Trends in International Mathematics and Science Study (TIMSS)

Pengenalan

            Objektif asas dalam mana-mana sistem pendidikan adalah untuk memastikan setiap murid dibekalkan dengan ilmu pengetahuan dan kemahiran untuk berjaya dalam kehidupan. Dari segi sejarahnya, sistem pendidikan Malaysia, seperti negara lain di dunia, memberi penekanan terhadap pembangunan kandungan pengetahuan yang kukuh menerusi mata pelajaran seperti Sains, Matematik dan bahasa. Walau bagaimanapun, terdapat kesedaran yang semakin meningkat di peringkat global bahawa penguasaan 3M (membaca, menulis dan mengira) sahaja tidak mencukupi bagi murid yang akan meninggalkan alam persekolahan. Tumpuan bukan hanya kepada kepentingan memperoleh ilmu pengetahuan, tetapi juga membangun kemahiran berfikir aras tinggi.

            Prestasi murid Malaysia telah meningkat sejak beberapa dekad yang lalu, namun pencapaian yang membanggakan itu menghadapi risiko secara relatif dan mutlak. Hal ini disebabkan pertamanya, sistem pendidikan negara lain dapat meningkatkan prestasi murid dengan lebih cepat dan mampu mengekalkan momentum secara berterusan. Oleh itu, jurang pencapaian antara sistem pendidikan Malaysia dengan negara lain semakin lebar. Keduanya, pentaksiran antarabangsa menunjukkan prestasi murid Malaysia semakin merosot. Sepanjang dua dekad yang lalu, pentaksiran antarabangsa seperti Programme for International Student Assessment (PISA) dan Trends in International Mathematics and Science Study (TIMSS) telah muncul sebagai kaedah perbandingan langsung tentang kualiti keberhasilan pendidikan merentas pelbagai sistem. Kaedah ini mentaksir pelbagai kemahiran kognitif seperti aplikasi dan penaakulan.

2.0 Apa itu Trends in International Mathematics and Science Study (TIMSS)

            Ketika Malaysia mengambil bahagian dalam TIMSS buat julung kalinya pada 1999, skor purata murid mengatasi purata antarabangsa dalam Matematik dan Sains. Penyertaan yang terkini pada 2011 menunjukkan prestasi murid Malaysia menurun ke tahap di bawah purata antarabangsa bagi Matematik dan Sains, disusuli penurunan dari segi kedudukan negara.lebih kritikal lagi, 35%  dan 38% murid Malaysia gagal mencapai tahap kemahiran minimum dalam Matematik dan Sains pada 2011, penurunan dua hingga empat kali ganda iaitu 7% dan 13% masing-masing pada 1999. Murid ini dikenal pasti memiliki penguasaan konsep asas Matematik dan Sains yang terhad.

            TIMSS merupakan pentaksiran antarabangsa berasaskan kurikulum sekolah bagi mata pelajaran Matematik dan Sains di seluruh dunia. Pentaksiran dibuat bagi mengukur prestasi murid pada Gred 4 (bersamaan dengan Tahun4) dan Gred 8 (bersamaan dengan Tingkatan 2) yang merangkumi dua aspek iaitu pengetahuan kandungan seperti Algebra dan Geometri, dan kemahiran kognitif seperti proses pemikiran berbentuk pengetahuan, aplikasi dan penaakulan. Ujian pertama kali ditadbir pada 1995. Pada masa ini, lebih 59 negara menyertai pentaksiran ini yang dikendalikan setiap empat tahun. Malaysia menyertai TIMSS sejak 1999 dan melibatkan murid Tingkatan 2 sahaja.

       

Prestasi Malaysia dalam pusingan pada 2003 menunjukkan beberapa penambahbaikan. Skor Matematik menurun sedikit kepada 508 walaupun negara kekal mengatasi purata antarabangsa dan kedudukannya meningkat ke tangga ke-10 daripada 45 negara. Pretasi Sains meningkat 18 mata kepada 510, jauh mengatasi purata antarabangsa dan terletak di tangga ke-20 daripada 45 negara. Keputusan pada 2007 dan 2011 pula menunjukkan penurunan ketara bagi skor Matematik dan Sains di bawah purata antarabangsa. Sehingga kitaran 2011, skor Matematik telah menurun kepada 440 mata (kedudukan 26 daripada 42 negara). Skor Sains merosot kepada 426 mata (kedudukan 32 daripada 42 negara). Perincian pretasi murid dalam TIMSS 2011 berbanding sistem lain menunjukkan bahawa bilangan murid Malaysia yang cemerlang adalah sedikit.

Sampel Kajian TIMSS

·         Populasi

Murid Tingkatan 2 di semua jenis sekolah di bawah KPM

·         Kerangka Pensampelan

Semua jenis sekolah di bawah KPM yang mempunyai murid Tingkatan 2

·         Pemilihan Sampel Sekolah

150 buah sekolah dipilih secara rawak dengan menggunakan kaeadh Stratified Multi Stage Cluster Sampling

·         Pemilihan Sampel Murid

Sebuah kelas tingkatan 2 dipilh secara rawak daripada setiap sekolah yang terpilih. Semua murid dalam kelas tersebut dipilih sebagai sampel.

Instrumen Kajian TIMSS

BUKU UJIAN	SOAL SELIDIK
·         12 buku ujian yang mengandungi soalan matematik dan sains yang setara	·         Soal selidik murid a)      Sikap dan konsep kendiri murid terhadap matematik dan sains b)      Harapan ibu bapa c)      Aktiviti murid dalam dan luar sekolah
·         Disediakan oleh panel pakar dari seluruh dunia	·         Soal selidik guru (matematik dan sains) a)      Latar belakang b)      Proses pdp
·         Berbentuk aneka pilihan dan terbuka	·         Soal selidik sekolah a)      Staf, enrolmen, peralatan, jumlah masa matematik dan sains serta LDP
·         Dwi bahasa (Bahasa Inggeris dan Bahasa Malaysia)

Perbandingan pretasi murid dalam TIMSS 2011 mengikut dimensi pengetahuan, aplikasi dan penaakulan

            Penganalisian data TIMSS memberi gambaran lanjut tentang prestasi sistem pendidikan dalam Matematik dan Sains. TIMSS mentaksir penguasaan kemahiran murid dalam ketiga-ketiga jenis kemahiran kognitif yang berlainan iaitu mengingati kembali pengetahuan, mengaplikasi pengetahuan dalam penyelesaian masalah dan kebolehan menaakul dalam menyelesaikan masalah. Murid Malaysia tidak dapat menunjukkan prestasi yang baik dalam ketiga-tiga dimensi ini.

Domain Kognitif Matematik dan Sains TIMSS

a)      Matematik

Pengetahuan	Aplikasi	Penaakulan
·         Mengingat semula ·         Mengecam ·         Mengira ·         Mengukur ·         mengklasifikasikan	·         Memilih ·         Mewakili ·         Model ·         Melaksana ·         Menyelesai masalah rutin	·         Analisis ·         Generalisasi ·         Sintesis ·         Justifikasi ·         Menyelesaikan masalah tidak rutin

b)      Sains

Pengetahuan	Aplikasi	Penaakulan
·         Mengingat semula ·         Mendefinisikan ·         Menggambarkan ·         Menerangkan dengan contoh ·         Menggunakan alat dan prosedur	·         Membanding ·         Mengklasifikasikan ·         Menggunakan model ·         Menghubung ·         Mentafsir maklumat ·         Mencari penyelesaian ·         Menerangkan	·         Menganalasis ·         Mensistesis ·         Membuat hipotesis ·         Mereka bentuk ·         Membuat kesimpulan ·         Membuat generalisasi ·         Menilai

3.0 Faktor Penurunan Prestasi Malaysia dalam TIMSS

Berdasarkan laporan terkini pentaksiran TIMSS 2011 didapati prestasi Malysia kian merundum saban tahun sejak penyertaan Negara dalam pentaksiran ini. Terdapat 4 faktor yang mungkin  menyumbang kepada kemerosotan tersebut iaitu “Bahasa”, “Sumber Isi Rumah”, “Masalah Pelajar dan Guru” dan juga “Corak Pendidikan Malaysia”.

            3.1 Bahasa

Pada tahun 2003, dasar pendidikan di Malaysia telah digubal dari penggunaan Bahasa Melayu sebagai bahasa perantaraan pengajaran mata pelajaran Matematik dan Sains kepada penggunaan Bahasa Inggeris. Sebelum kita membincangkan isu bahasa sebagai faktor penurunan pencapaian Trends in International Mathematics and Science Study (TMSS), kita kenali dahulu mengapa bahasa dijadikan alasan. Kajian-kajian terdahulu (Bassette,2004;Bershinky, 1993; Ma & Kishor,1997; TIMSS 2003) menunjukkan bahawa terdapat beberapa sumber menyumbang kepada pencapaian pelajar seperti faktor demografi dan sikap menyumbang kepada pencapaian pelajar. Menurut Bassette pada tahun 2004, sikap terhadap mata pelajaran penting bagi seseorang pelajar untuk mengambilnya sebagai satu mata pelajaran dan ia amat memberikan kesan kepada skor pencapaian.

Bershinky (1993) berpendapat sikap dan demografi adalah sumber yang turut mempengaruhi pencapaian matematik pelajar. Ma & Kishor (1997) dan Mc Leod (1992) berpendapat bahawa sikap amat penting dalam menentukan pencapaian pelajar dalam mata pelajaran matematik. Hal ini kerana Ma & Kishor (1997) menyatakan murid yang mempunyai sikap yang positif terhadap matematik akan berusaha dengan lebih berbanding dengan murid yang bersikap negatif.

Selain itu, Abedi (2002), Abedi & Leon (1999), Abedi, Leon & Mirocha (2003), Abedi & Lord (2001) dan Abedi, Lord, Hofstetter & Baker (2002) juga menyatakan bahawa aspek latar belakang bahasa mempunyai pengaruh yang kuat terhadap pencapaian Matematik. Menurut Adnan Khamis (1985), Benson (1991) dan Abu- Rabia (1996), Kemahiran bahasa adalah aspek penting bagi pelajar dalam menguasai sesuatu ilmu. Seandainya kemahiran bahasa yang terhad akan menyukarkan seseorang pelajar untuk memahami dan menguasai sesuatu bidang ilmu. Apabila kemahiran bahasa dapat dikuasai dengan baik maka pencapaian pelajar dalam bahasa berkenaan juga akan meningkat. Keadaan ini disebabkan pengetahuan dan kemahiran yang baik dalam bahasa kedua akan memudahkan pelajar dapat memahami kehendak soalan dan menjawab dengan lebih baik.

Beberapa kajian telah dilaksanakan untuk memastikan adakah faktor bahasa perantaraan menjadi faktor penurunan peratus pencapaian TIMSS di negara kita, Malaysia. Contohnya, laporan TIMSS mengenai faktor yang dikaitkan dengan pencapaian Matematik dan Sains ialah kebanyakan negara mendapati pelajar belajar mata pelajaran ini dalam bahasa keluarga (home language) puratanya lebih tinggi pencapaian ujian TIMSS berbanding pelajar yang belajar kedua-dua mata pelajaran ini dalam bukan bahasa keluarga atau bahasa kedua iaitu bahasa asing. Hasil kajian TIMSS ini menunjukkan wujud hubungan rapat antara proses pembelajaran Matematik dan Sains dalam bahasa asing. Selain bahasa ibunda dengan kelemahan dalam prestasi mata pelajaran berkenaan. Semua negara dalam kajian TIMSS 2007 yang pelajarnya menggunakan bahasa keluarga dalam pembelajaran Matematik dan Sains di sekolah seperti Taiwan, Jepun, Korea, Singapura, England dan Romania mencapai skor yang tinggi. Bahasa keluarga Singapura adalah Bahasa Inggeris kerana sejak 30 tahun yang lalu bahasa ini meluas digunakan dalam komunikasi harian di Singapura. Menurut Dr Isahak Haron, laporan TIMSS 2007 Unesco mencadangkan bahasa keluarga digunakan dalam pengajaran dan pembelajaran Matematik dan Sains di sekolah bagi memudah dan mengukuh kefahaman konsep kepada pelajar.

Satu kajian yang telah dilakukan oleh Prof Dr Nor Hashimah Jalaludin yang dijalankan pada tahun 2004 juga menunjukkan perkaitan antara pembelajaran Sains dan Matematik dengan bahasa yang digunakan. Kajian beliau melibatkan 971 orang pelajar bumiputera dan bukan bumiputera dalam aliran kebangsaan dan jenis kebangsaan di bandar dan luar bandar. Kajian ini juga dilaksanakan ke atas 43 orang guru yang berpengalaman mengajar dari 1 sehingga 20 tahun berumur melebihi 25 tahun pada tahun kajian ini dijalankan. Kajian yang dijalankan menunjukkan 75% pelajar setuju belajar kedua-dua mata pelajaran ini dalam Bahasa Inggeris mendatangkan masalah pemahaman dan 77% setuju bahawa bahasa Melayu mampu menyampaikan mata pelajaran Matematik dan Sains dengan berkesan. Kajian ke atas guru pula mendapati 96% guru setuju pelajar semakin kurang minat dalam Sains dan Matematik diajar dalam Bahasa Inggeris. 98% guru juga bersetuju pelajar mempunyai masalah memahami Sains dan Matematik dalam Bahasa Inggeris.

Walaupun pelaksanaan PPSMI bermula semenjak 2003, Sekolah Rendah Jenis Kebangsaan Cina (SRJKC) menggunakan bahasa Cina dalam pengajaran dan pembelajaran Sains dan Matematik bukan bahasa Inggeris. Penggunaan bahasa Cina dan bahasa Inggeris pada pengajaran Matematik dan Sains di SRJKC dibenarkan oleh Tun Mahathir Muhammad yang merupakan Perdana Menteri pad masa itu disebabkan bantahan kuat dan permohonan daripada Dong Jiao Zong dan pertubuhan Cina yang lain. Namun (dalam Cheong Yuen Keong), kebayakan pertubuhan kaum Cina termasuk Dong Jiao Zong tetap menentang pelaksanaan PPSMI. Mereka membantah penggunaan bahasa asing iaitu bahasa Inggeris untuk mengajar Sains dan Matematik. Mereka berpandangan bahasa ibunda adalah bahasa pengantar yang paling berkesan untuk kedua-dua subjek itu. Dia Jiao Zong turut membantah pelaksanaan dasar dwibahasa itu kerana ia hanya adalah pelaksanaan sementara waktu. Pelaksanaannya bukan sahaja tidak memenuhi prinsip pendidikan, malahan melemahkan dan mengancam status quo bahasa Cina sebagai bahasa pengantar di SRJKC ( Dong Jiao Zong 2003; 2; 2007:19). Ibu bapa pelajar SRJKC pula bimbang dengan pelaksanaan dasar dwibahasa ini akan memberi kesan negatif dari aspek intelek dan rohani anak mereka. Hal ini disebabkan pelaksanaan dasar ini akan membebankan pelajar, menyebabkan mereka merasa bosan, jemu dan seterusnya menyebabkan mereka kebilangan minat dalam kedua-dua mata pelajaran ini. Dong Jiao Zong juga menyatakan bahawa beliau menyokong usaha kerajaan meningkatkan mutu bahasa Inggeris di kalangan rakyat, namun ia perlu dilaksanakan melalui subjek bahasa Inggeris dan berlandaskan prinsip pembelajaran bahasa.       

3.2 Sumber Isi Rumah

Sumber isi rumah termasuklah status sosioekonomi keluarga banyak mempengaruhi tahap pencapaian pelajar dalam pelbagai matapelajaran. Menurut Amir Hasan et.al (2009), latar belakang status sosioekonomi merangkumi aspek bilangan isi keluarga, pendapatan ibu bapa, pekerjaan ibu bapa dan aspirasi sesebuah keluarga, yang lazimnya dikaitkan dengan komponen teras sosial dan ekonomi. Banyak kajian yang dijalankan dan hasil kajian mendapati status sosioekonomi banyak mempengaruhi tahap pencapaian pelajar dalm matematik khususnya dan matapelajaran lain amnya.

Menurut artikel yang dikeluarkan oleh TIMMS & PIRLS International Study Centre, terdapat empat kunci utama yang mempengaruhi tahap pencapaian pelajar di sekolah iaitu, pendidikan ibu bapa, pekerjaan ibu bapa, bilangan buku di rumah dan ketersediaan dua sokongan pembelajaran iaitu sambungan internet dan mempunyai bilik sendiri. Kajian yang dijalankan merangkumi tiga tahap sumber isi rumah iaitu lebih sumber isi rumah, beberapa sumber isi rumah dan kurang sumber isi rumah.  Ciri-ciri sumber isi rumah adalah seperti berikut:

Lebih sumber isi rumah	·         Sekurang-kurangya salah seorang ibu bapa menamatkan pengajian diperingkat universiti dan seorang daripadanya bekerja dalam bidang professional. ·         Mempunyai lebih 100 buah buku di rumah. ·         Mempunyai kedua-dua ketersediaan sokongan pembelajaran.
Beberapa sumber isi rumah	·         Selain daripada ciri-ciri lebih sumber isi rumah dan kurang sumber isi rumah.
Kurang sumber isi rumah	·         Kedua-kedua ibu bapa tidak mempunyai pendidikan melebihi sekolah menengah atas dan kedua-duanya tidak bekerja dalam bidang professional. ·         Mempunyai kurang daripada 25 buah buku di rumah ·         Tidak mempunyai kedua-dua ketersediaan sokongan pembelajaran.

Tahap pendidikan ibu bapa dan pekerjaan ibu bapa merupakan salah satu kunci di dalam aspek sosioekonomi keluarga. Dalam artikel TIMMS & PIRLS International Study Centre, kajian yang dijalankan menunjukkan purata pencapaian pelajar dalam TIMMS 2011 lebih tinggi bagi pelajar yang mempunyai ibu bapa yang berpendidikan tinggi berbanding ibu bapa yang kurang berpendidikan. Kenyataan ini disokong oleh Amir Hasan et.al (2009) yang menyatakan pelajar dari kalangan statusekonomi yang tinggi mendapat pencapaian akademik yang lebih baik berbanding pelajar daripada status sosioekonomi yang rendah dan sederhana.

Menurut Dahl & Lochner (2012), pendidikan yang lebih tinggi membawa kepada kerjaya dalam profesion yang lebih tinggi, status sosioekonomi yang lebih tinggi, dan lebih banyak sumber isi rumah. Pendapatan keluarga juga telah terbukti mempunyai pengaruh yang kuat ke atas pencapaian pelajar dalam membaca dan matematik. Ibu bapa yang mempunyai pendidikan yang lebih tinggi sentiasa mempunyai kesedaran akan pendidikan anak-anak mereka dan sentiasa meletakkan jangkaan yang tinggi terhadap anak-anak mereka. Bagi membolehkan jangkaan mereka tercapai, mereka akan menyediakan pelbagai kemudahan yang lebih kepada anak-anak mereka agar mereka mendapat pendidikan yang secukupnya.

Bagi pelajar yang mempunyai ibu bapa yang kurang berpendidikan, taraf hidup mereka juga berkurang. Ada sesetengah pelajar dari golongan ini membuat kerja sambilan bagi membantu meringankan beban keluarga mereka. Tindakan ini menyebabkan pelajar mempunyai kurang masa untuk mengulangkaji pelajaran dan sekaligus menyebabkan pencapaian mereka dalam pelajaran rendah. Ibu bapa yang kurang pendidikan juga tidak mempunyai kesedaran yang tinggi akan tahap pendidikan anak-anak mereka. Mereka lebih banyak mendedahkan anak-anak mereka kepada kemahiran-kemahiran dalam membuat kerja dan bagaimana mendapatkan kewangan dengan mudah selain daripada mempunyai pendidikan dan pekerjaan yang baik.

“Children growing up in homes with many books get three year more schooling than children from bookless home.” (Kelly, J et al, 2010)

Bagi pelajar yang mempunyai banyak buku yang disediakan ibu bapa di rumah, pencapaian mereka dalam matematik lebih tinggi berbanding dengan pelajar yang mempunyai kurang buku di rumah. Walaupun jumlah buku yang terdapat di rumah bukan kesemuanya adalah buku ilmiah, sekurang-kurangnya ibu bapa menerapkan sikap rajin memabaca dalam kalangan anak-anak meeka. Membaca jambatan ilmu. Perumpamaan ini bersesuaian dengan pelajar yang lebih banyak membaca berbanding dengan pelajar yang kurang membaca. Dalam TIMSS, tahap pencapain mereka lebih tinggi. Sebaliknya bagi ibu bapa yang tidak mampu membelikan buku yang banyak kepada anak-anak mereka, tahap pencapaian mereka dalam TIMSS adalah rendah. Ketersediaan bahan bacaan di rumah begitu juga berkait rapat dengan pencapaian dalam Matematik dan Sains serta dalam membaca. Kajian oleh IEA bagi TIMSS telah menunjukkan bahawa secara konsisten bahawa pelajar dengan sejumlah besar buku di rumah mempunyai pencapaian yang lebih tinggi dalam matematik dan sains.

Bagi pelajar yang mempunyai kedua-dua ketersediaan sokongan pembelajaran iaitu sambungan internet di rumah dan mempunyai bilik sendiri, mereka mendapat purata pencapaian yang lebih tinggi dalam TIMSS berbanding dengan mereka yang hanya mempunyai hanya satu daripada kedua-dua ketersediaan dan juga mereka yang tidak mempunyai kedua-dua ketersediaan tersebut. Menurut Jackson et.al (2006), kanak-kanak yang menggunakan internet mempunyai skor yang lebih tinggi pada ujian standard pencapaian membaca dan GPAs tinggi daripada kanak-kanak yang kurang menggunakan internet. Hal ini berpunca daripada pengetahuan pelajar yang tinggi mengenai teknologi dan dunia tanpa sempadan yang banyak menghubungkan pelajar dengan pembelajaran. Malah ada sesetengah guru yang mengesyorkan agar pelajar mereka membuat latihan di alam maya. Bagi pelajar yang tidak mempunyai kemudahan ini, mereka ketinggalan dari segi teknologi.

Menurut hasil kajian yang dijalankan oleh Rohana, Nor Rashidah dan Zaidi (2009),  dengan mempunyai meja belajar sendiri, bilik sendiri dan komputer akan menjadi satu kelebihan kepada pencapaian mereka di sekolah. Seseorang pelajar yang mempunyai bilik sendiri mempunyai privasi mereka sendiri. Mereka boleh mengulangkaji dan membuat sesuatu kerja tanpa mendapat gangguan luar tidak pelajar yang berkongsi bilik dengan adik-beradik yang lain. Perkongsian bilik berlaku apabila taraf hidup kelurga mereka sederhana atau rendah di mana ibu bapa tidak mampu menyediakan bilik persendirian terutamanya apabila mempunyai ahli keluarga yang ramai. Perkongsian bilik mengganggu pelajar yang inginkan privasi dalam mengulangkaji pelajaran. Hal ini banyak menyebabkan keputusan pencapaian pelajar menurun dalam TIMSS dan sebagainya.

3.3 Masalah Pelajar dan Guru

TIMSS (Trends in International Mathematical and science study) anjuran International Association for the Evaluation of Educational Achievement (IEA) ini tujuannya adalah menfokuskan kepada isi kandungan kurikulum iaitu sains dan matematik. Tambahan pula, TIMSS ini juga untuk menguji yang apa yang hendak diajar dan apa yang dipelajari oleh murid yang melibatkan pelajar dalam gred 4 dan gred 8 (Tingkatan 2). Seperti yang diketahui kedudukan Malaysia di dalam sistem TIMSS ini semakin menurun sama ada dari segi matematik mahupun sains. Dimana kita lihat pelbagai masalah yang timbul sehingga menyebabkan prestasi dan kedudukan Malaysia merundum berbanding dengan negara-negara lain dimana mempunyai peningkatan demi tahun ke tahun. Beberapa kajian yang dilihat menyatakan bahawa terdapat beberapa faktor yang menyebabkan penurunan kedudukan TIMSS iaitu dari segi guru, pelajar, pengurusan dan lain-lain. Seperti yang kita tahu, guru dan pelajar memainkan peranan penting dalam melaksanakan sesuatu sistem yang melibatkan pendidikan. Tanpa mereka maka tiadalah pendidikan dan perancangan tersusun yang mampu melahirkan pendidikan yang mantap dan hebat.

Faktor yang pertama adalah berkaitan dengan guru iaitu kini kita lihat guru merupakan pendidik kepada para pelajar dimana memerlukan  pelbagai usaha demi mendidik anak bangsa. Apabila berkata mengenai guru mesti melibatkan kaedah pengajaran dan pembelajaran, pendekatan, pengurusan fizikal dan PdP dan lain-lain. Beberapa hasil kajian menunjukkan bahawa masalah berkaitan amalan strategi pengajaran yang kurang sesuai masih diamalkan walaupun telah banyak usaha, langkah dan pendekatan penambahbaikan yang dilaksanakan oleh KPM. Pada tahun 90-an, Jemaah Nazir Sekolah Persekutuan melaporkan bahawa terdapat lagi guru yang masih menggunakan teknik pengajaran yang lama walaupun pada abad kini. Sebagai contohnya, pengajaran berpusatkan guru, pengajaran bercorakkan ‘chalk and talk’, pengajaran yang tidak mengamalkan penerapan nilai-nilai murni dan berorentasikan peperiksaan. Kaedah-kaedah ini sepatutnya tidak sesuai digunakan oleh guru dalam kelas kerana kini merupakan zaman teknologi dan para pelajar sekarang ini semakin maju dan pandai. Seorang guru tersebut haruslah mengikut perkembangan semasa pendidikan supaya selari dengan perkembangan pelajar dan memudahkan urusan pengajaran dan pembelajaran.

Selain itu, terdapat guru menggunakan startegi pengajaran yang cenderung berorientasikan peperiksaan berbanding pengajaran yang menitikberatkan kemahiran berfikir. Dimana guru akan lebih fokus pada soalan-soalan peperiksaan sahaja yang lebih kepada menghafal. Sebagai contohnya, guru akan menggunakan pendekatan behaviorisme dan latih tubi yang berfokus kepada hafalan yang sering digunakan apabila hampir menjelang peperiksaan SPM. Hal ini tidak akan melahirkan para pelajar yang berfikiran kritis dan kreatif tetapi melahirkan pelajar yang kurang berfikir dan terbatas pemikirannya.

Menurut John Conway (1985) dalam Polya (1945) menyatakan bahawa tugas guru yang paling penting adalah membantu pelajar menyelesaikan masalah. Menurut Polya (1985), pelajar perlu belajar menyelesaikan masalah dengan kebolehan sendiri dengan bantuan dari guru dan sifat terlalu bergantung pada guru akan melemahkan daya pemikiran dan bakat pelajar seperti ‘spoon feeding’ dimana guru akan menyuap dari segi latihan, nota, pembelajaran dan lain-lain sehingga menyebabkan pelajar kurang berfikir dan hanya mengharapkan dari guru sahaja untuk memberi ilmu.

Menurut Gardner (2002), penyelesaian masalah adalah suatu proses yang dirancang untuk mencapai tujuan yang dikehendaki dalam sesuatu masalah dengan menggunakan pengetahuan dan pengalaman yang diperoleh. Menurut Kementerian Pelajaran Malaysia (2004), penguasaan kemahiran asas matematik pada tahap satu didapati belum memuaskan. Jika pelajar tersebut meneruskan pembelajarannya pada peringkat seterusnya akan menjadikan masalah ini lebih kompleks. Dapatan kajian TIMSS 2007 menunjukkan, kadungan item dan taraf ujian matematik banyak tertumpu kepada penyelesaian masalah rutin dan bukan rutin. Hal ini menunjukkan bahawa pelajar kita masih lemah dalam menguasai soalan penyelesaian masalah. Tambahan lagi, kajian video TIMSS (Hollingsworth,2003) mendapati bahawa hanya sedikit sahaja guru yang menggunakan masalah yang mencabar di dalam PdP dalam kelas.

Selain itu, terdapat beberapa kajian menunjukkan bahawa wujudnya perbezaan antara guru baru dan lama dimana dari segi Pengetahuan Pedagogi dan Kandungan (PPK). Di mana kita boleh lihat dalam kalangan para guru baru dan bakal guru amat bergantung kepada hafalan rumus, petua dan peraturan, tidak mampu memberi alasan berasaskan pengetahuan konseptual serta tidak berupaya menyelesaikan masalah yang memerlukan ‘dua peringkat atau proses’ penyelesaian. Manakala kalau kita melihat para guru yang berpengalaman pula mempamerkan PPK yang berpusatkan pelajar. Tambahan pula, terdapat segelintir guru yang mempunyai kurang pemahaman terhadap masalah yang dikemukan dan kurang pengetahuan untuk merancang strategi penyelesaian. Menurut Polya (1957) mengemukan satu model iaitu mempunyai empat langkah utama iaitu memahami masalah, memperolehi rancangan penyelesaian, menjalankan rancangan penyelesaian dan menyemak semula. Oleh itu, penggunaan model dari Polya ini mampu meningkatkan tahap pencapaian pelajar bagi subjek sains dan matematik jika guru melaksanaknnya dengan betul dan bersungguh.

Selain itu, pengalaman guru itu sendiri dalam mempelajari matematik di sekolah kurang menekankan kepada penyelesaian masalah, kaedah pengajaran yang kurang baik serta terlalu bergantung dengan buku teks (Aravena & Caamaño, 2009) akan menyebabkan berlakunya masalah kepada pelajar. Di samping itu juga, guru yang kurang kemahiran penyelesaian masalah akan gagal membimbing pelajarnya dalam menyelesaikan masalah (Judy Anderson,2008). Hal ini kerana kualiti pendidikan matematik dan sains sangat bergantung kepada guru dalam bilik darjah. Oleh itu, guru harus bersedia menerima perubahan dalam pengajaran dan pembelajaran. Menurut Azizi Hj. Yahya dan Elanggovan A/L m., Savarimuthu (2007) kepentingan fahaman konsep dalam bidang ini amat penting demi membentuk pembelajaran berkaitan penyelesaian masalah terutamanya matematik. Oleh itu, guru yang lemah konsep sains dan matematik dan strategi pengajaran telah menyebabkan pelajar mengalami masalah pembelajaran dalam sains dan matematik.

Terdapat kajian-kajian yang lepas menunjukkan bahawa pelajar mempunyai minat dan sikap yang positif terhadap sains dan matematik (Ghandiswari,2009). TIMSS 2007 melaporkan bahawa sikap dan minat pelajar terhadap sains dan matematik adalah tinggi manakala keyakinan diri mereka dalam bidang ini adalah rendah. Walaupun ramai pelajar mempunyai sikap dan minat yang tinggi tetapi terdapat beberapa faktor yang menyebabkan mereka layak mengambil aliran sains tetapi sebaliknya iaitu memilih untuk mengambil aliran lain. Antara faktornya adalah berkaitan dengan persepsi dan kerisauan pelajar terhadap pencapaian yang rendah serta kesukaran penguasaan konsep sains dan matematik yang lazimnya berkaitan dengan kaedah dan amalan P&P dalam sains dan matematik. Tambahan lagi, mereka menyatakan bahawa penilaian matapelajaran sains adalah ketat dan  kesukaran untuk mencapai keputusan yang cemerlang dalam matapelajaran sains dan matematik. Faktor yang kedua adalah para pelajar beranggapan bahawa kurikulum matapelajaran sains dan matematik sukar untuk dipelajari. Pemikiran seperti menyebabkan para pelajar berasa susah tentang apa-apa yang dipelajari kerana minda mereka telah diset bahawa subjek sains dan matematik ini sukar. Oleh itu, para pelajar ini tidak berani untuk mengambil aliran sains walhal subjek ini amat seronok untuk dipelajarinya.

Pengaruh rakan sebaya juga menjadi salah satu faktor yang menyebabkan mereka tidak mengambil aliran sains. Sebagai contohnya, terdapat segelintir pelajar yang kurang minat belajar ini akan menghasut rakan-rakan mereka atau menakutkan supaya tidak mengambil aliran sains kerana bagi mereka sangat sukar untuk belajar kedua-dua subjek tersebut. Bukan itu sahaja, malah terdapat segelintir ibubapa yang tidak kondusif terhadap sains dan matematik. Dimana ibu bapa ini tidak menggalakkan anak-anak mereka untuk mengambil aliran sains dan mengelakkan daripada anak-anak mereka rasa tertekan jika mempelajarinya. Selain itu, terdapat yang beranggapan bahawa peluang melanjutkan pengajian diperingkat tinggi adalah lebih kecil bagi pelajar lepasan jurusan sains. Hal ini kerana mereka kekurangan pengetahuan dan pendedahan berkaitan kerjaya graduan sains. Disini guru hendaklah memainkan peranan mereka dengan memberi pengetahuan dan bimbingan kepada para pelajar mengenai pemilihan kerjaya dalam bidang sains dan matematik supaya mereka nampak bahawa pekerjaan dalam bidang atau aliran sains ini sangat luas.

Ramai pelajar mengalami kesukaran pembelajaran dan mendapat pencapaian yang rendah dalam matapelajaran sains dan matematik. Hal ini kerana mereka beranggapan bahawa matapelajaran  sains dan matematik ini adalah sukar untuk dipelajari. Oleh itu, ini akan menimbulkan beberapa masalah yang akan dihadapi oleh para pelajar seperti kesilapan konsep dan miskonsepsi, kefahaman konsep sains dan matematik yang tidak mencukupi, kelemahan penguasaan pengetahuan sains dan matematik dan kesukaran membina dan menguasai konsepsi sains. Kesilapan konsep dan miskonsepsi ini sering berlaku didalam pembelajaran sama ada subjek sains, matematik dan lain-lain. Bagaimana perkara ini terjadi kerana pelajar salah menafsirkan definisi, konsep dan penyelesaian sehingga menyebabkan pengetahuan yang salah itu dibina terus dalam kognitif. Miskonsepsi adalah kesilapan yang dilakukan berulang-ulang. Dimana pelajar itu tidak tahu merdeka melakukan kesilapan kerana mereka menjawap persoalan berdasarkan kefahaman yang sedia ada. Sebagai contohnya, kita meminta pelajar menyatakan bentuk sebiji bola. Kebanyakkan mereka akan menyatakan bahawa bola berbentuk bulat padahal bola itu berbentuk sfera. Disini kita boleh lihat berlakunya miskonsepsi dalam matapelajaran matematik. Faktor seterusnya adalah kefahaman konsep sains dan matematik yang tidak mencukupi iaitu kefahaman konsep pada tahap yang rendah dan lemah. Hal ini berlaku kerana tiadanya pembelajaran masteri dimana pembelajaran ini akan memastikan semua pelajar akan menguasai objektif pembelajaran yang ditetapkan. Pembelajaran masteri ini melibatkan berpusatkan guru dan pelajar dimana guru akan memberi penerangan sedikt dan kemudian diikut dengan video,soalan dan lain-lain yang melibatkan pelajar. Sebagai contohnya, seorang guru akan menerangkan proses penghadaman kemudian guru akan meminta pelajar membuat carta organ, proses penghadaman mengikut kefahaman mereka atau mencari video untuk lebih jelas diterangkan. Dengan cara ini, kita dapat mengetahui tahap kefahaman sesuatu konsep itu terhadap pelajar itu.

Selain itu, para pelajar ini juga lemah dari penguasaan pengetahuan dalam matapelajaran sains dan matematik. Hal ini berlaku kerana tiadanya pembelajaran konstektual dimana pembelajaran ini akan mengaitkan ilmu yang dipelajari dengan pengalaman dan cara hidup kita seharian. Tambahan pula, pembalajran ini bukan semata-mata teori tetapi dikaitkan dengan kehidupan seharian supaya kita lebih jelas dengan apa yang kita pelajari. Sebagai contohnya, proses-proses pendidihan, penyejukan, penjelwapan dimana kita sering melakukan dalam kehidupan seharian dan guru itu hendaklah mengaitkan dengan pembelajaran pada masa itu. Seterusnya adalah kesukaran pelajar membina dan menguasai konsep sains iaitu seperti membuat hipotesis, pembolehubah, menganalisis data, dan lain-lain. Disini guru dan pelajar hendaklah mengatasi masalah ini dimana mereka hendaklah mengetahui kesalahan dan kelemahan mereka untuk menyelesaikan masalah ini.

Terdapat beberapa faktor yang boleh menentukan keupayaan pelajar dalam memahami konsep sains dan matematik. Antaranya adalah keupayaan pelajar membina dan menguasai konsepsi saintifik. Di sini guru haruslah menggunakan pembelajaran yang sesuai supaya pelajar dapat menguasai konsep yang saintifik tidak kira sama ada dari pembelajaran secara penemuan-penyiasatan dan lain-lain. Selain itu juga guru hendaklah mengetahui tahap pemikiran kognitif pelajar sama ada tahap pemikiran formal ataupun konkrit. Hal ini kerana jika guru mengetahui tahap pemikiran pelajar akan memudahkan guru menrancang pembelajaran dan pengajaran. Sebagai contohnya, guru memberi analogi kepada pelajar bagi pengetahuan yang abstrak supaya memudahkan pelajar mengingatinya. Tambahan pula, kemahiran proses sains yang lemah akan menyebabkan murid akan menjadi lemah dari segi kemahiran sains seperti membuat hipotesis,pembolehubah dan lain-lain. Selain itu, terdapat juga guru tidak tahu menggunakan teknik yang betul dalam beberapa kemahiran proses sains. Sebagai contohnya, penitratan antara asid dan bes dengan menggunakan teknik yang salah. Hal ini akan menyebabkan pelajar tidak dapat menguasai konsep dan teknik sains yang betul. Oleh itu, setiap guru dan pelajar hendaklah mengetahui kelemahan mereka ketika menjalankan PdP di dalam kelas dan memberi kerjasama supaya misi menaikkan kedudukan TIMSS Malaysia ini akan terdapat peningkatan dari tahun ke tahun.

3.4 Corak Pendidikan Malaysia

Pendidikan memainkan peranan penting dalam perkembangan ekonomi dan pembangunan sesebuah negara. Untuk itu, proses pembelajaran dan pengajaran yang berlaku di dalam bilik darjah merupakan penentu utama kejayaan masa depan negara. Dalam ekonomi global masa kini, kejayaan sesebuah negara bergantung pada pengetahuan, kemahiran dan kompetensi yang dimiliki oleh rakyatnya. Maka tidak menghairankan sekiranya sesebuah negara yang mempunyai rakyat berpendidikan tinggi mampu menjana ekonomi dengan pesat demi kemakmuran negara. Pendidikan juga merupakan asas pembentukan negara bangsa yang bersatu padu. Melalui pendidikan, individu berpeluang meningkatkan kualiti hidup, menjadi ahli masyarakat yang berjaya, serta aktif menyumbang kepada pembangunan negara (Pelan Pembangunan Pendidikan Malaysia 2013-2025).

Tahap pencapaian pelajar dalam peperiksaan utama di Malaysia seperti UPSR, PMR dan SPM dilihat semakin meningkat saban tahun. Walaupun prestasi murid di Malaysia meningkat sejak beberapa dekad lalu, namun terdapat risiko jurang pencapaian sistem pendidikan Malaysia dengan negara lain semakin lebar. Menurut Pelan Pembangunan Pendidikan Malaysia (PPPM) 2013-2025, risiko itu boleh dilihat melalui pentaksiran antarabangsa terbaharu dikeluarkan oleh Kajian Trend Pendidikan Matematik dan Sains Antarabangsa (TIMSS). Berdasarkan keputusan TIMSS 2011, 35 peratus dan 38 peratus murid Malaysia gagal mencapai tahap kemahiran minimum dalam Matematik dan Sains, iaitu kenaikan dua hingga empat kali ganda berbanding tujuh dan 13 peratus pada 1999. Melalui artikel Malaysian Insider, Lim Kit Siang juga menyatakan terdapat kepincangan dalam sistem pendidikan negara kerana Malaysia hanya mampu bersaing semasa warga sahaja namun tidak dapat bersaing dengan pelajar negara lain bahkan apa yang menyedihkan ialah beberapa orang pelajar terbaik malaysia hanya setaraf dengan pelajar sederhana negara Korea.

Apabila membandingkan Malaysia dengan Singapura. Negara yang terkenal dengan tarikan Universal Studio itu jauh lebih baik prestasinya dalam pentaksiran TIMSS berbanding Malaysia. Markah purata yang saban tahun juga sentiasa melebihi markah purata yang ditetapkan oleh TIMSS. Memilih Singapura dalam membuat perbandingan ada rasionalnalnya. Di samping rekod purata markah yang sentiasa berada di peringkat atasan, Singapura juga telah di iktiraf sebagai negara yang mempunyai sistem pemdidikan terbaik dunia pada tahun 2010. Faktor corak pendidikan yang merangkumi tiga aspek yang menyumbang kepada penurunan prestasi dalam TIMSS iaitu buku teks, tahap penilaian pelajar dan dasar kerajaan.

3.4.1 Buku Teks

Amnya, pengajaran dan pembelajaran di Malaysia yang berorientasikan peperiksaan. Menurut Zul Fikri, (2013) pengajaran disediakan untuk peperiksaan terutamanya PMR dan UPSR. Guru-guru dilihat lebih memberi fokus kepada pembelajaran atau tajuk yang ditanya dalam peperiksaan SPM dan PMR. Manakala bagi tajuk-tajuk yang tidak ditanya dalam peperiksaan akan dipandang ringan tanpa mengambil tahu sama ada pelajar dapat memahaminya dengan baik ataupun sebaliknya. Maka tidak hairan, buku teks matematik pelajar Malaysia lebih berteraskan latih tubi dan langkah demi langkah penyelesaian sesuatu masalah. Hal ini kerana, para guru berpendapat jika seseorang pelajar itu rajin dan banyak membuat soalan latihan yang mengandungi pelbagai bentuk soalan ramalan, mereka akan memperoleh keputusan yang cemerlang. Maka dengan mudahnya pelajar yang mendapat keputusan cemerlang diberi fokus lebih dan malangnya pemantauan ke atas pelajar-pelajar corot secara sengaja atau tidak, dijadikan prioriti kedua. Jika pendidikan terus berorientasikan peperiksaan, tidak dinamik serta tidak berteraskan perkembangan ilmu untuk menghasilkan pemikiran kritis.

Selain itu, soalan-soalan PMR dan UPSR tidak dinafikan telah diterapkan elemen-elemen penyelesaian masalah dengan kritis seperti KBKK, tetapi peratus soalan-soalan sedemikian hanya sedikit. Hal ini membenarkan pelajar-pelajar menggarap markah sepenuhnya melalui soalan-soalan awal yang hanya memerlukan penghafalan fakta dan sebagainya. Sub-soalan KBKK yang lebih mendalam di penghujung soalan utama boleh diabaikan atau ditinggalkan tanpa menjejaskan markah keseluruhan pelajar ataupun menggagalkan pelajar.

Seterusnya, pembelajaran secara hafalan merupakan pendekatan utama dan dianggap sebagai strategi terpenting dalam menghadapi peperiksaan (Tengku Zawawi, 2005). Di mana Tengku Zawawi mendapati, pelajar menghafal sesuatu konsep yang mereka tidak faham kemudian meluahkan bulat-bulat di atas kertas atau cara lain tanpa pemahaman yang sebenarnya. Kajian mendapati antara punca kepada kemerosotan pencapaian Malaysia dalam TIMSS ialah soalan dalam ujian TIMSS yang menjadi penanda aras tahap pendidikan antarabangsa berbentuk kemahiran berfikir aras tinggi, iaitu bukan mengingat sesuatu fakta, tapi bagaimana hendak menggunakannya. Seperti yang kita tahu, bentuk soalan-soalan ujian TIMSS menekan kemahiran aplikasi dan analisis. Jika pelajar Malaysia tidak diterapkan atau dilatih dengan kemahiran ini, mereka tidak akan dapat menjawab dan menyelesaikan soalan ujian TIMSS dengan baik. 

Namun berlainan pula fenomenanya di Singapura kerana American Institute of Research (2005) menyatakan bahawa buku teks yang dikeluarkan oleh singapura membina pemahaman tentang konsep yang mendalam melalui kepelbagaian kaedah penyelesaian dan ilustrasi konkrit bagi konsep-konsep matematik yang abstrak.

3.4.2 Tahap Penilaian

Di Malaysia pelajar akan di nilai dengan beberapa peperiksan penting sebelum boleh ke peringkat yang seterusnya. Antara peperiksaan penting ialah UPSR, PMR, SPM,dan STPM sebelum ke peringkat pengajian tinggi.

Hal ini menyebabkan psikologi pelajar terlatih untuk menerima tekanan bahawa terdapat peperiksaan penting yang perlu mereka hadapi pada setiap peringkat umur. Maka fokus mereka akan menjurus kepada soalan-soalan yang akan ditanya pada peperiksaan tersebut. Lantaran itu, guru juga turut mengambil jalan pintas yang mana mereka lebih menekankan topik-topik yang akan ditanya dalam peperiksaan berdasarkan analisis bentuk-bentuk soalan ramalan. Disebabkan keberhasilan pengajaran guru dinilai melalui prestasi pelajar maka guru-guru akan melatih pelajar untuk menjawab soalan pada topik tertentu sahaja dan mengabaikan topik lain yang mungkin tidak ditanya dalam peperiksaan semasa. Oleh yang demikian, teknik penghafalan menjadi pilihan tepat berbanding pemahaman konsep yang mendalam.

Singapura, pelajar mereka akan menghadapi 2 peperiksaan sebelum ke peringkat pengajian tinggi iaitu Primary School Leaving Education ( PSLE) dan juga O-level atau A-level. Merujuk kepada peringkat sekolah menengah, pelajar singapura hanya perlu fokus kepada O-level atau A-level yang merangkumi isi pembelajaran selama 5 tahun. Oleh yang demikian, guru mereka lebih menekankan kepada pemahaman konsep yang mendalam agar mereka dapat menjawab apa jua bentuk soalan.