Международное исследование качества математического и естественно-научного образования

Международное исследование качества математического и естественно-научного образования (Trends in International Mathematics and Science Study, TIMSS) — это периодическое мониторинговое исследование качества и тенденций развития математического и естественно-научного направления национальных систем образования. Позволяет сравнить уровень и качество математической и естественно-научной 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 естественно-научном направлениях образования каждые четыре года, когда учащиеся 4-х классов становятся учащимися 8-х классов. Дополнительно изучаются особенности содержания математического и естественно-научного 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 естественно-научного 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 естественно-научного образования;
• соответствие заданий возрастным особенностям учащихся;
• соответствие заданий требованиям, предъявляемым к массовым научным исследованиям;

Обеспечение связи тестов всех циклов.

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.