מאז שנת 1999, ואפילו לפני כן, ישראל מדורגת בעקביות בתחתית רשימת המדינות המפותחות במבחנים בין-לאומיים מסוימים – לרבות TIMMS, PISA ו-PIRLS – המייצגים טווח רחב של מקצועות ושכבות גיל לאורך שנים רבות. הדירוג הנמוך מתייחס הן להישגים הממוצעים של כלל התלמידים והן לפערים הגדולים בין הישגי התלמידים החזקים ביותר לאלו של התלמידים החלשים ביותר. במילים אחרות, בהשוואה לתלמידי מדינות אחרות, חלק קטן יותר מתלמידי ישראל משיגים תוצאות גבוהות במיוחד במבחנים, וחלק גדול יותר מקבלים ציונים נמוכים.
רבים סבורים כי חלה הידרדרות בהישגיהם של התלמידים הישראלים במבחנים הבין-לאומיים מאז תחילת המאה, בהתבסס על הדירוג הבין-לאומי של ישראל. אולם סברה זו מתעלמת מכך שמספר המדינות המשתתפות במבחנים ונכללות בדירוג משתנה ממבחן למבחן, והשינוי משפיע על הדירוג היחסי של ישראל. מתוך 26 מדינות שהשתתפו בכל מבחני PISA, ישראל מדורגת במקום התשיעי מבחינת השיפור בדירוג ובמקום הרביעי מבחינת השיפור בהישגי התלמידים בין 2000 ל-2012 – ולעומת זאת מדינות אחרות, ובהן ארצות הברית, הידרדרו בדירוג. תמונה דומה מצטיירת במגמות במבחני PIRLS: ישראל מדורגת במקום החמישי מבחינת שיפור הציונים ובמקום הרביעי מבחינת שיפור הדירוג בין 2000 ל-2011. בנייר מדיניות חדש בנושא חשיבותם של המבחנים הבין-לאומיים למערכת החינוך טוען נחום בלס, חוקר חינוך ראשי במרכז טאוב, שבהשוואה למתרחש במדינות אחרות הישגי התלמידים ישראל לא רק שלא הורעו, אלא אף השתפרו.
לדברי בלס, הציפייה לתוצאות גבוהות יותר במבחנים הבין-לאומיים מבוססת בעיקרה על גאווה לאומית בנוסח "עם הספר", אולם בחינה של המשתנים המשפיעים על הישגי התלמידים במבחנים מסוג זה עשויה להסביר את התוצאות הנמוכות יחסית (שכאמור חל בהן שיפור מסוים). משתנים אלו כוללים את גודל הכיתה, את משכורות המורים ואת תקציב החינוך של המדינה ביחס לתמ"ג.
הכיתות בישראל גדולות יותר בממוצע מהכיתות ב-OECD. כפי שמראה הלוח הבא, מספר התלמידים בכיתה בחינוך היסודי גבוה משמעותית בהשוואה לממוצע ב-OECD, ועומד על 27.9 תלמידים. במדד התלמידים בכיתה בחטיבות הביניים, רק בקוריאה מספר התלמידים הממוצע בכיתה גבוה יותר. כבר נכתב רבות על הקשר בין גודל הכיתה להישגים החינוכיים. גם אם הקשר בין שני המשתנים לא הוכח באופן חד-משמעי, סביר להניח כי כיתות גדולות יותר מקשות את עבודתם של המורים, וכי הן מורידות את איכות הסביבה הלימודית עבור התלמידים.
נוסף לכך, המחקר מראה כי נקודת הפתיחה של ישראל נמוכה יחסית גם בתחום השכר המשולם למורים. שכר המורים הוא אחד הגורמים החשובים ביותר לגיוס כוח אדם איכותי להוראה ולשמירה על יציבותו. אלא שהשכר של מורים נמוך בהשוואה בין-לאומית, למרות העלייה שחלה בו בשנים האחרונות, והוא נמוך גם בהשוואה לשכרם של עובדים אקדמאים אחרים במשק. ב-2012 הרוויח מורה מתחיל בעל תואר ראשון בחינוך היסודי בישראל 67% משכרו הממוצע של מורה בעל מאפיינים דומים ב—OECD. בתוספת ותק היחס השתפר מעט לטובת ישראל ועמד על 88% משכרו של מורה ב-OECD. בחטיבה העליונה הפער אף רחב יותר: 59% ו-72%, בהתאמה.
קריטריון נוסף לבחינת המצב הוא גובה ההוצאה לתלמיד ביחס לתמ"ג לנפש. ב-2011 עמדה ההוצאה לתלמיד בגן ביחס לתמ"ג לנפש בישראל על 13%, לעומת ממוצע של 21% ב- .OECD ההוצאה לתלמיד בחינוך העל-יסודי עמדה על 19%, לעומת 26% בממוצע ב- .OECDרק בחינוך היסודי היחס בין ההוצאה לתלמיד לתמ"ג לנפש בישראל וב-OECD היה זהה, ועמד על 23%.
בין 2005 ל-2011 עלתה ההוצאה לתלמיד בחינוך הקדם-יסודי ובחטיבות הביניים ביחס לתמ"ג לנפש, מפני שההוצאה על רמות חינוך אלו נותרה יציבה למדי לאורך התקופה ואילו התמ"ג עלה. לעומת זאת, ההוצאה על בתי הספר היסודיים עלתה בשיעור גבוה יותר מהעלייה בתמ"ג (כנראה בשל הסכמי השכר "אופק חדש" שנחתמו ב-2008).
בהקשר זה חשוב לציין ששיעור הפריון בישראל גבוה בהרבה מהממוצע ב-OECD (3.0 ילדים לאישה לעומת 1.7, בהתאמה). לפיכך, לישראל יהיה קשה הרבה יותר להקצות לכל תלמיד סכום דומה ל-OECD. ישראל הגדילה באופן ניכר את ההשקעה בחינוך בתחילת שנות האלפיים, אולם הגידול הנרחב באוכלוסיית התלמידים החליש את השפעת הגידול בחישוב ההקצאה לתלמיד.
לאור התנאים המפורטים לעיל, אין סיבה לצפות שהתלמידים הישראלים יגיעו להישגים גבוהים יותר במבחנים הבין-לאומיים. לצד זאת, השאלה האמיתית היא אם קובעי המדיניות ומובילי הדעה (בישראל ובעולם כולו) צריכים לייחס חשיבות כה רבה למבחנים הבין-לאומיים, ובפרט לדירוגה של מדינתם ברשימת הציונים. האם ציונים גבוהים במבחנים הבין-לאומיים חוזים למדינה מסוימת עתיד כלכלי טוב יותר?
המחקר מצא כי אין קשר מוכח בין ההישגים במבחנים הבין-לאומיים בעבר לביצועיהן הכלכליים של מדינות בהווה. כך למשל המתאם בין תוצאות התלמידים במדינות שונות במבחני SIMS (הבוחנים את רמת התלמידים במתמטיקה) בשנת 1985 ובין התוצר לנפש באותן המדינות ב-2010 היה שלילי ושואף לאפס (0.09-). נתון זה מצביע על כך שהידע שנרכש במערכת החינוך הוא רק אחד ממרכיבים רבים המשפיעים על הכלכלה העתידית. כמו כן, תוצאות המבחנים הבין-לאומיים אינן משקפות בהכרח את רמת הידע של התלמידים.
במקום העיסוק המופרז במבחנים הבין-לאומיים, מציע בלס להעניק משקל גדול יותר למדדים אחרים להצלחת מערכת החינוך. אף שמערכות חינוך במדינות אחרות מביאות את התלמידים להישגים גבוהים בהרבה במבחנים הבין-לאומיים, ולמרות כל בעיותיה של מערכת החינוך המקומית, הישגי החברה הישראלית בתחומי הכלכלה, התרבות והמדע (לרבות זכיות בפרס נובל) מעידות על הצלחתה היחסית.
בוגרי מערכת החינוך בישראל רושמים פטנטים רבים למדינות אחרות – נתון המעיד גם הוא על חדשנות ויצירתיות. ב-2008 דורגה ישראל במקום השלישי בעולם ברשימת מספר הפטנטים לכל מיליארד דולר תמ"ג, והובילה בהפרש ניכר על פני מדינות שהישגי תלמידיהן במבחן SIMS ב-1985 עלו על אלו של ישראל. בארצות הברית למשל, שציון תלמידיה ב-1985 היה גבוה משל ישראל בנקודה וחצי, נרשמו ב-2008 רק 1.12 פטנטים ביחס למיליארד דולר תמ"ג, לעומת 2.58 בישראל.