riigi Infosüsteemide Amet, 2014) Vinter (2015) järeldab oma uurimustööst, mille ta viis läbi 5 7aastaste laste seas, et enamus neist kasutab arvuteid iga päev. Enamiku arvutis oldud ajast mängisid lapsed internetis ning nimetasid seda ka oma lemmiktegevuseks. Robootika on üks võimalustest tutvustada lastele reaalteadusi neid huvitavas formaadis. Robootika on hea vahend, mis aitab muuta abstraktsed ideed konkreetsemaks, sest lapsed näevad kohe oma tegevuse mõju. Samuti võimaldab robootika kasutamine lastel osaleda loovas uurimuses, arendada oma motoorseid oskusi ja silmade-käte koordinatsiooni ning teha omavahel koostööd. (Bers, 2008) Hariduslikud robootika komplektid aitavad lastel 9
arendada sügavamat arusaama matemaatilistest alustest nagu arv, suurus ja kuju. (Bers, 2012) Üks oluline põhjus, miks kasutada robootikat juba alushariduses on tekitada tüdrukutes huvi reaalainete vastu. Bers jt (2013) viitavad oma uurimuses seostele kuidas varjane reaalainete tutvustamine lastele aitab vältida stereotüüpe. Infotehnoloogiavahendid on lastele huvipakkuvad ning annavad õpetajale võimaluse kasutada huvitavamaid ja erinevaid vahendeid õppetöös, et muuta õppe- ja kasvatustegevused mitmekülgsemaks ja laste jaoks intrigeerivamaks. 1.3 Robootika kasutamise metoodilised alused Robootikat on hariduslikel eesmärkidel kasutatud lühikest aega. Seetõttu on seda ka üsna vähe uuritu. Siiski on kasutusel metoodikad, mis peamiselt lähtuvad erinevatest tehnilistest lahendustest. Altin ja Pedaste (2013) nimetavad järgmised alapeatükkidena toodud lähenemised, mis on küll rõhuga koolile, kuid lõputöö autor lisas juurde lasteaia konteksti. 1.3.1 Avastusõpe robootikas Avastusõpet (discovery learning) on kasutanud oma uurimustööde läbiviimisel Sullivan ja Moriarty, kes viisid läbi eksperimendi, kus õpetajad kasutasid avastusõppe käsitlust hariduslike robotite kasutamisel. Oma uurimustes jõudsid nad järeldusele, et avastusõppe meetodi kasutamine võtab rohkem aega võrreldes teiste meetoditega. Õpilaste ülesanne oli ise aru saada, kuidas asjad töötavad. Õpetajatelt oodati, et nad kasutavad kriitilise mõtlemise (Socratic thinking) mudelit, mis tähendab, et õpetajad ei anna õpilastele mitte vastuseid, vaid õpilased peavad vastusteni jõudma ise. Seetõttu on meetod aeganõudvam, kuid teadmised sügavamad. (Sullivan & Morarty, 2009) Avastusõpe sobib alushariduses kasutamiseks eelkõige sellepärast, et seda meetodit on väga lihtne kohaldada vastavalt laste vanusele ja võimekusele. Õppimise tempo ja raskusaste kujuneb töö käigus. Õpe põhineb laste uudishimul, mis tagab selle, et nad on motiveeritud tegutsema, on aktiivsed ja pühendunud. Õpetaja peamine roll on lapsi suunata ja motiveerida. (Jaani, 2012, 82) Motivatsioon saab olla niii sisemine kui ka väline. 10
Sisemise motivatsiooni korral õpivad lapsed enda pärast nad tahavad teada ja aru saada. Teisel juhul aga selleks, et teistele meele järgi olla. Juta Jaani nimetab sisemisteks motivaatoriteks: soovi omada meisterlikkus väljakutsete vastuvõtmine ja raskete ülesannete eelistamine; uudishimu huvi õpitava vastu ja soov saada uusi teadmisi; soov saavutada sõltumatus otsida endale ülesandeid. Laste loomuomane uudishimu mängib olulist rolli maailma avastamisel, eriti loodusteaduste õppimisel, sest muudab muidu igavana näiva huvitavaks. (samas, 83) Avastusõppe protsess on laste enda suunatud, põhinedes uudishimul, huvil, imestusel ja soovil uuritavast aru saada või probleem lahendada. Protsess saab alguse sellest, et laps märkab midagi talle huvipakkuvat, midagi uut, millest ta aru ei saa või ei oska seletust leida. Seejärel tulevad konkreetsed tegevused (küsimuste esitamine, ennustuste tegemine, hüpoteeside kontrollimine, teooriate ja mudelite loomine). Õppe käigus lapsed suhtlevad ja arutlevad, jagavad ideid omavahel. (samas, 86) Ehkki avastusõpe võtab palju aega on saadud teadmised palju põhjalikumad. Samuti annab avastusõpe õpetajale võimaluse ühte probleemi pikema aja jooksul koos lastega ning lähtuvalt nende huvidest uurida. 1.3.2 Ühisõpe robootikas Ühisõpet (collaborative learning) saab kasutada iga teise õppimiseks kasutatava lähenemise juures, kus õpilastel on lubatud õppeprotsessi käigus omavahel suhelda. Denis ja Hubert kasutasid ühisõpet koos probleemõppega. Nende eesmärk oli mitte ainult omandada robootikaalaseid teadmisi vaid lisaks arendada strateegilisi ja dünaamilisi oskusi. Hariduslikud robotid olid vahenditeks saavutamaks ühisõppe eesmärke. Nad jagasid töörühmad kahe- ja neljaliikmelisteks gruppideks ning märkasid, et koostöö defineeritakse kui osalejad jagavad sama eesmärki ülesande lahendamisel. Toetudes nende teooriale sisaldab jagatud koostöö alamülesandeid koos üldise eesmärgiga ning esmalt tuleb ülesanded jagada osalejate vahel. Koostöö tähendab jagada teadmisi, oskusi ja strateegiaid grupi liikmete vahel. Ühisõpe vähendab lõhet õpilaste ja õpetajate vahel, sest õpetaja osaleb õpilaste omavahelises suhtluses. Kui õpetaja ei tea vastust, siis on nad 11
õpilastega samal tasemel ning saavad uusi teadmisi koos lastega. (Denis & Hubert, 2001) Ühisõpet on väga hea kasutada ka alushariduses, sest annab võimaluse juba väikesest peale õppida koostööd tegema ja üksteisega arvestama. 12
1.3.3 Probleem- ja projektõpe robootikas Probleemõppe (problem solving) rakendamisele läbi robootika on Altin ja Pedaste (2013) tuginenud oma uurimuses kreeklaste Sartatzemi, Dagdilelis ja Kagani läbiviidud uuringule, milles nad kasutasid roboteid, et õpetada programmeerimist. Nende eesmärk oli siduda teadmised ja oskused disainimaks programmeerimise algoritmid. Alguses tegid robotid seda, mis käske neile anti, kuid mitte seda, mida neilt oodati. Protsessi oli kaasatud probleemi lahendamine, kus robot täidab õpilaste antud käske, mis võimaldas õpilastel näha, kas problem saab lahendatud või mitte. Projektõpe (project-based learning) on terviklikule teadmisele keskendunud meetod, mille eesmärgiks on suunata õpilasi uurima. Õpilased teevad omavahel koostööd ja toetavad üksteist kasutades kriitilise mõtlemise printsiipe (küsivad küsimusi, arutavad ideede üle, prognoosivad, koguvad andmeid, analüüsivad, teevad järeldusi ja jagavad oma teadmisi teistega). Projektõpe on võimas õpetamise strateegia, mis suurendab õpilaste motivatsiooni ja tahet ise õppida. Projektõppel on kaks tähtsat komponenti: on vaja küsimust või porbleemi, millele hakatakse lahendust ostima ning tegevusi, mille lõpptulemusel midagi valmib. Uurimisküsimused ei tohi olla ettemääratud, jätmata lastele küsimuste vastuste leidmiseks piisavalt ruumi arendada oma enda lähenemisi. (Blumenfeld jt, 1991) Alushariduses on projektõpe kasutusel Reggio Emilia lasteaedades, kus lapsed on ühe projektiga seotud mitu kuud. Õpetajate ülesanne on julgustada lapsi kasutama erinevaid infoallikaid, värve, konstruktsioone, draama elemente, et oma projekti teistele tutvustada. (Branscombe jt, 2014) Projektõpe muudab õppe- ja kasvatustegevused koolieelses lasteasutuses põnevaks ning annab lastele võimaluse ise ostustada, mida uurida ja õppida. Lisaks on projektõppe kasutamine on lastele väga hea võimalus tutvustada saadud teadmisi teistele ehk jagada õpitut. 1.3.4 Võistluspõhine- ja uurimuslik õpe robootikas Võistluspõhise õppe (competition-based learning) käigus võtavad õpilased osa robootika võistlustest. Õpilased on võistluseks ettevalmistunud nii riistvara kui ka tarkvara ehitamisega. Protsessi käigus peavad lapsed lahendama ettetulevaid probleeme. Lahenduse 13
leidmiseks peavad lapsed kasutama oma teadmisi matemaatikast, füüsikast ja programmeerimistest. Võistlusteks valmistumine on osalistele motiveeriv tegur. (Altin & Peadste, 2013) Eelkooliealiste laste puhul keskendutakse protsessile ja näituse reeglitele vastavate lahenduste leidmisele, ehitamisele ja esitlemisele. Meeskonnaga ehitatud projekt esitletakse kohtunikule, kes veendub, et lapsed on kõik ise teinud ning et tehtu vastab nõuetele. Kõik lapsed saavad finaalnäitusel osaleda ja neid autasustatakse eduka osalemise eest võrdselt. Uurimuslik õpe (scientific discovery learning) on seotud hüpoteeside põhjendamisega, süstemaatilise ja planeeritud uurimisprotsessi ning kõrgekvaliteedilise heuristika kasutamisega eksperimentides. (De Joung & Van Joolingen, 1998) Tulemusteni jõutakse katsete, vaatluste, võrdlemiste ja mõõtmiste abil, toetudes teooriale, et lapsed on aktiivsed õppijad. Eestisse jõudis uurimulik õpe tänu Johannes Käisile, kelle arvates oli kõige tähtsam õpetada lapsi teadmisi otsima ja leidma, mitte neid lastele valmis kujul anda. Ka siin on õpetaja peamiseks rolliks olla julgustaja, suunaja ning abistaja, kes aitab kavandada ja tunneb huvi laste tegevuse vastu. Õpetaja peab oskama püstitada küsimusi, et lastel tekiksid teadmised, oskus analüüsida saadud tulemusi ja oskus iseseisvalt mõelda. Õppel, mida toetavad grupitööd, on eriline koht isiksuse kujundamisel. Uurimislikus õppes on tähtis koht ka mängul, sest selle kaudu loob laps kogemusi, elamusi ja uusi teadmisi ning areneb tema loovmõtlemine. (Kaur, 2013) Uurimuslikku õpet saab väga edukalt kasutada lasteaia õppe- ja kasvatustegevustes. Koolieelse lasteasutuse riiklik õppekava näeb samuti ette, et laps on õppe- ja kasvatustegevustes aktiivne osaleja ning õpib matkimise, vaatlemise, uurimise, katsetamise, suhtlemise ja mängu kaudu. (Koolieelse lasteasutuse riiklik õppekava, 2008) Lisaks on uurimuslikku õpet väga hea kasutada õues, loomulikus keskkonnas. Enamus mainitud teooriaid toetub konstruktivistlikule metoodikale, mis põhineb Jean Piaget teooriatel. Piaget väitis, et lapsed loovad oma teadmised andes inimestele, kohtadele ja asjadele oma maailmas tähenduse. See tähendab, et lapsed õpivad kõige paremini, kui nad on aktiivsed tegutsejad ja loojad. Lastele ei tohiks anda valmis teadmisi, vaid nad peaksid teadmisteni ise jõudma. Lisaks arvas Pieaget, et lapsed õpivad ainult siis, kui nende uudishimu ei ole täielikult rahuldatud. Uudishimu ajendab lapsi õppima ning Piaget järgi on parim eelkooliealiste laste õppekava selline, mis hoiab lapsed uudishimulikud, paneb lapsed kahtlema ja annab lastele võimaluse ise probleemidele lahendusi leida, mitte 14
anda lihtsalt informatsiooni. Õpetaja on seejuures suunaja ja toetaja. (Mooney, 2000) Piaget` teooriat arendas edasi Seymour Papert, kes juba enne 1980. aastat tegeles lastele programmeerimise õpetamisega. Tema eesmärk oli tõestada, et arvutite ja eelkõige programmeerimise kasutamine õppeprotsessis muudab laste mõtlemist ja mõttemustrite tekkimist uute teadmiste kogumiseks. Tema visoon oli panna lapsed juhtima arvutit, mitte vastupidi. Õpetades lastele programmeerimist märkas ta, et lapsed, kes õppisid arvutil programmeerimise ära, kasutasid väga konkreetseid arvuti mudeleid kui nad mõtlesid mõtlemisest ja õppisid õppimisest, suurendades seeläbi oma võimeid olles psühholoogid või epistemoloogid. Näiteks, paljud lapsed jäävad õpingutes teistest maha, sest neil on arvamus, et nad kas said õpitust aru või mitte. Kui laps aga õpib läbi programmeerimise, siis saab ta aru, et esimese korraga ei ole tulemus pea kunagi õige. Lapsed ei tohiks karta eksida. Selle asemel peaksid nad suutma eemaldada valed variandid ning jõudma seejärel õige teadmiseni. (Papert, 1980) Eelpool nimetatud metoodikaid kasutatakse aktiivselt ka alushariduses ehkki mitte alati puhtal kujul. Õpetajad kasutavad erinevaid metoodikaid vastavalt õppe- ja kasvatustegevuse eesmärkidest ning sellest, mis neile omasem on. 1.4 Robootika kasutamine alushariduses Robootika kasutamine alushariduse õppe- ja kasvatustegevustes võib olla küll lastele arendav ja huvitav, kuid kasutamine sõltub siiski õpetajate valmisolekust pakutud vahendeid kasutada. Kaire Kollomi magistritöö uurimusest selgus, et enim näevad alushariduse õpetajateks õppijad IKT vahendite kasutamist oma töös õpetaja töövahendina ning esmajärjekorras just arvutit ja erinevaid programme. Arvutitest otsitakse peamiselt ideid ja õppematerjale aga luuakse ka digitaalseid õppemänge ja materjale. Üliõpilased, kes omasid ka õpetaja töökogemust, tõid välja, et suurimaks puuduseks on lasteaedade ebapiisav varustatus tehnoloogiliste vahenditega. Ka mainisid üliõpilased, et neil puuduvad tehnoloogia rakendamiseks teadmised ja oskused. Nii mõnigi toetas pigem traditsioonilisi õpimeetodeid ja -vahendeid. Uuritavate hulgas oli ka selliseid, kes arvasid, et sõimerühmas ei saa kasutada IKT vahendeid. Selline arvamus tuli välja pigem vanemaealiste õpetajate hulgas. (Kollom, 2014) Kuigi meediakasvatus alushariduses on alles lapsekingades ning selles ei nähta suurt mõtet ja vajadust, on lasteaial siiski täita oluline roll laste 15
meediatrabimise kujundamisel. Eesmärgiks peaks olema laste kriitilise mõtlemise arendamine seoses meedia tarbimise ja mõistmisega. (Nevski, 2011) Hetkel on võimalik saada väga hea ettevalmistus robootika kasutamiseks läbi HITSA (Hariduse Infotehnoloogia Sihtasutuse), kes on oma eesmärgiks võtnud tagada, et iga haridustaseme õpetajal on tänapäevased digipädevused ja oskus neid valdkonnapõhiselt kasutada. (HITSA, 2016, märts 3) Robootika on üks võimalusi, kuidas suunata lapsi tehnoloogiat rohkem sihipäraselt kasutama. Siiski on õpetajate hulgas neid, kes ei tunne ennast IKT vahendite valdkonnas kompetentsena ning pigem väldivad nende kasutamist. Nüüdseks on hakatud korraldama ka täiendõppe kursusi, mis tutvustavad erinevaid IKT vahendeid ning innustavad õpetajaid neid julgemalt kasutama. 1.4.1 Vahendid robootika rakendamiseks Robootika kasutamiseks on tänapäeval erinevaid võimalusi, millest osad pole küll eestis kättesaadavad, kuid on väga lihtsalt läbi interneti tellitavad. Selles peatükis tutvustatakse hetkel maailmas olemasolevaid robootikavahendeid. Eestis on kõige levinum robootika kasutamise õppekomplekt LEGO poolt pakutav LEGO WeDo komplekt koos toetavate tegevuspakettidega, mis on mõeldud just eelkooliealistele lastele. Seetõttu peatun just WeDo komplektil. Iga komplekti või tegevuspaketi juurde kuulub eestikeelne õppevahend, mille on koostanud Future Robotics OÜ. Üheks Lego kasutamise eeliseks on veel see, et nad teevad koostööd lastele väga tuttava Jänku-Jussiga. Loodud on Jänku-Jussi robootika töövihik, YouTube videod, DVD ja lauamäng, mis muudavad õppe- ja kasvatustegevuse läbiviimise veelgi mitmekesisemaks ja paeluvamaks. (NutiLabor, 2016, märts 3) Komplektide eesmärk on muuta õppetegevused huvitavamaks või luua täiesti iseseisev robootikaring. LEGO WeDo põhipaketti kuuluvad komponendid: 150 LEGO klotsi; aju, mille peal on andurite ühenduspesad (2tk), mis ühendatakse juhtmega arvuti USB pesasse; 16
mootor, mis ühendatakse juhtmega aju küljes olevasse ühenduspesasse; liikumisandur, mis ühendatakse juhtmega aju küljes olevasse ühenduspesasse; kallutusandur, mis ühendatakse juhtmega aju küljes olevasse ühenduspesasse; piltprogrammeerimiskeskkonda sisaldav tarkvara; 12 robotmudelit. Põhikomplekti juhendite järgi saab ehitada 12 mudelit (tantsivad linnud, spinner, trummi lööv ahv, sööv alligaator, tõusev-istuv lõvi, suur lind, pallilööja, väravavaht, rõõmsad lapsed, lennuk, hiiglane, laev tormisel mere). Veel on olemas lisakomplekt, mis sisaldab 326 LEGO klotsi, mis võimaldab ehitada vaateratta, võidusõidu finišijoone, karusselli, kraana, auto ja sadama. Roboteid juhib programm, mis annab korraldusi läbi arvuti külge ühendatud aju. Mudelitel ei ole kõlareid, seetõttu tuleb heli arvuti kõlaritest. Tarkvarasse on eelsalvestatud 20 erinevat heli mida saab esile kutsuda. Lisaks on võimalik ise erinevaid helisid salvestada. (Lego WeDo robootika tutvustus, 2016, jaanuar 17) Lisaks Lego pakutavatele võimalustele on kättesaadavad veel Makey Makey komplektid. Neid ei saa kaubandusvõrgust osta aga neid saab tellida internetist. Ka Makey Movement toetub suures osas Semyor Paparti teooriatele ning põhineb mitteformaalsel õpimetoodikal, kus õpilased saavad omavahel teadmisi ja infot vahetada. Veelgi enam on see sotsiaalne liikumine, kus digitaalne tehnoloogia mängib elulist rolli ühendades inimesi lähtuvalt nende huvidest ülemaailmselt. (Siller, 2014) Makey Makey on leiutamise komplekt, mis võimaldab muuta erinevad objektid puutetundlikeks ning ühendades need arvuti programmiga, saab teha nii kunsti kui ka teadust. Komplekti kuulub tarkvara, ühendusklambrid ja USB juhe. Klambrite külge saab kinnitada ükskõik millist materjal, mis juhib elektrit nt banaanid, näpuvärvid, vesi, pliiats, taimed, mündid jne. Kasutamisvõimalusi on väga erinevaid. Näiteks saab teha ise arvutiklaviatuuri makaronidest; klaveri, mille klahvideks on banaanid; arvutimängu, mille nuppudeks on veeämbrid jne. (MakeyMakey, 2016, märts 2) Tufti Ülikooli ning professor Professor Marina Umaschi Bers`i koostöös on välja töötatud eelkooliealistetele (4 7 aastat) lastele KIWI (Kids Invent With Imagination) robootika komplekt, mis võimaldab lastel tegeleda robootikaga nende arengutasemele sobival viisil. KIBO erineb teistest komplektidest olles aktraktiivne nii teadusest huvitatud lastele kui ka neile, keda huvitab rohkem kunst, kultuur ja füüsiline aktiivsus. Lapsed saavad ehitada oma roboti, programmeerida ta tegema mida nad tahavad ning anda talle meelepärane välimus. KIBO jaoks ei ole vaja kasutada ühtegi arvutit, tahvelarvutit ega nutitelefoni. 17
Programmeerimiseks kasutatakse puidust KIBO klotse, mis ühenduvad otse roboti kehaga. Täiskomplekti kuulub kolm mootorit, helisensor, vahemaa sensor, valguse sensor ja valgusti. KIBO kasutab programmeerimiseks CHERP (Creative Hybrid Environment for Robotic Programming) keelt. CHERP lubab lastel luua nii füüsilist kui ka graafilist arvutiprogrammi, et kontrollida oma robotit. (Ready for Robotics, 2016, märts 2) Robootika kasutamiseks õppe- ja kasvatustegevustes on turul olemas kolm tootjat, millest LEGO on Eestis kõige tuntum ning kõige lihtsamini kättesaadav. Robootika vahendite peamine erinevus on see, et LEGO on töötanud robootika komplektide juurde eestikeelsed abivahendid ja juhendid muutmaks tegevused mitmekesisemaks. 1.4.2 Robootika lõimimine õppe- ja kasvatustegevuse valdkondadega Robootika lõimimine õppe- ja kasvatustegevuste valdkondadega võib teemavõõrale õpetajale tunduda keerulisena. Sellepärast tutvustab järgmine alapeatükk riiklikust õppekavast lähtuvalt erinevaid võimalusi robootika lõimimiseks. Riikliku eksami- ja kvalifikatsioonikeskuse koostatud käsiraamat Õppe- ja kasvatustegevuse valdkonnad toob välja, et õppe- ja kasvatustegevused peavad olema seotud tervikuks ning lähtuma lapse elu ning keskkonna temaatikast. Tegevused seob tervikuks erinevate tegevuste lõimimine (liikumis-, muusika-, kunstitegevusi; kuulamist, kõnelemist, lugemist ja kirjutamist; vaatlemist, võrdlemist, modelleerimist). (Kulderknup, 2009) Robootikat on võimalik lõimida õppe- ja kasvatustegevustesse mitut moodi. See võib olla kas osa tegevusest või põhitegevus terve nädala-kuu jooksul. Robootika aitab saavutada kõigi õppe- ja kasvatustegevuse valdkondade eesmärgid. Järgnevalt toon tabeli formaadis valdkondadepõhiselt näiteid, kuidas lõimida robootikat õppe- ja kasvatustegevustesse kasutades LEGO WeDo komplekte ja lisamaterjale. (Tabel 1. Näited robootika lõimimiseks õppe- ja kasvatustegevuste valdkondade põhiselt) Eesmärgid lähtuvad 4 5aastaste laste eeldatavatest arengutulemustest, sest uurimuses läbiviidud õppe- ja kasvatustegevused viidi läbi selles vanusegrupis. 18
Tabel 1. Näited robootika lõimimiseks õppe- ja kasvatustegevuste valdkondadepõhiselt Valdkond Eesmärk Näide Mina ja keskkond Laps teab õhu vajalikkust ja kasutamist. Tuuleveski või tuulegeneraatori ehitamine Keel ja kõne Laps kasutab kõnes omadussõna võrdlusastmeid (suur, suurem, kõige suurem). Laps jutustab nähtust, tehtust 3 5 lausega. Lego klotsidega ehitamisel laps nimetab, millise suurusega klotsi ta vajab. Peale ehitamist jutustab, mida ta tegi. Matemaatika Kunst Muusika Liikumine Laps loendab ja tutvub numbritega ühest kümneni. Laps näeb ja oskab kirjeldada ruutu ja ristkülikut. Laps kujutab natuurist inspireeritud asju või objekte. Laps tunneb sinist, kollast, punast, rohelist, valget, musta, pruuni ja roosat. Laps alustab ja lõpetab musitseerimise koos teiste lastega. Laps mängib lihtsaid rütmi- ja meloodiapille. Laps jäljendab liikumisega erinevaid rütme. Laps liigub muusika rütmis. Laps nimetab mitut klotsi tal vaja on. Laps näitab numbrikaarti vastavalt klotside arvule, mida ta vajab. Laps ehitab kasutades ruudu- või riskülikukujulisi motiive. Kasutades oma fantaasiat loob erinevaid masinaid ja tegelasi. Laps analüüsib oma tööd ja nimetab, mis värve ta kasutas. Lapsed salvestavad oma ehitatud tegelastele või masinatele hääled. Muutmaks ehitustegevust mitmekesisemaks saavad lapsed näidata, mis liigutusi nende masinad teevad salvestatud häälte rütmis. Eelnevast tabelist on näha, et robootikat on võimalik lõimida õppe- ja kasvatustegevustesse. Piiriks on ainult õpetajate fantaasia ja vahendite olemasolu. Kuigi robootika kasutamine õppe- ja kasvatustegevustes on õpetajatele pigem uus, on seda maailmas kasutatud juba mitmeid aastakümneid. Selle aja jooksul on arendatud nii metoodikaid kui ka vahendeid, mida kasutada. Tabelist selgub, et robootika lõimimiseks õppe- ja kasvatustegevustes on mitmeid võimalusi ning iga õppevaldkonna eesmärkides leidub toetuspunkte. 19
2. METOODIKA JA VALIMI KIRJELDUS Uurimuse metoodika ja korralduse peatükis kirjeldatakse ja põhjendatakse uurimustöös kasutatud metoodika valikut, valimi koostamise aluseid ja kirjeldust ning uurimisprotseduuri. 2.1 Meetodi valik ja kirjeldus Käesoleva uurimustöö eesmärgi saavutamiseks on töö autor valinud tegevusuuringu, sest uurimustöö üks eesmärkidest on koostada näidistegevuskavad, testida neid lastega ning saadud tagasisidest lähtuvalt teha tegevuskavades täiendused. Tegevusuuringu praktiliseks väljundiks on tegevuskavad, mida saavad ka teised tegevõpetajad) õppetöös rakendada. Tegevusuuringu kasutamine on põhjendatud just seetõttu, et selle tulemuseks on uurimistööl põhinev tegelikust probleemist tulenev praktiline lahendus, millega leitakse lahendused konkreetsetele kasutajatele. Tegevusuuringu eesmärk on muuta või parandada tegevuskavasid ning selgunud puudujääke. Andmekogumisinstrumendina rakendati semistruktureeritud intervjuusid, mida tehti õpetajaga enne (4) ja pärast õppetegevuste läbi viimist (4). Seega õpetajaga tehti kokku kaheksa intervjuud. Intervjuud annavad võimaluse teha kokkuvõtteid ja järeldusi parimal viisil, sest intervjuu võimaldab anda edasi mõtteid, tundeid, hoiakuid, seisukohti ja teadmisi ning intervjueerijal on võimalus küsida lisaküsimusi. Intervjuu põhjal hinnati tegevuse käiku, keerukust nii lastele kui ka tegevust korraldanud õpetajale. (Hirsjärvi, Remes & Sajavaara, 2005). Intervjuu kava koosnes 21 küsimusest ja taustaandmetest, mis jagunesid nelja plokki: (1) õpetaja eelnevad teadmised ja kogemused seoses infotehnoloogiliste vahendite kasutamisega õppe- ja kasvatustegevustes; (2) õpetaja ootused ja hinnang läbiviidud tegevusele; (3) laps ja õppetegevus, selle õnnestumine ja probleemid; (4) robootika võimalused ja tähtsus õppetegevuste läbiviimisel. 20
Intervjuu kava (vt Lisa 1 ja Lisa 2) koostamisel on toetutud Kristi Kirbitsa ja Elyna Nevski uurimustes tehtud intervjuu küsimustikele ning intervjuude põhjal tehti parandused ja täiendused planeeritud tegevuskavades. Uuringuetappide kirjeldamiseks on uurija valinud ADDIE õpidisaini mudeli (instructional design), mis aitab luua, arendada või parandada õppetegevusi, õppematerjale ja õppekeskkondi. Mudelit selgitab järgmine joonis (Joonis 1. Addie mudel). Analüüsimine Disainimine Arendamine Rakendamine Hindamine Joonis 1. Addie mudel (autori kohandus mudelist, Robert, 2009) Addie mudel koosneb neljast etapist (analüüsimine, disainimine, hindamine, rakendamine) ning igat etappi võib läbida mitu korda. Analüüsimise (analyse) etapi eesmärk on välja selgitada probleemi põhjused. Peamised protseduurid on hinnata eesmärke, kindlaks määrata juhendmaterjali eesmärgid, valida sihtrühm, välja selgitada vajaminevad vahendid kogu protsessi läbiviimiseks ja koostada projekti plaan. Disainimise (desing) etapi eesmärk on kinnitada tegevused ja kontrollmehhanismid. Peamisteks protseduurideks on ülesande täitmiseks tegutsemisviisi valimine, eesmärkide sõnastamine, kontrollstrateegiate koostamine. Arendamise (develop) etapi eesmärk on luua ja kinnitada õpperessursid, mis on nõutud kogu õpimudeli jooksul. Arendamise protseduurid on tihedalt seotud disainimise etapiga: luua tegevuse sisu, valida või luua vajalikud vahendid, koostada juhendmaterjalid õpetajale ja õpilastele, koostada küsimustikud ja viia läbi pilootuuring. Rakendamise (implement) etapi eesmärk on ette valmistada ja läbi viia tegevused õpilastega. Hindamise (evaluate) etapi eesmärk on hinnata tegevusi enne ja pärast läbiviimist. Iga etapi läbides toimub vigade parandus (revision), etapi tegevuste üle vaatamine ning vajadusel etapi kordamine. (Robert, 2009). Antud tegevusuuringus läbiti ADDIE mudeli esimest etappi (analüüsimine) üks kord ning teisi etappe (disainimine, arendamine, rakendamine, hindamine) neli korda. Addie mudelit kasutati nelja tegevuse dokumenteerimiseks: Tuuleveski, Vesiveski, Kosmose elanik ja Terve Tähetark. 21
2.2 Valimi koostamise alused ja kirjeldus Uurimustöö sihtrühmaks on üks Harjumaa lasteaia 4 5aastaste laste rühm ja nende üks tegevõpetaja. Õpetaja osutus valituks mugavusvalimi põhimõttel, sest ta andis nõusoleku osalemiseks. Lisaks on tema rühm valinud selle õppeaasta (2015/2016) üheks eesmärgiks kasutada õppe- ja kasvatustegevuste läbiviimisel IKT vahendeid. Tegevusuuringus kasutatakse tegevuste läbiviimiseks Lego WeDo ehituskomplekte ja tarkvara, mis on lasteaial endal olemas. 2.3 Uurimisprotseduuri kirjeldus ADDIE mudeli eesmärk on kaardistada robootikategevuse protsess, et valmiksid praktilised tegevuskavad robootika rakendamiseks õppetöös lastega. Järgnevalt on antud ülevaade (vt Tabel 2), kuidas jagunesid tegevused ADDIE mudeli lõikes. Tabel 2. Tegevusuuringu etappide kirjeldused TEGEVUSTE KIRJELDUSED 1.Analüüsimine kirjeldatakse probleemi, sõnastatakse eesmärgid, kaardistatakse õpetaja arusaamad Töö autor loob kokkulepped õpetajaga, intervjuude ja tegevuste läbi viimiseks Töö autor koostab tegevuskava tegevusuuringu läbi viimiseks Töö autor koostab intervjuu kava õpetaja arusaamade kaardistamiseks, lähtuvalt töö uurimisküsimustest ja eesmärgist Töö autor viib läbi õpetajaga tegevuseelse intervjuu 2. Disainimine tegevuskavade loomine Õpetaja koostab esialgse tegevuskava, mida ta tahab lastega robootikas teha Õpetaja saadab oma tegevuskava töö autorile tagasisidestamiseks üle vaatamiseks 3 Arendamine disaini faasist lähtuvalt soovitud tulemuste loomine Õpetaja ja töö autor vaatavad koos üle loodud tegevuskava Töö autor tutvustab õpetajale Lego WeDo komplekti (esimesel korral) 4. Rakendamine tegevuse läbi viimine Õpetaja valmistab ette vajalikud tegevused õppetöö/tegevuse läbi viimiseks Lähtuvalt loodud tegevuskavast viib õpetaja lastega tegevuse läbi 5. Hindamine õpetaja hinnang tegevusele ja eneseanalüüs tulemuste parendamiseks Tegevusjärgne intervjuu õpetajaga, välja selgitamaks parendusettepanekud Täiendused loodud tegevuskavasse Kõik planeeritud õppe- ja kasvatustegevused ja intervjuud viidi läbi 2016 aasta märtsis ja aprillis. 22
2.4 Andmetöötlusmeetodi kirjeldus Andmetöötlusmeetodina on uurimustöös kasutatud kvalitatiivset sisuanalüüsi, mida kasutatakse juhul, kui on vaja midagi kirjeldada. Kvalitatiivne sisuanalüüs on iseloomulik meetod just nende uurimuste puhul, mis keskenduvad teksti sisule ja kontekstist tulenevale tähendusele. Litereeritud intervjuude töötlemiselt nopitakse tekstist välja kõige olulisemad märksõnad ja mõtted lähtuvalt uurimustöö eesmärgist. (Laherand, 2008) Sisuanalüüsile eelnes kõikide läbiviidud intervjuude litereerimine ehk sõna-sõnalt ümberkirjutamine helisalvestiste järgi (vt Lisa 3. Litereeritud intervjuu näidis). (Hirsjärvi, Remes & Sajavaara, 2005) 23
3. UURIMISTULEMUSED JA JÄRELDUSED Uurimistulemuste analüüs lähtub uurimistöö eesmärkidest. Esimese kahe uurimisküsimuse eesmärk on välja selgitada, mis on tegevõpetaja pilgu läbi robootika ning kuidas ta suhtub robootika kasutamisse õppe- ja kasvatustegevuste läbiviimisel. Kolmanda uurimisküsimuse eesmärk on välja selgitada, kuidas robootikat kasutades lasteasutuses õppe- ja kasvatustegevusi läbi viies lõimida omavahel robootika ning erinevad õppevaldkonnad. Tulemused on kirja pandud ADDIE mudeli viie etapi lõikes ning tulemuste kirjeldamisel on lähtutud tegevuse-eelsetest intervjuudest (4), tegevustest (4) ning tegevusejärgsetest intervjuudest (4). Iga tegevuse lõpus on kokkuvõte õpetaja peamistest soovitustest ja ettepanekutest. I etapp analüüs Töö autoril oli tegevõpetajalt lihtne nõusolek saada, sest õpetaja on väga avatud uutele metoodikatele ja vahendite kasutusele. Samuti on tal 13aastane õpetajakogemus lastega töötamisel. Eelintervjuust rühmaõpetajaga selgus, et ta polnud enne läbinud ei haridustehnoloogia loenguid ülikooliõpingute ajal ega käinud täiendkursustel. Ainus tehnoloogiaalane loeng ülikoolis oli arvutiõpetus, mis oli olnud väga üldine. Ka polnud rühmaõpetaja peale arvuti ja tahvelarvuti teisi IKT vahendeid kasutanud. Enamasti kasutast ta arvutit lastega videote vaatamiseks. Videod on olnud alati nädalaplaanist ja läbi viidavast tegevustest sõltuvad, muutes tegevuse mitmeksesisemaks. Niisama pole õpetaja lastele videosid näidanud ega arvutit kasutada lubanud. Vaid ühel korral kasutas õpetaja õppetöös hariduslikku õppemängu, mille eesmärk oli lastele värvide õpetamine. Õpetaja oli hea meelega valmis robootika õppetegevusi läbi viima ning nimetas robootikat, kui ühte õppetegevuste mitmekesisemaks muutmise võimalust. Eelkõige nägi ta robootikas head vahendit, mida ta saab õppetöö rikastamiseks kasutada. Samuti selgus, et enne robootikategevuste läbiviimist õpetajal hirmu ei ole, pigem muretses ta sellepärast, kuidas tegevus organisatoorselt korraldada, läbi viia ning kuidas lapsed sellest kõigest maksimaalselt kasu saaksid. 24
3.1 Tegevuse nr 1 Tuuleveski tulemused II etapp disainimine Tegevuskava eesmärgiks oli anda lastele võimalus ise konstrueerida, katsetada ja uurida erinevad võimalusi kasutades Lego klotse; luua keskkond, kus lapsed arvestavad grupis tegutsedes kaaslastega ja märkavad abivajajat, pakkudes võimalusel oma abi. Lapsed kasutavad tegutsedes oma teadmisi ümbritsevast maailmast. Matemaatilistest oskustest oli eesmärgiks mõistete kõrgem ja madalam tähenduse kinnistamine. Keel ja kõne valdkonna eesmärgiks seadis õpetaja laste jutustamisoskuse arendamise küsimuste toel lapsed räägivad, mida nad oma töödes kujutanud on ning nimetavad, mis materjale kasutanud. Tegevuse tulemuseks pidid lapsed grupitööna ehitama tuuleveski ning Lego WeDo programmiga selle tööle panema. Nädalaplaani (vt Lisa 4. Nädalaplaan nr 1 Tuuleveski ) ja õppe ja kasvatustegevuse kava (vt Lisa 5. Õppe- ja kasvatustegevuse kava nr 1 Tuuleveski ) koostas õpetaja ise. Nädalaplaani koostas õpetaja vastavalt rühma tegevuskavas toodud kuuteemadele. Robootikategevusse lõimis õpetaja nädalaplaani, st nädalaplaan oli enne valmis ning selle alusel koostas õpetaja tegevuskava. Läbiviidud tegevused ei toimunud järjestikustel nädalatel vaid sõltus õpetaja tahtest ja lastaias toimuvatest sündmustest. Näiteks oli lasteaias märtsi kuus teatrinädal, millele eelnes mitu nädalat etenduse proove ning viimasel nädalal kõikide rühmade näidendite ettekandmised. Seega ei olnud võimalik teha planeeritud õppe- ja kasvatustegevusi igal nädalal tavapärasel viisil. Seetõttu oli töö autoril õpetajaga kokkulepe, et ta annab teada, millal ta robootikategevuse läbi viib. Tegevuskava saatis õpetaja töö autori e-mailile, kelle ettepanekute alusel tegi vajalikud muudatused. Üheks soovituseks esimese tegevuse juures oli eesmärkide lisamine, sest planeeritud tegevus täitis veel mitmeid eesmärke (töö autori arvates), mida õpetaja polnud esialgses tegevuskavas märkinud. Nädalaplaani ning tegevuskava koostamine oli õpetajale tema arvates pigem lihtne, sest tal on sellel alal palju kogemusi. Ainus, mis õpetajale esialgu küsimusi tekitas oli ideede nappus, mida lastega koos robootikavahenditega teha. Õpetaja otsustas, et kasutab kõikide tegevuste läbiviimiseks ühisõppe metoodikat, sest see oli talle harjumuspärane ja tuttav. 25
III etapp arendamine Selles etapis tutvustas töö autor õpetajale LEGO WeDo komplekti ja töö teooriast tulenevalt erinevaid robootikategevuste läbiviimise metoodikaid. Komplekti tutvustades andis töö autor ülevaate millistest osadest see koosneb (sh tarkvara) ning mida on komplektiga võimalik teha. Õpetaja arvas, et tahab pigem ülevaatlikku tutvustust ning ise lähemalt ja täpsemalt uurida. Enne tegevusi tutvus õpetaja komplektiga iseseisvalt, kuid tal oli võimalus küsida ja lisainfot saada töö autorilt. Õpetajal oli võimalus töö autoriga kohtumine kokku leppida, helistada või kirjutada e-mail. Neid võimalusi õpetaja ei kasutanud. IV etapp rakendamine Enne tegevusi valmistas õpetaja ette tegevuskavas planeeritud vahendid (pildid erinevatest tuuleveskitest ja tuulegeneraatoritest). Õpetaja otsustas planeeritud õppe- ja kasvatustegevuse terve rühmaga samaaegselt läbida, andes õpetaja abile ülesande juhendada ühte gruppi. Rakendamise etapis tutvustas õpetaja lastele tuuleveskit. Selleks vaadati hommikuringis ühiselt pilte, milline tuuleveski välja näeb. Arutleti koos millised on tuuleveski tunnused, milleks neid vaja on ja kus neid kasutatakse. Seejärel selgitas õpetaja lastele, et täna seisab neil eest Lego WeDo klotsidest tuuleveski ehitamine ja spetsiaalse tarkvara abil programmeerimine, ehk teisisõnu: lapsed ise panevad tuuleveskid kokku ja proovivad neid ka tööle saada (õpetaja juhendamisel). Õpetaja jagas lapsed rühmadesse moodustades kolm neljalapselist gruppi. Rühmaruumis toimuvale tegevusele planeeris õpetaja 30 minutit. Iga grupp istus eraldi laua taga. Tegevuskavas planeeritud tuuleveskite näituse ja tehtu üle arutlemiseni õpetaja lastega kahjuks ei jõudnud. V etapp hindamine Õpetaja hinnang oma tegevusele oli pigem negatiivne, sest enda sõnul jäi ta hätta eelkõige laste organiseerimisega, kuna otsustas kaasata kõiki lapsi samaaegselt. See aga tähendas, et ta ei jõudnud kõigi lasteni ja klotsidest jäi puudu. Hoolimata õpetaja ebaõnnestunud korralduslikust poolest oli nii tema kui ka laste jaoks tegevus üldiselt huvitav. See oli ka õpetaja arvates mõistetav, sest Lego WeDo komplekt oli lastele uus ja põnev. Õpetaja sõnul vajasid hoolimata vahendite uudsustest ja põnevusest osa lapsi rohkem motiveerimist. Õpetaja hinnangul võis põhjus olla just selles, et töökorraldus tekitas lastes segadust ja see oli piisav, et kaotada huvi tegevuse vastu. Siiski said said tema sõnul kõik rühmad ülesandega hakkama ehk igal rühmal valmis tuuleveski, mis hakkas ka programmi 26
abil tööle. Õpetaja leidis, et järgmine tegevus toimub väiksemates gruppides ning pesade süsteemi kasutades ehk igale pesale annab erineva ülesande. Ainult ühes pesas toimub robootikategevus ning õpetaja saab ise olla pidevalt toeks ja abiks. Õpetaja arvates oleks nii võimalik kõigi lasteni jõuda ning lahendada väheste klotside probleem. Samuti arvas õpetaja, et peaks kodus järgmisel korral ise proovima masina valmis ehitada, et suudaks edasi aidata neid, kelle loovus kinni jääb ja pole ideid, kuidas ehitada. Seda pidas õpetaja oma kõige suuremaks veaks, et ta kodus eelnevalt tuuleveskit algusest lõpuni kokku ei pannud, vaid tutvus klotside funktsioonidega eraldi. Õpetaja tõdes, et väga palju oleks olnud abi sellest, kui ta oleks lastega enne hommikuringis koos läbi arutanud, millistest osadest tuuleveski koosneb ja millised on need olulised osad mida hakatakse koos kokku panema (nt tuuleveskil tiivikud ja post või torn, kuhu otsa see kinnitada). Õpetaja arvates polnud tegevuste lõimimine väga raske (tegevuskavas) ning seostas robootikat pigem matemaatika ning mina ja keskkonna õppevaldkonnaga. Ainsaks probleemiks õpetajal oli ideede nappus, sest tal ei teadnud enne vahenditega tutvumist, mida Lego WeDo komplekt võimaldab lastega teha. Peale seda, kui töö autor tutvustas vahendeid (III etapis), polnud see aga enam küsimuseks. Õpetajal tuli piisavalt ideid mida teha. Samas, lastega tegevust läbi viies ta ühise aruteluni ei jõudnud, sest kogu tegevuse korralduslik pool võttis väga palju aega. Intervjuust selgus ka, et õpetaja põhiline eesmärk oli laste fantaasia ja loovuse arendamine, mitte niivõrd matemaatika ning keele ja kõne eesmärgid. Ehkki matemaatika eesmärkidele õpetaja otseselt ei viidanud, selgus intervjuust, et tegevuse käigus oli vaja lastel hinnata, kas tehtud torn on piisavalt kõrge või on veel liiga madal. Seega sai ka matemaatika eesmärk täidetud. Hoolimata ebaõnnestunud tegevusest oli õpetaja positiivne ja tõdes, et hea emotsiooni tekitas mootori töölepanekust tekkinud huvi ja põnevus. Samas leidis õpetaja, et ehitamise osa oli mõnele lapsele natuke igav, sest üleüldine huvi Legode vastu oli vähene ja lapsed kippusid nendega oma mänge mängima. Kokkuvõtvalt võib öelda, et kuigi tegevuses jäid nii mõnedki eesmärgid saavutamata ning tegevuse organiseerimine oli ettearvatust keerulisem, oli õpetaja pärast tegevust positiivne ning kõik lapsed olid masina töölesaamisest elevuses. 27