1. Innledning TIMSS (Third International Mathematics and Science Study) er et internasjonalt prosjekt som handler om matematikk og naturfag i skolen. Det er en sammenliknende studie av realfagundervisning i skolen fra barnetrinn til videregående skole. Med 45 deltakerland og nesten en million elever fra 15000 skoler, er TIMSS uten tvil det største og mest ambisiøse komparative prosjektet som er gjennomført innen utdanning.

TIMSS-undersøkelsen gjennomføres i regi av den internasjonale organisasjonen IEA (International Association for the Evaluation of Educational Achievement).

I begynnelsen av 80-årene ble det gjennomført to store internasjonale studier av realfagene i skolen, SIMS (Second International Mathematics Study) og SISS (Second International Science Study). Norge var ikke med på matematikkstudien, men som mange kanskje har registrert, deltok vi i naturfagstudien SISS.

I stedet for å gjennomføre nye separate studier i 90-årene, satte IEA i gang TIMSS, som er en kombinert studie av matematikk og naturfagene: Third International Mathematics and Science Study. Dette prosjektet kan dermed også belyse sammenhengen og viktige forskjeller mellom matematikk og naturfagene i skolen.

1.1 Mål og sentrale problemstillinger

Prosjektets mål er å beskrive de ulike aspekter av "curriculum" (begrepet blir eksemplifisert nedenfor) i realfagene og sammenhengen mellom disse. Sentralt står sammenlikning mellom de ulike land, for på den måten å komme fram til hvilke faktorer som best fremmer læring. Data analyseres på følgende tre "nivåer":

1. nivå: Systemet

1. Det første nivået gjelder systemet, slik det legges til rette av myndighetene og samfunnet. Med "curriculum" mener vi på dette nivået det som står i fagplaner og lærebøker. TIMSS inneholder omfattende studier av slike dokumenter. Vi snakker her om den intenderte læreplan ("intended curriculum").

I tillegg er også systemets rammefaktorer analysert, for eksempel spørsmål som strukturen i skolesystemet og elevenes muligheter for valg av skole og fag. For å få informasjon på dette området ble det fra hvert land svart på spørreskjemaer og gjort omfattende analyser av læreplaner og lærebøker.

2. nivå: Klasserommet

Neste nivå er klasserommet. Dette nivået handler om selve undervisningen og læringsmiljøet i klassen. Hvordan blir den intenderte læreplanen satt ut i livet? Vi snakker her om den implementerte læreplan ("implemented curriculum"). Både elever og lærere ble bedt om å svare på spørreskjemaer om hva som skjer i klasserommet.

Viktige bakgrunnsfaktorer om lærerne er blant annet deres utdanning og holdninger, undervisningsmetoder, hvilke emner som blir undervist, samt deres arbeidssituasjon. Videre studeres noen viktige bakgrunnsdata om elevene, og her dreier det seg om hjemmebakgrunn, klassemiljøet, hva de gjør i fritiden, og hvor mye tid de bruker på hjemmearbeid.

3. nivå: Elevene

Det tredje og siste nivået gjelder elevene selv: hva er oppnådd i form av kunnskaper og holdninger? Det kaller vi den resulterte læreplan ("attained curriculum"). Elevene har svart på spørreskjemaer og faglige prøver, både en skriftlig og en praktisk prøve. Prosjektet har som mål å beskrive og sammenlikne elevprestasjoner, både nasjonalt og internasjonalt, og forsøke å forklare og forstå forskjeller i prestasjoner ut fra andre data i undersøkelsen.

1.2 Utvalg av elever

TIMSS har fokusert på tre ulike alderstrinn eller klassetrinn. De tre populasjonene er definert slik:

• Populasjon 1: De to klassetrinnene med flest 9-åringer • Populasjon 2: De to klassetrinnene med flest 13-åringer • Populasjon 3: Det siste året i videregående skole

Norge har deltatt i alle tre populasjonene. Elevene som var med i den norske delen av undersøkelsen, kom fra 2. og 3. klasse, 6. og 7. klasse samt fra det tredje året i videregående skole, alle studieretninger. Klassebetegnelsen er her de som gjaldt før Reform 94 og 97. I populasjon 3 var det to forskjellige tester, én test for "generalistene" og én test bare for fysikkspesialistene. Generalistene besto av elever fra alle studieretninger (også inkludert spesialistene), og fysikkspesialistene var elever som tok kurset 3FY på allmennfaglig studieretning.

Denne rapporten handler om resultatene fra begge de to testene i populasjon 3.

1.3 Organisering

Det internasjonale prosjektsenteret ligger ved Boston College i USA, og det har vært en nasjonal prosjektgruppe i hvert land.

Det norske prosjektsenteret er lagt til Institutt for lærerutdanning og skoleutvikling (ILS) ved Universitetet i Oslo med finansiering fra KUF. Prosjektgruppa består av Svein Lie (prosjektleder), Gard Brekke, Marit Kjærnsli og Marion Lunde Caspersen. Carl Angell har spilt en sentral rolle, både nasjonalt og internasjonalt, når det gjelder undersøkelsen blant fysikkspesialister. I tillegg har en rekke hovedfag- og doktorgradstudenter arbeidet med problemstillinger innenfor prosjektet og gitt betydelige bidrag. Disse studentene har tatt (tar) sine grader gjennom studiet i

realfagdidaktikk, som organiseres som et samarbeid mellom ILS og Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet.

2. Allmennkunnskap i realfag Norske elever deltok som nevnt i to forskjellige tester, den ene rettet mot alle elevene i sitt siste skoleår uavhengig av fagvalg og studieretning, den såkalte "generalist-testen". I dette kapitlet skal vi ta for oss resultatene fra denne undersøkelsen. Kapittel 3 omhandler resultatene for fysikkspesialistene.

Generalist-testen besto av to forskjellige oppgavehefter med til sammen 52 flervalgsoppgaver og 24 åpne oppgaver. Noen av oppgavene gikk igjen i begge heftene. Hver elev svarte på ett av oppgaveheftene og i tillegg på et spørreskjema. Spørsmålene til elevene dreide seg særlig om kjønn, alder og noen data om hjemmebakgrunn i tillegg til holdninger og framtidsplaner knyttet til realfagene.

Testen er altså beregnet på både elever som ligger på et høyt nivå i realfagene, og de elevene som ikke har hatt realfag på flere år. Oppgavene er derfor ikke laget ut fra noen bestemte læreplaner i naturfag og matematikk. Det er lagt vekt på at oppgavene skulle ta utgangspunkt i praktiske situasjoner. I matematikk forekom det for eksempel ikke oppstilte regneoppgaver, men det var mange oppgaver med mye tekst. I naturfag handlet det forholdsvis mye om miljøspørsmål og anvendelse av naturfagkunnskap for å forstå situasjoner i hverdagen.

I vårt land deltok 2518 elever fordelt på følgende studieretninger:

• Allmennfaglig (AF): 1 239 elever • Handel og kontor (HK): 522 elever • Håndverk og industri (HI): 222 elever • Andre studieretninger: 535 elever

Alle elevene kom fra 3. skoleår, altså VKII. For noen av studieretningene betydde det at en mindre del av elevene er representert enn om vi hadde valgt VKI. Likevel har vi i vårt utvalg fått med elever som til sammen representerer så mye som 84% av hele årskullet av ungdommer. Denne prosentandelen, som internasjonalt blir kalt TIMSS Coverage Index (TCI) ligger en del lavere i de aller fleste land, både fordi en lavere del av ungdomskullet går på skole og fordi noen elevgrupper er holdt utenfor ved utvelgingsprosessen og derfor ikke er representert i utvalget.

2.1 Internasjonale prestasjoner i realfag

I tabell 2.1 har vi vist elevenes prestasjoner i matematikk og naturfag under ett for hvert av deltakerlandene. Skåre for hvert land er gitt som et tresifret tall som angir gjennomsnittsverdi. I parentes er angitt standardfeilen, en størrelse som gir informasjon om usikkerheten knyttet til hver av disse gjennomsnittsverdiene.Lengst til høyre er fordelingen av elevenes skåre vist i form av et diagram som angir 5%, 25%, 75% og 95% prosentilene i tillegg til 95% konfidensintervall for gjennomsnittsverdien (det smaleste intervallet). Med "usikkerheten" til en målt gjennomsnittsverdi vil vi heretter forstå feilmarginene vi må regne med når vi skal slutte fra utvalget av elever i undersøkelsen til hele populasjonen av elever. Siden elevene ble trukket ut tilfeldig, er det en grense for hvor mye hele populasjonens gjennomsnitt med en rimelig sannsynlighet kan avvike fra de beregnete verdiene. Vanligvis brukes sannsynligheten 95% som "rimelig" i slike situasjoner. Da blir usikkerheten i gjennomsnittsverdiene lik to standardfeil, og vi snakker om et 95% konfidensintervall som populasjonsgjennomsnittet med 95% sannsynlighet ligger innenfor. Dette

intervallet går da fra gjennomsnittsverdien minus to standardfeil til gjennomsnittsverdien pluss to standardfeil. Skåreverdiene er som nevnt gitt i form av en tresifret poengsum. Dette tallet er framkommet ved at det internasjonale gjennomsnittet for alle elevene som var med i TIMSS (tilfeldig) er satt lik 500 poeng. Det internasjonale standardavviket er satt lik 100 poeng. Fordelingen av alle elevenes skåre følger tilnærmet en normalfordeling, noe som for eksempel betyr at omtrent to tredeler av dem har skåre mellom 400 og 600 (middelverdi + eller - ett standardavvik) og at omtrent 95% av dem skårer mellom 300 og 700 (middelverdi + eller - to standardavvik). Skalaen er ellers konstruert som en såkalt "Rasch-skala". Dette er en metode som beregner hver elevs skåre ut fra hvilke oppgaver de besvarte riktig, og som dessuten tar hensyn til vanskegraden for hver oppgave. Denne metoden gjør det mulig å sammenlikne skåreverdier direkte, selv om hver elev bare fikk et utvalg av alle oppgavene som testen besto av.Norge er, i likhet med mange andre land, havnet "under streken" fordi vi fikk litt for lav deltakelse fra skolene, særlig fra studieretningene Handel og kontor og fra Håndverk og industri. Vi klarte dermed ikke å tilfredsstille de strenge internasjonale kravene om en deltakerprosent på 85. Vi har imidlertid ingen grunn til å tro at de norske resultatene av den grunn gir noe skjevt bilde av vårt land.Det er bare de landene som er "over streken" som er rangert, de resterende er rangert alfabetisk etter engelsk skrivemåte. Vi ser av denne figuren at norske elever hevder seg blant de beste landene på tross av at prosentandelen av elever som er representert (TCI), er blant de aller høyeste. Vi ser videre at spredningen i kunnskaper blant norske elever ser ut til å være omtrent like stor som i de fleste andre land. Vi legger videre merke til at gjennomsnittsalderen på 19,5 for norske elever er noe høyere enn i mange land. Særlig de østeuropeiske og de engelsktalende landene har elever som er yngre når de avslutter sin skolegang.

2.2 Internasjonal rangeringsliste for realfag

Denne tabellen viser det samme som forrige figur, men landene er rangert etter elevenes gjennomsnittskåre. De landene som er merket med *, er land som ligger "under streken" i forrige figur. Disse landenes resultater hefter det litt større usikkerhet ved enn for de andre. Det er grunn til å advare mot forenklede konklusjoner fra en slik rangeringsliste. Det er blant annet viktig å se alle tre kolonnene i sammenheng. På toppen av denne tabellen er det et påfallende sterkt nordisk innslag. Dette er særlig bemerkelsesverdig i lys av de generelt svake resultater for nordiske elever som tidligere er presentert på lavere årstrinn. Men vi må her ta i betraktning at nordiske elever gjennomgående er noe eldre enn i de fleste land, og at Danmark og Island er representert ved en forholdsvis lav andel av årskullet. Det er påfallende at Norge og de andre nordiske landene ligger så langt foran land som Frankrike, Tyskland og USA. Det er også bemerkelsesverdig at alle de østeuropeiske landene kommer så langt ned på lista. Spesielt gjelder det Tsjekkia som var blant de beste landene i populasjon 1 og 2.

2.3 Resultater i realfag for de 25 prosent beste av årskullet

Som nevnt er det ulike andeler av årskullet som er representert i elevutvalgene fra de forskjellige landene. For delvis å kompensere for dette er det i denne figuren foretatt en sammenlikning mellom de 25% beste elevene i hvert land. Søylene viser her antall poeng over eller under det internasjonale gjennomsnittet på 500 poeng. Tallene gjelder ikke de 25% beste av elevene som deltok, men gjelder for de 25% beste av hele årskullet. For å kunne regne ut dette er det gjort den antakelsen at de ungdommene som ikke er representert i utvalget, er for svake i realfag til å kunne komme med blant de 25% beste.Som vi ser av figuren, er resultatene nå enda mer flatterende for vårt land. Danmark og Island, som har forholdsvis lave prosentandeler av årskullet representert i sine elevutvalg, kommer derimot noe lengre ned på lista.

2.4 Internasjonale prestasjoner i matematikk

Hittil har vi sett på realfagene under ett, men nå skal vi ta for oss matematikk og naturfag hver for seg. Denne figuren gjelder for matematikk, men den gir tilsvarende opplysninger som figur 2.1. Resultatene for vårt lands vedkommende er igjen positive, selv om vi ser at flere land har høyere gjennomsnittsskåre (Nederland, Sverige, Danmark, Sveits og Island). Det er grunn til å trekke fram spesielt at norske elever faktisk skårer litt høyere enn franske. Frankrike har alltid vært kjent for å legge svært mye vekt på matematikk i utdanningen. Blant elever som tar fordypning i matematikk, markerte da også Frankrike seg med de klart beste elevene. Vårt land deltok ikke i denne undersøkelsen for "matematikkspesialister" (men den skal gjennomføres i ettertid våren 1998). Når det gjelder matematikkunnskaper blant brede og sammenliknbare elevgrupper, ser altså norske elever ut til å være fullt på høyden med franske.

2.5 Internasjonale prestasjoner i naturfag

Her er vist de tilsvarende resultatene for naturfag. Norske elever skårer her enda høyere enn i matematikk. Bare i Sverige, Nederland og Island skårer elevene litt høyere enn i vårt land. Vi legger for øvrig merke til at land som Danmark og Frankrike skårer mye lavere i naturfag enn de gjorde i matematikk. Den neste figuren forteller mer om forskjeller mellom de to fagene.

2.6 Forskjeller i skåre mellom matematikk og naturfag

På denne figuren har vi framstilt differansen for hvert land mellom skåre i matematikk og i naturfag. Søyler til høyre gjelder "matematikkland", land som skårer høyest i matematikk, mens "naturfagland" har søyler mot venstre. Norge framstår her som et av de klareste "naturfaglandene". Også Sverige og Island skårer klart høyest i naturfag. På den annen side markerer Danmark og Frankrike seg som de tydeligste "matematikklandene". Det er påfallende at Danmark i så henseende skiller seg så sterkt fra de andre nordiske landene. Alt dette er for øvrig helt i tråd med resultatene som tidligere er presentert for yngre elever.

2.7 Matematikkprestasjoner fra populasjon 1 til populasjon 3

På denne figuren har vi gjort et forsøk på å framstille utviklingen over tid for matematikkunnskaper i noen land. Landene er valgt ut blant de med et elevutvalg som representerer minst 60% av årskullet. For hvert land og for hvert klassetrinn er vist hvordan elevene skåret i matematikk i forhold til gjennomsnittet av alle land som deltok i alle tre populasjonene i TIMSS. Resultatene for populasjon 1 og 2 er angitt for nedre og øvre klassetrinn. Figuren viser altså ikke hvor mye bedre elevene blir i absolutt forstand, men den gir en indikasjon på hvordan hvert land ligger an i forhold til andre land. Linjene mellom de observerte punktene er tegnet for å kunne følge de enkelte landene, linjene har ellers ingen betydning i seg selv. Målingene er gjort til samme tid (våren 1995), og de representerer derfor ikke utviklingen over tid for ett og samme årskull av elever. For vårt lands vedkommende gir figuren et bilde av hvor mye bedre eldre enn yngre norske elever hevder seg i matematikk sett med internasjonale øyne. Både New Zealand og Sverige (som ikke deltok i populasjon 1) viser en liknende tendens som Norge. På den annen side viser land som Tsjekkia og USA en meget sterk motsatt tendens.

2.8 Naturfagprestasjoner fra populasjon 1 til populasjon 3

Dette er en tilsvarende figur som 2.7, men her for naturfag. Bildet av utviklingen i Norge er svært likt det vi så i matematikk, men nivået ligger hele tiden høyere internasjonalt sett. Igjen er det påfallende å se den sterke relative nedgangen for Tsjekkia og USA. Frankrike skiller seg her tydelig ut med dårlige resultater i naturfag, et helt annet bilde enn i matematikk.

2.9 Matematikkprestasjoner på de ulike studieretningene

På denne figuren har vi sammenliknet gjennomsnittskåre i matematikk for ulike norske elevgrupper:

• AF, 3MN (Elever på allmennfaglig studieretning med fordypning i matematikk)

• AF, andre (Andre elever på allmennfaglig studieretning) • HK (Elever på studieretning for Handel og kontor) • HI (Elever på studieretning for Håndverk og industri) • Andre (Elever fra andre studieretninger)

Resultatene for hver elevgruppe er gitt med feilmarginer som angir det intervallet der gjennomsnittene for hele landet med 95% sannsynlighet ligger.

Fra figuren ser vi for det første at elevene som tar 3MN naturlig nok skårer overlegent høyest. For disse elevene var da også prøven svært lett. For de andre elevgruppene er det imidlertid bare små forskjeller, men ikke-matematikerne på allmennfag og HI-elevene skårer litt høyere enn de andre to gruppene.

Videre er det grunn til å merke seg at alle elevgruppene har gjennomsnittsverdier høyere eller omtrent likt med det internasjonale gjennomsnittet på 500 poeng. Med internasjonale øyne er det altså ingen av elevgruppene som skårer svakt.

2.10 Naturfagprestasjoner på de ulike studieretningene

Denne figuren viser hvordan ulike elevgrupper skårer i naturfag. Elevgruppene er de samme som på figur 2.9 bortsett fra at elever som tar 3MN er erstattet med elever som tar 3FY. Vi konstaterer at bildet blir omtrent det samme som for matematikk. Elever på allmennfag skårer imidlertid noe høyere i naturfag enn de gjorde i matematikk. Gruppene HI (Håndverk og industri) og "andre" skårer omtrent som i matematikk. Elever på Handel og kontor gjør det dårligere i naturfag, noe som er naturlig da disse elevene ikke har hatt noe naturfag på videregående skole. Men heller ikke disse elevene ligger noe særlig under det internasjonale gjennomsnittet.

2.11 Prestasjonsforskjeller mellom gutter og jenter

Figuren viser for hvert land differansen mellom guttenes og jentenes gjennomsnittsskåre i matematikk og naturfag. I alle landene går forskjellen i guttenes favør. Landene er sortert etter lengden av de to søylene til sammen. Det er bare å konstatere at ikke i noe land er guttene så mye bedre enn jentene i realfagene som i

Norge! Også i de andre nordiske landene er det for øvrig store forskjeller. I populasjon 2 var det gjennomgående små kjønnsforkjeller i matematikk, mens de var større i naturfag. Her i populasjon 3 er kjønnsforskjellene i guttenes favør mye større, men det er ikke så stor forskjell mellom naturfag og matematikk i så henseende.

2.12 Kjønnsforskjeller i matematikk på ulike studieretninger

De store forskjellene mellom kjønnene som kom fram i figur 2.11, har selvsagt sin viktige bakgrunn i at jentene i mindre grad enn guttene har valgt realfag i sin utdanning. For å undersøke hvilken effekt dette har, har vi på denne figuren sammenliknet matematikkprestasjoner mellom gutter og jenter innenfor samme elevgruppe, slik disse ble forklart i forbindelse med figur 2.9.Figuren viser at guttene skårer klart høyere enn jentene innenfor hver av elevgruppene. Dette resultatet forteller oss tydelig at kjønnenes forskjellige valg ikke alene kan forklare de store prestasjonsforskjellene. På den annen side er det klart at også innen hver elevgruppe kan det være forskjeller i valg av enkeltfag mellom kjønnene.

2.13 Kjønnsforskjeller i naturfag på de forskjellige studieretningene

Her har vi vist tilsvarende sammenlikninger mellom kjønn i naturfag som forrige figur viste i matematikk. Elevgruppene er de samme som i figur 2.10. Og konklusjonen er den samme som for matematikk: Guttene skårer langt høyere enn jentene innen alle elevgruppene.

2.14 Kjønnsforskjeller i realfag fra populasjon 1 til 3

På alle klassetrinn i TIMSS går prestasjonene i guttenes favør både i vårt land og gjennomsnittlig for alle land. På denne figuren har vi framstilt guttenes faglige forsprang i Norge og internasjonalt i hver av populasjonene. Vi har angitt differansen mellom guttenes og jentenes skåre i poeng. Disse poengforskjellene kan på grunn av måten de er beregnet på, sammenliknes på tvers av populasjoner og fag. For å gi en følelse av hva som er store og små forskjeller vil vi minne om at standardavviket for norske elever på hvert trinn er omtrent 75 poeng.Figuren viser noen karakteristiske trekk: For det første gjelder nesten helt konsekvent at kjønnsforskjellene, både i vårt land og internasjonalt, er større i naturfag enn i matematikk. For det andre ser vi at mens norske data stort sett følger den internasjonale trenden i grunnskolen, skjer det en dramatisk utvikling i vårt land mellom populasjon 2 og populasjon 3.

2.15 Elevenes holdninger til matematikk

Denne figuren viser hvor godt elevene liker matematikkfaget. Tallene er regnet ut som gjennomsnittsverdier ut fra svarkategoriene "liker svært dårlig" = 1, "misliker" = 2, "liker" = 3 og "liker svært godt" = 4. Det nøytrale midtpunktet ligger da på 2,5, og figuren viser hvor mye gjennomsnittet avviker fra dette midtpunktet. Som det framgår av figuren, har norske elever i gjennomsnitt et nokså nøytralt, men meget svakt negativt forhold til faget, mens gjennomsnittet for alle landene ligger så vidt på den positive siden. Vi merker oss spesielt at danske elever ser ut til å ha et svært positivt forhold til matematikkfaget.

2.16 Hvor godt liker elevene fagene?

Her har vi sammenliknet hvert av naturfagene for seg når det gjelder popularitet blant elever i vårt land, de andre nordiske land og internasjonalt. For sammenlikningens skyld har vi også tatt med matematikk. Tallverdiene her gjelder antall prosent av elevene som sier at de "liker" eller "liker svært godt" vedkommende fag. Et karakteristisk trekk for de norske verdiene er at de følger det internasjonale gjennomsnittet nokså tett. Og denne tendensen går ut på at fysikk og kjemi er noe mindre populære fag enn de andre. Svenske elever ser ut til å ha et gjennomgående mer positivt forhold enn de norske til alle fagene, men ellers er tendensen den samme. Danske elever har, som tidligere nevnt, et svært positivt forhold til matematikkfaget, mens forholdet til naturfag er nokså likt det som norske elever har.

2.17 Hvor godt liker gutter og jenter fagene?

Denne figuren viser forskjellen mellom jentenes og guttenes holdning til hvert av naturfagene og i matematikk i Norge og internasjonalt. For hvert fag har vi regnet ut

dette som jentenes minus guttenes gjennomsnittsverdi. Disse gjennomsnittsverdiene gjelder for holdningene målt langs en skala fra 1 til 4 som forklart tidligere (se 2.15). Det er et gammelt og velkjent mønster som tegner seg fra denne figuren: Biologi framstår som det eneste "jentefaget", det realfaget som jentene liker bedre enn guttene gjør. På den motsatte ytterlighet finner vi fysikk, som framstår som et enda klarere "guttefag". Også matematikk og kjemi er i denne sammenheng et "guttefag", men ikke på langt nær i samme grad som fysikk, og ikke i samme grad internasjonalt som i vårt land. Geofagene representerer det mest kjønnsnøytrale fagområdet.Som vi ser av figuren følger Norge stort sett den internasjonale trenden, men forskjellen mellom kjønnene er hele tiden litt større.Hvis vi sammenlikner guttenes og jentenes preferanser på tvers av fag, finner vi at jentene har en mye mer selektiv holdning til realfagene enn guttene har. Guttene liker de enkelte fagene omtrent like godt, mens det for jentene er en kjempestor forskjell fra biologi til fysikk - vi kan si at de i gjennomsnitt "liker" biologi og "misliker" fysikk.

2.18 Foreldrenes utdanning i forhold til prestasjoner

Figur 2.18 viser sammenhengen for noen land mellom foreldrenes utdanning og elevenes skåre i matematikk og naturfag slått sammen. Elevene er gruppert etter om foreldrenes høyeste fullførte utdanningsnivå er på universitetet, på videregående skole eller bare grunnskole. Det framgår tydelig at elever fra hjem med høyt utdanningsnivå skårer høyest i alle land. Men som vi tidligere har funnet for populasjon 1 og 2, ser vi at de nordiske landene viser en mindre bratt tendens enn andre land. Dette velger vi å tolke som et mer demokratisk trekk ved de nordiske landene.

2.19 Bruk av datamaskin

Det siste resultatet vi skal vise for "generalistene" gjelder bruk av PC i skole og hjem. Et spørsmål til elevene gikk ut på hvor ofte de brukte datamaskin på skole, hjemme eller andre steder, og på denne figuren er svarfordelingen på de ulike alternativene vist for hvert av deltakerlandene. En svakhet ved spørsmålsstillingen er at det ikke skilles mellom bruk på skolen og hjemme, men uansett ser vi at norske elever kommer langt ned på denne lista over bruk av PC generelt. Disse dataene gjaldt i 1995, så det er all grunn til å tro at det i mellomtiden er skjedd en stor økning i de fleste landene. Det for øvrig slående at Danmark og Island er de to øverste landene på denne lista.

3. Fysikk Det er mange hensyn som må ivaretas når det skal lages en fysikktest som skal brukes internasjonalt. Det er spørsmål om hvilke innholdsområder som bør være med, om vanskegraden på oppgavene, om omfanget av regneoppgaver, om omfanget av kvalitative problemstillinger i oppgavene, om flervalgsoppgaver versus åpne oppgaver o.l. I en komparativ studie slik som TIMSS, er sammenligninger mellom land et sentralt tema. Det betyr at en viktig premiss for oppgaveutvalget er at det skal være mulig å sammenligne elevprestasjoner i sentrale skolefysikkemner mellom ulike land. Derfor har det vært mye om å gjøre at så mange land som mulig har funnet oppgavene passende i innhold, vanskegrad og presentasjonsform. På grunnlag av enkeltlands vurderinger, er de endelige fysikkoppgavene ment å kunne

gi et bilde av fysikkunnskapene til elever som har valgt fysikk som fag i siste år av videregående skole.Fysikktesten bestod av tre forskjellige hefter med til sammen 42 flervalgsoppgaver og 25 åpne oppgaver. Ti flervalgsoppgaver gikk igjen i alle heftene. Hver elev svarte på ett av oppgaveheftene og i tillegg et spørreskjema. I Norge deltok 1048 3FY-elever i fysikktesten. Det er færre land som deltar i fysikktesten enn som deltar i den mer generelle testen for alle elever i siste klasse i videregående skole. Men landene som er med, representer ulike kulturer og tradisjoner når det gjelder realfag generelt og fysikk spesielt. TIMSS gir dermed et godt grunnlag for å vurdere norsk skolefysikk i et internasjonalt perspektiv. I de ulike landene er det forskjellig andeler av et årskull som tar fysikk. Denne prosentandelen blir kalt Physics TIMSS Coverage Index (PTCI). I Norge er den 8 %, og den er lavere enn i mange av de andre landene som er med i TIMSS.

3.1 Internasjonale resultater i fysikk

Denne figuren viser elevenes prestasjoner i fysikk i tillegg til elevenes alder og hvor stor andel av årskullet de representerer. Første kolonne viser skåreverdien for hvert land, gitt på en skala der det internasjonale gjennomsnittet er satt til 500 og standardavviket til 100. Figuren inneholder for øvrig de samme opplysningene som

for generalistene, se figur 2.1 for nærmere forklaring.Norge har som det framgår av figuren, høyest gjennomsnittskåre av samtlige land! Riktignok er forskjellen mellom Norge og Sverige ikke signifikant. Oppgavene elevene fikk, var krevende. De norske elevene, som altså skåret høyest av alle landene, svarte i gjennomsnitt riktig på litt over 50 % av oppgavene.Norge framstår imidlertid som et nokså elitistisk land når det gjelder fysikk i videregående skole. De fleste andre landene Norge er sammenlignet med, har en betydelig større andel av elever som har valgt ett eller flere kurs i fysikk.

3.2 Internasjonal rangeringsliste for fysikk

Figuren viser rangeringen av alle landene, også d«e som er under streken». De er merket med *, og det indikerer at tallene for disse landene er noe mer usikre enn de andre. De tre skandinaviske landene ligger altså på topp i denne internasjonale sammenligningen. Det er imidlertid verdt å merke seg at Sverige har en betydelig større andel av sine elever med blant sine fysikkspesialister enn de to andre skandinaviske landene. Norge, men i enda større grad Danmark, fremstår som land med en liten andel elever som tar fysikk på avansert nivå. De landene som har størst andel fysikkelever, er Slovenia med 39 %, Østerrike med 33 % og Frankrike med 20 %. Slovenia skårer bedre enn det internasjonale gjennomsnittet, mens Østerrike og Frankrike skårer betydelig dårligere. Vi legger også merke til at norske elever er noe eldre enn gjennomsnittet.

3.3 Resultater i fysikk for de 5 % beste av årskullet

Vi har allerede påpekt det problematiske ved å sammenligne land med så store variasjoner når det gjelder andelen av elever som har valgt fysikk. For å utdype dette noe, har vi i denne figuren bare tatt med de 5 % beste av årskullet i hvert land. For å regne ut dette er det gjort den antakelsen at de ungdommene som ikke er representert i utvalget, er for svake i fysikk for å komme med blant de 5 % beste. Danmark med sine 3% kommer da for eksempel ikke med på denne lista.Figuren viser at noen land med en stor andel fysikkelever, får et betydelig bedre resultat når vi sammenligner de 5 % beste elevene. Dette gjelder særlig Slovenia, men også f eks Sverige som med dette utvalget skårer signifikant bedre enn Norge. Figuren på neste side utdyper dette noe mer.

3.4 Resultater i fysikk for de 5 % beste av årskullet

I denne figuren er landene rangert etter prestasjonene til de 5 % beste elevene. I figuren har vi til sammenligning også vist landenes totale gjennomsnittsskåre. De landene der andelen av fysikkelevene er mindre enn 5 % av et årskull, er bare total gjennomsnittsskåre vist, og de står nederst i figuren. Danmark som bare har 3 % fysikkelever, ville med sin totale gjennomsnittskåre på 534, komme nokså langt ned på denne rangeringen der bare de 5 % beste er tatt med. Det samme gjelder Russland og enda mer Latvia.Østerrike som har en stor andel fysikkelever, kommer langt ned på rangeringslista når vi tar med alle elevene. Men vi ser av figuren over at Østerrike får et betydelig bedre resultat når vi bare tar med de 5 % beste elevene. USA som har en andel av årskullet på 14 %, kommer dårlig ut uansett hvordan vi ser på det. Selv de 5% beste amerikanske elevene skårer i gjennomsnitt dårligere enn det totale internasjonale gjennomsnittet.

3.5 Jenteandelen i fysikk

Figur viser hvor stor jenteandelen er av fysikkelevene i de ulike landene. Variasjonen er stor, og det er verdt å merke seg at de skandinaviske landene utemerker seg med en lav jenteandel, og Norge og Danmark har aller lavest.Østerrike utmerker seg med både en høy andel fysikkelever og med en svært høy jenteandel. I Norge er det få som tar fysikk, og i tillegg er jenteandelen liten. Dermed er det veldig få jenter som tar fysikk.

3.6 Prestasjonsforskjeller i fysikk mellom jenter og gutter

For samtlige land gjelder det at guttene skårer mye høyere enn jentene. Dette gjelder også for norske elever selv om de ikke utmerker seg med spesielt store forskjeller. Resultatet er interessant i lys av at det ikke er forskjeller i standpunktkarakterene. Sett i sammenheng med at Norge har lav jenteandel totalt sett, er dette et lite oppmuntrende resultat.

3.7 Prestasjoner i ulike fysikkemner

I denne figuren har vi sammenlignet norske fysikkelever med elever fra noen andre land når det gjelder prestasjoner i forskjellige fysikkemner. Vi har kategorisert fysikken i følgende fem innholdsemner: mekanikk, elektrisitet og magnetisme, varme, bølgefenomener og moderne fysikk. Figuren viser bl a at Norge og Sverige har nokså lik profil når det gjelder prestasjoner på de ulike emnene. Begge landene skårer dårligst på emnet varme, og betydelig dårligere enn deres respektive gjennomsnitt for

hele testen. Varme (termofysikk) er tema i 2FY slik at det er forholdsvis lenge siden elevene har hatt det. Dessuten legges det forholdsvis liten vekt på termofysikk i norsk skolefysikk. På den annen side skårer elevene fra USA relativt bedre på emnet varme enn f eks mekanikk og elektrisitet og magnetisme.

3.8 Prestasjonsforskjeller mellom kjønn i ulike emner

Figuren viser differansen mellom guttenes og jentenes skåre i de ulike fysikkemnene for Norge og internasjonalt. Guttene skårer som tidligere nevnt, bedre enn jentene i alle landene når det gjelder testen som helhet. Det er heller ikke noe enkelt emne der jentene skårer signifikant bedre enn guttene i noe land. Det er påfallende hvordan de norske og internasjonale resultatene følger hverandre. Noe overraskende er det elektromagnetisme er det emnet hvor forskjellen er minst.

3.9 Utdanningsplaner

Elevene som var med i TIMSS, svarte også på et spørreskjema. Det vil komme rapporter senere som vil ta for seg elevenes svar på spørreskjemaet. Her vil vi imidlertid gi et eksempel som viser en oversikt over norske elevers utdanningsplaner.

Figuren viser utdanningsplaner for jenter og gutter i Norge, og den viser utdanningsplaner for jenter og gutter som et internasjonalt gjennomsnitt. For Norges del tegnes et nokså tradisjonelt bilde. Selv blant disse elevene som alle har valgt 3FY, har guttene i langt større grad enn jentene planer om realfagstudier, særlig ingeniørstudier, og studier inne økonomiske fag. Det er derimot mange jenter som planlegger utdanning inne området helse. Med helse menes her helsefag som lege, tannlege, sykepleier, farmasøyt, o.l. Det samme mønsteret gjør seg stort sett gjeldende når vi ser på det internasjonale gjennomsnittet. Det er imidlertid verdt å merke seg at forskjellene mellom gutter og jenter er spesiell stor i Norge når det gjelder helsefag og økonomiske fag. Vi kan med andre ord anta at jenter etterhvert vil dominere vårt helsevesen på alle nivåer. Guttene, derimot, vil forsette å dominere på områder som økonomi og ingeniørfag.

4. Oppsummering Internasjonale resultater for videregående skole fra TIMSS-prosjektet (Third International Mathematics and Science Study) viser at norske elever ligger langt framme når det gjelder kunnskaper i naturfag og matematikk. Undersøkelsen har bestått av en omfattende kartlegging av kunnskaper i og holdninger til realfagene blant siste års elever i videregående skole. Målet har vært å dekke en størst mulig del av elevkullet, uavhengig av om elevene dette siste året hadde realfag på timeplanen eller ikke. I Norge var således elever fra alle studieretninger, både allmenne og yrkesfaglige, representert.

En egen undersøkelse dreide seg om spesialistene, elever med største fordypning i fysikk.I lys av de noe svake norske resultatene blant yngre elever som tidligere er presentert, er det et adskillig mer positivt bilde av norsk skole som tegnes denne gangen. Det er imidlertid viktig å være oppmerksom på at de østasiatiske landene, (Singapore, Hongkong, Japan og Korea) som dominerte så sterkt på de lavere klassetrinnene, ikke var med i undersøkelsen denne gangen. Nå er det de nordiske

landene sammen med Nederland som gjør det best. Vårt land framstår blant de fremste landene når det gjelder kunnskaper i naturfag og matematikk blant brede elevgrupper. En direkte sammenlikning av gjennomsnittlig skåre for naturfag og matematikk under ett viser at vårt land ligger som nummer 4 blant 21 land. Og dette gode norske resultatet gjelder for gjennomsnittet av så mye som 84% av hele årskullet, mens gjennomsnittsverdiene for de fleste landene gjelder for en adskillig lavere prosentandel av årskullet. På den annen side er norske elever noe eldre enn i de fleste andre land.

En enkel sammenlikning mellom land ut fra en enkelt rankingliste gir et svært forenklet bilde, men en samlet vurdering gir et positivt bilde av realfagkunnskapene i norsk skole ved slutten av skolegangen. Som for lavere klassetrinn gjelder at norske elever hevder seg klart bedre internasjonalt i naturfag enn i matematikk, men også matematikkresultatene er positive. Det er for eksempel bemerkelsesverdig at norske elever skårer høyere i matematikk enn elever i et anerkjent "matematikkland" som Frankrike, og langt bedre i naturfag. Utvalget av elever som er med i undersøkelsen i de to landene er nokså like.

Det positive resultatet har imidlertid en lite flatterende bakside: Guttene skårer høyere enn jentene i hvert eneste land, men ikke i noe annet land ligger guttenes kunnskaper så mye høyere enn jentenes som i Norge, og dette gjelder både i matematikk og i naturfag. Delvis skyldes de store forskjellene de ulike fagvalgene, guttene har i mye større grad enn jentene valgt realfaglige studieretninger og emner. Men også om vi sammenlikner elever med samme fagvalg, skårer de norske guttene gjennomgående langt høyere enn jentene. Den andre delen av undersøkelsen rettet seg mot elever med største fordypning i henholdsvis matematikk og fysikk. Vårt land deltok ikke i prøven for matematikkspesialister, men en slik undersøkelse blir nå gjennomført denne våren. Når det gjaldt kunnskapsprøven for fysikkspesialistene (3FY), skåret norske elever aller best av alle de 16 landene som deltok. Også svenske og danske elever hevdet seg helt i toppen.

Norske fysikkelever markerte seg med solide kunnskaper innen hvert av de fysiske emnene som undersøkelsen omhandlet. På den annen side er det forholdsvis få norske elever som velger største fordypning i fysikk sammenliknet med mange andre land. I vårt land er det bare 8% av årskullet som velger fysikk, men disse få hevder seg imidlertid svært bra. For eksempel er prosentandelen dobbelt så høy i Sverige, og disse elevene skårer omtrent like høyt som de norske.Norge og Danmark er de to landene med lavest jenteandel blant sine fysikkspesialister.Forskjellene i prestasjoner går for øvrig klart i guttenes favør i Norge som det gjør i hvert eneste av de andre landene.

Norsk videregående skole framstår altså internasjonalt som et land der elevene har solide kunnskaper i realfag, men også som et land med store forskjeller i kunnskaper mellom gutter og jenter.