Introduzione
Siamo giunti alla settima edizione dell’indagine che, dal 1995 ogni quattro anni, l’IEA promuove e il TIMSS & PIRLS International Study Center dell’Università di Boston dirige. L’Italia, merito anche di un pedagogista illuminato come Visalberghi, vi partecipa fin dalla prima edizione e continua ad essere presente anche in quest’ultima, alla quale hanno aderito 64 paesi e i cui dati sono stati presentati ufficialmente a livello internazionale da IEA e UNESCO l’8 dicembre 2020 a Parigi e, subito dopo, il 9 dicembre dall’Invalsi per l’Italia.
I dati sono stati raccolti, con particolare attenzione a un’equa distribuzione tra maschi e femmine, su studenti di quarta primaria (grado 4) e di terza secondaria I grado (grado 8), su insegnanti, dirigenti scolastici e genitori, ma quelli che più interessano sono ovviamente gli esiti delle prove cognitive degli studenti in matematica e scienze, le due discipline curricolari indagate.
La presentazione ha sottolineato tre aspetti importanti: due mettono l’indagine in relazione con le finalità dell’istruzione nel mondo globale e uno invece più tecnico.
- TIMSS può darci informazioni sull’apprendimento delle discipline STEM considerate essenziali per vivere in modo consapevole ed essere efficaci nel mondo del lavoro e inoltre TIMSS è diventato un riferimento per gli obiettivi di sviluppo sostenibile dell’ONU (obiettivo 4: equità, violenza nelle scuole, qualifiche degli insegnanti…) attraverso l’equivalenza tra il livello più basso dei livelli di abilità, come misurata dalle prove, e il livello minimo di competenza definito dall’indicatore globale 4.1 per lo sviluppo sostenibile.
- L’aspetto tecnico riguarda invece la specificità del disegno quasi-longitudinale di TIMSS che permette di monitorare meglio eventuali riforme curricolari o di evidenziare l’opportunità di intervenire per apportare modifiche ai curricoli nazionali. Come infatti è noto il quadro teorico di riferimento, che distingue tra domini di contenuto e domini cognitivi, è definito a partire dai curricoli di matematica e scienze dei vari Paesi partecipanti per arrivare alla distinzione dei tre diversi tipi di curricoli: teorico, attuato e appreso, per indagare i quali sono stati costruiti opportuni questionari.
Una novità di quest’ultima indagine è stata la somministrazione computerizzata, anche se non in tutti i Paesi, a cui ha però aderito anche l’Italia. La scala dei punteggi delle prove degli studenti è al solito con media 500 e su quattro distinti livelli (benchmark) di abilità (basso, intermedio, alto e avanzato) cui corrispondono diversi livelli di difficoltà dei quesiti.
I risultati TIMSS 2019 degli studenti italiani
È utile vedere i dati per quarta primaria (grado 4) e terza secondaria I grado (grado 8) confrontandoli in due modi: a) dati dello stesso anno (2019), b) dati per la stessa coorte su anni diversi (su due indagini successive).
a) Dati dell’anno 2019
Per la matematica di quarta primaria i dati degli studenti italiani sono superiori alla media, che ricordiamo è 500, in modo statisticamente significativo raggiungendo 515 punti, mentre in terza secondaria di I grado con 497 punti, sono in linea con la media. Si nota però un peggioramento del punteggio col passaggio al grado scolastico superiore.
Per le scienze la situazione è analoga: in quarta primaria gli studenti si attestano a 510 punti mentre in terza secondaria di I grado il punteggio raggiunto è 500, confermando il peggioramento, anche se ridotto rispetto a quello in matematica.
Una conferma della divisione dei punteggi nelle solite macroaree regionali è fornita anche dai dati TIMSS, sia in matematica che in scienze, dove il Nord e il Centro in quarta primaria raggiungono mediamente dati superiori rispetto al Sud e Isole. Successivamente in terza secondaria di I grado i divari tra Nord e Sud aumentano con una mancanza di tenuta nei punteggi del Centro rispetto al Nord Italia. Da notare che i punteggi del Nord si attestano sempre significativamente al di sopra del valore medio di 500 mentre quelli del Sud Italia sono o in linea (4^ primaria) o, più spesso, al di sotto del valore medio.
Per quanto riguarda i trend in matematica in quarta primaria dal 2003 al 2015 i valori sono stabili (variazione da 503 a 508 punti) con un miglioramento più marcato proprio in quest’ultima rilevazione (+ 8 punti rispetto alla precedente). In terza secondaria di I grado partendo dal 1999 i dati sono in miglioramento con un particolare balzo in avanti tra il 2007 e il 2011 (spiegabile forse in parte con l’inserimento delle prove invalsi nell’esame di stato di fine I ciclo) per poi stabilizzarsi senza mai però superare il valore di 500 punti.
Il trend in scienze risulta invece diverso. In 4^ primaria, dopo un balzo in alto tra 2003 e 2007, c’è un lieve continuo peggioramento, ma con punteggi sempre significativamente superiori alla media, mentre migliorano lievemente nel tempo i punteggi in terza secondaria di I grado attestandosi dal 2011 intorno al valore medio di 500 e nel complesso possono ritenersi stabili.
b) Dati su più anni per le stesse coorti
Confrontando i dati per le “stesse coorti” di studenti risulta che le differenze di punteggi tra gli “stessi” studenti dei diversi gradi scolastici a quattro anni di distanza sono sempre più marcate in scienze che in matematica e forse anche qui una parziale spiegazione può essere fornita dall’introduzione delle prove Invalsi all’esame.
È più interessante capire come si distribuiscono per l’Italia i punteggi nei quattro livelli: avanzato, alto, medio e basso. Si conferma ancora la difficoltà per il nostro sistema scolastico nel far raggiungere ai nostri studenti punteggi alti o avanzati in matematica e scienze rispetto ad altri Paesi; d’altra parte, è garantito al 95% per cento degli studenti di 4^ primaria e al 91% degli studenti di 3^ secondaria di I grado il raggiungimento almeno del livello basso di abilità (che è associato, ricordiamo, al minimo livello di competenza definito dall’obiettivo ONU per lo sviluppo sostenibile). Altre nazioni con punteggi più elevati perdono più studenti al disotto della soglia minima ma garantiscono punteggi alti e avanzati a una maggior percentuale di studenti. È utile ricordare che i Paesi asiatici garantiscono livelli elevati e al tempo stesso i livelli minimi praticamente al 100% degli studenti.
c) Status socio economico
Le differenze di rendimento in matematica e scienze dovute allo status socioeconomico e culturale sono presenti già in 4^ primaria e tendono ad aumentare in 3^ secondaria di I grado ponendo ancora la questione di quanto la scuola incida a favore o contro questo andamento.
d) Atteggiamento verso le discipline
Le differenze di rendimento in matematica e scienze dovute allo status socioeconomico e culturale sono presenti già in 4^ primaria e tendono ad aumentare in 3^ secondaria di I grado ponendo ancora la questione di quanto la scuola incida a favore o contro questo andamento.
Rispetto all’atteggiamento verso le discipline raddoppia dalla 4^ primaria alla 3^ secondaria di I grado la percentuale di studenti a cui non piace la matematica e si conferma naturalmente come il senso positivo di autoefficacia sia associato a buoni risultati nelle prove. Emerge quindi sempre la questione della scuola secondaria di I grado che non riesce né a creare interesse per le discipline scientifiche negli studenti né a garantire gli apprendimenti di livello alto per una fetta più cospicua di studenti. Qualcosa a livello di sistema evidentemente continua a non funzionare, e non imputabile alle qualità dei singoli docenti, dato che i risultati della primaria sono positivi.
Qualche notizia dal resto del mondo
Singapore, Hong Kong, Corea del Sud, Taipei (Cina) e Giappone (tutti tra 625 e 593 punti), seguiti dalla Russia raggiungono risultati di gran lunga superiori in matematica rispetto a tutti gli altri paesi.
In scienze la federazione Russa (567 punti) raggiunge i livelli degli asiatici (Singapore 595 punti, Corea 588) forse forte ancora di una tradizione in cui le materie scientifiche venivano seriamente coltivate nelle scuole già dai tempi della guerra fredda.
Poichè si conferma popolare, citiamo la Finlandia che ottiene esiti decisamente buoni in scienze (555 punti) ma in matematica non si distingue affatto (532 punti).
Bene anche in matematica il gruppetto dei paesi anglosassoni (Irlanda del Nord, Inghilterra e Irlanda), subito a ridosso dei russi, mentre in scienze i risultati sono meno brillanti.
Destano impressione i risultati negativi della Francia (485 e 488 punti rispettivamente in matematica e scienze), balzati agli onori della cronaca (per un parziale commento da “Le Monde” qui), anche se non vantano una lunga tradizione di partecipazione a questa indagine e, in scienze, della Nuova Zelanda.
Ormai i dati dei Paesi asiatici, così superiori da anni a quelli dei paesi occidentali in tutte le indagini internazionali, fanno pensare a un allineamento migliore della cultura dell’istruzione di questi Paesi con ciò che a livello di impegno viene richiesto dagli studi scientifici per apprendere le basi di queste discipline. Forse quello che nei Paesi asiatici si guadagna a livello di istruzione in queste discipline si perde altrove ma certamente il dato resta, come resta la ormai acclarata incidenza del disciplinato clima di classe, presente nelle scuole di questi Paesi, cui contribuiscono sia studenti che insegnanti, e che conduce verso un migliore esito dell’apprendimento. Ricordiamo che nei Paesi asiatici in diversi casi gli insegnanti di scuola primaria hanno una specializzazione disciplinare (ad esempio in matematica e scienze) che può avere una certa incidenza sul tipo di insegnamento e sull’apprendimento (per la Cina vedere: Ma [1], 1999) e non a caso queste situazioni sono oggetto di interesse da parte degli USA (da anni negli Stati Uniti vengono anche tradotti in inglese i testi di matematica della scuola primaria di Singapore, tra l’altro facilmente acquistabili su internet). Anche in Italia nella scuola primaria degli anni ’90 si era tentato un percorso in qualche modo analogo, con tutte le differenze del caso, quando si era passati all’insegnamento per ambiti. Purtroppo, anche la mancata formazione specifica dei docenti nelle scienze e in matematica, le cui cause sono molteplici, non ha permesso che la scuola potesse essere un po’ più incisiva nell’apprendimento di queste discipline, come invece, almeno stando ai dati IEA-PIRLS, può essere avvenuto per la lettura dove nel 2006 la scuola primaria ottenne addirittura un notevole sesto posto (551 punti) con un netto miglioramento rispetto al 2001.
Tornando ai dati TIMSS della 4^ primaria di altri Paesi (escludendo i paesi asiatici che ancora migliorano quasi tutti) sono registrati in matematica alcuni interessanti incrementi dal 2003 o dal 2007, soprattutto per la Russia e per l’Inghilterra, che partivano già da punteggi superiori alla media; risultano eccellenti, partendo da punteggi anche molto bassi, alcuni miglioramenti di Paesi arabi quali: Abu Dhabi, Dubai, Emirati Arabi Uniti e Iran.
Per la 3^ secondaria di I grado la situazione in matematica risulta più diversificata anche se, oltre al Cile e alla Lituania, alcuni Paesi arabi come Bahrein, Dubai, Emirati Arabi Uniti, Oman e Qatar confermano il miglioramento.
In scienze in 4^ primaria, oltre alla già citata Russia, si confermano i miglioramenti di molti paesi arabi che però in 3^ secondaria di I grado non risultano ancora stabilizzarsi.
Ad ogni modo, nel complesso di una stabilità nel tempo dei risultati per molte nazioni e Paesi, risulta anche evidente che migliorare si può, sia partendo da valori già di ottime performance sia da valori di performance scadenti. Un’ipotesi sul miglioramento dei Paesi arabi in queste discipline può essere individuata anche in un accresciuto investimento economico e di politiche di istruzione; infatti, c’è oramai la coscienza, almeno nelle élite, che le risorse petrolifere non consentiranno alla popolazione di vivere agiatamente di questa “rendita” ancora per lungo tempo se resteranno poco istruiti. Già da qualche anno a Dubai stanno studiando, ad esempio, il modello delle scuole di infanzia di Reggio Emilia per cercare in qualche modo di “importarlo” invitando pedagogisti italiani che a fare da consulenti.
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TIMSS e le differenze di genere
Sulle differenze di genere in merito alle STEM e STEAM ne abbiamo ampiamente discusso di recente in questa pubblicazione.
L’indagine per l’Italia conferma come purtroppo le performance delle femmine in matematica e scienze siano inferiori in modo significativo rispetto a quelle dei maschi e sono presenti in entrambi i gradi scolari (4^ primaria e 3^ secondaria di I grado). In particolare, per le scienze le differenze di genere sono più marcate nei domini di contenuto delle scienze fisiche e delle scienze della terra, mentre non sono significative per le scienze della vita o in biologia.
A livello internazionale le differenze di genere in quarta primaria sono superiori in matematica che in scienze e lo sono in particolare per buona parte dei paesi occidentali partecipanti.
Queste differenze si riducono in 3^ secondaria di I grado ma in Italia permangono a vantaggio dei maschi; solo sei Paesi sono in situazione analoga, anzi in molti Paesi si ha una situazione opposta con differenze significative di punteggio a favore delle femmine e in particolare in alcuni Paesi arabi (anche qui forse si può pensare che il miglioramento visto per questi Paesi sia dovuto al miglioramento delle performance delle femmine).
In molti Paesi più netta a vantaggio delle femmine, è la performance in scienze in 4^ primaria e 3^ secondaria di I grado, e anche in questo caso, l’andamento si conferma per tutti i già citati Paesi arabi, mentre solo sette Paesi hanno fornito performance migliori per i maschi.
Per concludere TIMSS ha rilasciato alcune domande di matematica e scienze che sono reperibili nella pagina indicata in bibliografia[2] e alle quali sarà interessante dare uno sguardo in quanto sono abbinabili al quadro di riferimento completo (anch’esso in bibliografia) e quindi sfruttabili per costruire possibili percorsi di apprendimento in classe.
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