3.2.1 Naturfagsresultater for Norge og referanselandene, populasjon 1

Tabell 3.2 viser gjennomsnittsskår i naturfag for Norge og referanselandene for populasjon 1. Gjennomsnittsalderen for elevene er også tatt med. Norske elever skårer på nivå med England og Sverige, men signifikant lavere enn elever i Finland og USA. Danmark skårer lavest av de nordiske landene. De norske 4.-trinnselevene har en gjennomsnittsskår på 493 poeng.

3.3.1 Naturfagresultater for Norge og referanselandene, populasjon 2

I tabell 3.4 presenteres gjennomsnittsskår og alder for elevene i Norge og referanselandene. Norge skårer signifikant lavere enn både Sverige, USA og England. De engelske og amerikanske elevene er i gjennomsnitt omtrent et halvt år yngre enn de nordiske. Sammenliknet med referanselandene presterer norske elever i populasjon 2 relativt sett svakere i naturfag enn i matematikk. Som det går fram av tabell 3.4, er gjennomssnittsskåren for norske 8.-trinnselever 489 poeng.

3.4.1 Kjønnsforskjeller i naturfag, populasjon 1

Figur 3.1 viser kjønnsforskjeller i Norge og referanselandene for populasjon 1.

Figur 3.1. Kjønnsforskjeller i Norge og referanselandene i naturfag, populasjon 1, gitt i poeng. Positiv verdi indikerer at jenter skårer høyere enn gutter. Blå farge indikerer at forskjellene er signifikante.

Som det framgår av figur 3.1, er det ingen signifikante kjønnsforskjeller i naturfag i denne populasjonen i Norge, England og Danmark. Jenter skårer imidlertid signifikant høyere enn guttene i Finland og i Sverige, henholdsvis 12 og 8 poeng. Guttene skårer 4 poeng høyere enn jentene i Danmark og USA, men det er bare i USA at dette utgjør en signifikant forskjell.

3.4.2 Kjønnsforskjeller i naturfag, populasjon 2

Figur 3.2 viser kjønnsforskjeller i naturfag for populasjon 2 i Norge og referanselandene, gitt i poeng. Det er ingen statistisk signifikant forskjell mellom gutters og jenters prestasjoner i Norge, Sverige og England, men i USA er forskjellen 5 poeng i guttenes favør. Dette er ingen stor forskjell, men den er likevel statistisk signifikant.

Figur 3.2. Kjønnsforskjeller i Norge og referanselandene i naturfag, populasjon 2, gitt i poeng. Positiv verdi indikerer at jenter skårer høyere enn gutter. Blå farge indikerer at forskjellene er signifikante.

3.5.1 Innledning

Også innen naturfag ønsker man i TIMSS å beskrive hva som kjennetegner kompetansen til elever på de ulike nivåene man opererer med. Dette foregår etter samme prosedyrer som i matematikk. Se kapittel 11.1 for en nærmere redegjørelse for hvordan dette foregår. En mer inngående beskrivelse finnes dessuten i Olsen og Nilsen (In press). Intervallene for kompetansenivåene er for øvrig de samme i naturfag som i matematikk:

Som det ble poengtert i kapittel 2.5.1, er det i TIMSS også elever med poengsum under lavt nivå (under 400 poeng). En beskrivelse av deres kompetanse vil ikke kunne gis ut fra de prosedyrene som er beskrevet her.

3.5.2 Beskrivelser av kompetansenivåer, populasjon 1

Tabell 3.5 inneholder korte karakteristikker av de ulike kompetansenivåene i TIMSS 2015 for populasjon 1. Utfyllende beskrivelser finnes i vedlegg 1.

3.5.3 Fordeling av elever på kompetansenivåer, populasjon 1

Figur 3.3 viser fordelingen av elever på kompetansenivåer i naturfag for populasjon 1 i Norge og referanselandene. Som tidligere påpekt vil slike fordelinger i en betydelig grad gjenspeile forskjeller i gjennomsnittsskår for landene, men ofte finnes det likevel noen interessante mønstre i profilene. De nordiske landene og England har her svært like profiler. Alle har en lav prosentandel elever under lavt nivå og over 70 prosent av elevene ligger på middels eller høyt nivå i alle de fire landene. Sammenliknet med de andre landene har USA en høyere prosentandel elever på avansert nivå. Ellers kan det bemerkes at Norge har en betydelig lavere prosentandel elever på avansert nivå i naturfag enn i matematikk for denne populasjonen.

Figur 3.3. Fordeling av elever på kompetansenivåer i naturfag i Norge og referanselandene, populasjon 1.

3.5.4 Beskrivelser av kompetansenivåer, populasjon 2

Også for populasjon 2 har man i TIMSS forsøkt å beskrive den generelle kompetansen elevene på de ulike kompetansenivåene har. I tabell 3.6 presenteres korte karakteristikker av de ulike kompetansenivåene i naturfag i TIMSS 2015 for populasjon 2. For mer utfyllende beskrivelser av disse kompetansenivåene, se kap. 11.1.

3.5.5 Fordeling av elever på kompetansenivåer, populasjon 2

Figur 3.4 viser fordelingen av elever på kompetansenivåer i naturfag for populasjon 2 i Norge og referanselandene. Norge har færre elever på høyt og avansert nivå enn de andre tre landene, og en høyere prosentandel elever på de lavere nivåene. Dette gjenspeiler i noen grad forskjellen i gjennomsnittsskår, hvor Norge altså skårer signifikant lavere enn de tre referanselandene (se tabell 3.3). Likevel kan det synes som om det er en spesielt stor utfordring for Norge å øke prosentandelen elever på de to høyeste nivåene. Mens henholdsvis 40, 43 og 45 prosent av elevene i Sverige, USA og England ligger på høyt eller avansert nivå i naturfag i populasjon 2, er det kun 31 prosent av de norske elevene som når disse nivåene.

Figur 3.4. Fordeling av elever på kompetansenivåer i naturfag i Norge og referanselandene, populasjon 2.

3.6.1 Prestasjoner på emneområder, populasjon 1

Figur 3.5 viser gjennomsnittsskåren på de tre emneområdene i naturfag for Norge og referanselandene. Elevene i alle landene bortsett fra England presterer relativt sett svakest i Fysikk/Kjemi. Som tabellen viser, skårer de norske elevene vesentlig bedre både i Biologi og Geofag enn i Fysikk/Kjemi. Forskjellen i poeng mellom Geofag og Fysikk/Kjemi er 27 poeng for Norge. Ut fra disse resultatene kan det synes som om fysikk og kjemi er lavt prioritert i norsk skole på dette trinnet.

Figur 3.5. Prestasjoner på emneområder i naturfag for Norge og referanselandene, populasjon 1.

3.6.2 Prestasjoner på emneområder, populasjon 2

Figur 3.6 viser skår på de ulike emneområdene i naturfag for Norge og referanselandene for populasjon 2. England og Sverige og til dels Norge har relativt like profiler.

Figur 3.6. Prestasjoner på emneområder i naturfag for Norge og referanselandene, populasjon 2.

Som det går fram av denne grafiske framstillingen, presterer norske elever på dette trinnet noe svakere enn elevene i referanselandene innenfor alle disse emneområdene, og forskjellen er størst i Biologi. Norge skårer for eksempel 39 poeng lavere enn USA i Biologi.

Det bør ellers bemerkes at forskjellene i de norske elevenes skår innenfor de ulike emneområdene i TIMSS er noe mindre i populasjon 2 enn i populasjon 1, men også i populasjon 2 presterer de norske elevene aller best i Geofag.

3.7.1 Trender i naturfagsprestasjoner, populasjon 1

Figur 3.7 viser utviklingen i naturfagprestasjoner for populasjon 1 i Norge og referanselandene for perioden 2011–2015. For Norge er både 4. trinn og 5. trinn med, men det nevnes igjen at det bare ble trukket et halvt utvalg av norske 5.-trinnselever i 2011.

Figur 3.7. Trender for naturfag i Norge og referanselandene for perioden 2011–2015, populasjon 1.

I figur 3.8 presenteres trenden for Norge (4) for perioden 1995 til 2015. Som det framgår av denne figuren, var det en kraftig tilbakegang i norske elevers prestasjoner i naturfag i perioden 1995 til 2003. Dette har blitt grundig omtalt og kommentert i tidligere TIMSS-rapporter (Grønmo et al., 2004; Grønmo & Onstad, 2009; Grønmo et al., 2012). Fra og med 2003 og fram til 2011 har det imidlertid vært en markert framgang i norske elevers prestasjoner på dette trinnet. Denne framgangen har ikke fortsatt i den siste fireårsperioden. Det er ingen signifikant endring fra 2011 til 2015.

Figur 3.8. Trend for norske elevers naturfagprestasjoner på 4. trinn i perioden 1995–2015.

Det er kun marginale og ikke-signifikante endringer i norske elevers prestasjoner i denne fireårsperioden. Det samme kan sies om Danmark og USA. Finland har en signifikant tilbakegang i denne perioden, mens Sverige og England har en noe høyere gjennomsnittsskår i 2015 enn i 2011. Denne framgangen er imidlertid ikke statistisk signifikant.

3.7.2 Trender i emneområder for Norge (4)

I TIMSS 2015 er det tre rapporteringskategorier i naturfag; Biologi, Fysikk/Kjemi og Geofag. Innholdet i disse emneområdene ble endret fra 2003 til 2007, men fra og med 2007 har det vært mulig å beregne trender. Figur 3.9 viser trender i disse tre emneområdene for Norge (4) for perioden 2007–2015.

Figur 3.9. Trender for emneområder i naturfag for Norge (4) for perioden 2007–2015.

Som det går fram av figur 3.9, har de norske elevene på dette trinnet prestert svakest i emneområdet Fysikk/Kjemi i alle de tre siste TIMSS-studiene. Figur 3.9 illustrerer også den betydelige framgangen i naturfagskår i perioden 2007–2011, som fordeler seg noenlunde jevnt over alle emneområdene. Det var signifikant bedre skår på samtlige emneområder i 2011 i forhold til 2007. Selv om det er noen små forskjeller i beregnet poengskår på emneområdene fra 2011 til 2015, er ingen av disse signifikante.

3.7.3 Trender i naturfagsprestasjoner, populasjon 2

Figur 3.10 viser utviklingen i naturfagprestasjoner for Norge (8) og referanselandene i perioden 1995 til 2003. Det gjøres igjen oppmerksom på at det her er visse aldersforskjeller mellom elevene. De norske elevene er ett år yngre enn de svenske elevene, mens de amerikanske og engelske elevene er et halvt år yngre enn de svenske. Figuren viser at de norske elevene på 8. trinn ikke har hatt den samme framgangen i naturfag som i matematikk gjennom perioden 2003–2015. I naturfag har det vært svært stabile prestasjoner gjennom denne sistnevnte perioden, men på et nivå som er betydelig lavere enn i 1995.

Sverige synes å ha snudd den negative trenden for perioden 1995–2011, og har hatt en signifikant framgang i perioden 2011–2015 på 13 poeng (se figur 3.9).

USA skårer i 2015 signifikant høyere enn i 1995 og 2007. Grafen til USA viser en jevnt stigende tendens for hele 20-årsperioden, bortsett fra i årene 2003–2007, hvor det var en svak, men ikke statistisk signifikant tilbakegang. I likhet med i matematikk har USA hatt en bedre utvikling enn de to nordiske landene gjennom de siste 20 årene. Fra å ha vært på nivå med Norge (8) i 1995, og betydelig under Sverige, skårer nå USA signifikant bedre enn både Norge (8) og Sverige. England har hatt en relativt flat trend over disse 20 årene.

Figur 3.10. Trender for Norge (8) og referanselandene i naturfag i perioden 1995–2015, populasjon 2.

3.7.4 Trender i emneområder for Norge (8)

Også for populasjon 2 ble emneområdene for naturfag noe endret fra 2003 til 2007. Trendberegningene tar derfor utgangspunkt i data fra TIMSS 2007. For populasjon 2 er det fire rapporteringskategorier for emneområder; Biologi, Kjemi, Fysikk og Geofag.

Figur 3.11. Trender for emneområder i naturfag for Norge (8) for perioden 2007–2015.

Figur 3.11 viser trender i naturfag for Norge (8) fra 2007 til 2015. I alle de tre siste TIMSS-studiene har elevene på dette trinnet prestert betydelig bedre i Geofag enn i de andre emneområdene. Mens det var en signifikant forbedring i prestasjonene i Geofag i perioden 2007–2011, har det vært en signifikant tilbakegang i dette emneområdet fra 2011 til 2015. Det er imidlertid ingen signifikante endringer for de andre emneområdene i denne siste fireårsperioden. For perioden 2007–2015 har det vært en signifikant forbedring i resultatene for Fysikk. Figur 3.11 viser også at prestasjonene i Kjemi, Fysikk og Biologi er svært like i TIMSS 2015-studien.