Dabaszinātņu mācību joma pamatizglītībā

Mērķis: dabaszinātniskā izpratība, kas nozīmē, ka skolēns:

• atpazīst, piedāvā un izvērtē skaidrojumus noteiktām dabas parādībām un procesiem;
• izmanto pētniecības prasmes problēmu risināšanā, pētījumu veikšanā, izvērtējot riskus un ievērojot drošības nosacījumus;
• analizē un izvērtē datus, izsaka viedokli un argumentus dažādos veidos un secina no datiem;
• rīkojas personiski atbildīgi savas un citu veselības veicināšanā, vides kvalitātes saglabāšanā un dabas resursu ilgtspējīgā izmantošanā.

(MK noteikumi Nr. 747, IV nodaļa, 7. punkts, 7.4. apakšpunkts.)

Lielās idejas: dabaszinātņu mācību jomas saturs ir strukturēts 13 lielajās idejās, kas aptver skolēnam sasniedzamos rezultātus, kas saistīti gan ar izpratnes veidošanu par dabas parādībām un procesiem – viela, lauks, kustība un spēki, enerģija, Zeme, Saules sistēma, dzīvie organismi, ekosistēma un mijiedarbība, ģenētika, evolūcija (1.–10. ideja) –, gan arī ar zinātnes pētniecības procesu, zinātni un tehnoloģiju attīstību un zinātnes ētiskajiem, sociālajiem, ekonomiskajiem un politiskajiem kontekstiem (11.–13. ideja).

Mācību satura attīstība pamatskolā: pamatizglītības 1.–6. klašu posmā skolēns apgūst dabaszinātnes vienotā dabaszinību mācību priekšmetā, bet, sākot ar 7. klasi, atsevišķos mācību priekšmetos – ķīmijā, fizikā, bioloģijā un ģeogrāfijā. Visiem dabaszinātņu mācību jomas priekšmetiem ir kopīgas lielās idejas. Tādējādi ir būtiski, ka dažādu mācību priekšmetu skolotāji sadarbojas, lai veidotu vienotu mācīšanās koncepciju dabaszinātņu mācību jomā un, piemēram, vienotos par to, kā tiks mācīti vairākiem mācību priekšmetiem kopīgie jēdzieni un kā tiks sekmēta zināšanu pārnese no viena mācību priekšmeta uz citu. Salīdzinot ar esošo situāciju, gan mācību priekšmeti, gan katram no tiem atvēlētais stundu skaits saglabājas. 

Būtiskākie uzsvari pilnveidotajā mācību saturā un pieejā:

• strukturējot mācību saturu lielajās idejās, vislielākās pārmaiņas attiecas uz bioloģijas un ģeogrāfijas mācību satura plānošanu – skolēni apgūst bioloģiju nevis kā atsevišķu bioloģijas zinātnes nozaru secīgu un saīsinātu izklāstu (botānika, zooloģija, cilvēka anatomija), bet gan kā vienu mācību priekšmetu “Bioloģija”, uzsverot dzīvo organismu (augu, dzīvnieku, cilvēka) uzbūves un dzīvības procesu vienotību, kā arī organismu un vides mijiedarbību un savstarpējo attīstību; ģeogrāfijā – nevis pēc secīga kontinentu apguves principa (Āfrika, Austrālija, Antarktīda, Amerika u. c.), bet gan sistēmiski skaidrojot un analizējot Zemes apvalku mijiedarbību, mijiedarbības ietekmi uz dabas teritoriju (arī kontinentu) veidošanos un Zemes virsmas izmaiņām;
• tiek turpināts iepriekšējos gados aizsāktais virziens mācību pieejas pilnveidošanā dabaszinātņu jomā, uzsverot skolēna pētniecības prasmju attīstību un padziļinātas izpratnes veidošanu, praktiski darbojoties, eksperimentējot, modelējot un meklējot likumsakarības;
• palielinās komplekso uzdevumu īpatsvars – skolotājs piedāvā jēgpilnus kompleksus uzdevumus, kā arī ilgtermiņa starpdisciplinārus projektus, lai skolēni varētu risināt kompleksas, autentiskas dabaszinātniskas un tehnoloģijas problēmas. Būtiski, lai iegūtās prasmes tiktu darbinātas visos dabaszinātņu mācību priekšmetos un pārnestas uz reālām situācijām jebkurā cilvēku darbības jomā;
• pastiprināts uzsvars uz inženiertehnisko domāšanu un dabaszinātņu likumsakarību pārnesi, lai iepazītos ar inženiertehniskiem risinājumiem.

Papildresursi:

• Aktualitātes dabaszinātņu mācību jomā, Pāvels Pestovs (2018. gada februāris): https://www.youtube.com/watch?v=X6T_Zs1s18s

Jautājumi mācību satura veidotājiem.

Atbild Skola2030 dabaszinātņu mācību jomas vadītājs, vecākais eksperts Mihails Basmanovs.

– Kā jums veicies ar jomas satura izstrādi? Kādi ir lielākie sasniegumi un izaicinājumi satura izstrādes procesā?

– Manuprāt, dabaszinātņu jomā  satura izstrāde ir bijusi nosacīti vieglāka salīdzinājumā ar citām jomām, jo mēs turpinājām iepriekšējos projektos iesākto satura pilnveidošanas ceļu, tostarp nesenākā Eiropas Sociālā fonda projektā “Dabaszinātnes un matemātika” (2008–2011) iesākto, kurā tika izstrādāti gan metodiskie, gan citi resursi. Tāpēc mūsu jomā galvenais izaicinājums bija pārskatīt saturu un pārlikt uzsvarus, izlemt, kurus tematus padziļināt vai paplašināt. 

Jāpiebilst, ka pamatizglītības satura un pieejas izstrādē mūsu sadarbības partneris ir Latvijas Universitātes Starpnozaru izglītības inovāciju centrs (iepriekš Dabaszinātņu un matemātikas izglītības centrs). Satura izstrādē piedalījušies praktizējoši bioloģijas, fizikas, ģeogrāfijas un ķīmijas skolotāji, kuri strādā dažādās skolās dažādās Latvijas pilsētās. Visiem šiem skolotājiem ir liela pieredze darbā iepriekšējos projektos, kā arī citās ar izglītības darbu saistītās aktivitātēs, viņos ir degsme, un viņiem patiesi rūp mācīšanas process dabaszinātnēs. Konsultatīvo atbalstu apspriešanas laikā sniedza arī akadēmiskais personāls. 

Par lielāko sasniegumu uzskatu vienotu dabaszinātņu mācību jomas standartu jeb sasniedzamo rezultātu sarakstu visiem mācību priekšmetiem – bioloģijai, ķīmijai, fizikai un ģeogrāfijai. Mēs arī pārstrukturējām saturu, piemēram, bioloģijā un ģeogrāfijā. Mūsu mērķis bija panākt, lai skolēnam veidotos kopskats jeb vienota izpratne par visu dabaszinātņu jomu. Un ļoti svarīgi – lai viņam būtu interese par zinātnēm.

Piemēram, septītajā klasē bioloģija sākas ar botāniku, kurā, manuprāt, ir ļoti daudz interesantu tematu, bet pieredze rāda, ka skolēnu interese ātri zūd, ja runājam tikai par augiem, par to, kurai sistemātikas grupai katrs pieder, kur un kā aug. Perspektīvā tas ir labi, ja lēnām mācamies par augiem, tad pēc gada par dzīvniekiem un vēlāk – par pašu cilvēku. Bet mūsdienu skolēniem ir daudz vairāk jautājumu, uz kuriem viņi meklē atbildes, un tie nav tikai par botāniku. Mēs mēģinām lauzt šo tradīciju un piedāvāt skolēniem mācīties par svarīgiem dzīvības procesiem dažādiem organismiem, sākot ar cilvēku. Ja  skatāmies uz bioloģiju septītajai klasei  saskaņā ar pilnveidoto saturu, tad sākam ar bioloģiju kā zinātni un ar dzīvību vispār, tad konkrētas orgānu sistēmas cilvēkam – ar to, kas ir tuvāks pašiem, un tad turpinām runāt par citiem organismiem – skatāmies uz dzīvniekiem un augiem, to uzbūvi, funkcijām, pielāgotībām. Organismu sistemātika kļūst praktiskāka, tā nav tikai teorija par klasifikāciju. Katra mācību gada beigās vai sākumā ir ieplānots lauka darbs, kura laikā skolēni dabā var apskatīt un noteikt augus vai dzīvniekus, izmantojot noteicējus, arī digitālus rīkus. Mūsuprāt, bērniem tas būs saistošāk.

Ķīmijas saturs būtiski nemainās, bet daži ķīmijas temati ir piedāvāti jaunākajās klasēs, piemēram, laboratorijas trauki un trauku lietošana ir apskatīti jau 6. klasē dabaszinībās.
Fizikas mācīšanas procesā ir vairāk praktisko un radošo uzdevumu. Skolēniem piedāvājam iespēju eksperimentāli saskatīt likumsakarības un noteikt vienkāršās izteiksmes, nevis dodam gatavas formulas, piemēram, Oma likumu vai spiedienu kā fizikālo lielumu. Tātad uzsvars nevis uz aprēķinu formulu iegaumēšanu un atcerēšanos, bet uz procesu skaidrošanu.

– Vai bija kas specifisks, no kā jāatsakās?

– Piemēram, bioloģijā mēs līdz šim ļoti daudz laika veltījām organismu nosaukumiem, klasifikācijai, taču šo faktoloģisko materiālu jebkurš speciālists  var atrast, ja to vajag, bet mēs vēlamies dot iespēju skatīties dziļāk un globālāk – kāpēc šāda sistemātika, sadalījums un klasifikācija vispār pastāv, tas ir svarīgākais. Esam atteikušies no nosaukumu iegaumēšanas kā pašmērķa. Jautājumā par aizsargājamajām teritorijām mēs runājam par to, ka daba jāaizsargā, strādājam pie caurviju prasmēm un ieradumiem, bet zināt no galvas, kur kāds liegums vai rezervāts ir izveidots, cik liela ir tā platība, tas nav primārais un būtiskākais. Svarīga ir attieksme. Tāpat mēs daudz varam runāt par atkritumu šķirošanu, bet, ja mēs to nedarām, tad tam nav jēgas. Tāpēc mēs pievēršam uzmanību skolēnu aktivitātēm, gan padziļināti apgūstot teorētiskas atziņas, gan praktiski darbojoties, gan veidojot un nostiprinot ieradumus.

Satura pārstrukturēšana ļāvusi tematos novērst dubultošanos, piemēram, par rezervātiem un aizsargājamajām teritorijām skolēni vairs nemācīsies gan bioloģijā, gan ģeogrāfijā (līdz šim par tiem mācīja abos mācību priekšmetos), bet par tiem spriedīs kompleksi vienā no dabaszinātņu mācību priekšmetiem, piemēram, ģeogrāfijā, izmantojot gūtās zināšanas bioloģijā, ģeogrāfijā, ķīmijā un fizikā. Samazinājies jēdzienu skaits katrā tematā bioloģijā, piemēram, 7. klasē mācoties par šūnu un tās organoīdiem, ar skolēniem vairs nerunāsim par pilnīgi visām šūnas sastāvdaļām un to funkcijām, jo par tām viņi padziļināti mācīsies vēlāk vidusskolā. Arī fizikā – mazāk mācību satura par vienkāršiem mehānismiem un gaismu pamatskolā, un jēgpilna šo tematu apgūšana vidusskolā.

No aprobācijas skolām iegūstam pozitīvas atsauksmes, skolotāji atzīst, ka mācīšanās ir kļuvusi interesantāka un arī bērniem patīk.

– Varbūt ir kas īpašs, kas būtu jāzina jūsu jomas skolotājiem?

– Mūsu jomā skolotāji uztraucas par materiāli tehnisko nodrošinājumu, jo dabaszinātnes paredz ļoti daudz praktisko darbu. Ja ir ķīmijas laboratorijas darbs, kurā bērnam jāapgūst titrēšanas prasmes, tad to var izdarīt tikai ar titrēšanas iekārtu. Ja  runājam, ka bērnam ir jāapgūst mērīšana ar mērcilindru, tad mērcilindram ir jābūt. Ja  gribam, lai bērns piedzīvo eksperimentēšanas procesu, lai viņš redz, ož, jūt un dzird, tad bez tā neiztikt. Kaut vai, piemēram, pētot vielu šķīdību, ir jāsagādā sāls, cukurs, ciete u. tml.

Pirmkārt, jāatzīmē, ka lielākajai daļai skolu ir vajadzīgais pamata aprīkojums, lai īstenotu ieplānoto mācību saturu pamatskolā. Daudz no nepieciešamā ir iegūts  iepriekšējos projektos. Tāpat jāpiebilst, ka atkarībā no pieejamās materiāli tehniskās bāzes ir iespējams izvēlēties, kā  konkrētās mācību aktivitātes īstenot. Piemēram, modelējot auga šūnas uzbūvi 7. klasē bioloģijas mācību stundā, var izvēlēties gan dabas materiālus, kas salasīti turpat pie skolas, gan vienreiz lietotus materiālus, gan arī var iegādāties dažādas formas un izmēra gatavus priekšmetus un materiālus. Jāatzīmē arī tas, ka šajā gadījumā skolēni var aizdomāties par materiālu “otro dzīvi” un tādējādi iespējams stiprināt ieradumus rūpīgi izvēlēties izejmateriālus un atjaunojamās vielas.

Otrkārt, ņemot vērā, ka strādājam pie pilnveidotā mācību satura un pieejas, detalizētāks nepieciešamo resursu saraksts un materiāli tehniskā nodrošinājuma apraksts šī satura un pieejas īstenošanai būs pieejams mācību priekšmetu programmu paraugos. Šie paraugi būs pieejami no 2019. gada rudens, un tas nozīmē, ka skolām būs vismaz viens gads, lai sagatavotos pilnveidotā mācību satura un pieejas ieviešanai. Te, protams, skolotājam nāk palīgā skola un pašvaldība.

– Kas jums ir sagādājis vislielāko gandarījumu šajā darbā?

– Vispirms jau satura pārstrukturēšana, vienotās lielās idejas un sasniedzamie rezultāti visai dabaszinātņu mācību jomai. Otrkārt, ļoti labi ir tas, ka mēs  aktīvi runājam par mācīšanās stratēģijām un par to, ka svarīgi ir iemācīt ne tikai to, kā darīt, bet arī dot iespēju saprast, kāpēc tā darīt.

Ļoti labi ir arī tas, ka pētniecības prasmes dabaszinībās sākas jau no pirmsskolas.  Ja ir jautājums, no kura vecuma bērns jau var sākt pētīt, tad mēs uzskatām, ka tas notiek jau pirmsskolas vecumā. Pētīšana izpaužas kā vērošana, jautājumu uzdošana, problēmas virzīšana, eksperimentālo prasmju attīstīšana atbilstoši vecuma posmam. Pieaugušajiem vispārzināmas lietas bērnam ir kā atklājums. Un, ja bērns piedzīvo atklājumu, viņam tas ir emocionāli patīkams notikums. Jānošķir divas dažādas lietas – vai mēs liekam bērnam pētīt un radīt, vai mēs liekam viņam atdarināt, strādāt pēc gatavas “receptes”. Un mēs jau no bērnudārza atbalstām aktīvu izziņu. Pētniecība ir kā domāšanas veids!