Mitä Pisa-ja Karvi-tutkimukset kertovat matematiikan osaamisesta?

Joulukuussa julkistettiin kaksi merkittävää matematiikan osaamisen seurantatutkimusta. Juuri ennen itsenäisyyspäivää, 5.12.2023, julkaistiin vuoden 2022 Pisa-tulokset. Vuonna 2006 Suomi oli matematiikan Pisa-tuloksissa OECD-maiden ykkönen ja kokonaistuloksissakin kakkonen, mutta nyt sijoitus on pudonnut sijalle 20. Myös Kansallinen koulutuksen arviointikeskus Karvi on tehnyt tutkimusta suomalaisten nuorten matematiikan osaamisesta jo vuosia. Tulokset 14. joulukuuta julkaistussa tutkimuksessa olivat saman suuntaisia kuin Pisa-tutkimuksessa. Karvi julkaisi oman tutkimuksensa nimellä: ”Matematiikkaa Covid-19 Pandemian varjossa”, osa 3 ja osa 4.

Pisa 2022 -tutkimus

Pisa-tulokset ovat laskeneet Suomessa sitten vuoden 2006, jolloin Suomi oli OECD-maiden ykkönen. Yksittäisestä poikkeavasta vuodesta ei tarvitsisi olla huolissaan, mutta Suomen tuloksissa on selvästi pitkään laskenut trendi ja siitä tulee olla huolissaan. Vuoden 2022 tuloksissa laskua oli lähes kaikissa OECD-maissa, Koreaa ja Japania lukuun ottamatta. Olisiko helppo päätellä, että nähtävissä on korona-pandemian aiheuttama notkahdus? Varmasti osittain sitäkin, mutta syitä täytyy olla muitakin, koska osaaminen matematiikassa on laskenut melkein 20 vuoden ajan. Samalla heikkojen suoritusten määrä on kasvanut ja huippuosaajien määrä on pienentynyt. Kysymyksen voisi tietysti kääntää myös toisin päin: ”Miksi Suomi pärjäsi erittäin hyvin 2000-luvun alussa?” Yksi syy voisi olla se, että 90-luvun lamavuodet opettivat tekemään töitä ja Nokian menestymisen myötä matemaattisten aineiden arvostus oli suurta ja se näkyi positiivisena kirjoitteluna lehdistössä. 

Digitalisaation tullessa yhteiskuntaan ja kouluihin monissa kouluissa oppilaille annetaan opiskelukäyttöön oma henkilökohtainen PC-tietokone tai ChromeBook. Itse laite ei kuitenkaan ole itseisarvo, vaan se, mitä sillä tehdään. Laitteiden käytön pelisäännöistä – sekä koulun antamista laitteista että omista älylaitteista – on syytä käydä keskustelua, jotta ei eksytä harhapoluille.  Myös digitaalisiin oppimateriaalien käyttöön on syytä panostaa, jotta laitteiden käyttö lisäisi osaamista. Erilaisia työtapoja, kuten digilaitteiden käyttöä, pitää myös opettaa ja oppia. 

Pisa-tutkimuksessa selvitettiin myös ensimmäistä kertaa myös älylaitteiden vaikutusta oppimiseen ja Suomessa noin 41 prosenttia koki, että älylaitteet huonontavat työrauhaa koulussa. Tämä on selkeästi yli OECD-maiden keskiarvon, joka on 31 prosenttia. Toinen tärkeä havainto Pisa-tuloksissa on se, että kodin merkitys on kasvanut: vanhempien koulutus ja ammatti sekä kodin varallisuus vaikuttavat Pisa-tuloksiin. Perinteisesti peruskoulu on nähty opiskelun tasa-arvoa lisäävänä toimijana, jossa kaikille taataan yhtälöiset mahdollisuudet opinnoissaan etenemiseen. Nyt näyttäisi siltä, että tämä vaikutus on vähentynyt. 

Positiivista oli se, että suomelaiset nuoret viihtyvät koulussa melko hyvin, eivätkä koe yhtä paljon yksinäisyyttä kuin muissa OECD-maissa keskimäärin. Lisäksi suomalaiset opiskelijat eivät koe yhtä paljon matematiikka-ahdistusta kuin muualla. Tosin tämä positiivinen asenne ei näy osaamisessa. Kertooko se oppimisen tavoitteiden puuttumisesta? Opiskelijat eivät myöskään tunne jäävänsä jälkeen opiskelussa ja suhtautuvat luottavaisesti itsenäiseen opiskeluun. Suomessa heikkoja oppilaita tuetaan voimakkaasti ja se näkyy myös Pisa-tuloksissa positiivisena asiana.   

On tärkeää huomioida, että Pisa-tutkimuksessa ei mitata kansallisten opetussuunnitelmien mukaisia oppimistuloksia, vaan paremminkin yleisiä matemaattisia taitoja ja ongelmanratkaisukykyä. Aina voi pohtia, kuinka suuri painoarvo Pisa-tutkimuksella on ja mitä se oikein mittaa.

Karvin tutkimus

Karvin tutkimuksessa havaittiin, että sukupuolen, kuntaryhmien tai kieliryhmien välillä ei ole suuria eroja, mutta osaamisen taso on laskenut kaikissa arvosanaryhmissä tasaisesti. Havaittiin myös, että oppilaat saavat parempia arvosanoja kuin aikaisemmin, vaikka osaamisen taso on laskenut. Arvosanojen 10 määrä on kolminkertaistunut ja viitosten lukumäärä pienentynyt kolmasosaan. Matematiikan arvosanojen keskiarvo on noussut 7,4:stä 7,8:aan. Tämä kertoo koulujen erilaisista arviointi- ja toimintakulttuureista, vaikka kaikkien opettajien tulisi noudattaa yhteisiä päättöarvioinnin kriteerejä. 

Tutkimuksessa havaittiin, että lahjakkaimmat oppilaat yrittivät suoriutua vaativimmistakin tehtävistä, vaikka eivät osanneet ratkaista tehtäviä. Tämä kertoo oppilaiden suuresta motivaatiosta. Heikoilla oppilailla oli kuitenkin suuria ongelmia peruslaskutoimitusten sujuvuudessa ja päässälaskutaidossa. Tästä voisi tehdä sen johtopäätöksen, että kaikki oppilaat hyötyisivät matematiikan opetuksen joustavasta ryhmittelystä, jossa molempiin suuntiin tapahtuva eriyttäminen voitaisiin toteuttaa oppilaiden omaan etenemiseen sopivalla tavalla. 

Karvi on myös tutkinut opiskelijoiden tunteita matematiikan opiskelun yhteydessä. Tutkimuksessa todettiin, että positiivisia tunteita syntyy, kun luokassa on myönteinen, turvallinen ja kannustava ilmapiiri sekä hyvä työrauha. Tytöt kokivat kielteisiä tunteita matematiikan opiskelussa enemmän kuin pojat riippumatta siitä, mikä oli heidän taitotasonsa. Karvin mielestä oppiaineen parissa koetut tunteet liittyvät oppimistavoitteiden asettamiseen ja matematiikan tehtävistä suoriutumiseen. Tunteiden merkitystä opiskelun edistämiseksi pitäisi kuitenkin tutkia enemmän.

Karvi suosittelee oman tutkimuksen pohjalta seuraavia parannusehdotuksia: 

1) Tukiopetusresursseja alkuopetukseen

2) Oppimistavoitteet mahdollisimman korkealle

3) Kouluissa tulee vahvistaa kannustavaa ja turvallista ilmapiiriä ja työrauhaa

4) Maahanmuuttajataustaisten oppilaiden matematiikan opetuksessa pitää huomioida kielitietoiset työtavat

5) Työtavat, joilla ylläpidetään parhaiden osaajien motivaatiota 

6) Opettajien välistä yhteistyötä tulee lisätä ja tukea. 

Miten MAOL voi olla mukana tukemassa muutoksia parempaan osaamiseen? 

MAOL yhdessä kustannusyhtiönsä MFKA-Kustannuksen oy:n kanssa julkaisee vuosittain 9. luokan matematiikan valtakunnallisen kokeen, joka on tuotettu päättöarvioinnin kriteereihin perustuen. Vaikka kyse on vaan yhdestä kokeesta, antaa se arvokasta tietoa sekä oppilaalle että opettajalle osaamisen tasosta päättöarviontivaiheessa. Kun oppilaita valmennetaan kokeeseen, niin samalla tulee kerrattua koko yläkoulun oppimäärä ja opitaan hallitsemaan asioiden yhteyksiä ja sisältökokonaisuuksia. Niin sanottu päättökoe on yksi keino, jonka Viron opetusviranomaiset mainitsivat hyvän osaamisen reseptinä.

MAOL tekee Teknologiateollisuus ry:n tuella opetusmateriaalia, jonka avulla voidaan tukea heikkoja oppilaita ja vahvistaa heidän matematiikan perusosaamistaan. Kolmivuotisen hankkeen nimi on TOMA, toinen mahdollisuus numerotaitoisuuden oppimiseen. Materiaali julkaistaan kokonaisuudessaan vuoden 2025 loppuun mennessä. 

MAOL pyrkii auttamaan opettajia innostamaan oppilaita matematiikan opiskeluun julkaisemalla joka vuosi 7. luokkalaisille päässälaskukilpailun sekä 8. ja 9. luokkalaisille peruskoulun matematiikkakilpailun osana Neljän tieteen kisoja. Lisäksi MAOL järjestää jäsenkoulutuksia, joissa opettajat saavat virikkeitä ja materiaaleja omassa työssä kehittymiseen. MAOL tukee myös opettajien välistä yhteistyötä, julkaisee kannanottoja ja puheenvuoroja sekä tarjoaa uusille opettajille mentoritoimintaa. Paras tapa verkostoitua ja kehittää omaa osaamista on kuulua MAOLiin. MAOL toimii myös matemaattisten aineiden opettajien edunvalvojana. MAOL julkaisee myös opetusvinkkejä ja muita ajankohtaisartikkeleita verkkolehti Dimensiossa sekä verkkosivuillaan.

Lähteet:

Pisa-tutkimus 2022 https://okm.fi/-/pisa-2022-osaaminen-heikentynyt-suomessa-ja-lahes-kaikissa-muissa-oecd-maissa

Karvin arviointiraportit Matematiikkaa COVID-19-pandemian varjossa III & IV https://www.karvi.fi/fi/ajankohtaista/uutiset/huomattava-osa-9-luokan-oppilaista-ratkaisee-matematiikan-tehtavia-alakoulun-tasoisesti