PISA 2006 Die Ergebnisse für Deutschland Sondersitzung der

PISA 2006 Die Ergebnisse für Deutschland Sondersitzung der KMK am 4. Dezember 2007, Berlin

Einleitung § Das „Programme for International Student Assessment“ § § § (PISA) ist eine Vergleichsstudie der OECD PISA wird in Deutschland im Auftrag der KMK durchgeführt. An PISA 2006 nahmen ca. 400. 000 zufällig ausgewählte fünfzehnjährige Jugendliche aus 57 Staaten teil. Hauptfragestellung: Wie gut sind fünfzehnjährige Jugendliche auf die Anforderungen der Wissensgesellschaft vorbereitet?

Teilnehmer 2006: 30 OECD- und 17 Partner-Staaten Argentinien Aserbaidschan Australien Belgien Brasilien (Bulgarien) Chile Dänemark Deutschland Estland Finnland Frankreich Griechenland Hongkong-China Indonesien Litauen Slowakische Republik Irland Luxemburg Slowenien Island Macao-China Spanien Israel Mexiko Taiwan (R. O. C. ) Italien Neuseeland Thailand Japan Niederlande Tschechische Republik Jordanien Norwegen Tunesien Kanada Österreich Türkei Kasachstan Polen Ungarn Katar Uruguay Kirgisische Republik. Portugal Russische Föderation. Vereinigte Staaten Kolumbien Rumänien Vereinigtes Königreich Korea Schweden Kroatien Schweiz Lettland Serbien und Montenegro Liechtenstein Zur Erinnerung: PISA 2000: 30 OECD- und 2 Partnerstaaten PISA 2003: 30 OECD- und 11 Partnerstaaten

PISA 2006: Stichproben in Deutschland PISA-I: internationaler Vergleich 225 Schulen mit je 25 Fünfzehnjährigen (N = 4891) PISA-BS: Bildungsstandards 225 Schulen mit zwei kompletten 9. Klassen (N = 9577) PISA-E: Vergleich der Bundesländer zusätzlich 1. 307 Schulen

Naturwissenschaftliche Kompetenz

Konzeption des Naturwissenschaftstests von PISA 2006

Kontexte des Naturwissenschaftstest (Beispiele) Persönlich (Selbst, Familie) Sozial (Gesellschaft) Global (Leben weltweit) Gesundheit Erhaltung der Gesundheit Kontrolle von Krankheiten Epidemien Natürliche Ressourcen Persönlicher Energieverbrauch Energieversorgung Erneuerbare und nicht-erneuerbare Ressourcen Benutzung und Entsorgung von Materialien Abfallbeseitigung und Entsorgung Reduzierung der Umweltverschmutzung Umwelt Gefahren Natürliche vs. vom Erdbeben, Unwetter & Menschen Erosion, Klimaveränderung verursachte Risiken Sedimentation Grenzen von Technologie im Naturwissenschaft persönlichen Umfeld und Technik Neue Materialien, Genmanipulation, Waffentechnologie Erforschung des Weltalls (Ursprung und Struktur)

Teilkompetenzen des Naturwissenschaftstests Naturwissenschaftliche Fragestellungen erkennen § Fragestellungen erkennen, die naturwissenschaftlich untersucht werden können § Schlüsselwörter für die Suche nach naturwissensch. Informationen identifizieren § Grundlegende Eigenschaften einer Untersuchung verstehen Naturwissenschaftliche Phänomene erklären § Naturwissenschaftliches Wissen in einer Situation anwenden § Phänomene beschreiben, erklären und Änderungen vorhersagen § Angemessene Beschreibungen, Erklärungen und Vorhersagen erkennen Naturwissenschaftliche Evidenz nutzen § Naturwissenschaftliche Belege interpretieren, Schlussfolgerungen ziehen und kommunizieren § Annahmen, Belege und Argumentationen erkennen, die zu Schlussfolgerungen führen § Die gesellschaftliche Bedeutung von Naturwissenschaften und Technik reflektieren

Die Vier Wissenssysteme des Naturwissenschaftstests von PISA 2006 (mit Beispielen)

Internationale Ergebnisse Naturwissenschaften (alle OECD-Staaten)

Perzentilbänder für die naturwissenschaftliche Kompetenz

Schüleranteile unter/auf Kompetenzstufe I beziehungsweise über/auf Kompetenzstufe V

Teilkompetenzen des Naturwissenschaftstests Die Schülerinnen und Schüler in Deutschland erreichen folgende Ergebnisse in den Teilskalen § Naturwissenschaftliche Fragestellungen erkennen: 510 Punkte § Naturwissenschaftliche Phänomene erklären: 519 Punkte § Naturwissenschaftliche Evidenz nutzen: 515 Punkte

Ergebnisse auf der Gesamtskala Naturwissenschaften für Deutschland

Perzentilbänder für die naturwissenschaftliche Kompetenz nach Schulart

Prozentuale Verteilung der Schülerinnen und Schüler auf die Kompetenzstufen nach Schulart

Die Veränderung der naturwissenschaftlichen Kompetenz in Deutschland von PISA 2000 bis PISA 2006 d = 0. 12 d = 0. 06 d = 0. 17

Zentrale Ergebnisse für Deutschland § Die naturwissenschaftliche Kompetenz der Schülerinnen und Schüler liegt mit 516 Punkten signifikant über dem OECDDurchschnitt § Die Streuung der naturwissenschaftlichen Kompetenz ist im internationalen Vergleich immer noch relativ groß § In Deutschland befinden sich 15. 4 % der Jugendlichen auf oder unter der Kompetenzstufe I (OECD: 19. 2%) § 11. 8 % der Schülerinnen und Schüler sind den Kompetenzstufen V und VI zugeordnet (OECD: 9. 0 %) § PISA 2006 zeigt für Deutschland im Bereich der Naturwissenschaften ein deutliche Verbesserung im Vergleich zu PISA 2000 und PISA 2003, und zwar im internationalen Vergleich wie im inhaltlichen Können, und über das gesamte Kompetenzspektrum

Interesse an den Naturwissenschaften

Beschreibung der untersuchten Teilstichproben hochkompetenter Jugendlicher (das obere Viertel der Leistungsverteilung)

Verteilungen hochkompetenter Jugendlicher auf Interessenquartile in ausgewählten Staaten

Zentrale Ergebnisse § Für das Ziel, Nachwuchs für naturwissenschaftlichtechnische Berufsfelder zu gewinnen, reicht das Verständnis naturwissenschaftlicher Konzepte und Vorgehensweisen alleine nicht aus § Viele der naturwissenschaftlich hochkompetenten Jugendlichen interessieren sich stark für die Naturwissenschaften – aber ein beträchtlicher Anteil interessiert sich wenig § Die Unterrichtswahrnehmung (Anwenden und Modellieren) ist ein relevanter Prädiktor für das Interesse an den Naturwissenschaften § In Deutschland besteht kognitives Potential für die Naturwissenschaften, das motivational noch erschlossen werden kann

Unterricht in den Naturwissenschaften

Rahmenbedingungen: Materielle und personelle Ressourcen im internationalen Vergleich

Schulische Ressourcen und Kontinuität des naturwissenschaftlichen Unterrichts in Deutschland nach Schularten NW-Unterricht steht für Unterricht in den naturwissenschaftlichen Fächern Biologie, Chemie und Physik oder im Fach Naturwissenschaften.

Fragestellungen zum Unterricht § Einschätzung der Lernzeit für Naturwissenschaften § Häufigkeitseinschätzungen von kompetenzförderlichen Unterrichtsaktivitäten: - Interaktives Lehren und Lernen Experimentieren Forschen lernen Naturwissenschaftliches Modellieren und Anwenden § Untersuchung der Mischung von Unterrichtsaktivitäten (Unterrichtsmuster) § Untersuchung des Zusammenhang mit Kompetenz und Interesse

Prozentangaben für Lernzeiten in den Naturwissenschaften

Zusammenhang zwischen Unterrichtszeit und naturwissenschaftlicher Kompetenz Regressionsmodelle unter Kontrolle von ESCS. Mit p <. 05 signifikante Werte sind fettgedruckt.

Unterschiedliche Muster naturwissenschaftlichen Unterrichts

Zentrale Ergebnisse § Die Unterrichtszeit ist eine wichtige Bedingung für den Aufbau der naturwissenschaftlichen Kompetenz § Unterrichtsschwerpunkte liegen in Deutschland auf Interaktionen und Experimenten und etwas weniger auf Forschen und Anwenden § Beträchtliche Unterschiede in den Unterrichtszugängen (Mustern) zwischen und innerhalb von Staaten § Unterrichtszugang, der das Entwickeln eigener Ideen, das Ziehen von Schlüssen aus Experimenten und das Anwenden betont, ist günstig für die Entwicklung von Kompetenzen und Interessen

Lesekompetenz

Lesekompetenz im internationalen Vergleich

Prozentuale Schüleranteile unter oder auf Kompetenzstufe 1 bzw. auf Kompetenzstufe 5

Verteilung der Schülerinnen und Schüler auf die Kompetenzstufen nach Schulart IG = Integrierte Gesamtschule; MBG = Schule mit mehreren Bildungsgängen

Lesekompetenz in Deutschland nach Schulart IG = Integrierte Gesamtschule; MBG = Schule mit mehreren Bildungsgängen

Veränderung der Lesekompetenz

Zentrale Ergebnisse für Deutschland § Der Mittelwert der Schülerinnen und Schüler liegt mit 495 Punkten im Bereich des OECD-Durchschnitts (492) § Die Lesekompetenz von einem Fünftel der Schülerinnen und Schüler liegen in Deutschland auf oder unter Kompetenzstufe I § Der Anteil der Spitzengruppe im Lesen ist in Deutschland etwas größer als im OECD-Durchschnitt § Die Streuung der Lesekompetenz ist in Deutschland weiterhin sehr groß, die größte unter den OECD-Staaten § Jungen zeigen weiterhin deutlich schlechtere Lesekompetenz als Mädchen § Eine gezielte Förderung des Leseverständnisses (über alle Textsorten und Fächer) ist nach wie vor erforderlich

Mathematische Kompetenz

Mathematische Kompetenz im internationalen Vergleich

Prozentuale Anteile unter oder auf Kompetenzstufe I beziehungsweise auf Kompetenzstufe VI

Prozentuale Verteilung der Schülerinnen und Schüler auf die Stufen mathematischer Kompetenz nach Schulart Kompetenzstufe VI (> 669 Punkte) V (607 - 669 Punkte) IV (545 - 606 Punkte) III (483 - 544 Punkte) II (421 - 482 Punkte) I (358 - 420 Punkte) Unter I (< 358 Punkte) Hauptschule IGS MBG Realschule Gymnasium Alle Schularten % % % 0, 0 0, 5 0, 4 1, 0 13, 3 4, 5 0, 7 3, 6 3, 8 6, 3 27, 8 11, 0 4, 5 11, 3 14, 4 21, 5 34, 0 19, 4 15, 8 23, 3 31, 2 35, 4 19, 6 24, 0 29, 6 31, 7 29, 4 27, 5 4, 9 21, 2 28, 3 22, 5 16, 0 7, 3 0, 4 12, 5 21, 2 7, 2 4, 7 1, 0 0, 0 7, 3

Mathematische Kompetenz in Deutschland nach Schulart IG = Integrierte Gesamtschule; MBG = Schule mit mehreren Bildungsgängen

Wichtige Ergebnisse für Deutschland § § § Die mathematische Kompetenz stabilisiert sich auf dem bei PISA 2003 erreichten Niveau; der Mittelwert liegt im Bereich des OECD-Durchschnitts Die Streuung mathematischer Kompetenz ist Hin Deutschland hoch Knapp 20 Prozent der Jugendlichen sind auf der Kompetenzstufe I und darunter Die Unterschiede zwischen Mädchen und Jungen sind in Deutschland etwas größer geworden Weitere Anstrengungen zur Unterrichtsentwicklung mit dem Ziel der Förderung der mathematischen Kompetenz sind nötig

Soziale Herkunft und Kompetenzerwerb

Fragestellungen § Wie hoch ist der Zusammenhang zwischen dem sozioökonomischen Status und der naturwissenschaftlichen Kompetenz der Jugendlichen in den OECD-Staaten? § Inwieweit haben sich diese Zusammenhänge zwischen PISA 2000, 2003 und 2006 in den OECD-Staaten und in Deutschland verändert? § Inwieweit haben sich in Deutschland zwischen PISA 2000 und 2006 die sozialschichtspezifischen Disparitäten (a) in den Kompetenzen und (b) in der Bildungsbeteiligung verändert?

Anmerkung § Vergleichsanalysen über die Erhebungen seit PISA 2000 sind nur anhand des (in der internationalen Forschung üblichen) Indikators für soziale Herkunft (HISEI) möglich!! § Der von der OECD verwendete Index für den Economic, Social and Cultural Status (ESCS) war erstmals 2003 verwendet und 2006 neu zusammengesetzt worden. § Die Neuberechnung des Index (Ausbildungszeiten, kulturelle Besitztümer) führt 2006 zu einem bedeutsamen Anstieg des ESCS für Deutschland (von M=0. 16 zu M=0. 29 bei OECD-M=0. 00)

Zur Information: Soziale Gradienten der naturwissenschaftlichen Kompetenz im internationalen Vergleich (ESCS) aus dem OECDBericht

Soziale Gradienten der naturwissenschaftlichen Kompetenz im internationalen Vergleich (HISEI)

Internationaler Vergleich der sozialen Gradienten der Lesekompetenz zwischen PISA 2000, 2003 und 2006 Indikator für die soziale Herkunft ist der höchste sozioökonomische Status (HISEI) in der Familie. m: fehlende Daten.

Soziale Gradienten in Naturwissenschaften und Mathematik für Deutschland in PISA 2000, 2003 und 2006 Indikator für die soziale Herkunft ist der höchste sozioökonomische Status (HISEI) in der Familie

Lesekompetenz nach EGP-Klassen in PISA 2000 und 2006 Mit p <. 05 signifikante Werte sind fettgedruckt.

Relative Chancen (Odds Ratios) des Gymnasialbesuches in Abhängigkeit von der Sozialschichtzugehörigkeit Modell I: ohne Kontrolle von Kovariaten. Modell II: Kontrolle von kognitiven Fähigkeiten. Modell III: Kontrolle von kognitiven Fähigkeiten und Lesekompetenz. ns: kein signifikanter Unterschied zur Referenzgruppe (p <. 05).

Wichtige Ergebnisse für Deutschland § Ein Zusammenhang zwischen sozialer Herkunft und der naturwissenschaftlichen Kompetenz lässt sich in allen OECD-Staaten nachweisen. Für die Fünfzehnjährigen in Deutschland liegt sowohl die Steigung des sozialen Gradienten als auch die Varianzaufklärung im Bereich des OECD-Durchschnitts (HISEI) § Im Vergleich zwischen PISA 2000, PISA 2003 und PISA 2006 wurde für die Lesekompetenz in Deutschland eine Abnahme der Steigung des sozialen Gradienten und der aufgeklärten Varianz festgestellt. § Die Abstände zwischen den Kompetenzniveaus von Jugendlichen aus den verschiedenen Sozialschichten (EGP-Klassen) haben sich über die Zeit reduziert.

Zusammenfassung § Die Analysen zur Bildungsbeteiligung belegen weiterhin große Unterschiede in der Gymnasialbeteiligung zwischen den Sozialschichten. Doch ist auch hier ein tendenzieller Rückgang der sozialen Disparitäten festzustellen § Insgesamt lässt sich die Ausprägung der sozialen Disparitäten in den Kompetenzen und in der Bildungsbeteiligung bei Fünfzehnjährigen in Deutschland immer noch als hoch bewerten § Der Vergleich der Kennwerte in Deutschland zwischen PISA 2000 und PISA 2006 zeigt eine Abschwächung des Zusammenhangs zwischen sozialer Herkunft, Kompetenz und Bildungsbeteiligung

Kompetenzen von Jugendlichen mit Migrationshintergrund

Mittlere Kompetenzunterschiede in den Naturwissenschaften nach Migrationshintergrund Diff. : Differenz. adj. : Adjustierung nach HISEI, Kulturgütern, Bildungsniveau und Sprachgebrauch. Signifikante Unterschiede (p <. 05) gegenüber Jugendlichen ohne Migrationshintergrund sind fettgedruckt.

Regressionsmodelle zu Kompetenzen der Jugendlichen mit unterschiedlichem Migrationshintergrund Auswertungen ohne Schülerinnen und Schüler aus Sonder- und Förderschulen. a z-standardisiert; b. Referenzgruppe: Deutsch als Familiensprache. fett: signifikante Partialregressionskoeffizienten (p <. 05).

Wichtige Ergebnisse § Jugendliche mit Migrationshintergrund verfügen in den meisten Staaten weiterhin über niedrigere Kompetenzen als Jugendliche ohne Migrationshintergrund. Besonders große Kompetenzunterschiede finden sich – wie schon in PISA 2003 – in Deutschland und in Belgien § Gegenüber PISA 2003 und PISA 2000 hat sich das Bild in Deutschland nur geringfügig verändert (tendenzielle Verbesserungen für Jugendliche der ersten Generation) § Wenn Jugendliche mit Migrationshintergrund häufig die Sprache des Einwanderungslandes sprechen und aus sozial gut gestellten Familien stammen, dann verringern sich die Abstände zu Jugendlichen ohne Migrationshintergrund beträchtlich

Gesamtbild § Erfreuliche Verbesserungen in den Kompetenzwerten seit PISA 2003 und PISA 2000, vor allem in den Naturwissenschaften § Die Streuungen der Kompetenzwerte sind immer noch hoch, haben sich aber verringert § Bemerkenswert sind die Kompetenzentwicklungen im unteren Leistungsbereich: Die Anteile auf der ersten Kompetenzstufe und darunter betragen maximal 20 Prozent § Die Unterrichtsqualität spielt eine wichtige Rolle für die Kompetenz- und Interessenentwicklung und die Gewinnung von naturwissenschaftlich-technischem Nachwuchs § Die sozialen Disparitäten des Kompetenzerwerbs und der Bildungsbeteiligung sind hoch, haben sich aber seit PISA 2000 verringert

Weitere Informationen IPN - Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften Olshausenstrasse 62 24098 Kiel E-Mail: pisa 2006@ipn. uni-kiel. de Web: http: //pisa. ipn. uni-kiel. de Prenzel, M. , Artelt, C. , Baumert, J. , Blum, W. , Hammann, M. , Klieme, E. & Pekrun, R. (Hrsg. ), PISA 2006. Die Ergebnisse der dritten internationalen Vergleichsstudie. Münster: Waxmann.