Liiga paljude õpilaste jaoks jäävad koolis õpetatavad loodusained millekski kaugeks ja abstraktseks ning enamik õpilasi ei mõista, kuidas on seotud koolis õpitu ja neid igapäevaelus ümbritsevad tehnoloogilised uuendused. Seega ei olegi kuigi üllatav, et noored – eriti just Euroopas – ei soovi oma ülikooliõpinguid ja karjääri siduda STEM-valdkonnaga (loodus-, tehnoloogia-, inseneri- ja matemaatikateadustes, edaspidi STEM).
Meie projekt lähtub hüpoteesist, et õpilaste teada-tuntud madal motivatsioon õppida loodusaineid on tugevalt seotud sellega, et koolis ei saa nad piisavalt head ülevaadet teaduslikust uurimistööst ning eriti selle kõrgtehnoloogilistest rakendustest. Me ei saa aga süüdistada õpetajaid, et õpilased ei saa koolis tutvuda tänapäeva teaduse ja tehnoloogiaga ega oska seetõttu näha, kui paljulubav karjäär neid selles valdkonnas ees ootaks.
Ülikiirelt arenev nanoteadus põhineb tänapäeva füüsika, keemia ja bioloogia valdkondade teadmiste sünteesil. Nende teadmiste rakendamine nanotasandil on muutmas meie lähenemist tootmisele, elektroonikale ning informatsiooni- ja kommunikatsioonitehnoloogiale. Teadlased üle kogu maailma keskenduvad elektrooniliste, optoelektrooniliste, loogika- ja mäluseadmete teoreetilisele simulatsioonile nanomõõtmetes. Ent paljud ideed alles ootavad ellu viimist – näiteks kvantarvutid või sellised rakendused, millele varem isegi mõelda ei osatud.
Moodsatel loodusteadustel ja nanoteadusel on potentsiaali muutuda äri jaoks isegi võimsamaks revolutsiooniliseks jõuks kui seda oli tööstusrevolutsioon või IT-revolutsioon.
Meil tuleb aga mõista, et ilma abita on õpetajatel pea võimatu nende kiirelt arenevate valdkondadega sammu pidada, rääkimata veelgi keerukamatest tehnoloogilistest rakendustest, mille põhjal luuakse üha uusi tooteid ja ettevõtteid. Ja isegi kui õpetajad suudaksid end teaduse ja tehnoloogia viimaste arengutega kurssi viia, oleks seesuguseid keerulisi teemasid tunnis väga raske õpetada. Ka õpikud ja spetsiaalsed meetodid ei ole kuigi suureks abiks, sest puudub pedagoogiline kogemus nende moodsate valdkondade õpetamiseks.
Vähene motivatsioon STEM-valdkonnas tööle asuda on tugevalt seotud ka soolise ebavõrdsusega, mis Euroopa tööturul loodusteaduste ja tehnoloogia vallas valitseb. Tüdrukute tunnustamata talent ja huvi puudus loodusteaduste ja tehnoloogia vastu mängib probleemis (liiga vähe noori, kes soovivad töötada loodusteaduste ja tehnoloogia vallas) väga suurt rolli. On hästi teada, et laste huvi koolis loodusaineid ja tehnoloogiat õppida väheneb ajaga, eriti just tüdrukute puhul. Miks see nii on? Füüsika Instituudi raportis tuuakse välja, et tüdrukute jaoks on koolifüüsika liiga abstraktne, kuid nende huvi suureneb, kui nad näevad füüsika mõju ühiskonnale ning mõistavad, et teadus on miski, mida teevad inimesed.
Täpselt seda meie projektis tehaksegi: õpetajatele antakse vahendid ja pedagoogiline võimekus, et lasta õpilased „päris“ teadlaste maailmaning teha nii teadlaste elu ühiskonnale nähtavamaks – eespool mainitud uurimuse kohaselt aitab just see suurendada tüdrukute motivatsiooni asuda tööle STEM-valdkonnas.
Projektis Quantum Spinoff
a) kaasatakse õpilased uurimistegevustesse, mis hõlmavad
- teadlaste juhendamisel teadusartiklite ja patentidega töötamist;
- suhtlemist teadlastega, kes töötavad välja teadustulemustel põhinevaid rakendusi;
- suhtlemist kõrgtehnoloogia ettevõtjatega, kelle äritegevus nendel rakendustel põhineb;
b) töötatakse välja ja viiakse ellu eelneval põhinev õpetajate koolitamise meetod.
Eespool loetletu saavutamiseks tuuakse projektis kokku kaasaegseima teaduse ja ettevõtluse ning teadushariduse maailmad. Sellesse küllaltki ainulaadsesse kooslusse kuuluvad igas riigis teadushariduse töörühmad, õpetajakoolitajad ja kõrgtehnoloogilised uurimislaborid.
Projekti Quantum Spinoff eesmärgid
1. Luua kogukond, kuhu kuuluvad osapooled haridusmaailmast (loodusainete õpetajad, õpetajahariduse õppejõud ja üliõpilased, koolidirektorid, õpilased) ja „välismaailmast“ (nanolaborid ja kõrgtehnoloogia ettevõtted). Sellise kogukonna ühine eesmärk on viia noored kokku nanoteaduse ja kõrgtehnoloogiat kasutava ettevõtlusega. Projekti tahetakse kaasata vähemalt 100 loodusainete õpetajat, 1000 õpilast, 80 kooli, 100 õpetajahariduse õppejõudu, 160 õpetajahariduse üliõpilast, 24 teadlast, 4 nanolaborit, 20 ettevõtet ning 40 poliitikategijat.
2. Arendada välja uuenduslik pedagoogiline meetod ja uurimusliku õppe pakett, et võimaldada õpilastele vahetut kontakti kõrgtehnoloogia valdkonna teaduse ja ettevõtlusega, ning seda meetodit koostöös partnerriikide koolide ja teadlastega üheaastase prooviperioodi vältel testida ja täiustada. Selleks töötatakse välja pedagoogiline lähenemine ja õppematerjal, mis aitaks innustada ja toetada õpilaste loovust, ergutada nende algatusvõimet ning arendada ettevõtluseks vajalikke oskusi (luues koostöös teadlastega ühiskonna jaoks kasuliku äriidee, mis põhineb läbitöötatud teaduspublikatsioonil). Sellise lähenemisega tahetakse noortes arendada ka konkurentsivõimet: õpilasmeeskonnad konkureerivad auhinnale, mis antakse üle Quantum Spinoffi konkursi võitjameeskonnale. Konkurss on oma loomult interdistsiplinaarne ning ka hindamine on tavapärasest erinev: õpilasmeeskonnad esitlevad oma tulemusi „päriselu“ ekspertide kombel ning oma osa mängivad ka teaduse ja tehnoloogia mõistmine, ärivaist ning ühiskondliku mõjuga arvestamine. Selle kõigega tahetakse edendada uusi loodusainete ja tehnoloogia õpetamise ning õppimise viise – koolid viiakse kokku teadlaste ning uurimusliku õppega.
3. Töötada välja õpetajate koolitamise meetod (rakendub õpetajate juhendis), mis võimaldaks loodusainete õpetajatel (a) uut pedagoogilist lähenemist ja õppepaketti oma töös rakendada, (b) arendada oma algatusvõimet ja suhelda kõrgtehnoloogia valdkonna teadlaste ja ettevõtjatega ning (c) edukalt toetada oma õpilaste uurimusliku õppe protsessi. Õpetajate koolitamise meetodit rakendatakse ja testitakse igas osalejariigis toimuval kahel õpetajakoolitusel ning kahes Euroopa suvekoolis, millest kummaski toimub ka õpetajate konkurss. Meetodit rakendatakse ka partnerite poolt pakutavas õpetajahariduses. Loodusainete õpetajaid koolitatakse, avardatakse nende vaadet teadusele, tehnoloogiale ning kõrgtehnoloogilisele ettevõtlusele ja innustatakse neid teadusmaailmaga suhtlema ning loodusainete tundides uurimuslikku õpet rakendama – see kõik aitab saavutada Euroopa loodusainete õpetajate kõrget pädevust ning arendada õpetajate võimet teha koostööd kõrgtehnoloogia valdkonna teadlaste ja ettevõtjatega.
4. Edendada ja hõlbustada koolide ning kõrgtehnoloogia uurimiskeskuste ja ettevõtete vahelist suhtlust ning koostööd. Selleks tehakse õpetajate koolitamise meetod, õppepakett koos õpetajate juhendiga ning osapoolte kontaktandmed kättesaadavaks projekti veebiportaalis. Nii luuakse projektis koolide ja teadus- ning tehnoloogiamaailma vahelise partnerluse mudel.
5. Levitada projekti kontseptsiooni ja tulemusi Euroopas mitmel viisil. Üheks peamiseks levitusmeetodiks on projektist valminud film, mis projekti lõppedes tehakse internetis kättesaadavaks.
6. Tegeleda sooliste stereotüüpide probleemiga kooli tasandil. Selleks valitakse projekti teadlasi ja õpetajaid, kes võiksid olla tüdrukutele teaduse ja tehnoloogia vallas eeskujuks.
