7 - Læring i realfag – resultater fra TIMSS og PISA

7.1 Elevenes prestasjoner i matematikk og naturfag

Måling av utvikling over tid i PISA og TIMSS

Både PISA- og TIMSS-undersøkelsen er laget slik at det er mulig å følge elevenes prestasjoner over tid, fra én gjennomføring til den neste. Begge studiene har skalaer hvor det internasjonale gjennomsnittet er 500.

Ved at studiene har skalaer i samme størrelsesorden, er det også mulig å se utvikling over tid på tvers av studiene. Resultater fra TIMSS og PISA er likevel ikke direkte sammenlignbare. Dette skyldes flere forhold, blant annet at det er ulike land som inngår i de internasjonale fordelingene som skalaene er basert på. Videre er innholdet i og utformingen av undersøkelsene basert på ulike rammeverk. Undersøkelsene tester dermed ulike kunnskaper og ferdigheter hos elevene. Til sist gjøres utvalgene i de to undersøkelsene ulikt, og de måler ulike aldersgrupper.

Norge deltar i flere internasjonale undersøkelser som gir nyttig kunnskap om elevers læring. I 2015 deltok Norge i PISA, TIMSS og TIMSS Advanced. Undersøkelsene kartlegger elevers kompetanse i matematikk og naturfag. I tillegg gir undersøkelsene innsikt i hvordan elevene opplever undervisningen, og hvordan lærerkompetanse, undervisningspraksis og motivasjon påvirker elevers faglige prestasjoner.

Norge har deltatt i de internasjonale studiene TIMSS og PISA helt siden de startet opp i henholdsvis 1995 og 2000. Utviklingen til norske elevers prestasjoner i matematikk og naturfag fram til i dag viser at de svakeste prestasjonene fant sted i de første målingene. Utover 2000-tallet har det imidlertid vært en positiv utvikling, om enn noe varierende etter hvilket fag og trinn det er snakk om.

Stor fremgang i matematikk på barnetrinnet

Siden 2003 har prestasjonsnivået i matematikk blitt betydelig bedre både på barne- og ungdomstrinnet, viser TIMSS-undersøkelsen. Den største framgangen er på 4. trinn, der den gjennomsnittlige økningen i prestasjoner fra 2003 til 2011 er på hele 44 poeng. Det tilsvarer omtrent ett års progresjon. Fra 2011 til 2015 er det imidlertid ikke signifikante endringer på 4. trinn. På 8. trinn har det vært en jevn og signifikant framgang fra 2003 til 2015 (figur 7.1)

Figur 7.1 Resultater i matematikk for elever på 4. og 8. trinn. 1995–2015. Gjennomsnittlig skår.

figur-7-1-resultater-i-matematikk-for-elever-pa-4-og-8-trinn-1995-2015-gjennomsnittlig-skar

Kilde: IEA 2016 (TIMSS)

PISA-undersøkelsen har målt utviklingen i norske elevers prestasjoner i matematikk siden 2003, da matematikk var hovedområde for første gang. Resultatene viser at de norske elevene presterer signifikant bedre i matematikk i 2015 enn i 2012 (figur 7.2). Fra 2003 til 2015 endret derimot ikke resultatene i matematikk seg signifikant.

Figur 7.2 Resultater i matematikk for 15-åringer. 2003-2015. Gjennomsnittlig skår.

figur-7-2-resultater-i-matematikk-for-15-aringer-2003-2015-gjennomsnittlig-skar

Kilde: OECD 2016 (PISA)

Fremgang i naturfag på barnetrinnet, men ikke på ungdomstrinnet

I perioden 2003 til 2011 har det vært en gradvis forbedring i elevenes prestasjoner i naturfag på 4. trinn, viser TIMSS-undersøkelsen. Fra 2011 til 2015 er det ingen signifikant endring i resultatene. På 8. trinn var det nedgang i resultater fram til 2007, og siden har det kun vært små endringer i naturfagsresultatene.

Figur 7.3 Resultater i naturfag for elever på 4. og 8. trinn. 1995–2015. Gjennomsnittlig skår.

figur-7-3-resultater-i-naturfag-for-elever-pa-4-og-8-trinn-1995-2015-gjennomsnittlig-skar

Kilde: IEA 2016 (TIMSS)

I PISA var naturfag hovedområdet for første gang i 2006, og igjen i 2015. Trenden i naturfag måles derfor fra 2006. Norske 15-åringers prestasjoner i naturfag har hatt en svak, men signifikant fremgang fra 2006 til 2015 (figur 7.4). Den største fremgangen i prestasjoner i naturfag skjedde fra 2006 til 2009, mens det har vært få endringer fra 2009 til 2015.

Figur 7.4 Resultater i naturfag for 15-åringer. 2006-2015. Gjennomsnittlig skår.

figur-7-4-resultater-i-naturfag-for-15-aringer-2006-2015-gjennomsnittlig-skar

Kilde: OECD 2015 (PISA)

To store internasjonale utvalgsundersøkelser: PISA og TIMSS

PISA administreres av OECD. TIMSS administreres av IEA.

Målgruppe:

  • PISA retter seg mot 15-åringer. De fleste elevene som er med i undersøkelsen i Norge går på 10. trinn. Og noen få går på Vg 1.
  • TIMSS retter seg mot elever på 4. og 8. trinn.

Hva måles?

  • PISA måler elevers kompetanse i lesing, matematikk og naturfag. Ett av områdene er hovedtema i hver undersøkelse, men alle områdene er med hver gang. Undersøkelsen ligger nært opp til de norske læreplanene. Det overordnede formålet er å vurdere hvor godt skolesystemene i ulike land forbereder elevene til videre skolegang, studier, arbeidsliv og aktiv og reflektert deltakelse i samfunnet.
  • TIMSS måler elevers kompetanse i matematikk og naturfag, og innholdet i studien er basert på deltakerlandenes læreplaner i disse fagene. Et viktig formål med TIMSS er å gi informasjon om elevenes prestasjoner i skolefagene matematikk og naturfag.
  • PISA og TIMSS måler også elevers holdning til og oppfatning av undervisningen, trivsel og skole- og læringsmiljø, læreres kompetanse og vurderinger av egen undervisning.

Syklus:

  • PISA gjennomføres hvert tredje år og ble for første gang gjennomført i 2000.
  • TIMSS gjennomføres hvert fjerde år og ble gjennomført for første gang i 1995.

Deltakelse:

  • I PISA 2015 deltok 72 land, inkludert alle OECD-landene.
  • I TIMSS 2015 deltok 57 land fra alle verdensdeler.

TIMSS Advanced

I TIMSS Advanced 2015 deltok ni land. Det er tredje gang denne studien gjennomføres, og den har tidligere blitt gjennomført i 1995 og 2008. TIMSS Advanced måler kompetansen til elever som tar full fordypning i matematikk og fysikk på videregående nivå. I Norge dreier det seg om Vg3-elever som tar matematikk R2 og fysikk 2. Et viktig formål med undersøkelsen er å kartlegge realfagsspesialtistenes kompetanse ved endt obligatorisk utdanningsløp.

Målgruppen er endret i TIMSS 2015

Hovedregelen i TIMSS er at studien gjennomføres mot slutten av 4. trinn og 8. trinn. På grunn av tidlig skolestart i Norge har elevene vært blant de yngste i undersøkelsen, og ett år yngre enn elever på samme klassetrinn i de andre nordiske landene. For bedre å kunne sammenligne Norge med de andre nordiske landene, ble Norges hovedmålgruppe endret fra 4. og 8. til 5. og 9. trinn fra og med 2015. For å kunne måle utviklingen i elevenes kompetanse inkluderer 2015-studien også 4. og 8. trinn. Utdanningsspeilet benytter derfor 4. og 8. trinn i omtale av utviklingen over tid.