Doktorgradsavhandlingen gransker den faglige emnedimensjonen i den internasjonale studienTrends in International Mathematics and Science Study (TIMSS) for å utfordre to overordnede spørsmål: «Hvilke fagspesifikke profiler kan vi få om elevenes styrker og svakheter, samt om lærernes dekning av emner, ved å oppdele TIMSS i sine oppgaver og svar?» og «Hvorfor er forholdet mellom naturfagsprestasjoner og lærerens dekning av emner tilsynelatende så svak i TIMSS?» Avhandlingen består av fire artikler (Del II) og kappen som diskuterer overordnede problemstillinger (Del I). Artikkel 1 undersøker den norske elevpopulasjonens styrker og svakheter over områder og emner i naturfagsprøven i TIMSS 2011, sammenlignet med andre emner og med de internasjonale gjennomsnittene. Artikkel 2 undersøker mønstre i de norske naturfagslærernes dekning av innholdet i TIMSS 2015 i 8. og 9. trinn. Artikkel 3 undersøker hvor sensitiv rangeringen av land etter naturfagsprestasjon i TIMSS 2015 er til forskjeller i innholdsdekning på klassenivå. Artikkel 4 undersøker hvor sensitiv TIMSS 2015- naturfagsoppgavene er til norske naturfagslærers innholdsdekning i 8. og 9. trinn. Statistiske analyser i Artiklene 1, 2 og 4 bruker forklarende Item Response Teori i rammen av generalisert flernivåmodellering. Generelle funn fra studiene antyder variasjon i naturfagsprestasjoner på tvers av emner (Artikkel 1) og i skolenes mønstre i innholdsdekning (Artikkel 2). Til tross for variasjon i prestasjon og innholdsdekning er TIMSS-testen lite sensitiv for varierende innholdsdekning (innenfor et trinn) innenfor og mellom land når prestasjoner og innholdsdekking blir aggregert til hele faget (Artikkel 3). Kun responsnivå-analyser fanger opp sensitivitet av innholdsdekning (Artikkel 4), noe som tyder på at en finkornet analyse er nødvendig for å fange opp undervisning når testen er utviklet med en viss abstraksjon fra undervisningen. Avhandlingen diskuterer også mulige problemer med indikatorene i TIMSS for dekning av emner. Avhandlingen tilhører feltet for kvantitative analyser av internasjonale storskalaprøver. Arbeidet ble utført ved Centre for Educational Measurement (CEMO), under Det utdanningsvitenskapelige fakultet ved Universitetet i Oslo.