Minkälaista osaamista PISA-tehtävät mittaavat?
Mikä on PISA-arviointi? Muistamme, miten sen tulokset saivat koko maailman hehkuttamaan Suomen peruskoulutusta. Saimme kouluvierailijoita, mietittiin vastausta kysymykseen ”miksi”. Nyt pohdimme samaa kysymystä: Miksi oppimistuloksemme ovat laskeneet? Mitä voisimme tehdä toisin? Tunnemmeko PISA-tehtäviä? Harjoitetaanko koulussa näitä tietoja ja taitoja?
PISA-arvioinnin vuoden 2022 tuloksia Suomessa
PISA-arviointeja järjestetään joka kolmas vuosi kevätlukukauden lopussa tarkoituksena tarkastella OECD:n talousalueella eri valtioiden peruskoulun tehokkuutta. Arviointiin osallistuvat laajalla satunnaisotannalla 15 vuotta täyttäneet koululaiset. Vuoden 2025 PISA-arvioinnissa pääpainopiste oli luonnontieteiden ja vuonna 2022 matematiikan arvioinnissa. Kaikissa arvioinneissa on mukana myös lukutaito: oppilaan lukutaito vaikuttaa kaikkien oppiaineiden osaamiseen, oppilaan täytyy osata lukea ja ymmärtää tehtävä.
Vuoden 2022 arvioinnissa kaikkien suomalaisten oppilaiden matematiikan, lukutaidon ja luonnontieteiden oppimistulokset olivat OECD-maiden keskiarvoa korkeammalla, mutta laskeneet edellisistä tuloksista (Taulukko 1). Tulosten laskua oli tapahtunut 35 maassa. Aiemmin Suomessa oppilaiden väliset tasoerot olivat vähäisiä, nyt heikkoja osaajia matematiikassa oli enemmän (joka neljäs) ja huippuosaajia vähemmän. Positiivista oli, että suomalaiset oppilaat viihtyivät koulussa ja melko suurella osalla (39 %) oli erinomaiset tulokset luovassa ajattelussa.
Taulukko 1: PISA-arvioinnin 2022 tuloksia
| Oppiaine | Oppimistulos (pisteet) | OECD keskiarvo (pisteet) | aiempi hyvä tulos (pisteet) |
| matematiikka | 484 | 472 | 548 (v. 2006) |
| lukutaito | 490 | 476 | 510 (v. 2018) |
| luonnontieteet | 511 | 485 | 531 (v. 2015) |
Oppimistason lasku ja sen syitä
Oppimistulosten laskun syitä ovat pohtineet asiantuntijat sekä muut osalliset ja niistä on kirjoitettu mediassa. Syiksi on mainittu suuret opetusryhmät ja niiden heterogeenisyys, erityisesti inkluusio, opetussuunnitelman laajuus ja siitä ja sen tulkinnasta johtuvia ongelmia kuten itseohjautuvuus, digitaalisuus, perustaitojen kuten luku- ja kirjoitustaidon puute. On otettu esille opettajan tehtävien moninaisuus: hän on oppimisen mahdollistaja sekä lisäksi opinto-ohjaaja, erityisopettaja ja sosiaalityöntekijä. Tietysti myös yhteiskunnalliset ja kulttuuriset muutokset ymmärretään vaikuttaviksi tekijöiksi, esimerkiksi perheiden eriarvoistuminen ja somekäyttäytyminen.
Kansallisia arviointeja tehdään, kun halutaan tarkastella opetussuunnitelman toimivuutta ja kehitetään uutta. Luonnontieteiden arvioinnin (9. luokka, v. 2012) perusteella tehtiin suositus, että peruskoulun yläluokilla tulee lisätä sellaisia työ- ja toimintatapoja, joilla on yhteys osaamiseen ja oppiaineesta pitämiseen etenkin fysiikan ja kemian opetuksessa. Tällainen työtapa on kokeellinen työskentely pienemmissä ryhmissä, joissa kehitetään myös oppilaiden kykyä selittää ilmiöitä. Tämä työtapa mahdollistaa polun ymmärtämiseen ja täsmälliseen käsitteiden käyttöön sekä arvioinnin ja analysoinnin taitoihin. Nämä arviot ovat vieläkin ajankohtaisia. Matematiikan kansallisessa arvioinnissa (9. luokka v. 2021) todettiin, että kouluarvosanat vastaavat huonosti oppilaan osaamista, mikä on laskenut edellisestä arvioinnista.
Havaintoja Päivölän matematiikkalinjalta
Päivölän matematiikkalinjan opettajilla on monivuotinen kokemus lahjakkaiden matematiikan osaajien oppimistason muutoksista. Pääsykokeen osallistujien matematiikan kouluarvosana peruskoulun päättötodistuksessa on pääosin vähintään kiitettävä.
Päivölän matematiikkalinjan pääsykokeiden tulokset ovat linjassa Pisa-tulosten kanssa: Hakijoiden matematiikan perustaitojen osaaminen on heikentynyt. Ensimmäinen pudotus tapahtui vuosina 2003–2006 ja toinen 2018–2020. Oppilaat eivät enää hallitse joitakin peruslaskutoimituksia kuten murtoluvuilla laskemista tai suurten lukujen käsittelyä allekkainlaskenta-algoritmeilla. Lisäksi rutiinisuorituksiin kuluu enemmän aikaa kuin aiemmin. Laskutaidon puutteet näkyvät myös fysiikan opiskelussa: oppilaat eivät osaa käyttää suureyhtälöitä. Osaamisen laskun takia opetettavan asian määrää suhteessa käytettävään aikaan on jouduttu supistamaan aiemmista noin 20 %. Positiivista on, että oppilaat taitavat kyllä opiskelun taidot: he oppivat, kun heitä opetetaan.
Hakijoiden arviointi Päivölän matematiikkalinjalla, timantti-profiili
Päivölässä hakijoiden osaamista arvioidaan viikonlopun (pe-su) aikana viidellä osa-alueella, joista tehdään kullekin hakijalle profiili, timantti. Tämä arviointitapa on monipuolinen ja sitä voisi käyttää laajemmin peruskoulussa korjaamaan arvioinnin puutteita. Profiili kertoo osaamisen heikkoudet ja vahvuudet (Kuva 1).
Profiilin osa-alueet ovat:
1. Perusasioiden osaaminen (4 osa-aluetta, ei matematiikkaa; aikaa 2,5 tuntia)
2. Soveltavat matematiikan tehtävät (aikaa 2,5 tuntia)
3. Nopeat laskutehtävät aikapaineessa (3*10 minuutin testi)
4. Uusi asia (illalla opetus 3 oppituntia, aamulla koe 2,5 tuntia)
5. Peruskoulun välitodistuksen painotettu keskiarvo.
Suurin osaamisen pudotus on tapahtunut nopeissa laskutehtävissä (kriteeri 3), kun taas muiden osa-alueiden tulokset ovat pysyneet kutakuinkin ennallaan. Siten kyseessä näyttää olevan osaamisprofiilin muutos.
Vasemmalla vain matematiikasta kiinnostuneen opiskelijan profiili. Oppilas osaa peruslaskutoimituksia: Osio 3 ei ole pudonnut todistuksen keskiarvoa (osio 5) huonommaksi. Oikealla hyvän keskiarvon (kriteeri 5) opiskelijan profiili. Hänellä on hyvä oppimiskyky (osio 4), mutta peruslaskutoimituksissa tulee paljon virheitä (kriteeri 3).
Esimerkki PISA-arvioinnin tehtävästä
Jyväskylän yliopistossa suoritetaan PISA-arvioinnin analysointia. Yliopiston nettisivuilta löytyy avoimia tehtäviä eri vuosilta ja niiden mallivastauksia. Suomessa on tehty päätös, ettei meillä ole kansallisia päättökokeita, joiden haittana voisi olla opiskelun painopisteen siirtyminen testeistä suoriutumiseen. Sen sijaan opetussuunnitelmassamme tavoitteena on laaja-alainen osaaja, mistä näkyy myös onnistumisia. Yläluokilla voisi olla hyödyllistä kuitenkin tutustua aiempiin PISA-arviointitehtäviin ja harjoitella niitä yhdessä oppilaiden kanssa.
Esimerkkitehtävässä (Luonnontieteet v. 2015) näkyy tehtävän laajuus ja osaamisen painopisteet:
https://www.jyu.fi/fi/file/pisa-2015-energiatehokas-talo
Työkaluja PISA-tehtävien arviointiin
Miten arvioida PISA-tehtäviä? Mitä tietoja ja taitoja niiden osaamiseen tarvitaan? Ensin pitää rakentaa arviointiin työkalut. Lähtökohtana on tietysti oma opetussuunnitelmamme. Opetussuunnitelmassa sisältöjen ohella ovat tavoitteet, jotka voivat olla tietoon, taitoihin sekä arvoihin ja asenteisiin liittyviä. Lisäksi on määritelty laaja-alainen osaaminen (7 osa-aluetta) ja monialainen oppimiskokonaisuus. Opetussuunnitelmamme on laaja, joten tutkivan oppimisen vaiheet strukturoivat sitä. Ja tietysti tärkeä väline on myös ajattelun ja tiedon tasojen taksonomia.
Tutkiva oppiminen
Tutkiva oppiminen sopii kaikkiin oppiaineisiin, erityisesti luonnontieteissä kokeelliseen työskentelyyn. Tutkivan oppimisen sykli kehittyi 1960-luvulta alkaen USA:ssa opettajien ja psykologien yhteistyönä. Sen periaatteet ovat tuttuja opetussuunnitelmissamme. Kokeellisen työtavan ja ilmiöpohjaisen opetuksen tavoitteena ovat käsitteiden oppiminen. Sen oppiminen aloitetaan tutkimalla ilmiötä ja sitten edetään opettajan johdolla siinä ilmenevään käsitteeseen. Lopuksi harjoitellaan käsitteen soveltamista.
Tutkivan oppimisen syklissä on kolme vaihetta: 1. Vapaa tutkiminen, 2. Käsitteen muodostaminen ja 3. Soveltaminen. Opetuksen tutkijat ja opettajat ovat todenneet, että uusia käsitteitä pitää lähestyä oppilaalle tutuista asioista ja heidän tulee saada itse vapaasti tutkia, pohtia ja oivaltaa, niin oppiminen tapahtuu iloisesti. Sykli alkaakin aina haastekysymyksellä, jota aletaan tutkia. Opetussuunnitelmassamme on kaikkia Tutkivan oppimisen syklin periaatteita.
Ajattelun ja tiedon tasot – mitä on ymmärtäminen
Opetussuunnitelmassamme tavoitteita ilmaistaan ajattelun ja tiedon avulla. Miten taidot ja tiedot kertovat oppilaan osaamisesta? Tässä auttaa Ajattelun ja tiedon tasojen taksonomia (Taulukko 2).
Taulukko 2: Ajattelun ja tiedon tasot
| TIEDONTASO | AJATTELUN TASO | |||
| Muistaa | Ymmärtää | Soveltaa | Analysoida | |
| Fakta- ja käsitetieto | ||||
| Menetelmätieto | ||||
| Metakognitiivinen tieto | ||||
Fakta- ja käsitetietoa ovat käsitteet ja ilmiöt. Menetelmätietoa ovat aineiston käyttö, ilmiöiden selittäminen, luonnontieteellisen tutkimuksen tekeminen. Metakognitiivista tietoa ovat tiedon järjestäminen, tieto menetelmien käytöstä ja itsetuntemukseen liittyvät tiedot. Suomalaisten oppilaiden tulisi harjoitella menetelmätietoa, selittämistä.
Ajattelu jakaantuu vielä alatasoihin. Muistaminen tarkoittaa tunnistamista ja mieleen palauttamista. Oppilas ymmärtää, kun hän osaa tulkita, antaa esimerkkejä, luokitella, tehdä yhteenvedon, päätellä, verrata ja perustella. Oppilas osaa soveltaa, kun hän toteuttaa menetelmää rutiininomaisesti, käyttää ja soveltaa menetelmää. Oppilas analysoi, kun hän erottelee, jäsentää, havaitsee piilomerkityksiä. Oppilas arvioi, kun hän tarkistaa tai arvostelee. Oppilas luo, kun hän kehittää, suunnittelee ja tuottaa uutta.
Millaisia PISA-tehtävät ovat?
Kun avoimia PISA-tehtäviä analysoidaan edellisten kriteerien pohjalta, niin huomataan, että tehtävien suorittamisessa tarvitaan monilukutaitoa: taulukoiden, graafien ja kuvioiden tulkintaa. Tehtävät ovat monitieteellisiä, tarvitaan taitoa lukea pitkiä tekstejä, keskittymiskykyä ja pitkäjännitteisyyttä. Monissa tehtävissä opetetaan ensin, esimerkiksi taulukon käyttö. Oppilas voi vapaasti tutkia ja oppia; täten arvioidaan oppimisen taitoa.
Tehtävät luokittuvat pääosin ymmärtämiseen (käsitteen muodostus) ja soveltamiseen, myös niin kutsutun korkeamman ajattelun taitoja tarvitaan. Tehtävät ovat enimmäkseen menetelmätietoa, mutta myös metakognitiivista. Puhdasta muistamistehtävää ei ole näissä avoimissa tehtävissä, sellainen olisi tunnistaminen. Perusasioiden osaaminen, mm. matemaattiset taidot, ovat muistamista, mutta myös ymmärtämistä ja menetelmätietoa.
Mitä tehdä?
PISA-tehtävät ovat opetussuunnitelmamme mukaisia. Ne ovat laajoja, tarvitaan hyvää lukutaitoa ja keskittymiskykyä, halukkuutta oppia.
Suomalaisessa peruskoulussa on ehkä perinteisesti paljon muistamista, jonkin verran ymmärtämistä ja vähemmän soveltamista vaativia tehtäviä. Jotta oppilas suorittaisi hyvin PISA-arvioinnin tapaisia tehtäviä, oppitunneilla tarvitaan enemmän ns. korkeamman ajattelun taitojen harjoittelua: analysointia, arviointia ja uuden luomista. Tietysti on hyvä muistaa, että korkeamman ajattelun ja tiedon tason osaaminen vaatii perustaitojen osaamista. Perustaidot (rutiinit) ovat ensisijaisia matematiikassa ja myös luonnontieteissä. Oppilaan oman osaamisen tunne kasvaa, kun hän taitaa nämä.
Kokeellinen työtapa ja tutkivan oppimisen menetelmät ovat motivoivia. Menetelmät valmistavat hyvään osaamiseen kuten PISA-tehtävien tekemiseen, ymmärtämiseen ja soveltamiseen sekä oman opiskelun tiedostamiseen ja arviointiin. Monipuolisissa tehtävissä harjoitetaan kaikkia tiedon ja ajattelun tasoja. Tehtävissä voi olla uuden oppimisen taitojen arviointia. Kun opettaja kuuntelee oppilaan ajatuksia, keskustellaan ja pohditaan yhdessä, se motivoi oppilasta, kuten myös kokeelliset työtavat. Ne myös auttavat osaamaan. Vanhoja PISA-tehtäviä voidaan käyttää harjoitteluun.
Lähteitä
Artikkelin laajempi PP-esitys: https://www.tiedeopetusyhdistys.fi/uutiset/tunnetko-pisa-tehtavia/
Esa Lappi, Merikki Lappi, Päivölän hakukokeet 1999-2024
Päivölän Matematiikkalinja: https://www.paivola.fi/opintolinjat/matematiikkalinja
PISA-esimerkkitehtäviä: https://www.jyu.fi/fi/ktl/tutkimus/pisa/pisa-esimerkkitehtavia
Tutkiva oppiminen: https://maol.fi/materiaalit/tutkiva-oppiminen/
Luonnontieteiden kansallinen arviointi (2012): https://www.oph.fi/sites/default/files/documents/karna-p.-houtsonen-l.-ja-tahka-t.-toim.-luonnontieteiden-opetuksen-kehittamishaasteita-2012.-2012.pdf
Matematiikan kansallinen arviointi (2021): https://www.karvi.fi/fi/arvioinnit/esi-ja-perusopetus/oppimistulosten-arvioinnit/matematiikka-9-lk
