Suomalaisoppilaiden matematiikan ja luonnontieteiden osaaminen kansainvälisesti tarkasteltuna hyvällä tasolla - osaamiserot kasvavat edelleen

– Suomi menestyy etenkin luonnontieteissä verrattain hyvin ja matematiikassakin kansainvälistä keskitasoa paremmin. Kahdeksannen vuosiluokan tutkimuksessa Suomea paremmin menestyi luonnontieteissä vain neljä Aasian maata: Singapore, Taiwan, Japani, Korea. On hienoa huomata, että Suomessa etenkin luonnontieteiden osaaminen on edelleen korkealla tasolla eikä matematiikan osaamisessa ollut havaittavissa PISA 2022 -tulosten kaltaista suurta osaamistason laskua, toteavat tutkimuksen koordinaattorit yliopistotutkija Jouni Vettenranta ja projektitutkija Jenna Hiltunen Koulutuksen tutkimuslaitokselta

Matematiikan osaamistason muutokset maltillisia, mutta luonnontieteiden osaamistaso laskee edelleen

Vuonna 2023 TIMSS-tutkimuksessa sekä peruskoulun neljäsluokkalaisten että kahdeksasluokkalaisten matematiikan osaaminen oli samaa tasoa kuin vuonna 2019. Sen sijaan luonnontieteissä sekä neljäs- että kahdeksasluokkalaisten osaamistaso oli laskenut edellisestä neljän vuoden takaisesta tutkimuksesta. Sekä neljännellä että kahdeksannella vuosiluokalla luonnontieteiden keskiarvo oli laskenut reilut 10 pistettä. Verrattuna vuoteen 2011, jolloin suomalaiset neljännen ja kahdeksannen vuosiluokan oppilaat osallistuivat TIMSS-tutkimukseen ensimmäisen kerran, sekä matematiikan että luonnontieteiden osaaminen on heikentynyt. Tuolloin neljäsluokkalaisten matematiikan keskiarvo oli 16 pistettä suurempi ja kahdeksasluokkalaisten 10 pistettä suurempi kuin vuonna 2023. Luonnontieteissä neljäsluokkalaisten keskiarvo oli 28 pistettä suurempi ja kahdeksasluokkalaisten 21 pistettä suurempi kuin vuonna 2023.

–  Vaikka keskimääräiset osaamisen muutokset ovat pieniä, tulosten lasku on ollut suurinta heikoimmilla osaajilla. Heikkojen osaajien osaamistason lasku näkyy erityisesti kahdeksasluokkalaisten luonnontieteiden osaamisessa. Neljäsluokkalaisilla myös hyvien osaajien taso on laskenut luonnontieteissä. Sen sijaan kahdeksannella vuosiluokalla parhaiten suoriutuvien oppilaiden osaaminen on jopa hieman parempaa kuin aiemmin, Vettenranta ja Hiltunen kertovat.

Oppilaiden osaaminen vaihtelee aiempaa enemmän

Suomalaisoppilaiden matematiikan osaaminen oli melko samantasoista tytöillä ja pojilla: vain neljännellä vuosiluokalla poikien keskiarvo oli hieman tyttöjen keskiarvoa suurempi. Luonnontieteiden osaamisessa havaittiin ero tyttöjen hyväksi sekä neljännellä että kahdeksannella vuosiluokalla. Neljäsluokkalaisilla osaaminen oli heikentynyt vuodesta 2019 sekä tytöillä että pojilla vain luonnontieteissä. Sen sijaan kahdeksannen vuosiluokan tutkimuksessa osaamistaso oli laskenut ainoastaan tytöillä, joilla osaaminen oli heikentynyt vuodesta 2019 sekä matematiikassa että luonnontieteissä.

Oppilaiden väliset osaamiserot ovat edelleen kasvussa, ja tämä ilmiö näkyy sekä neljännellä että kahdeksannella vuosiluokalla. Etenkin luonnontieteissä heikoimmin suoriutuneiden poikien tulokset olivat huomattavasti heikompia kuin vuonna 2011. Heikoin kymmenesosa pojista oli myös heikompia kuin heikoin kymmenesosa tytöistä. Sen sijaan matematiikassa parhain kymmenen prosenttia pojista menestyi paremmin kuin tyttöjen parhaat kymmenen prosenttia. Poikien osaaminen siis vaihteli tyttöjen osaamista enemmän sekä matematiikassa että luonnontieteissä.

Oppilaiden perhetausta oli yhteydessä osaamiseen. Tulokset osoittavat osaamisen olevan sitä parempaa, mitä korkeampi on perheen sosioekonominen asema ja mitä paremmat ovat kodin opiskeluresurssit.

– Huolestuttavinta tuloksissa on heikkojen osaajien entistä heikompi suoriutuminen. Aikaisemmin Suomen koulujärjestelmän vahvuus oli, että myös heikoimmat oppilaat pärjäsivät suhteellisen hyvin. Nyt näyttäisi siltä, että heikoimpien oppilaiden tukemiseen tulisi jatkossa kiinnittää entistä enemmän huomiota, Vettenranta pohtii.

Tutkimuksen mukaan yksi suosituimmista täydennyskoulutussisällöistä opettajille on ollut oppilaiden yksilöllisten tarpeiden huomiointi, mutta tästä teemasta opettajat myös kokevat tarvitsevansa eniten täydennyskoulutusta.

– Tämä voi kieliä siitä, että oppilaiden osaamiserojen kasvun seurauksena opettajat tarvitsevat lisää koulutusta voidakseen tukea erilaisia oppijoita aiempaa paremmin, Hiltunen painottaa.

Asenteet opiskelua kohtaan heikentyneet

Suomalaisoppilaiden asenteet matematiikan ja luonnontieteiden opiskelua kohtaan ovat olleet aiemmissa TIMSS-tutkimuksissa heikkoja, ja TIMSS 2023 -tutkimustulosten mukaan ne ovat heikentyneet entisestään. Tyttöjen matematiikasta ja luonnontieteistä pitäminen oli vähentynyt enemmän kuin poikien. Toisaalta oppilaiden luottamus omaan matematiikan osaamiseensa oli hieman kasvanut sekä neljännellä että kahdeksannella vuosiluokalla.

–  Vaikka suomalaisnuorten asenteet matematiikkaa ja luonnontieteitä kohtaan ovat heikkoja, heidän oppimistuloksensa ovat verrattain hyviä. Asenteilla on kuitenkin myös yhteys osaamiseen. Tämä herättää kysymyksiä siitä, miten asenteita voitaisiin parantaa ja miten myönteisiä asenteita vahvistamalla voitaisiin vastedes parantaa oppimistuloksia, projektitutkija Piia Lehtola Koulutuksen tutkimuslaitokselta pohtii.

Tutkimuksessa selvitettiin ensimmäistä kertaa oppilaiden ympäristötietoisuutta ja arvostusta ympäristönsuojelua kohtaan. Suomalaisnuorten ympäristötietoisuus oli kansainvälisesti verraten korkealla tasolla, mutta ympäristönsuojelun arvostus keskimääräistä heikompaa.

– Tulosten mukaan tytöt arvostavat poikia enemmän ympäristönsuojelua. Tässä saattaa olla yhteys myös tyttöjen poikia parempaan biologian osaamiseen, yliopistotutkija Jenni Kotila Koulutuksen tutkimuslaitokselta jatkaa.

Koulujen väliset erot Suomessa ovat edelleen pieniä

Tutkimuksen mukaan koulun koko ei ole yhteydessä oppilaiden osaamistasoon. Koulujen väliset erot Suomessa olivat edelleen pieniä, vaikkakin osaamistasoltaan heikoin neljännes kouluista menestyi jonkin verran aiempaa heikommin. Suomessa osaamisen vaihtelu selittyy suurimmaksi osaksi oppilastason tekijöillä, ja oppilaiden väliset osaamiserot näyttävät olevan edelleen kasvussa. Opetusryhmien väliset erot selittyivät suurelta osin erityisopetuksen ryhmillä, joissa oppimistulokset olivat heikompia kuin muissa opetusryhmissä. Erityisopetuksen ryhmien osaamisen taso vaihtelee myös aiempaa enemmän.

– Painotetun opetuksen ryhmien matematiikan ja luonnontieteiden tulokset olivat pääsääntöisesti keskitasoa parempia. Painotetun opetuksen ja erityisopetuksen ryhmät selittivät opetusryhmien välisestä vaihtelusta lähes 90 prosenttia neljännellä luokalla ja 75 prosenttia kahdeksannella luokalla. Yleisopetuksen ryhmissä osaaminen on siis varsin tasaista, yliopistotutkija Vettenranta toteaa.

Tutkimuksessa mukana yli 60 maata

TIMSS-tutkimuksen (Trends in International Mathematics and Science Study) on toteuttanut Suomessa Jyväskylän yliopiston Koulutuksen tutkimuslaitos yhteistyössä opetus- ja kulttuuriministeriön kanssa. TIMSS-tutkimusta koordinoi kansainvälinen IEA-järjestö (The International Association for the Evaluation of Educational Achievement). Tutkimuksen neljännen vuosiluokan arviointiin osallistui 59 maata ja kahdeksannen vuosiluokan arviointiin 44 maata. Suomessa tutkimuksessa oli mukana 6 071 neljännen vuosiluokan oppilasta 170 koulusta ja 5 880 kahdeksannen vuosiluokan oppilasta 161 koulusta. TIMSS-tutkimus mittaa osallistujamaiden matematiikan ja luonnontieteiden opetussuunnitelmien mukaista osaamista joka neljäs vuosi.

Lisätietoja

Koulutuksen tutkimuslaitos: 
Yliopistotutkija Jouni Vettenranta,  puh. 040 805 4285, jouni.vettenranta@jyu.fi
Projektitutkija Jenna Hiltunen, puh. 040 805 4273, jenna.hiltunen@jyu.fi

Opetus- ja kulttuuriministeriö:
Opetusneuvos Tommi Karjalainen, puh. 0295 3 30140, tommi.karjalainen@gov.fi

Raportit:

Jenna Hiltunen, Jenni Kotila, Piia Lehtola, Heli Kauppinen, Ilona Markkanen, Kari Nissinen, Eija Puhakka, Jonna Pulkkinen, Elina Vaara, Jouni Vettenranta: Perustaidoilla kohti tasa-arvoisempia mahdollisuuksia Neljännen luokan oppilaiden matematiikan ja luonnontieteiden osaaminen. Kansainvälinen TIMSS-tutkimus Suomessa. Koulutuksen tutkimuslaitos 2024. 115 s.

Jenna Hiltunen, Jenni Kotila, Piia Lehtola, Heli Kauppinen, Ilona Markkanen, Kari Nissinen, Eija Puhakka, Jonna Pulkkinen, Elina Vaara, Jouni Vettenranta: Haasteena eriytyvä osaaminen Kahdeksannen luokan oppilaiden matematiikan ja luonnontieteiden osaaminen. Kansainvälinen TIMSS-tutkimus Suomessa. Koulutuksen tutkimuslaitos 2024. 122 s. 

Raportit löytyvät TIMSS-tutkimuksen nettisivulta https://www.jyu.fi/fi/timss