Tämän väitöskirjatutkimuksen tavoitteena oli selvittää, miten äiti–lapsi- ja isä–lapsivuorovaikutus ja varhaiskasvatukseen osallistuminen lapsen ensimmäisinä ikävuosina ovat yhteydessä lapsen matemaattisten taitojen kehitykseen. Väitöskirjan yleinen teoreettinen viitekehys perustuu ekologiseen teoriaan (Bronfenbrenner, 1986), jossa lapsen kehitystä tarkastellaan monien suorien ja epäsuorien ympäristötekijöiden kokonaisuutena, joka muuttuu ajassa. Osatutkimuksessa I tutkitaan äidin ja lapsen vuorovaikutusta ja sen yhteyttä lapsen kehitykseen, osatutkimuksessa II tarkastellaan kotiympäristön lisäksi toisen toimintaympäristön, varhaiskasvatuksen, yhteyttä lapsen kehitykseen ja osatutkimuksessa III laajennetaan kotiympäristön vaikutusten tutkimista huomioimalla äidin lisäksi myös isän vuorovaikutus lapsen kanssa. Valtaosa varhaisen vuorovaikutuksen laatuun liittyvästä tutkimuksesta on kohdistunut pelkästään äiteihin ja vaihteluun lasten yleisissä kognitiivisissa taidoissa. Vain muutamassa ulkomaisessa seurantatutkimuksessa on havainnoitu molempia vanhempia ja toistaiseksi ainoastaan yhdessä on testattu äidin ja isän ohjausvuorovaikutuksen ulottuvuuksien rakenteellista ja toiminnallista samankaltaisuutta. Tutkimusta kummankin vanhemman vaikutuksista lapsen matemaattiseen kehitykseen varhaislapsuudessa on hyvin vähän. Vaikka myös varhaiskasvatukseen osallistumisen on osoitettu olevan yhteydessä lapsen matemaattisten taitojen kehitykseen, harvoissa tutkimuksissa on huomioitu samanaikaisesti sekä kotona että varhaiskasvatuksessa lapsen kehitykseen vaikuttavia tekijöitä. 

Väitöskirjan osatutkimusten aineisto on osa ”Vuorovaikutus ja kehitys varhaislapsuudessa” (VUOKKO) – seuranta-aineistoa, jossa on toistuvasti seurattu 66 esikoislapsen, 40 tytön ja 26 pojan, kehitystä vuosina 1992–2008. Valintakriteerit täyttäneiden lasten vuorovaikutusta leikkitilanteessa videoitiin äidin kanssa lapsen ollessa yksivuotias ja erikseen äidin ja isän kanssa lapsen ollessa kaksivuotias. Videotallenteiden sisällönanalyysit perustuivat kiintymyssuhdeteorian, itsesäätelyteorian ja sosiokulttuurisen teorian peruskäsitteisiin (Ainsworth, Blehar, Waters & Wall, 1978; Deci & Ryan, 1985; Vygotsky, 1978). Pääkomponenttianalyysin avulla tunnistettiin kummankin vanhemman vuorovaikutuksesta neljä ulottuvuutta: itsenäisen toiminnan tuki, oppimisen ohjaus, emotionaalinen tuki ja tunteiden ilmaiseminen lapselle. Lasten esimatemaattisia taitoja testattiin kolme- ja neljävuotiaana avaruudellisen hahmottamisen ja lukumäärän tunnistamisen tehtävillä. Kouluarvosanat kerättiin lasten ollessa 16-vuotiaita peruskoulun yhdeksännellä luokalla. Vanhemmat arvioivat kotihoidossa, päiväkodissa ja perhepäivähoidossa vietetyn ajan määrää kuukausina lapsen ollessa kaksi-, kolme- ja neljävuotias. Vanhemman ohjausvuorovaikutuksen eri ulottuvuuksien ja varhaiskasvatuksen määrän suoria ja epäsuoria yhteyksiä lapsen matemaattiseen kehitykseen tutkittiin polkuanalyysillä. Mallinnuksissa huomioitiin lapsen sanaston laajuus kaksivuotiaana, lapsen sukupuoli ja vanhempien koulutuksen määrä, joiden on osoitettu olevan yhteydessä lapsen matemaattisten taitojen kehitykseen. 

Ensimmäisen osatutkimuksen tulokset osoittivat, että tietyt ulottuvuudet äiti–lapsi-vuorovaikutuksessa lapsen ollessa yksivuotias olivat yhteydessä lapsen esimatemaattisiin taitoihin kolmevuotiaana, kun vuorovaikutus kaksivuotiaana oli mukana mallinnuksissa. Mitä taitavammin äiti tuki yksivuotiaan lapsen itsenäistä toimintaa ja ohjasi tämän oppimista, sitä paremmat avaruudellisen hahmottamisen ja lukumäärän tunnistamisen taidot lapsella oli kolmevuotiaana. Oppimisen ohjaaminen, kuten myös lapsen sanaston laajuus, ennustivat lapsen suoriutumista esineen sijaintia koskevissa tehtävissä, ja itsenäisen toiminnan tukeminen puolestaan ennusti suoriutumista vaativammissa esineen kokoa, muotoa ja lukumäärää koskevissa tehtävissä. Äidin emotionaalisen tuen merkitys ennustajana oli vähäinen, kun kognitiivisen ohjauksen ulottuvuudet olivat mukana mallinnuksissa. 

Toisessa osatutkimuksessa selvitettiin äidin kognitiivisen ohjauksen ja varhaiskasvatukseen osallistumisen määrän kauaskantoisia yhteyksiä lapsen matemaattisiin taitoihin. Tulokset kahden varhaisen toimintaympäristön vaikutuksista osoittivat, että äidin itsenäisen toiminnan tuki ja oppimisen ohjaus leikkitilanteessa lapsen ollessa yksivuotias ennustivat avaruudellisen hahmottamisen ja lukumäärän tunnistamistaitojen kehittymistä kolmannesta neljänteen ikävuoteen, kun varhaiskasvatuksen määrä oli mukana mallinnuksissa. Kognitiivisen ohjauksen ulottuvuuksista vain äidin itsenäisen toiminnan tuki ennusti vaihtelua matematiikan arvosanassa ja yleisessä koulumenestyksessä yhdeksännellä luokalla. Varhaiskasvatuksen määrä kolmen ensimmäisen, toisin kuin neljän ensimmäisen, ikävuoden aikana oli positiivisessa yhteydessä lapsen lukumäärän tunnistamistaitoihin ja niiden kehittymiseen. Varhaislapsuudessa arvioidut taidot eivät ennustaneet koulumenestystä matematiikassa. 

Kolmannessa osatutkimuksessa lavennettiin kotiympäristön vaikutusten tutkimista huomioimalla äidin lisäksi isän ja lapsen vuorovaikutus, kun samalla rakenneyhtälömallinnuksissa pidettiin mukana varhaiskasvatuksen määrä. Äitien ja isien ohjausvuorovaikutuksen rakenteellista ja toiminnallista samankaltaisuutta tutkittiin invarianssitestauksilla. Äitien ja isien itsenäisen toiminnan tukemisen faktorirakenteet olivat samanlaiset samoin kuin oppimisen ohjauksen faktorirakenteet pientä poikkeusta lukuun ottamatta, mikä tarkoittaa, että vanhempien kognitiivinen ohjaus oli laadullisesti hyvin samanlaista. Keskiarvo- ja varianssivertailut osoittivat vanhempi–lapsi-vuorovaikutuksessa määrällisiä samankaltaisuuksia ja eroavaisuuksia. Äidit ohjasivat lapsensa oppimista leikin aikana keskimäärin enemmän kuin isät, mutta lapsen itsenäisen toiminnan tukemisessa äitien ja isien välillä ei havaittu eroja. Äitien ryhmässä vaihtelu itsenäisen toiminnan tukemisessa oli suurempaa kuin isien ryhmässä, kun taas isien ryhmässä oppimisen ohjaamisessa esiintyi suurempaa vaihtelua kuin äitien ryhmässä. 

Rakenneyhtälömallinnuksissa analysoitiin kummankin vanhemman kognitiivisen ohjauksen vaikutuksia lapsen ollessa kaksivuotias lapsen esimatemaattiseen kehitykseen. Perhetason toiminnallisessa tarkastelussa vanhemman sukupuolella näytti olevan ikäsidonnaisia vaikutuksia siten, että äidin ja lapsen vuorovaikutuksella oli yhteys lapsen taitoihin kolmevuotiaana ja isän ja lapsen vuorovaikutuksella vasta neljävuotiaana. Invarianssitestaukset osoittivat kuitenkin, että sekä äidin että isän vanhempi–lapsi-vuorovaikutus oli yhteydessä lapsen taitoihin molemmilla ikätasoilla. Vanhempien kognitiivisen ohjauksen yhteydet olivat samankaltaisempia lapsen lukumäärän tunnistamistaitoihin, kun taas yhteydet avaruudellisen hahmottamisen taitoihin liittyivät enemmän vanhemman sukupuoleen. Mitä taitavammin kumpikin vanhempi tuki lapsensa itsenäistä toimintaa ja ohjasi lapsen oppimista leikkitilanteessa, sitä paremmat avaruudellisen hahmottamisen ja lukumäärän tunnistamisen taidot lapsella oli kolme- ja neljävuotiaana. Varhaiskasvatuksen määrä kolmen ensimmäisen ikävuoden aikana oli positiivisessa yhteydessä lapsen lukumäärän tunnistamistaitoihin, kun kummankin vanhemman vaikutus oli kontrolloitu. 

Mallinnukset osoittivat, että äidin koulutus oli epäsuorasti yhteydessä lapsen esimatemaattisten taitojen kehitykseen. Mitä enemmän äideillä oli koulutusta, sitä taitavampia he olivat kognitiivisessa ohjaamisessa, mikä puolestaan ennusti positiivisesti vaihtelua lapsen esimatemaattisissa taidoissa ja yhdeksännen luokan matematiikan arvosanassa sekä yleisessä koulumenestyksessä. Kun huomioitiin molemmat vanhemmat sekä äidin että isän koulutusvuosien määrällä oli positiivinen yhteys vanhemman taitoon tukea lapsen itsenäistä toimintaa ja isän koulutusvuosilla lapsen esimatemaattisiin taitoihin. Kummankaan vanhemman koulutus ei ennustanut lapsen varhaiskasvatukseen osallistumisen määrää. Lapsen sukupuoli ei ollut yhteydessä matemaattisiin taitoihin millään ikätasolla. 

Väitöskirjan tuloksia vanhempien vuorovaikutuksen laadun ja varhaiskasvatuksen määrän vaikuttavuudesta voidaan hyödyntää lastentarhanopettajakoulutuksen ja suomalaisen varhaiskasvatuksen kehittämistyössä, kun tavoitteena on luoda optimaaliset edellytykset lasten matemaattisten taitojen kehittymiselle. Päätöksentekijöiden ja palveluntarjoajien tulisi tieteellisten todisteiden perusteella kiinnittää entistä enemmän huomiota alle kolmivuotiaiden lasten varhaiskasvatukseen osallistumisen suotuisiin vaikutuksiin.