1. LOTEGÜM
Loodusteaduslik kirjaoskus gümnaasiumi lõpetajate karjäärivaliku mõjutajana
2009 – 2014

2. TÖÖRÜHM
Miia Rannikmäe, professor (töörühma juht) Regina Soobard, doktorant (töörühma juhi assistent) Jack Holbrook,külalisprofessor Anne Laius, teadur Klaara Kask, teadur Katrin Vaino, teadur Kerti Ait, doktorant Aarne Rannikmäe, doktorant
Priit Reiska, professor
Katrin Soika, doktorant
Aet Möllits, magistrant

3. LOTEGÜM EESMÄRGID
Töötada välja instrumendid gümnaasiumiõpilaste loodusteadusliku kirjaoskuse (LK) hindamiseks ning hinnata nende abil õpilaste LK taset.
Kirjeldada loodusteadusliku kirjaoskuse kujunemise protsessi dünaamikat gümnaasiumis longituuduuringu abil.
Määratleda LK tasemete ja kõrgkoolis või tööturul vajaminevate kompetentsuste vastavus, uurides mõjukate ühiskondlike huvigruppide (teadlased, poliitikud, ettevõtjad) arvamusi teadmistepõhises ühiskonnas vajalikest kompetentsustest.
Empiirilise andmestiku põhjal töötada välja ettepanekud loodusteaduslike ainete õppekavade ning õppemeetodite täiustamiseks üldhariduskoolis.

4. UURIMISKÜSIMUSED
Milline on gümnaasiumi lõpuklasside õpilaste loodusteadusliku kirjaoskuse tase mõõdetuna probleemide lahendamise ja otsuse tegemise oskuste, uurimuslike oskuste, interdistsiplinaar­sete teadmiste kasutamise oskuse, teaduse olemusest arusaamise ning suhtumise kaudu loodusteaduste õppimisse?
Millised on ühiskonna erinevate huvigruppide arusaamad olulistest kompetentsustest teadmistepõhises ühiskonnas ja kuidas need suhestuvad loodusteaduste õpetamisega?
Kuidas muutub õpilaste loodusteadusliku kirjaoskuse tase gümnaasiumis õppimise jooksul?

5. LOTEGÜM VALIM
Koostati representatiivne kihtvalim (2010. a. riigieksamite tulemuste keskmine ja õpilaste arv koolis).
Kokku osales uuringus 44 kooli.
10. klassis* viidi uuring läbi 2011.a sügisel (N=2216);
11. klassis viidi uuring läbi 2012.a kevadel (N=1821);
12. klassis* viidi läbi 2013.a (N=2010).
* longituuduuring, samad õpilased

6. LOTEGÜM UURINGUINSTRUMENT
3-osaline reaalelulistel stsenaariumitel (4) põhinev kompleksinstrument:
1. Kognitiivne test (loodusteaduslike mõistete ja teooriate tundmine, interdistsiplinaarsete teadmiste kasutamine, probleemi lahendamine, otsuse tegemine, teaduse olemuse mõistmine).
Konstruktiivne valiidsus: Õpilastele relevantsed situatsioonid, valitud tuginedes teadusuuringutele (ROSE, SF ).
Valiidsus õppekava sisule: ainealased “suured ideed” vastavalt õppekavale näiteks:
keemiline reaktsioon, keemiline tasakaal, lahustuvus, laamtektoonika, energia ja selle muundumine, evolutsioon, bioloogiliste süsteemide reguleerimine, pärilikkus.

7. Kognitiivne test 1. stsenaarium
Laktoositalumatus??!?
Pildi allikas:
Pildi allikas:

8. Kognitiivne test 2. stsenaarium
Jääda ellu mäestikus!
Pildi allikas:
Pildi allikas:
Pildi allikas:

9. Kognitiivne test 3. stsenaarium
Treening ja hüppeliigese vigastus ...
Pildi allikas:
Pildi allikas:

10. Kognitiivne test 4. stsenaarium
Surnumeri?!
Pildi allikas:
Pildi allikas:
Pildi allikas:
Pildi allikas:
Pildi allikas:

11. LOTEGÜM UURINGU INSTRUMENT
2. Hinnangu andmine oma teadmistele ja oskustele (sh 21.sajandi oskused) ning karjääri valikutele.
3. Arvutipõhine mõistekaardi koostamine Cmap programmiga.

12. LOTEGÜM TULEMUSTE ANALÜÜSIMINE
10. ja 11. klassi õpilaste tulemuste võrdlus.
Võrdlus eksamigruppide lõikes (4 gruppi, õpilaste arv eksamigruppides võrreldav).
Õpilaste LK taseme muutus gümnaasiumi jooksul (samad õpilased10. ja 12. klassis).

13. LOTEGÜM TULEMUSED Kognitiivne test
Gümnaasiumiõpilaste oskus ainealaseid teadmisi reprodutseerida on õppeaine-spetsiifiline (kõrgeim bioloogias, madalaim keemias).
10. ja 11. klassi õpilaste kõrgemat järku kognitiivsed oskused on sarnasel tasemel:
neljandik õpilasi on omandanud oskuse lahendada loodusteadusliku sisuga probleeme,
õpilastel on probleeme interdistsiplinaarsete teadmiste kasutamisega,
otsuse tegemise oskuse on omandanud vaid kümnendik õpilastest.

14. LOTEGÜM TULEMUSED Kognitiivne test
Probleemide lahendamise oskus oleneb ka probleemi seotusest õppeainega ning interdistsiplinaarsuse määrast:
Paremini lahendatakse probleeme, mis eeldavad valdavalt ühes loodusteaduslikus õppeaines omandatud teadmiste rakendamist.
See viitab asjaolule, et õpetamisel ei ole rõhuasetus kompetentsuste kujundamisel nagu uus õppekava sätestab ja vaid, et traditsiooniliselt on loodusteaduslike õppeainete õpetamisel rõhuasetus reprodutseeritavate teadmiste (tundides õpetatud kontekstis) hindamisel.

15. LOTEGÜM TULEMUSED Teaduse olemus
Loodud instrumendis uuriti õpilaste arusaama kaasaegse loodusteaduse olemusest, kasutades selleks astroloogia kui pseudoteaduse näidet.
Astroloogia kohta esitatud 8 väite hindamisel ja põhjendamisel õpilaste poolt selgus, et raskusi tekitab erinevates ainetes õpitu rakendamine uues valdkonnas.
Lisaks ilmnes, et väga sageli peetakse teaduse tunnuseks pikaajalist toetumist tavakogemusele ning teaduslikke hüpoteese peetakse lihtsalt oletusteks.
Olulist erinevust 10. ja 11. ning 10. ja 12. klassi õpilaste vahel ei esinenud.

16. lotegüm tulemused Mõistekaart (Cmap programm)
Mõistekaartide analüüsi tulemused näitasid, et õpilased, kelle mõistekaardid said paremad hinnangud, saavutasid ka LK testis paremad tulemused.
Selline seos oli nii mõistekaartide suuruse, struktuuri kui ka sisu kvaliteedi osas, kõige kõrgem korrelatsioon oli just sisu kvaliteedi ja LK testi tulemuste vahel. 
Samas ei ole oluliselt suurenenud interdiststiplinaarsete seoste arv.
See võib tähendada, et vaatamata ainealaste teadmiste mõningasele kasvule, ei ole õpitud looma rohkem ainetevahelisi seoseid.

17. NÄIDE LOTEGÜM MÕISTEKAARTIDEST (I)

18. NÄIDE LOTEGÜM MÕISTEKAARTIDEST (II)

19. lotegüm tulemused ÕPILASTE HINNANGUD oma oskustele ja loodusainete tundidele
Nii 10 kui 11 klass:
õpilaste hinnangul nende oskused pigem madalad uurimuslike tööde läbiviimisel ja probleemide lahendamisel, mõnevõrra kõrgemalt hindavad õpilased ennast interdistsiplinaarsete teadmiste rakendamisel ja otsuste tegemisel.
õpilased on kriitilised hinnates oskuste kujundamist keemia ja füüsika tundides, bioloogia ja geograafia tundides pööratakse õpilaste hinnangul enam tähelepanu nii probleemide lahendamisele, otsuse tegemisele kui ka uurimuslike oskuste kujundamisele.

20. lotegüm tulemused ÕPILASTE HINNANGUD loodusteaduslike teadmiste olulisusele

21. LOTEGÜM TULEMUSED DELPHI METOODIKAL PÕHINEV KÜSITLUS
Ühiskonna arvamusliidrite (poliitikud, teadlased, ettevõtjad, haridusteadlased) hinnang:
Oluline: oskus tööalaselt rakendada loodusteaduslikke teadmisi komplektsete probleemide lahendamisel.
Vajakajäämised: loovuse ja tööelus vajaminevate isikuomaduste arendamine.
Vastuolu õppekavas sätestatud oskuste ja nende kujundamise vahel (realiseeritavus).

22. LOTEGÜM TULEMUSED Grupp LTK komponent Ainealased teadmised Nõus
 LTK komponent
Õpilased
(N=34)
(SD)
Õpetajad
(N=32)
Teadlased
(N=30)
Tööandjad
(N=25)
Ainealased teadmised
tähtsus
realiseeritus
Akadeemilised oskused
Kommunikatsiooni-oskused
Loovus
Isikuomadused
Nõus
Ei ole nõus

23. LOTEGÜM TULEMUSED HINNANGUD KARJÄÄRILE
Õpilased ei soovi jätkata pärast gümnaasiumi lõpetamist õpinguid loodusteaduste valdkonnas ega ka töötada antud valdkonnas.
Nende hinnangul ei saa nad loodusainete tundidest ülevaadet loodusteadustega seotud elukutsetest.
Õpilased eelistavad töökohti, mis vajaksid loovat mõtlemist ja otsuste tegemist.
Kõige enam soovitakse tulevikus töötada sotsiaalvaldkonnas, vähem aga loodusvaldkonnas, meditsiinis ja inseneri- ning tehnoloogiavaldkonnas.

24. LK KUJUNEMISE PROTSESS GÜMNAASIUMIS
LK tasemete 4 komponenti:
loodusteaduslike oskuste kategooria,
teadusfilosoofiline kategooria,
analüütiline kategooria,
suhtumise kategooria.
Gümnaasiumi jooksul õpilaste LK tase muutub minimaalselt, pigem on tegemist paigalseisuga.
Enamus õpilaste tulemustest jääb alla 50 % maksimaalselt saavutatavast punktidest.

25. SAADUD TULEMUSTEST LÄHTUVALT ON OLULINE
Muuta teadmiste ja oskuste hindamist loodusainete tundides.
Senisest enam pöörata tähelepanu probleemide lahendamisele ja otsuse tegemisele ning nende hindamisele loodusainete tundides.
Täienduskoolitustel kujundada õpetajate kompetentsust arendada õpilastel vastavaid oskusi (probleemi lahendamine ja otsuse tegemine).

26. SAADUD TULEMUSTEST LÄHTUVALT ON OLULINE
Interdistsiplinaarsete probleemide toomine ainetundidesse ja senisest enam interdistsiplinaarsusele tähelepanu pööramine.
Koolid peaksid kasutama võimalusi interdistsiplinaarsusele fokusseeritud valikkursuste õpetamiseks.

27. SAADUD TULEMUSTEST LÄHTUVALT ON OLULINE
Cmap arvutipõhist meetodit on soovitav kasutada igapäevase õppetöö käigus, kuna see võimaldab analüüsida õpilaste probleemide lahendamise oskusega seonduvaid interdistsiplinaarseid aspekte.

28. Tänan kuulamast!