PISA-tutkimuksessa matematiikan osaamisella (mathematical literacy) tarkoitetaan oppilaiden kykyä eritellä, perustella ja viestiä ajatuksiaan tehokkaasti, kun he asettavat, muotoilevat, ratkovat ja tulkitsevat matemaattisia ongelmia erilaisissa tilanteissa. Lähestymistapa korostaa matemaattisen tiedon soveltamista yhteyksissä, jotka edellyttävät asioiden ymmärtämistä, pohtimista ja perustelemista. Tällöin tarvitaan tietenkin myös matematiikan perustietoja ja -taitoja, kuten faktatietoutta, terminologian tuntemista, käsitteiden hallintaa sekä laskutoimitusten ja ratkaisumenetelmien käyttötaitoja. Matematiikan osaaminen määritellään PISAssa seuraavasti (OECD 2003): Matematiikan osaaminen tarkoittaa yksilön kykyä havaita ja ymmärtää matematiikan merkitys ympäröivässä maailmassa, tehdä perusteltuja matemaattisia päätelmiä ja käyttää matematiikkaa nykyisten ja tulevien elämäntilanteidensa tarpeita vastaavasti, asioista välittävänä ja rakentavasti ajattelevana kansalaisena.
Matematiikan tehtävien laadintaa PISAssa on ohjannut kolme jäsentävää tekijää: matematiikan sisällöt, matematiikan prosessit sekä tilanteet, joihin tehtävät on sijoitettu. Osaamisen kannalta olennainen osatekijä on matemaattinen sisältöaines. Sisällöt määritellään neljän sisältökokonaisuuden avulla, jotka ovat määrällinen ajattelu, tila ja muoto, muutos ja yhteydet sekä epävarmuus. Matematiikan prosesseihin kuuluvat esimerkiksi matemaattisen kielen käyttö, suoritusmenetelmien käyttö, ajattelun taidot, ongelmanratkaisutaidot sekä apu- ja työvälineiden käyttö, ja niistä on muodostettu kolme laajempaa kategoriaa: tietäminen ja perusmenetelmien käyttö, tiedon yhdistäminen ja tulkinta sekä pohdinta, perustelu ja yleistäminen. Lisäksi koetehtävät on sijoitettu erityyppisiin käyttötilanteisiin, joita PISA määrittelee neljä: yksityinen, julkinen, ammatillinen ja tieteellinen.
|