Analyses: Special aspects of TIMSS related to mathematics education. Part 1
Part 2 

Special Aspects of TIMSS related to Mathematics Education. Introduction
Johanna Neubrand, Lüneburg (Germany), Michael Neubrand, Flensburg (Germany)

In this introduction to the ZDM issues 1999/6 and 2000/1 we (1) give an overview of the data sources of TIMSS and the TIMSS-components, and (2) describe the contributions to these issues. The added list of literature is understood as a guide to relevant publications on the TIMSS mathematics issues now available. This basic list of references is supplemented by the special references in the papers.

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The Japanese Perspective on TIMSS
Toshio Sawada, Tokyo (Japan)

The International Association for the Evaluation of Educational Achievement (IEA) undertook three international mathematics studies: the first, FIMS, in 1976 , the second, SIMS, in 1980, and the third, TIMSS, in 1995. 13-year-old Japanese students were included in these studies. The purpose of this paper is to discuss the level of mathematics achievement and attitudes toward mathematics among Japanese students and the situation of mathematics education in Japan, based on the results of TIMSS and previous studies.

From our analysis of results, we can indicate the following points: Although achievement in the fundamental techniques of calculation can be viewed in general as satisfactory, the attainment levels cannot be regarded as acceptable for problems which require a high degree of thinking and comprehension. And from the consequence of international comparison about interest and attitude, it became evident that a smaller fraction of Japanese students have a favorable opinion than in other countries.

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TIMSS -- aus japanischer Perspektive. Die IEA (International Association for the Evaluation of Educational Achievement) führte drei internationale Studien zur Mathematik aus: die erste, FIMS, 1976, die zweite, SIMS, 1980, und die dritte, TIMSS, 1995. Die Studien bezogen auch 13jährige japanische Schüler mit ein. Ziel dieses Beitrags ist es, das Niveau mathematischer Leistung und Einstellungen zur Mathematik japanischer Schüler sowie die Situation des Mathematikunterrichts in Japan auf der Basis von TIMSS und den vorhergehenden Studien zu diskutieren.

Unsere Analyse der Ergebnisse ergibt folgendes: Obwohl die Leistung in grundlegenden Rechenfertigkeiten im allgemeinen als zufriedenstellend angesehen werden kann, ist das Leistungsniveau bei Aufgaben, die einen hohen Grad an Denkfähigkeit und Verständnis erfordern, nicht akzeptabel. Und was Interesse und Einstellungen im internationalen Vergleich betrifft, so wurde offensichtlich, dass von japanischen Schülern ein kleinerer Teil als in anderen Ländern eine positive Einstellung besitzt.

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From Formal Standards to Everyday Practice of Mathematics Learning. Illustrations from the TIMSS Case Study Project in Japan
Carol J. Kinney, Ann Arbor, MI (USA); Akane Zusho, Ann Arbor, MI (USA)

This paper uses the example of six Japanese teachers and their mathematics lessons to illustrate how clear, high standards for mathematics instruction are combined with teachers' holistic concern for students. We draw upon data from the Third International Math and Science Study Case Study Project in Japan that was designed to elucidate the context behind the high achievement of Japanese students. Using everyday examples of classroom practice, we illustrate both flexibility in teachers' approach to teaching and adherence to Monbusho's (Ministry of Education, Science, Sports, and Culture) \it Course of Study. Our purpose is to emphasize how flexibility and attention to individual needs by Japanese teachers combine with quality mathematics instruction based on the detailed Japanese curricula.

Six teachers' characteristics and lessons (two teachers at each educational level -- elementary, junior high, and high school) are described in order to show the variety of teachers who exist in Japan. These teachers use their understanding of the \it Course of Study and are supported by their school environment to enhance their students' conceptual understanding of the fundamentals of mathematics. Characteristics of their teaching include: 1) involving the whole class in learning, 2) using extremely focused curriculum guidelines that expect mastery of concepts at each grade level, 3) thoroughly covering mathematics units in an organized and in-depth manner, 4) leading classes as facilitators or guides more often than as lecturers, and 5) focusing on problem solving with the primary goal of developing students' ability to reason, especially to reason inductively. The examples in this paper show how these methods develop in individual classrooms.

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Von formalen Standards zur täglichen Praxis des Mathematiklernens. Anschauliche Beispiele des TIMSS-Fallstudien-Projekts in Japan. Der Beitrag zeigt anhand von sechs japanischen Lehrern und ihrem Mathematikunterricht wie klare, hohe Standards für den Mathematikunterricht mit einer ganzheitlichen Sichtweise im Hinblick auf die Bedürfnisse der Schüler kombiniert werden. Grundlage sind Daten des TIMSS-Fallstudien-Projekts in Japan, mit dessen Hilfe Ursachen für die hohe Leistung japanischer Schüler herausgefunden werden sollten. Alltägliche Unterrichtsbeispiele zeigen sowohl die Flexibilität der Lehrer in der Auswahl von Unterrichtsmethoden sowie ihre enge Anlehnung an curriculare Richtlinien des Kultusministeriums. Insbesondere soll damit das Zusammenspiel von Flexibilität und Beachtung individueller Bedürfnisse durch japanische Lehrer und gutem, auf den detaillierten japanischen Curricula basierendem Mathematikunterricht herausgestellt werden.

Merkmale und Unterrichtsstunden von sechs Lehrern (je zwei Lehrer pro Schulstufe -- Primarbereich, Sekundarstufe I und II) werden beschreiben, um die Verschiedenartigkeit japanischer Lehrer zu demonstrieren. Diese Lehrer nutzen ihr Verständnis der curricularen Richtlinien, unterstützt durch die Schulumgebung, um das begriffliche Verstehen mathematischer Grundlagen durch die Schüler zu fördern. Ihr Unterricht ist u.a. charakterisiert durch: 1) Einbeziehen der ganzen Klassse beim Lernen, 2) Anwendung extrem detaillierter curricularer Richtlinien, die die Beherrschung von Begriffen auf jeder Schulstufe verlangen, 3) sorgfältig organisierte und in die tiefe gehende Behandlung von Mathematikeinheiten, 4) Leitung der Klasse eher als Berater statt als Vortragender, und 5) Schwerpunktlegung auf das Problemlösen mit dem Hauptziel, die Denkfähigkeit der Schüler, insbesondere zum induktiven Denken, zu entwickeln. Die Beispiele dieses Beitrags zeigen die Entwicklung solcher Methoden in den einzelnen Unterrichtsstunden.

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Studying Sample Lessons rather than one Excellent Lesson: A Japanese Perspective on the TIMSS Videotape Classroom Study
Yoshinori Shimizu, Tokyo (Japan)

The findings of the TIMSS Videotape Classroom Study include aspects of mathematics lessons showing a strong resemblance between Germany and the U.S. in difference to Japan. This paper discusses some of the features that appear to make Japanese lessons different from the other two countries. In particular, the paper examines the goals of lessons described by Japanese teachers, how lessons are structured and implemented, and the emphasis on alternative solutions to a problem in the teaching and learning processes. The characteristics of Japanese lessons identified by the TIMSS Videotape Classroom Study can naturally be interpreted as indications of teachers' efforts to foster students' mathematical thinking in the classroom.

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Stichprobenhafte Untersuchung von Unterrichtsstunden besser als die Untersuchung einer mustergültigen Stunde: Japanische Aspekte der TIMS-Videostudie. Die Ergebnisse der TIMS-Videostudie enthalten Aspekte des Mathematikunterrichts, die große Ähnlichkeiten zwischen Deutschland und den USA aufzeigen sowie Unterschiede zu Japan. In diesem Beitrag werden einige Merkmale des japanischen Mathematikunterrichts behandelt, die den Unterschied zu den beiden anderen Ländern ausmachen. Insbesondere geht es um die von japanischen Lehrern genannten Ziele ihres Unterrichts, darum, wie Unterrichtsstunden strukturiert und gehalten werden sowie um die große Rolle, die alternative Lösungen einer Aufgabe im Lehr- und Lernprozess spielen. Die Merkmale japanischen Unterrichts, wie sie durch die TIMS-Videostudie identifiziert werden konnten, können als Indikatoren für das Bemühen der Lehrer, das mathematische Denken der Schüler zu fördern, angesehen werden.

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Mathematical Features of Lessons in the TIMSS Video Study
James Hiebert, Newark, DE (USA); James W. Stigler, Los Angeles, CA (USA); Alfred B. Manaster, San Diego, CA (USA)

The video component of the Third International Mathematics and Science Study marked the first time that national samples of teachers were videotaped at work in their classrooms. In this article we review some of the results of the study, with special attention to the nature of the mathematics evident in these eighth-grade lessons from Germany, Japan, and the United States. We conclude by proposing that many lessons within a country follow a cultural pattern of teaching, and that differences among countries on individual indicators of teaching must be understood in reference to these patterns.

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Mathematische Unterrichtsaspekte der TIMS-Videostudie. Im Rahmen der Video-Komponente der 3. Internationalen Mathematik- und Naturwissenschaftsstudie wurden zum ersten Mal nationale Stichproben von Lehrern in ihrem Unterricht mit Videokamera aufgenommen. In diesem Beitrag werden einige Ergebnisse dieser Studie vorgestellt, wobei der Schwerpunkt auf der Mathematik in achten Klassen in Deutschland, Japan und den USA liegt. Wir kommen zu dem Schluss, dass viele Unterrichtsstunden in einem Land einem kulturellen Unterrichtsmuster folgen, und dass Unterschiede zwischen den Ländern bzgl. individueller Unterrichtsindikatoren im Hinblick auf diese Muster verstanden werden müssen.

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