ويژگي‌هاي دانش‌آموزاني که در آزمون فيزيک پيشرفته در پايان دوره‌ي دبيرستان خود شرکت کرده بودند، چيست؟
دانش‌آموزاني که در آزمون فيزيک پيشرفته شرکت کرده بودند، دانش‌آموزان سال آخر دبيرستان بودند که دروس فيزيک پيشرفته، شامل بحث‌هايي در مکانيک و ترموديناميک، الکتريسيته و مغناطيس و پديده موج و فيزيک اتمي/ هسته‌اي را مي‌گذراندند. درصد دانش‌آموزاني که چنين دروسي را انتخاب مي‌کنند، بر حسب نظام آموزشي (با توجه به رده سني مربوطه) متفاوت است. نتايج مربوط به اين بخش براساس درصد بيان شده و با شاخص پوشش فيزيک پيشرفته نشان داده شده است. هم‌چنين، تفاوت‌هاي ديگري نيز بين اين دانش‌آموزان از حيث ساختار نظام آموزشي و مدت زمان شرکت در مدرسه در آن نظام‌ها وجود دارد. بايد هنگام تفسير نتايج، گوشه‌چشمي نيز به اين تفاوت‌ها داشت.
جدول 1. شاخص پوششي و ويژگي‌هاي جمعيت دانش‌آموزان مورد بررسي در تيمز، براي درس فيزيک پيشرفته نسبت به نظام آموزشي کشورها: 2015
مطابق با جدول 1، شاخص پوششی فیزیک پیشرفته از 3/9 درصد براي دانش‌آموزان لبناني شروع مي‌شود و تا 21/5 درصد براي فرانسه مي‌رسد. در همه‌ي کشورها، بيش‌تر دانش‌آموزاني که در تيمز پيشرفته شرکت کرده بودند، پسر بودند. براي مثال، 75 درصد از شرکت‌کنندگان پرتغالي پسر بودند. ميانگين سن دانش‌آموزاني که در تيمز پيشرفته شرکت کرده‌اند، از 17/7 سال در روسيه تا 18/9 سال در ايتاليا متغير بود.
عملکرد دانش‌آموزان در فيزيک پيشرفته، در پايان دوره دبيرستان چگونه است؟
شکل 1 ميانگين نمره‌ي فيزيک پيشرفته و شاخص پوشش دانش‌آموزان شرکت‌کننده در تيمز پيشرفته، نسبت به نظام آموزشي کشورهایشان را نشان می‌دهد.
شکل 1. ميانگين نمره‌ي فيزيک پيشرفته و شاخص پوشش دانش‌آموزان شرکت‌کننده در تيمز پيشرفته، نسبت به نظام آموزشي کشورها در سال 2015
بررسي پيشرفت و موفقيت دانش‌آموزان در فيزيک پيشرفته، بين سال‌هاي 1995 و 2015
شش کشور در آزمون فيزيک پيشرفته در سال 1995 شرکت کردند. (ايتاليا در آزمون رياضي پيشرفته‌ي تيمز در سال 1995 شرکت کرد، اما در آزمون فيزيک پيشرفته شرکت نکرد.) با وجود اين، از سال 1995، تغييراتي در رويه‌ي نمونه‌گيري، تعريف دروس فیزیک پيشرفته و چارچوب ارزيابي ايجاد شده است. هم‌چنين، تغييراتي در شاخص پوششي برخي از کشورها ايجاد شده است که مقايسه‌ی نتايج در طي زمان را مشکل مي‌کند. مغايراتي که در نتايج ديده مي‌شود، ممکن است به همين دليل باشد.
برخي از دانش‌آموزاني را که در آزمون پيشرفته‌ي سال 1995 شرکت کرده‌اند، نمي‌توان با نمونه‌ي دانش‌آموزان سال 2015 مقايسه کرد. بر همين اساس، داده‌هاي اين دانش‌آموزان از مقايسه خارج شدند. دانش‌آموزان سال 1995 که با دانش‌آموزان پيشرفته‌ي 2015 مقايسه شده‌اند، کلاس 12امي‌هايي بودند که يا آزمون بين‌المللي مهندسي سال دوم، يا دروسي در فيزيک پيشرفته را گذرانده بودند.
با توجه به شکل 2، نمره‌ي فيزيک پيشرفته‌ي هيچ کدام از کشورها در سال 2015 بهتر از 1995 نشد، اما اين نمره در چهار کشور فرانسه، نروژ، روسيه و سوئد دچار افت شد.
همان‌طور که پيش‌تر ذکر شد، تيمز پيشرفته دانش‌آموزان را بسته به ميزان موفقيت‌شان به سه دسته، يا تراز بين‌المللي، تقسيم مي‌کند. اين ترازها، معياري است براي تشخيص ميزان تفاوت سطح دانش‌آموزان در فيزيک پيشرفته براساس مقياس پيشرفته‌ي تيمز. لیست زیر دانش و مهارت‌هايي را نشان مي‌دهد که دانش‌آموزان براي پاسخ دادن به سؤال‌هاي فیزیک پيشرفته‌ي تيمز در هر سطحي به آن‌ها نياز دارند. (براي ديدن مثالي از هر کدام از اين نمايه‌ها، به فصل دوم گزارش بين‌المللي مراجعه کنيد.)
شکل 2. ميانگين نمره‌ي فیزیک پيشرفته و شاخص پوششي دانش‌آموزان تيمز پيشرفته نسبت به نظام آموزشي اين کشورها بين سال‌هاي 1995 و 2015
تراز پيشرفته (625) فیزیک پيشرفته
دانش‌آموزان مي‌توانند درک خود از قوانين فيزيک را در حل مسائل عملي و انتزاعي ارائه دهند و دانش‌شان را از سقوط آزاد اجسام، گرما و دما، مدارهاي الکتريکي و ميدان‌هاي الکتريکي به کار گيرند. دانش‌آموزان مي‌توانند درکشان را از ميدان‌هاي مغناطيسي و پديدههاي مرتبط با امواج مکانيکي و الکترومغناطيسي، و فيزيک هسته‌اي و اتمي بيان کنند. دانش‌آموزان روند‌هاي آزمايشي طراحي و نتايج آن را تفسير مي‌کنند. هم‌چنين مي‌توانند اطلاعات دياگرام‌ها و نمودار‌هايي را که توصيف کننده‌ي ديدگاههاي انتزاعي فيزيک هستند، جمع کنند. آن‌ها قادرند محاسبات چند مرحله‌اي کميت‌هاي مختلف فيزيکي را در بازه‌اي از شرايط انجام دهند؛ در مورد پديدههاي فيزيکي نتيجه‌گيري و دانش علمي خود را تشريح کنند.
سطح بالا (550) فیزیک پيشرفته
دانش‌آموزان قوانين اوليه فيزيک را در حل مسائل در شرايط مختلفي به کار مي گيرند. آن‌ها مي‌توانند از اطلاعات خود درباره ي نيرو و حرکت استفاده کنند، درکشان از قوانين پايستگي انرژي و تکانه را منتقل کنند و از دانش گرما و دما در حل مسائل بهره بگيرند. دانش‌آموزان قادرند قوانين اهم و ژول را در مدارهاي الکتريکي به‌کار گيرند، مسائل مربوط به ذرات باردار در ميدان‌هاي الکتريکي و مغناطيسي را حل کنند و از دانش مربوط به ميدان‌هاي مغناطيسي و القاي الکترومغناطيسي در حل مسائل استفاده کنند. آن‌ها نشان مي‌دهند که پديدههاي مربوط به امواج الکترومغناطيس و واکنش‌هاي هسته‌اي را درک کرده‌اند. دانش‌آموزان اطلاعات دياگرام‌‌هاي پيچيده و نمودار‌هايي را که توصيف کننده‌ي ديدگاههاي انتزاعي هستند، تفسير مي‌کنند و مي‌توانند کميت‌هاي فيزيکي متنوعي را در بازه‌اي از شرايط، محاسبه و فرمول استخراج کنند. هم‌چنين مي‌توانند پديدههاي فيزيکي را ارزيابي کنند و توضيحات مختصري براي انتقال دانش علمي ارائه بدهند.
سطح متوسط (475) فیزیک پيشرفته
دانش‌آموزان مي توانند برخي از اصول اوليه‌ي فيزيک را که متضمن تعدادي از پديده‌هاست، بيان کنند و دانش‌شان را در مورد نيرو‌ها و حرکت، در حل مسائل به‌کار گيرند. هم‌چنين مي‌توانند از دانش خود درباره‌ي گرما و دما در حوزه‌ي انتقال انرژي استفاده کنند و از دانستني‌هاي خود در حوزه‌ي قوانين پايستگي در موقعيت‌هاي روزمره و انتزاعي بهره بگيرند. آن‌ها مي‌توانند اطلاعات خود را در مورد ميدان‌هاي الکتريکي، بار‌هاي نقطه‌اي و القاي الکترومغناطيسي ارائه بدهد. دانش‌آموزان مي‌توانند از دانش خود در حوزه‌ي پديدههاي مربوط به امواج مکانيکي و الکترومغناطيسي، و فيزيک اتمي و هسته‌اي در حل مسائل بهره ببرند؛ اطلاعات دياگرام‌ها و نمودارها را براي حل مسائل تفسير کنند، کميت‌هاي فيزيکي متنوعي را در موقعيت‌هاي مختلف محاسبه کنند و گزاره‌ها را ارزيابي کنند، و توضيحاتي براي پديدههاي فيزيکي ارائه بدهند.
شکل 3، درصد دانش‌آموزان تيمز پيشرفته که به ترازهای بين‌المللي تيمز در فيزيک پيشرفته دست پيدا کرده‌اند، نسبت به نظام آموزشي کشورشان نشان می‌دهد.
شکل 3. درصد دانش‌آموزان پيشرفته‌ي تيمز که به سطح پيشرفته‌ي بين‌المللي تيمز در فيزيک پيشرفته دست پيدا کرده‌اند، نسبت به نظام آموزشي کشورشان.
آيا عملکرد دختران و پسران در فيزيک پيشرفته با هم تفاوت دارد؟
در بيش‌تر کشورهايي که در تيمز پیشرفته شرکت کردند پسران عملکرد بهتري نسبت به دختران داشتند (شکل 4).
در فيزيک پيشرفته، در همه‌ي کشورها، به‌غيراز لبنان، ميانگين نمره‌ي پسران بهتر از دختران بود. اختلاف این دو عدد از 11 در سوئد تا 46 در ایالات متحده متفاوت است.
شکل 4. ميانگين نمرات در فيزيک پيشرفته‌ي پسران و دختران در تيمز پيشرفته نسبت به نظام آموزشي کشورها در سال 2015
