Karelia-amk:ssa toteutettiin tänä syksynä pilottimuotoisesti matematiikan lähtötasotestaus aloittaneille konetekniikan, talotekniikan, energia- ja ympäristötekniikan sekä metsätalouden opiskelijoille (n=188). Pidetyn testin jälkeen suunnitellaan ja toteutetaan nyt erilaisia matematiikan tukitoimia, kuten laskupajaharjoituksia.
Matematiikan tukitoimien tarve on selvä
Kareliassa on havaittu yleinen matemaattisen osaamisen lasku insinööriopiskelijoilla (Kangas & Smolander 2021). Sama trendi on havaittu myös valtakunnallisesti (Pitkänen 2021). Aiemmissa julkaisuissa on ehdotettu opiskelijoiden matemaattisen osaamisen kartoittamiseksi tehtävää lähtötasokyselyä (Kangas & Smolander 2021) sekä opintojen tukemiseksi järjestettäviä tukikursseja (Ojala 2022).
Kesän 2022 aikana laadittiin Kareliassa matematiikan lähtötasotestin ensimmäinen pilottiversio. Testin laati Karelian matematiikan opettajista ja asiantuntijoista koostunut ryhmä. Testi toteutettiin pilottimuotoisesti tänä syksynä aloittaneille konetekniikan, talotekniikan, energia- ja ympäristötekniikan sekä metsätalouden opiskelijoille.
Testi toteutettiin Webropol eTest -kyselynä, jossa oli yhteensä 43 kysymystä. Kysymykset olivat pääosin neljän kysymyksen kategorioissa, ja testin aiheena olivat peruskoulun oppimäärän asiat. Nyt pilotoidussa testiversioissa havaittiin lukuisia kehityskohteita, jotka tullaan korjaamaan tuleviin versioihin.
Testi toteutettiin osalle ryhmistä täysin anonyymisti, ja osalle ryhmistä siten että opiskelijalla oli mahdollisuus syöttää omat tietonsa. Osassa ryhmistä opiskelijat näkivät omat tuloksensa oikeiden vastausten kanssa testin jälkeen, ja osassa eivät. Omien tulosten näkeminen vaikutti kiinnostavan opiskelijoita, ja tämä toiminto otettaneen käyttöön kaikissa testin tulevissa versioissa.
Nykyisellään testissä ei kysytty opiskelijan taustatietoja. Taustatiedoista opiskelijan pohjakoulutuksen ja tuloväylän selvittäminen suhteessa matematiikan osaamiseen saattaisi olla mielenkiintoinen tieto, joskin tällöin pitää pohtia onko opiskelijan yksilöivien tietojen kysyminen samassa testissä mahdollista.
Testin kategoriat olivat lukujen suuruus, yksikkömuunnokset, laskutoimitukset, pyöristäminen, potenssi, yhtälöt, prosentit, geometria, tilastotiede, funktiot ja trigonometria. Jokaisessa kategoriassa oli neljä kysymystä, lukuun ottamatta tilastotiedettä, jossa kysymyksiä oli kolme. Testi ei ole julkinen, mutta Karelian opettajat voivat halutessaan saada sen kehitysversion käyttöönsä olemalla yhteydessä tämän artikkelin kirjoittajiin.
Lähtötasotestin tulokset
Yhteensä testin teki 188 insinööriopiskelijaa. Kaikkien vastanneiden pistemäärien jakauman näemme kuvassa 1 (alla).
Kaikkien vastaajien keskiarvo oli 25,82 ja keskihajonta 6,78. Koulutusalojen pistemäärien keskiarvoissa suhteessa kaikkien vastaajien pistemäärään ei ole tilastollisesti merkitseviä eroja, joten testin perusteella ei voida sanoa, että eri alojen aloittavien opiskelijoiden matemaattiset taidot eroaisivat toisistaan. Yksisuuntaisen varianssianalyysin (ANOVA) perusteella myöskään eri ryhmien välillä ei ole tilastollisesti merkitseviä eroja (df=3, F=0,73, p=0,537).
| Talotekniikka (n=39) | Energia- ja ympäristö- tekniikka (n=43) | Konetekniikka (n=47) | Metsätalous (n=59) | |
| Keskiarvo | 24,8 | 26,0 | 26,9 | 25,5 |
| 95% luottamusväli | 22,67 – 26,92 | 23,6 – 28,35 | 24,88 – 28,91 | 23,939 – 27,146 |
| Keskihajonta | 6,6 | 7,7 | 6,9 | 6,2 |
| Vaihteluväli | 12 – 41 | 10 – 39 | 13 – 42 | 14 – 37 |
| Mediaani | 24 | 28 | 28 | 26 |
Suuria eroja eri ryhmien suoriutumisessa ei ole. Eri testikategorioista saadut pistemäärät eivät testin nykyversiolla ole vertailukelpoisia keskenään. Siten testiä ei nykymuodossaan voi käyttää sen tutkimiseen, mille matematiikan aloille tukitoimia tulisi erityisesti kohdistaa. Alla esitettynä testin eri osa-alueista saatujen pistemäärien keskiarvot. Maksimipistemäärä kustakin kategoriasta oli 4. Yksi kategoria (tilastotiede) on poistettu, sillä siinä maksimipistemäärä oli eri.
| Lukujen suuruus | Yksikkö- muunnokset | Lasku- toimitukset | Pyöristäminen ja merkitsevät numerot | Potenssi | |
| Konetekniikka | 3.8 | 2.8 | 3.0 | 2.6 | 2.7 |
| Talotekniikka | 3.7 | 2.5 | 2.7 | 2.3 | 2.1 |
| Metsätalous | 3.6 | 2.3 | 2.5 | 2.8 | 2.6 |
| Energia- ja ympäristö- tekniikka | 3.5 | 2.5 | 3.1 | 2.6 | 2.6 |
| Yhtälöt | Prosentit | Geometria | Funktiot | Trigonometria | |
| Konetekniikka | 3.2 | 2.8 | 2.5 | 1.4 | 1.2 |
| Talotekniikka | 3.0 | 2.9 | 2.4 | 1.4 | 1.1 |
| Metsätalous | 3.0 | 2.6 | 2.6 | 1.6 | 1.0 |
| Energia- ja ympäristö- tekniikka | 3.1 | 3.0 | 2.4 | 1.7 | 1.1 |
Lähtötasotesti myös herätti opiskelijat ajattelemaan omia matemaattisia valmiuksiaan insinööriopintoihin. Tämän tietoisuuden herättäminen jo opintojen varhaisessa vaiheessa on yksi testin tavoitteista.
Laskuharjoituspaja syksyn pilottina
Lähtötasotestin lisäksi Kareliassa aloitettiin matematiikan tukitoimien pilotointi siten, että talotekniikan aloittavalle ryhmälle järjestetään kerran viikossa lukujärjestykseen merkitty vapaaehtoinen laskuharjoituspaja. Laskuharjoitukset on tarkoitettu ensisijassa niille opiskelijoille, jotka kokevat, että heidän matemaattiset taitonsa kaipaavat preppausta. Osallistuminen on kuitenkin sallittua kaikille.
Laskuharjoituksissa voi tehdä kurssin viikkotehtäviä tai muita matematiikan tehtäviä. Mukana on myös opettaja, joka avustaa tarvittaessa laskuissa, tarjoaa kurssin varsinaisia viikkotehtäviä helpompia laskutehtäviä sekä esittää yhteisesti esimerkkejä. Laskuharjoituspaja toimii tällä hetkellä Uptech-hankkeen rahoittamana koulutuspilotin muodossa.
Laskuharjoitusmallia jatketaan syyslomaan saakka. Tämän jälkeen mallin toimintaa tarkastellaan sekä pohditaan, miten tukitoimia tulisi jatkaa. Vaihtoehtoina voivat olla esimerkiksi laskuharjoituspajan jatko, erilaisten matematiikan tukikurssien järjestäminen tai muut tukitoimimahdollisuudet.
Tarkoituksenamme on pilotoida ja luoda tekniikan koulutukseen tukitoimimalleja, jotka mahdollistavat matematiikan taitojen opiskelun ja opinnoissa mukana pysymisen myös matemaattisilta pohjatiedoiltaan heikoille opiskelijoille.
Kirjoittajat:
Panu Ojala, projektiasiantuntija, Uptech-hanke, Karelia-ammattikorkeakoulu
Lisbeth Smolander, lehtori, Karelia-ammattikorkeakoulu
Jani Kangas, lehtori, Karelia-ammattikorkeakoulu
Lähteet:
Kangas, J. & Smolander, L. 2021. Matematiikan osaamisen haasteet insinööriopinnoissa. Pulssi. 20.12.2021
https://www.karelia.fi/2021/12/matematiikan-osaamiseen-haasteet-insinooriopinnoissa/
Ojala, P. 2022. Tukikursseista apua matematiikan haasteisiin. Pulssi. 19.5.2022.
https://www.karelia.fi/2022/05/tukikursseista-apua-matematiikan-haasteisiin/
Pitkänen, V. 2021. Miksi opinnot viivästyvät ja keskeytyvät? E2 Tutkimus. Insinööriliitto. 27.10.2021.
https://www.ilry.fi/wp-content/uploads/2021/11/Miksi-opinnot_viivastyvat-ja-keskeytyvat-selvitys.pdf