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国際教育達成度評価協会（IEA）の国際数学・理科教育動向調査（TIMSS）[ 1 ]は、世界中の生徒の数学と理科の知識を評価する一連の国際的な調査です。参加する生徒は、経済発展、地理的位置、人口規模などの点で、多様な教育システム（国または国の地域管轄区域）から来ています。参加する各教育システムでは、最低4,000人から5,000人の生徒が評価されます。参加する生徒が数学と理科を学ぶ環境に関する文脈データは、生徒、教師、校長、保護者からアンケートを通じて収集されます。[ 2 ]
TIMSSは、世界中の教育システムが生徒の学業成績を比較し、効果的な教育政策を設計する際に他国の経験から学ぶことを目的としてIEAが設立した調査の1つです。この評価は1995年に初めて実施され、その後4年ごとに実施されています。そのため、参加している教育システムの中には、1995年から2023年までの評価にわたる傾向データを持っているものがあります。[ 3 ] TIMSSは4年生と8年生の生徒を評価し、TIMSS Advancedは中等学校最終学年の生徒を対象に高度な数学と物理を評価します。
アメリカ合衆国における「8年生」は、おおよそ13～14歳に相当し、以下の学年に相当します。
アメリカ合衆国における「4年生」は、おおよそ9～10歳に相当し、以下の年齢層に相当します。
TIMSSの前身は、1964年に 国際教育達成度評価協会（IEA）の後援の下、11か国で13歳と中等教育最終学年（FS）の生徒を対象に実施された第1回国際数学調査（FIMS）でした。これに続いて、1970～1971年には、10歳、14歳、FSの生徒を対象とした第1回国際科学調査（FISS）が実施されました。14か国が10歳児を、16か国がそれより上の2つのグループをテストしました。これらは1980年から1984年の間に再現されました。[ 4 ]
これらの初期の研究は、IEAによって改訂され統合されてTIMSSが作成され、1995年に初めて実施されました。これは当時最大の国際的な生徒評価調査であり、5学年の生徒を評価しました。第2サイクル（1999年）では、8年生の生徒のみがテストされました。次のサイクル（2003年、2007年、2011年、2015年）では、4年生と8年生の両方の生徒が評価されました。2011年のサイクルは、IEAの国際読解力調査（PIRLS）と同じ年に実施され、両方の調査に参加している国の数学、科学、読解の包括的な評価を提供しました。第6サイクルは2015年に実施され、結果は2016年に発表されました。[ 5 ]データセットは2017年2月に公開されました。TIMSS 2015には、初めて保護者から収集されたデータが含まれていました。[ 6 ] 1995年と2008年に実施されたTIMSS Advancedは、2015年にも実施され、高校最終学年の生徒の高度な数学と物理の達成度を評価した。TIMSS Advancedの結果には、カリキュラムの重点、テクノロジーの使用、教師の準備と研修に関する政策関連データが付随している。
TIMSSの第7サイクルは2019年に実施され、デジタル評価形式への移行の始まりとなりました。参加国の半数にはデジタル評価が実施され、残りの半数には紙の評価が実施されました。TIMSS 2019には64か国と8つのベンチマークシステムが参加しました。結果は2020年12月に発表されました。[ 7 ]
TIMSS総合評価では、生徒の総合的な学力データに加え、数学や科学の様々な分野（代数、幾何学、生物、化学など）における生徒の成績、およびそれぞれの分野における問題解決課題の成績に関するデータも収集されます。さらに、TIMSSは、教育と学習のプロセスに影響を与える重要なカリキュラム、指導、およびリソース関連の要因に関する文脈データも提供します。これらのデータは、生徒、教師、学校長、および国家研究コーディネーターがそれぞれ記入する生徒、教師、学校、およびカリキュラム（全国）に関するアンケートを用いて収集されます。
TIMSS 2019評価フレームワークによると、「TIMSS数学と科学の達成度スケールは、1995年の最初のTIMSS評価で、科目ごと、学年ごとに別々に作成されました。スケールの単位は、100ポイントがTIMSS 1995に参加したすべての国の達成度の分布の1標準偏差に相当するように設定され、スケールの中間点である500はこの国際的な達成度分布の平均値に位置していました。TIMSS達成度スケールは、TIMSS 1995で初めてTIMSSの結果を報告するために使用され、その後のTIMSS評価のすべての結果は同じスケール指標で報告されているため、評価ごとに各国の達成度分布の成長または低下を測定することが可能です。」[ 8 ]
TIMSSは4年周期で実施されるため、参加国は4年生から8年生までの結果を利用して、以前の調査から学力や特定の背景要因の変化を追跡することができます。例えば、TIMSS 1995の4年生の結果は、次の調査サイクルで4年生が8年生になるため、TIMSS 1999の8年生の結果と比較することができます。[ 9 ]
収集された情報はさまざまな形式で提示されます。たとえば、TIMSS 2019 の結果は、TIMSS 2019 International Results in Mathematics and Science として提示されます。[ 10 ] TIMSS 2019 百科事典[ 11 ]は、参加各国で数学と科学がどのように教えられているかの概要を提供します。方法と手順: TIMSS 2019 テクニカル レポート[ 12 ]は、TIMSS の評価とアンケートの開発を文書化し、使用された方法を説明しています。TIMSS 2019 国際データベースのユーザー ガイドは、TIMSS 2019 国際データベースのデータの内容と形式を説明しています[ 13 ]
IEAは、TIMSSやその他のIEA大規模評価のデータを扱うためのアプリケーションとして、IEA国際データベース（IDB）アナライザーを開発しました。[ 14 ]このアプリケーションを使用すると、研究者はデータファイルを結合したり、いくつかの種類の統計分析（平均値、パーセンテージ、パーセンタイル、相関の計算、単一レベルの多重線形回帰の推定など）を容易に行うことができます。このアプリケーションは、統計値とその標準誤差を計算する際に、データベースの複雑なサンプル構造を考慮に入れています。また、研究者が達成スコアとその標準誤差を推定することもできます。
IEAの調査結果の概要と情報の解釈については、IEAのデータビジュアライザーを参照してください。[ 15 ]
数学と科学の公式TIMSS 2027評価フレームワークが発表され、今後の評価サイクルの設計と実施方法の詳細な青写真が提供されています。これらのフレームワークは、参加学年の内容領域、認知領域、およびパフォーマンスの期待値を概説しています。以前のサイクルと比較すると、トピックの重点の改善、更新された学習の進捗、および現代のカリキュラムとのより強い整合性が反映されています。さらに、フレームワークには、指導方法、学校環境、学習条件に関するより豊富な背景データを収集することを目的とした、生徒、教師、および学校管理者向けの改訂されたコンテキスト質問票が含まれています。[ 16 ] [ 17 ]
米国では、教育省が2025年後半にTIMSS 2027国際アンケートの改訂案に関する意見を募るため、パブリックコメント期間を開始した。[ 18 ]
TIMSS 2023はTIMSSの第8サイクルであり、全体的な達成度と国際ベンチマークに基づく結果、主要な内容領域（数学では数、代数、幾何学、科学では地球科学、生物学、化学）、および認知領域（知ること、応用すること、推論すること）別の結果を報告した。[ 19 ] TIMSS 2023は参加国のカリキュラムとカリキュラム実施に関する詳細な情報を収集し、この情報をTIMSS 2023百科事典：数学と科学の教育政策とカリキュラムとして公開した。[ 20 ]
TIMSS 2023の結果は、TIMSS 2023国際数学・理科結果にまとめられています。[ 21 ]この詳細なレポートでは、参加国とベンチマーク機関の達成度と背景データが示されています。TIMSS 2023百科事典：数学と理科の教育政策とカリキュラムでは、数学と理科のカリキュラム、教師の専門能力開発要件、数学と理科における生徒の進捗状況のモニタリング方法など、各参加国の教育システムのさまざまな特徴が説明されています。百科事典の各国の「章」は、その国のTIMSS代表によって執筆されました。[ 20 ]
イングランドや他の国々は、TIMSS 2023の結果を分析し、COVID-19パンデミックによる混乱以降、数学と科学における生徒の学力がどのように変化したかを理解しようとしています。イングランドの場合、2024年後半に発表され、2025年に更新された分析では、平均的な数学の成績がパンデミック前のレベルまで回復していること、また、TIMSS 2019の結果と比較すると、小学校（5年生）と中学校（9年生）の両方の生徒の科学のスコアが著しく上昇していることが示されています。これは、学校と生徒がパンデミック中の教育と学習の大幅な中断の後も回復力を示したことを示唆しています。[ 22 ]
TIMSS 2019は、デジタル評価形式への移行を象徴するものであり、斬新で革新的な問題形式を可能にした。デジタル評価では、生徒は図形やパターンを操作したり、画面上で項目を配置したり、項目をドラッグ＆ドロップしたり、描画したりすることで問題を解決した。TIMSS 2019のデジタル版では、現実世界や実験室の状況をシミュレートし、生徒がプロセススキルと内容知識を統合して応用することを求める問題解決・探究課題も導入された。参加国の半数はTIMSSの紙版を、残りの半数はTIMSSのデジタル版を受験した。
TIMSS 2015では、[ 29 ] 57か国と7つのベンチマーク機関の全国代表サンプルの生徒が、4年生の評価、8年生の評価、またはその両方に参加しました。[ 30 ]
TIMSS 2011 [ 33 ]には、4年生で52の教育システムが、8年生で45の教育システムが参加しました。[ 6 ]
TIMSS 2007では、[ 36 ] 43の教育システムが4年生に、56の教育システムが8年生に参加しました。
TIMSS 2003では、[ 39 ] 4年生の教育システムが26種類、8年生の教育システムが48種類ありました。[ 40 ]
1999年、[ 43 ] TIMSSは38の教育システムにおける8年生のみに焦点を当てており、その年には4年生に関する調査は行われなかった。[ 44 ]
TIMSS 1995では、[ 47 ] 5つの学年（中等学校の3年生、4年生、7年生、8年生、最終学年）に41の教育システムがありました。[ 6 ]
TIMSS 1999 ビデオ調査[ 52 ]は、7か国における中学2年生の数学と理科の授業に関する調査でした。この調査では、1,000以上の教室で授業の様子をビデオ撮影し、分析しました。この調査は、IEA と共同で、米国国立教育統計センターと米国教育省が、カリフォルニア州ロサンゼルスの LessonLab, Inc. との契約に基づいて実施しました。
TIMSSは、ボストンカレッジのTIMSS & PIRLS国際研究センター、アムステルダムとハンブルクにあるIEAの事務所、カナダ統計局、教育テストサービス（ETS）など、世界中の多数の個人や組織の協力に依存しています。米国では、TIMSSは米国教育省の国立教育統計センターによって実施されています。米国の学生のデータは、民族や人種グループごとにさらに追跡されます。TIMSSは主に参加国によって資金提供されています。また、米国教育省の米国国立教育統計センターと世界銀行は、評価のための主要な支援資金を提供しています。[ 6 ]
ハヌシェクとウォエスマン[ 62 ]は、数学や科学の達成度に関する14の異なる国際比較を再スケーリングして比較可能にするための方法論を開発した。これには、前述のFIMS、FISS、PISAとTIMSSが含まれる。
この方法論は専門家の間で議論の的となっている。教育および心理学的測定で使用される定量的手法は、このアプローチに反対している。なぜなら、これは基本的に線形尺度変換にすぎず、PISAとTIMSSのスコアが同じ、あるいは少なくとも比較可能な測定構成に基づいているかどうかを保証または検証することができないからである。靴のサイズと知能を測定するために使用される数値は、両方とも同じ算術平均と標準偏差を持つように変換できるが、それでもなお、それらは2つの非常に異なる特性を表している。測定対象の等価性は、TIMSS NAEPリンク[ 63 ]やIEAのロゼッタストーン[ 64 ]など、適切に設計された共同データ収集を利用するリンク研究において確立される必要がある。
Wu (2003, 2010) [ 65 ]は、TIMSS と PISA は互換性のあるスコアを生成しないことを示しました。その理由の 1 つは、数学や科学の項目であっても読解負荷が高いことかもしれません。TIMSS の質問は、TIMSS の例の項目に見られるように、世界中で教えられている数学のカリキュラムに焦点を当てていますが[ 66 ] 、 PISA は、教室外で遭遇する状況の説明に組み込まれた数学を評価しようとしています (PISA の例を参照) [ 67 ] 。