Международное исследование качества математического и естественнонаучного образования

Международное исследование качества математического и естественнонаучного образования (The Trends in International Mathematics and Science Study, TIMSS) — это периодическое мониторинговое исследование качества и тенденций развития математического и естественнонаучного направления национальных систем образования. Позволяет сравнить уровень и качество математической и естественнонаучной подготовки учащихся средней школы в разных странах мира, а также выявить и сравнить изменения, происходящие в национальных системах образования. Осуществляется Международной Ассоциацией по оценке учебных достижений (International Association for the Evaluation of Educational Achievements, IEA) в консорциуме с ведущими международными научными организациями, при участии национальных центров. Международным координационным центром исследования является Бостонский колледж (International Study Center, Boston College), США.

Исследование проводится начиная с 1995 года, четырёхлетними циклами, и считается одним из наиболее представительных международных исследований в области среднего образования. Число стран, охваченных программой исследования, постепенно увеличивается. В России данное исследование осуществляется Центром оценки качества образования Института содержания и методов обучения Российской Академии образования (ИСМО РАО) при участии Министерства образования и науки Российской Федерации, Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки, а также органов управления образованием регионов, участвующих в исследовании. Россия принимала участие во всех циклах программы TIMSS. Результаты проведённых исследований стали предметом дополнительного анализа, который провели коллективы Российской Академии образования, Федерального института развития образования и других организаций. Рекомендации и материалы, разработанные в процессе анализа, использовались при разработке государственных стандартов второго поколения, а также ряда измерителей образовательных достижений.

Целью исследования является сравнительная оценка общеобразовательной подготовки учащихся средней школы по математике и естествознанию в странах с различными системами образования, и выявление факторов, влияющих на уровень этой подготовки. Исследование проводится таким образом, что его результаты позволяют отслеживать тенденции в математическом и естественнонаучном направлениях образования каждые четыре года, когда учащиеся 4-х классов становятся учащимися 8-х классов. Дополнительно изучаются особенности содержания математического и естественнонаучного образования в странах-участницах исследования, особенности учебного процесса, а также факторы, связанные с характеристиками образовательных учреждений, преподавателей, учащихся и их семей.

Методологической основой исследования является концептуальная модель оценки образовательных достижений учащихся, позволяющая проводить анализ взаимосвязи планируемого и реализуемого уровней образования с одной стороны и достигнутым уровнем образования (результатами обучения) с другой стороны.

В рамках данной модели образование рассматривается с позиции трёх уровней:

Исследование проводится в соответствии с едиными для всех стран-участниц инструкциями, разработанными Международным координационным центром. Все этапы исследования (от формирования выборки участников исследования, перевода и адаптации его инструментария, проведение тестирования и анкетирования до проверки и обработки данных) осуществляются под непосредственным контролем международных экспертов. В каждой стране назначается Национальный координатор исследования, который определяется в рамках Соглашения о сотрудничестве в области образования между министерством образования страны-участницы и Международной ассоциацией по оценке образовательных достижений. Тем самым страна гарантирует доступность соответствующей инфраструктуры и ресурсов для проведения сравнительного исследования.

В качестве основы для разработки инструментария исследования используется специальный рамочный документ «TIMSS Assessment Frameworks and Specifications», в котором определены общие подходы к оценке образовательных достижений обучающихся по предметам естественно-математического цикла и разработке тестовых заданий, описаны виды познавательной деятельности, которые должны продемонстрировать учащиеся при выполнении заданий, перечислены основные факторы, характеризующие учащихся, преподавателей и образовательные учреждения, для анализа которых собирается информация в процессе анкетирования, приведены примеры заданий. При проведении максимально объективного тестирования, на основе которого сравниваются образовательные достижения учащихся разных стран, необходимо учитывать особенности систем образования в странах-участницах исследования. В связи с этим указанный документ разрабатывается специально организованной группой экспертов из стран-участниц и затем проходит экспертизу на соответствие проверяемого содержания учебным программам стран-участниц. Это делается для того, чтобы по результатам международного сравнения страны могли выявить сильные и слабые стороны математического и естественнонаучного образования в своих странах.

Инструментарий исследования включает:

• тесты достижений учащихся;
• анкеты респондентов (учащиеся и преподаватели, администрация учебного заведения, национальный координатор и международный наблюдатель за качеством проведения исследования);
• методический комплекс (руководства для национальных и школьных координаторов по организации и проведению исследования, формированию выборки, проведению тестирования, проверке заданий со свободными ответами, вводу данных);
• программный комплекс (международная и национальная базы данных школ, классов и учащихся, результатов исследования).

Основным компонентом исследования являются блоки тестов, которые разрабатываются на основе следующих принципов:

• адекватный охват проверяемого содержания и видов учебно-познавательной деятельности;
• максимальное соответствие их содержания изучаемым материалам стран-участниц;
• значимость проверяемого учебного материала с точки зрения развития математического и естественнонаучного образования;
• соответствие заданий возрастным особенностям учащихся;
• соответствие заданий требованиям, предъявляемым к массовым научным исследованиям;

При оценке образовательных достижений по математике используются задания различного типа (с выбором ответа, с кратким и полным развёрнутым ответом, практические задания). Задания разрабатываются по следующим темам: числа, алгебра, измерения, геометрия, работа с данными. Оцениваются следующие навыки: знания фактов и процедур, использование понятий, решение рутинных проблем, анализ, выдвижение гипотез, оценка, доказательства и другие.

При оценке образовательных достижений по естествознанию также используются задания различного типа (с выбором ответа, с кратким и полным развёрнутым ответом, практические задания). Задания разрабатываются по следующим темам: Биология. Химия, Физика, География, Окружающая среда. Оцениваются следующие навыки: знания фактов, концептуальное понимание, аналитические способности, умение обобщать, планировать, изучать и другие.

Дополнительное анкетирование, которое проводится в процессе исследования, предоставляет возможность сбора контекстной информации относительно социально-демографических характеристик учеников и преподавателей, организации учебного процесса по предметам естественно-математического цикла с точки зрения администрации учебных заведений, преподавателей, учащихся и их родителей, социального статуса семей учащихся, типа школы, учебных стандартов и требований, предъявляемых к общеобразовательной подготовке.

Объективность полученных результатов исследований образовательных достижений учащихся имеет прямую зависимость от проведения процедуры представительной выборки непосредственных её участников. Качественная представительная выборка участников исследования проводится согласно плану Международного координационного центра. Обязательным условием участия страны в исследовании является соответствие характеристик обследуемой совокупности требованиям Стандарта TIMSS.

Страна с большой территорией делится на страты, которые соответствуют административному делению государства. Для осуществления выборки страт собирается информация о численности учащихся исследуемой совокупности каждого региона. Сводный список регионов и школ составляется с указанием количества учащихся. Международный координационный центр посредством вероятностно-пропорционального метода проводит отбор не менее 150 школ-участниц от каждой страны. Отобранным школам присваивается четырёхзначный идентификационный номер. Одновременно определяются школы, которые могут заменить отобранные учреждения среднего образования в случае нарушения репрезентативности выборки (вследствие непредвиденных обстоятельств). Для каждой из школ определяется по две заменяющих.

В целях обеспечения сопоставимости результатов исследования в разрезе каждой страны-участницы обязательным является участие не менее 85% запланированного числа учащихся отобранных классов. Каждое действие в формировании выборки учащихся фиксируется в специальных формах, которые направляются в координационный центр TIMSS. Обследуемый контингент исследования — учащиеся 4-х и 8-х классов общеобразовательных учреждений страны составляет его генеральную совокупность. Из общего списка учащихся 4-х и 8-х классов, представленного страной, отбираются по 400 учащихся на 10 вариантов теста (по 4000 учащихся начальной и средней школы). Учащиеся, попадающие под исключение, относятся к исключённой совокупности. Оставшийся контингент участников составляет исследуемую совокупность.

TIMSS (Международное исследование качества математического и естественно-научного образования)

В рамках исследования TIMSS оценивается общеобразовательная подготовка учащихся 4 и 8 классов по математике и естественно-научным предметам, а также подготовка учащихся 11 классов по углубленным курсам математики и физики.

Циклы исследования TIMSS: 1995, 1999, 2003, 2007, 2011, 2015, 2019, 2023.

Краткая информационная справка об исследовании TIMSS (PDF, 1274 Kb)

Общее количество стран-участниц в исследовании TIMSS

Цикл исследования

Общее количество стран-участниц

TIMSS-1995

TIMSS-1999

TIMSS-2003

TIMSS-2007

TIMSS-2011

TIMSS-2015

TIMSS-2019

Количество стран-участниц в исследовании TIMSS

Цикл исследования

Класс

Общее количество

стран-участниц

TIMSS-1995*

TIMSS-1999

TIMSS-2003

TIMSS-2007

TIMSS-2011

TIMSS-2015

47 стран мира
(естественно-научная грамотность)

49 стран мира
(математическая грамотность)

* В исследовании TIMSS-1995 принимали участие учащиеся 7 и 8 классов.

Результаты Российской Федерации в исследовании TIMSS

Количество баллов РФ

(по 1000-балльной шкале)

Класс

Направление исследования

TIMSS-1995*

TIMSS-1999

TIMSS-2003

TIMSS-2007

TIMSS-2011

TIMSS-2015

TIMSS-2019

Что такое исследование TIMSS, где московские школьники заняли лидирующие позиции

На днях были объявлены итоги международного исследования качества образования по естествознанию и математике, где московские школьники показали очень высокие результаты. Что это за исследование и для чего оно вообще нужно, «Мелу» рассказала Елена Камзеева, начальник отдела Московского центра качества образования.

Что такое TIMSS и зачем его проводят

Исследование TIMSS — это международное сравнительное исследование качества математического и естественно-научного образования, которое проводит международная ассоциация IEA. Цель исследования — оценить уровень подготовки учащихся 4-х и 8-х классов по математике и естественным наукам, а также сравнить образовательные системы мира.

Исследование проводится с 1995 года каждые 4 года. В 2019 году прошел седьмой цикл исследования. В нем приняли участие 64 страны и 8 отдельных территорий/регионов, включая Москву, которая первый раз здесь выступала как самостоятельный субъект. Участниками от Москвы стали около 9 тысяч учащихся из 154 московских школ.

В рейтинге результатов четвероклассники Москвы заняли по естествознанию первую позицию (вместе с Сингапуром), а по математике получили пятый результат наряду с четвероклассниками Японии.

Учащиеся 8-х классов продемонстрировали четвертый результат по естественным наукам (биология, физика, химия, наука о Земле) и шестой результат по математике.

Высокие результаты показывают какие-то специальные, «одаренные» дети?

Нет, тут важно отметить высокую плотность результатов Москвы (у нас очень мало школьников с низкими результатами — всего 4%), минимальный порог математической и естественно-научной подготовки у нас преодолели 100% четвероклассников и почти все восьмиклассники (98–99%). В среднем по странам этот показатель составляет 85–87%.

Такие отличные результаты столичные школьники демонстрируют не впервые. По итогам международного исследования PISA 2018 года они входят в тройку лучших в мире по читательской грамотности, по математической — в пятерку, а по уровню естественно-научной грамотности — в шестерку. Кроме того, юные москвичи в мировых лидерах по компьютерной грамотности. Они заняли второе место в международном исследовании компьютерной и информационной грамотности ICILS 2018. А в 2016 году (напомню) были мировыми лидерами по читательской грамотности четвероклассников.

Читайте также:

PIRLS, TIMSS, PISA: что это за исследования, в которых участвуют школьники из России

Серьезных успехов столичные школьники достигают благодаря тому, что в Москве всем учащимся обеспечены равные возможности для получения качественного образования.

Ежегодно увеличивается количество предпрофессиональных классов, открываются современные образовательные площадки и новые школы. Школы оснащены высокотехнологичным оборудованием.

По результатам исследования (анкетирования администрации школ) по обеспеченности ресурсами и кадрами для организации учебного процесса в 4-х классах школы Москвы находятся на втором месте в мире после Республики Корея, а в 8-х классах входят в тройку лидеров.

«Результаты TIMSS и московская образовательная практика опровергли устоявшиеся штампы о том, что к подростковому возрасту у детей появляется многообразие далеко не учебных интересов, и поэтому учебная мотивация пропадает. Источники успешности московских школьников в том, что система образования города предоставляет им разнообразие видов деятельности. При этом Москва за последние 10 лет, практически не провозглашая и не акцентируя это в лозунгах, пришла к деятельностной педагогике от вербальной и репродуктивной. Разумеется, для этого нужны были ресурсы, условия, воля. Ресурсы и условия — это реализация принципа интеграции основного и дополнительного образования. Я имею в виду бесчисленное разнообразие кружков, которые позволяют юным жителям столицы совершать пробы своих способностей и интересов, а это влечет за собой потребность в узнавании чего-то нового. И в итоге очень важно, что не исчезает то, с чем дети приходят в начальную школу, — жажда познания. Ну и самое главное — это изменение и качественный профессиональный рост гигантской когорты московских учителей».

Ефим Рачевский, директор московской школы № 548, народный учитель России

Как проходят такие исследования?

В ходе исследования школьники выполняют тесты и заполняют анкеты, дополнительно специальные анкеты заполняют учителя, администрация школы и родители (для четвероклассников).

Анкетирование позволяет понять, какие факторы влияют на результаты обучения: наличие у школ технических и учебных ресурсов, дисциплина в школе и технологии обучения, вовлеченность учащихся в учебный процесс и общее понимание роли наук, социально-экономическое положение семьи и дошкольная подготовка.

Равные условия соблюдаются как на уровне стран — участниц исследования, так и на уровне отдельных детей, принимающих участие в тестировании и анкетировании.

Международный центр с помощью специальных программ для каждой страны или территории/региона отбирает из общего списка школы для участия, затем случайным образом в этих школах отбирается класс для участия. Тестирование проходит в присутствии внешних наблюдателей и строго в соответствии с международной инструкцией. Обезличенные работы детей проверяются независимыми экспертами.

Как мы планируем работать с результатами исследования

Любые международные сравнительные исследования качества образования — это не соревнования, не Олимпийские игры… Эти исследования представляют собой очень важный инструмент, который позволяет сравнить образовательные системы мира и найти оптимальные пути их совершенствования/развития.

Читайте также:

«Наших выпускников зовут в Google и Facebook, а мы боремся, чтобы они оставались в ИТМО»

Конечно, мы очень гордимся результатами наших учащихся, но пребывать в эйфории ни в коем случае не собираемся. По результатам исследования мы видим, где наши позиции недостаточно сильны. А значит, мы понимаем, в каком направлении двигаться (например, как развивать учебные программы), чтобы выпускники московских школ были востребованными специалистами в высокотехнологичном мире.

Наша главная задача — обеспечить качественное образование для всех московских школьников. На сегодня международные исследования подтверждают, что мы движемся в верном направлении.

Фото: Rido, Syda Productions / Shutterstock

При подготовке материала использовались источники:
https://gtmarket.ru/research/timss
https://fioco.ru/timss
https://mel.fm/ucheba/shkola/8340169-timss