Home
  education - חינוך





הוראת המדעים והמתמטיקה בכיתות ח' בישראל באמצע שנות ה-‏90


פנחס תמיר, שרי זיו ודורית פטקין, גיליון ‏13



שגיאות וטעויות שכיחות

הספרות של הוראת המדעים משופעת מחקרים על תפיסות מושגים נכונות ושגויות. לצורך מחקר זה
נקבע כי מסיח שלפחות %‏15 ממספר המשתתפים יבחרו בו ייחשב כ"מושג שגוי פוטנציאלי".

בדרך זו אנו מנסים להתגבר על הקושי של אבחנה בין מושגים שנלמדו באופן שהביאו לתשובה שגויה
ובין תשובות שגויות מכיוון שלא הייתה הזדמנות ללמוד את המושגים הרלוונטיים. בדרך כלל כדאי
להשתמש במסיחים שנקבעו כמושגים שגויים פוטנציאליים, כי המידע עליהם רב יותר מזה של סתם
משפטים שגויים.

הצגת ניתוח המושגים נעשית לפי הסדר הבא: מיומנויות חקר, ביולוגיה, כימיה, פיזיקה, כדור הארץ.

א. מיומנויות החקר

נבדקה מידת ההבנה של ‏3 מיומנויות חקר: אבחנה בין תצפית לתהליכי חקר אחרים; חשיבותן של
חזרות בניסוי; התאמת בקרה לבדיקת השערה באמצעות ניסוי. להלן פריטים מייצגים:*
הגז הנפלט מגחלים לוהטות נאסף והועבר לתמיסת מי סיד צלולים. כעבור זמן מה נוצר בתמיסה
משקע לבן. הנבחן מתבקש לציין אם התיאור הנאמר הוא תצפית, מסקנה, הכללה, הנחה או
השערה.
(I-15)
%‏34 ידעו לזהות תצפית %‏44 ראו בתיאור מסקנה.
 
בפריט זה נשאלים התלמידים: למה מצפים מדענים המבצעים מדידות בדייקנות וחוזרים עליהן
פעמים רבות.
(P-07)
%‏34 בחרו במסיח "שכל המדידות תהיינה זהות" ואילו בתשובה הנכונה "שרוב המדידות תהיינה
קרובות בערכן אך לא זהות" בחרו רק %‏30.
 
בתכנון ניסוי נבדקה ההשערה שצמחים שגודלו בעציץ באור שמש זקוקים למינרלים אותם הם
מקבלים מהקרקע. רק %‏52 ידעו להציע ביקורת מתאימה - צמחים זהים בקרקע ללא מינרלים.
(N-01)
%‏12 הסתפקו בתוספת מינרלים ולא הזכירו מים, אף כי צמחי הניסוי קיבלו מים.
 
%‏17 שמו את הבקרה במקום חשוך, כנראה בעקבות ניסוי שביצעו בבית הספר לבדיקת חשיבות
האור לפוטוסינתזה ולצמיחה.
 
פריט זה נכלל גם בSISS ונתקבלו תוצאות דומות: %‏22 ב- %SISS, 17 ב- TIMSS, על כך
העירה לוין (‏1988): "תחושתינו היא שדוגמאות המוצגות ללומד במהלך הלמידה של ניסויים
משתמשות לעתים קרובות, אולי קרובות מדי, במשתנה האור (אור לעומת חושך) כמשתנה בלתי
תלוי שגרתי. לפיכך קיימת הנטייה אצל תלמידים להיצמד למשתנה זה תוך התעלמות מהערכים
הספציפיים של השאלה" (עמוד ‏84).
 

ב. ביולוגיה

היות שמצאנו מספר רב של מושגים שגויים פוטנציאליים בביולוגיה, קיבצנו אותם לפי תוכנם ל-‏3
הקבוצות הבאות: חילוף חומרים ואנרגיה; מבנה ותפקוד; ויסות והתנהגות.

* המספר הסידורי הבינלאומי של כל פריט רשום בסוגריים.

חילוף חומרים ואנרגיה
הנתונים מראים שככל שיורדים עמוק יותר במאגר מים, נוצר פחות חמצן. רק %‏46 ידעו כי
הפוטוסינתזה היא הגורם המשפיע. %‏24 בחרו באפשרות שלפיה ככל שגדל לחץ המים, עולה
כמות החמצן שנוצר. הם לא שמו לב כי אף שלחץ מגדיל את כמות החמצן בכלי ביחס ישר
להקטנת הנפח, הדבר אינו פועל על היווצרות חמצן.
(I-19)
תירס שגודל בקרקע שבה פוזרו דגים מתפרקים, גדל מהר וגבוה יותר מאשר בקרקע שאין בה
שאריות דגים. %‏56 הבינו שתוספת הגידול היא תוצאה של אספקת מינרלים, %‏38 בחרו
בתשובות שגויות, מהם %‏17 בחרו במסיח חלבונים. שגיאה זאת מעידה שאין הם יודעים מה
קולטים צמחים מהקרקע ומה תפקיד תהליך הריקבון.
(N-04)
%‏73 חושבים שהאנרגיה שבני אדם מקבלים ממזונם מקורה בויטמינים שבמזון. %‏12 בלבד
יודעים שמקורה בשמש.
(H-05)
רק %‏47 בחרו בתשובה שאצות ימיות נמצאות באוקיינוס עד עומק של ‏100 מטר, כי הן יכולות
לחיות רק בסביבה שיש בה אור. %‏28 חשבו שההסבר הוא לחץ חזק בעומק של ‏100 מטר
ו-%‏15 בחרו בתשובה:"אין להן שורשים שיקשרו אותן לקרקעית".
(L-02)


מבנה ותפקוד
%‏67 ידעו שהלב אינו נמצא בבטן, אולם %‏27 חשבו ששלפוחית השתן היא זו שאינה נמצאת
בחלל הבטן.
(A-07)
%‏12 השיבו שברווזן נחשב יונק מכיוון שיש לו קרום שחייה.
(F-01)
%‏65 ידעו שתפקיד תאי הדם האדומים הוא העברת חמצן. %‏13 בחרו במסיח להילחם במחלות
ועוד %‏13 בחרו בייצור חומרים לקרישת הדם.
(G-08)
%‏17 לא ידעו שאחד מתפקידי הדם הוא הגנה בפני מחלות.
(H-01)
רק %‏36 ידעו שהמשותף לכל החרקים הוא גוף מחולק לשלושה ובעל ‏6 רגליים, %‏16 בחרו ב-‏8
רגליים ו-%‏39 ב-‏2 או ב-‏4 רגליים.
(I-11)
רק %‏61 ידעו שהזרעים מתפתחים מהפרח; %‏19 חשבו שהם מתפתחים מהשורש ו-%‏14 בחרו
בגבעול.
(D-06)


ויסות והתנהגות
%‏28 לא ידעו שהעברת מידע מהעין למוח נעשית בעצבים. כמחציתם בחרו בעורקים או
בורידים.
(C-08)
%‏69 ידעו שכאשר ציפור שרה, "מטרתה" ככל הנראה לסמן את תחום המחיה שלה. %‏23 בחרו
בתשובות שגויות - %‏13 חשבו שהשירה נועדה להפחיד מינים אחרים ו-%‏16 בחרו ב"למשוך
חרקים".
(L-05)
ביום קר נחשים אינם נעים ואוכלים מעט מאוד. לעומתם הציפורים מעופפות ואוכלות הרבה. רק
%‏39 הבינו שהבדלי ההתנהגות נובעים מכך שטמפרטורת הגוף של ציפורים קבועה וזאת של
נחש משתנה לפי טמפרטורת הסביבה.
(L-06)
רק %‏60 ידעו שאצל בעלי חיים בעלי טמפרטורת גוף קבועה, בשונה מבעלי טמפרטורת גוף
משתנה, תמיד קיימת בגופם טמפרטורה פחות או יותר קבועה. אף על פי שהתשובה כמעט זהה
לשאלה, בחרו %‏17 במסיח "קצב חילוף החומרים שלהם גבוה יותר" ו-%‏13 העדיפו את המסיח
"תמיד טמפרטורת גופם גבוהה יותר".
(J-07)
רק %‏59 ידעו שקרינה אולטרה-סגולית גורמת לשיזוף-יתר, %‏14 חשבו שקרינה אינפראדומה
גורמת לכך, ו- %‏33 חילקו את תשובותיהם בין קרינה נראית לבין קרני X.
(J-05)
%‏43 סברו שבני אדם מפרשים את מה שהם רואים, שומעים, טועמים ומריחים בתאי חוש.
%‏56 הבינו שהתשובה הנכונה היא המוח.
(F-03)

ג. כימיה

הוצג התרשים הבא:
(D-04)
אנרגיה כימית אנרגיה חום אנרגיה מכנית
 
רק %‏60 ידעו שהתרשים מתאים לשרפת דלק במנוע של מכונית. %‏14 חשבו שהתרשים מציג רצף
שינויי אנרגיה המתקבל משרפת נר ו-%‏14 נוספים חשבו שזהו רצף המתקבל משימוש בזרם
חשמלי להפעלת מקרר.
 
‏19 השיבו שאם יוציאו מכיסא את האטומים, יישאר הכיסא, אך המסה שלו תפחת. %‏61 הבינו
שלא יישאר כלום.
(G-10)
רק %‏49 ידעו שכאשר מערבבים כמות של אבקת ברזל וגופרית תתקבל תרכובת; %‏17 השיבו
תמיסה ו-%‏14 בחרו בתשובה שני יסודות אחרים.
(Q-14)
רק %‏23 בחרו בהרתחת מים כדוגמה לתהליך שאינו כימי. %‏54 בחרו במסיח "אפיית לחם".
נראה שאין לתלמידים די הזדמנויות לקשר כימיה לחיי יום-יום.
(Q-15)

ד. פיזיקה

רק %‏34 ידעו לזהות בציור מה קורה לקרני אור כאשר הן עוברות דרך זכוכית מגדלת קמורה.
(D-01)
מראה בציור שלושה מצבים של תפוח הנופל מהעץ: שניים כשהתפוח בגבהים שונים באוויר
ואחד כשהתפוח מונח על הארץ. %‏27 בחרו בתשובה שלפיה אין כוח המשיכה של כדור הארץ
פועל על התפוח המונח.
(K-17)
לפעמים אפשר לפתוח מכסה מתכת הסוגר צנצנת זכוכית לאחר שמשרים אותו במים חמים.
(Q-13)
%‏54 בחרו בתשובה הנכונה והיא שהמים החמים גורמים להתרחבות רבה יותר של מכסה
המתכת מזו של הזכוכית. השוגים נחלקו לאלה שחשבו שהמכסה מתכווץ, שהזכוכית מתכווצת;
ולאחרים שחשבו שהזכוכית מתרחבת יותר מהמתכת.
 

ה. מדעי כדור הארץ

רק %‏44 ידעו שתוך מיליארדי שנים הרים גבוהים מאוד נשחקים בהדרגה, ובמקביל נוצרים
הרים חדשים. %‏24 בחרו במסיח "הרים גבוהים מאוד ומישורים קיימים זה לצד זה ללא
שינוי".
(J-01)
%‏27 האמינו שדלק מאובן נוצר מאורניום, ורק %‏54 ידעו שמוצאו מבעלי חיים וצמחים מתים.
(K-15)
שרפת הדלק שמוצאו ממאובנים, כגון נפט, גז טבעי ופחם, מגדילה את כמות הפחמן הדו-חמצני
באטמוספרה. %‏56 ידעו שהגדלת כמות הפחמן הדו-חמצני עלולה לגרום להתחממות האקלים.
%‏19 סברו שהגדלת כמות CO2 תגרום ליותר אוזון באטמוספרה ו-%‏15 חשבו שהלחות
היחסית תרד כתוצאה מכך.
(C-11)
%‏73 ידעו שעץ איננו דלק מאובנים, אך %‏20 סברו בטעות שגז טבעי אינו דלק מאובנים.
(C-12)
בתרשים מסומנים בקווי גובה גבעות ועמקים בשטח מסוים. בדרום-מזרח השטח יש אגם גדול.
רק %‏26 ידעו שבתנאים אלה כיוון זרימת הנהר הוא דרום-מזרח. %‏34 חשבו שכיוון הזרימה
הוא צפון-מזרח. נראה שקיימת אי-בהירות ביחס למשמעות קווי גובה במפה.
(D-03)
%‏30 לא ידעו שרוב המערות נוצרות כתוצאה מפעולת מים על אבן-גיר.
(E-12)
%‏47 לא ידעו שסלע הנוצר בתחתית אגמים ואוקיינוסים הוא סלע משקע.
(G-11)
רק %‏65 הבינו שהסבירות לסחף קרקע גבוהה ביותר במדרון צחיח, לא במישור ולא במדרון
מכוסה צמחים.
(F-04)
מהו ההסבר להופעת האור והחושך על פני כדור הארץ? %‏54 בחרו ב"כדור הארץ מסתובב
סביב צירו" ו-%‏25 בחרו ב"כדור הארץ מקיף את השמש". הממוצעים של כלל ‏41 מדינות
למסיחים אלה היו %‏45 ו-%‏38 בהתאמה.
(Q-11)

השוואת ההישגים בפריטים נבחרים

הנהלת המחקר בחרה בפריטים אחדים לצורך השוואה מפורטת.

בלוח ‏6 מוצגים הציונים של ישראל בפריטים אלה בהשוואה לממוצעים של ‏41 המדינות המשתתפות.

ניתן לראות שהציונים של ישראל קרובים לממוצעי ‏41 המדינות, ובכך דומים הממצאים לאלו שנתקבלו
לגבי כל המבחן. גם דירוג רמת הקושי של הפריטים דומה מאוד בישראל ובממוצע של כל המדינות
המשתתפות.

על אף הדמיון הכללי קיימים הבדלים. כך, למשל, בולטים הציונים הגבוהים יותר של ישראל בפיזיקה
(הפרש גדול) ובכימיה (הפרש קטן) לעומת ציונים נמוכים יותר של ישראל בביולוגיה (הפרש גדול)
ובמהות המדע/מדעי הסביבה (הפרש קטן).

הפריטים בלוח ‏6 נבחרו עקב חשיבותם לאוריינות המדעית ולקשר בין המדעים ובין חיי היום-יום. אם
נקבע (באורח שרירותי, אך תואם את המקובל בישראל) ציון ‏60 כסף, נמצא כי בישראל עברו סף זה:
בביולוגיה בפריט אחד, בפיזיקה ב-‏4 פריטים", בכימיה ב-‏3 פריטים ובמהות המדע ומדעי הסביבה
בפריט אחד. לעומת זאת, בכלל הארצות עברו סף זה: בביולוגיה ב-‏2 פריטים, בפיזיקה ב-‏3, בכימיה -
באחד ובמדעי הסביבה ומהות המדע - באחד (ראו לוח ‏6).

אי-הידיעה וחוסר ההבנה במספר נושאים אכן מאכזב. מידע על אודות תפקיד האור באקווריום,
שינויים בקצב דופק הלב, מהו שינוי כימי, מהו גשם חומצי וחשיבות החזרות בניסוי - כל אלה הם
נושאים בסיסיים שכל תלמיד בכיתה ח' היה חייב להיות בקי בו לפחות בציון של ‏80 מתוך ‏100. אין כל
הצדקה לכך שתלמידים שהגיעו לציון ‏86 בפריט "נורה במעגל חשמלי", לציון ‏83 בהבנת "עקום
זמן/מרחק" ולציון ‏82 ב"פעמון זכוכית ובתוכו נר", לא יגיעו להישגים דומים גם ביתר הפריטים.

אחד ההבדלים בין TIMSS למחקרים הקודמים הוא ש- TIMSS כולל גם שאלות פתוחות. השוואת
הציונים בשאלות הפתוחות ובפריטים רבי-בחירה בלוח ‏6 מעלה, שבישראל הציון הממוצע
ברבי-הבחירה (‏53) גבוה מזה של השאלות הפתוחות (‏49), בדומה מאוד לציונים הממוצעים של כלל
המדינות (‏53 ו-‏48 בהתאמה). עובדה זו מעוררת תשומת לב לגבי המידה הרצויה של שימוש בפריטים
רבי בחירה בהערכת הישגי התלמידים.

לוח ‏6

אחוז התשובות הנכונות במבחר פריטים בישראל בהשוואה לכלל המדינות
דרכי חשיבה וכישורי
ביצוע
‏41
מדינות
אחוז העונים נכון
ישראל***
נושא הפריט

מס'
מזהה
של
פריט

הכללה, ניתוח,
פתרון בעיות
79 2(84)
הנהר בעמק:
** W-01
מדעי
כדה"א
הבנת מידע פשוט
62 4(54)
דלקים מאובנים
* K-15 -A
הבנת מידע מורכב
53 5(63)
שכבת האוזון
** R-04
הכללה, ניתוח, פתרון
בעיות
42 4(35)
הנהר בעמק: רע
לחקלאות
** W-01 -B
הכללה, ניתוח, פתרון
בעיות
32 2(17)
מחזור המים בטבע
** W-02
הבנת מידע פשוט
27 5(33)
גזים באוויר
* O-12

49
48
ממוצע

דרכי חשיבה וכישורי
ביצוע
‏41
מדינות
אחוז העונים נכון
ישראל***
נושא הפריט

מס'
מזהה
של
פריט

הבנת מידע מורכב
74 3(63)
טבעות שנתיות בגזעי עצים
** J-09
ביולוגיה
הכללה, ניתוח,
פתרון בעיות
64 3(59)
חשיבות הצמחים באקווריום
** X-02 -A
הבנת מידע מורכב
54 4(42)
תפקוד כלורופלסטים בתאים
* K-18
הבנת מידע מורכב
43 4(36)
סימני זיהוי של חרקים
* I-11
הכללה, ניתוח,
פתרון בעיות
33 3(29)
חשיבות האור באקווריום
** X-02 -B
חקר תופעות
14 3(26)
שינויים בקצב דופק הלב
** X-01

47 42
ממוצע

דרכי חשיבה וכישורי
ביצוע
‏41
מדינות
אחוז העונים נכון
ישראל***
נושא הפריט

מס'
מזהה
של
פריט

תהליכים במדע,
שימוש בציוד
83 4(83)
עקום מרחק / זמן
* P-01
פיזיקה
הבנת מידע מורכב
78 2(86)
נורה במעגל חשמלי
* K-13
הבנת מידע מורכב
70 3(76)
קול בחלל
* L-07
הבנת מידע פשוט
55 3(61)
תפוח נופל בכח הכובד
* K-17
הכללה, ניתוח,
פתרון בעיות
36 4(53)
יעילות של מכונה
** L-04
הכללה, ניתוח,
פתרון בעיות
23 5(43)
הארת קיר ע"י פנס
** P-02

58 67
ממוצע

דרכי חשיבה וכישורי
ביצוע
‏41
מדינות
אחוז העונים נכון
ישראל***
נושא הפריט

מס'
מזהה
של
פריט

הכללה, ניתוח,
פתרון בעיות
89 3(82)
פעמון זכוכית ובתוכו נר
** N-07
כימיה
הכללה,ניתוח,
פתרון בעיות
50 5(63)
מתקן כיבוי אש עם CO2
** R-05
הבנת מידע פשוט
43 5(72)
אטום שמאבד אלקטרון
* O-15
הבנת מידע פשוט
31 4(23)
שינוי כימי
* Q-15
הבנת מידע פשוט
32 4(26)
מולקולות, אטומים ותאים
** J-03

49 53
ממוצע

דרכי חשיבה וכישורי
ביצוע
‏41
מדינות
אחוז העונים נכון
ישראל***
נושא הפריט

מס'
מזהה
של
פריט

הכללה, ניתוח,
פתרון בעיות
62 4(64)
ניסוי בהתאדות נוזלים
* N0-3
מהות
הסביבה
ומדעי
הסביבה
הבנת מידע פשוט
53 4(28)
חזרות בניסוי
* P-07
חקר עולם הטבע
45 5(52)
ניסוי בהזנת צמחים
* N-01
הבנת מידע פשוט
35 3(30)
גשם חומצי
* N-05

46 44
ממוצע

דרכי חשיבה וכישורי
ביצוע
‏41
מדינות
אחוז העונים נכון
ישראל***
נושא הפריט




53 53
שאלות רבות בחירה
(סה"כ ‏14)
*


48 49
שאלות פתוחות (סה"כ ‏13)
**

* שאלות רבות בחירה, ** שאלות פתוחות; *** בסוגריים: שגיאת תקן.

דיון

בראשית המאמר הוצגו חמש שאלות. נסכם את הממצאים לפי שאלות אלו.

הציונים הממוצעים במדעים

עיון בלוח ‏1 מראה שהציונים הממוצעים של תלמידי כיתה ח' בישראל במדעים השונים נעים בין ‏52
ו-‏59. מן הנתונים של ‏41 המדינות המשתתפות ב- TIMSS ניתן לקבוע שהישגיהם של תלמידי ישראל
בינוניים וערכיהם קרובים מאוד לממוצעים של תלמידי כיתות ח' ב-‏41 מדינות.

הציונים של ישראל נעים בין ‏52 במדעי הסביבה דרך ‏53 בכימיה, ‏55 במדעי כדור הארץ, ‏57 בפיזיקה
ו-‏61 בביולוגיה.

הממוצעים הכוללים של ‏41 המדינות הם, בהתאמה, ‏53, 51, 55, 55, 59.

הממוצע של כל המדעים הוא ‏57 בישראל ו-‏56 בכלל המדינות. ‏3 המדינות המצטיינות הן סינגפור,
קוריאה ויפן בעלות הממוצעים ‏70, 66, ו-‏65 בהתאמה.

ציוניהן של אוסטרליה, אנגליה, הולנד, ארצות-הברית וסינגפור גבוהים מאלה של ישראל. לעומת זאת,
גבוהים יותר ציוני ישראל מאלה של שווייץ, ספרד, צרפת, בלגיה והולנד.

המסקנה מהנתונים האלה היא שישראל אינה מתבלטת לא לטובה ולא לרעה. היות שבשנות התשעים
קיימת פעילות רבה בניסיון לשפר את ההישגים במדעים, נצטרך להמתין למחקר נוסף כדי לבדוק את
תועלתה של פעילות זאת.

הבדלים בין בנים לבנות

ברוב המדינות, במיוחד במפותחות שבהן, נעשים מאמצים ומוקדשים אמצעים למשיכת בנות למדע
ולהעלאת הישגיהן. זאת מפני שבמקרים רבים, בממוצע, גבוהים ציוני הבנים מציוני הבנות, והפער בולט
במיוחד בחטיבת הביניים, ומבין המקצועות - במיוחד בפיזיקה.

התוצאות מראות שישראל היא המדינה שבה קיים הפער הגדול ביותר בין הישגי הבנים והבנות. מסתבר
שהפערים בין הישגי הבנים והבנות גדלו מאז SISS בכל ענפי המדע. אמנם הפער בביולוגיה הוא הקטן
ביותר, אבל עצם קיומו אומר דרשני. היות שבגיל חטיבת הביניים מחליטים תלמידים רבים על כיוון
המשך לימודיהם, זה הזמן לפתח אצלם עניין ומוטיבציה ללימודי המדעים. נראה שעד היום לא הצלחנו
במשימה זאת. מאז ‏1994 נמצאת מערכת החינוך תחת השפעה והכוונה בהתאם להמלצות דוח הררי.
לפי ניסיון העבר שיפור בתכניות הלימודים עשוי לעזור בהבאת הבנות למיצוי הפוטנציאל הלימודי שלהן
אבל לא לפתור את הבעיה. סביר להניח ששימוש בדרכי הוראה מגוונות ובדרכי למידה מתאימות עשוי
להביא לעליית הישגי הבנות.

הבדלים בין הנלמד והלא נלמד

על סמך היגיון פשוט וניסיון העבר גם יחד, ניתן לצפות שהישגי התלמידים בחומר שנלמד יהיו גבוהים
מאשר בחומר שלא נלמד.

התוצאות של TIMSS מאמתות ציפיות אלו, במיוחד לגבי פיזיקה וכימיה. עם זאת, מתרבות
ההזדמנויות ללמידה בלתי פורמלית מרדיו, מטלוויזיה, מסרטים, ממחשבים ועוד. כפי שהדבר צוין
בנושא האור (ראו לוח ‏5), העידו התוצאות על ידיעה והבנה ברמה גבוהה, אף כי הנושא לא נכלל
בתכנית הלימודים עד סיום כיתה ח'.

יש סימנים לכך שגם בלמידה בלתי פורמלית קיים יתרון לבנים על פני הבנות. נראה שפועל כאן חיזוק
הדדי, דהיינו ככל שהידיעה וההבנה של החומר הנלמד טובים יותר, מסוגל שכלו של התלמיד לקלוט
ולהפנים יותר מידע מההתנסויות שבחיי יום-יום.

מה ניתן ללמוד מהשוואת ההישגים ב- TIMSS עם אלה של SISS

הממצא העיקרי הוא שלא חלו שינויים מהותיים בלימודי המדעים מ-‏1980 עד ‏1995.

ממצא חשוב נוסף מתייחס ליחסי הגומלין (interaction) בין המשתנים הבלתי תלויים (מין התלמיד,
משך הזמן המוקדש ללמידה, מספר הספרים בבית, כוונה להמשך לימודים בכיוון מדעי) לבין המשתנים
התלויים (ידיעה, הבנה, יישום, פתרון בעיות וכד'). ככלל, לראשונים יש השפעה על האחרונים,
והמתאמים ביניהם עקביים וחיוביים. את הבעיה שבאה לידי ביטוי בהישגים הנמוכים יותר של הבנות
בשני המחקרים הזכרנו לעיל, וגם את העובדה שהפער בישראל גדול יותר מבכל הארצות שהשתתפו
במחקר.

מושגים ותפיסות שגויים

היום אין מחקר בהוראת המדעים העוסק בלמידה שאינו מתייחס גם לתפיסות ולמושגים שגויים.

‏27 פריטים נבחרו על ידי הנהלת TIMSS לניתוח מפורט. כמחציתם היו רבי-בחירה והיתר היו שאלות
פתוחות. בלוח ‏6 ניתן לראות כי ציוני השאלות הפתוחות נמוכים יותר מאלו של רבי-הבחירה. הפער
בישראל גבוה מאוד, בסדר גודל של סטיית תקן שלמה, בעוד שלגבי כלל הנבדקים הפער קטן ומגיע
לרבע סטיית תקן.

נראה כי קיימים הבדלים בין הארצות במידת השימוש בפריטים מטיפוסים שונים. בישראל רוב
המבחנים במדעים בכיתות ח' מבוססים על פריטים רבי בחירה. לרשות המורים קיים בנק פריטים
מצוין, המורה יכול אפוא להזמין שאלות בעלות מאפיינים מוגדרים, כמו רמת התפקוד השכלי או הרעיון
המרכזי בחומר הנלמד. מאפיין נוסף הוא הכללת מושגים שגויים המהווים מסיחים בתוך המבחנים. כך
מתאפשר למשל, לבדוק, שכיחות של מושג שגוי מסוים באוכלוסיות שונות של תלמידים ולהשוות
לערכים שנקבעו כנורמות במחקרים קודמים.

הפורמט של השאלות

TIMSS שם דגש מיוחד על שאלות פתוחות. התוצאות מראות שלפורמט של השאלות יכולה להיות
השפעה רבה על גובה הציונים וההישגים. יש ארצות שבהן לא משתמשים כלל בפריטים רבי-בחירה
ולעומתן יש כאלה המשתמשות רק בפריטים רבי-בחירה, למשל, ארצות-הברית. את ההישגים הנמוכים
יחסית של ישראל ניתן להסביר, חלקית, בשימוש מוגזם בפריטים רבי-בחירה. מעניין אפוא לבדוק את
יחסי הגומלין בין שני סוגי הפריטים שבהם משתמשים במבחנים בבתי הספר בארצות שונות, היות
שלמבחנים השפעה רבה על הלמידה.

TIMSS כולל נתונים רבים על השפעות משתנים בלתי תלויים על ההישגים. במאמר דווחו תוצאות
במשתנים הבאים:

המבחנים: פריטים אובייקטיבים, בעיקר רבי-בחירה, שאלות פתוחות במבחן בכתב, שאלות פתוחות
במבחן המעשי;

הנבדקים: בנים לעומת בנות;

הקוריקולום: חומר נלמד לעומת לא נלמד;

מושגים: מושגים משמעותיים לעומת מושגי שינון, ומושגים שגויים בכוח לעומת מושגים שגויים בפועל,
תשובות לא נכונות שנבחרו בהשפעת גורמים שונים, כגון היעדר ידע קודם רלוונטי או היעדר הזדמנויות
לביצוע חקירות במעבדה.

בפירוש התוצאות מן הראוי להתחשב במידת הסלקטיביות של מערכת החינוך. כך, למשל, בסינגפור
קיימת סלקציה לפי כושר לימודי כבר בכיתות ח', ולכן אין זה מפתיע שההישגים גבוהים מאוד. לעומת
זאת, בארצות-הברית ובישראל הכיתות היו בדרך כלל הטרוגניות.

החל מאמצע שנות התשעים קיבלה מערכת החינוך בישראל דחיפה חזקה לשיפור וקידום הוראת מדעי
הטבע. דחיפה זאת באה בעקבות מסמך הידוע כדוח הררי או מחר ‏98. לתוצאות מבחני TIMSS
חשיבות מיוחדת בישראל, מכיוון שהן מייצגות לגבי ההמלצות של דוח הררי את נתוני הכניסה
(pretest) של התלמידים לתהליך הרפורמה. הנתונים והציונים שנאספו ב-‏1995 יהוו בעוד מספר שנים
בסיס להערכת תרומתה של הרפורמה המתבצעת עד ‏1998.