Questa mattina, presso l’Archivio di Stato di Roma l’INVALSI ha presentato i risultati italiani dell’indagine internazionale IEA TIMSS 2023. Hanno presentato i risultati dell’indagine Roberto Ricci, Presidente dell’INVALSI, Rappresentante italiano alla IEA General Assembly, Laura Palmerio, Responsabile Area Indagini internazionali INVALSI/ National Research Coordinator TIMSS 2023 ed Elisa Caponera, Co-National Research Coordinator TIMSS 2023.

L’indagine TIMSS, acronimo di Trends in International Mathematics and Science Study, è un’indagine internazionale promossa dalla IEA (International association for the evaluation of Educational Achievement) che valuta le competenze in matematica e scienze degli studenti del quarto e dell’ottavo anno di scolarità (rispettivamente quarta primaria e terza secondaria di primo grado in Italia). L’indagine ha una cadenza quadriennale e il primo ciclo dell’indagine si è svolto nel 1995; il 2023 è stato l’ottavo ciclo. L’Italia vi partecipa fin dal primo ciclo.

La partecipazione

Alla rilevazione TIMSS 2023 hanno partecipato 64 paesi e otto entità subnazionali (i cosiddetti benchmarking participants). Per il quarto anno di scolarità sono stati coinvolti circa 12.000 scuole e 360.000 studenti; mentre all’ottavo anno di scolarità sono stati coinvolti quasi 300.000 studenti all’interno di circa 9.000 scuole.

Per l’Italia, che ha partecipato ai cicli precedenti dell’indagine, è inoltre possibile avere una misura dei trend, ossia dei cambiamenti nel tempo del rendimento degli studenti in modo da misurare i progressi in matematica e scienze nelle varie rilevazioni.

Il campione di studenti italiano è rappresentativo sia a livello nazionale sia di macroarea geografica (Nord Ovest, Nord Est, Centro, Sud, Sud Isole). In totale in Italia hanno partecipato circa 150 scuole e sono stati coinvolti più di 4.000 studenti della primaria e altrettanti della secondaria di I grado, rappresentativi di circa 520.000 studenti di quarta primaria e oltre 550.000 studenti del terzo anno della scuola secondaria di I grado.

Sono stati inoltre coinvolti oltre 250 insegnanti di matematica e scienze per il quarto anno scolastico e oltre 450 dell’ottavo anno scolastico.

L’indagine

TIMSS 2023 presenta una gamma diversificata di item. Oltre a quesiti “tradizionali” che valutano una serie di concetti matematici e scientifici, la valutazione include compiti estesi di Problem Solving e di Indagine scientifica (Problem Solving and Inquiry – PSI) composti da più item collegati. Questi innovativi compiti PSI, introdotti per la prima volta in TIMSS 2019, sono progettati per simulare scenari reali, presentando agli studenti sfide complesse che richiedono un pensiero critico, creativo e analitico. TIMSS 2023 ha implementato prove cognitive per far coincidere le popolazioni di studenti con la difficoltà delle prove attraverso un adattamento, a livello dei singoli Paesi, della rotazione dei fascicoli digitali per migliorare l’efficienza e ottimizzare il coinvolgimento degli studenti. Il tradizionale disegno di rotazione dei fascicoli di TIMSS è stato migliorato per TIMSS 2023 per consentire tassi diversi di fascicoli digitali meno difficili e più difficili all’interno dei Paesi.

Gli item sono stati suddivisi in blocchi, a loro volta assemblati in fascicoli digitali che riflettono un determinato obiettivo di difficoltà. La somministrazione di questi fascicoli avviene a rotazione tra gli studenti di ciascun Paese. La scala di rendimento di matematica e scienze di TIMSS 2023 per il quarto e ottavo anno di scolarità è stata definita nel 1995, stabilendo la media dei punteggi medi dei Paesi che avevano partecipato all’indagine in quell’anno a 500 e la deviazione standard a 100. La IEA ha deciso di mantenere costante i riferimenti della scala nei vari cicli per permettere la confrontabilità dei dati, anche se negli anni il numero di Paesi partecipanti è aumentato.

Matematica: divario Nord-Sud e maschi-femmine

Il punteggio medio internazionale in quarta primaria è stato di 503. Gli studenti italiani di quarta primaria raggiungono un punteggio medio pari a 513 punti sulla scala di matematica, significativamente superiore a quello medio internazionale e simile, ad esempio, a quello di Serbia, Belgio francese, Ungheria, Portogallo, Cipro, Repubblica Slovacca, Slovenia e Albania.

In Italia, si rilevano punteggi in linea con il dato medio nazionale per tutte le aree geografiche ad eccezione del Sud Isole che raggiunge un punteggio significativamente inferiore

Le differenze nei risultati medi tra macro-aree sono già presenti in quarta primaria: 50 punti sulla scala di matematica separano i punteggi medi ottenuti dalle due macroaree (Nord e Mezzogiorni) che si collocano agli estremi della distribuzione.

L’indagine TIMSS descrive gli apprendimenti riferendosi a quattro benchmark internazionali: Avanzato (fino a 625 punti), Alto (fino a 550 punti), Intermedio (fino a 475 punti) e Base (fino a 400 punti). Il livello alto, che corrisponde a studenti in grado di applicare le conoscenze al fine di risolvere problemi, è raggiunto dal 35% degli studenti a livello internazionale e dal 34% degli studenti italiani. Il livello intermedio equivale agli studenti che sono in grado di applicare la conoscenza matematica in situazioni semplici. Tale benchmark è raggiunto dal 70% degli studenti a livello internazionale e dal 69% degli studenti italiani.

Se in Italia nel suo complesso la percentuale di studenti che raggiunge il livello avanzato è del 7%, per le diverse macroaree geografiche si va dal 4% del Sud e Sud Isole al 10% del Nord Ovest. A livello alto, le differenze tra le diverse macroaree diventano più evidenti. Nel Nord Ovest il 43% degli studenti in totale raggiunge il livello alto, mentre nel Sud Isole solo il 20%.

Come è cambiato il rendimento nel tempo Osservando i trend internazionali, tra i paesi che hanno partecipato sia a TIMSS 2023 sia alle precedenti rilevazioni si osserva che la maggior parte dei Paesi che hanno partecipato più volte ha avuto alcuni periodi di aumento o diminuzione dei risultati medi, così come periodi di stabilità. Gli studenti italiani ottengono nel 2023 risultati medi che non differiscono in modo statisticamente significativo rispetto al 2019. Analogamente, i risultati a livello territoriale non sono cambiati nel tempo in modo significativo rispetto al 2019.

Differenze di genere in matematica – quarto anno scolastico.

In 40 Paesi, i bambini al quarto anno scolastico hanno ottenuto punteggi medi superiori rispetto alle bambine; solo in Sudafrica le bambine hanno superato significativamente i bambini (29 punti di distacco); nei restanti 17 paesi non si osservano differenze di genere significative nei risultati medi. L’Italia è fra i paesi con un divario di punteggio fra i più alti a favore dei maschi (+ 22 punti). I maschi ottengono, infatti, un punteggio medio di 524 punti contro i 501 delle femmine.

Dal punto di vista della scala complessiva, il rendimento degli studenti italiani in Matematica in terza secondaria di I grado, con un punteggio di 501 è statisticamente superiore a quello internazionale di 478 e in linea, ad esempio, con quello di Norvegia, Malta, Romania, Finlandia, Ungheria e Turchia.

I risultati nelle diverse aree del Paese hanno messo in luce un rendimento degli studenti del Sud Isole inferiore a quello delle altre aree geografiche. Il Nord Ovest e il Nord Est ottengono risultati statisticamente superiori rispetto al Sud e Sud Isole.

Allo scopo di poter fornire una interpretazione dei risultati, TIMSS individua quattro fasce di punteggio crescenti – Benchmark Internazionali – che corrispondono a differenti livelli di abilità matematica. Gli studenti che si trovano nel Benchmark Internazionale Avanzato sono in grado di applicare le conoscenze e ragionare in termini matematici in una varietà di situazioni, sanno risolvere equazioni lineari e riescono a fare delle generalizzazioni. Il 7% dei nostri studenti si colloca nel livello avanzato, in linea con il valore mediano internazionale. Gli studenti che si trovano nel Benchmark Internazionale alto sanno applicare le loro conoscenze e comprensione in una varietà di situazioni relativamente complesse. In Italia il 30% degli studenti raggiunge questo livello, simile al dato internazionale (28%).

Gli studenti che raggiungono il livello intermedio sono in grado di applicare conoscenze matematiche di base in diverse situazioni. Il 61% degli studenti italiani riesce a risolvere compiti di livello intermedio o superiore (55% valore mediano internazionale). Gli studenti che si trovano nel Benchmark Internazionale Base hanno qualche conoscenza dei numeri interi e delle rappresentazioni grafiche di base. In Italia l’88% degli studenti arriva almeno al livello Base, contro l’81% della mediana internazionale.

Come è cambiato il rendimento in matematica nel tempo – ottavo anno scolastico

Osservando l’andamento nel tempo dei risultati in matematica, si può osservare che gli studenti italiani ottengono nel 2023 risultati medi che non differiscono in modo statisticamente significativo rispetto al 2019 e che sono stabili dal ciclo 2011. Analogamente, i risultati a livello territoriale non sono cambiati nel tempo in modo significativo e sono stabili dal ciclo 2011.

Differenze di genere in matematica – ottavo anno scolastico

A livello internazionale, in 18 Paesi non si evidenziano differenze di genere statisticamente significative. Solo in 4 Paesi tale differenza è favore delle femmine, mentre in 22 Paesi si evidenziano differenze di genere statisticamente significative tra femmine e maschi, in favore di questi ultimi.

In Italia la differenza nel rendimento a favore dei maschi è di 16 punti.

Scienze: si conferma il divario Nord-Sud e maschi-femmine

L’Italia consegue un punteggio medio in scienze di 511 nel quarto anno della scuola primaria, collocandosi tra i 32 paesi il cui punteggio è significativamente superiore alla media internazionale TIMSS di 494. Repubblica Slovacca, Paesi Bassi, Germania, Portogallo, Serbia e Spagna ottengono punteggi che non differiscono significativamente da quello italiano.

Su base territoriale i punteggi per le 5 macroaree geografiche diminuiscono progressivamente da nord a sud. Gli studenti del Nord Ovest, del Nord Est e del Centro ottengono punteggi statisticamente superiori rispetto agli studenti del Sud e del Sud Isole, i cui punteggi non differiscono tra loro in modo statisticamente significativo.

Per quanto riguarda i diversi domini cognitivi, i punteggi medi nei domini di conoscenza (511) e applicazione (508) non si discostano in maniera statisticamente significativa da quello della scala totale. Il punteggio nella scala di ragionamento (506) è significativamente inferiore di 4 punti rispetto a quello riportato nella scala totale.

A livello internazionale, il 7% degli studenti raggiunge il livello Avanzato, il 31% raggiunge il livello Alto, il 70% raggiunge il livello Intermedio e il livello Base è raggiunto dal 90% degli studenti. In Italia il 4% degli studenti raggiunge il livello Avanzato, il 30% degli studenti raggiunge il livello Alto, mentre il 71% degli studenti raggiunge almeno il livello Intermedio

Il 94% degli studenti italiani raggiunge il livello Base.

Rispetto alle differenze territoriali, il 14% degli studenti del Sud Isole non raggiunge neanche il livello Base, laddove tale percentuale si dimezza nel Sud e si ferma al 5% nel Nord Est e al 4% nel Nord Ovest e nel Centro. All’estremo opposto, si può notare come solo il 2% degli studenti del Sud e del Sud Isole raggiunga il livello Avanzato, il 4% degli studenti del Centro, il 6% del Nord Est e il 7% degli studenti del Nord Ovest.

Nel ciclo TIMSS 2023, in Italia non ci sono state differenze statisticamente significative rispetto al 2019. Tuttavia, se si considerano i risultati del 2023 con quelli di alcune rilevazioni precedenti si riscontra un peggioramento sia rispetto al 2011 (-13 punti) e ancora di più rispetto al 2007 (-25 punti). Rispetto al più recente ciclo del 2015 non ci sono differenze significative.

Il rendimento in scienze in quarta primaria degli studenti italiani resta stabile, anche se diminuisce rispetto ad alcuni cicli TIMSS. Allo stesso modo, non sono state evidenziate differenze statisticamente significative rispetto al 2019 all’interno delle diverse macroaree geografiche.

Il rendimento degli studenti è statisticamente inferiore rispetto al 2007 in tutte le macroaree geografiche ad eccezione del Nord Ovest.

Differenze di genere in scienze nei diversi Paesi partecipanti

Non si evidenziano differenze di genere in scienze nei punteggi medi in 26 paesi. Le bambine del quarto anno di scolarità hanno avuto risultati medi più alti dei bambini in 12 paesi, mentre in 20 Paesi i bambini hanno avuto risultati medi più alti delle bambine.

In Italia i maschi ottengono un punteggio significativamente superiore delle femmine di 9 punti.

Gli studenti italiani in scienze nella scuola secondaria di primo grado hanno ottenuto punteggio pari a 501, statisticamente superiore a quello medio internazionale (478) e simile, ad esempio, con quello di Austria, Portogallo, Malta e Norvegia.

Gli studenti italiani presentano una carenza in Chimica (-11 punti) e in Fisica (-15 punti), mentre Biologia e Scienze della Terra rappresentano dei punti di forza, con rispettivamente 5 e 12 punti in più rispetto alla scala complessiva di scienze.

Livelli di rendimento in scienze: il 6% dei nostri studenti si colloca nel livello Avanzato in linea con il valore mediano internazionale. Il 29% degli studenti italiani riesce a risolvere compiti del livello Alto, 27% è il valore mediano internazionale. Il 63% dei nostri studenti raggiunge almeno il livello Intermedio (56% valore mediano internazionale); l’89% raggiunge almeno il livello Base (80% il valore mediano internazionale).

Se analizziamo il dato per macroarea geografica, osserviamo che gli studenti delle aree del Nord Ovest (8%), Nord Est (9%) e Centro (7%) raggiungono il livello Avanzato in misura superiore agli studenti del Sud (3%) e Sud Isole (2%).

Per quanto riguarda il livello Base, questo viene raggiunto da oltre il 90% degli studenti delle due aree del Nord, dal 90% degli studenti del Centro, dall’86% degli studenti del Sud e da meno dell’80% degli studenti del Sud Isole.

I cambiamenti nel tempo degli studenti italiani

Rispetto al 2023, in Italia dal 2007 non ci sono stati cambiamenti significativi, pertanto, i risultati in scienze degli studenti italiani sono sostanzialmente stabili. La stessa stabilità si osserva all’interno delle diverse aree geografiche del nostro Paese.

Differenze di genere in scienze – ottavo anno scolastico.

L’Italia è uno dei 6 Paesi in cui i ragazzi vanno meglio delle ragazze in scienze (10 punti).

In 15 Paesi si osserva il risultato opposto, mentre nei restanti 18 non ci sono differenze di genere.