Myönteinen motivaatio, kuten korkea kiinnostus ja myönteinen minäkäsitys, linkittyy usein hyviin suorituksiin, mutta tiedämme vasta varsin vähän koulupolkunsa alussa olevien oppilaiden matematiikan kiinnostuksen, minäkäsityksen ja osaamisen välisistä yhteyksistä. On myös viitteitä siitä, että nämä yhteydet eivät välttämättä ole samanlaisia kaikilla oppilailla. Tämän tutkimuksen tarkoituksena olikin selvittää, voidaanko ensimmäisellä luokalla tunnistaa oppilasryhmiä, joiden profiilit matemaattisissa taidoissa (lukumääräisyyden taju ja laskemisen taidot) ja motivaatiossa (kiinnostus ja minäkäsitys) ovat erilaisia. Tutkimukseen osallistui 265 norjalaista ensiluokkalaista (ikä KA = 6 v 9 kk), jotka voitiin jakaa latenttien luokkien ryhmittelyanalyysin avulla neljään ryhmään matemaattisten taitojen ja motivaation perusteella. Suurin ryhmä (46 %) koostui oppilaista, joilla oli keskimääräistä paremmat taidot, mutta hieman matalampi kiinnostus. Lisäksi löydettiin ryhmä (22 %), jota kuvasi suhteellisen hyvät taidot ja myönteinen motivaatio, ja ryhmä (21 %), jota kuvasi suhteellisen heikot taidot ja kielteinen motivaatio.
Rationaalilukujen laskuprosessien hallinta ja käsitteellinen ymmärrys eivät vielä takaa niiden joustavaa käyttöä vaihtelevissa tilanteissa. Tämän tutkimuksen päätavoitteena on selvittää, voidaanko pelillisen NanoRoboMath-oppimisympäristön avulla edistää rationaalilukukäsitteen oppimista. Lisäksi tavoitteena on tutkia eri pelielementtien pelaamisen yhteyttä rationaalilukukäsitteen osa-alueiden oppimiseen. Kvasikokeellisessa asetelmassa 174 yläkoulun seitsemännen luokan oppilasta oli jaettu koe- ja kontrolliryhmiin. Koeryhmässä oppilaat pelasivat NanoRoboMath-peliä matematiikan oppitunneilla. Kontrolliryhmässä rationaalilukujen opetus toteutettiin oppikirjoihin perustuen. Alku- ja lopputesteissä mitattiin rationaalilukukäsitteen joustavuutta, päässälaskutaitoa rationaaliluvuilla sekä niiden suuruuden, esitysmuotojen, operaatioiden lopputuloksen suuruuden ja tiheyden ymmärtämistä. Kovarianssianalyysin mukaan NanoRoboMath-pelin käyttäminen opetuksessa tuotti perinteistä kouluopetusta parempaa osaamista kaikilla mitatuilla rationaalilukujen osa-aluilla lukuun ottamatta esitysmuotoihin liittyvää osaamista.
Oppilaiden väliset erot sekä motivaation ja suorituksen yhteydet korostuvat matematiikassa muita aineita enemmän. Matematiikan opintomenestys ennustaa lukioon siirtymistä, mutta motivaatio enemmän kurssivalintoja. Motivaation muutoksesta ja merkityksestä lukio-opintojen alussa tiedetään kuitenkin vasta vähän. Tässä tutkimuksessa tarkastelimmekin latentin muutoksen mallintamisella lukion lyhyen ja pitkän matematiikan kolmella ensimmäisellä kurssilla (N = 164) kiinnostuksen ja kuormituksen muutoksia, keskinäistä riippuvuutta sekä yhteyksiä kurssiarvosanoihin, kun aiempi opintomenestys, kiinnostus sekä sukupuolierot otettiin huomioon. Lyhyen oppimäärän opiskelijat kokivat kurssit vähemmän kiinnostaviksi ja kuormittavammiksi kuin pitkän oppimäärän, muutoin tulokset olivat samankaltaiset molemmissa ryhmissä. Kuormitus lisääntyi ja kiinnostus laski opintojen alussa, ja kiinnostus, kuormitus sekä niiden muutokset korreloivat keskenään. Kiinnostus oppiaineeseen ennusti kurssikohtaista kiinnostusta myönteisesti ja kuormitusta kielteisesti, aiempi opintomenestys vain kuormitusta kielteisesti.
Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, miten asenteet ja motivaatio, sukupuoli ja matematiikan osaamistaso ovat yhteydessä toisiinsa. Lisäksi tutkittiin, millaisia ryhmiä oppilaista voidaan muodostaa asenne- ja motivaatiomuuttujien perusteella ja miten nämä ryhmät eroavat toisistaan. Aineistona käytettiin vuoden 2018 Suomen PISA-aineistoa (N = 5 649). Asenteita ja motivaatiota tarkasteltiin sukupuolen ja matematiikan osaamistason mukaan. Oppilaiden ryhmittelyssä käytettiin latenttia profiilianalyysia. Ryhmien välisiä eroja tarkasteltiin ristiintaulukoinnilla ja χ2-testillä. Tulokset osoittivat, että heikoissa ja keskitason osaajissa pojat ovat kilpailuhenkisempiä kuin tytöt, kun taas näillä osaamistasoilla tyttöjen asenteet koulunkäyntiä kohtaan ovat myönteisempiä ja heillä on vahvempi suoritusmotivaatio. Sukupuolten välillä ei ollut eroa minäpystyvyydessä, mutta tytöillä epäonnistumisen pelko oli selvästi voimakkaampaa kuin pojilla. Asenne- ja motivaatiomuuttujien perusteella oppilaista muodostettiin kolme ryhmää: heikosti motivoituneet (51 %), myönteisesti koulunkäyntiin suhtautuvat (46 %) ja kielteisesti koulunkäyntiin suhtautuvat (3 %). Tytöt ja erinomaiset osaajat olivat yliedustettuina myönteisesti koulunkäyntiin suhtautuvien ryhmässä, kun taas kahdessa muussa ryhmässä poikia ja heikkoja osaajia oli odotettua enemmän.