Neeme Katt: Juhendaja peab olema kursis õpilasuurimuste metoodikaga ning omama ettekujutust töö tulemustest. Ainult nii saab anda õpilasele asjatundlikku nõu, tegemata samas midagi tema eest ära. Õpilaste uurimistööd N e e m e K a t t Jõgeva Ühisgümnaasiumi keemia ja informaatika õpetaja Jõgeva Ühisgümnaasiumis on uurimistöö kohustuslik kõigile 11. klassi õpilastele. Teoreetilised alused selleks antakse 10. klassi informaatikakursuses, samuti õpitakse seal töö vormistamist. Juhendamisel osalevad aga peaaegu kõik kooli pedagoogid igal õpetajal on kaks kuni neli juhendatavat. Kuidas sõltub vee karedus vee võtmise kohast Jõgeva linnas? Kuivõrd mõjutab vee magnettöötlus katlakivi teket? Millised poes müüdavad veed on mineraalveed? Mille alusel valivad õpilased ostetava vee? Kuidas sõltub mulla ph proovi võtmise koha kõrgusest Laiuse voore nõlval? Kuivõrd on alust rahva seas levinud legendil Pedja jõe vee saastatusest? Kuidas võrrelda nõudepesuvahendite efektiivsust? Kuidas sõltub vee rauasisaldus torustiku pikkusest? Kuidas sõltub vee karedus kaevu asukohast Jõgeva voore nõlval? Need ja paljud teised probleemid on leidnud vastuse Jõgeva Ühisgümnaasiumi õpilaste keemia uurimistöödes. Mitme töö autorid on aga pälvinud kõrgeid autasusid üle-eestilistel konkurssidel. Uurimistöö koostamise ja esitlemise oskus on üks riikliku õppekava nõudeid. Seejuures ei ole oluline töö keerukus, vaid läbiviimise korrektsus, probleemipüstituse ja lahenduse uudsus, arusaadav vormistus, soovitavalt ka praktiline väljund. Töö koostamise käigus harjutab õpilane teadusmeetodite kasutamist, õpib kasutama teabeallikaid, eristama olulist ebaolulisest, hindama infot, analüüsima andmeid, tegema järeldusi ning ennast arusaadavalt väljendama. Töö kaitsmine on aga õpilasele sageli esimeseks suuliseks eksamiks. Jõgeva Ühisgümnaasiumis on uurimistöö kohustuslik kõigile 11. klassi õpilastele. Teoreetilised alused selleks antakse 10. klassi informaatikakursuses, samuti õpitakse seal töö vormistamist. Juhendamisel osalevad aga peaaegu kõik kooli pedagoogid igal õpetajal on kaks kuni neli juhendatavat. Kogu uurimisprojekti võib jagada järgmisteks põhietappideks: teema valik, töö kavandamine (sh eesmärgi püstitamine), andmete kogumine, tulemuste analüüs (arutelu), järelduste tegemine, töö vormistamine, retsenseerimine ja kaitsmine. Teema ja juhendaja valik on omavahel seotud pakub ju esmase teema sageli välja õpetaja, ka on olulised töö tegija ja juhendaja hea läbisaamine ning koostöö. Valitud teema peab tegijat huvitama, vajalikud vahendid ja materjalid peavad olema kättesaadavad. Teema sõnastust pealkirja tuleb töö käigus tihtipeale korrigeerida. Pealkiri peab HARIDUS 9 10/2007 25
Keemia riigieksami komisjon tööhoos Nõo Reaalgümnaasiumi ruumides aastal 2005. andma töö sisu edasi täpselt ja piiritletult. Näiteks esialgsest üldsõnalisest teemast Vee karedus võib töö käigus kujuneda märksa konkreetsem Vee karedus Jõgeva linna salvkaevudes. Uurimisprojekti kavandamine algab tausta loomisega. Õpilane peaks läbi mõtlema oma varasemad tähelepanekud valitud valdkonnas ning panema kirja võimalikke seoseid uurimiseks valitud faktorite vahel. Näiteks kareda vee keetmisel tekib katlakivi, jõevesi on pehmem kui kaevuvesi jne. Seejärel tuleb kirjanduse (sh Interneti, perioodika, arhiivimaterjali jms) abil teha endale selgeks teema teoreetiline taust. Juhendajal lasub töö sel etapil oluline roll aidata õpilasel jääda kindlatesse raamidesse. Kui esmalt ongi õigustatud suurema hulga materjali läbitöötamine ja refereerimine (mitte lehekülgede kaupa Internetist kopeerimine!), siis töö lõpliku vormistamise käigus tuleb silmas pidada, et teoreetiline taust ei tohi moodustada töö põhiosast üle poole. Kindlasti tuleb töö sel perioodil lasta õpilastel kõik teksti lõigud viidata, sest sageli pole hiljem enam meeles, kust milline materjal leiti. Töö eesmärgi ja uurimisprobleemi sõnastamiseks on soovitav panna neid esmalt kirja rohkem, et siis valik teha. Probleem tuleks sõnastada selgelt ja uuritavana ning nii, et see ei oleks ei/ jaa -vastusega, vaid seosena. Näiteks ei sobi küsimus Kas vee karedus sõltub vee võtmise kohast Jõgeva linnas?, küll aga Kuidas vee karedus sõltub proovi võtmise kohast Jõgeva linnas?. Korrektsel uurimistööl on kindlasti ka hüpotees, mis on väide uurimisprobleemi oletatava lahenduse kohta. Hüpotees põhineb taustauuringutel ja varasematel kogemustel. Hüpoteesi peab põhjendama. Hästi formuleeritud hüpotees peaks sisaldama väidet uuritavate faktorite seose kohta. Näiteks võib hüpoteesis väita, et Jõgeva voore harjal on salvkaevude vesi karedam kui Pedja jõe ääres, sest jõe ääres on kaevud madalamad ja vesi ei läbi enne kaevu jõudmist nii palju karedust tekitavaid kivimikihte kui voore harjal. Hüpoteesi saab sõnastada mitte ainult loodusteadusliku uurimuse korral, vaid ka kõigis teistes valdkondades läbiviidavates töödes. Järgmiseks tuleb kavandada töö metoodika (kasutatavate teaduslike meetodite kogum), mille eesmärk on kontrollida püstitatud hüpoteesi. Selleks on oluline mõista, kuidas on eri faktorid omavahel seotud ning mis millest sõltub. Võimalusel tuleb planeerida ka kontrollkatse. Loodusvaatluste korral kasutatakse sageli võrdlusena pikaajalisi keskmisi. Metoodika valikul tuleb hinnata andmete kogumiseks vajalikku aega ja vajalike vahendite kättesaadavust, panna paika mõõtmisprotseduuride kord. Metoodikas võib eristada andmekogumismeetodeid (vaatlus, eksperiment, küsitlus vms), andmetöötlusmeetodeid (kuidas kasutatakse arvandmeid) ja tõlgendamismeetodeid (kuidas tulemusi mõtestatakse). Vaatluse korral jälgitakse uurijast sõltumatult toimivaid protsesse. Siia kuuluvad loodusvaatlused (keskkonna-, ilmastiku-, looma- ja linnuvaatlused) ja inimvaatlused (käitumis- ja tarbimisharjumused, liiklusvaatlus). Oluline on täpselt fikseerida vaatluste aeg ja koht. Eksperimendi e katse korral jälgitakse uurija käivitatud protsesse. Katsed võivad olla füüsikalised, füsioloogilised, bioloogilised, tehnilised, keemilised jne. Usutavuse tagamiseks kasutatakse korduvkatsete seeriaid või kontrollkatseid. Küsitluse koostamiseks tuleb määratleda eesmärgile vastav sihtgrupp. Küsitletavad peavad moodustama proportsionaalne läbilõike sellest ja statistilise vea vähendamiseks peab neid olema piisavalt. Sihtgrupi määratlemisel peab pidama silmas töö eesmärki. Kui küsitletakse ainult oma kooli õpilasi, siis peab ka uurimisprobleem olema vastavalt sõnastatud: näiteks Jõgeva Ühisgümnaasiumi õpilaste eelistused mineraalvee valikul, mitte aga Eesti koolinoorte eelistused. Küsitlus peab olema viisaka sissejuhatuse ning optimaalse mahuga (lühiküsitlus, ankeet või intervjuu), küsimuste ülesehitus olgu loogiline. Küsimused võivad olla valik- või lühivastustega või hoopis avatud küsimused. Lihtsam on analüüsida valik- ja lühivastuseid. Valikutes püütakse arvestada kõiki võimalikke vastuseid, kuid sageli on vajalik lõppu panna muud variandid või jätta tühi rida. Avatud küsimuste vastused võimaldavad sügavamat sisuanalüüsi, kuid on töömahukad. Selle asemel sobib intervjuu. Kiir- ehk lühiküsitlus sisaldab tavaliselt 1 3 küsimust (valik- või lühivastustega). Ankeet võib olla kuni kaks lehekülge normaalkirjas. Küsimused peavad olema nummerdatud ja üheselt arusaadavad. Kui metoodika on kavandatud, võib asuda andmeid koguma (töö praktilist osa läbi viima) ja töötlema, mille tulemused võetakse ülevaatlikult kokku (võimalusel tabeli või diagrammina). Järgneb kogutud materjali analüüs (arutelu), mille põhjal tehakse järeldused, kas tulemused kinnitavad püstitatud hüpoteesi või lükkavad selle ümber. Järeldustes tuleb ära näidata võimalikud vead töö teostamisel ning ideed 26 HARIDUS 9 10/2007
probleemi edasiseks uurimiseks. Arutelu osa on õpilaste jaoks tavaliselt kõige raskem osa tööst. Nad tulevad hästi toime andmete kogumisega, kuid nende analüüsimine ning eriti selle kirjapanek ja järelduste tegemine osutub sageli tõsiseks komistuskiviks. Töö selle etapi juures vajavad õpilased kõige enam juhendaja asjalikku ja taktitundelist nõuannet. Uurimistöö vormistamisel tuleb järgida kindlat struktuuri, mis järgib juba kirjeldatud uurimisprojekti etappe. Tiitellehel näidatakse kooli nimi, töö koostanu klass, nimi, töö pealkiri, juhendaja nimi, töö esitamise koht ja aasta. Sisukord paikneb tiitellehe järel ning sisaldab kõiki töö alajaotisi koos leheküljenumbritega ning sisuliste peatükkide (ja lisade) järjekorranumbritega. Sissejuhatus ei pea olema pikk, kuid peaks koosnema kolmest osast, mis suunavad lugeja üldiselt konkreetsele: alustatakse probleemi laiema tausta selgitusega, millele järgneb kitsama probleemi kirjeldus ning lõpuks püstitatakse uurimistöö eesmärk ja tööhüpotees. Töö esimene sisuline osa on tavaliselt probleemi teoreetiline taust, mis vajadusel jaotatakse alapeatükkideks. Õpilastööde korral on see osa oluline, sest õpilane peab end uurimisvaldkonnaga kurssi viima, kuid samas ei tohi see kujuneda põhiliseks. Põhiliseks tuleb lugeda hoopis järgmist, materjali ja metoodika peatükki. Selles antakse võimalikult detailne ja põhjalik ülevaade, kus ja millal tööd tehti, millises mahus ja millise planeeringu kohaselt koguti materjal, milliseid vahendeid ja meetodeid kasutati, kuidas ning milliste andmeanalüüsi meetoditega andmeid töödeldi. Eesmärk on veenda lugejat, et andmed koguti otstarbekohaselt, võimalike vigade allikatest oldi teadlikud ja neid püüti vältida. Metoodika kirjeldus peab olema sedavõrd põhjalik, et teine uurija saaks selle järgi korrata samu uuringuid, samas ei tohiks kirjeldada midagi, mis pole konkreetse töö seisukohast oluline. Sõltuvalt uurimisvaldkonnast võib selle peatüki jagada alapeatükkideks. Üks neist peaks iseloomustama uurimisobjekte ja teine läbiviidud tegevust. Järgnev tulemuste peatükk võib olla uurimistöö kõige lühem osa. Tulemuste osa peab olema konstateeriv (mitte Jõgeva Ühisgümnaasiumi õpilane Maria Orb on uurinud katlakivi tekke vähendamist magnetite abil ja esinenud oma uuringu tulemustega edukalt nii Eestis kui ka rahvusvahelistel noorteadlaste võistlustel. arutlev või tõlgendav). Tulemused peavad vastama püstitatud küsimustele (eesmärkidele) ja kontrollima püstitatud hüpoteese. Ei esitata tulemusi, mis ei ole seotud töö otseste, eelnevalt selgelt püstitatud eesmärkidega, ega korrata metoodikat. Iga arvutatud näitaja tuleb esitada koos vea hinnanguga (näiteks 14,4 ± 0,5). Esitatakse konkreetsete alaküsimuste uurimise tulemused, viidates vastavatele joonistele ja/või tabelitele. Joonis või tabel paigutatakse selle tekstiosa järele, kus teda esmakordselt mainitakse. Viitamata jooniseid või tabeleid olla ei tohi. Joonisel on number ja allkiri (näiteks Joonis 3. Magnetseadme ehitus), tabelil number ja pealkiri (näiteks Tabel 2. Vee mööduv karedus Jõgeva salvkaevudes). Joonised ja tabelid peavad olema arusaadavad ka teksti lugemata. Kõik joonisel või tabelis kasutatud sümbolid ja lühendid peab ära seletama, graafiku telgede tähistus peab olema koos vastavate mõõtühikutega. Tähelepanu tuleb juhtida sellele, et uurimistöös nimetatakse joonisteks kõiki skeeme, diagramme, fotosid, pilte ja muid graafilisi objekte. Arutelu peatükis tõlgendatakse tulemusi, võrreldakse neid teiste autorite sarnaste uurimuste tulemustega, analüüsitakse lahknemiste võimalikke põhjusi. Arutletakse tulemuste usaldusväärsuse ja võimalike vigade üle. Tuleks vältida liigset sõnavahtu, tulemustest räägitakse kvalitatiivsel tasemel ja üldistatult. Tulemuste põhjal tehakse üldistusi ja järeldusi, mis võivad olla esitatud ka eraldi peatükis. Kokkuvõttes esitatakse veel kord lühikesed ning konkreetsed vastused sissejuhatuses püstitatud küsimustele kõige olulisemad tulemused (mitte numbriliselt, välja arvatud juhul, kui need ise olidki eesmärk). Ei tohi esmakordselt esitada tulemusi, mida pole eelnevas töös mainitud. Kasutatud kirjanduse peatükis tuuakse ära töös viidatud kirjandusallikate täielikud kirjed (alfabeetilises või viitamise järjekorras). Kirjete koostamise juhendeid võib leida Internetist või uurimistööde vormistamise juhenditest. Viitamisel on kasutusel kaks süsteemi. 1. Nime/aasta viitamine on teadusmaailmas enam kasutatav; näiteks (Kogermann, 1989). 2. Numbriline viitamine kasutatakse siis, kui on palju autoriteta kirjeid; näiteks [3]. Terves töös peab olema kasutusel üks ja sama süsteem. Teaduslik kokkuvõte (Abstract) või resümee (võõrkeelne lühikokkuvõte tööst Summary, Zusammenfassung) lisatakse tööle vaid siis, kui koolis seda nõutakse. Nendes tutvustatakse töö eesmärki, kasutatud meetodeid, töö üldistatud tulemusi ja järeldusi. Sageli paigutatakse Abstract kohe sisukorra järele. HARIDUS 9 10/2007 27
Lisadesse paigutatakse materjal, mis ei ole töö sisust täielikuks arusaamiseks otseselt vajalik, vaid on täiendav materjal. Näiteks algandmete tabel, uurimisala plaan vms. Igale lisale peab töö tekstis viitama. Uurimistööd võib jagada uurimusteks, ülevaadeteks ja arendustöödeks. Eelnevalt kirjeldasingi uurimuste läbiviimist. Uurimus otsib vastust mingile probleemile. Selleks kogutakse andmeid (laboris, looduses, inimeste hulgas), analüüsitakse neid ja tehakse järeldused. Uurimuste hulka kuulub ilmselt suurem osa õpilastöödest. Ülevaade koostatakse kirjanduse põhjal. Selles antakse ülevaade mingi probleemi läbiuurituse seisust, koondades teadaolev info ja üldistades teiste uurijate järeldused, ning näidatakse edasiste uuringute suunda. (Näiteks Hüpoteesid vee magnettöötluse efekti põhjendamiseks.) Kindlasti tuleb jälgida, et ülevaade ei oleks lihtsalt referaat, vaid sisaldaks töö autori üldistust. Ülevaade võib olla ka uurimuse osa. Ülevaates ei ole materjali ja metoodika, tulemuste ja arutelu peatükke. Nende asemel liigendatakse töö alateemadeks, millele antakse sisulised pealkirjad. Kõik tekstis toodud kirjeldused ja väited peavad olema korrektselt varustatud viidetega vastavatele kirjandusallikatele, kust need on võetud. Iga alapeatüki lõpuosas tuuakse ära autori üldistus, mille ta teeb viidatud kirjanduse põhjal. Arendustöö on sisuliselt millegi (arvutiprogrammi, elektroonilise seadme vms) valmis tegemine. Sellisel tööl ei pruugi olla teaduslikku tulemust, kuid kindlasti peab olema töö korrektne sõnaline kirjeldus, milles on kirjas nii töö eesmärgid kui ka järeldused. Uurimistöödes tuleb kasutada korrektset kirjakeelt. Kasutatakse umbisikulist tegumoodi: käesolevas töös vaadeldakse, uurimuses on analüüsitud, andmed on saadud, joonise 1 andmed osutavad, et, küsitlusest võib järeldada, et Vältida tuleks mina-vormi, erandiks on autori arvamuse esitamine, kusjuures ei kasutata sõnu ma või mina. Allikatele toetumine on isikuline: A. Mets (1985) väidab, et... Vältida tuleb nii liiga konspektiivset kui ka paljusõnalist stiili, sõnakordusi, slängi ja liigseid võõrsõnu. Kasutada tuleb selget ja täpset oskuskeelt, üldtunnustatud ja väljakujunenud terminoloogiat. Statistilistest näitajatest, mida õpilasuurimustes sagedamini vaja on, võib nimetada sagedusjaotust, aritmeetilist keskmist, standardhälvet, minimaalset ja maksimaalset elementi, mediaani, moodi. Kõiki neid võimaldab leida mõni tabelarvutusprogramm (näiteks Excel), samuti on võimalik hajuvusdiagrammi abil kahe muutuja vahelise sõltuvuse ja korrelatsioonikordaja leidmine (Excel i XY-punktdiagramm). Nende näitajate arvutamist käsitletakse meie koolis informaatikatundides. Uurimistöö tuleb vormistada arvutil, arvestades üldiselt kasutusel olevaid nõudeid. Vastavaid juhendeid leidub paljude õppeasutuste veebilehtedel. Kuna neis esineb omavahelisi erinevusi, tasub koolis välja töötada oma nõuded. Neid võiks õpetada ja hinnata uurimistöös koostöös informaatikaõpetajaga. Uurimistöid kaitstakse vastavalt koolis kehtestatud korrale. Mõttekas oleks kasutada kaitsmiskomisjoni lahtisi istungeid. Sellisel juhul on ka teistel õpilastel võimalik saada osa uurimistööde tulemustest, kaitsja aga omandab esinemiskogemusi suurema auditooriumi ees. Kaitsmine seisneb töö koostaja lühiettekandes (näiteks 5 minutit). Soovitav on kaitsmisel kasutada esitlusvahendeid näidata projektoriga teemakohaseid slaide, mis tooksid välja töö põhiseisukohad. Uurimistööle on soovitav määrata retsensent, kelleks võib olla õpetaja või õpilane. Retsensent tutvub tööga põhjalikult ja esitab kaitsmisel küsimusi. Küsimusi võivad esitada ka kõik teised kuulajad. Uurimistöö hindamisel arvestatakse töö protsessi, sisu ja vormistamist ning õpilase esinemist kaitsmisel. Täpsed põhimõtted töötab välja kool. Oluline on jälgida probleemi püstitamist, töö teemast ja metoodikast kinni pidamist ning järelduste tegemist. Kindlasti tuleb silmas pidada, et uurimistöö ei oleks referaat. Paremad tööd võiks saata üleriigilistele konkurssidele. Kõigi õppeainete tööd on oodatud Eesti õpilaste teadustööde riiklikule konkursile (http://www. archimedes.ee/noorteadlased/), loodusainete töid saab esitada eesti Noorsootöö Keskuse korraldatavale keskkonna uurimistööde võistlusele (http://www. entk.ee/index.php?id=38&keel=ee) ja programmi GLOBE keskkonnauurimuste konkursile (http://ael.physic.ut.ee/ GLOBE/), veeteemalised tööd on oodatud Stockholmi veeauhinna noortele Eesti eelvoorus (http://www.fims.ee/ esjwp/). Oma konkursid on ka kirjanduses ja ajaloos. Lõpetuseks veidi õpilasuurimuste juhendamisest. Õpetajal, kes on andnud nõusoleku tööd juhendada, lasub vastutus töö suunamise eest. Juhendaja peab olema kursis eespool esitatud õpilasuurimuste metoodikaga ning omama eelnevalt üldist ettekujutust töö tulemustest. Ainult nii saab anda õpilasele asjatundlikku nõu, tegemata samas midagi õpilase eest ära. Kõige raskemaks osutub tavaliselt sobiva teema väljapakkumine. Teema ei tohi käia õpilasele üle jõu, vajalikud vahendid peavad olema olemas ja töö ei tohi kujuneda pelgalt referaadiks. Õpetaja peab aitama õpilasel töö tegemise käigus püsida õigel kursil, eelkõige püstitada jõukohast eesmärki ja kavandada metoodikat. Töö tegemise käigus peab hoidma silma peal ajagraafikul. Mõistlik on jätta töö reaalse läbiviimise ja esitamise vahele vähemalt paarikuuline vahe. Siis on aega töö tulemusi mõtestada ja vormistada. Kui õpilase ja juhendaja koostöö sujub, on kaitsmisel mõlemal põhjust rõõmu tunda. Kirjandus 1. Helm, T. Teaduskeel. [WWW] http://lahte.edu.ee (11.04.2006). 2. http://www.ttkool.ut.ee/olympiaadid/ ftp/napunaiteid_uurimustoo_koostajale. pdf (25.10.2005). 3. Kikas, Ü. Loodusteaduslike õpilasuurimuste juhendamine. e-koolituse materjalid. 2005. Foto paremal: Jõgeva Ühisgümnaasiumi õpilane Mikk Simmulmann on uurinud vee karedust Jõgeva linnas ja teda on tunnustatud nii keskkonnaalaste uurimistööde kui ka noorteadlaste võistlusel. Autori fotod 28 HARIDUS 9 10/2007