Stöðu- og framvindupróf í stærðfræði miða að því að kanna námslega stöðu nemenda á hverjum tíma miðað við aðalnámskrá grunnskóla sem og hvernig færni þeirra þróast yfir tíma. Inntak prófsins og val á prófatriðum byggist á hæfniviðmiðum endurskoðaðra greinasviða aðalnámskrárinnar (Mennta- og barnamálaráðuneytið, 2024).

Þar sem prófunum er ætlað að meta stöðu og framvindu nemenda árlega er sérhvert hæfniviðmið tengt ítarlegri viðmiðum sem eru skilgreind í viðmiðatöflu hvers bekkjarárgangs. Viðmiðatöflur byggja bæði á aðalnámskrá grunnskóla og stuðningsefni hennar, sem og stærðfræðiramma UNESCO þar sem skilgreind eru lágmarksþrep framvindu þekkingar og leikni nemenda í stærðfræði yfir níu námsár í samhengi við heimsmarkmið um menntun fyrir öll (UNESCO Institute for Statistics, 2021).

Þótt prófin nái yfir vítt svið ná þau ekki til allra hæfniviðmiða í stærðfræðihluta aðalnámskrár. Markmiðið er að halda prófunum hnitmiðuðum en yrði reynt að framkvæma mat á hverju einasta viðmiði myndi það einfaldlega taka of langan tíma. Nokkurn fjölda viðmiða þarf því að meta með öðrum leiðum en með stöðluðum, stafrænum prófum. Undir flokknum vinnulag stærðfræðinnar eru til dæmis hæfniviðmið um að nýta stærðfræðileg verkfæri og hlutbundin gögn, undirbúa og flytja kynningar, og undir flokknum Rúmfræði og mælingar er hæfniviðmið um að gera rúmfræðiteikningar. Viðmið fyrir þessa hæfni er ekki með góðu móti unnt að meta í stafrænni fyrirlögn. Í verkfærakistu Matsferils eru fyrirhuguð sértækari matstæki sem meðal annars tengjast þessum hæfniviðmiðum. Stöðu- og framvinduprófunum er ætlað að meta almenna framvindu í stærðfræðinámi og eru prófatriði samin, forprófuð og valin með hliðsjón af því.

Staðlað námsmat þarf að veita niðurstöður sem endurspegla þá hæfni sem prófinu er ætlað að mæla og til þess er skilgreindur matsrammi sem setur fram líkan fyrir prófið. Matsrammar í stærðfræði fara gjarnan þá leið að skilgreina tvennt: hvert inntak prófs er og hvers konar færni nemendum er ætlað að sýna. Inntaksflokkar skilgreina efnislegt inntak stærðfræðinnar sem meta skal en færniþættir skilgreina þá hugrænu færni sem nemendur sýna fram á við úrlausn prófatriða. Inntak prófs þarf að vera í samræmi við þau viðmið sem liggja til grundvallar og fela í sér hæfilegt vægi og breidd í mælanlegri færni. Fyrir stöðu- og framvindupróf Matsferils í stærðfræði liggja hæfniviðmið aðalnámskrár grunnskóla til grundvallar hvað varðar efnislegt inntak, eins og fram hefur komið.

Inntaksflokkar matsramma í stærðfræði á grunnskólastigi hafa almennt verið skilgreindir á nokkuð sambærilegan hátt. Í núgildandi íslenskri aðalnámskrá er hæfniviðmiðum í stærðfræði skipt í fjóra inntaksflokka: tölur og reikning, algebru, rúmfræði og mælingar og tölfræði og líkindi. Auk þess er fimmti flokkurinn vinnulag stærðfræðinnar sem gengur þvert á efnislegt inntak. Í námskrám frá 1999 og 2007 voru inntaksflokkarnir sex talsins. Samanborið við erlenda matsramma er þetta nálægt því sem gengur og gerist. Borið saman við alþjóðlegan stærðfræðiramma UNESCO eða stærðfræðiramma NAEP prófanna í Bandaríkjunum er helsti munurinn sá að í þeim eru rúmfræði og mælingar tveir aðskildir flokkar og að auki er mismunandi að hvaða marki lágmarksviðmið eru skilgreind niður á námsár (UNESCO Institute for Statistics, 2021; National Assessment Governing Board, 2021). Stærðfræðirammar tveggja alþjóðlegra prófa, TIMSS sem miðar að 4. og 8. bekk, og PISA sem miðar við lok skyldunáms, hafa einnig fjóra inntaksflokka sem svara í megindráttum til sömu fjögurra inntaksflokka og í íslenskri aðalnámskrá (Mennta- og barnamálaráðuneytið, 2024; Mullis, Martin og von Davier, 2021; OECD, 2023).

Færniþættir í stöðluðum prófum í stærðfræði eru gjarnan á bilinu þrír til fimm talsins. Með þeim er skilgreind hugræn færni með hugsmíðum á borð við kunnáttu og þekkingu, beitingu og skilning, túlkun, tjáskipti og stærðfræðilega framsetningu eða stærðfræðilegan rökstuðning. Í Noregi byggir samræmt námsmat til að mynda á þremur færniþáttum: Þekkja og lýsa, beita og setja fram, ígrunda og meta. Í námskrá er fjórði færniþátturinn sem reynir á fjölbreytt tjáskipti um stærðfræði (Utdanningsdirektoratet, 2017). Samskonar skipting í þrjá færniþætti í stærðfræði er í matsramma TIMSS og í matsramma NAEP (Mullis, Martin og von Davier, 2021; National Assessment Governing Board, 2021). Í PISA, við lok skyldunáms, er sérstök áhersla á stærðfræðilega röksemdafærslu og þrautalausn (OECD, 2023). Sé horft til þróunar þessara matsramma í stærðfræði til undanfarinna áratuga þá hafa verið örari breytingar á skilgreiningu færniþátta samanborið við inntaksflokka.

Í undirbúningsvinnu fyrir Matsferil í stærðfræði var útbúinn matsrammi. Matsramminn felur í sér líkan sem skilgreinir bæði efnislegt inntak (inntaksflokkar) og hvers konar hugræna færni nemandi þarf að sýna (færniþættir). Uppbygging stöðu- og framvinduprófa Matsferils byggir þannig á samskonar fræðilegu líkani og ýmsir matsrammar fyrir stöðluð próf í stærðfræði (sjá kaflann Líkan fyrir matsramma í stærðfræði).

Inntaksflokkar eru þeir sömu og tilgreindir eru í efnislegum flokkum hæfniviðmiða í stærðfræðihluta aðalnámskrár:

• Tölur og reikningur

• Algebra

• Tölfræði og líkindi

• Rúmfræði og mælingar

Við samsetningu prófa er leitast við að hafa jafnvægi innan hvers inntaksflokks með tilliti til yfirheita hæfniviðmiða aðalnámskrár. Þá eru til grundvallar viðmiðatöflur sem byggja bæði á aðalnámskrá, stuðningsefni hennar og stærðfræðiramma UNESCO (sjá kaflann um Aðalnámskrá).

Færniþættir eru þrír og eru skilgreindir á eftirfarandi hátt:

• Kunnátta: að kunna merkingu stærðfræðilegra fyrirbæra og geta framkvæmt reikniaðgerðir. Til að leysa prófatriði sem reyna á kunnáttu þarf nemandi að kunna að framkvæma reikniaðgerðir eða þekkja skilgreiningu stærðfræðilegra fyrirbæra, svo sem talna, stæðna, forma, aðgerða eða annarra hugtaka. Til dæmis geta undir færniþátt kunnáttu flokkast verkefni um að bera kennsl á stærðfræðilega jafngild fyrirbæri; að raða tölum eftir stærð; að flokka rúmfræðimyndir eftir hlutbundnum eiginleikum; að lesa upplýsingar beint úr grafi eða töflu; einföldun algebrustæðu; beinn útreikningur með gefnum tölum. Prófatriði segir til um hvað nemandi skal gera. Nemanda er ekki ætlað að finna eigin leið, greina upplýsingar eða nota röksemdafærslu.

• Beiting: að geta ákvarðað hvað skal gera og beitt hugtökum eða aðferðum. Til að leysa prófatriði sem reynir á beitingu þarf nemandi að ákveða hvað skal gera og hvernig með því að beita stærðfræðilegum skilgreiningum, hugtökum eða aðferðum. Til dæmis geta undir færniþátt beitingar flokkast verkefni um að ákvarða viðeigandi aðgerðir, strategíur og verkfæri til úrlausnar; að flokka stærðfræðileg fyrirbæri eftir óhlutbundnum eiginleikum; að setja fram gögn í töflu eða grafi; setja fram eða ákvarða líkön verkefnis, rúmfræðimyndir eða jöfnur og setja fram jafngilda framsetningu gefins stærðfræðilegs fyrirbæris. Nemandi gæti verið beðinn um að ákvarða skref við úrlausn eða bera kennsl á útskýringar en ekki beðinn að nota stærðfræðilega röksemdafærslu.

• Rök og greining: að geta greint, túlkað og rökstutt til að komast að niðurstöðu. Til að leysa prófatriði sem reynir á rök og greiningu þarf nemandi að greina vandamál, túlka og nota röksemdir til að komast að niðurstöðu. Til dæmis geta undir færniþátt rök og greiningar flokkast verkefni um að greina, túlka, lýsa eða nota tengsl milli stærðfræðilegra fyrirbæra; tengja saman þekkingu, tengdar framsetningar eða aðgerðir; setja fram eða ákvarða hvaða rök styðja við strategíu eða niðurstöðu og fullyrða um tengsl eða skilyrði alhæfingar. Prófatriði gæti krafið nemendur um að alhæfa út frá sértækum dæmum. Nemandi þarf að hugsa upp verkáætlun og beita dómgreind, greiningarhæfni eða skapandi hugsun.

Eftirfarandi eru nokkur dæmi um prófatriði eftir færniþáttum. Taflan er langt frá því að vera tæmandi en leitast er við að gefa almenn dæmi með ólík aldursstig í huga.

Dæmi um prófatriði í stærðfræði eftir færniþáttum

Rétt er að árétta að færniþættir segja ekki beint til um þyngdarstig prófatriða. Prófatriði geta verið þung eða létt óháð færniþáttum innan ólíkra bekkjarárganga.

Í niðurstöðukafla handbókarinnar er að finna ítarlegri upplýsingar um inntak hvers undirflokks matsrammans fyrir sig. Í hverjum undirflokki eru nákvæmar atriðalýsingar sem prófspurningar byggja á og gefa lýsingarnar góða hugmynd um eðli færninnar sem nemendur þurfa að búa yfir og metin er á stærðfræðiprófinu. Hafa ber í huga að eitt próf getur aldrei verið tæmandi þannig að það meti alla stærðfræðilega hæfni heldur gefur það almennar vísbendingar um hver staða nemanda er í stærðfræði miðað við jafnaldra út frá matsramma prófsins.

Nauðsynlegur hluti af þróun matstækis er gerð inntakstöflu. Tilgangur hennar er að tryggja að prófið endurspegli atriði sem eru sanngjörn og dæmigerð fyrir þá hæfni eða kunnáttu sem því er ætlað að mæla. Gerð inntakstöflu styður jafnframt við réttmæti prófsins og tryggir jafnvægi á milli tegunda og þyngdar prófatriða. Inntakstaflan er því í raun uppskriftin af stöðu- og framvinduprófinu og lýsir hún vægi inntaksflokka og færniþátta í hverri prófútgáfu fyrir sig. Prófútgáfurnar eru fjórtán eða tvær í hverjum árgangi í 4.–10. bekk. Inntakstaflan er nokkuð fastmótuð og gerir kleift að bera saman niðurstöður milli ára og þróun í frammistöðu í stærðfræði yfir lengri tíma.

Sérhver spurning (prófatriði) tilheyrir annars vegar inntaksflokki (til dæmis algebra) og hins vegar færniþætti (til dæmis beiting). Vægi sérhvers inntaksflokks og færniþáttar er fyrirfram skilgreint í prófunum og er birt hér í inntakstöflu prófsins. Birt vægi á við prófin í heild en við samsetningu þeirra er leitast við að hlutfall prófverkefna eftir færniþáttum sé sambærilegt milli inntaksflokka. Fjöldi prófatriða í einni prófútgáfu gerir það að verkum að hlutföllin fela í sér lítilsháttar skekkjumörk.

Inntakstafla fyrir stöðu- og framvindupróf í stærðfræði - inntaksflokkar

Inntakstafla fyrir stöðu- og framvindupróf í stærðfræði – færniflokkar

Einnig er vert að nefna að inntakstaflan miðar við fjölda spurninga í einni prófútgáfu. Þar sem tvær prófútgáfur eru í hverjum bekkjarárgangi er heildarfjöldi spurninga innan bekkjarárgangs tvöfaldur. Til dæmis eru samtals 48 spurningar í 4. bekk, 24 í hvorri prófútgáfu. Hver nemandi fær úthlutað einni prófútgáfu. Að teknu tilliti til tengiatriða, sem eru spurningar sem lagðar eru fyrir sameiginlega í tveimur aðlægum bekkjarárgöngum í þeim tilgangi að meta framvindu, þá er heildarfjöldi prófatriða í 4.–10. bekk samtals 330. Nánar verður fjallað um tengiatriði í próffræðilegri skýrslu stöðu- og framvinduprófa.

Huga þarf að ýmsu við val á atriðum í próf. Áður en að því kemur að velja hvaða prófatriði rata fyrir augu próftaka hefur fjöldinn allur farið í gegnum ferli forprófana, greiningar og endurskoðunar, ásamt bæði innri og ytri rýni. Tryggja þarf að inntakstafla prófsins sé uppfyllt og hugað að jafnvægi á ýmsum sviðum.

Við valið þarf að gæta þess að prófið búi yfir breidd í þyngd prófatriða: þung, miðlungs og létt. Þá þarf að tryggja að tölfræðileg aðgreining sé nægileg. Ef prófatriði uppfyllir ekki skilyrði um þyngd og tölfræðilega aðgreiningu er það ekki notað í próf.

Einnig þarf að viðhafa jafnvægi milli prófatriða sem fela í sér rauntengd viðfangsefni við þau sem eru alfarið staðsett í heimi stærðfræðinnar. Í rauntengdum viðfangsefnum er leitast við að höfða ýmist til ýmissa áhugasviða eða daglegs lífs nemenda á einhvern hátt sem og getu þeirra til aðgerða með þekkingu sinni á stærðfræði í samræmi við aldur og þroska.

Ekki er komist hjá því að sum prófatriði í stærðfræði innihaldi stuttan lestexta. Snið texta í prófatriðum í stærðfræði er allajafna auðlesinn texti með stuttum málsgreinum og tíðum línuskilum, sér í lagi hjá yngri nemendum. Magn texta getur verið meira hjá eldri nemendum þar sem þess er þörf. Þó er ávallt stefnt að því að lestexti sé eins hnitmiðaður og mögulegt er til að hæglæsi verði ekki að hindrun fyrir nemendur til að sýna fram á færni sína í stærðfræði. Meðalfjöldi orða í hverju prófatriði er um það bil 12–15 orð.

Í vinnslu