Jednym z elementów przygotowania badania głównego było badanie pilotażowe. W Polsce przeprowadzono je w marcu i kwietniu 2022 r. na terenie trzech województw – mazowieckiego, łódzkiego i dolnośląskiego. W badaniu TIMSS mierzy się poziom wiadomości i umiejętności matematycznych i przyrodniczych uczniów. Test komputerowy sprawdza, jaką wiedzą i umiejętnościami, zdobytymi zarówno w szkole, jak i poza nią, dysponują uczniowie. Badanie odbyło się w 36 szkołach podstawowych. W I etapie badania wzięło udział 1059 uczniów, 35 dyrektorów szkół, 119 nauczycieli przyrody i matematyki oraz 1109 rodziców.
Uczniowie, w specjalnie do tego przygotowanym oprogramowaniu, rozwiązywali zadania z matematyki i przyrody, a następnie odpowiadali na pytania w krótkiej ankiecie.
Dyrektorzy szkół wypełniali on-line ankietę o zasobach swojej szkoły, zasadach pracy dydaktycznej i wychowawczej oraz o roli zawodowej. Natomiast nauczyciele matematyki i przyrody badanych oddziałów klasowych wypełniali ankietę o kulturze pracy swojej szkoły, programie i metodach nauczania matematyki i przyrody, sposobach oceniania osiągnięć, a także o swoim wykształceniu i karierze zawodowej. Rodzice lub prawni opiekunowie uczniów objętych badaniem wypełniali ankietę dotyczącą rozwoju dziecka, wczesnej edukacji domowej, zasobów wspierających uczenie się dziecka i opinii o szkole ich dziecka.
Po zebraniu wyników ze wszystkich szkół przeprowadzono wieloetapowy proces kontroli spójności danych. Odbyło się również kodowanie odpowiedzi uczniowskich i wprowadzanie danych z kwestionariuszy rodziców.
W pierwszym etapie badania na podstawie danych przesłanych przez wszystkie kraje biorące udział w badaniu międzynarodowe konsorcjum przeprowadza analizy, które są podstawą decyzji dotyczących ostatecznego kształtu narzędzi badawczych oraz procedur stosowanych w badaniu głównym.
