Högpresterande gymnasieelever i TIMSS. Svenska gymnasieelevers prestation i matematik och fysik i ett internationellt perspektiv

Högpresterande gymnasieelever i TIMSS Svenska gymnasieelevers prestation i matematik och fysik i ett internationellt perspektiv Anita Wester Björn Sigurdsson

Abstract The instruments and results making up the basis for this study are taken from TIMSS, the Third International Mathematics and Science Study, which was carried out in 1995. This study focuses on the results of students having taken advanced mathematics or physics in their final year of secondary school (in Sweden this is students at the N- or T-track or NV-program). The purpose of this study has been to analyze, describe and compare the results in mathematics and physics respectively, of the 5 per cent highest achieving students in nine countries: France, Switzerland, Canada, the Czech Republic, the US, Australia, Denmark (only physics) and Norway (only mathematics). The results in both mathematics and physics show only marginal differences in the countries relative positions comparing the results of the whole population and the results of the top five per cent achieving students. In mathematics, Swedish students do well on numbers, equations & functions items, while their performance on items in other categories could be characterized as average. In physics, Swedish students show a very high performance in all five categories.

BAKGRUND Under våren 1995 genomfördes en världsomspännande undersökning, TIMSS (Third International Mathematics and Science Study), av elevers kunskaper i matematik och naturvetenskap. Sverige har deltagit i två av de populationer som undersökts, 13-årigar (årskurs 6 och 7), kallad population 2, samt elever i gymnasieskolans avgångsklasser, benämnd population 3. Resultaten av studien har på det nationella planet redovisats av Skolverket i två rapporter, Skolverket (1996 och 1998). Resultaten från TIMSS har också rapporterats i ett flertal internationella publikationer av vilka kan nämnas Beaton et al (1996a och 1996b), Mullis et al (1998), Robitaille (red; 1997). Undersökningen har, vid sidan av kunskapsproven i matematik och naturvetenskap, också omfattat enkäter till elever, skolledare och lärare (endast population 2). Det föreligger alltså en mycket omfattande datamängd som möjliggör analyser i såväl ett nationellt som ett internationellt perspektiv. Två studier som genomförts vid Enheten för pedagogiska mätningar fokuserar, liksom denna, på extremgrupperna vad gäller prestation i matematik och naturvetenskap. I den första, Wester & Sigurdsson (1998a) har de 5% högst presterande 13-åriga eleverna i Sverige (population 2) jämförts med motsvarande grupp i sju andra länder: Danmark, Norge, Frankrike, Tjeckien, USA, Japan och England. Resultaten visar, vid en rangordning av länderna efter medelresultat, att högpresterande svenska elever hamnar på samma plats som de svenska eleverna totalt (populationen). Detta kan också uttryckas som att högpresterande svenska elever ligger på samma nivå som högpresterande elever i andra länder, i relation till prestationen i populationen, som utgörs av samtliga 13-åringar i landet. I den andra rapporten (Wester & Sigurdsson, 1998b) jämförs de 5% lägst presterande eleverna i Sverige med motsvarande grupp i samma sju länder som ovan. Också här visar resultatet att de lågpresterande svenska eleverna presterar i nivå med lågpresterande i övriga länder. De svenska elevernas placering i 5%-sämsta-gruppen är alltså densamma som placeringen i totalgruppen, bestående av landets alla 13-åringar. TIMSS syfte har bland annat varit att beskriva och kartlägga elevers kunskaper i matematik och naturvetenskap, men också att förklara varför vissa elever lyckas bättre än andra i dessa ämnen. Detta kan naturligtvis ske med olika utgångspunkter och på olika nivåer, t ex på systemnivå, på skolnivå, på klassnivå och på individnivå. 1

I Skolverket (1998) redovisas resultaten av en analys där elevfaktorer utgjort utgångspunkten för förklaring till prestation i matematik och naturvetenskap (kapitel 8, sid. 119-124). Den faktor som i störst utsträckning förklarade framgången var val av matematikkurs. Andra faktorer av betydelse för framgång var uppfattningen om den egna prestationen i såväl matematik som fysik. SYFTE Syftet med denna studie har varit att kartlägga, beskriva och jämföra de 5% högst presterande eleverna i TIMSS (Third International Mathematics and Science Study) population 3, dvs. elever i gymnasieskolan sista årskurs med inriktning mot matematik respektive fysik. För Sveriges del utgörs denna grupp av elever på NT-linje eller NV-program. Följande frågeställningar har undersökts: 1. Hur presterar 5%-bästa-gruppen i Sverige jämfört med motsvarande grupp i övriga länder i matematik sammantaget samt i olika innehållskategorier i matematik? 2. Hur presterar 5%-bästa-gruppen i Sverige jämfört med motsvarande grupp i övriga länder i fysik sammantaget samt i olika innehållskategorier i fysik? 3. Skiljer sig de 5% bästa eleverna i Sverige från de 5% bästa i övriga länder vad gäller eventuella könsskillnader i prestation i matematik? 4. Skiljer sig de 5% bästa eleverna i Sverige från de 5% bästa i övriga länder vad gäller eventuella könsskillnader i prestation i fysik? 2

METOD Instrument och genomförande De instrument och resultat som har utgjort basen för denna studie är hämtade från TIMSS. Den elevgrupp som studerats i detta fall är elever i gymnasieskolans sista årskurs som läser omfattande kurser i matematik och fysik, i TIMSS kallade matematik- respektive fysikspecialister 1. Undersökningen genomfördes i mars 1995 och alla deltagande skolor genomförde provet vid ett tillfälle under en tvåveckorsperiod. En beskrivning av studien och resultaten redovisas i Skolverkets rapport nr 145 (1998). Totalt prövades 65 uppgifter vardera i matematik och fysik. I matematik var 47 av dessa flervalsuppgifter, 1 kortsvarsuppgifter och 8 långsvarsuppgifter. I fysik fanns 42 flervalsuppgifter, 15 kortsvarsuppgifter och 8 långsvarsuppgifter. I både matematik och fysik indelades uppgifterna i fem rapportkategorier. I matematik ingick ekvationer och funktioner (17 uppgifter), derivator och integraler (15), geometri (23), statistik och sannolikhetslära (7) samt logiska resonemang och induktionsbevis (3). Fysikuppgifterna indelades i mekanik (16 uppgifter), ellära (16), värmelära (9), vågrörelselära (1) samt modern fysik (14). Urval av länder Vid sidan av Sverige har sju länder utvalts för jämförelse i matematikgruppen. De är Frankrike, Schweiz, Canada, Tjeckien, USA, Australien och Danmark. De fyra förstnämnda har, liksom Sverige, uppfyllt samtliga kriterier för urval och deltagarandel (se Mullis et al, 1998), Australien och USA har inte uppfyllt deltagarkvoten och Danmark har varken uppfyllt kriterierna för urval eller deltagarkvot. Det har, trots brister i procedurerna, ändå bedömts vara av intresse att ta med dessa länder i jämförelsen. I fysikgruppen har följande länder ingått: Frankrike, Schweiz, Canada, Tjeckien, USA, Australien och Norge. Skälet till att Danmark utgått är att mindre än 5% av eleverna i sista årskursen på gymnasieskolan ingått i specialistundersökningen i fysik. I stället tillkommer Norge som inte deltog i specialistundersökningen i matematik. Norge har uppfyllt kriterier för såväl urval som deltagarandel. 1 I Sverige utgörs denna grupp av elever på naturvetskaplig (N) och teknisk (T) linje samt naturvetenskapligt (NV) program. 3

Urval av individer I TIMSS har man antagit att endast de elever som ingick i specialistundersökningen i matematik tillhör de 5%-bästa i matematik i hela populationen elever i gymnasieskolans sista årskurs. För att identifiera de 5%-bästa eleverna skattades antalet i 5%-bästa-gruppen utifrån antalet i populationen (som i sin tur skattas till 71 333 elever), dvs. totala antalet elever i gymnasieskolans sista årskurs. Totalt uppskattas antalet elever i 5%-bästa-gruppen sålunda till 3567 elever. Hela specialistgruppen i matematik uppskattas till 16 458 elever (se Törnkvist, 1997), vilket utgjorde populationen elever på N- eller T-linje eller NV-program, dvs. samtliga elever i sista årskursen på N eller T-linje eller NV-program. De 3567 eleverna i populationen motsvaras av 28 elever i stickprovet. Medelvärdet för eleverna i 5%-bästa-gruppen beräknas genom att ta medelvärdet av de fem plausible values 2, som var och en av eleverna i stickprovet erhållit. Den 95:e percentilen, anger det lägsta genomsnittliga plausible value som erhållits bland de 28 eleverna i 5%-bästa-gruppen. Alla beräkningar har sedan gjorts utifrån elevernas genomsnittliga plausible value (se Mullis et al, 1998, sid. 132). 2 Ett plausible value är inte en skattning av den enskilda elevprestationen, utan skall användas för att för att beskriva och jämföra olika populationers och delpopulationers prestationer. För ytterligare information se Törnkvist (1997, sid. 9-1). 4

RESULTAT Frekvensfördelningar i 5%-bästa gruppen matematik och fysik I figur 1 presenteras frekvensfördelningarna i matematik i 5%-bästa-gruppen i de olika länderna. 14 12 1 8 6 4 2 Frankrike Std. Dev = 3 Mean = 643 N = 31745 16 14 12 1 8 6 4 2 Tjeckien Std. Dev = 81 Mean = 578 N = 6871 7 6 5 4 3 2 1 Schweiz Std. Dev = 58 Mean = 638 N = 3251 3 25 2 15 1 5 USA Std. Dev = 57 Mean = 569 N = 11391 12 1 8 Sverige Std. Dev = 41 Mean = 621 N = 356 3 2 Australien Std. Dev = 58 Mean = 662 N = 847 6 4 1 2 4 3 Canada Std. Dev = 46 Mean = 636 N = 13153 7 6 5 Danmark Std. Dev = 31 Mean = 63 N = 1881 2 1 4 3 2 1 Figur 1. Frekvensfördelningar i matematik för 5%-bästa gruppen i de olika länderna. 5

Av figur 1 framgår att det föreligger en kraftig variation länderna emellan både vad gäller medelvärde och spridning i 5%-bästa-gruppen i matematik. Det högsta medelvärdet har Australien, följt av Frankrike, medan de klart lägsta medelvärdena finns i USA och Tjeckien. Det sistnämnda landet har också den största spridningen, medan Danmark och Frankrike har den minsta spridningen i poäng bland 5%-bästa-gruppen. Figur 2 visar frekvensfördelningen i fysik för 5%-bästa-gruppen i de olika länderna. 12 1 8 6 4 2 Frankrike Std. Dev = 31 Mean = 55 N = 31661 14 12 1 8 6 4 2 Tjeckien Std. Dev = 62 Mean = 54 N = 6853 1 8 6 4 Schweiz Std. Dev = 52 Mean = 582 N = 3254 4 3 2 Norge Std. Dev = 5 Mean = 65 N = 2186 2 1 12 Sverige 5 USA 1 8 6 4 Std. Dev = 41 Mean = 688 N = 3549 4 3 2 Std. Dev = 33 Mean = 49 N = 113885 2 1 4 3 Canada Std. Dev = 42 Mean = 572 N = 1316 2 15 Australien Std. Dev = 37 Mean = 67 N = 8457 2 1 1 5 Figur 2. Frekvensfördelningar i fysik för 5%-bästa gruppen i de olika länderna. 6

Figur 2 visar att Sverige har det högsta medelvärdet i 5%-bästa-gruppen, följt av Norge. Det klart lägsta medelvärdet har eleverna i USA. Spridningen är störst i Tjeckien och minst i Frankrike och USA. Provresultat Provresultaten för 5%-gruppen i de åtta undersökta länderna presenteras dels i form av matematikresultat respektive fysikresultat för samtliga elever och dels uppdelat på flickor och pojkar. Vidare redovisas resultaten uppdelat på innehållskategorier i de båda ämnena. I matematik redovisas tre kategorier 3, ekvationer& funktioner, derivator/integraler samt geometri medan fysikämnet indelats i fem kategorier, mekanik, ellära, värmelära, vågrörelselära och modern fysik. Matematikresultat totalt I tabell 1 redovisas för vart och ett av de undersökta länderna medelvärde (medelvärdet av plausible values 1-5) och rangordning i matematik för gruppen i sin helhet (the school-leaving age cohort) samt för 5%-bästa-gruppen. Dessutom presenteras differensen i medelpoäng och rangordning mellan totalgruppen och 5%-bästa-gruppen. Plausible values är standardiserade på ett sådant sätt att medelvärdet för specialistgruppen i alla deltagande länder är 51 och standardavvikelsen är 1. Tabell 1. Medelvärde (Mv) och rangordning (Rang) i matematik för de 5% bästa och totalgruppen, samt differensen däremellan. Uppdelat på länder. Land 5% Bästa Alla Diff (bästa-alla) Mv Rang Mv Rang Mv Rang Frankrike 643 2 557 1 86 +1 Schweiz 638 3 533 2 15 +1 Sverige 621 6 512 5 19 +1 Canada 636 4 59 6 127-2 Tjeckien 578 7 469 7 19 USA 569 8 442 8 127 Australien 662 1 525 4 137-3 Danmark 63 5 522 3 18 +2 3 Kategorierna statistik samt logik har inte redovisats separat i den internationella databasen, eftersom de innehåller relativt få uppgifter. 7

Av tabell 1 framgår att ländernas rangordning i totalgruppen och 5%-bästagruppen visar en god överensstämmelse i de flesta länder, rangkorrelationen är.76. Australien ligger i topp i 5%-bästa-gruppen jämfört med 4:e plats i totalgruppen och även Canada ligger två placeringar bättre i 5%-bästagruppen jämfört med totalgruppen. För Danmark gäller det motsatta, två placeringar lägre i 5%-bästa-gruppen jämfört med totalgruppen. Andelen flickor som tillhör 5%-bästa-gruppen i matematik samt andelen flickor i hela specialistgruppen (populationen) presenteras i figur 3. Figur 3. Andelen flickor bland de 5% bästa i matematik samt andelen flickor i specialistgruppen i matematik (populationen). Uppdelat på länder. Andelen flickor i 5%-bästa-gruppen är klart lägre än andelen pojkar i samtliga länder. Den minst ojämna fördelningen finns i USA, med proportionen 4/6, och Australien, med proportionen 42/58. Den mest ojämna fördelningen mellan flickor och pojkar i 5%-bästa-gruppen finns i Sverige (21/79), Frankrike (22/78) och Schweiz (23/77). Andelen flickor i populationen är också lägst i Sverige (31%) och högst i Tjeckien (59%). Den jämnaste fördelningen mellan flickor och pojkar finner vi i USA (49/51), Canada (47/53), Schweiz (46/54) och Australien (45/55). I samtliga undersökta länder har pojkarna i 5%-bästa-gruppen ett högre medelvärde än flickorna i motsvarande grupp. Minst är skillnaden i Frankrike (3 poäng), Australien (5) och USA (8) och störst är den i Sverige (25 poäng), Schweiz (23), Canada (22) och Tjeckien (22). Danmark ligger däremellan med en differens till pojkarnas fördel på 17 poäng. 8

Matematik kategorier I följande avsnitt presenteras matematikresultaten uppdelat på kategorierna ekvationer/funktioner, derivator/integraler samt geometri. Ingen separat redovisning har gjorts för kategorierna statistik respektive logik, på grund av att de innehåller allt för få uppgifter för att en särredovisning skall bli meningsfull (se också Gonzalez m fl., 1998, sid. 2-3) Tabell 2. Medelvärde (Mv) och rangordning (Rang) i kategorin ekvationer och funktioner för de 5% bästa och totalgruppen (alla), samt differensen däremellan. Uppdelat på länder. Land 5% Bästa Alla Diff (bästa-alla) Mv Rang Mv Rang Mv Rang Frankrike 617 4 548 1 69 +3 Schweiz 614 5 514 4 1 +1 Sverige 635 2 523 2 112 Canada 62 3 512 5 18-2 Tjeckien 565 8 46 7 15 +1 USA 569 7 459 8 11-1 Australien 64 1 517 3 123-2 Danmark 588 6 54 6 84 Tabell 2 visar att de svenska eleverna ligger väl framme både i totalgruppen och i 5%-bästa-gruppen när det gäller ekvationer och funktioner. Frankrike faller från 1:a plats i totalgruppen till 4:e i 5%-bästa-gruppen, medan Canada och Australien båda ligger något bättre till i 5%-bästa-gruppen jämfört med totalgruppen. För samtliga länder är rangkorrelationen.76. 9

Tabell 3. Medelvärde (Mv) och rangordning (Rang) i kategorin derivator/integraler för de 5% bästa och totalgruppen (alla), samt differensen däremellan. Uppdelat på länder. Land 5% Bästa Alla Diff (bästa-alla) Mv Rang Mv Rang Mv Rang Frankrike 641 2 56 1 81 +1 Schweiz 624 4 512 3 112 +1 Sverige 592 6 48 6 112 Canada 622 5 53 5 119 Tjeckien 544 8 446 8 98 USA 576 7 45 7 126 Australien 651 1 53 2 121-1 Danmark 625 3 58 4 117-1 Tabell 3 visar att i kategorin derivator/integraler är rangordningen i det närmaste identisk i totalgruppen och 5%-bästa gruppen i samtliga länder, rangkorrelationen är.95. Tabell 4. Medelvärde (Mv) och rangordning (Rang) i kategorin geometri för de 5% bästa och totalgruppen (alla), samt differensen däremellan. Uppdelat på länder. Land 5% Bästa Alla Diff (bästa-alla) Mv Rang Mv Rang Mv Rang Frankrike 637 3 544 2 93 +1 Schweiz 644 2 547 1 97 +1 Sverige 61 6 492 7 19-1 Canada 616 5 499 4 117 +1 Tjeckien 598 7 494 6 14 +1 USA 542 8 424 8 118 Australien 652 1 496 5 156-4 Danmark 626 4 527 3 99 +1 Tabell 4 visar att det är små skillnader i rangordning i totalgruppen och 5%- bästa-gruppen i alla länder utom Australien. Landet ligger i topp i 5%-bästagruppen och i mitten när det gäller totalgruppen. Rangkorrelationen är.74 och det är Australien som drar ner värdet. 1

Sammanfattningsvis noteras små skillnader i ländernas inbördes rangordning i totalgruppen jämfört med 5%-bästa-gruppen i såväl matematik sammantaget som i de tre delkategorierna, med genomgående högra rangkorrelationer. Svenska elever ligger mycket väl till när det gäller ekvationer och funktioner, medan resultaten i övriga delkategorier och matematik totalt inte riktigt ligger på samma höga nivå. Fysikresultat totalt Fysikdelen redovisas utan häfte 4, eftersom Norge helt saknar värden för detta häfte. För jämförbarhetens skull har därför häfte 4 uteslutits för samtliga länders resultat. Häfte 4 är ett blandhäfte, som innehåller både matematikoch fysikuppgifter. Tabell 5. Medelvärde (Mv) och rangordning (Rang) i fysik för de 5% bästa och totalgruppen (alla), samt differensen däremellan. Uppdelat på länder. Land 5% Bästa Alla Diff (bästa-alla) Mv Rang Mv Rang Mv Rang Frankrike 55 6 466 6 84 Schweiz 582 4 488 4 94 Sverige 688 1 573 2 115-1 Canada 572 5 485 5 87 Tjeckien 54 7 451 7 89 Norge 65 2 581 1 69 +1 USA 49 8 423 8 67 Australien 67 3 518 3 89 Tabell 5 visar att rangordningen mellan länder i 5%-bästa-gruppen och totalgruppen är identisk så när som på att Sverige och Norge byter plats i 5%- bästa-gruppen jämfört med i totalgruppen. Rangkorrelationen är.98. I figur 4 redovisas andelen flickor i 5%-bästa-gruppen i fysik samt andelen flickor i hela specialistgruppen (populationen). 11

Figur 4. Andelen flickor bland de 5% bästa i fysik samt andelen flickor i specialistgruppen i fysik (populationen). Uppdelat på länder. Av figur framgår att andelen flickor är klart lägre än andelen pojkar i 5%- bästa-gruppen i fysik i samtliga länder. Lägsta andelen flickor har Sverige (8%), Schweiz (17%), Norge (18%) och Canada (19%), medan den högsta andelen flickor, 29%, finns i Tjeckien. Andelen flickor i specialistgruppen (populationen) är lägst i Norge, följt av Sverige och Australien och högst i Tjeckien, som är det enda landet med en högre andel pojkar än flickor i specialistgruppen. Pojkarna har, i alla länder utom Sverige, ett något högre medelvärde än flickorna. Högst är differensen i Tjeckien med 39 poäng. I Sverige har flickorna i genomsnitt 9 poäng högre än pojkarna, vilket är det högsta medelvärdet av alla, oavsett land och kön. Detta måste dock tolkas mot bakgrund av den låga andelen flickor i 5%-bästa-gruppen i Sverige (endast 8%). Fysik - kategorier Ländernas medelvärde och rangordning för var och en av kategorierna i fysik presenteras i tabellerna 6-1. 12

Tabell 6. Medelvärde (Mv) och rangordning (Rang) i kategorin mekanik för de 5% bästa och totalgruppen (alla), samt differensen däremellan. Uppdelat på länder. Land 5% Bästa Alla Diff (bästa-alla) Mv Rang Mv Rang Mv Rang Frankrike 548 6 457 7 91-1 Schweiz 572 4 482 4 9 Sverige 652 1 563 2 89-1 Canada 557 5 473 5 84 Tjeckien 544 7 469 6 75 +1 Norge 637 2 572 1 65 +1 USA 494 8 42 8 74 Australien 585 3 57 3 78 Tabell 6, som visar resultatet för kategorin mekanik, ger nästan exakt samma bild som resultaten för fysikämnet totalt (tabell 5). Rangordningen länderna emellan i 5%-gruppen jämfört med i totalgruppen är helt lika förutom att Sverige och Norge samt Frankrike och Schweiz byter plats i 5%-gruppen jämfört med totalgruppen. Rangkorrelationen är.95. Tabell 7. Medelvärde (Mv) och rangordning (Rang) i kategorin ellära för de 5% bästa och totalgruppen (alla), samt differensen däremellan. Uppdelat på länder. Land 5% Bästa Alla Diff (bästa-alla) Mv Rang Mv Rang Mv Rang Frankrike 573 5 494 4 76 +1 Schweiz 585 4 48 6 19-2 Sverige 68 1 57 1 115 Canada 563 6 485 5 96 +1 Tjeckien 534 7 465 7 74 Norge 634 2 565 2 69 USA 483 8 42 8 72 Australien 615 3 512 3 14 Resultaten i kategorin ellära visar också en stabil rangordning vid jämförelsen mellan 5%-bästa-gruppen och totalgruppen. Schweiz är det enda land där rangordningen skiljer två steg mellan 5%-bästa-gruppen och totalgruppen. Rangkorrelationen är.93. 13

Tabell 8. Medelvärde (Mv) och rangordning (Rang) i kategorin värmelära för de 5% bästa och totalgruppen (alla), samt differensen däremellan. Uppdelat på länder. Land 5% Bästa Alla Diff (bästa-alla) Mv Rang Mv Rang Mv Rang Frankrike 564 6 491 6 73 Schweiz 61 2 59 4 92-2 Sverige 628 1 522 2 16-1 Canada 577 5 58 5 69 Tjeckien 564 6 488 7 76-1 Norge 587 4 536 1 51 +3 USA 529 8 477 8 52 Australien 594 3 517 3 77 Den största skillnaden i rangordning i 5%-bästa-gruppen jämfört med i totalgruppen noteras för Norges del; Norge har det högsta värdet i totalgruppen men endast det 4:e bästa i 5%-bästa-gruppen. Rangkorrelationen, vars värde dras ner av Norge, är.82. Tabell 9. Medelvärde (Mv) och rangordning (Rang) i kategorin vågrörelselära för de 5% bästa och totalgruppen (alla), samt differensen däremellan. Uppdelat på länder. Land 5% Bästa Alla Diff (bästa-alla) Mv Rang Mv Rang Mv Rang Frankrike 553 6 463 6 9 Schweiz 585 4 498 4 87 Sverige 682 1 56 1 122 Canada 574 5 488 5 86 Tjeckien 528 7 447 8 81-1 Norge 626 3 56 1 66 +2 USA 515 8 451 7 64 +1 Australien 629 2 519 3 11-1 Som framgår av tabell 9 är det endast små skillnader i ländernas rangordning i totalgruppen jämfört med 5%-bästa-gruppen. Rangkorrelationen är.92. 14

Tabell 1. Medelvärde (Mv) och rangordning (Rang) i kategorin modern fysik för de 5% bästa och totalgruppen (alla), samt differensen däremellan. Uppdelat på länder. Land 5% Bästa Alla Diff (bästa-alla) Mv Rang Mv Rang Mv Rang Frankrike 544 7 474 6 7 +1 Schweiz 567 5 488 5 79 Sverige 659 1 56 2 99-1 Canada 581 4 494 4 87 Tjeckien 553 6 453 8 1-2 Norge 638 2 576 1 62 +1 USA 59 8 456 7 53 +1 Australien 69 3 521 3 88 Tabell 1 visar att rangordningen mellan länderna i kategorin modern fysik i totalgruppen överensstämmer tämligen väl med rangordningen i 5%- gruppen. Rangkorrelationen är.9. En sammanfattning av resultaten i fysik ger en bild liknande den som erhölls i matematik, nämligen att vi noterar endast smärre skillnader i ländernas inbördes rangordning i totalgruppen jämfört med i den högpresterande gruppen. Detta visar sig också i genomgående höga rangkorrelationer. De svenska elevernas prestationer är mycket goda i såväl totalgruppen som i 5%-bästa-gruppen och detta gäller såväl i fysikämnet sammantaget som i de fem delkategorierna. SAMMANFATTAD RESULTATBILD Den första frågeställning som undersökts handlar om hur 5%-bästagruppen i Sverige presterar jämfört med motsvarande grupp i övriga länder i matematik? Resultaten visar endast marginella skillnader i ländernas inbördes rangordning i totalgruppen jämfört med 5%-bästa-gruppen i såväl matematik totalt som i de tre delkategorierna. Detta gäller också de svenska eleverna. De svenska elevernas prestation är mycket god när det gäller ekvationer & funktioner, medan resultaten i övriga delkategorier (derivator/integraler samt geometri) och matematik totalt inte riktigt ligger på samma höga nivå. 15

De högpresterande svenska eleverna i matematik presterar alltså i nivå med övriga länders högpresterande elever, i relation till elevprestationen i totalgruppen. Den andra frågeställningen som undersökts lyder: Hur presterar 5%-bästagruppen i Sverige jämfört med motsvarande grupp i övriga länder i fysik? Analyserna i fysik ger en bild likande den som erhölls i matematik, nämligen endast smärre skillnader i ländernas inbördes ordning i totalgruppen jämfört med i 5%-bästa-gruppen. De svenska eleverna ligger i totalgruppen på 1:a plats i två delkategorier (ellära och vågrörelselära) och på 2:a plats i övriga delkategorier samt fysikämnet sammantaget. I 5%-bästa-gruppen har de svenska eleverna en tätposition i samtliga delkategorier i fysik samt totalpoängen i fysik. Den samlade bilden av de svenska 5%-bästa-elevernas prestation i fysik jämfört med övriga länders 5%-bästa elever är att de svenska eleverna hävdar sig väl i jämförelse med elever i andra länder, både relativt prestationen i totalgruppen och i absoluta termer. Den tredje frågeställning som studerats gäller frågan om de 5% bästa eleverna i Sverige skiljer sig från de 5% bästa i övriga länder vad gäller eventuella könsskillnader i prestation i matematik? Resultaten visar att andelen pojkar i 5%-bästa-gruppen är klart högre än andelen flickor i samtliga länder. Den mest ojämna fördelningen mellan flickor och pojkar i 5%-bästagruppen finns i Sverige, med proportionerna 21/79, i Frankrike (22/78) och Schweiz (23/77). Andelen flickor i populationen, för Sveriges del N- eller T- linje eller NV-program, är också lägst i Sverige, med 31% flickor. Högsta andelen flickor i populationen finns i Tjeckien, där flickorna utgör 59% av specialistgruppen i matematik. Pojkarna har, i samtliga länder, en högre medelpoäng än flickorna. Störst är skillnaden i Sverige, 25 poäng, Schweiz, 23 poäng, samt Canada och Tjeckien där skillnaden uppgår till 22 poäng. Den samlade bilden vad gäller könsskillnader i prestation i matematik är den att Sverige har den ojämnaste könsfördelningen i 5%-bästa-gruppen (lägst andel flickor) och vi har också den mest ojämna fördelningen mellan flickor och pojkar i populationen. Samtidigt har vi i Sverige den största skillnaden i medelpoäng mellan pojkar och flickor, till pojkarnas fördel. Slutligen har frågan om de 5% bästa eleverna i Sverige skiljer sig från de 5% bästa i övriga länder vad gäller eventuella könsskillnader i prestation i fysik undersökts. Liksom i matematik visar resultaten i fysik att andelen pojkar i 5%-bästa-gruppen är klart högre än andelen flickor i samtliga länder. Lägsta andelen flickor i 5%-bästa-gruppen noteras i Sverige, där andelen 16

flickor uppgår till endast 8%. Andelen flickor i populationen, dvs. specialistgruppen i fysik, är lägst i Norge, 26%, följt av Sverige, 33%. Det positiva för Sveriges del är dock att denna lilla grupp av flickor bland de 5%-bästa har ett mycket bra resultat, nämligen det högsta medelvärdet av alla, såväl flickor som pojkar, i samtliga länder. 17

REFERENSER Beaton, A.E., Mullis, I.V.S., Martin, M.O., Gonzales, E.J., Kelly, D.L., & Smith, T.A. (1996a). Mathematics Achievement in the Middle School Years. IEA s Third International Mathematics and Science Study. Boston College, Chestnut Hill, MA: TIMSS International Study center. Beaton, A.E., Martin, M.O., Mullis, I.V.S., Gonzales, E.J., Smith, T.A., & Kelly, D.L.(1996b). Science Achievement in the Middle School Years. IEA s Third International Mathematics and Science Study. Boston College, Chestnut Hill, MA: TIMSS International Study center. Gonzalez, E.J., Smith, T.A., & Sibberns, H. (Eds.). (1998). User Guide for the TIMSS International Database. Final Year of Secondary School. Boston College, Chestnut Hill, MA: TIMSS International Study Center. Mullis, I. V. S., Martin, M. O., Beaton, A. E., Gozales, E. J., Kelly, D. L., & Smith, T. A. (1998) Mathematics and Science Achievement in the Final Year of Secondary School. IEA s Third International Mathematics and Science Study. Boston College, Chestnut Hill, MA: TIMSS International Study center. Robitaille, D. F. (Ed.). (1997). National Contexts for Mathematics and Science Education. An Encyclopedia of the Educational Systems Participating in TIMSS. University of British Columbia, Vancouver, Canada: Pacific Educational Press. Skolverket (1996). TIMSS. Svenska 13-åringars kunskaper i matematik och naturvetenskap i ett internationellt perspektiv (Skolverkets rapport Nr. 114). Stockholm: Liber Distribution Publikationstjänst. Skolverket (1998). TIMSS. Kunskaper i matematik och naturvetenskap hos svenska elever i gymnasieskolans avgångsklasser (Skolverkets rapport Nr. 145). Stockholm: Liber Distribution Publikationstjänst. Wester, A., & Sigurdsson, B. (1998a). Högpresterande elever i TIMSS. Svenska 13-åringars prestation i matematik och naturvetenskap i ett internationellt perspektiv. (Provmemoria nr 133). Umeå: Umeå Universitet, Enheten för pedagogiska mätningar. Wester, A., & Sigurdsson, B. (1998b). Lågpresterande elever i TIMSS. Svenska 13-åringars prestation i matematik och naturvetenskap i ett internationellt perspektiv. (Provmemoria nr 135). Umeå: Umeå Universitet, Enheten för pedagogiska mätningar. 18