Arne Hole og Liv Sissel Grønmo
TIMSS Advanced 2015 hadde fem spørreskjemaer som ble brukt til datainnhenting: et skolespørreskjema til rektor/skoleleder, et lærerspørreskjema i hvert av fagene matematikk og fysikk og et elevspørreskjema i hvert av de to fagene. Alle de fem skjemaene finnes tilgjengelig på www.timss.no. I dette kapittelet ser vi spesielt på faktorer relatert til undervisning, som bruk av lekser, bruk av digitale hjelpemidler, elevenes syn på fagene og undervisningen i henholdsvis matematikk og fysikk.
Det har i lang tid vært mye diskusjon om lekser i skolen (Cooper, 2001). I dagens skole er selve begrepet lekser problematisk å definere. Noen skoler gir elevene oppgaver som ikke er hjemmearbeid, men som likevel skal løses utenom tiden hvor faglæreren er til stede. Dette blir en form for «lekser» som skal utføres i løpet av skoletiden. Det varierer også innad i land og mellom land hvor lang tid elevene tilbringer på skolen, og i hvilken grad de får oppgaver som skal gjøres hjemme.
Det har vært hevdet at bruk av lekser fører til større forskjeller mellom elevene, avhengig av om de får hjelp til leksene hjemme eller ikke (Rønning, 2011). Dette har vært brukt som et argument mot lekser, og temaet har særlig vært problematisert når det gjelder elever i grunnskolen. Det har vært gjennomført mange studier som har konkludert med at lekser ser ut til å ha en positiv effekt på elevenes læring, men at effekten er større på de høyere trinnene i skolen (Cooper, Robinson & Patall, 2006). I den nasjonale boka om TIMSS Advanced fra studien i 2008 (Grønmo et al., 2010) ble det funnet en sammenheng mellom hvor mye tid en klasse brukte på lekser, og hvor godt elevene presterte på den faglige testen i matematikk. En klasse som samlet brukte mer tid på lekser, presterte bedre på den faglige testen enn klasser som brukte mindre tid på lekser. Samtidig ble det funnet en svak, men negativ sammenheng på elevnivå som viste at elever som brukte mer tid på leksene, tenderte til å prestere svakere enn elever som brukte mindre tid (ibid.). Dette resultatet fra analyser av TIMSS Advanced-elever i matematikk i 2008-studien viser hvor komplisert området lekser er. Også dette er et resultat som samsvarer med tidligere forskning på området (Trautwein, 2007).
Tidligere forskning har også pekt på at mange andre faktorer enn mengde lekser er viktige når man skal vurdere hvordan leksene fungerer i en læringsprosess, som hvilken type lekser som gis, hvordan læreren følger opp leksene, og i hvilken grad det er en variasjon i type lekser. I denne boka vil vi legge hovedvekten på å drøfte hvilken type lekser som elevene får. I de kommende bøkene om matematikk og fysikk i videregående skole tar vi sikte på å gjøre flere analyser av lekser. I alle landene unntatt Sverige svarer 93–100 % av lærerne i matematikk at de gir elevene lekser. I Sverige er det bare 62 % av matematikkelevene som får lekser.
Tabell 4.1 viser hvilke typer lekser elevene får i de ulike landene basert på lærernes svar på spørsmål om dette. Figur 4.1 viser hvilke typer lekser norske matematikklærere gir sine elever sammenliknet med internasjonalt gjennomsnitt (Mullis, Martin, Foy & Hooper, 2016).
Land | Prosentandel elever med lærere som «alltid» eller «nesten alltid» gir den aktuelle typen lekser | |||||
Løse oppgaver | Lese i læreboka | Lære formler og framgangs måter | Samle og analysere data | Finne anvendelser for lest stoff | Prosjektarbeid | |
Frankrike | 100 (0,3) | 42 (3,1) | 90 (1,9) | 68 (2,6) | 43 (3,3) | 20 (2,3) |
Italia | 98 (1,0) | 80 (3,0) | 71 (2,8) | 58 (3,3) | 73 (3,2) | 27 (2,8) |
Libanon | 93 (1,9) | 79 (2,4) | 84 (2,2) | 83 (2,7) | 84 (2,4) | 56 (4,8) |
Norge | 93 (2,6) | 73 (4,4) | 69 (4,5) | 19 (3,5) | 29 (4,4) | 5 (2,1) |
Portugal | 94 (1,9) | 63 (3,3) | 54 (3,8) | 44 (4,1) | 58 (3,6) | 13 (2,0) |
Russland | 100 (0,0) | 95 (1,5) | 96 (1,3) | 89 (2,0) | 93 (1,5) | 73 (3,3) |
Russland (utvalg) | 100 (0,0) | 92 (1,7) | 91 (2,7) | 84 (2,5) | 89 (2,7) | 72 (4,3) |
Slovenia | 97 (1,0) | 38 (3,0) | 76 (3,1) | 33 (2,3) | 29 (3,5) | 21 (2,5) |
Sverige | 60 (4,4) | 38 (3,4) | 22 (3,0) | 15 (2,9) | 24 (3,3) | 18 (2,5) |
USA | 98 (1,4) | 58 (3,5) | 78 (2,5) | 52 (4,1) | 65 (4,1) | 63 (3,6) |
Internasjonalt gjennomsnitt | 92 (0,7) | 63 (1,1) | 71 (1,0) | 51 (1,1) | 55 (1,1) | 33 (1,0) |
KILDE: IEA's Trends in International Mathematics and Science Study –TIMSS Advanced 2015 |
Figur 4.1 Typer lekser gitt i matematikk i Norge sammenliknet med internasjonalt gjennomsnitt, TIMSS Advanced 2015.
Tallene i figur 4.1 er prosentandel studenter med lærere som svarte «Av og til» eller «Alltid eller nesten alltid» på spørsmål om hvor ofte de gir den aktuelle typen lekser. Norske lærere ligger på det internasjonale gjennomsnittet på å løse oppgaver, og på å trene fakta og ferdigheter. I de tre siste kategoriene med lekser i figuren ligger norske lærere klart under det internasjonale gjennomsnittet. Alle disse kategoriene går på å gi elevene lekser hvor de selv skal være aktive på ulike måter, for eksempel ved å samle inn og analysere data, eller hvor de skal finne anvendelser for stoff de har lært.
Tabell 4.2 og figur 4.2 viser tilsvarende resultater i fysikk. Informasjonen er også her tatt fra lærerspørreskjemaet. Som i matematikk er det mest vanlig i alle landene at elevene får lekser, men variasjonen i hvor mange prosent som får lekser er noe større enn den var i matematikk. I seks land svarer 93–100 % av fysikklærerne at de gir elevene lekser. I Sverige, Slovenia og Portugal er det henholdsvis 71 %, 69 % og 82 % som gir lekser i fysikk. Som i matematikk er det en vesentlig lavere andel av elevene som får lekser i fysikk i Sverige enn i Norge, 71 % mot 95 % i Norge.
Land | Prosentandel elever med lærere som "alltid" eller "nesten alltid” gir den aktuelle typen lekser | |||||
Løse oppgaver | Lese i læreboka | Lære formler og framgangs måter | Samle og analysere data | Finne anvendelser for lest stoff | Prosjektarbeid | |
Frankrike | 97 (0,6) | 56 (3,0) | 92 ( 1,3) | 77 (2,6) | 44 (3,0) | 4 (2,0) |
Italia | 97 (1,2) | 90 (2,3) | 67 ( 3,0) | 62 (3,4) | 74 (2,6) | 38 (3,7) |
Libanon | 96 (1,4) | 86 (2,3) | 89 ( 3,3) | 87 (3,2) | 89 (2,8) | 60 (3,6) |
Norge | 94 (2,2) | 87 (2,8) | 50 ( 3,9) | 37 (3,7) | 28 (3,9) | 25 (3,7) |
Portugal | 80 (3,8) | 45 (4,9) | 19 (3,2) | 52 (4,7) | 62 (4,3) | 43 (5,4) |
Russland | 100 (0,0) | 100 (0,0) | 97 (1,4) | 94 (1,7) | 96 (1,2) | 82 (2,8) |
Slovenia | 69 (2,2) | 39 (4,6) | 34 (3,5) | 51 (4,5) | 50 (3,5) | 28 (2,9) |
Sverige | 70 (3,9) | 62 (4,7) | 18 (2,8) | 35 (3,9) | 27 (3,1) | 38 (3,7) |
USA | 93 (4,4) | 66 (5,8) | 42 (5,6) | 75 (5,4) | 53 (5,7) | 66 (6,0) |
Internasjonalt gjennomsnitt | 88 (0,9) | 70 (1,3) | 56 (1,1) | 63 (1,3) | 58 (1,2) | 44 (1,3) |
KILDEE: IEA's Trends in International Mathematics and Science Study –TIMSS Advanced 2015 |
Figur 4.2 Typer lekser gitt i fysikk i Norge sammenliknet med internasjonalt gjennomsnitt, TIMSS Advanced 2015.
I Figur 4.2 ser vi at bildet i fysikk er ganske likt bildet i matematikk. Norge ligger over det internasjonale gjennomsnittet i lekse-kategoriene «Løse oppgaver» og «Lese i boka», mens vi ligger klart under gjennomsnittet i kategoriene «Samle og analysere data», «Finne anvendelser for lest stoff» og «Prosjektarbeid». Dette tyder på at lekser i den norske fysikkundervisningen brukes på en svært tradisjonell måte. De tre kategoriene der Norge ligger lavt, beskriver aktivitetspregede leksevarianter der elevene selv må lete og finne fram til data og gjøre egne vurderinger. Det ser ut til at norske lærere, både i matematikk og fysikk, som oftest gir lekser som går på å løse oppgaver. Dette resultatet samsvarer med funnene fra TIMSS Advanced i 2008, at fysikk og matematikk i skolen i Norge preges av oppgaveløsing i større grad enn i en del andre land (Grønmo et al., 2010).
I boka fra TIMSS Advanced 2008 ble det pekt på det paradoksale i at de to landene som hadde størst tilbakegang i matematikk og fysikk fra 1995-studien, Sverige og Norge, var de to landene hvor elevene rapporterte om utstrakt bruk av kalkulatorer, og gjerne mer avanserte kalkulatorer enn i mange andre land (Grønmo et al., 2010). Tabell 4.3 viser hvor stor andel av matematikkelevene som har tilgang til digitale hjelpemidler, tabell 4.4 viser det samme for fysikkelevene. Norge er det eneste landet hvor 100 % av elevene i både matematikk og fysikk har tilgang til slike hjelpemidler. Merk også at verken i matematikk eller i fysikk er det noen generell tendens til at tilgjengelighet av digitale hjelpemidler ser ut til å øke elevenes prestasjoner.
Land | Digitale hjelpemidler er tilgjengelige for elever i matematikktimene | ||||
Prosent elever | Skår | ||||
Ja | Ja | Nei | |||
Frankrike | 86 (2,2) | 460 (3,3) | 470 (6,6) | ||
Italia | 58 (3,6) | 430 (7,4) | 417 (10,4) | ||
Libanon | 49 (3,3) | 543 (5,2) | 521 (3,5) | ||
Norge | 100 (0,0) | 462 (4,5) | ~ ~ | ||
Portugal | 78 (3,1) | 485 (3,0) | 477 (5,6) | ||
Russland | 64 (4,1) | 486 (7,2) | 480 (8,0) | ||
Russland (utvalg) | 68 (4,5) | 542 (6,7) | 536 (20,6) | ||
Slovenia | 75 (2,3) | 458 (4,2) | 465 (6,4) | ||
Sverige | 97 (1,5) | 435 (4,2) | 445 (8,3) | ||
USA | 92 (1,6) | 485 (6,0) | 485 (13,6) | ||
Internasjonalt snitt | 78 (0,9) | 472 (1,7) | 470 (2,9) | ||
KILDE: IEA's Trends in International Mathematics and Science Study –TIMSS Advanced 2015 |
Land | Digitale hjelpemidler tilgjengelige for elever i fysikktimene | ||||
Prosent elever | Skår | ||||
Ja | Ja | Nei | |||
Frankrike | 87 (2,3) | 375 (4,2) | 371 (9,4) | ||
Italia | 59 (3,8) | 372 (8,8) | 388 (10,0) | ||
Libanon | 33 (3,3) | 405 (7,0) | 413 (6,0) | ||
Norge | 100 (0,0) | 505 (4,6) | ~ ~ | ||
Portugal | 76 (4,5) | 469 (5,4) | 462 (8,0) | ||
Russland | 90 (2,5) | 509 (7,9) | 499 (16,9) | ||
Slovenia | 80 (1,8) | 529 (3,0) | 539 (7,0) | ||
Sverige | 99 (0,9) | 456 (6,2) | ~ ~ | ||
USA | 89 (3,8) | 440 (11,1) | 456 (18,1) | ||
Internasjonalt snitt | 79 (1,0) | 451 (2,3) | 447 (4,4) | ||
KILDE: IEA's Trends in International Mathematics and Science Study –TIMSS Advanced 2015 |
I dataene fra TIMSS Advanced er tendensen heller at i land med høy tilgjengelighet presterer matematikkelever uten slike hjelpemidler vel så godt som elever med digitale hjelpemidler. Dette gjelder for Sverige, Frankrike og Slovenia, land hvor henholdsvis 97 %, 86 % og 75 % har slike hjelpemidler. I land hvor færre elever har slike hjelpemidler (bare rundt 60 %), er tendensen litt den motsatte. Det gjelder land som Italia, Russland og Libanon. Bruk av digitale hjelpemidler er også et komplekst område å forske på. Det er ikke bare et spørsmål om man har de digitale hjelpemidlene eller ikke, men i like stor grad et spørsmål om hvordan og hvor mye de brukes (Sandstad, 2012). Se også rapporten fra ICILS 2013 (Hatlevik & Throndsen, 2015).
I TIMSS Advanced 2008 gjennomførte vi analyser på både elevnivå og klassenivå for å undersøke om det hadde noen påvirkning på elevenes resultater i matematikk hvor mye de brukte disse hjelpemidlene. Siden hele 92 % av elevene oppga at de brukte digitale hjelpemidler hele tiden, var det ikke mulig å trekke noen klare konklusjoner på om det hadde noen betydning hvor mye elevene brukte digitale verktøy (Grønmo et al., 2010). I TIMSS Advanced 2015 oppgir lærerne at alle elevene i Norge har slike hjelpemidler tilgjengelig. Det er derfor vanskelig å si hvordan bruk av slike hjelpemidler henger sammen med elevenes prestasjoner i vårt land. Det vi kan gjøre, er å reflektere litt rundt hvordan dette varierer i andre land og mellom land, siden graden av tilgang på digitale hjelpemidler varierer en del i de andre landene som er med i TIMSS Advanced 2015. Lavest tilgjengelighet i både matematikk og fysikk finner vi i Libanon og Italia. I Russland har 90 % av fysikkelevene tilgang til digitale hjelpemidler, mot bare 64 % og 68 % i de to russiske matematikkpopulasjonene. I Libanon er bildet det motsatte, her har en større andel elever tilgang til slike hjelpemidler i matematikk. For de landene der det faktisk finnes fysikkstudenter som ikke har digitale hjelpemidler tilgjengelig, er det ingen generell tendens til at digitale hjelpemidler øker prestasjonene.
Et sentralt spørsmål i all undervisning er hvordan elevene opplever den undervisningen de får. Er læreren flink til å engasjere elevene i å lære faget, er elevene motivert til å jobbe hardt og systematisk for å lære? Hvilket syn har elevene på faget? Tidligere rapporter fra både TIMSS, TIMSS Advanced og PISA har vist en positiv korrelasjon mellom elevenes holdninger til fagene de skal lære, deres selvoppfatning i faget og deres faglige prestasjoner (Grønmo et al., 2004; Kjærnsli et al., 2004; Grønmo et al., 2010). Elevspørreskjemaene i matematikk og fysikk brukt i TIMSS Advanced 2015 inneholder mange spørsmål som omhandler elevenes syn på fagene og på den undervisningen de får i dem. Vi skal her beskrive noen funn knyttet til hvor engasjerende elevene finner undervisningen, hvor godt elevene sier de liker faget, og betydningen av å gi elevene kognitive utfordringer.
Tabell 4.5 og figur 4.3 viser matematikkresultater for et konstrukt vi har kalt Engasjerende undervisning. Dette konstruktet er en samlevariabel basert på svar på 14 spørsmål fra elevspørreskjemaene. Spørsmålene for matematikk er gjengitt i tekstboks 4.1. Spørsmålene i fysikk var tilsvarende, bortsett fra at alle forekomster av «matematikk» var byttet med «fysikk». For mer informasjon om konstrukter, se kapittel 7.
Land | Veldig interessant | Interessant | Mindre interessant | |||
Prosent av elever | Skår | Prosent av elever | Skår | Prosent av elever | Skår | |
Libanon | ||||||
Jenter | 69 (3,4) | 539 (5,2) | 28 (3,4) | 523 (8,5) | 4 (0,9) | 492 (21,0) |
Gutter | 66 (2,0) | 538 (4,4) | 28 (1,9) | 517 (6,2) | 5 (0,9) | 538 (14,5) |
Russland (utvalg) | ||||||
Jenter | 61 (2,7) | 543 (9,9) | 35 (2,3) | 512 (9,7) | 5 (0,9) | 482 (17,1) |
Gutter | 60 (2,5) | 562 (8,1) | 36 (2,3) | 532 (9,8) | 4 (0,6) | 515 (13,2) |
Russland | ||||||
Jenter | 54 (2,9) | 503 (7,0) | 39 (2,2) | 460 (7,0) | 7 (1,1) | 409 (13,2) |
Gutter | 54 (1,9) | 514 (6,8) | 38 (1,5) | 469 (6,5) | 8 (0,9) | 416 (15,3) |
USA | ||||||
Jenter | 55 (1,7) | 486 (7,1) | 34 (1,4) | 459 (6,7) | 12 (1,2) | 428 (12,3) |
Gutter | 53 (2,7) | 519 (6,0) | 37 (2,6) | 485 (13,8) | 10 (1,3) | 465 (13,1) |
Norge | ||||||
Jenter | 42 (2,9) | 471 (5,2) | 47 (2,2) | 448 (6,0) | 11 (1,5) | 411 (8,9) |
Gutter | 45 (2,4) | 480 (5,7) | 47 (1,5) | 452 (5,4) | 8 (1,4) | 432 (8,0) |
Portugal | ||||||
Jenter | 45 (2,2) | 496 (3,5) | 43 (1,7) | 474 (3,8) | 12 (1,5) | 454 (5,7) |
Gutter | 39 (1,9) | 499 (4,0) | 45 (1,7) | 486 (3,2) | 16 (1,5) | 439 (8,3) |
Frankrike | ||||||
Jenter | 36 (1,9) | 465 (3,8) | 55 (1,7) | 443 (3,5) | 9 (1,0) | 416 (7,1) |
Gutter | 33 (1,7) | 496 (4,3) | 58 (1,5) | 471 (3,8) | 8 (1,0) | 425 (7,4) |
Sverige | ||||||
Jenter | 26 (1,9) | 466 (5,9) | 50 (2,0) | 423 (6,0) | 24 (2,0) | 382 (8,2) |
Gutter | 27 (1,9) | 474 (6,4) | 53 (1,5) | 431 (4,2) | 20 (1,6) | 399 (7,1) |
Italia | ||||||
Jenter | 25 (1,9) | 434 (13,5) | 50 (1,8) | 431 (6,6) | 26 (2,2) | 414 (7,9) |
Gutter | 25(1,7) | 426 (8,7) | 53 (1,3) | 425 (7,9) | 22 (1,9) | 395 (9,2) |
Slovenia | ||||||
Jenter | 16 (1,1) | 485 (6,6) | 57 (1,7) | 454 (4,3) | 27 (2,0) | 420 (4,0) |
Gutter | 22 (1,5) | 516 (8,8) | 57 (1,9) | 478 (5,2) | 21 (1,9) | 435 (6,3) |
Internasjonalt snitt | ||||||
Jenter | 41 (0,8) | 483 (2,3) | 44 (0,7) | 457 (2,0) | 15 (0,5) | 425 (3,6) |
Gutter | 41 (0,7) | 496 (2,1) | 46 (0,6) | 468 (2,3) | 13 (0,5) | 438 (3,5) |
KILDE: IEA's Trends in International Mathematics and Science Study –TIMSS Advanced 2015 |
Figur 4.3 Resultater for konstruktet Engasjerende undervisning i matematikk, TIMSS Advanced 2015, utvalgte land.
Hvor enig er du i disse utsagnene om matematikktimene?
1) | Læreren forteller tydelig hva hensikten er med hver matematikktime |
2) | Jeg vet hva læreren vil at jeg skal gjøre |
3) | Læreren er lett å forstå |
4) | Jeg er interessert i det som læreren sier |
5) | Læreren gir meg interessante oppgaver |
6) | Læreren stiller spørsmål som gjør at jeg må tenke meg om |
7) | Læreren har klare svar på spørsmålene mine |
8) | Læreren knytter nytt stoff til det jeg allerede kan |
9) | Læreren er flink til å forklare matematikk |
10) | Læreren lar meg vise hva jeg har lært |
11) | Læreren oppfordrer meg til å jobbe med matematikkoppgaver helt til jeg løser dem |
12) | Læreren gir nyttige tilbakemeldinger på skolearbeid og lekser |
13) | Læreren bruker mange forskjellige undervisningsmetoder, oppgaver og aktiviteter for å hjelpe oss å lære |
14) | Læreren tror at jeg kan lære vanskelig matematikkstoff |
Resultatene i tabell 4.5 viser en klar sammenheng i alle land mellom hvor engasjerende elevene sier de synes undervisningen er, og hvor gode faglige resultater de har i matematikk. Gjennomsnittlig prestasjon for de norske elevene som sier at de finner undervisningen veldig interessant, er 477 poeng, mens den for elevene som finner undervisningen interessant, er 450 poeng. De norske elevene som ikke finner undervisningen interessant, har en gjennomsnittlig prestasjon helt nede på 422. Nå er det ikke overraskende å finne en sammenheng som dette mellom slike faktorer, og våre data sier ingenting om hvilken vei påvirkningen går. Mestring er i seg selv motiverende. Det kan like gjerne være at elever som lykkes i en rimelig grad, vil vurdere undervisningen som mer interessant enn de som ikke lykkes så godt. Det kan være rimelig å anta at disse faktorene påvirker hverandre gjensidig.
Sammenlikner vi resultatene for hvor interessant norske elever finner matematikkundervisningen med resultatene for elevene i andre land, er de norske resultatene omtrent midt på treet. Elevene i noen land gir uttrykk for mer tilfredshet med undervisningen enn det de norske elevene gjør, mens elevene i andre land gir uttrykk for mindre tilfredshet med undervisningen. Det kan se ut til at i land med stor dekningsgrad gir elevene i noe større grad uttrykk for at de ikke er så fornøyd med undervisningen. Dette kan skyldes at i land med høy dekningsgrad vil elevgruppen være mindre homogen, og at det derfor er flere elever som ikke er genuint opptatt av faget.
I tabell 4.6 og figur 4.4 finner vi resultater for sammenheng mellom engasjerende undervisning og prestasjoner i fysikk. Bildet for fysikk har mange likhetstrekk med det vi fant for matematikk, med en klar sammenheng mellom hvor engasjerende elevene finner undervisningen, og hvor godt de presterer i faget.
Land | Veldig interessant | Interessant | Mindre interessant | |||
Prosent av elever | Skår | Prosent av elever | Skår | Prosent av elever | Skår | |
Libanon | ||||||
Jenter | 64 (3,7) | 421 (5,7) | 28 (2,5) | 416 (8,8) | 8 (2,6) | 405 (23,8) |
Gutter | 52 (3,5) | 417 (7,1) | 36 (2,5) | 406 (10,0) | 12 (2,1) | 367 (19,1) |
Russland | ||||||
Jenter | 54 (2,2) | 519 (9,4) | 37 (1,6) | 481 (9,3) | 9 (1,4) | 448 (15,4) |
Gutter | 55 (2,0) | 531 (8,0) | 37 (1,4) | 502 (8,2) | 7 (1,2) | 456 (18,1) |
USA | ||||||
Jenter | 40 (3,3) | 425 (13,9) | 41 (1,9) | 414 (13,0) | 20 (2,3) | 370 (20,7) |
Gutter | 48 (2,8) | 467 (10,4) | 36 (1,9) | 462 (9,4) | 16 (2,1) | 407 (13,9) |
Portugal | ||||||
Jenter | 51 (4,4) | 449 (7,6) | 35 (3,5) | 465 (11,6) | 14 (2,7) | 460 (15,6) |
Gutter | 42 (3,2) | 473 (6,8) | 43 (2,1) | 471 (5,8) | 16 (2,2) | 459 (10,2) |
Norge | ||||||
Jenter | 35 (2,8) | 509 (7,3) | 51 (2,5) | 486 (8,5) | 14 (1,7) | 452 (11,0) |
Gutter | 47 (2,1) | 536 (4,8) | 44 (1,9) | 507 (5,9) | 9 (0,9) | 451 (9,7) |
Sverige | ||||||
Jenter | 23 (1,6) | 483 (10,7) | 52 (1,8) | 455 (7,2) | 26 (2,4) | 404 (8,8) |
Gutter | 28 (1,7) | 496 (8,9) | 55 (1,4) | 457 (6,5) | 17 (1,3) | 408 (13,6) |
Frankrike | ||||||
Jenter | 21 (1,5) | 382 (8,2) | 60 (1,6) | 354 (4,3) | 19 (1,7) | 327 (6,2) |
Gutter | 24 (1,9) | 418 (8,5) | 58 (1,7) | 391 (4,7) | 18 (1,6) | 351 (5,7) |
Slovenia | ||||||
Jenter | 19 (2,2) | 564 (11,8) | 62 (3,1) | 509 (7,9) | 19 (3,0) | 461 (15,8) |
Gutter | 24 (2,3) | 572 (9,4) | 61 (2,4) | 545 (4,4) | 15 (2,2) | 473 (9,2) |
Italia | ||||||
Jenter | 19 (1,7) | 360 (16,1) | 50 (1,7) | 361 (8,0) | 31 (1,9) | 349 (8,5) |
Gutter | 21 (1,6) | 407 (15,9) | 49 (1,7) | 398 (8,8) | 30 (2,0) | 363 (10,8) |
Internasjonalt snitt | ||||||
Jenter | 36 (0,9) | 457 (3,5) | 46 (0,8) | 438 (3,0) | 18 (0,8) | 408 (5,0) |
Gutter | 38 (0,8) | 480 (3,1) | 47 (0,6) | ¡460 (2,4) | 16 (0,6) | 415 (4,3) |
KILDE: IEA's Trends in International Mathematics and Science Study –TIMSS Advanced 2015 |
Figur 4.4 Resultater for konstruktet Engasjerende undervisning i fysikk, TIMSS Advanced 2015, utvalgte land.
Norske fysikkelever rapporterer at de finner undervisningen mer engasjerende enn de svenske elevene. I Sverige er det hele 21 % som synes fysikkundervisningen er lite engasjerende mot 11 % i Norge. Gjennomsnittsprestasjonen for denne gruppen er bare 406 poeng i Sverige, mot 451 poeng i Norge. Men som alltid i TIMSS Advanced er det viktig å ta med landenes dekningsgrad når vi vurderer resultatet. I Sverige tar 14,3 % av årskullet fysikk, mens dekningsgraden i Norge bare er 6,5 %. Det er klart at elevgruppen i Sverige som resultat av dette kan antas å være mer inhomogen enn den norske, noe som kan representere større utfordringer for undervisningen. Som i matematikk er det norske resultatet i fysikk omtrent midt på listen når vi sammenlikner med andre land på konstruktet Engasjerende undervisning. Libanon og Russland er de landene hvor elevene gir uttrykk for at de finner undervisningen mest interessant. Begge land har lav dekningsgrad, så det er rimelig å anta at de har en mer homogen gruppe elever enn land med høyere dekningsgrad.
At elevenes holdninger til det faget de skal lære, har stor betydning for hvor godt de presterer, er allment akseptert og dokumentert i utallige studier (Furner & Gonzales-DeHass, 2011; Middleton & Spanias, 1999; Wæge, 2010). Tabell 4.7 og figur 4.5 viser resultater for et konstrukt vi har kalt Liker å lære matematikk. Dette er en samlevariabel basert på en gruppe av 12 spørsmål til matematikkelevene om deres holdninger og syn på faget. Se tekstboks 4.2, som gjengir disse spørsmålene.
Russland | USA | Frankrike | Slovenia | Sverige | Norge | |
Veldig godt | 549 | 542 | 529 | 559 | 518 | 509 |
Godt | 490 | 490 | 473 | 504 | 443 | 454 |
Ikke godt | 437 | 445 | 422 | 429 | 377 | 416 |
Figur 4.5 Resultater for konstruktet Liker å lære matematikk, TIMSS Advanced 2015, utvalgte land.
Hvor enig er du i disse utsagnene om matematikken du lærer?
1) | Noen ganger blir jeg helt oppslukt av å jobbe med et matematisk problem |
2) | Jeg føler tilfredshet når jeg greier å løse en matematikkoppgave |
3) | Jeg kjeder meg når jeg jobber med matematikk |
4) | Jeg liker å jobbe med matematikk når jeg ikke er på skolen |
5) | Det er interessant å lære matematisk teori |
6) | Jeg er engstelig for matematikktimene |
7) | Jeg tar matematikk fordi jeg liker å lære nye ting |
8) | Jeg trives med å finne ut av utfordrende matematikk |
9) | Matematikk er et av favorittfagene mine |
10) | Jobber som krever høy matematikkferdighet virker interessante |
11) | Jeg skulle ønske at jeg ikke måtte lære matematikk |
12) | Jeg liker å betrakte verden ved hjelp av matematiske sammenhenger |
Elevene i fysikk fikk tilsvarende spørsmål som matematikkelevene, men på grunn av ulikheter i faglig innhold er ikke spørsmålene helt identiske. Forskjellene fra spørsmålene i tekstboks 4.2 var grovt sett følgende: Påstand 1) lød «Jeg liker å gjøre forsøk og undersøkelser i fysikk», i påstand 5) var «matematisk teori» byttet med «fysiske lover og prinsipper», i påstand 12) var «matematiske sammenhenger» byttet med «fysiske lover», og for øvrig var «matematikk» byttet med fysikk over alt.
Vi ser de samme hovedtrekkene for fysikk i tabell 4.8 og figur 4.6 som vi så i figur 4.5 for matematikk. Norske elever gir i større grad enn elevene i Sverige uttrykk for at de liker å lære faget. Men igjen må man ta forskjellen i dekningsgrad med i betraktning, med 14,3 % av årskullet som tar fysikk i Sverige, mot 6,5 % i Norge. Internasjonalt ligger Norge helt i toppen når det gjelder konstruktet Liker å lære fysikk. Se figur 4.6. Norge har den største prosentandelen elever som svarer «Liker veldig godt», og prosentandelen som svarer «Liker veldig godt» eller «Liker godt», er hele 85 %. Dette resultatet må betraktes som en svært positiv tilbakemelding til norske fysikklærere.
Russland | USA | Frankrike | Slovenia | Sverige | Norge | |
Veldig godt | 568 | 513 | 454 | 599 | 540 | 560 |
Godt | 501 | 442 | 386 | 538 | 472 | 494 |
Ikke godt | 447 | 380 | 329 | 472 | 403 | 422 |
Figur 4.6 Resultater for konstruktet Liker å lære fysikk, TIMSS Advanced 2015, utvalgte land.
Elevene i TIMSS Advanced 2015 fikk også spørsmål om hvilken nytte de så av å lære faget. Tabell 4.9 og figur 4.7 viser resultater for et konstrukt vi har kalt Nytte av matematikk. Dette er en samle-variabel basert på en gruppe av ni spørsmål til matematikkelevene om deres holdninger og syn på faget. Se tekstboks 4.3, som gjengir disse spørsmålene. Som de to konstruktene vi har sett på tidligere i dette kapittelet, fikk også dette konstruktet tilordnet tre mulige verdier. Verdiene brukt her er betegnet veldig nyttig, nyttig og lite nyttig, og de er definert ut fra en poengskala knyttet til elevenes svar på spørsmålene i tekstboks 4.3. Spørsmålene til elevene går både på viktighet for en selv i videre utdanning og jobb, og på hva elevene svarer at foreldrene mener.
Russland | USA | Frankrike | Slovenia | Sverige | Norge | |
Veldig nyttig | 525 | 506 | 503 | 461 | 475 | |
Nyttig | 482 | 463 | 464 | 486 | 426 | 452 |
Lite nyttig | 433 | 448 | 419 | 430 | 391 | 418 |
Figur 4.7 Resultater for konstruktet Nytte av matematikk, TIMSS Advanced 2015, utvalgte land.
Resultatene for dette konstruktet peker i samme retning som resultatene fra de to foregående konstruktene om engasjerende undervisning og om hvor godt man liker faget, med en gjennom-gående trend i alle land at jo større nytte elevene uttrykker at de har av å lære matematikk, desto bedre faglige prestasjoner har de.
Fysikkelevene fikk tilsvarende spørsmål som i tekstboks 4.3, bortsett fra at «matematikk» var byttet med «fysikk» og «R2» med «Fysikk 2». Resultatene for fysikk i tabell 4.10 og figur 4.8 likner også på resultatene for de to foregående konstruktene. Norske elever gir uttrykk for at de anser fysikk som mer nyttig enn det elevene i Sverige gjør, men denne gangen er ikke forskjellen i prosenter så stor. Sammenlikner vi med andre land, skårer ikke norske elever spesielt høyt når det gjelder konstruktet Nytte av fysikk.
Russland | USA | Frankrike | Slovenia | Sverige | Norge | |
Veldig nyttig | 549 | 483 | 431 | 563 | 492 | 538 |
Nyttig | 514 | 422 | 382 | 538 | 456 | 507 |
Lite nyttig | 446 | 368 | 331 | 503 | 386 | 439 |
Figur 4.8 Resultater for konstruktet Nytte av fysikk, TIMSS Advanced 2015, utvalgte land.
Hvor enig er du i disse utsagnene om matematikken du lærer?
1) | Å lære matematikk vil hjelpe meg til å klare meg godt i livet |
2) | Det er viktig å være flink i matematikk |
3) | Den matematikken jeg lærer vil ikke være nyttig for meg i framtida |
4) | Foreldrene mine er glade for at jeg spesialiserer meg i matematikk |
5) | Å gjøre det bra i matematikk vil hjelpe meg til å komme inn på den utdanningen jeg helst vil |
6) | Å ta R2 ser ikke ut til å ha noen særlig nytteverdi |
7) | Foreldrene mine synes det er viktig at jeg gjør det bra i matematikk |
8) | Jeg liker å fortelle folk at jeg tar avansert matematikk |
9) | Å ta R2 vil gi meg flere jobbmuligheter enn jeg ellers ville fått |
En konklusjon man kan trekke av dette, er at sammenliknet med elever i andre land er norske elever fornøyde med fysikkundervisningen, og de liker faget. Men de ser ikke spesielt stor nytteverdi av å lære fysikk.
I matematikk er bildet mer entydig positivt for alle de tre konstruktene. Norske elever i Matematikk R2 rapporterer i minst like høy grad som i andre land både at de finner undervisningen interessant, at de liker å lære faget, og at de mener faget er nyttig for dem selv for videre studier og jobbmuligheter.
Det siste konstruktet vi skal se på i dette delkapittelet, har vi kalt Kognitiv aktivering. Kognitiv aktivering handler om at elevene arbeider med faget på en mentalt stimulerende måte. I en klasseromssituasjon er det rimelig å anta at graden av kognitiv aktivering blant annet avhenger av hvilken type oppgaver som velges ut, og av hvordan elevene arbeider med disse (Baumert et al., 2010; Charalambous, 2016; Nilsen & Gustafsson, 2016). Konstruktet er basert på de syv spørsmålene gjengitt i tekstboks 4.4. Disse spørsmålene var en del av de nasjonale tilvalgene den norske TIMSS Advanced-gruppa la til i spørreskjemaene. Vi har derfor ikke fulle internasjonale data for disse spørsmålene. Også her fikk elevene identiske spørsmål i de to fagene, bortsett fra at alle forekomster av ordet «matematikk» for matematikkelevene var byttet ut med «fysikk» for fysikkelevene. Konstruktet vi bruker her, har likhetstrekk med konstruktet Stimulering av kognitiv aktivitet i PISA (Kjærnsli & Olsen, 2013).
Hvor enig er du i disse påstandene?
1) | I matematikktimene arbeider vi med oppgaver som krever at jeg må tenke meg nøye om |
2) | Matematikklæreren spør meg hva jeg forstår og hva jeg ikke forstår |
3) | Matematikklæreren stiller spørsmål som gjør at jeg må tenke meg nøye om |
4) | Matematikklæreren gir oss oppgaver som ser vanskelige ut ved første øyekast |
5) | Matematikklæreren spør hva vi vet fra før om et nytt emne |
6) | Matematikklæreren gir oss oppgaver som jeg liker å reflektere over |
7) | Matematikklæreren vil at jeg skal kunne forklare svarene mine |
I denne boka nøyer vi oss med å gjøre en korrelasjonsanalyse mellom konstruktet Kognitiv aktivering og elevenes faglige prestasjoner i henholdsvis matematikk og fysikk. Elevene krysset av på en skala med fire alternativer, og vi poengsatte disse slik: «Svært enig» gir 4 poeng, «Litt enig» gir 3 poeng, «Litt uenig» gir 2 poeng og «Svært uenig» gir 1 poeng. På bakgrunn av disse dataene beregnes elevens middelverdi på de syv spørsmålene som inngår i konstruktet. Vi får da et tall vi kan oppfatte som et grovt mål for konstruktet for hver enkelt elev. Dette målet brukes igjen til å beregne gjennomsnittet for alle elevene i en klasse på dette konstruktet. Figur 4.9 viser sammenhengen mellom klasse-gjennomsnittet for kognitiv aktivering og klassens gjennomsnittlige prestasjon i matematikk, figur 4.10 viser tilsvarende for fysikk.
Figur 4.9 Sammenheng mellom konstruktet Kognitiv aktivering og prestasjoner i matematikk for norske klasser i Matematikk R2, TIMSS Advanced 2015.
Figur 4.10 Sammenheng mellom konstruktet Kognitiv aktivering og prestasjoner i fysikk for norske klasser i Fysikk 2, TIMSS Advanced 2015.
Figurene for matematikk og fysikk er ikke så ulike. Den lille forskjellen vi kan se, er en svak tendens i matematikk til at klasser som skårer høyere på kognitiv aktivering, tenderer mot litt bedre prestasjoner, mens vi ikke ser noen slik tendens i fysikk. Dette resultatet underbygges når vi beregner korrelasjonene mellom kognitiv aktivering og faglige prestasjoner. I matematikk gir de norske dataene en signifikant, positiv korrelasjon mellom Kognitiv aktivering og prestasjoner på +0,176. I fysikk finner vi ingen signifikant korrelasjon. Der finner vi i stedet en meget svak negativ ikke-signifikant korrelasjon på −0,015.
Naturligvis er det interessant at man på aggregert klassenivå finner en signifikant korrelasjon med prestasjoner i matematikk når man bruker et didaktisk definert konstrukt som Kognitiv aktivering. Men man må ta i betraktning at korrelasjonen er relativt svak. Man må også huske på at i storskalaundersøkelser som TIMSS Advanced er datamaterialet så stort at også svake sammenhenger framstår som signifikante. Den visuelt sett lille forskjellen mellom figurene 4.9 og 4.10 illustrerer at man må være forsiktig med å trekke konklusjoner bare på grunnlag av signifikante korrelasjoner.
Ser man på enkeltspørsmålene som inngår i konstruktet angitt i tekstboks 4.4, er det ikke overraskende at korrelasjon med prestasjoner kan utebli. Flinke elever vil i større grad enn svake elever oppleve at spørsmål de får, ikke krever at de «må tenke seg nøye om». På denne annen side kan man forvente at denne effekten antakelig vil være mest betydningsfull på individnivå. Her har vi konsentrert oss om en analyse på klassenivå. Forholdet mellom individnivå og klassenivå vil bli nøyere analysert og drøftet i de kommende bøkene i matematikk og fysikk basert på TIMSS Advanced-data. Det bør også bemerkes at både læring og undervisning er domenespesifikke (Baumert et al., 2010), noe som blant annet impliserer at lærerkompetanse, både metodisk og rent faglig, er knyttet til det faglige området/temaet det undervises i. Dette var et sentralt utgangspunkt for Lee Shulmans opprinnelige begreper CK (Content Knowledge) og PCK (Pedagogical Content Knowledge) (Shulman, 1986). Disse begrepene er videre utbygget i velkjente didaktiske rammeverk av blant annet Deborah Ball og kollegaer (Ball, Thames & Phelps, 2008), og de danner et teoretisk utgangspunkt for blant annet COACTIV-prosjektet beskrevet i (Baumert et al., 2010). Slik sett må man forvente at kognitiv aktivering i fag som matematikk og fysikk i relativt begrenset grad kan måles gjennom spørsmål av såpass generell didaktisk karakter som de vi brukte i TIMSS Advanced 2015, gjengitt i tekstboks 4.4. Det er i denne sammenhengen også viktig å merke seg at det finnes former for kognitiv aktivering i matematikkundervisning som ikke er direkte relatert til den typen lærerrolle som det fokuseres på i tekstboks 4.4. Her finnes det hele tradisjoner innen matematikkdidaktikk som representerer andre angrepsvinkler. Et eksempel er arbeid med undersøkelseslandskaper (Skovsmose, 2001). Se også (Sfard, 1991, 2006).
Vi har i dette kapittelet sett flere eksempler på samvariasjon mellom prestasjoner og konstrukter målt gjennom svar på grupper av enkeltspørsmål i spørreskjemaene. Bruk av slike konstrukter er en slagkraftig metode for å avdekke sammenhenger i et datamateriale. Men det kan også være interessant å gjøre analyser som undersøker korrelasjon mellom enkeltspørsmål og prestasjonsdata. Et eksempel på en slik analyse er en beregning av korrelasjonen mellom svar på spørsmålet om kjønn i elevspørreskjemaene og elevenes prestasjoner. Ofte vil man finne færre eksempler på samvariasjon når man arbeider med enkeltspørsmål, enn når man arbeider med konstrukter laget på basis av en samling av flere spørsmål. Videre vil man i et materiale som dataene fra TIMSS Advanced 2015 forvente å finne flere eksempler på enkeltspørsmål i elevspørreskjemaene som korrelerer signifikant med elevprestasjoner, enn i lærer-spørreskjemaene. Dette siden mange av spørsmålene i elevspørreskjemaene omhandler ting som går direkte på den enkelte elevs forhold til faget, noe som selvsagt kan relateres direkte til elevens prestasjoner. Spørsmålene til lærerne er ikke a priori relatert til elevenes prestasjoner på en like direkte måte.
I spørreskjemaet til norske matematikklærere fant vi fem spørsmål om undervisningsfaktorer som produserte signifikant korrelasjon med klassens prestasjoner i matematikk. Dette er delspørsmål 6e, 6f, 10d, 15a og 15d i tekstboks 4.5.
Hvis vi koder svaralternativene på spørsmålene i tekstboks 4.5 lineært slik at alternativet som er mest bekreftende, får mest poeng, finner vi korrelasjonene i tabell 4.11 for de norske matematikkdataene. Alle disse korrelasjonene er signifikante.
Spørsmål | Korrelasjon med klassens prestasjon |
6e (høye forventninger til elevene) | +0,259 |
6f (flinke elever får respekt fra medelever) | +0,256 |
10d (entusiasme for jobben som lærer) | +0,357 |
15a (manglende forkunnskaper i matematikk) | –0,270 |
15d (fysiske funksjonshemninger) | –0,159 |
Faktorer som at læreren har høye forventninger til elevene, at flinke elever får respekt fra medelever, og at læreren er entusiastisk, korrelerer alle positivt med klassens faglige prestasjoner i matematikk. Med andre ord, et godt læringsmiljø synes å være preget av en entusiastisk lærer med høye forventninger til elevene, og av at elevene gir hverandre positive tilbakemeldinger hvis de lykkes faglig. Jamfør delkapittel 5.4.
6. | Hvor enig er du i disse påstandene om programfagene i matematikk og fysikk på skolen din?
|
||||
10. | Hvor ofte opplever du dette som lærer?
|
||||
15. | I hvor stor grad begrenser det følgende hvordan du underviser denne gruppa?
|
Av de fem spørsmålene fra lærerspørreskjemaet som gav signifikant korrelasjon med prestasjoner i matematikk, er det bare ett spørsmål som gir signifikant sammenheng med prestasjoner i fysikk. Dette er spørsmål 15a) i tekstboks 4.5. Spørsmålet er nøyaktig det samme for lærerne i matematikk og fysikk, så resultatene er sammenliknbare. Spørsmålet til fysikklærerne handlet altså om i hvilken grad undervisningen i fysikk begrenses av manglende forkunnskaper i matematikk hos elevene. Når vi, som vi også gjorde for matematikk, koder lærernes svar med 1 poeng for «Ikke i det hele tatt», 2 poeng for «Delvis» og 3 poeng for «Mye», finner vi i fysikk en signifikant korrelasjon på ‒0,41 mellom lærernes svar på dette spørsmålet og prestasjoner i klassen. Dette resultatet viser at dersom læreren i en klasse mener at manglende matematikkunnskaper er en begrensende faktor i undervisningen, er det en signifikant tendens til at klassen presterer svakere. Korrelasjonen er enda sterkere enn den tilsvarende vi fant i matematikk, som var på −0,270. Dette er et meget interessant funn. Vi henviser til kapittel 6, hvor vi tar opp og drøfter forholdet mellom matematikk og fysikk i norsk videregående skole nærmere.