• STEM-valdkonnas on pädevate õpetajate leidmine ja inseneride järelkasv üleilmne probleem.
• Inseneride koolitajad peavad leidma viise, kuidas muuta insenerikutse atraktiivsemaks ja rõhutama selle olulisust. 
• Enamik Euroopa tehnikaülikoole koolitab STEM-õpetajaid, sest neile on uute üliõpilaskandidaatide lähteteadmised matemaatikas ja füüsikas eluliselt olulised.

Oleme tunnistajaks olulistele muutustele hariduse arengus. Selles ümberkujundamisprotsessis on olulisi ja väljakutseid pakkuvaid elemente, millega tuleb hariduspoliitiliselt targalt tegeleda: 

• globaliseerumise ja digitaliseerimise mõju inimelu kõikidele valdkondadele;
• tehisintellekti ja tehnoloogia ning globaalsete turgude arengu hüppeline kiirenemine ja vajadus võimaldada paindlikkust hariduse omandamisel; 
• haridus kui kultuuri alus – hariduse arendamisel ei tohi tekitada kultuurikatkestust; 
• eri haridussektorite (kesk- ja keskharidusjärgne haridus, kutseharidus ja kõrgharidus) kasvav vastastikune sõltuvus/koostöö.

Üleilmseks probleemiks on STEM- valdkonnas (loodusteadused, tehnika/tehnoloogia, inseneeria ja matemaatika) saanud pädevate õpetajate ning õppejõudude nappus ja inseneride vähene järelkasv. See suundumus teeb muret, kuna tööstus vajab tehnikaspetsialiste üha rohkem. Ainuüksi Saksamaal on praegu puudu rohkem kui 320 000 STEM-professionaali, USA vajab üle 400 000, India üle miljoni ja Hiina enam kui 5,5 miljonit spetsialisti. 75% maailma tööandjatest märgib, et neil on raskusi just STEM-valdkonna ametikohtade täitmisega.

Teadmised ja vastutus

Inseneripedagoogika kujutab endast sisupõhist kõrgema astme insenerihariduse alust gümnaasiumis ja ülikoolis, mis arvestab valdkonna eripäradega. Esmatähtis on õppesisu, seetõttu võrreldaksegi inseneriõpet tihti arstiõppega – mõlema töö puhul on esikohal teadmised ning ametiga kaasneb suur vastutus. 

Inseneripedagoogika on rahvusvaheliselt reguleeritud valdkond ja registreeritud nii Euroopa Liidu kui ka paljude teiste riikide (USA, Ladina-Ameerika, Austraalia, Kanada, Jaapani jne) kutseregistrites.

Tehnikaülikooli tullakse õppima erialaspetsialistiks ning õppetöö eesmärgid ja õpiväljundid, metoodikad, õppekeskkond, õpiülesanded jms valitakse ja/või koostatakse lähtuvalt õppesisust, mille põhjal luuakse õppeaine ja -tundide didaktiline struktuur ja konstruktiivne sidusus. 

RÕK üldhariduskoolis ei määratle õppesisu, aga STEM-aineid õpetavad gümnaasiumis tihti õpetajad, kes ainesisu valida, järjestada ja lõimida ei oska. Tehnikaülikool on seetõttu mures – koolidest tulevad inseneriks õppima ebavõrdsete lähteteadmistega õppurid ja tehnikaülikool kulutab oma piiratud ressurssi tasandusõppeks.

Kõige rohkem tuleb panustada STEM-valdkonna didaktika eripärade selgitamisse. Tihti tuleb tõestada õppesisu, mitte aga õpiväljundite ja seda toestava nn protsessikesksuse esmatähtsust. Ainuüksi õpetamisoskusega pole üheski valdkonnas võimalik õpetada – tundma peab eelkõige õppesisu, mida loovalt õpetada. STEM-õpetaja loovus seisneb õppesisu meisterlikus valikus ja lõimingus, selle alusel metoodika ja keskkondade kujundamises, ka päriseluliste rakenduslike näidete valikus. STEM-õpetaja teab, mida väärarusaam võib põhjustada ja kuidas toetada vigade analüüsi ning nendest õppimist.

See tähendab, et inseneride koolitajad peavad leidma viise, kuidas muuta insenerikutset atraktiivsemaks ja võimendada selle olulisust. Paraku tuleb selgitada ka insenerikutse töömahukuse põhjusi. 

Lisaks meeskondlikule projekt- ja probleemõppele on oluline rakendada individuaalseid erialaprojekte. See omakorda eeldab teadmisi sellest. Seega eeldab probleem- ja projektõpe STEM-valdkonnas alusteadmisi, mida probleemilahendamise käigus üksi, ilma õpetaja toeta alati omandada ei suudetagi. 

Olulisele kohale on tõusnud nn kaasav inseneriharidus, mis toob kokku inimkesksuse, eetika, tulevikutehnoloogiate ja tehisaru kasutuselevõtu, küberturvalisuse, säästva arengu eesmärgid ja loodushoiu. Keskkonnaprobleeme ei saa lahendada insenerideta ning globaalse vastutuse kandmiseks ja tootearenduseks koos inseneridisainiga tuleb mõelda, kuidas teha seda kõike parimal võimalikul viisil.

On vaja võimendada arusaama inseneridest kui võtmeisikutest, kes suudavad pakkuda lahendusi kliimakriisile ja ressursside vähenemisele, isegi kui eri riikide haridussüsteemid pole suunatud kõnealuste probleemide lahendamisele. 

STEM-haridusega tuleks alustada juba lasteaias. STEM õpetab lisaks inseneeria erialakompetentsustele kriitilist, loogilist, tehnilist, matemaatilist, loovat ja insenerimõtlemist, mis AI ajastul on kõigile hädavajalikud.

Kiired muutused

Tehnoloogia muutub kiiresti ja inseneride koolitajatel on vaja hoida õppekavad ja õpetamismeetodid kooskõlas teaduse ja tehnoloogia uuemate arengutega. Tihti võib inseneriõppe sisu aeguda juba enne, kui üliõpilased ülikooli lõpetavad. Digitaalne innovatsioon – kõik see, mis puudutab tehisintellekti, robootikat ja automatiseerimist – nõuab ainekursuste ja õppeprogrammide pidevat kohandamist, et need vastaksid tööstuse nõudmistele. Paraku ei luba bürokraatia ja inerts õppekavasid sageli kiiresti muuta.

Tavaliselt langeb enim üliõpilasi välja tehnikaülikoolidest, sest inseneriõpe eeldab suurt pingutust, püsivust, tööd ja trenni. Kahjuks minnakse tihti kergema vastupanu teed. Heaoluühiskond on liikunud varasemalt põhimõttelt Carpe diem! (nopi päeva!) uuele: Enjoy life! (naudi elu!). See on üks põhjus, miks enam ei tahetagi väga pingutada ja miks kipuvad arvamused teadmisi asendama. Insenerivaldkonnas nii lihtsalt aga läbi ei aja – oma seisukohta tuleb põhjendada argumentidega, mis eeldavad teadmisi.

Praegused muutused kesk- ja kõrghariduses on kohati vastukäivad. Aina enam rõhutatakse vajadust lõpetada õpilaste hindamine – kuid miks? Isegi kujundava hindamise puhul peab õpetaja endale mingi skaala kujundama mõistmaks, mis on õpiväljunditest saavutatud ja mida saaks õppija toetamiseks veel teha. 

Ka tulevases tööelus hinnatakse kõiki pidevalt ja sellega tulebki varakult harjuda. Hinnatakse spordivõistlustel, laulu- ja projektikonkurssidel jm ja selleks peame valmis olema, oskama õppida ka ebaedust, mitte ainult eduelamustest. Hindamine mängib kogu meie elukorralduses väga olulist rolli ja kui koolis hindamisest loobuda, süvendab see veelgi lõhet kooli ning päriselu vahel. Väljaspool kooli hindamisest ei loobuta, seetõttu peame õpilasi hindavaks maailmaks ette valmistama. Selle asemel, et arutada, kas hinnata või ei, tuleks keskenduda sellele, kuidas, mida ja millal hinnata ning kes hindab. Mille alusel toimuks ülikooli või gümnaasiumi vastuvõtt, kui õppijaid ei hinnata – kas taastame ka ülikoolide sisseastumiseksamid?

Kõrghariduses on vaja leida uuenduslikke ja tõhusaid viise muutustele sobival moel reageerimiseks ja nende juhtimiseks. Praegune tehisintellekti tööriistade plahvatuslik levik esitab väljakutse sajandeid säilitatud õpetamis- ja õppimistavadele. Tõhusaks õpetamiseks ja õppimiseks on STEM-valdkonnas ja inseneritöös vaja nii teaduslikult põhjendatud seisukohti kui ka parimate kogemuste jagamist. 

Tehnikaülikooli potentsiaal

TTÜ on Eesti ainuke tehnikaülikool, mis vastutab inseneride koolitamise ja kogu insenerivaldkonna populariseerimise eest. Loodud Inseneriakadeemia toetab STEM-i ja inseneeria arengut. Meil on tehnikaülikooli nähtavuse suurendamisel täita oluline roll, et riigi tasandil arvestataks meiega nii seadusloomes kui poliitikate kujundamisel. 

Enamik Euroopa tehnikaülikoolidest koolitab STEM-õpetajaid, sest neile on uute üliõpilaskandidaatide lähteteadmised matemaatikas ja füüsikas eluliselt olulised. TTÜ inseneripedagoogika keskusel on piisavalt potentsiaali ja kompetentsust, et koolitada magistrikraadiga inseneridest aastas vähemalt 40 STEM-ainete pedagoogi. See aitaks leevendada praegust kvalifitseeritud õpetajate puudust, millest saaksid kasu ennekõike just meie õpilased.  

Läinud aasta sügisel toimus Tallinna Tehnikaülikoolis rahvusvaheline Springeri teaduskonverents „Tulevikukindel inseneriharidus globaalse vastutuse tagamiseks“. Konverents on Rahvusvahelise Inseneripedagoogika Ühingu IGIP iga-aastane kõrgel tasemel teaduskonverents, mis keskendub STEM-õpetaja- ja õppejõukoolitusele, nüüdisajastatud õppimiskesksele õpetamisele ning interdistsiplinaarse õppimise toetamisele probleemõppe kaudu. 

Osalejad said ülevaate eri riikide parimatest kogemustestinseneripedagoogikas,aine- jaõppekavaarenduse ning STEM-didaktikas. Kõikides osalenud riikides on praegu eesmärk muuta õpetamine tulemuslikumaks, toetades õppimist eri keskkondades ja koos sellega suurendada huviinsenerivaldkonna vastu ning vähendadaüliõpilaste väljalangust. 

Kõlama jäi, et AI pole mitte oht, vaid väljakutse ja õppekavu tuleb arendada konstruktiivselt – mida kõrgem haridustase, seda sisukesksemalt.

IGIP-i kogukond kasvab jõudsalt. Akrediteeritud inseneripedagoogika keskusi on juba 75 riigi tehnikaülikoolides. Hea õhkkond inspireerib ning aitab luua uusi koostöösuhteid. IGIP on uhke oma uuendatud insenerpedagoogilise prototüüp-mikrokraadiõppekava üle, mis on koostatud arendamaks just tehnikaülikoolide õppejõude ja STEM-gümnaasiumiõpetajaid ning täiendamaks inseneride teadmisi. IGIP-i teadusajakirja iJEP artikleid tsiteeritakse Scopuses ja Web of Science’is.