Õpetamise strateegia väljatöötmine teema "termopindamise protsessid" käsitluseks

Lõputöö alguses analüüsiti ainukest termopihustamise teemalist teksti, mis on kättesaadav kursusel "Komposiidid, pinded ja tehnoplastid" osalevatele tudengitele. Analüüs näitas, et pedagoogika seisukohast on tekstil palju olulisi puudujääke. Kuna parem termopindamise protsessi teemaline tekst (eesti keeles) ei ole veel tudengitele kättesaadav, tunnis kulutatakse nimetatud teemale nii piiratud aeg, kursuse raames on puudu ülesanded, harjutused, tegevused või muud kursuse elemendid, mis toetavad teema käsitlust, on järeldatud, et on selge vajadus mitte ainult uute tekstiliste õppematerjalide loomiseks, vaid ka täieliku õpetamise-õppimise strateegia koostamiseks. Analüüs aitas formuleerida, missugused tingimused võib määrata teema käsitluse väljatöötamiseks. Nimelt, et õppejõud peab lähtuma hästi läbimõeldud õppija-kesksest (konstruktivistlikust) õpetamise-õppimise strateegiast, mis põhineb selgesti väljendatud õppe-eesmärkidele, millega on hästi kooskõlastatud kõik elemendid, mis moodustavad teema käsitlust (sh õpiku peatükid ning alapeatükid, kõik teksti elemendid, loengute materjalid, ülesanded, tegevused, jms) ja lõpuks tuleb tihedalt seostada samu elemente hindamisega. Õpetamise-õppimise strateegia formuleerimisel on järeldatud, et on mõistlik 1) koostada õppe-eesmärke (kooskõlas õppija-keskse lähenemisega), 2) otsustada (õppe-eesmärke meeles pidades), kui palju ja milliseid tekstilisi õppematerjale pakkuda tudengitele, 3) mõelda läbi järjestus, milles võib kõige efektiivsemalt esitada õppematerjale ning ülesandeid ja läbi viia tegevusi, et saavutada püstitatud eesmärke ja lõpuks 4) otsustada, kuidas seostada õppe-eesmärke hindamisega. Kuna antud kursust pakutakse eraldi rühmadele kolme erineva eriala tudengeile, on järeldatud, et oleks vaja koostada kolm erinevat hulka õppe-eesmärke. Pakutud on loetelu 13 erinevast õppe-eesmärgist, mida võib kasutada nende erineva hulga õppe-eesmärkide koostamiseks. Seejärel võeti vaatluse alla õppematerjalid. On järeldatud, et paberkandjal õppematerjalid on veel asendamatud, kuid tuleb samal ajal pakkuda elektroonilisi õppematerjale hüpermeedia kujul, mis 45 võimaldavad pakkuda mitte-lineaarset (õppija poolt juhitavat) ligipääsu kõigile õppematerjali elementidele, tehes õppematerjale interaktiivsemaks ja isiklikustades mõningal määral õppeprotsessi. Järgmiseks tutvustati hüpermeedial põhinevat termopihustamise protsesside teemalist õpiobjekti, mis on disainitud ja loodud võttes arvesse kõiki esiletoodud pedagoogilisi kaalutlusi. Kirjeldati õpiobjekti peamiseid elemente ja näidati ekraanipilte, et anda ettekujutus õpiobjekti väljanägemisest. Siis pakuti hulka ülesandeid ja õpitegevusi, mis hõlmavad ka laboratoorseid tegevusi, neid seostati õppe-eesmärkidega ja tehti märkusi toetavate õppe-materjalide kohta. Lõputöö viimases osas kaalutleti laboratooriumi kohta õppeprotsessis. Kirjeldati laboris olemasolevaid ressursse ja toimuvaid töid. Näidati diagrammi, mis kaardistab kõiki laboris läbiviidavaid pindamise protsesse. On järeldatud, et laboratooriumi võimaluste põhjalikumaks ära kasutamiseks on vaja rõhutada, et termopihustus on vaid üks alternatiiv mitmete seas, ja lasta tudengitel valida parimat meetodit kõikide meetodite seast antud nõuete rahuldamiseks. On ka järeldatud, et laboris toimuvaid töid tuleb ümber korraldada nii, et labor võiks pakkuda paremaid võimalusi õpetamise-õppimise tegevuste läbiviimiseks või tudengitel teadustööga tegelemiseks. Ideaalselt võiks töö väljundid mitte ainult aidata teha kursuse käsitlust efektiivsemaks, vaid osutuda mudeliks või vähemalt ergutuseks teistesse õppekavadesse kuuluvate inseneriala teemade käsitluste uuendamisel ja antud viisil aidata muuta õppimise-õpetamise protsessi koolis efektiivsemaks.

This work began with an analysis of the only text on the topic of thermal spray coatings available to students in the course "Composites, Coatings, and Engineering Plastics". The analysis revealed many significant shortcomings in the text from a pedagogical point of view. Given the lack of availability to students of a better text on thermal spray processes, the very limited amount of course time given to the topic, the absence of assignments, tasks, activities or other course elements in support of the topic, it was concluded that there is a distinct need not only to produce new text-based study materials but also to formulate a complete overall teaching strategy. The analysis also brought out a number of conditions that could be placed on the development of any new treatment of the topic, namely that the instructor should, above all, devise a well-structured teaching strategy with clearly stated learning objectives, that the strategy should be learner-centered (constructivist), that all elements that make up the treatment of the topic (textual material, lecture material, assignments, class activities, etc.) should be aligned as closely as possible to the same learning objectives, and finally that the learning objectives should be tied as directly as possible to assessment. In the formulation of the teaching/learning strategy, it was concluded that it was advisable then to proceed by 1) formulating learning objectives; 2) deciding how much and what kind of textual material to provide; 3) determining the sequence in which the information would be presented and what kinds of assignments, tasks, and activities could be used in combination to meet the stated learning objectives; and 4) deciding how to tie learning objectives to assessment. Given that the course is taught separately to groups from three different study programs, it was concluded that it would be necessary to derive three different sets of learning objectives. A list of 13 different learning objectives was then proposed from which any one of these 3 sets could be compiled. 47 Learning resources were then considered. It was concluded that paper-based materials were indispensable but that some electronic resources should also be provided. It was also concluded that electronic materials should be in the form of hypermedia, which provides non-linear access to information in the form of text and other media, facilitating interactiveness and a personalization of the learning process. A hypermedia learning object on the topic of thermal spray processes, designed and created with all the above considerations in mind, was then introduced. Its main features were described and screenshots were provided to give a sense of how it actually looks. Next, a number of tasks and activities, including laboratory-based activities, were proposed, they were tied to both learning objectives and assessment, and notes were provided on the kind of learning resources that could be used. The last part of the work considered the place of the laboratory in the instructional process. The laboratory's exisiting resources and the work currently taking place there were described. A diagram mapping all the coating processes currently being carried out in the laboratory was presented. It was concluded that taking full advantage of the laboratory would mean emphasizing thermal spray as one alternative among many coating processes and engaging students in the process of selecting the best option in a given case. It was also concluded that the work of the lab should be reorganized to accomodate teaching and/or student research activities. Ideally, the results of this work should not only help make the teaching of the topic of thermal spray processes more effective but also serve as as a model or at least an inspiration for the revision of the treatment of other engineering topics that are part of the curricula and in this way help make the overall learning/teaching process more effective.