מבחן TIMSS

מבחן TIMSS (באנגלית, ראשי תיבות של: Trends in International Mathematics and Science Study) הוא מבחן הנערך כחלק ממחקר בינלאומי בתחום החינוך, המתקיים אחת לארבע שנים (החל מ-1995) ובודק הישגים לימודיים של תלמידים בתחומי המתמטיקה והמדעים. המחקר נערך על ידי הארגון הבינלאומי להערכת הישגים בחינוך (IEA -International Association for the Evaluation of Educational Achievement), המקיים גם את מבחן PIRLS. המחקר נערך בקרב תלמידי בתי ספר בכיתות ד', בכיתות ח' ובכיתות י"ב. המחקר מספק מידע ברמת המדינה אודות רמת ההישגים הלימודיים במתמטיקה ובמדעים ואודות ההקשר החינוכי של הוראת מקצועות אלה. במסגרת המחקר נאספים נתונים לא רק מהתלמידים אלא גם ממוריהם וממנהלי בתי הספר. במחקר מושוות תוצאותיהם של המבחנים ומשתני הרקע והעמדות במדינות שונות בעולם ונעשה ניסיון להבין את יחסי הגומלין בין ההישגים לבין נתוני ההקשר החינוכי, ומשתני הרקע (כגון, המדיניות הבית ספרית, המשאבים הבית ספריים, עמדות התלמידים כלפי תחום הדעת, תפיסות המורים ודרכי ההוראה שלהם ועוד).

 מטרת המחקר 
מטרת מחקר טימס היא להעריך את הישגיהם של התלמידים במקצועות המתמטיקה והמדעים ולאפשר השוואה בין מדינות ברמת ההישגים הלימודיים במתמטיקה ובמדעים בכיתות ד', ח' וי"ב (בדרגת כיתה זו, ההערכה נעשית רק בקרב תלמידים הלומדים לימודים מתקדמים במקצועות אלו). הארגון הבינלאומי להערכת הישגים בחינוך (IEA) אחראי על הכנת המבחן ועל העברתו במדינות המשתתפות במחקר. חזון הארגון הבינלאומי הוא לספק למדינות המשתתפות תמונת מצב אודות תלמידיהם לאורך זמן על מנת לשפר את ההוראה והלמידה במקצועות אלו לאור הממצאים.

התוצאות מאפשרות לזהות מגמות שינוי לאורך השנים ולבחון אותן לאור תוכניות הלימודים בתחומי הדעת הנבדקים, שיטות ההוראה המקובלות ותוכניות התערבות שונות המופעלות במערכת החינוך. המחקר נחלק למבחני ידע לתלמידים ולשאלוני רקע ועמדות לתלמידים, למורי מקצועות המתמטיקה והמדעים ולמנהלי בתי הספר שמתוכם נלמד ההקשר החינוכי.

 התחומים הנבדקים במבחן 
מבחני טימס מאורגנים סביב שני צירים: ציר התוכן הכולל בתוכו את התחומים השונים בכל מקצוע, והציר הקוגניטיבי - המפרט את המיומנויות הקוגניטיביות שתלמידי כיתה ח' אמורים לשלוט בהן בתחומי דעת אלו. מבחן טימס בודק שני תחומי דעת: מתמטיקה ומדעים. המבחן מתייחס לחומר שמתאים לרמת הכיתה שבה נמצאים הנבחנים, ושחשוב לחייהם בעתיד מבחינת יכולתם להשתלב בחברה באופן מוצלח. חומר המבחן משקף את הידע והמיומנויות המוגדרים במסגרת המושגית של המחקר.

המסגרת המושגית של המבחן 
מסגרת מושגית של מבחן מתארת את היקף התוכן שהמבחן מכיל, ומהווה את בסיס התוקף של המבחן. במבחנים בין לאומיים חשובה הגדרת המסגרת המושגית במיוחד, משום שבשל הבדלי תרבות, שפה ומקום, תתכנה תפיסות יישומיות שונות של אותם הרעיונות התאורטיים. המסגרת המושגית על פיה נקבעו תוכני המבחן במתמטיקה ובמדעים נבנתה על בסיס תוכניות הלימודים במתמטיקה ובמדעים במדינות המשתתפות במחקר, תוך ניסיון ליצור מכנה משותף רחב ככל האפשר בין המדינות המשתתפות. בכל אחד מתחומי הידע (מתמטיקה ומדעים) במבחן טימס, בודק כל פריט תחום תוכן אחד ומיומנות קוגניטיבית אחת. תחומי התוכן במתמטיקה: מספרים, אלגברה, גאומטריה ונתונים והסתברות. תחומי התוכן במדעים: ביולוגיה, כימיה, פיזיקה ומדעי כדור הארץ. השאלות בשני תחומי הדעת בודקות גם את המיומנויות הקוגניטיביות האלה: ידע (Knowing); יישום (Applying); חשיבה (Reasoning).

טימס במרוצת השנים
מאז שהועבר מחזור טימס הראשון ועד למחזור המחקר בשנת 2015, נראה שיפור בתוצאות במרבית המדינות. מתוך 17 מדינות שהשתתפו בכל מבחני טימס, 14 הראו שיפור בתחום המתמטיקה, ו-11 מדינות הראו שיפור בתחום המדעים. בין המחזורים של שנת 2011 ו-2015 כמחצית מהמדינות הראו עלייה בתוצאות מבדקי המתמטיקה, ובמדעים יותר משליש המדינות שהשתתפו הראו עלייה בתוצאות המבדקים.

מבחינת הבדלי מגדר, לא היו שינויים מהותיים בהישגים של בנים לעומת בנות בכיתות ד' בין השנים 1995 ו-2015. ניתן לראות הבדלים משמעותיים לטובת הבנים גם בשנת 1995 וגם בשנת 2015. בתחום המדעים, המצב השתנה ב-20 השנים של המחקר, כאשר הפער בין הבנים לבנות הצטמצם אך עדיין נראה שההבדלים הם לטובת הבנים. בתחום המתמטיקה לכיתות ח', ההבדלים ההתחלתיים בשנת 1995 היו נמוכים. כאשר רק 4 מתוך 16 מדינות הראו הבדלים לטובת הבנים. בשנת 2015 הפער הצטמצם עוד יותר ולא נמצאו הבדלים מגדריים. תחום המדעים השתנה רבות לאורך כל מחקר טימס כאשר ב-1995 היה הבדל מובהק ברוב המדינות לטובת הבנים וב-2015 הבדל זה הצטמצם משמעותית וניתן לראות שאין הבדלים כמעט בין בנים לבנות (רק 3 מדינות מתוך 16 הראו הבדלים).

ביצוע מחקר טימס, החל מההיערכות לקראתו דרך איסוף המידע וניתוח התוצאות ועד פרסומן, אורך כארבע שנים. בשנה לפני ביצוע המחקר העיקרי נערך מחקר חלוץ שנועד לבדוק האם ההליכים והנהלים לאיסוף המידע ידועים וברורים. בנוסף, המחקר בודק את תרגום השאלונים ואת התאמתם להבנת התלמידים, וכמו כן, מספק למארגני המחקר מידע לצורך בחירת הפריטים המתאימים ביותר. מחקר החלוץ נערך על מדגם קטן יותר מהמדגם של המחקר העיקרי.

 פיתוח המבחן ויישומו 

המחקר מנוהל ומפותח על ידי ה-IEA שהוא מלכ"ר המאגד רשויות מחקר ממשלתיות ומוסדות מחקריים ברחבי העולם. למלכ"ר שני בסיסים עיקריים - באמסטרדם ובהמבורג, שמנהלים גם את הפיתוח של מחקר טימס וגם את תהליכי התרגום שלו, כאשר בתהליכי הפיתוח משתתפים גורמים נוספים. בכל מדינה המשתתפת במחקר מוקם מרכז מחקר לאומי, האחראי לתרגום המבחן לשפות המדינה, לסיוע בהכנת מדגם התלמידים, להעברת המבחנים והשאלונים ובדיקתם. פעולות אלו מתבצעות תחת פיקוח הדוק וניהול של הגוף הבינלאומי על פי תקני איכות מפורטים ונוקשים, המבטיחים כי התוצאות מעבר למדינות השונות ובמחזורי מחקר שונים יהיו בנות השוואה וכי המחקר יהיה תקף.

המבחן מועבר בכל 4 שנים. TIMSS 2023 כולל מגוון רחב של סוגי פריטים. בנוסף לפריטים בדידים מסורתיים המעריכים מגוון מושגים מתמטיים ומדעיים, ההערכה כוללת משימות מורחבות לפתרון בעיות וחקירה (PSI) המורכבות מפריטים מרובים הקשורים זה בזה. משימות PSI חדשניות אלה, שהוצגו לראשונה ב־TIMSS 2019, נועדו לדמות תרחישים בעולם האמיתי, ומציבות בפני התלמידים אתגרים מורכבים הדורשים מהם לחשוב באופן ביקורתי, יצירתי ואנליטי. על ידי עבודה באמצעות משימות אינטראקטיביות, התלמידים מפגינים את יכולתם ליישם מושגים מתמטיים ומדעיים להקשרים בעולם האמיתי, לחשוב באופן הגיוני ולתקשר את ההיגיון שלהם ביעילות. המעבר לבדיקות מבוססות מחשב, שהחל ב-TIMSS 2019, הושלם על ידי כמעט כל המדינות המשתתפות ומשתתפי השוואת הביצועים ב-TIMSS 2023.

המשתתפות במחזור המבחן האחרון (2023) 
אלבניה, ארמניה, אוסטרליה, אוסטריה, אזרבייג'ן, בחריין, בלגיה (פלמית), בלגיה (צרפתית), בוסניה והרצגובינה, ברזיל, בולגריה, קנדה, צ'ילה, טאיפיי הסינית, חוף השנהב, קפריסין, הרפובליקה הצ'כית, דנמרק, אנגליה, פינלנד, צרפת, גרוזיה, גרמניה, הונג קונג (אזור מנהלי מיוחד), הונגריה, נציג אסלאמי של אירן, עיראק, אירלנד, ישראל, איטליה, יפן, ירדן, קזחסטן, נציג של קוריאה, קוסובו, כוויית, לטביה, ליטא, מקאו (אזור מנהלי מיוחד), מלזיה, מלטה, מונטנגרו, מרוקו, הולנד, ניו זילנד, צפון מקדוניה, נורווגיה, עומאן, הרשות הפלסטינית, פולין, פורטוגל, קטר, רומניה, ערב הסעודית, סרביה ומונטנגרו, סינגפור, הרפובליקה הסלובקית, סלובניה, דרום אפריקה, ספרד, שוודיה, טורקיה, איחוד האמירויות הערביות, ארצות הברית, אוזבקיסטן.

שיטת המחקר 
אוכלוסיית היעד 
במחקר טימס הראשון בשנת 1995 המבחן נערך בחמש כיתות (ג'-ד', ז'-ח' ויב') ב-41 מדינות. במחזור של שנת 1999 המבחן נערך רק לכיתות ח' ב-38 מדינות (זהו המחזור היחידי שהמבחן לא נערך לכיתות ד'). במחזור של שנת 2003 המבחן נערך בכיתות ד' של 26 מדינות, וכיתות ח' של 48 מדינות. במחזור של שנת 2007 המבחן נערך בכיתות ד' של 44 מדינות, וכיתות ח' של 57 מדינות. במחזור של שנת 2011 המבחן נערך בכיתות ד' של 52 מדינות, וכיתות ח' של 45 מדינות. במחזור השישי שנת 2015 השתתפו 39 מדינות. במחזור השביעי שנת 2019 השתתפו 64 מדינות, במחזור השמיני והאחרון בשנת 2023 השתתפו  44 מדינות ו3 ישויות כלכליות, מתוכן 20 משתייכות ל-OECD. 

 הדגימה למחקר 
במחקר העיקרי נדרשים להשתתף לפחות 150 בתי ספר ולפחות 4,500 תלמידים מכל אחת מהמדינות המשתתפות. שיטת הדגימה, המחייבת מדינות אלו, נקבעת ומתבצעת על ידי מרכז המחקר הבין-לאומי ונועדה להבטיח כי מדגם זה של בתי ספר ושל תלמידים אכן מייצג את אוכלוסיית המטרה באותה מדינה. זאת ועוד: הדגימה בפועל נעשית אף היא על ידי מרכז המחקר הבין-לאומי, על סמך הנתונים שמעבירות אליו המדינות המשתתפות.

הכללים המוגדרים במחקר טימס לגריעת תלמידים מאוכלוסיית המטרה הם אלה: בשלב דגימת בתי הספר אפשר לגרוע (באמצעות הוצאה ממסגרת הדגימה) בתי ספר "שאינם נגישים" (בשל ריחוק גאוגרפי, למשל), בתי ספר "קטנים מאוד" (כשהשכבה הרלוונטית למחקר מונה 4 תלמידים או פחות), בתי ספר שהמבנה או תוכניות הלימודים שלהם שונים מהמבנה או מתוכניות הלימודים של בתי הספר המשתייכים לזרם העיקרי במדינה (למשל, בתי ספר חרדיים בישראל), ובתי ספר שכלל הלומדים בהם פטורים מראש מלהשתתף בבחינה (למשל, בתי ספר מיועדים לחינוך מיוחד). בשלב דגימת הכיתות אפשר לגרוע (כלומר להוציא ממסגרת הדגימה) כיתות של תלמידי החינוך המיוחד בבתי הספר שנדגמו. לאחר שנדגמו הכיתות אפשר לגרוע תלמידים יחידים מכיתה שנדגמה ולפטור אותם מלהשתתף במחקר, על רקע צרכים מיוחדים כגון לקויות למידה ו/או נכות פיזית שאינה מאפשרת להם להשתתף במבחן, או על רקע שפתי (תלמידים מהגרים שעדיין אינם קוראים בשפת המבחן - לומדים פחות משנה במדינה שאליה היגרו). יש לציין כי מרכז המחקר הבין-לאומי מאפשר לגרוע תלמידים אלו בין היתר בשל העובדה שלא מתאפשרות חלופות הולמות כגון מתן התאמות מיוחדות במבחן.

 כלי המדידה 
כלי ההערכה במחקר טימס כוללים מבחן הבודק את ידיעותיהם ואת המיומנויות שלהם במתמטיקה ובמדעים, וכן שאלונים לתלמידים, למורים למתמטיקה ולמורים למדעים המלמדים את התלמידים הנבחנים, ולמנהלי בתי-הספר שבהם לומדים תלמידים אלו. השאלון לתלמיד משמש לאיסוף מידע על הרקע של התלמידים ועל עמדותיהם כלפי המקצועות מתמטיקה ומדעים; השאלונים למורים ולמנהלי בתי-הספר משמשים לאיסוף מידע על ההקשר הלימודי של הוראת המתמטיקה והמדעים ברמת הכיתה וברמת בית הספר: רקע ועמדות של המורים, דרכי ההוראה, האקלים הלימודי בבית הספר, ועוד. נוסף על כך קיים שאלון לנציג המדינה (בדרך כלל מתאם המחקר. בישראל מדובר בנציג ראמ"ה), המשמש לאיסוף מידע על תוכניות הלימודים במקצועות אלו ברמה המערכתית ועל מדיניותה של מערכת החינוך בכל מדינה. המידע שנאסף באמצעות השאלונים משמש לאפיון הזדמנויות הלמידה שניתנו לתלמידים והוא מספק את ההקשר של הישגי התלמידים ועמדותיהם.

 המבחן 
על פי ההערכה, משך הזמן הנחוץ לפתרון כלל פריטי המבחן (212 במתמטיקה ו-220 במדעים), אילו נפתרו ברצף, הוא עשר שעות וחצי. בפועל, מאחר שאין אפשרות לתת לתלמיד אחד לפתור את כל הפריטים, כל תלמיד מקבל חוברת מבחן אחת (מתוך 14 חוברות שונות) ובה ארבעה מקבצי פריטים. מכאן נובע שהמבחן אינו מיועד לספק מידע אישי לתלמיד על הישגיו, ואף לא לספק מידע ברמה של קבוצות קטנות כגון כיתה או בית ספר, אלא לספק מידע על המערכת בכללותה.

 גוף הידע שנוצר בעקבות קיום המחקר 
ממצאי מחקרי טימס לאורך השנים משמשים לעריכת אנציקלופדיית טימס המכילה סקירה של מדיניות תוכניות הלימוד וההוראה במדינות המשתתפות במחקר. בנוסף מתפרסמים נתונים רבים מהמחקרים לאורך השנים במאגר המידע הבין לאומי של ארגון ה-IEA.

 תוצאות המחקר 
תוצאות המחקר מורכבות ומכילות יותר מאשר טבלת הישגים בין לאומית. הממצאים מוצגים בדוחות המבחן בהתאם למסגרת המושגית, לפי חלוקה לשני תחומי הידע שהמבחן בודק, ולפי משתני הרקע שמשמשים להשוואה בין קבוצות שונות בתוך כל מדינה.

 אופן דיווח הממצאים 
ההישגים במתמטיקה ובמדעים מדווחים כל אחד בנפרד על סולם הציונים של טימס. סולם זה נקבע על ידי הארגון הבינלאומי בשנת 1995 כך שממוצע ציוני המדינות המשתתפות במחזור מחקר זה יעמוד על 500 נקודות וסטיית התקן תעמוד על 100 נקודות. חשוב לשים לב כי "ממוצע המדינות המשתתפות" השתנה לאורך השנים הן בשל שינויים בהרכב ומספר המדינות המשתתפות והן בשל שינויים ברמת הידע של התלמידים במדינות השונות. סולמות הציונים בכל מחזורי המחקר של טימס מכוילים, דבר המאפשר השוואה בין ציונים במחזורי מחקר שונים. ההישגים במבחנים מדווחים, בנוסף לציון הכללי, גם על פי תחומי תוכן ומיומנויות חשיבה.

כמו כן, הסולם מחולק לחמש רמות בקיאות אשר נקבעו והוגדרו על ידי הארגון הבינלאומי ונותנים פשר לציונים המדווחים. רמות הבקיאות נקבעו לפי ארבע נקודות סף על סולם הציונים:
 רמת "הצטיינות" (Advanced Benchmark): בקטגוריה זו סף ההישגים במבחן הוא 625 נקודות (כלומר 625 נקודות או יותר).
 רמה "גבוהה" (High Benchmark): בקטגוריה זו סף ההישגים במבחן הוא 550 נקודות (ועד 625 נקודות).
 רמה "בינונית" (Intermediate Benchmark): בקטגוריה זו סף ההישגים במבחן הוא 475 נקודות (ועד 550 נקודות).
 רמה "נמוכה" (Low Benchmark): בקטגוריה זו סף ההישגים במבחן הוא 400 נקודות (ועד 475 נקודות).
 רמה "מתחת לסף": בקטגוריה זו סף ההישגים במבחן נמוכים מ-400 נקודות.

 ציוני שנת 2023 
השוואה בין הישגי המתמטיקה והמדעים עבור מדינות שהשתתפו הן במבחן 2019 והן במבחן 2023: בציוני כיתה ד' 14 מדינות הראו עלייה בהישגי המתמטיקה. 13 מדינות הראו ירידה וב- 22 מדינות התלמידים לא הראו שינוי בהישגי המתמטיקה. תוצאות דומות נצפו עבור מדעים בכיתה ד'. בכיתה ח' 3 מדינות בלבד הראו עלייה בהישגי המדעים, 15 מדינות הראו ירידה וב-16 מדינות לא היה שינוי בהישגי המדעים. תוצאות דומות נצפו עבור מתמטיקה בכיתה ח'. ב-9% מהמדינות חל שיפור בהישגים במתמטיקה ובמדעים. ב-51% מהמדינות לא חל שינוי בהישגים במתמטיקה, וב 49% אחוז מהמדינות לא חל שינוי בהישגים במדעים. ב־40% מהמדינות חלה ירידה בהישגים במתמטיקה וב-43% מהמדינות חלה ירידה בהישגים במדעים. סביר שמגפת הקורונה השפיעה על הישגי התלמידים במדינות השונות. בדו"ח ראמ"ה לשנת 2023 הודגש כי מגמת הירידה בישראל חריגה בהשוואה למדינות אחרות וקשה ליחס אותה להשפעות הקורונה בלבד.

תלמידי כיתה ח' שנעדרו מבית הספר פעם בשבוע השיגו בממוצע 82 נקודות פחות במתמטיקה ו-82 נקודות פחות במדעים בהשוואה לתלמידים שלא נעדרו כלל או כמעט כלל. גם גישות חיוביות קשורות להישגים גבוהים יותר במתמטיקה. לדוגמה, תלמידי כיתה ד' שדיווחו שהם "אוהבים מאוד" ללמוד מתמטיקה השיגו בממוצע 32 נקודות יותר מאלו שדיווחו שהם "לא אוהבים" ללמוד מתמטיקה. קשר דומה נצפה גם בכיתה ח'.

משתנה נוסף שנמצא כמשפיע בדו"ח שמשנת 2023 הוא ביטחון עצמי. תלמידים בעלי ביטחון עצמי גבוה יותר השיגו ציונים גבוהים יותר במדעים.

נמצא קשר חזק בין מעמד סוציו-אקונומי לבין הישגים, בדוח לשנת 2023 יותר מ-80 נקודות בממוצע הפרידו תלמידים שהוגדרו כבעלי מעמד סוציו-אקונומי גבוה מאלו שהוגדרו כבעלי מעמד סוציו-אקונומי נמוך.

בכמחצית ממדינות כיתות ח' היו הבדלים בממוצע ההישגים המתמטיים לטובת בנים. לא היה הבדל בהישגים המדעיים הממוצעים בין בנים לבנות מאשר הבדל לטובת שני המינים.

טימס בישראל
מחקר טימס בישראל מבוצע על ידי הרשות הארצית למדידה והערכה בחינוך (ראמ"ה). המחקר מתקיים אחת לארבע שנים החל משנת 1995 וישראל השתתפה במחקר באופן מלא בשנת 1999, 2003, 2007, 2011, 2015, 2019, ו־2023. ישראל משתתפת במחקר עבור כיתות ח' בלבד.

מחקר טימס 2011 התקיים בישראל בקרב תלמידים דוברי עברית (פיקוח ממלכתי וממלכתי דתי) ודוברי ערבית. המבחנים הועברו בתחילת חודש מאי 2011 בקרב מדגם מייצג. סה"כ השתתפו בישראל 4699 תלמידי כיתות ח' מ-151 בתי ספר. בכל אחד מבתי הספר שנדגמו למחקר נדגמה אקראית כיתה אחת או שתיים מבין כיתות ח' בבית הספר, לצורך השתתפות במחקר. משך המבחנים היה שעה וחצי (ארבעים וחמש דקות בכל אחד מתחומי הדעת) ועוד כמחצית השעה למילוי שאלוני התלמידים.

המחקר של שנת 2015 נערך בישראל בחודשים אפריל-מאי, בקרב מדגם מייצג של 5,512 תלמידי כיתות ח' מ-200 בתי ספר (לא כולל מוסדות חרדים וחינוך מיוחד).

מחקר טימס 2023 נערך בישראל בקרב מדגם ארצי מייצג המונה כ-5,200 תלמידים מ-195 בתי ספר.

 מיקומה של ישראל במדרג המדינות 
במתמטיקה ישראל מדורגת במקום ה־23, מעט מעל ממוצע המדינות, ובמדעים היא מדורגת במקום ה־25 בממוצע המדינות. לשם השוואה, ב-2019 דורגה ישראל במקום ה-9 במתמטיקה וה-16במדעים – הרבה מעל ממוצע המדינות המשתתפות, הן במתמטיקה והן במדעים.

מתוך 20 מדינות ה-OECD שהשתתפו במחקר בשנת 2023 רק צ'ילה הראתה יכולות נמוכות במובהק משל ישראל, הן במתמטיקה והן במדעים. לשם השוואה, ב־2019- הישגי המתמטיקה ב-9 מדינות מתוך 18 מדינות ה-OECD שהשתתפו באותו מחזור היו נמוכים מהישגי ישראל במתמטיקה, ובכללם שוודיה, ניו זילנד, נורווגיה, צרפת, איטליה, פורטוגל, טורקיה, פינלנד וצ'ילה. והישגי המדעים היו נמוכים משל ישראל בחמש מדינות.

מבחינת הירידה בנקודות, גם במדעים וגם במתמטיקה הירידה בישראל היא החדה ביותר בקרב מדינות ה-OECD שהשתתפו במחקר – 32 נקודות בכל אחד משני תחומי הדעת. שינוי זה חריג גם בהשוואה למדינות שאינן חברות ב-OECD. במידת הירידה בציונים מדורגת ישראל במקום החמישי תוך 35 המדינות שהשתתפו בשני המחזורים, הן במתמטיקה והן במדעים. חמש המדינות שחדות הירידה בהן גבוהה יותר הן בחריין, ירדן, קזחסטן ומלזיה.

 מגמות רב-שנתיות בהישגים במחקר טימס 
ממוצע הציונים הכולל במדעים של תלמידי ישראל בשנת 2015 היה גבוה ב-39 (כארבע עשיריות סטיית תקן) מזה שהושג במחזור המחקר בשנת 1999. לאורך ארבעת מחזורי המחקר הראשונים, החל מ-1999 ועד 2007, ניכרת תנודתיות בהישגים במדעים בין מחזור אחד למשנהו, כאשר במחזור מחקר 2011 נרשמה עלייה חדה בממוצע ההישגים במדעים (ומתמטיקה) ביחס למחזור 2007 שקדם לו. עליה זו נשמרה גם במחזור 2015, וממוצע הציונים הכולל של ישראל במבחן נותר כשהיה (אם כי דירוגה של ישראל ירד מעט משום שמדינות אחרות הציגו שיפור יחסי). בשנת 2019 הייתה עליה הן בהישגים במתמטיקה והן במדעים. בשנת 2023 הייתה ירידה חדה בהישגים בשתי המקצועות. מבין 44 המדינות הנבדקות ירדה ישראל מהמקום ה-9 במתמטיקה למקום ה-23, ומהמקום ה-16 במדעים למקום ה-25. תוצאות אלה הן הנמוכות ביותר מאז 2007.

 הישגים לפי מגזר שפה 
בקרב דוברי עברית נצפתה הידרדרות חדה של 26 נקודות במתמטיקה ו-29. במדעים. בקרב דוברי ערבית: הייתה ירידה חדה של 56 נקודות במתמטיקה ו-49 במדעים. הדבר הגדיל את פערי ההישגים בין מגזרי השפה ב-20 נקודות במתמטיקה וב-30 נקודות במדעים. הגידול החד ביותר בפער בין מגזרי השפה נמצא בקרב תלמידים מרקע חברתי-כלכלי בינוני.

הישגים לפי מגדר

במחזור משנת 2019 נמצא לראשונה פער מגדרי בהישגי המתמטיקה כאשר הישגי הבנים עלו על הישגי הבנות. בשנת 2023 גדל מעט פער זה. במדעים אין פער בהישגי הבנים והבנות.

 הישגים לפי תחומי תוכן ומיומנויות קוגניטיביות 
הירידה הכללית בהישגי התלמידים בישראל חלה באופן דומה בכל תחומי הדעת. גם בשנת 2023 התחומים בהם התלמידים בישראל חזקים בהם הם אלגברה כימיה ופיזיקה, והתחומים בהם הם חלשים יותר הם נתונים והסתברות ומדעי כדור הארץ.

 הישגים לפי סוג פיקוח (ממלכתי מול ממלכתי-דתי). 
בשנת 2023 בהשוואה לדו"ח הקודם משנת 2019, גדל הפער בין הפיקוח הממלכתי לבין הממלכתי-דת. בממלכתי דתיי חלה ירידה ממוצעת של 37 נקודות במתמטיקה ו-35 במדעים, בעוד הישגיהם של תלמידי הפיקוח הממלכתי ירדו ב-22 נקודות במתמטיקה וב-26 במדעים

הישגים לפי רמת התלמיד

בשנת 2023 חלה עליה חדה בשיעור התלמידים המתקשים: עלייה של כ-20% בקרב תלמידים דוברי ערבית. נכון לשנת 2023 45%-40% מהתלמידים דוברי הערבית מתקשים. בקרב דוברי העברית הייתה עליה של 5% ויותר.

בשיעור המצטיינים, הן דוברי הערבית והן דוברי העברית, חלה ירידה חדה. נכון לשנת 2023 יש 11%-8% תלמידים מצטיינים דוברי עברית ו-2%-1% תלמידים מצטיינים דוברי ערבית.

כיסוי תוכניות הלימודים בישראל 

תוכנית הלימודים במתמטיקה לחטיבות הביניים בישראל מקיימת רצף, מבחינת התפיסה הרעיונית והמטרות, עם תוכנית הלימודים לבית הספר היסודי. עם זאת, בתוכנית לחטיבת הביניים, בהשוואה לתוכנית לבית הספר היסודי, חל מעבר ברור לדרכי חשיבה מתמטיות מתקדמות יותר. כמו כן, התוכנית בנויה כך שהתכנים שיילמדו על פיה ישמשו תשתית להמשך לימודי המתמטיקה בחטיבה העליונה. מטרות-העל המוגדרות בתוכנית הלימודים הן פיתוח מיומנויות חשיבה מתמטיות (המשקפות תהליכי חשיבה, לעומת עיסוק בפרוצדורות בלבד) והקניית ידע מתמטי רחב, מקושר ושימושי של מושגים ומערכות מושגים בנושאים מתמטיים.

בחטיבת הביניים בישראל משולבים תחומי המדעים לכלל תחום דעת אחד - "מדע וטכנולוגיה". תחום זה כולל את תחומי התוכן ביולוגיה, כימיה, פיזיקה וטכנולוגיה. לצד זה נלמדים מדעי כדור הארץ במסגרת תחום הלימוד גאוגרפיה. המטרה המרכזית של תוכנית הלימודים בתחום דעת מרכזי זה היא "חינוך מדעי טכנולוגי לכלל אוכלוסיית התלמידים במטרה להכשיר אזרחים פעילים התורמים לתפקודה של החברה ולצמיחתה". התוכנית מאורגנת לפי תחומי התוכן המרכזיים שמשולבים בה: מדעי החומר - פיזיקה, כימיה; מדעי החיים - ביולוגיה; טכנולוגיה

לקראת 2007 הייתה התכוונות רבה יותר במערכת החינוך הכללית להתאים את תוכנית הלימודים המיועדת, כמו-גם את זו המופעלת, למסגרת המושגית של TIMSS. אחוז הנושאים מבין נושאי המסגרת המושגית של TIMSS שנכללו בתוכנית הלימודים המיועדת בישראל עלה במתמטיקה מ-41% בשנת 1999 ל-69% בשנת 2003 ול-79% בשנת 2007, ובמדעים הוא עלה מ-57% בשנת 1999 ל-77% בשנת 2003 ול-76% בשנת 2007.

 העלייה החריגה בציוני טימס 2011 
העלייה הגדולה במונחי ממוצע הציונים של תלמידי ישראל (53 נקודות במתמטיקה ו-48 נקודות במדעים) במחקר טימס 2011, בהשוואה למחזור מחקר 2007, הייתה גדולה וחריגה בהשוואה למידת השיפור המקובלת בקרב מדינות המשתתפות במחזורי מחקר רצופים, והובילה לחשדנות בקרב חוקרי חינוך וכלי תקשורת, ולהטלת ספק בתקפות הממצאים. מכלול הגורמים שהיו עשויים להשפיע על עלייה זו בהישגים במחקר טימס 2011, על הטיית ייצוגיות המדגם ועל תוקף הממצאים. הטיעונים התמקדו בשני היבטים עיקריים של המחקר: ספק בדבר תקינות הביצוע של הליך המחקר עצמו בישראל, וספק בדבר הלגיטימיות של השוואת נתוני המחקר הנוכחי לנתונים של מחזורי מחקר קודמים. בהקשר של תקינות הביצוע הועלתה טענה ולפיה המדגם אינו מייצג כיאות את אוכלוסיית המטרה של המחקר, שכן הוצאו ממנו לכאורה קבוצות אוכלוסייה חלשות הידועות בהישגיהן הלימודיים הנמוכים על מנת להעלות באורח מלאכותי את ממוצע ההישגים בישראל. בפרט נטען באמצעי התקשורת כי משרד החינוך לא כלל במדגם את תלמידי מזרח ירושלים ואת תלמידי המגזר החרדי, וכן כי לא נכללו בו בתי ספר חלשים ו/או תלמידים חלשים. חוקרי חינוך אחדים העלו את הטענה כי נעשתה הכנה ממוקדת למבחן רק לתלמידים שהשתתפו במחקר, מה שהעלה את הישגיהם באופן שאינו מייצג את כלל התלמידים. בהקשר של השוואת המחקר למחזורי מחקר קודמים נטען כי השוואה זו אינה לגיטימית בשל השיפור בתרגום לעברית ולערבית במחזור המחקר האחרון. טענה זו התבססה על העובדה שישראל נכללה בדוח טימס הבין-לאומי בטבלת המדינות המשתתפות בתור אחת מהמדינות שנתוניהן "אינם בני השוואה לנתוני מחזורים קודמים, בעיקר בשל שיפור התרגום במדינות אלו או הגדלת כיסוי האוכלוסייה" (הערת שולים שנכתבה בתחתית הטבלה) ולפיכך לא הוצגו בדוח הבין-לאומי נתוני השוואה (trends) בין תוצאות המחקר הנוכחי לבין תוצאות מחזורי מחקר קודמים בעבור ישראל. כתבים טענו כי הצגת הנתונים בהשוואה לנתוני העבר אינה לגיטימית, וכי משרד החינוך הסתיר עובדה זו כדי להדגיש את העלייה בהישגים.

בדיקות תוקף שונות העלו את הגורמים הבאים שנמצאו כתורמים לשינוי הגדול שנמדד בין טימס 2007 לטימס 2011:

 שינויים במערכת החינוך (איום על תוקף המבנה – קונפאונד) 
הגברת כיסוי תוכנית הלימודים את המושגים שנמדדים במבחן טימס, הטמעת התוכנית בשטח על ידי הגברת כמות שעות הלימוד, עריכת השתלמויות ייעודיות למורים במקצועות אלו, תוספת ניכרת במשאבי ההדרכה, והתכווננות של המערכת לשיפור ההישגים במקצועות אלו באמצעות כנסים, מצגות, חוזר מנכ"ל וכולי. הגברת התרגול והמבחנים, שיפור תשתית ידע במתמטיקה שנרכשה בבית הספר היסודי.

כמו כן נעשו שיפורים בכלי המדידה ובסביבת המבחן שייתכן שתרמו אף הם לעליה החריגה בציונים. בנוסף, מחזור טימס 2007 נערך בצל שביתת מורים רחבת היקף שייתכן ופגעה במוטיבציית הנבחנים.

 בדיקת הטענות בנוגע לגורמים מטים פוטנציאליים (איום על תוקף המבנה – קונפאונד) 
טענה חוזרת הייתה כי מדגם התלמידים לא כיסה את כלל אוכלוסיית התלמידים בכיתות ח', מאחר שקבוצות תלמידים שלמות (וחלשות) לא נכללו במחקר במכוון. מדובר בתלמידים החרדיים ובתלמידים מקרב ערביי מזרח ירושלים, שהוצאו מן המחקר בשל סירובם להשתתף בו, ומשום שאינם לומדים את כלל לימודי הליבה, ובפרט רבים מהם אינם לומדים מתמטיקה ומדעים. מגזרים אלו הוצאו ממסגרת הדגימה, אך עובדה זו אין בה כדי להסביר את העלייה בהישגים ב-2011, מכיוון שקבוצות אלו הוצאו מן המחקר גם בכל מחזורי המחקר הקודמים של טימס. לעומת זאת, הטענות בדבר הוצאתם של בתי ספר חלשים מן המדגם אינן תקפות משום שהדגימה נעשתה לפי כל חוקי הדגימה של מבחן טימס, ובאישור ה-IEA.

 בדיקת תוקף מתכנס 
מאחר שמבחני המיצ"ב נבנים בהתאם לתוכניות הלימודים הרשמיות, קיים דמיון תוכני בינם לבין מבחן טימס, שתוכנו מכוסה בתוכניות הלימודים של השנים האחרונות במתמטיקה ובמדעים. בבדיקה שעשתה ראמ"ה ב-2011 בקרב תלמידים שנבחנו בשני המבחנים נמצא מתאם גבוה בציונים בשני המבחנים. המתאם בין ציוני התלמידים שהשתתפו הן במבחן מיצ"ב והן במבחן טימס עמד על 0.74 במתמטיקה ועל 0.70 במדעים. כמו כן מתברר כי עלייה דומה (אם כי הדרגתית) בממוצעי הציונים נרשמה במבחני המיצ"ב לכיתות ח' החל משנת תשס"ח (2008) ועד שנת תשע"א (2011) הן במתמטיקה והן במדע וטכנולוגיה (וכן בשפת אם ובאנגלית). העלייה בציונים במחקר טימס 2011 אינה אפוא עדות יחידה או חריגה לעלייה בהישגים הלימודיים במקצועות המתמטיקה והמדעים בחטיבות הביניים במערכת החינוך של ישראל. נוסף על כך, נראה כי העלייה הגדולה בהישגים בין מחזור 2007 למחזור 2011 משקפת תהליך של שיפור הדרגתי מצטבר לאורך מספר שנים, ולאו דווקא שיפור שהתרחש בבת אחת וב"קפיצת מדרגה", כפי שמצטייר לכאורה כאשר מסתכלים על ציוני טימס (כזכור, מבחני טימס מועברים רק אחת לארבע שנים).

במחזור המחקר של שנת 2015 שמרה ישראל על ממוצע הישגיה, שהיה דומה לזה שהגיעה אליו במחזור 2011.

 טימס למתקדמים 
מבחן נוסף שעורך ה-IEA הוא "טימס למתקדמים" TIMSS Advanced המודד את ההישגים הלימודיים של תלמידי כיתות יב' במקצועות מתמטיקה ופיזיקה למתקדמים, כלומר תלמידים הלומדים תחומי דעת אלו בתיכון ברמה גבוהה ומחוזקת, בדומה ללמידה בישראל לקראת מבחני הבגרות בחמש יחידות במתמטיקה ובפיזיקה. המבחן בודק נושאי לימוד מתקדמים כמו חשבון אינפיניטסימלי, חשמל ומגנטיות ועוד. טימס למתקדמים, שלא כמו מבחן טימס הרגיל, נערך רק בשנים 1995, 2008 ו-2015.

 מחקרים חיצוניים שעושים שימוש בנתוני מבחני טימס ופיזה 
אף על פי שעורכי מחקרי טימס ופיזה עצמם נמנעים בדרך כלל מהעלאת השערות לגבי הבדלים יציבים וקבועים בין המדינות המשתתפות, מחקרים כאלו נעשו על ידי גופים אחרים לבחינת הקשר בין הישגי תלמידים למידת ההתפתחות הכלכלית של המדינה, רמת הדמוקרטיה שלה, ורמת הבריאות בה.

 קישורים חיצוניים 

 אתר TIMSS ו-PIRLS
 אנציקלופדיית טימס 2015
 נעמי מי-עמי, הישגי ישראל במבחני TIMSS, באתר הכנסת 
 הישגי ישראל במבחן http://www.knesset.gov.il/mmm/data/pdf/m01094.pdf TIMSS
 דוחות ממצאי טימס, באתר ראמ"ה
 כל התוצאות ברמה הבינלאומית


הערות שוליים

TIMSS