1. Matematiikan, fysiikan ja kemian asema peruskoulussa ja lukiossa 1. Matematiikan, fysiikan ja kemian asema peruskoulussa ja lukiossa Lähtötaso. Vuonna 1944 katsottiin poikkeuksellisissa oloissa tarpeelliseksi poistaa matematiikan koe ylioppilaskirjoitusten pakollisten aineiden joukosta. Heti sodan jälkeen suhtautuminen matematiikkaan oli hyvin penseää ja sitä pidettiin ylivoimaisen vaikeana aineena suurelle osalle oppilaista varsinkin, kun tyttöjen lukumäärä lukiossa voimakkaasti kasvoi ja tytöt itsekin uskoivat matematiikan olevan heille liian vaikea aine. Vähän myöhemmin panostus joukko-oppiin vei opetuksen hakoteille. Akateemikko Rolf Nevanlinna totesi eräässä esitelmässään, että 'uuden' matematiikan tunnin jälkeen oppilaitten päät ovat oiva esimerkki tyhjästä joukosta! Erityisesti viimeisen vuosikymmenen aikana eksaktien luonnontieteiden tuntimääriä Suomen kouluissa on mietitty monissa työryhmissä, mutta toimenpide-ehdotukset ovat pääosin jääneet toteutumatta. Matematiikan asema on päinvastoin huonontunut moniin muihin aineisiin verrattuna. Päättäjät näyttävät ymmärtävän helpommin, että ranskaa, saksaa, venäjää ja myös ruotsia tarvitaan. Lukio tuottaa edelleen paljon abiturientteja, joilta matemaattis-luonnontieteellinen sivistys puuttuu lähes kokonaan. Matematiikan oppimiseksi on tehtävä työtä; ei riitä, että koulukirjoissa on kauniita värikuvia!
Suomessa ruvettiin uskomaan, että matematiikan kouluopetuksen taso oli meillä kansainvälisesti jopa poikkeuksellisen korkea. Kunnollisia vertailevia tutkimuksia ei tehty, eikä todellisen tilanteen paljastuttuakaan ryhdytty suunnitelmalliseen ja pitkäjänteiseen työhön, vaan sinne tänne poukkoilevien uudistusten kuviteltiin poistavan ongelmat. Nuori mies tai nainen, joka lukiossa ei opiskele eksakteja luonnontieteitä, ei yleensä tee niin myöhemminkään. Huipun ohella hyvää keskitasoa olevia opiskelijoita tarvitaan runsaasti myös matematiikkaan, fysiikkaan ja kemiaan. Vaikka raskas kieliohjelma rajoittaakin matemaattisten aineiden tuntimäärien lisäämistä Suomen kouluissa, meidän olisi eksaktien luonnontieteiden osaamisessa silti päästävä OECD maiden ylimpään kolmannekseen.
Opettajan pitäisi ymmärtää matematiikkaa varsin hyvin, jotta hän osaisi tuoda esiin aineen kiinnostavia piirteitä ja jotta hänellä olisi valmiudet antaa matemaattisesti lahjakkaille oppilaille heidän kykyjään vastaavia, riittävän haasteellisia tehtäviä. Tasokurssien poistaminen tapahtui liian hätäisesti unohtamalla esimerkiksi joustavien opetusryhmien mahdollisuudet eritasoisten oppilaiden opetuksessa. Yleisesti oivalletaan, että jos opettaja ei osaa musiikkia, hänestä ei ole musiikin opettajaksi, tai että jos opettaja ei puhu englantia, hän ei voi opettaa tätä kieltä. Sen sijaan monet uskovat, että matematiikkaa voi opettaa ensimmäiset 6 kouluvuotta henkilö, joka hallitsee tuskin muuta kuin neljä laskutapaa. Tällainen opettaja pystyy tarjoamaan lahjakkaille oppilailleen vain lisää ja lisää samoja tylsiä tehtäviä. Ei ihme, että etevät oppilaat usein inhoavat matematiikkaa! Vastaan tulee noidankehä, kun oppilas siirtyy ala-asteelta yläasteelle, yläasteelta lukioon, sieltä korkeakouluun ja lopuksi takaisin opettajaksi. Jokaisessa vaiheessa joudutaan paikkailemaan edellisessä koulumuodossa matematiikkaan jääneitä aukkoja. Yliopistoissa ei pystytä valmistamaan tasokkaita matematiikan opettajia, koska suuri osa ajasta on käytettävä siihen, että kaikki edes oppivat lukion kurssin.
Tietotaso matemaattisissa aineissa. Lukiolaisten tietotaso eksakteissa luonnontieteissä on laskenut varsinkin viimeisen vuosikymmenen aikana, ja näin on tapahtunut erityisesti matematiikassa. Jos koulussa matematiikan tunneilla edetään hitaimman oppilaan mukaan, lahjakkaat turhautuvat ja keksivät, ettei heidän tarvitse tehdä työtä. Yliopistossa pelkkä luennoilla istuminen ei kuitenkaan riitä. Approbatur-kurssien tasoa on pitänyt laskea, koska koulu ei ole antanut valmiuksia henkiseen ponnistukseen eikä itsenäiseen työhön.
Maailmanpankin noin 10 vuotta sitten julkaiseman tilaston mukaan 13-vuotiaitten algebran taidoissa parhaat valtiot olivat Japani, Ranska ja Belgia ja huonoimmat Nigeria, Ruotsi ja Swazimaa. Suomi sijoittui sentään keskivaiheille, mutta ainakaan tässä asiassa ei kannata ottaa oppia Ruotsista. Peruskoululaiset kokevat meillä matematiikan tärkeimmäksi ja liikunnan ja kotitalouden jälkeen myös kiinnostavimmaksi oppiaineeksi. On siis pohjaa miltä ponnistaa. Fysiikkaa sensijaan pidetään toiseksi ikävimpänä aineena. Kiinnostusta lisäävää elektroniikkaa ei pienten tuntimäärien takia ehditä opettaa.
Suomen ja Ruotsin lukiolaisetkin ovat jääneet matematiikan oppisaavutusten keskiväliin tai jopa loppupäähän ei vain Euroopassa, vaan osin myös verrattuna nuorisoon muissakin maanosissa. Tämä käy ilmi mm. siitä, että suomalaisten menestys on ollut sangen vaatimaton lukion oppilaille vuosittain järjestettävissä matematiikan, fysiikan ja kemian olympiakisoissa. Erityisesti fysiikassa ja kemiassa suomalaisten abiturienttien tiedot ovat huonot. Matematiikassakin on tavallisesti jääty osallistuneiden maiden jälkipäähän, joskin vuonna 1995 oltiin sentään puolivälissä, kun joukkueen valmennukseen panostettiin kunnolla ensimmäisen kerran.
Ylioppilastutkinnossa fysiikan asema on kovin heikko. Tämä näkyy selvimmin siitä, että vain harvat pakolliseen reaalikokeeseen osallistuvat abiturientit vastaavat tämän aineen kysymyksiin. Lukion fysiikkaa tehokkaasti opiskelevien määrä jää runsaaseen kahteen tuhanteen. Tilanne ehkä paranisi, jos ylioppilaskokeen pitkän matematiikan arvosanaa voisi käyttää avaimena oman alan koulutuspaikkaan ilman erillistä pääsykoetta. TTKK kokeili tällaista menettelyä keväällä 1995 ja muut teknilliset korkeakoulut sekä OY:n ja ÅA:n teknilliset tiedekunnat aikovat tehdä samoin keväällä 1996. Matematiikka ehkä vetää fysiikan ja kemian mukanaan.
Kokeellinen laboratoriotyöskentely on saatava kouluissa kunniaan. Kemian oppilastyöt voidaan järjestää suhteellisen helposti ja vähin kustannuksin. Niistä käy paremmin selville kuin ehkä mistään muusta opetusmuodosta, miten luonnontieteellinen tutkimus etenee. Useista lukioista kuitenkin puuttuvat kemian ja fysiikan luokkahuoneet ja muut tilat demonstraatioiden ja omakohtaisten laboratoriokokeiden tekemiseen. Laitekanta on yleensä huono ja vanhentunut. Tilanteen korjaamiseksi tarvitaan koulun ylläpitäjän, siis kunnan ymmärtämystä, mutta kun kysymys voi olla varsin suurista kustannuksista, puute tuskin poistuu nopeasti. Monissa teknillisissä oppilaitoksissa on hyvät oppilaslaboratoriot, joita lukioiden olisi päästävä hyödyntämään.
Liikuntaa, kuvaamataitoa tai musiikkia painottavia lukioita on meillä ollut toiminnassa jo melko pitkään. Tasa-arvon ja tasapäisyyden käsitteet sekoittaneessa Suomessa henki on ollut sellainen, että kukaan ei ainakaan koulussa ole saanut olla toista etevämpi missään tietoaineessa, urheilussa ja musiikissa kylläkin. Tilanne on ehkä muuttumassa, sillä matemaattis-luonnontieteellisiä erikoislukioita maassamme on jo kuusi, mutta niitä pitäisi olla ainakin kaksikymmentä. Tekniikkaan painottuvia lukioita on yksi. Huolehtiminen lahjakkaista oppilaista on paljon tärkeämpää kuin pyrkimys siihen, että kaikki tietävät samoista asioista yhtä vähän! Matemaattisten aineiden opettajien liitto (MAOL) ehdottaa vähintään yhtä matematiikkaan painottunutta lukiota lääniä kohti.
Koivukylän koulun ylä-asteella Vantaalla matematiikan opetus on eriytetty kolmeen ryhmään: nopea, normaali ja hidas. Kaikki ryhmät suorittavat peruskoulun matematiikan kurssin, mutta etenemisvauhti on erilainen. Nopeaan ryhmään, jossa opetetaan myös lukion kursseja, pääsee vahvalla kahdeksikolla. Joka ei siellä pärjää voi aina palata normaaliryhmään. Hitaassa ryhmässäkin tulokset ovat parantuneet, koska oppilaat ovat saaneet yksilöllisempää ohjausta.