Restructuring science curriculum for the Twenty-first Century : An assessment of how scientific literacy and twenty-first century competencies are implemented in the Finnish and Chinese national primary science curricula

The dissertation reports on how the national primary science curricula in Finland and China (a) specifies the objectives of scientific literacy, and (b) has adopted the concept of twenty-first century competencies. Globalization has influenced education. The goals of science education have been evolving with the changes in the connotation of scientific literacy. The goal of developing competencies for the twenty-first century has been written in policy documents at national and international levels. The phenomenon indicates convergent changes in education: from knowledge-centered education to competencies-focused, indicating alignment with sustainable development goals for education. However, problems and challenges arise at the same time as the convergent reforms of education. Both scientific literacy and 21st-century competencies could be merely an interesting term in policy documents rather than a consistent and deliberately chosen goal. Given that scientific literacy and 21st-century competencies are abstract terms, the interpretation of the goals that have been given the same names may vary in policies. The differences should affect the results of the implementation of reforms. How to teach 21st-century competencies within traditional subjects such as science has been the biggest challenge in schooling. The traditional Anglo-American curriculum seems to be not enough for designing a curriculum in response to the trends in educational reform, but the European-Scandinavian Bildung-Didaktik may serve as an alternative for curriculum design. In this research, the national primary science curricula in Finland and China were analyzed following the deductive content analysis process via two conceptual frameworks: the scientific literacy framework (PISA-derived framework) and the 21st-century competencies framework (revised Assessment and Teaching of 21st Century Skills framework, ATC21S). The discussion draws on two theoretical perspectives: the different visions of competencies in science as well as generic competencies; and the Anglo-American curriculum tradition and the European-Scandinavian Bildung-Didaktik tradition. The study found that both countries’ science curricula emphasized the goal of scientific literacy with the integration of learning and applying knowledge in science (Vision I and Vision II). However, the Chinese curriculum is emphasized more on knowledge of science (Vision I) compared to the Finnish one, and in line with the traditional Anglo-American curriculum. The Finnish curriculum has explicitly shown the emphasis on learning and applying knowledge of science in daily contexts (Vision II). Nevertheless, the critical perspective on socioscientific issues (Vision III) is not written explicitly. The Finnish curriculum demonstrates an affiliation with the tradition of Bildung-Didaktik; some of the 21st-century competencies have been illustrated as an end of education through the learning of subject matter in science. It is argued in the dissertation that science education is both a goal in itself and a means of achieving the goals of 21st-century competencies. A science curriculum should be organized with its objectives related to subject matters based on Anglo-American curriculum tradition and with the guidance of Bildung. The PISA and ATC21S frameworks can be applied for either guidance of curriculum design or a tool to examine the actualization of a curriculum.Tämä väitöskirja tarkastelee Suomen ja Kiinan kansallisten ala-asteen luonnontieteen opetussuunnitelmien määrittelemiä luonnontieteiden osaamisen tavoitteita ja kaksituhattaluvun taitojen oppimisen tavoitteiden kytkemistä osaksi luonnontieteiden tavoitteita. Globalisaation on vaikuttanut kasvatukseen. Luonnontieteiden tavoitteet ovat kehittyneet luonnontieteiden osaamisen [scientific literacy] tulkintojen muutoksien myötävaikutuksesta. Tavoite kehittää kaksituhattaluvun taitoja on nimenomaisesti kirjattu koulutuspoliittisiin asiakirjoihin kansallisella ja kansainvälisillä tasoilla. Tämä viittaa muutoksiin koulutuksen tavoitteenasettelussa: siirtyminen tietokeskeisyydestä osaamiskeskeisyyteen ja painotuksella kestävään kehitykseen. Luonnontieteiden osaamisen ja kaksituhattaluvun taitojen tavoitteet voivat kuitenkin olla pikemminkin toteamuksia kuin johdonmukaisia ja harkitusti valittuja tavoitteita. Tässä tutkimuksessa analysoitiin Suomen ja Kiinan kansallisia ala-asteen luonnontieteen opetussuunnitelmia deduktiivisella sisällön analyysillä kahdessa käsitteellisessä viitekehyksessä: luonnontieteellisen osaamisen [scientific literacy] viitekehys (PISA-tutkimuksen viitekehys) ja kaksituhattaluvun taitojen viitekehys (luettu Assessment and Teaching of 21st Century Skills, ATC21S). Tutkimus osoitti, että molempien maiden luonnontieteen opetussuunnitelmat painottivat tutkimuksen kohteena olevien näkökulmien integraatiota (Vision I and II), kuitenkin niin, että suomalainen opetussuunnitelma painotti kontekstisidonnaisia tavoitteita enemmän kuin kiinalainen opetussuunnitelma. Kiinalainen opetussuunnitelma oli yhdenmukaisempi luonnontieteiden osaamisen osalta (Vision I) kuin suomalainen opetussuunnitelma ja siinä oli yhtenevyyksiä angloamerikkalaiseen traditioon. Suomalainen opetussuunnitelma painottaa luonnontieteiden yhteyttä arkielämän ilmiöihin (Visioin II), korostaen osin jopa yhteiskunnallisia luonnontieteiden kytkentöjä [socioscientific issues] (Vision III) vaikkakaan sitä ei ole selkeästi aukikirjoitettu. Suomalainen opetussuunnitelma osoittaa yhteyttä Bildung-Didaktik traditioon; osa sen kaksituhattaluvun taidoista on kuvattu luonnontieteissä opittaviksi koulutuksen aihealueiksi. Tämä väitöskirja osoittaa, että luonnontieteiden koulutus on sekä tavoite itsessään että keino kaksituhattaluvun taitojen tavoitteiden saavuttamiseen. Luonnontieteiden opetussuunnitelma pitäisi järjestää niin, että sen aihepiirien tavoitteet perustuvat angloamerikkalaiseen opetussuunnitelmatraditioon ja puolestaan ohjaus Bildung traditioon