מדינת ישראל השתתפה במחקר פיז"ה לראשונה בשנת 2002 (בגל השני של מחקר פיז"ה 2000). ישראל לא השתתפה במחזור המחקר של שנת 2003 שבדק במוקד את תחום אוריינות מתמטיקה, בשל הקרבה הרבה מדי של מועד המחקר למועד המחקר ב-2002. ישראל השתתפה בפעם השנייה במחקר פיז"ה בשנת 2006, בפעם השלישית בשנת 2009 ובפעם הרביעית בשנת 2012. ישראל השתתפה במחקר פיז"ה 2015 בפעם החמישית, שבו מוקד המחקר הוא תחום האוריינות מדעים.
החל ממחקר פיז"ה 2009, מנוהל המחקר בישראל ומיושם על ידי ראמ"ה - הרשות הארצית למדידה והערכה בחינוך. בעבר נוהלו המחקרים על ידי צוותים מן האוניברסיטאות שנבחרו לשם כך על ידי לשכת המדען הראשי של משרד החינוך. במחקר פיז"ה 2009 השתתפו בישראל 5761 תלמידים, במדגם מייצג של שכבת בני ה-15 בישראל. השאלות בישראל מתורגמות ומותאמות לעברית (עבור התלמידים דוברי עברית) ולערבית (עבור תלמידים דוברי ערבית) על ידי מרכז מחקר פיז"ה בישראל (ראמ"ה). בשנת 2012 השתתפו במחקר בישראל כ-6000 תלמידים בני 15 (ילידי 1996) מכ-170 בתי ספר ומוסדות חינוך, המייצגים את כלל שכבת בני ה-15 בישראל.
ישראל השתתפה במחזור מחקר פיז"ה 2015, שהשתתפו בו כ-6000 תלמידים מכ-170 מוסדות חינוך.
ישראל השתתפה בפעם השישית במחזור מחקר פיז"ה 2018. השתתפו בו כ-6000 תלמידים מכ-170 מוסדות חינוך שייצגו את כלל אוכלוסיית בני ה-15 בישראל.
התלמידים נבחנו במחשבי בית הספר ובמחשבים ניידים שהובאו אליהם במיוחד לצורך כך. תוצאות מחקר התפרסמו בדצמבר 2019 (וחלק ממנו יתפרסם במהלך 2020).
שיטת המחקר.
המחקר מתבצע במקביל בכל המדינות החברות בארגון ה-OECD ובעוד כ-35 מדינות משתתפות שאינן חברות בו. בכל מדינה נבחנים לפחות 5000 תלמידים המייצגים את כלל בני ה-15 באותה מדינה (למעשה הגיל המדויק של משתתפי המחקר הוא מ-15 ושלושה חודשים ועד 16 ושלושה חודשים). במחקר משתתפים כל התלמידים הלומדים במסגרת חינוכית כלשהי, ובכלל זה מוסדות חונכות בתעשייה, בתי ספר עיוניים ומקצועיים, בתי ספר פרטיים או ציבוריים, בתי ספר השייכים לזרמים דתיים שונים וכיוצא בזה. השתתפות במחקר היא תלוית גיל ולא תלויה בשנת לימודיהם של התלמידים. בישראל, רוב התלמידים בני ה-15 לומדים בכיתות י' וחלקם בכיתות ט' ומיעוט קטן לומד בשכבות כיתה אחרות. במחקרי פיז"ה קיימת אופציה למדינות להרחיב את המדגם שלהם ולדגום שכבות כיתה שלמות של תלמידים (למשל כל תלמידי כיתה י') או להוסיף מדגם מייצג של תלמידים משכבות כיתה שונות (למשל, הן כיתה ט' והן כיתה י'), מדגם כזה מאפשר לבחון את ההשפעה של מספר שנות הלימוד על ההישגים במבחני פיז"ה.
בכל מדינה נדגמים לפחות 150 בתי ספר ומוסדות חינוך באורח מקרי. בכל בית ספר או מוסד שנדגם למחקר, נדגמים באורח מקרי כ-40 תלמידים להשתתף במחקר. כל תלמיד המשתתף במחקר, מקבל מבחן שאורכו שעתיים ולאחר מכן הוא מתבקש למלא שאלון לתלמיד (שאלון רקע הכולל שאלות על הרגלי הלמידה, הסביבה הלימודית, הרקע המשפחתי, המוטיבציה ללמידה והשאיפות בעתיד, ואקלים בית הספר). אורך שאלון זה עד שעה. במחזור מחקר פיז"ה 2012, חלק מן התלמידים המשתתפים קיבלו, בנוסף למבחן ולשאלון גם מבחן ממוחשב, שהועבר באמצעות מחשב, שאורך כשעה. החל ממחזור מחקר 2015, כל מבחני ושאלוני פיז"ה עברו להיות ממוחשבים ומועברים באמצעות מחשבים, ללא חוברות נייר.
מנהלי בתי הספר המשתתפים במחקר נדרשים אף הם למלא שאלון ובו פרטים על אופיו הדמוגרפי של בית הספר, מקורות מימון, מדיניות בית הספר בנושאים פדגוגיים שונים (כגון קבלה, הקבצות, גישות כלפי הערכה) וכדומה.
השאלות במבחן הפיז"ה הן ממספר סוגים. חלק מן השאלות סגורות (למשל, שאלות רב ברירה) וחלקו שאלות פתוחות. השאלות הסגורות במבחן הממוחשב, נבדקות אוטומטית על ידי תוכנה ייעודית והשאלות הפתוחות נבדקות על ידי בודקים אנושיים.
סך השאלות במבחן פיז"ה במחזור נתון כולל שאלות שמשך פתרונן כשבע שעות, אולם כל תלמיד נבחן רק על חלק מהשאלות - עד 2012, כאשר המבחנים נעשו בחוברות נייר, היו קיימים כ-17 נוסחי בחינה ואילו מאז המעבר למבחנים ממוחשבים, ב-2015, לכל נבחן נוסח שנקבע על ידי דגימת שאלות מבנק שאלות, ובפועל קיימים כ-70 נוסחי בחינה שונים. בכל נוסח מצבור אחר של שאלות של המבחן הכולל. לכן, התלמידים אינם מקבלים ציון אישי במבחן זה ואף לא בית הספר. עם זאת, בשל חשיבותו של המבחן ואפשרות ללמוד ממנו על מערכות החינוך, וכדי שהציונים של כל המדינות יהיו בני השוואה, מתבקשים התלמידים המשתתפים במבחן להשיב עליו ברצינות ראויה ולעשות מאמץ להשיב על שאלות המבחן כמיטב יכולתם. מאידך, בתי הספר והתלמידים המשתתפים במבחן, מייצגים בכל מדינה את בני גילם בכלל מערכת החינוך, על מנת שהייצוג יהיה תקף, אין לערוך כל הכנה מיוחדת או ייחודית וייעודית לבתי ספר שמשתתפים במחקר ולתלמידים הספציפיים שעלו במדגם. כל הכנה כזו פוגעת בתוקף התוצאות מפני שאם מכינים אותם - אי אפשר להניח שהם מייצגים את רמת כלל האוכלוסייה, אלא רק את עצמם ואת ההכנה שהם עברו.
המבחן בנוי כך שאפשר יהיה להשוות את התוצאות בין מחזור מבחן אחד לאחר, באופן שמאפשר לכל מדינה לעקוב אחר התקדמות או נסיגה באחד או יותר מתחומי האוריינות הנבדקים. סולם הציונים של המחקר נקבע בשנת מחזור המחקר הראשון, שנת 2000, כך שממוצע הציונים של מדינות ה-OECD היה 500 וסטיית התקן הייתה 100. הציונים נעים בדרך כלל בין 200 ל-800. הציונים מחושבים בכל תחום אוריינות בנפרד. כאשר תחום אוריינות נמצא במוקד המחקר, נמדדים גם נושאי משנה בתוך התחום. בנוסף לכך, ההישגים במבחנים מדווחים גם לפי רמות בקיאות שהוגדרו על ידי מארגני פיז"ה. באוריינות קריאה קיימות 7 רמות בקיאות ובאוריינות מתמטיקה ומדעים קיימות 6 רמות בקיאות. תלמידים שענו בהצלחה על שאלות בעלות דרגת קושי גבוהה נחשבים מצטיינים (רמות בקיאות 5–6), ואילו תלמידים שהצליחו לענות רק על שאלות בעלות רמת קושי נמוכה נחשבים כמתקשים (מתחת לרמת בקיאות 2). תלמידים שרמת הישגיהם נמוכה מהרמה המוגדרת הנמוכה ביותר, נמצאים, על פי פיז"ה, בנחיתות חמורה מבחינת יכולתם להשתלב באופן יעיל ותורם בחברה ובכלכלה מודרנית בבגרותם.
תוצאות.
עיבוד תוצאות מחקר פיז"ה נערך על ידי ה-OECD ונמשך כשנה. פרסום התוצאות מלווה בדיווחים נושאיים המנתחים היבטים שונים של נתוני המחקר, כולל השוואה של ההישגים בין מדינות, ופרסום של נתוני הרקע והסביבה הלימודית. כמו כן נעשה ניסיון לקשור את רמת ההישגים במדינות השונות באמצעות משתני הרקע. את דוחות תוצאות מבחני פיז"ה הבינלאומיים ניתן למצוא באתר האינטרנט של OECD. את התוצאות בישראל, כולל ניתוח פנים-ישראלי של התוצאות, והשוואה בין מגזרים שונים בתוך ישראל, ניתן למצוא באתר ראמ"ה (הרשות הארצית למדידה והערכה בחינוך). להלן תקציר של תוצאות מחקרי פיז"ה השונים:
פיז"ה 2000.
בשנת 2002 (השנה שבה השתתפה ישראל במחקר פיז"ה 2000), ממוצע ישראל באוריינות קריאה היה 452, באוריינות מתמטיקה 433 ובאוריינות מדעים 434. בשלושת תחומי האוריינות, ישראל נמצאה בכ-50–70 נקודות מתחת לממוצע מדינות ה-OECD (כחצי סטיית תקן עד שני שלישים סטיות תקן). התוצאות הנמוכות יחסית האלו, הכו בתדהמה את הציבור בישראל, והביאו את שרת החינוך דאז, לימור לבנת, להקים בשנת 2003 את ועדת דוברת שבחנה דרכים לשיפור מערכת החינוך בישראל.
פיז"ה 2003.
ישראל לא השתתפה במחזור מחקר זה.
ממוצע שש המדינות הראשונות בדירוג, בתחומי הידע השונים, על פי תוצאות מבחן פיז"ה לשנת 2003:
פרופסור יוני ואליארבי היה הממונה על מבחן פיז"ה בפינלנד. לדעתו, לתוצאות המצוינות שהשיגו תלמידי ארצו במבחנים אחראים המורים המצוינים בפינלנד וכן תוכנית החינוך הפינית, LUMA, אשר פותחה ויושמה בשנות ה-90 כדי לפתח את מיומנויות התלמידים במתמטיקה ובמדעי החיים. הוא אף הצביע על כך כי בפינלנד קיימת תוכנית לימוד אחידה בכל בתי הספר. מהשוואת התוצאות בין תלמידי פינלנד התברר כי כמעט ולא קיימת שונות בין תוצאותיהם של תלמידים מבתי ספר שונים.
פיז"ה 2006.
התוצאות של מבחני פיז"ה לשנת 2006 (הדירוג שלהלן הוא באשר לנושא שבמוקד המחקר, אוריינות מדעים).
ממוצע ישראל באוריינות מדעים ב-2006 היה 454. ממוצע ישראל באוריינות קריאה היה 439 ובאוריינות מתמטיקה 442. ישראל דורגה במקום ה-39 באוריינות מדעים מבין 58 המדינות שנטלו חלק במחקר. ישראל נמצאה בשלושת תחומי המחקר מתחת לממוצע מדינות ה-OECD בכ-50 נקודות ומעלה (כחצי סטיית תקן).
פיז"ה 2009.
התוצאות שלהלן הן תוצאות המדינות המובילות בהישגיהן במבחני הפיזה בשלושת תחומי האוריינות שנבדקו ב-2009. בשנת 2009 חלק מן המדינות (לא כולל ישראל) נבחנו לראשונה גם במבחן ממוחשב שבדק "קריאה דיגיטלית". תוצאות מבחן זה דווחו בנפרד, וניתן למצוא אותן באתר האינטרנט של ה-OECD. ישראל לא השתתפה במבחן הממוחשב בשנה זו בשל אי התאמתה של התוכנה לקריאה ולכתיבה בכיוון ימין-שמאל.