Salamanteri suomalaiskoulussa - GIS-menetelmillä on mahdollisuus kaventaa koulujen osaamiseroja

8.10.2019

1800-luvulla vaalitulosta keksittiin peukaloida vaalipiirien rajoja muokkaamalla. Ajatusta hyödyntäen voi pyrkiä pienentämään peruskoulujen välisiä osaamiseroja GIS-menetelmien avulla, kertovat Helsingin yliopiston geotieteiden ja maantieteen osaston apulaisprofessori Venla Bernelius ja teemaa gradussaan käsitellyt Hertta Sydänlammi. Tässä artikkelissa tutustutaan tarkemmin paikkatietomenetelmän käyttämiseen koulutussektorilla.

Gerrymandering
Vuodelta 1812 oleva alkuperäinen pilapiirros, josta termi 'Gerrymandering' on lähtöisin. Kuva: Wikipedia

Mitä yhteistä on salamanterilla ja helsinkiläiskoulujen oppilasalueilla?

1800-luvun alussa Massachusettsin osavaltion kuvernööri keksi Yhdysvalloissa tempun, jolla voitettiin vaalit: hän muotoili uudelleen vaalipiirien rajat siten, että mahdollisimman monella alueella saatiin äänienemmistö hänen puolueelleen.

Kuuluisa pilapiirros tuolta ajalta irvailee salamanterin muotoiselle vaalipiirille, ja Elbridge Gerryn luovaa rajanpiirtomenetelmää alettiinkin kutsua nimityksellä gerrymandering.

GIS-menetelmien nousun myötä menetelmän mahdollisuuksia on alettu tarkastella entistä laajemmin. Strategista piirijakoa onkin viime vuosikymmeninä sovellettu monilla aloilla: myös vaalitulosten oikeudenmukaisemman jaon varmistamiseen.

Ideaa soveltaen Hertta Sydänlammi selvitti gradututkimuksessaan, voitaisiinko koulujen välisiä osaamiseroja pienentää samankaltaisella menetelmällä. Ajatuksena oli kehitellä automatisoitua tapaa etsiä uusia rajanvetoja koulujen oppilasalueisiin siten, että oppilasryhmien erot koulujen välillä muodostuvat mahdollisimman pieniksi.

Kaupunginosien sosiaalinen eriytyminen ja koulujen kasvavat osaamiserot

Tutkimusryhmässämme on tarkasteltu helsinkiläisten peruskoulujen lähialueiden kaupunkisegregaatiota eli alueiden välisiä sosioekonomisia ja etnisiä eroja jo vuodesta 2005. Kaupunginosien väestöeroilla, eli esimerkiksi aikuisten koulutus- ja tulotasolla, on vahva yhteys koulujen oppimistuloksiin. Kun oppilaiden perheiden resurssit tukea lasten koulunkäyntiä eroavat toisistaan koulujen välillä, eriytyvät myös koulujen tulokset.

Alueellisten erojen kasvu on lisännyt koulujen välisiä eroja läpi 2000-luvun, joten erilaisille koulutuksellista tasa-arvoa lisääville ratkaisuille on suuri tilaus. Etenkin etniset erot koulujen välillä ovat kasvaneet jyrkästi.

Tutkimusryhmässämme on aiemmin kehitetty malli, jonka perusteella haastavilla alueilla toimiville kouluille voidaan jakaa lisärahoitusta, mutta aikaisemmat mallit eivät ole vaikuttaneet itse oppilasryhmien eriytymiseen koulujen välillä.

Etnisyyserot koulualueilla
Vieraskielisten osuus etäisyytenä keskiarvosta alakoulujen oppilasalueilla, yksikkönä keskihajonta. Lähtötilanne Helsingissä 2011.
Etnisyyserot koulualueilla 2
Optimoitu aluejako Helsingissä.

Ratkaisuna ”noppapeli”, joka optimoi oppilasalueiden rajoja

Oppilasalueet tarkoittavat niitä hallinnollisia rajoja, jotka määrittelevät kunkin lapsen virallisen lähikoulun. Suurin osa oppilaista käy näin määriteltyä lähikouluaan, jolloin oppilasalueen rajanveto vaikuttaa voimakkaasti siihen, millaiseksi koulun oppilaspohja muodostuu.

Sydänlammin gradutyössään kehittämä malli perustuu kahteen tunnettuun optimointialgoritmiin ja hyödyntää laskennassa paikkatietoaineistoja. Mallia voi kuvailla pelimetaforalla: oppilasalueet ikään kuin pelaavat optimointipeliä, ja vaihtelevat pienempiä alueyksiköitä keskenään. Joka kierroksella oppilasalueet joutuvat myös heittämään noppaa, jonka antama silmäluku määrittää, voiko vuorossa oleva oppilasalue tehdä optimaalisen valinnan vai joutuuko se tyytymään satunnaiseen siirtoon.

Satunnaisilla siirroilla estetään tilanne, jossa juututaan paikalliseen optimiin eikä siten koskaan saavuteta optimaalisinta aluejakoa. Pelin edetessä satunnaisuuden määrä pienenee. Peli päättyy, kun oppilasalueet eivät enää tee uusia siirtoja, ja lopputuloksena on optimoitu oppilasaluejako. Malli ottaa huomioon mm. koulumatkan pituuden ja koulukohtaiset oppilaskapasiteetit. Samantyyppisiä työkaluja on kehitteillä myös esimerkiksi Yhdysvalloissa. (Bouzarth, Forrester, Hutson & Reddoch 2018)

Toistaiseksi mallista on tehty vain pilotti tutkimustarkoituksiin, ja alueita on optimoitu ainoastaan etnisen segregaation vähentämiseksi. Tarkastelu kuitenkin osoittaa, että edelleen kehiteltynä menetelmällä voisi olla Suomenkin oloissa potentiaalia pienentää koulujen välisiä lähtökohtaisia eroja oppilaspohjassa.

Malli on julkaistu kokonaisuudessaan Sydänlammin gradutyössä täällä, ja avoimen lähdekoodin avulla kuka tahansa voi jatkaa työtä erilaisten väestön piirteiden lisäämiseksi ja mallin kehittämiseksi. Kutsummekin kaikki mukaan kehittämään työkalua, jolla koulujen välistä tasa-arvoa voidaan tältä osin tukea.

Kirjoittajat

Venla Bernelius

Venla Bernelius
Helsingin yliopisto, Urbaria, Geotieteiden ja maantieteen osasto

Hertta Lehvävirta

Hertta Sydänlammi
Helsingin yliopisto, Urbaria, Geotieteiden ja maantieteen osasto

Tehty tutkimus on osa MAPS-hanketta (MAPS - Mixed classes and pedagogical solutions, Nordforsk)  

Viitteet:

Bouzarth, E. L.; Forrester, R.; Hutson, K. R.; Reddoch, L. 2018. Assigning students to schools to minimize both transportation costs and socioeconomic variation between schools. Socio- Economic Planning Sciences 64 (2018) 1-8.

Tutustu myös Venla Berneliuksen väitöskirjaan

Haluatko tutustua lisää paikkatietojen tehokkaampaan hyödyntämiseen?

Tutustu Paikkatiedolla parempia päätöksiä -verkkokoulutukseen, joka tarjoaa perustietoa esim. koulutus- ja opetussektorin päätöksentekijöille ja ammattilaisille paikkatietojen käytöstä.