A matematika- és természettudomány-oktatásról – TIMSS 2007

A 2008 decemberében Bostonban tartott nemzetközi sajtótájékoztatóval lezárult a TIMSS-vizsgálatok negyedik ciklusa. A TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study) oktatáskutatási céllal szerveződő méréssorozat, amely négyéves ciklusokban vizsgálja a világ immár 59 országában a 4. és 8. évfolyamos diákok matematikai és természettudományi tudását. A mérés voltaképpeni feladata, hogy a matematika- és a természettudomány-oktatás fejlesztése érdekében a diákok eredményén keresztül összehasonlító adatokat szolgáltasson a különböző országok oktatásának aktuális állapotáról.

A TIMSS az IEA (International Association for the Evaluation of Educational Achievement) vizsgálata, amely nemzetközi kutatóintézetek és kormányhivatalok együttműködésén alapuló független nemzetközi szervezet. A mérés szakmai megvalósításáért és nemzetközi szintű koordinálásáért a Boston College ISC (International Study Center) a felelős.

A TIMSS 2007 mérésben a világ 59 országának mintegy 425 ezer diákja vett részt, közöttük 5221 negyedik évfolyamos és 5315 nyolcadik évfolyamos magyar tanuló.

A matematikai és természettudományi kérdéseket vegyesen tartalmazó tesztfüzetek kitöltése mellett a tanulók, a matematikát és a természettudományi tantárgyakat oktató tanárok, valamint a felmérésben részt vevő iskolák igazgatói háttérkérdőíveket töltöttek ki, amelyekben többek között a diákok családi, iskolai körülményeire, tanulási szokásaira, tantárgyakhoz fűződő viszonyára, a tanári munka szakmai vonatkozásaira, valamint az iskolai-tanulási klímára és a tanítás egyéb feltételeire vonatkozó kérdések szerepeltek.

Jelen írásunkban röviden ismertetjük és értelmezzük a mérés eredményeit, bemutatjuk a diákok eredményét befolyásoló legfontosabb tényezőket, valamint a magyarországi matematika- és a természettudomány-oktatás néhány egyedi vonását.

Eredmények

A magyar diákok hagyományosan jó eredményeket érnek el a TIMSS-vizsgálatban. A mérés összes ciklusában a nemzetközi átlagnál jobb eredményük volt matematikából és természettudományból is. A 8. évfolyamos magyar tanulók 1995 óta a közvetlen élmezőnyben szerepeltek, de a 4. évfolyamosok is az országok legjobb harmadához tartoztak mindkét területen. Ezek a hagyományok folytatódtak a TIMSS 2007 mérésben is.

A mérésben a távol-keleti országok teljesítettek legjobban. Matematikából a 4. évfolyamosok körében Hongkong és Szingapúr kiemelkednek az országok sorából (1. ábra). Eredményük az 500 pontos skálaátlagánál egyszórásnyival – kb. 100 ponttal – magasabb. A magyar tanulók 510 pontos eredménye szignifikánsan magasabb az 500 pontos nemzetközi átlagnál. Tizenhárom országnak jobb az eredménye, mint Magyarországé (a korábban említett két országon kívül többek között Tajvané, Japáné, Oroszországé, Angliáé, Lettországé, Hollandiáé, az Egyesült Államoké, Németországé). Öt ország teljesítménye statisztikai értelemben nem mutat jelentős eltérést a magyar tanulókétól (ezek Ausztrália, Olaszország, Ausztria, Svédország, Örményország), 17 ország (többek között Szlovákia, Csehország, Norvégia) átlageredménye pedig elmarad a magyar tanulók eredményétől.

A matematikához hasonlóan a természettudományban is négy távol-keleti ország – Szingapúr (587), Tajvan (557), Hongkong (554) és Japán (548) – érte el a legjobb eredményt a 4. évfolyamon (2. ábra). Szingapúr még közülük is kiemelkedik, hiszen diákjainak átlagteljesítménye a mérésben részt vevő valamennyi országénál szignifikánsan jobb. A magyar tanulók 536 pontos eredménye a legjobbak között van, statisztikai értelemben is magasabb pontszámot csak az említett távol-keleti országok értek el. Az 500 pontos nemzetközi átlagnál gyengébb eredménye a fejlett európai országok közül csak Norvégiának volt (477 pont).

A 8. évfolyamon matematikából Tajvan, Korea és Szingapúr eredménye emelkedett ki (3. ábra). Átlagpontszámuk közel 100 ponttal (egyszórásnyival) magasabb volt a TIMSS-skálaátlagnál (598, 597, 593). Szintén kitűnő átlageredményt ért el az előző méréshez képest is a 32 pontnyit javuló Hongkong, valamint Japán is (572, 570 pont). A nyolcadikos magyar tanulókénál jobb matematikaeredményük csak ezeknek a távol-keleti országoknak volt. A magyar tanulókétól (517 pont) nem tér el számottevően az angol, az orosz és az amerikai diákok tudása, ugyanakkor szignifikánsan jobban teljesítettek a többi részt vevő ország, többek között Litvánia, Csehország, Szlovénia, Ausztrália és Svédország 8. évfolyamos tanulóinál.

A 8. évfolyam természettudományi mérésében is négy távol-keleti ország – Szingapúr (567), Tajvan (561), Japán (554) és Korea (553) – eredménye volt a legjobb (4. ábra). Eredményük több mint 50 ponttal haladja meg a TIMSS-skálaátlagát. A magyar diákok 539 pontos teljesítménye Angliával, Csehországgal és Szlovéniával együtt a legjobb volt az európai országok között, és mindössze a négy legjobb eredményt elért távol-keleti ország mögött maradtak el szignifikánsan.

Trendek

A 2007-es mérésben a 4. évfolyamon 23 olyan ország volt, amely valamelyik korábbi ciklusban is részt vett, s így 2007-es eredménye összehasonlítható az 1995-ös, a 2003-as vagy mindkét ciklusban elért eredményeivel.

A negyedikes matematikaeredményeket vizsgálva az állapítható meg, hogy az 1995 és 2007 között eltelt 12 év alatt nyolc ország tanulóinak átlageredménye javult. A legnagyobb a változás Angliában (57 pont), Hongkongban (50 pont), valamint Szlovéniában (40 pont) történt. Ebben a három országban az eredmény javulása töretlen volt a négy mérési ciklusban. Négy ország matematikaeredményei jelentősen romlottak az 1995–2007 közötti időszakban, a legnagyobb mértékben Csehországban (54 pont) és Ausztriában (25 pont). A 4. évfolyamos magyar tanulók eredménye 2007-ben a 2003-as és az 1995-ös eredményekhez képest is gyengébb lett. Az 1995-ös és 2003-as eredmények közötti hétpontos növekedés nem volt statisztikailag jelentős, de a 2007-es átlageredmény a korábbiakhoz viszonyítva igazolhatóan gyengébb, az 1995-ös átlagnál 12 ponttal, a 2003-as átlageredménynél 19 ponttal.

Természettudományból 2007-ben a 4. évfolyamon hét országnál tapasztalható számottevő teljesítményjavulás az 1995-ös, legelső méréshez képest. Közülük öt ország – Szingapúr, Hongkong, Lettország, Szlovénia és Irán – eredményének javulása a teljes 12 éves időszakban töretlen volt, és összességében jelentős mértékű (46–63 képességpontnyi). Magyar­ország az egyike annak a nyolc országnak, ahol a 4. évfolyamos diákok természettudomány-eredménye javult 1995 és 2007 között. Hazánk esetében a 28 pontos javulás érdemi része az 1995–2003 közötti időszakra tehető. A 2003-as és 2007-es eredmény közötti 6 pontos különbség a mérések hibahatárán belül van. Öt ország – Japán, Ausztria, Csehország, Skócia és Norvégia – eredménye szerényebb mértékben, de 5–27 ponttal gyengébb lett.

A 8. évfolyamon 36 részt vevő országnak van legalább két mérési eredménye 1995 és 2007 között. A legjelentősebb javulás – 47 pontnyi – Kolumbiában történt, emellett 2007–­ben magasabb átlageredményt értek el például Litvánia (34 pont), Korea (17 pont) és Anglia (16 pont) tanulói is. Tíz országban lett gyengébb a tanulók átlageredménye az 1995-ös eredményekhez viszonyítva, köztük a magyar tanulóké is. A legnagyobb csökkenés Bulgáriában (63 pont), Svédországban (48) és Csehországban (42 pont) tapasztalható. A magyar diákok eredménye 1995 és 2003 között gyakorlatilag nem változott, 2007-re azonban mindhárom korábbi ciklushoz képest szignifikánsan csökkent (2003-hoz képest 12, 1999-hez képest 15, 1995-höz képest 10 ponttal).

A 8. évfolyam természettudomány-eredményei kevesebb országban és kisebb mértékben változtak, mint a 4. évfolyaméi. Az 1995–2007 közötti időszakban Korea (+7), Szlovénia (+24), Hongkong (+10), Litvánia (+55) és Kolumbia (+50) eredményei javultak, és csak három ország: Norvégia (–28), Csehország (–16) és Svédország (–42) eredményében érzékelhető visszaesés. A magyar diákok eredménye a 12 év egészét tekintve nem változott számottevően.

Az eredményt befolyásoló legfontosabb tényezők

A mérés vizsgálja azokat a családi háttérrel, tanulói attitűddel, iskolai környezettel és oktatási módszerekkel kapcsolatos tényezőket is, amelyek hatást gyakorolhatnak a diákok matematika- és természettudomány-eredményeire. Segítségükkel lehetőség nyílik a különböző országok oktatáspolitikai és tantervi céljainak összehasonlítására is.

A vizsgált tényezők egy részének erős és közvetlen befolyása van a diákok eredményeire, tudására, társadalmon belüli esélyeire, míg más tényezőknek – például a tanulók matematikához és természettudományokhoz fűződő viszonyának, az iskolákon belül uralkodó légkörnek – nincs közvetlen és azonnal jelentkező hatásuk, hosszú távon azonban nem lebecsülhető a szerepük, különösen ha azt tapasztaljuk, hogy valamely mutató tekintetében az elmúlt másfél évtizedben kedvező vagy éppen kedvezőtlen változások következtek be.

A család kulturális és gazdasági háttere

A családi háttér valamennyi országban a legerősebb teljesítménymeghatározó tényező. A családi hátteret leíró háttérváltozók közül is kiemelkedik hatásával a tanulók szüleinek iskolai végzettsége. Ha a TIMSS-vizsgálatban részt vevő valamennyi diákot együtt vizsgáljuk, akkor azt látjuk, hogy a felsőfokú végzettségű szülők gyermekei várhatóan 67 képességponttal jobb eredményt érnek el, mint azok a diákok, akiknek szülei csak nyolc osztályt végeztek. A szülők eltérő végzettségéből származó esélykülönbségeket a magyar közoktatás nem tudja kellő mértékben kiegyenlíteni. Egy felsőfokú végzettséggel rendelkező magyar szülő 8. évfolyamos gyermeke matematikából várhatóan 563, természettudományból 577 pontot ért el a TIMSS 2007 vizsgálatban, míg a nyolc osztályt végzett szülők gyermekei csak 434, illetve 464 képességpontot. A várható 119, illetve 113 pontnyi különbség több mint másfélszerese egy felmért átlagos országénak. Hasonló, nemzetközi összehasonlításban is erős befolyást mutatott ki a szülők végzettségével kapcsolatban a PISA-mérés is. Mindebből két következtetés mindenképpen levonható:

A magyar közoktatásnak sokkal eredményesebbnek kell lennie a családi háttér különbségeiből adódó teljesítménykülönbségek csökkentésében.

A jövőben el kell érni, hogy minél több diák jusson el a közép- és felsőfokú okta­tásig, mert hosszú távon ez lehet a garancia a szociális és gazdasági különbségek csökkentésére.

Hazánkban a szülők iskolai végzettsége közötti különbségek jobbára jelentős szo­ciális és gazdasági különbségekkel párosulnak. Ezért a magyar diákok eredménye érzékenyeb­ben reagál minden más olyan háttérmutatóra is – például az otthoni számítógép-, inter­net-hozzáférés meglétére/hiányára –, amely szintén a családok anyagi helyzetének függvénye.

A tanterv és az éves óraszám

A magyar természettudományi tanterv markánsan különbözik a TIMSS-felmérésben részt vevő országok tanterveitől. A holland és a belga tantervekhez hasonlóan, az első négy évfolyamon csak kevés természettudományi témakörrel foglalkoznak a magyar iskolákban, és ezek a témakörök is döntően biológiai tárgyúak. A Fizikai világ^[1] tartalmi területe, amely a hagyományos tantervi felosztás szerint a fizika és a kémia tárgyköreit foglalja magában, lényegesen kisebb hangsúlyt kap, mint más országokban (1. táblázat).

1. táblázat: A tantervi témakörök aránya, 4. évfolyam (%)*
Ország	Élő világ	Fizikai világ	Földtudo-mány	Egyéb
Magyarország	58	11	19	13
Anglia	37	36	24	3
Lettország	40	24	25	11
Szingapúr	36	48	13	2
* Mivel a TIMSS saját adatbázisaiban néhány százalékadatot kerekített értékként adott meg, a táblázatban bizonyos soroknak nem 100% az összege.

A kevés témakörre kiterjedő tanterv logikus következményeképpen a magyar alsó tagozatos gyerekek a környezetismeret tantárgyon belül lényegesen kisebb óraszámban tanulják a természettudományokat (évi 56 órában), mint a legtöbb felmért országban. A 4. évfolyamos mérésben legjobb eredményt elért 10 ország közül Lettországra és Oroszországra jellemző még a nemzetközi átlagnál alacsonyabb éves óraszám. A fejlett nyugat-európai, távol-keleti és tengerentúli országokban jellemzően 70-106 órában tanítják a természettudományt 5. ábra.

A magyar matematika-tanterv tartalmi értelemben nem különbözik lényegesen attól a közösen megállapított tantervi bázistól, amelyet a felmérés tartalmi kerete leír, mégis a magyar diákok éves matematikaóráinak száma mindkét évfolyamon alacsonyabb a felmért országok átlagos óraszámánál, és lényegesen alacsonyabb a jó eredményt elért országok többségének óraszámánál is (5. ábra). A nemzetközi átlagnál jobb eredményt elért országok között mindkét évfolyamon hazánk tanítja a legalacsonyabb óraszámban a matematikát. Az alacsony óraszámhoz képest eredményeink nem rosszak, hiszen Norvégia, Csehország és Új-Zéland lényegesen nagyobb óraszám mellett is csak a mienknél gyengébb eredményre képes, ugyanakkor Anglia, az Egyesült Államok és Szingapúr esete azt példázza, hogy a matematikaoktatásra fektetett nagyobb hangsúly eredményes lehet. Szingapúrban és az Egyesült Államokban az elmúlt négy évben évi 29, illetve 24 órával növelték meg a matematikaórák számát a 4. évfolyamon.

5. ábra: Az évenkénti matematikaórák száma és az elért eredmény –
4. évfolyam, matematika

A természettudományokat integráltan, illetve tantárgyanként oktató országok éves óraszáma nehezen hasonlítható össze a TIMSS-vizsgálat adatai alapján. Azokban az országokban, amelyek önálló tantárgyként biológiát, fizikát, kémiát és földtudományt tanítanak, általában a 7. évfolyamon kezdődik e tárgyak oktatása, míg azokban az országokban, amelyekben általános és integrált természettudomány-oktatás folyik, a tanterv 3–6 éves időtartamban építkezik, így természetesen az évente betervezett óraszámok is alacsonyabbak.

Az mindenesetre szembetűnő, hogy a fejlett európai, távol-keleti és a tengerentúli angol­szász országok a 8. évfolyamig ma már túlnyomórészt integráltan oktatják a természet­tudományt, és ez a gyakorlat eredményesnek is tekinthető. Tizenhét ország ért el a mérés átlagánál jobb eredményt, és közülük tizenkettő integrált rendszerben oktat.

Attitűd

A vizsgálat három állításhoz való viszonyulásuk alapján három kategóriába sorolta a diákokat aszerint, hogy mennyire viszonyulnak pozitívan a természettudományhoz, illetve a matematikához. A magas indexértékű diákok érdeklődnek a matematika és a természettudományok iránt, míg alacsony indexértéket értelemszerűen azok a diákok kaptak, akikben a leggyengébb ez az érdeklődés (2. táblázat). Több nemzetközi mérés tapasztalata szerint az országok felmérési eredményei és a diákok felmért tantárgyak iránti érdeklődése, vonzódása között nincsen pozitív korreláció, sőt a legjobb eredményt elért országok diákjai között, talán a nagyobb elvárásoknak köszönhetően, általában erősebb az adott tantárgy elutasítása. Figyelmet érdemel, hogy hazánk azon kevés országok közé tartozik, ahol az 1995-ös vizsgálattal összehasonlítva mindkét évfolyam esetében megnőtt a természettudományi tantárgyakat elutasítók aránya. Az elutasítás arányának a növekedése és abszolút értéke különösen a fizika és a kémia esetében magas. Fizikából 45%, ami 21, kémiából 50%, ami 29%-kal több, mint 1995-ben.

A magyar diákok természettudományok iránti érdeklődésének csökkenése a diákok egy részénél a tudásukkal kapcsolatos önbizalmuk csökkenésével is párosul. Ez az ön­bizalomvesztés a 4. évfolyam esetében a teljes környezetismeret tantárggyal, a 8. évfolyam esetében a földtudománnyal és a fizikával kapcsolatban mutatkozik meg szignifikánsan.

2. táblázat: A diákok természettudományi attitűdje, 8. évfolyam (%)
Tan-tárgy	Magas indexű tanulók aránya				Közepes indexű tanulók aránya				Alacsony indexű tanulók aránya
	Magyar átlag			Nem zet- közi át-lag '07	Magyar átlag			Nem zet- közi át-lag '07	Magyar átlag			Nem-zet- közi át-lag '07
	'95	'99	'07		'95	'99	'07		'95	'99	'07
Bio-lógia	58	61	53	66	26	21	20	17	16	19	27	16
Föld-tu-do-mány	44	48	39	58	32	25	21	20	24	27	40	22
Ké-mia	22	34	29	50	57	31	21	21	21	35	50	29
Fizi-ka	28	35	31	50	40	32	24	22	32	32	45	28

Tanárok

A tanári kérdőív elemzése során a mérésben részt vevő diákok megoszlását az őket oktató tanárok kora és neme szerint is vizsgálja a TIMSS (3. táblázat). Az adatokból – más, jó eredményt elért országokkal összehasonlítva – kitűnik, hogy hazánkban nagyon alacsony a fiatal pedagógusok aránya a tanári és tanítói pályán egyaránt. A felmérésben részt vevő diákok mindössze egynegyedét tanította 40 évesnél fiatalabb szaktanár matematikára és természettudományra. A felmérésben sikeresen szereplő legtöbb oktatási rendszerben ez az arány 40–60% között van, Szingapúrban eléri a 75%-ot is. Figyelmeztető jel az is, hogy Magyarország egyike annak a három országnak, ahol a 4. évfolyamos szaktanárok tanításban töltött éveinek átlaga szignifikánsan 3 évvel nőtt az elmúlt négy évben, ami azt jelenti, hogy kevés pályakezdőt tudott megtartani a közoktatás. Ehhez hozzáadódik még az is, hogy 2003 óta 8%-kal csökkent azoknak a 4. évfolyamon tanító tanároknak az aránya, akik jól érzik magukat az iskolában, elégedettek az iskola légkörével, és 13%-kal nőtt azoknak az aránya, akiknek kevesebb örömük van a tanításban, kevésbé elégedettek diákjaikkal, saját munkájukkal és az iskolával, amelyben tanítanak.^[2]

Hasonló megállapításokat tehetünk a férfi tanárok arányával kapcsolatban is. Nemzetközi viszonylatban a 4. évfolyamos diákok egyötödének férfi tanár oktatja a matematikát vagy a természettudományokat. A magyar közoktatásban ez az arány alacsonyabb, mindössze 5%, azaz csak minden huszadik gyereket tanít férfi szaktanár. A 8. évfolyamon a férfiak által tanított diákok aránya hazánkban matematikából 20%, természettudományból 26%, a többi jól szerepelt országban jobbára 40–60% között változik, de Japánban például a természettudomány esetében eléri a 84%-ot is.

3. táblázat: A tanulók megoszlása a tanárok jellemzői szerint (%)
Ország	Nem		Életkor				A tanítás-ban el-töltött évek száma 2007-ben
	Nő	Férfi	30 évesnél fiata-labb	30–39 éves	40–49 éves	50 évesnél idősebb
Magyar-ország	95	5	5	20	45	30	23
Nemzet-közi átlag	79	21	16	30	30	24	17
Anglia	70	30	31	28	25	16	11
Hollan-dia	58	42	24	19	15	42	18
Szinga-púr	67	33	37	36	18	8	10

Oktatás-tanulás

A TIMSS-vizsgálatban részt vevő országok oktatási és tanulási gyakorlata az éves óraszá­mokról, a tantervről, a tankönyvhasználatról és a tanórákon végzett tevékenységről gyűjtött adatok alapján sok tekintetben összevethető.

Tankönyvhasználat

A tankönyvhasználat jellege önmagában nem határozza meg egy ország matematika- vagy természettudomány-oktatásának sikerességét. A tanítást/tanulást döntően a tankönyvek használatára alapozó oktatási rendszerek között ugyanúgy találunk eredményes országokat (pl. Tajvan, Oroszország és Magyarország), mint azok között, ahol gyakorlatilag tankönyvtől függetlenül folyik az oktatás (Anglia, Skócia és Új-Zéland). A különbség tehát nem a tankönyv használatában vagy mellőzésében, sokkal inkább az oktatás gyakorlatában, felfogásában keresendő.

A magyar oktatás az európai gyakorlatnál nagyobb mértékben kötődik a tankönyvek használatához, ezért az új szemléletű tankönyvek akár a szemléletbeli reformok elterjesztésének hatékony eszközei is lehetnének.

Órai tevékenységek

A 4. évfolyam kérdőíve azt kérdezte a tanároktól, milyen gyakorisággal követelik meg diákjaiktól az órákon, hogy tankönyvből vagy egyéb forrásokból olvassanak, illetve ismereteket és szabályokat (természettudományi törvényszerűségeket) memorizáljanak. A 8. évfolyamon egy harmadik tevékenység, a rutinproblémák megoldása is csatlakozott az előbbiekhez. Mindkét évfolyam adatait elemezve megállapítható, hogy a modern természettudomány-oktatást folytató országokban a tankönyv olvasására kis, memorizálásra gyakorlatilag semmiféle hangsúlyt nem fektetnek. A tradicionális, azaz ismeret- és elméletcentrikus oktatási gyakorlatot követő országokban, közöttük Magyarországon, a volt szovjet tagállamokban és az arab államok többségében nagyon erősek ezek az elvárások. Térségünk többi országának gyakorlata, itt elsősorban Szlovéniára, Csehországra és Szlovákiára gondolunk, az adatok alapján e tekintetben közelebb áll a távol-keleti országok oktatási elképzeléseihez.

A tanári kérdőív segítségével a tevékenységek tanórai arányait is vizsgálták a felmért területen. Azt kérték a tanároktól, próbálják megbecsülni, hogy a matematika- és természettudomány-óráknak hány százalékát teszi ki hét konkrét tevékenység: a házi feladat ellenőrzése, a tanári előadás hallgatása, feladatok megoldása önállóan vagy tanári irányítással, ismétlés, dolgozatírás és felelés, szervezés és fegyelmezés, valamint egyéb tevékenységek.

A közvélekedés szerint a magyar oktatásban még mindig túlsúlyban van a frontális oktatás, amikor is a diákok passzívan hallgatják a tanár előadását, magyarázatát. A felmérés eredménye azonban mást mutat: a magyar tanárok a nemzetközi átlagnál kevesebbszer alkalmazzák ezt az oktatási formát. A jó eredményt elért távol-keleti országok óráin ellenben sokkal nagyobb teret kap az előadásszerű tanítás, az oktatásra fordítható időnek körülbelül a felét foglalja el.

Magyarországon a matematikaoktatásra fordított idő felét feladatmegoldások teszik ki, ezeket nagyjából fele-fele időben végzik a diákok önállóan, illetve tanári segítséggel. A másik négy tevékenység (házi feladat ellenőrzése, ismétlés, dolgozatírás és felelés), valamint a tanári fegyelmezés aránya hazánkban átlagos, és e téren a többi országban sem tapasztalhatók markáns különbségek.

A 8. évfolyamos természettudományi órákat hazánkban – összehasonlítva a többi jó eredményt elért országgal – az írásbeli és szóbeli számonkérésre szánt idő viszonylag magas aránya jellemzi. (Magyarországon az oktatási idő kb. 14%-át teszi ki, a nemzetközi átlag 10%, Angliában 5, Hongkongban 8, Koreában 6, Japánban 5, Szingapúrban 8, Szlovéniában 5, Tajvanon 9%.) Ugyanez a magas arány figyelhető meg a tradicionális oktatási rendszerek többségénél is, így például Oroszországban, Romániában és Bulgáriában.

A természet vizsgálata

A természettudományi oktatás egyik speciális és rendkívül fontos tevékenységegyüttese a természet vizsgálata, megfigyelése és az ezekhez kapcsolódó kísérletek, mérések megtervezése és végrehajtása. A TIMSS külön kérdéscsoportban foglalkozott ezzel a területtel, és próbálta feltérképezni a különböző országok oktatási gyakorlatát. A kérdéscsoport hét különböző órai aktivitás gyakoriságát vizsgálta: valamely jelenség megfigyelése és leírása, megtanultak értelmezése, tanári kísérletek figyelemmel kísérése, kísérletek tervezése, kísérletek elvégzése, kísérletezés kiscsoportokban, a tanultak és a hétköznapi élet összefüggéseinek feltárása.

Az országok döntő többségében mindkét évfolyamon a megtanultak értelmezése, vala­mint az órákon tanultak és a valóság közötti összefüggések megkeresése a két leggyakoribb tevékenység, amelyeket a természet jobb megértése érdekében végeznek a diákok, ugyanakkor az adatokban észlelhetők bizonyos kulturális és felfogásbeli különbségek is. A tradicionális természettudomány-oktatást folytató országokban – elsősorban Közép- és Kelet-Európa országait, mindenekelőtt Oroszországot, Csehországot, Szlovákiát és Magyarországot soroljuk ide – főként az elméleti oktatást és az ahhoz kapcsolódó ismeretek elsajátítását helyezik előtérbe, és kisebb hangsúlyt fektetnek a megismerés gyakorlati formáira. Ez a magyar eredményekben is tükröződik, hiszen a magyar diákok voltak az egyedüliek, akik úgy értek el jó átlageredményt a 8. évfolyamos mérésben, hogy a három kognitív terület közül (ismeretek, érvelés, értelmezés) az ismeretekben teljesítettek a legjobban. Ezekben az országokban a 4. évfolyamon alacsony azoknak a tanulóknak az aránya, akik az órákon rendszeresen terveznek és végrehajtanak kísérleteket akár önállóan, akár kiscsoportokban (a magyar diákok 6, illetve 10%-a teszi ezt rendszeresen). Sőt a tanárok által végzett kísérletek megfigyelése is csak a 8. évfolyamon jellemző.

Az angolszász, a skandináv és a távol-keleti országok a miénktől – és a többi tradi­cionális felfogásban tanító országétól – sok tekintetben eltérő gyakorlatot követnek. A természettudományokat integrált vagy általános természettudományi tantárgyként oktatják az első nyolc évfolyamon. Az órákon már a 4. évfolyamon nagyobb szerepe van a kísérlet tervezésének és önálló vagy csoportos végzésének: a diákok 30–60%-a már ebben a korban ismeretekre és gyakorlatra tesz szert ezen a téren, a 8. évfolyamon pedig magától értetődően még nagyobb hangsúlyt kapnak a természet megismerésének gyakorlati formái.

Szaktantermek

A korszerű természettudomány-oktatás egyik legfontosabb feltétele, hogy szaktantermek, laboratóriumok álljanak a diákok és a tanárok rendelkezésére. A legtöbb fejlett és a felmérésben az átlagnál jobb eredményt elért országban a felmért tanulóknak több mint 90%-a ilyen körülmények között tanul az iskolában. Ausztráliában, Tajvanban, Angliában, Koreában, Szingapúrban valamennyi felmért 8. évfolyamos diák olyan iskolában tanul, ahol ezek a speciális helyiségek adottak, de Japánban, Hongkongban és Svédországban is 98–99%–os az iskolák ellátottsága. Az Egyesült Államokban ez az adat 80, Oroszországban 71%. A legjobb eredményt elért 10 ország közül Magyarország van a legrosszabb helyzetben, ugyanis a felmért diákok mindössze 42%-a dolgozhat iskolai laboratóriumban. A vizsgálat nem hasonlította össze a különböző országok szaktantermeinek felszereltségi szintjét.

Szembetűnő az a tény, hogy a természettudomány-oktatás körülményeire, feltételeire vonatkozó kérdések mindegyikénél Szingapúr a listavezető ország, azaz az ázsiai ország kitűnő felmérési eredményei mögött kiváló oktatási feltételek is állnak.

A PISA- és a TIMSS-vizsgálat eredményeinek együttes értelmezése

A TIMSS-mérés kapcsán átlag feletti, a PISA-mérésben viszont átlag alatti magyar matematikaeredményekről számoltak be a nemzetközi jelentések. A két tény egymás mellé állítása ellentmondásosnak tűnhet, ha nem beszélünk a két mérés közötti tartalmi és technikai különbségekről. Atartalmi különbségekről gyakrabban esik szó, történetesen arról, hogy a TIMSS-mérés feladatai hasonlóak az iskolában gyakorolt matematikafeladatokhoz, ezzel ellentétben a PISA-mérés feladataiban tisztán matematikai kontextus ritkán fordul elő, a feladatok többségének matematikai tartalma valamilyen valóságos problémába ágyazva fogalmazódik meg.

Ritkábban esik szó a két mérés közötti technikai különbségről, amely az előbbinél nem kisebb mértékben befolyásolja az eredmények megítélését. A PISA-mérésben megállapított 500 pontos OECD-átlag, amelyhez viszonyítva kiszámítják az összes részt vevő ország eredményét, az erősebb oktatási rendszerekben tanuló diákok átlageredményéből származtatott érték. A PISA-vizsgálatban a világ fejlett országainak többsége részt vett. A TIMSS-mérésből ugyanakkor hiányzott Finnország, Svájc, Liechtenstein, Belgium, Észtország, Izland, Írország, Franciaország, Lengyelország, Luxemburg, Spanyolország, Horvátország, Portugália, Görögország. További hét fejlett ország: Ausztria, Hollandia, Lettország, Dánia, Németország, Szlovákia és Új-Zéland csak a 4. évfolyamos mérésben vett részt. Ugyan­akkor a TIMSS-mérés számos fejlődő ázsiai, közel-keleti és afrikai országra is kiterjedt. Ha a két mérésben elért eredményt akarjuk összehasonlítani, akkor szerencsésebb tehát, ha a mindkét vizsgálatban részt vevő országok halmazán fogalmazunk meg megállapításokat.

Az 6. ábra ezeket az országokat ábrázolja, mégpedig úgy, hogy az országok vízszintes irányú koordinátája a PISA-vizsgálatban, függőleges irányú koordinátája a TIMSS-vizsgálatban elért matematikai átlageredményeket jelöli. A mezőt függőleges irányban kettéosztó szakasz az ábrán látható országok PISA-mérésben elért 459 képességpontos átlagát mutatja, míg a mezőt vízszintes irányban kettéosztó szakasz ugyanezen országok TIMSS-mérésben elért 480 pontos átlagát jelképezi. Ha az így létrejött új koordináta-rendszert tesszük az összehasonlítás alapjává, azt állapíthatjuk meg, hogy Magyarország mindkét mérésben jobb eredményt ért el az átlagnál, és nagyjából hasonló mértékben haladta meg a két számított átlagot. A hazánkhoz képest jobbra lefelé látható országok közül Csehország, Szlovénia, Ausztrália, Svédország, Litvánia és Norvégia a PISA-mérés kompetenciaelvű tesztjén értek el jobb eredményt, míg Olaszország, az Egyesült Államok, Olaszország, Szerbia, Románia és Bulgária számára a TIMSS-vizsgálat tantervi követelményeket jobban figyelembe vevő tesztje bizonyult egyszerűbbnek. Az ábra jól mutatja azt is, hogy a két mérés eredményei erősen korrelálnak egymással.

6. ábra: A PISA 2006 és a TIMSS 2007 eredményeinek összehasonlítása
matematikából

Footnotes

1. ^ A TIMSS 2007 tartalmi kerete a 4. évfolyamon a természettudományokat három tudásterületre – élő világ, fizikai világ, földtudomány – bontja. A 8. évfolyam tartalmi kerete 4 tudásterületet különböztet meg: a biológiát, a földtudományt, a fizikát és a kémiát.
2. ^ A tanárok iskolailégkör-indexét nyolc kérdésre adott tanári válasz alapján képezte a TIMSS-vizsgálat.