Тимчасові відповіді на вічні запитання

Однією з особливостей розвитку освіти у багатьох розвинутих країнах світу є підвищена увага до питань якості та ефективності освіти. Освіта стає стратегічною галуззю, що забезпечує національну безпеку.

Натепер складається міжнародна система моніторингу якості освіти, у якій беруть участь вже близько 70 країн світу. Організаторами цієї системи є: Міжнародна асоціація з оцінювання навчальних досягнень - ІЕА (The International Association for the Evaluation of Educational Achievement) та Організація економічного співробітництва та розвитку - OЕCD (Organisation for Economic Co-operation and Development).

Глобалізація економіки та освітньої сфери призвела до інтенсифікації проведення міжнародних моніторингових досліджень у освіті. Найбільш масштабними з них є дослідження якості загальної середньої освіти, зокрема: TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study)- дослідження якості природничо-математичної освіти (1995, 1999, 2003, 2007, 2011 роки).; PIRLS (Progress in International Reading Literacy Study)-дослідження якості читання та розуміння тексту ( 2001, 2006, 2011).; PISA (Program for International Student Assessment) - міжнародна програма з оцінювання навчальних досягнень учнів (2000, 2003, 2006, 2009, 2012 ).

Країни об’єднують зусилля у розробленні методології, технології та інструментарію міжнародних порівняльних досліджень якості освіти. Основна увага приділяється не ранжуванню країн за рівнем підготовки учнів, а поясненню відмінностей, що існують між ними, та виявленню факторів, що впливають на результати навчання.

11 грудня 2012 року були оприлюднені основні результати Міжнародного порівняльного дослідження якості природничо-математичної освіти TIMSS 2011, в якому взяло участь більш ніж 600 тисяч учнів з 63 країн світу та 14 штатів чи окремих регіонів, серед яких:

Австралія, Австрія, Азербайджан, Бахрейн, Бельгія, Ботсвана, Болгарія, Велика Британія, Вірменія, Гана, Гондурас, Гонконг, Грузія, Данія, Ємен, Індонезія, Іран, Ірландія, Ізраїль, Іспанія, Італія, Йорданія, Казахстан, Катар, Кувейт, Ліван, Литва, Македонія, Малайзія. Мальта, Марокко, Нідерланди, Німеччина, Нова Зеландія, Норвегія, Об’єднані Арабські Емірати, Оман, Палестинська НР, Польща, Португалія, Республіка Корея, Російська Федерація, Румунія, Саудівська Аравія, Сербія, Сінгапур, Сирія, Словацька республіка, Словенія, США, Таїланд, Тайвань, Туніс, Туреччина, Угорщина, Україна, Фінляндія, Хорватія, Чеська Республіка, Чилі, Швеція, Японія.

Отже основні запитання, на які відповідає дослідження TIMSS:

Який стан природничо-математичної освіти з точки зору міжнародних стандартів?

Як змінились результати українських школярів у порівнянні з попереднім дослідженням 2007 року?

Як змінюються результати учнів при переході з початкової до середньої школи?

Які фактори впливають на рівень навчальних досягнень учнів з природничо-математичних дисциплін?

Які перспективи розвитку природничо-математичної освіти в Україні? І що робити далі?

Відповіді на ці запитання цікавлять усіх небайдужих до освіти людей.

Україна вже двічі брала участь у дослідженні - у 2007 (серед учнів 4-х та 8-х класів) та 2011 (серед учнів 8-х класів) роках. Учасниками дослідження 2011 року стали 3378 учнів 8-х класів зі 148 загальноосвітніх навчальних закладів з усіх областей України, міст Києва та Севастополя. Навчальні заклади були відібрані Канадським центром статистики (Statistic Canada) відповідно до вимог проведення дослідження, з урахуванням типу населеного пункту, в якому знаходиться навчальний заклад, типу навчального закладу та кількості учнів у ньому.

В Україні дане дослідження здійснювалось Міністерством освіти і науки за підтримки Національної академії педагогічних наук та Українського центру оцінювання якості освіти.

Кількісною характеристикою досягнень учнів кожної конкретної країни є середні бали, що визначалися за результатами виконання завдань з математики та природничих дисциплін (біології, географії, фізики та хімії) учнями цієї країни.

Результати міжнародного тестування з математики та природничих наук для учнів 4-х та 8-х класів оброблялись та оцінювались окремо. За результатами статистичної обробки кожному учню були нараховані бали за 1000 - бальною шкалою, окремо за виконання завдань з математики та природознавства. Для дослідження 2011 року, як і для дослідження 2007 року було визначено 500 балів як середній міжнародний бал. Цей бал не є середнім арифметичним середніх балів всіх країн-учасниць. Він задає певний, визначений міжнародними експертами, рівень.

Порівняння середніх балів країн - учасниць дає можливість зіставити середню успішність виконання завдань учнями відповідної країни із середньою успішністю виконання завдань учнями інших країн. Крім того є можливість проаналізувати тенденції у досягненнях учнів у 2007 та 2011 рр. та порівняти результати сукупності учнів 4-х класів дослідження 2007 року з результатами сукупності учнів 8-х класів дослідження 2011 року.

Найвищі середні бали серед учнів 8-х класів з математики показали школярі Республіки Корея (613), Сінгапуру (611), Тайваню (609), Гонконгу (586) та Японії (570). Найкращими з природничих наук стали Сінгапур (590), Тайвань (564), Республіка Корея (560), Японія (558) та Фінляндія (552).

За результатами дослідження 2011 року українські 8-класники підвищили результати з математики (на 17 балів) і з природничих наук (на 16 балів) у порівнянні з 2007 роком: середній бал з математики становить - 479 бали, а з природничих наук - 501 бал. Це дозволило підвищити позицію країни у міжнародному рейтингу з математики - з 25 місця у 2007 році - до 19 місця у 2011 році, а з природничих дисциплін - з 19 до 18 місця. Результати українських школярів за середнім балом та місце в загальному рейтингу країн-учасниць. Результати України за середнім балом можна порівняти з результатами Швеції (484 бали з математики і 509 балів з природничих наук) та Норвегії (475 балів з математики та 494 бали з природничих наук).

Для визначення рівня навчальних досягнень учням були запропоновані тестові зошити, що складались з двох частин - математичної та природничої.

Загальна схема розробки тестових завдань визначена двома складовими - змістом та видами навчально-пізнавальної діяльності. У дослідженні 2011 року було виділено чотири змістових блоки з математики (числа, алгебра, геометрія, аналіз даних) і з природничих дисциплін (біологія, хімія, фізика, географія) та три види навчально-пізнавальної діяльності: знання, застосування, обґрунтування.

Математична частина тесту, запропонованого учасникам дослідження, була розподілена за змістовими блоками у такому співвідношенні: Числа (30%), Алгебра (30%), Геометрія (20%), Аналіз даних (20%). Результати восьмикласників у порівнянні з дослідженням 2007 року підвищились по всіх розділах: з розділу «Числа» - на 14 балів, з розділу «Алгебра» - на 23 бали, з розділу «Геометрія» - на 11 балів, з розділу «Аналіз даних» - на 22 бали. Тобто зростання результатів за розділами «Алгебра» та «Аналіз даних» було найбільшим.

Тест з природничих дисциплін дослідження складався з 35% завдань з біології, 20% завдань - з хімії, 25% - з фізики та 20% - з географії. У порівнянні з попереднім циклом дослідження (2007 рік) результати восьмикласників з усіх природничих предметів також підвищились: з біології - на 17 балів, з хімії - на 22 бали, з фізики - на 10 балів та з географії - на 15 балів. Як бачимо, найвищі результати учні отримали при виконанні завдань з хімії та фізики.

За видами навчально-пізнавальної діяльності завдання математичної частини були розподілені таким чином: 35% завдань групи «Знання», 40% завдань групи «Застосування» та 25% завдань групи «Обґрунтування». Найкраще восьмикласники виконали завдання груп «Знання» (середній бал - 481) та «Застосування» (середній бал - 480), гірше - завдання групи «Обґрунтування» (середній бал - 467). Водночас у порівнянні з 2007 роком суттєво підвищилось оволодіння учнями всіма видами пізнавальної діяльності, зокрема найбільше, на 27 балів, зріс середній бал за завдання з групи «Обґрунтування», тобто завдань на використання знань у нестандартних ситуаціях, складних багатокрокових завдань з обґрунтуванням їх розв’язання.

Розподіл завдань з природничих наук за видами навчально-пізнавальної діяльності незначною мірою відрізнявся від розподілу завдань математичної частини: 35% завдань групи «Знання», 35% завдань групи «Застосування» та 30% групи «Обґрунтування». За результатами виконання завдань у 2011 році середні бали за виконання завдань всіх видів навчально-пізнавальної діяльності також зросли. Проте найбільше зростання спостерігалось при виконанні завдань групи «Знання», що орієнтовані на використання знань у стандартних ситуаціях а найнижче - за завдання групи «Застосування», при розв’язуванні яких необхідно було застосувати знання у змінених ситуаціях.

У залежності від кількості набраних балів всі учні розподіляються за чотирма відповідними рівнями підготовки з математики та природничих дисциплін, що виділені у дослідженні: найвищим (625 балів і більше), високим (від 550 до 624 балів), середнім (від 475 до 549 балів) та низьким (менше за 400 балів). У порівнянні з попереднім дослідженням 2007 року Україна покращила свої показники розподілу учнів за рівнями підготовки з математики та природничих дисциплін. Так, з математики найвищий та високий рівень підготовки показали 22% учнів, середній рівень - 31%. Тобто п’ята частина восьмикласників спроможна розв’язувати достатньо складні завдання з математики та обґрунтовувати свої відповіді, а більше половини учнів вміє застосовувати свої знання в стандартних ситуаціях. Водночас викликає занепокоєння той факт, що 28% учнів показали низький рівень математичної підготовки, а 19% - тільки фрагментарні знання з математики.

З природничих наук 6% учнів продемонстрували найвищій рівень підготовки, 23% - високий рівень, 35% - середній рівень. На низькому рівні знаходяться 24% учнів, а 12% мають фрагментарні знання, що не відповідають міжнародному стандарту низького рівня підготовки з природничих дисциплін.

Для порівняння: середній міжнародний відсоток учнів, які досягли найвищого та високого рівня математичної підготовки становить 17%, а у країн-лідерів дослідження - від 61% (Японія) до 73% (Тайвань); з природничих дисциплін середній відсоток учнів, які досягли найвищого та високого рівня становить 21%, а у країн-лідерів дослідження - від 53% (Фінляндія) до 69% (Сінгапур).

Дослідженням TIMSS було також передбачено вивчення різниці між досягненнями учнів різної статі. Приблизно в половині країн цією різницею можна було знехтувати.

За гендерною ознакою результати українських школярів майже не відрізняються: 478 балів у дівчат та 481 балів у хлопців з математики; 499 балів - у дівчат та 503 бали у хлопців з природничих дисциплін.

Для порівняння: середній міжнародний бал з математики серед дівчат - 469, а серед хлопців - 465; з природничих наук - 480 балів у дівчат та 474 - у хлопців. Найвищі результати з математики показали дівчата Сінгапуру (589 балів) , хлопці Тайваню (564 бали) і Республіки Корея (563 бали). Найбільша різниця між дівчатами та хлопцями з Оману (63 бали з математики та 78 балів з природничих наук).

Дівчата України краще розв’язують завдання з алгебри та біології, а хлопці - з розділу «Числа», геометрії, хімії, фізики та географії. Найбільша різниця у середніх балах спостерігається з фізики (13 балів), географії (15 балів) та розділу «Числа» (13 балів). За видами навчально-пізнавальної діяльності «Знання» та «Обґрунтування» результати дівчат і хлопців суттєво не відрізняються. Проте завдання на застосування знань у змінених ситуаціях і з математики, і з природничих наук хлопці виконують краще (різниця у середніх балах становить 13 балів з математики та 6 балів з природничих наук).

Аналіз даних демонструє, що через чотири роки результати сукупності учнів 4-х класів, яка у 2011 році опинилась у 8-му класі, підвищила свій міжнародний показник з математики на 10 балів, а з природничих дисциплін - на 25 балів.

Для виявлення факторів, що впливають на результати навчальних досягнень учнів додатково до міжнародного тестування проводиться анкетування національних експертів з освіти, учнів, учителів та адміністрації загальноосвітніх навчальних закладів, що беруть участь у дослідженні.

У дослідженні TIMSS були виділені такі групи факторів, що характеризують:

- учнів (вік, стать, відношення до навчальних предметів, мотивація до навчальної діяльності, перспективи подальшого навчання, використання вільного часу тощо);

- родини учнів (освіта батьків, домашні освітні ресурси, кількість книг вдома, наявність комп’ютера та Інтернету, участь батьків у шкільному житті тощо);

- загальноосвітні навчальні заклади (розміщення, тип, кількість учнів у школі, матеріально-технічне забезпечення, безпека у школі тощо);

- учителів (стаж роботи, освіта, стать, професійна підготовка та перепідготовка, організація навчального процесу, позаурочна діяльність тощо);

- навчальний процес (навчальні програми, структура уроку, навчальна діяльність на уроках, навчальні матеріали та засоби навчання, оцінювання навчальних досягнень тощо).

Аналіз результатів тестування учнів і виділених факторів є дуже важливим етапом дослідження, що дозволяють висувати гіпотези, що пояснюють отримані результати дослідження.

За результати дослідження TIMSS 2011 високі результати показали учні, родини яких мають достатні ресурси для підтримки навчання своїх дітей. Міжнародний показник «Ресурси родини для навчання» складається з таких індикаторів: освіта батьків, загальна кількість книг у домі; кількість дитячих книг, доступ до мережі Інтернет та наявність окремої особистої кімнати в учня. За результатами опитування тільки 25% учнів мають вдома 100 або більше книг, 48% - мають окрему кімнату і підключення до мережі Інтернет.

В Україні тільки 12% учнів 8-х класів, які брали участь у дослідженні, можна віднести до групи з високим рівнем ресурсів родини. Середній бал таких учнів з математики становить 530 балів, а з природничих наук - 551 бал, що значно вище середнього міжнародного значення. Результати учнів, які відносяться до родин з низьким рівнем ресурсів родини для навчання (їх в Україні 9%), значно нижчі: 408 балів з математики та 434 бали з природничих наук.

Для порівняння: найвищі показники кількості дітей із родин з високим рівнем ресурсів для освіти в Республіці Корея (32%), Норвегії (32%), Швеції (27%), Сполучених Штатах Америки (23%), Фінляндії (22%), Австралії (22%). Проте учні таких родин з Норвегії, мають нижчі результати (504 бали з математики та 530 балів з природничих наук) ніж учні України.

Результати дослідження 2011 року показали також, що учні 8-х класів мають вищі досягнення, якщо навчаються у школах, що відповідають наступним ознакам: школи мають достатні ресурси для організації навчання; у цих школах навчається більша кількість дітей із соціально благополучних родин; навчальний процес в них спрямований на успішне навчання; в школах діти почувають себе безпечно.

Треба відмітити, що найвищі середні показники мають учні, які навчаються у школах, що мають 1 комп’ютер на 6 або більше учнів. Значно нижчими є результати учнів тих шкіл, що мають 1 комп’ютер на 3-5 учнів та 1 комп’ютер на 1-2 учня.

Ще одним фактором, що впливає на рівень навчальних досягнень в Україні є розмір населеного пункту, в якому знаходиться навчальний заклад. У дослідженні брали участь 31% шкіл, розташованих у населених пунктах з чисельністю населення більше 100 тисяч мешканців; 18% шкіл, розташованих у населених пунктах з чисельністю від 15 до 1000 тисяч; 52% шкіл, розташованих у сільській місцевості, з населенням менше 15 тисяч мешканців. Результати учнів сільських шкіл є набагато нижчими за результати учнів міських шкіл. Різниця між середніми показниками з математики становить 50 балів, а з природничих дисциплін - 41 бал.

Найвищі бали з математики отримали учні, вчителі яких мають стаж роботи від 10 до 20 років, найнижчі бали в учнів, учителі яких мають стаж роботи менше 10 років. З природничих наук, картина дещо інша. Найвищі результати показали учні, вчителі яких мають стаж роботи більше 20 років. Найнижчі результати мають учні, вчителі яких пропрацювали у школі від 5 до 10 років.

Загальна кількість учителів математики в Україні, стаж роботи яких більше 20 років, становить 68%, що значно перевищує середній показник (36%) по дослідженню. Найбільший відсоток учителів з таким стажем мають також Литва (73%), Марокко (69%) та Російська Федерація (67%).

Тільки 3% вчителів мають стаж роботи менше 5 років. Цей показник в Україні значно нижчий за середній по дослідженню, що становить 18%.

З природничих наук ситуація така сама. Україна входить в групу країн ( поряд із Російською Федерацією, Угорщиною, Італією, Грузією, Литвою), в яких відсоток вчителів, які мають стаж роботи, вищий за 20 років, набагато перевищує (59-62%) за середній по дослідженню (33%). А кількість молодих вчителів (4-8%) значно менша ніж в середньому за результатами дослідження (20%).

Цікаво, що В Російські Федерації найвищі бали з математики отримали учні самих молодих вчителів, а з природознавства - учні вчителів, стаж роботи яких від 5 до 10 років.

На результати навчання також впливають відношення учнів до навчальних предметів та перспективи подальшого навчання.

Так, різниця між середніми балами тих, хто планує отримати вищу освіту і наукову ступень і тими, хто планує закінчити тільки середню школу становить 76 балів з математики і 83 бали з природничих наук.

Також суттєвою є різниця у навчальних досягненнях тих хто любить чи не любить той чи інший предмет; почуває себе впевнено або ні у вивченні навчальних дисциплін.

Ми зупинились тільки на деяких аспектах результатів дослідження. Зрозуміло, що глибокий та всебічний аналіз результатів ще попереду.

Що ж ми маємо? Спробуємо окреслити відповіді на запитання, що були поставлені на початку.

Який стан природничо-математичної освіти з точки зору міжнародних стандартів?

Не можна втішатися тим, що серед 42 країн, що брали участь у дослідженні для 8-х класів, нижче України опинились 23 країни за результатами тесту з математики і 24 країни за результатами тесту з природничих дисциплін, серед яких багаті країни світу (ОАЕ, Катар, Саудівська Аравія).

Найвищі показники індексу розвитку людського потенціалу (ІРПЛ), за яким Програма розвитку ООН порівнює рівень соціального і економічного розвитку різних країн, мають Норвегія, Австралія, Нідерланди, США, Нова Зеландія, Канада, Ірландія, Ліхтенштейн, Німеччина, Швеція.

Тільки Норвегія і Швеція за результатами TIMSS 2011 мають такі ж показники як і Україна, всі інші країни - значно вищі.

Сім пострадянських країн взяли участь у дослідженні 2011 року: Азербайджан, Вірменія, Грузія, Казахстан, Литва, Російська Федерація та Україна. Високі показники та позитивні тенденції демонструють Російська Федерація та Литва. Досвід участі у дослідженні TIMSS з 1995 року та участь у всіх міжнародних дослідженнях в освіті дає певні переваги цим країнам.

2. Як змінились результати українських школярів у порівнянні з попереднім дослідженням 2007 року?

Безумовно, Україна зробила крок уперед. За всіма показниками є тенденція до зростання.

Після проведення TIMSS 2007 була проведена велика робота з аналізу результатів дослідження. Організовано науково-методичні семінари для методистів обласних інститутів післядипломної педагогічної освіти, «круглі столи» з розробниками програм і авторами підручників, навчання вчителів на курсах підвищення кваліфікації з питань моніторингових досліджень в освіті.

З 2008 року у підручниках з’являються більше задач практичного змісту, тестових завдань різних форматів, цікавих задач на застосування знань в нестандартних ситуаціях; розробляються нові збірники для проведення державної підсумкової атестації з предметів природничо-математичного циклу, з урахуванням рекомендацій, наданих після аналізу результатів дослідження TIMSS 2007.

Все це, а ще систематична робота проректорів з моніторингу та методистів обласних інститутів післядипломної освіти, вчителів математики та природничих наук тих класів, що брали участь у пілотній та основній сесії міжнародного порівняльного дослідження, а також самовіддана праця робочої групи з організації та проведення TIMSS 2011 сприяли підвищенню результатів та рейтингу України.

Як змінюються результати учнів при переході з початкової до середньої школи?

У цьому питанні є також позитивні зрушення. Результати учнів 8-х класів 2011 року виявилися кращими за результати учнів 4-х класів 2007 року. Це є прогрес, бо в багатьох країнах ці показники, навпаки, знизилися.

Проте, якщо Україна буде брати участь у дослідженні TIMSS 2015, їй ні з чим буде порівнювати результати восьмикласників, бо учні 4-х класів не брали участь у дослідженні 2011 року з причини недостатнього фінансування.

У 2011 році всі країни мали унікальну можливість порівняти математичну, природничо-наукову та читацьку грамотність учнів 4-х класів. Одночасно з дослідженням TIMSS проводилось дослідження читацької грамотності PIRLS. З причини різної періодичності проведення досліджень, вони співпадають один раз на 20 років. Україна втратила свій шанс у 2011 році. Будемо сподіватись, що Укази Президента України щодо участі у міжнародних дослідженнях якості освіти будуть надалі виконуватись.

Які фактори впливають на рівень навчальних досягнень учнів з природничо-математичних дисциплін?

Забезпечена родина, сильна школа, кваліфікований небайдужий учитель, підвищений інтерес та мотивація до навчання - залог успіху. Сільська школа зі слабким матеріально-технічним та кадровим забезпеченням (навіть з 1 комп’ютером на одного учня), відсутність вищої освіти у батьків, родина з достатком нижче середнього, невмотивованість учня - дорога у безвихідь. І це є найгострішою проблемою для України. Розшарування суспільства веде до розшарування шкіл.

Проблема рівного та справедливого доступу до освіти є однією з найбільш акцентованих в останні роки в міжнародних документах з питань розвитку освіти.

Які перспективи розвитку природничо-математичної освіти в Україні? Або що робити далі?

Участь України у міжнародних порівняльних дослідженнях має велике стратегічне значення для розвитку освіти в країні, зокрема природничо-математичної:

отримані результати дозволяють робити висновки про якість освіти у нашій країні та її відносному положенні в світовій системі освіти;

аналітичний матеріал про програми, підручники та вимоги до навчальних досягнень учнів у різних країнах світу дозволяють спеціалістам України приймати обґрунтовані рішення про реформування змісту освіти і створення освітніх стандартів;

використання технологій педагогічних вимірювань сприяють створенню в Україні національної системи моніторингу якості освіти на рівні світових стандартів.