TIMSS 2007 Mathematische und naturwissenschaftliche ... · TIMSS 2007 – Zusammenfassung 3 I Zusammenfassung der Ergebnisse von TIMSS 2007 1 Einführung in die Studie Seit dem Jahr

Wilfried Bos, Martin Bonsen,Jürgen Baumert, Manfred Prenzel,

Christoph Selter, Gerd Walther (Hrsg.)

TIMSS 2007

Mathematische und naturwissenschaftlicheKompetenzen von Grundschulkindern

in Deutschland im internationalen Vergleich

– Zusammenfassung –

Handreichung zur Pressekonferenzin Berlin

frei zur Veröffentlichung ab dem09. Dezember 2008

16 Uhr(Sperrfrist)

Die vorliegende Zusammenfassung bezieht sich auf:

Bos, W., Bonsen, M., Baumert, J., Prenzel, M., Selter, C. & Walther, G. (Hrsg.). (2008). TIMSS 2007. Mathematische und naturwissenschaftliche Kompetenzen von Grundschulkindern in Deutschland im internationalen Vergleich. Münster: Waxmann. (ISBN 978-3-8309-2090-8)

TIMSS 2007 – Zusammenfassung2

Inhalt

I Zusammenfassung der Ergebnisse von TIMSS 2007 ...................................... 3

1 Einführung in die Studie ......................................................................................................32 Mathematische Kompetenz im internationalen Vergleich ...................................................33 Naturwissenschaftliche Kompetenz im internationalen

Vergleich ...............................................................................................................................54 Mathematik- und naturwissenschaftsbezogene

Einstellungen und das Fähigkeitsselbstkonzept von Jungen und Mädchen ............................................................................................................6

5 Soziale Herkunft ...................................................................................................................86 Schülerinnen und Schüler mit Migrationshintergrund .........................................................9

II Zentrale Abbildungen und Tabellen.................................................................11

1 Einführung in die Studie ....................................................................................................122 Mathematische Kompetenz im internationalen Vergleich .................................................143 Naturwissenschaftliche Kompetenz im internationalen

Vergleich .............................................................................................................................224 Mathematik- und naturwissenschaftsbezogene

Einstellungen und das Fähigkeitsselbstkonzept von Jungen und Mädchen ..........................................................................................................29

5 Soziale Herkunft .................................................................................................................316 Schülerinnen und Schüler mit Migrationshintergrund .......................................................33

III Inhalt der CD ...................................................................................................36

TIMSS 2007 – Zusammenfassung 3

I Zusammenfassung der Ergebnisse von TIMSS 2007

1 Einführung in die Studie

Seit dem Jahr 1995 führt die International Association for the Evaluation of Educational Achievement (IEA) die Schulleistungsstudie TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study) in den Jahrgangsstufen 4 und 8 durch. Deutschland beteiligte sich im Jahr 2007 erstmalig an der TIMSS-Grundschuluntersuchung. In ihren Schul-leistungsstudien analysiert die IEA den Ertrag nationaler Bildungssysteme anhand von Schulleistungen und Einstellungen von Schülerinnen und Schülern. TIMSS 2007 Grund-schule vergleicht die mathematischen und naturwissenschaftlichen Leistungen von 183 150 Schülerinnen und Schülern der 4. Klassenstufe in 36 Staaten und 7 Regionen (s. Abbildung 1.1).

TIMSS basiert auf einem umfassenden Rahmenkonzept, das Expertinnen und Experten aus vielen Ländern erarbeitet haben. Erhoben werden einerseits Schülerleistungen im mathematischen und naturwissenschaftlichen Bereich und andererseits Merkmale von Schülerinnen und Schülern, von Lehrkräften, Unterricht und Schulen, die den Aufbau ma-thematischer und naturwissenschaftlicher Kompetenzen potentiell beeinfl ussen.

Bei der Auswahl der Testaufgaben folgt TIMSS einem Curriculum-Modell, das drei Ebenen umfasst: Das intendierte Curriculum repräsentiert Inhalte und Prozesse, welche die Schülerinnen und Schüler in einem Staat lernen sollen. Das intendierte Curriculum wird in der Regel in Lehrplänen und Prüfungsvorschriften festgelegt. Das implementierte Curriculum stellt den tatsächlich unterrichteten Lernstoff dar. Der TIMSS-Test erfasst das erreichte Curriculum, also das von den Schülerinnen und Schülern Gelernte sowie ihre Einstellungen zur Mathematik und zu den Naturwissenschaften.

Das Rahmenkonzept von TIMSS unterscheidet sowohl für die Mathematik als auch für die Naturwissenschaften Inhaltsbereiche und kognitive Anforderungsbereiche. Die Inhaltsbereiche der Mathematik, welche in TIMSS untersucht werden, sind Arithmetik, Geometrie/Messen sowie Daten. Die Inhaltsbereiche in den Naturwissenschaften sind Biologie, Physik und Geographie. Die kognitiven Anforderungsbereiche sind im Gegensatz zu den Inhalten fächerübergreifend gleich (Reproduzieren, Anwenden, Problemlösen).

Die TIMS-Studie ist ein kooperatives Unternehmen. Viele Organisationen, Institute und Personen auf nationaler und internationaler Ebene arbeiten zusammen, um den wis-senschaftlichen Anspruch der Studie zu garantieren und einen aussagekräftigen internatio-nalen Vergleich zu ermöglichen. Die internationale Projektleitung liegt beim International Study Center am Boston College (USA), für die deutsche Beteiligung zeichnet sich ein Konsortium einschlägiger Erziehungswissenschaftler und Fachdidaktiker verantwortlich (s. Abbildung 1.2).

2 Mathematische Kompetenz im internationalen Vergleich

Vorrangiges Ziel von TIMSS 2007 ist der internationale Vergleich von Fachkompetenzen der Schülerinnen und Schüler der 4. Jahrgangsstufe. Im internationalen Vergleich zwi-schen den Teilnehmerstaaten liegt die durchschnittliche Mathematikleistung der Schülerinnen und Schüler am Ende der Grundschulzeit in Deutschland im oberen Drittel


der Rangreihe (vgl. Abbildung 2.2). Mit einem Mittelwert von 525 Punkten liegen die Schülerinnen und Schüler in Deutschland über dem internationalen Durchschnittswert von 473 Punkten und über den durchschnittlichen Kompetenzwerten der an TIMSS 2007 teilnehmenden Kinder aus OECD- und EU-Staaten. Deutschland liegt zusammen mit Dänemark, Litauen und den USA in einer Gruppe von Staaten mit nicht wesentlich un-terschiedlichen Leistungsergebnissen. Zu den Staaten an der Leistungsspitze, wie etwa Japan, besteht jedoch ein beachtlicher Abstand. Aber auch die Leistungen der Kinder in europäischen Nachbarländern, zum Beispiel den Niederlanden und England, sind im Durchschnitt höher als die der Schülerinnen und Schüler in deutschen Grundschulen.

Da sich Deutschland im Jahr 2007 zum ersten Mal an der TIMSS-Grundschulstudie beteiligt hat, ist es nicht möglich Trendaussagen zu formulieren. Für Staaten, die schon mehrfach an der Studie teilgenommen haben, lassen sich jedoch Aussagen über Ent-wicklungen formulieren. Beispielsweise zeigt England, das sich über drei Unter-suchungszeitpunkte von einem Ergebnis im Jahr 1995 unterhalb des damaligen internatio-nalen Mittelwerts langsam aber beständig zu einem heute guten Ergebnis steigern konnte, dass kontinuierliche Verbesserungen möglich sind.

Die Leistungsstreuung ist in Deutschland vergleichsweise gering (vgl. Abbildung 2.2). Die Standardabweichung vom deutschen Leistungsmittelwert liegt bei 68 Punkten. Auch die Spanne zwischen besonders leistungsschwachen und besonders leistungs-starken Kindern ist vergleichsweise gering. Es wäre erfreulich, wenn diese relative Leistungshomogenität in Deutschland zukünftig auf ein noch höheres Niveau gehoben werden könnte.

Betrachtet man die Leistung der Schülerinnen und Schüler nach Kompetenzstufen, so zeigt sich, dass sich in Deutschland ein Fünftel der Schülerinnen und Schüler auf der ers-ten und zweiten Stufe befi nden (s. Abbildung 2.3). Die Schülerinnen und Schüler die-ser Stufen verfügen allenfalls über elementares mathematisches Wissen sowie über ele-mentare mathematische Fertigkeiten und Fähigkeiten. Besorgniserregend sind die man-gelhaften mathematischen Leistungen der 4 % Schülerinnen und Schüler auf der untersten Kompetenzstufe I. Diese Schülerinnen und Schüler verfügen nur über rudimentäres mathe-matisches Anfangswissen. Die knapp 75 % der Grundschülerinnen und -schüler auf den beiden mittleren Kompetenzstufen III und IV wenden elementares mathematisches Wissen und elementare mathematische Fertigkeiten und Fähigkeiten in einfachen Situationen und bei der Lösung von mehrschrittigen Aufgaben mit inner- oder außermathematischem Kontextbezug an. Die 6 % der Schülerinnen und Schüler auf der höchsten Kompetenzstufe V nutzen ihre mathematischen Fertigkeiten und Fähigkeiten vollständig zur Lösung ver-hältnismäßig komplexer Probleme und können ihr Vorgehen erläutern.

Jedes sechste Kind in Deutschland verfügt am Ende der Grundschulzeit nur über elementare mathematische Fertigkeiten, 4 % der Kinder erreichen nicht einmal dieses Leistungsniveau, was zu einer ausgesprochenen Belastung für die weitere Schullaufbahn führen kann. Staaten der internationalen Leistungsspitze – zum Beispiel Hongkong oder Japan – gelingt es bemerkenswerterweise, sowohl den Anteil der Kinder auf der un-tersten Kompetenzstufe geringer zu halten als auch die Potentiale von leistungsstarken Schülerinnen und Schülern besser auszuschöpfen (vgl. Abbildung 2.3). Der Anteil derer, die komplexe und mehrschrittige Probleme begründen und lösen können, ist beispielswei-se in Japan fast viermal so groß wie in Deutschland. Hier gilt es, zukünftig die gemein-same Förderung leistungsschwacher und leistungsstarker Kinder noch besser in Einklang zu bringen.

Der Vergleich der mathematischen Leistungen in den drei Inhaltsbereichen Arithmetik, Geometrie/Messen sowie Daten zeigt, dass Kinder in Deutschland tenden-ziell am schwächsten im Bereich Arithmetik sind und am stärksten im Bereich Daten. Die Leistungswerte in den drei Gebieten liegen signifi kant über den internationalen


Leistungsmittelwerten. In den beiden kognitiven Anforderungsbereichen Reproduzieren und Problemlösen erreichen die Schülerinnen und Schüler in Deutschland knapp über dem internationalen Mittelwert liegende Ergebnisse. Im Bereich Anwenden fallen die Leistungen der Schülerinnen und Schüler im Gegenzug deutlich schwächer aus.

International betrachtet lassen sich keine geschlechtsspezifi schen Leistungs unter schiede zwischen Mädchen und Jungen im Bereich der Mathematik feststellen (vgl. Abbildung 2.4). Sowohl die Jungen als auch die Mädchen erreichen international einen Wert von 473. Deutschland allerdings gehört zu dem Drittel der TIMSS-Teilnehmerstaaten, in de-nen die Jungen in Mathematik gegenüber den Mädchen einen signifi kanten Vorsprung haben (531 gegenüber 519 Punkten). Betrachtet man die Leistung von Jungen und Mädchen in den drei Inhaltsbereichen bzw. in den kognitiven Anforderungsbereichen, so zeigt sich, dass der generelle Vorteil der Jungen in Mathematik gegenüber den Mädchen in zwei der drei Inhaltsbereiche und in sämtlichen kognitiven Anforderungsbereichen feststellbar ist. Nur im Bereich Geometrie/Messen gibt es keinen signifi kanten ge-schlechtsspezifi schen Leistungsunterschied. Während in 14 der 36 Staaten in den kogni-tiven Anforderungsbereichen kein Leistungsunterschied zwischen Jungen und Mädchen besteht, gehört Deutschland zu den vier Staaten, in denen in allen drei kognitiven Anforderungsbereichen die Jungen besser abschneiden als die Mädchen.

Der überwiegende Teil der deutschen Grundschülerinnen und Grundschüler hat eine ausgesprochen positive Einstellung gegenüber der Mathematik. Insgesamt ordnen sich die deutschen Ergebnisse somit in die internationale Befundlage ein. Nahezu unabhängig von der erreichten Kompetenzstufe gelingt es der deutschen Grundschule offenbar, eine beson-ders positive Einstellung gegenüber der Mathematik zu vermitteln (vgl. Abbildung 2.5).

Auch das mathematische Fähigkeitsselbstkonzept der deutschen Grund schülerin-nen und Grundschüler erweist sich als ausgesprochen positiv. Es ergeben sich Werte, die deutlich über dem internationalen Durchschnitt liegen. Zudem besteht ein posi-tiver Zusammenhang zwischen dem mathematischen Fähigkeitsselbstkonzept und den Leistungen der Schülerinnen und Schüler (vgl. Abbildung 2.5). Insgesamt schätzen die deutschen Schülerinnen und Schüler der 4. Jahrgangsstufe ihre Fähigkeiten überwiegend realistisch ein.

3 Naturwissenschaftliche Kompetenz im internationalen Vergleich

Die Kompetenz von Schülerinnen und Schülern in den Naturwissenschaften am Ende ihrer Grundschulzeit in Deutschland liegt mit 528 Punkten ebenfalls im oberen Leistungsdrittel aller Teilnehmerstaaten (vgl. Abbildung 3.2). Sie liegt somit deutlich über dem internati-onalen Mittelwert von 476 Punkten, während der Abstand zum OECD-Durchschnitt von 523 Punkten zwar statistisch bedeutsam, jedoch gering ist. Der Abstand zum zusammen-gefassten Mittelwert der an TIMSS teilnehmenden Staaten der EU erweist sich als nicht signifi kant. Ähnliche Ergebnisse wie die Schülerinnen und Schüler in Deutschland er-reichen für die Naturwissenschaften die Kinder in Italien, Kasachstan, Australien, der Slowakei, Österreich, Schweden und in den Niederlanden.

Allerdings besteht ein erheblicher Abstand in der mittleren Leistung zu den Staaten mit den höchsten Kompetenzwerten in den Naturwissenschaften. So erreichen in Singapur und Japan, aber auch im EU-Nachbarstaat England die Schülerinnen und Schüler eine deutlich höhere naturwissenschaftliche Kompetenz als in Deutschland.

Da Deutschland mit TIMSS 2007 erstmals an der Grundschulstudie teilgenom-men hat, ist es ebenso wie bei der Mathematikkompetenz nicht möglich, Trendaussagen zur naturwissenschaftlichen Kompetenz der Schülerinnen und Schüler am Ende ihrer Grundschulzeit zu machen.


Was die Verteilung der naturwissenschaftlichen Kompetenzen betrifft, zeigt sich für die Schülerinnen und Schüler in Deutschland – wie auch schon bei den Mathematikleistungen – ein vergleichsweise homogenes Bild (vgl. Abbildung 3.2). Der Unterschied zwischen den kompetenzschwächeren und kompetenzstärkeren Schülerinnen und Schülern ist im Vergleich zu anderen Staaten gering. Allerdings wäre es – wie auch schon für die Mathematikleistungen – wünschenswert, wenn diese relative Homogenität sich auf gene-rell noch höherem Kompetenzniveau in den Naturwissenschaften beobachten ließe.

Betrachtet man die verschiedenen naturwissenschaftlichen Inhaltsbereiche, zei-gen sich in Biologie, Physik und Geographie für die Schülerinnen und Schüler in Deutschland ähnliche Kompetenzwerte. Ein vergleichbares Bild ergibt sich für die ko-gnitiven Anforderungsbereiche. Die Kinder in Deutschland weisen nahezu identische Kompetenzwerte in den naturwissenschaftlichen Bereichen Reproduzieren, Anwenden und Problemlösen auf. Dieses Ergebnis weist darauf hin, dass es dem Bildungssystem in Deutschland offensichtlich gelingt, den Schülerinnen und Schülern in der Grundschule ein inhaltlich breit gefächertes naturwissenschaftliches Verständnis zu vermitteln, bei dem unterschiedliche kognitive Aktivitäten eine wesentliche Rolle spielen. Auch vor dem Hintergrund, dass in anderen Staaten, die hinsichtlich der naturwissenschaftlichen Kompetenz mit Deutschland vergleichbar sind, größere relative Schwächen in einzelnen Inhaltsbereichen und kognitiven Anforderungsbereichen zu fi nden sind, ist dieser Befund erfreulich.

Die Betrachtung der naturwissenschaftlichen Kompetenz nach Stufen erlaubt eine inhaltliche Interpretation der naturwissenschaftlichen Leistung der Schülerinnen und Schüler am Ende ihrer Grundschulzeit. In Deutschland zeigt sich, dass etwa ein Viertel aller Schülerinnen und Schüler nur die erste und zweite Kompetenzstufe er-reicht, somit höchstens elementares Wissen über naturwissenschaftliche Sachverhalte besitzt und Schwierigkeiten hat, dieses Wissen produktiv anzuwenden (s. Abbildung 3.3). Besorgniserregend ist, dass immerhin 6 % der Schülerinnen und Schüler ledig-lich über rudimentäres naturwissenschaftliches Anfangswissen verfügen. Hingegen kön-nen die etwa zwei Drittel aller Schülerinnen und Schüler auf der dritten und vierten Kompetenzstufe ihr Basiswissen auf naturwissenschaftsbezogene Situationen anwenden und alltägliche Phänomene erklären. Bereits 10 % der Schülerinnen und Schüler errei-chen die fünfte Kompetenzstufe und sind am Ende ihrer Grundschulzeit in der Lage, na-turwissenschaftliche Zusammenhänge zu verstehen und zu begründen sowie einfache Versuchsanordnungen zu interpretieren und Schlussfolgerungen zu ziehen.

Betrachtet man die Unterschiede zwischen Jungen und Mädchen, so zeigt sich, dass Deutschland derjenige Staat unter den teilnehmenden OECD- und EU-Staaten mit den größten Geschlechterdifferenzen in den naturwissenschaftlichen Kompetenzen ist (vgl. Abbildung 3.4). Offensichtlich gelingt es dem deutschen Bildungssystem noch nicht in ausreichender Weise, die naturwissenschaftliche Kompetenzentwicklung von Mädchen gezielt zu fördern. Relativ ausgeprägte Schwächen zeigen sich für die Mädchen im Bereich der Physik und Geographie, während der Unterschied zu den Jungen im Bereich der Biologie deutlich kleiner, wenngleich noch immer statistisch bedeutsam ist. In Deutschland können Jungen am Ende ihrer Grundschulzeit zudem besser als Mädchen na-turwissenschaftliches Wissen in Situationen abrufen und anwenden. Erfreulicherweise las-sen sich keine signifi kanten Unterschiede in den Kompetenzen von Mädchen und Jungen im naturwissenschaftlichen Problemlösen, den kognitiv komplexeren Aktivitäten in den Naturwissenschaften, beobachten.

In Deutschland fi nden sich besonders viele Schülerinnen und Schüler, die am Ende ih-rer Grundschulzeit über eine ausgesprochen positive Einstellung zur Naturwissenschaft berichten. Dies trifft auf immerhin 81 % aller Schülerinnen und Schüler der 4. Klasse in Deutschland zu.


Ein ähnliches Ergebnis zeigt sich für das naturwissenschaftsbezogene Selbstkonzept. So lassen immerhin mehr als drei Viertel der Grundschülerinnen und -schüler in Deutschland ein hohes Fähigkeitsselbstkonzept in den Naturwissenschaften erkennen. Bedenkt man die zentrale Bedeutung einer positiven Einstellung und eines positiven Fähigkeitsselbstkonzepts für das weitere Lernen in den Naturwissenschaften, so lassen die Ergebnisse erwarten, dass die Bereitschaft von Schülerinnen und Schülern, sich aktiv mit naturwissenschaftlichen Fragestellungen in den weiterführenden Schulen auseinander-zusetzen, besonders hoch ist.

4 Mathematik- und naturwissenschaftsbezogene Einstellungen und das Fähigkeitsselbstkonzept von Jungen und Mädchen

In vielen TIMSS-Teilnehmerstaaten lassen sich weder in Mathematik noch in den Naturwissenschaften signifi kante Unterschiede in den Kompetenzen von Jungen und Mädchen feststellen. Die Unterschiede zwischen den Geschlechtern fallen in beiden Bereichen, sowohl in der Mathematik als auch den Naturwissenschaften, geringer aus als die im Jahr 2006 im Rahmen der IGLU-Studie beobachteten Unterschiede in der Leseleistung.

Die diesbezüglichen Ergebnisse der Schülerinnen und Schüler in Deutschland weichen von diesem internationalen Bild allerdings ab. TIMSS 2007 zeigt, dass in Deutschland sowohl in Mathematik als auch in den Naturwissenschaften die Jungen einen insge-samt leicht höheren Kompetenzstand als die Mädchen erreichen (s. Abbildung 2.4 und Abbildung 3.4). In der Mathematik (12 Punkte Unterschied zugunsten der Jungen in Deutschland) lässt sich nur in Österreich, Italien und Kolumbien ein größerer Vorsprung der Jungen gegenüber den Mädchen beobachten. Im naturwissenschaftlichen Bereich ist der Vorsprung der Jungen in keinem Land größer als in Deutschland und Kolumbien (in beiden Staaten 15 Punkte).

Im Rahmen von TIMSS 2007 zeigt sich in Deutschland somit für die Mathematik und die Naturwissenschaften ein im Vergleich zur Lesekompetenz umgekehrtes Bild: Während in IGLU 2006 die internationalen Geschlechterdifferenzen in der Leseleistung relativ groß und verglichen damit die Unterschiede in Deutschland relativ klein ausfi elen, sind die mathematisch-naturwissenschaftlichen Geschlechtsunterschiede in Deutschland nun deutlich höher ausgeprägt als im internationalen Durchschnitt.

Die Grundschülerinnen und Grundschüler in Deutschland zeigen sowohl zur Mathe-matik als auch zu den Naturwissenschaften ausgesprochen positive Einstellungen. Während die Jungen eine etwas positivere Einstellung zur Mathematik aufweisen als die Mädchen, fi nden sich keine geschlechterspezifi schen Unterschiede in der Ein stellung zur Naturwissenschaft. Dabei lassen die Kinder in Deutschland zusammen mit Kindern weniger anderer Staaten die positivsten Einstellungen gegenüber dem Natur wissen-schaftsunterricht erkennen.

Die äußerst positive Grundhaltung der Kinder gegenüber dem mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterricht spiegelt sich auch im Vertrauen in ihre eigenen Kompetenzen wider (s. Abbildung 4.1 und Abbildung 4.2). Die in TIMSS untersuchten Schülerinnen und Schüler in deutschen Grundschulen lassen im Durchschnitt ein hohes mathematikbezogenes und ein hohes naturwissenschaftsbezogenes Fähigkeitsselbstkonzept erkennen.

Bezogen auf das mathematische Fähigkeitsselbstkonzept ergeben sich in fast allen Staaten größere Unterschiede zugunsten der Jungen. Deutschland zählt auch hier zu den Staaten mit den höchsten Differenzen.


Im Gegensatz zu den mathematikbezogenen Geschlechterdifferenzen im Fähigkeits-selbstkonzept sind in den meisten Staaten die Unterschiede zwischen Jungen und Mädchen im naturwissenschaftsbezogenen Fähigkeitsselbstkonzept statistisch nicht be-deutsam. Signifi kante Unterschiede zugunsten der Jungen lassen sich lediglich in Singapur, Taiwan, Japan, Dänemark und Deutschland feststellen. Insgesamt sind aber auch diese Differenzen eher klein.

Im internationalen Vergleich fallen also die einstellungs- und selbstkonzeptbezogenen Geschlechter differenzen im naturwissenschaftlichen Bereich geringer aus als im mathe-matischen Bereich. Dies trifft besonders auf Schülerinnen und Schüler in Deutschland zu. Während die Jungen eine positivere Einstellung zur Mathematik und ein besseres mathematikbezogenes Selbstkonzept aufweisen, zeigen sich bei den Einstellungen zur Naturwissenschaft keine und beim naturwissenschaftsbezogenen Selbstkonzept nur ge-ringe Differenzen.

Bei gemeinsamer Betrachtung des Einfl usses von Geschlecht, Einstellung und Fähigkeits selbst konzept auf die Fachleistung lassen sich die geringen Geschlechter-unterschiede in den Kompetenzen nicht auf unterschiedlich ausgeprägte Einstellungen von Jungen und Mädchen zum Mathematik- und Naturwissenschafts unterricht zurück-führen. Das fachbezogene Fähigkeitsselbstkonzept hingegen erklärt sowohl im mathema-tischen als auch im naturwissenschaftlichen Kompetenzbereich einen substantiellen Anteil der Leistungsvarianz. So lassen sich die Leistungsunterschiede von Mädchen und Jungen in Mathematik gänzlich durch das fachbezogene Fähigkeitsselbstkonzept erklären, in den Naturwissenschaften ist dies teilweise der Fall.

Am Ende der Grundschulzeit lassen sich in Deutschland also keinesfalls Geschlechter-differenzen in der Größenordnung aufzeigen, wie sie sich im Verlauf des Sekundar-schulbesuchs herauszubilden scheinen. Allerdings deutet sich bereits in der Grundschule die Richtung der sich später manifestierenden Geschlechterdifferenzen sowohl in Mathe matik als auch im naturwissenschaftlichen Unterricht an. Da der fachliche Kom-petenzaufbau und somit auch die Herausbildung von Disparitäten und Differenzen kumu-lativ verlaufen, sollten diese tendenziellen Unterschiede nicht marginalisiert werden.

5 Soziale Herkunft

Die TIMSS-Befunde zur sozialen Herkunft der Schülerinnen und Schüler, insbesondere zum Zusammenhang zwischen Kompetenz und sozialer Herkunft, reihen sich unauffällig in die bekannte Forschungslage ein.

Die Schulleitungen in den TIMSS-Teilnehmerstaaten nehmen die soziale Komposition der Schülerschaften in den einzelnen Schulen im internationalen Vergleich sehr unter-schiedlich wahr. Der höchste Anteil von Schulen, in denen mehr als 50 % der Kinder aus wirtschaftlich benachteiligten Familien stammen, fi ndet sich in den USA. Deutschland liegt mit 14 % Schülerinnen und Schülern, deren Schulleitung angibt, mehr als 50 % der Schülerschaft stamme aus wirtschaftlich benachteiligten Familien, im Mittelfeld und weist damit im internationalen Vergleich keine auffällig hohe Quote von Schulen mit vorwie-gend wirtschaftlich benachteiligten Schülerinnen und Schülern auf.

Schon an Hand dieser Schulleitungsauskünfte kann gezeigt werden, dass die Kom-petenzen der Schülerinnen und Schüler in Abhängigkeit der sozioökonomischen Schüler-komposition variieren. Deutschland zeigt im internationalen Vergleich der Schüler-leistungen eine besonders hohe Diskrepanz zwischen Schülerinnen und Schülern an Schulen mit mehr und mit weniger als 50 % Kindern aus wirtschaftlich benachteiligten Familien.


Nutzt man als Indikator für die soziale Herkunft der Schülerinnen und Schüler die Anzahl der im familiären Haushalt vorhandenen Bücher, so zeigt sich ein enger Zusammen hang zwischen sozialer Herkunft und Kompetenz am Ende der Grundschulzeit. Je mehr Bücher in den Familien vorhanden sind, umso bessere Leistung zeigen die Schülerinnen und Schüler sowohl in Mathematik als auch in den Naturwissenschaften. Dabei variiert der Leistungsvarianzanteil, der durch den quantitativen Buchbesitz erklärt wird, zwischen den Staaten stark.

Für die in Deutschland getesteten Kinder zeigt sich hier eine besonders enge Kopplung. Der Zusammenhang zwischen Buchbesitz und Kompetenz ist im mathema-tischen Bereich nur in Ungarn stärker ausgeprägt, im naturwissenschaftlichen Bereich ist der Zusammenhang in keinem der TIMSS-Teilnehmerstaaten enger.

Der internationale Vergleich indes zeigt, dass ein hohes Kompetenzniveau auch im Grund schul bereich nicht allein unter Inkaufnahme starker sozialer Unterschiede er-reicht wird. Vielmehr lassen sich auch Staaten identifi zieren, in denen der sozioöko-nomische Status nur eine geringe Vorhersagekraft für die Kompetenzen hat und in de-nen die Schülerinnen und Schüler der 4. Jahrgangsstufe ein hohes durchschnittliches Kompetenzniveau erreichen.

Die praktische Bedeutsamkeit dieser Zusammenhänge lässt sich anhand eines Gruppenvergleichs verdeutlichen, nämlich in der Betrachtung der Leistungen von Schülerinnen und Schülern in Deutschland, die angeben zu Hause mehr als 100 Bücher zu haben, im Vergleich zur Leistung der jenigen Kinder, die angeben zu Hause weniger als 100 Bücher zu haben (vgl. Abbildung 5.1). Bemisst man die in Deutschland beobach-tete Differenz zwischen beiden Schülergruppen in Einheiten der Standardabweichung zum TIMSS-Skalenmittelwert (M = 500, SD = 100), so beträgt die Differenz in Mathematik et-was weniger als eine halbe Standardabweichung (41 Punkte), in den Naturwissenschaften genau eine halbe Standardabweichung (51 Punkte). Solche Differenzen verweisen auf un-terschiedliche Lernstände von Kindern, die in anderen Domänen durchaus im Bereich von einem Lernjahr liegen können.

Die in Reaktion auf die Ergebnisse internationaler Vergleichsstudien immer wieder er-hobene bildungspolitische Forderung, ein hohes Bildungsniveau bei gleichzeitig geringer Kopplung mit der sozialen Herkunft von Schülerinnen und Schülern zu realisieren, er-weist sich auch nach den Befunden von TIMSS 2007 für die Grundschule in Deutschland als uneingeschränkt aktuell. Dabei zeigt der internationale Vergleich, dass es möglich ist, Kinder bereits in der Grundschule zu hohen Kompetenzen zu führen und dabei eine nur geringe Kopplung dieser Kompetenzen an die soziale Herkunft in Kauf nehmen zu müs-sen.

6 Schülerinnen und Schüler mit Migrationshintergrund

Betrachtet man die Kompetenzen der in Deutschland getesteten Grundschülerinnen und Grundschüler, so zeigen sich sowohl für die mathematische als auch für die naturwissen-schaftliche Kompetenz jeweils stabile und in ihrer Größenordnung bedeutsame Effekte der sozialen Herkunft und eines möglichen Migrationshintergrunds.

Sowohl international als auch in Deutschland zeigt sich, dass die Schülerinnen und Schüler die höchsten Kompetenzen erreichen, deren Eltern beide im jeweiligen Testland geboren wurden. Schülerinnen und Schüler mit nur einem im Testland gebore-nen Elternteil zeigen demgegenüber geringere Leistungen; Kinder, deren Elternteile bei-de nicht im Testland geboren wurden, lassen noch schwächere Kompetenzen erkennen. Zwar erreichen Schülerinnen und Schüler in Deutschland insgesamt im internationalen


Vergleich ein relativ hohes durchschnittliches Kompetenzniveau, es zeigen sich jedoch augenscheinlich große Differenzen im Leistungsstand zwischen Kindern mit und ohne Migrationshintergrund.

In Deutschland beträgt der Kompetenzunterschied zwischen Kindern mit und ohne Migra tionshintergrund 46 Leistungspunkte für Mathematik und entspricht somit knapp einer halben Standardabweichung zum TIMSS-Skalenmittelwert (bzw. dem Lernzuwachs von schätzungsweise einem Jahr). Fast identische Unterschiede fi nden sich in den Niederlanden, Dänemark, Österreich und Schottland (vgl. Abbildung 6.1). Es fällt auf, dass klassische Einwanderungsstaaten wie die USA, Neuseeland und Australien sehr viel geringere Differenzen zwischen Kindern mit und ohne Migrationshintergrund erreichen.

Im naturwissenschaftlichen Bereich zeigt sich in Deutschland eine noch größere Differenz zwischen Kindern mit und ohne Migrationshintergrund, die einzig in Österreich übertroffen wird (vgl. Abbildung 6.2). Mit 72 Leistungspunkten beträgt der Unterschied zwischen beiden Gruppen in Deutschland mehr als drei Viertel einer Standardabweichung des TIMSS-Skalenmittelwertes. Größere Unterschiede zwischen Schülerinnen und Schülern ohne Migrationshintergrund und solchen, deren Eltern beide im Ausland gebo-ren worden sind, lassen sich in keinem anderen der aufgeführten Staaten feststellen.

Betrachtet man den heimischen Sprachgebrauch der Schülerinnen und Schüler mit Migrations hintergrund in Deutschland, so fällt auf, dass die Kinder mit Migra tions-hintergrund zu einem im internationalen Vergleich relativ geringen Prozentsatz Deutsch als Umgangssprache pfl egen. Dies erweist sich als problematisch, da in allen TIMSS-Staaten die nur gelegentliche Nutzung der Testsprache im Elternhaus mit einem relativ niedrigeren Kompetenzniveau einhergeht – gemessen am jeweiligen Staatenmittelwert. In Deutschland beträgt diese Differenz im Bereich der Mathematik 42 Leistungspunkte und im naturwissenschaftlichen Bereich immerhin 74 Leistungspunkte. Vor dem Hintergrund dieser national wie international sichtbaren Zusammenhänge erhalten Bemühungen um eine systematische Sprachförderung von Kindern mit Migrationshintergrund auch aus em-pirischer Sicht eine deutliche Berechtigung.

Insgesamt zeigen sich sowohl für die mathematische als auch für die naturwis-senschaftliche Kompetenz der in Deutschland getesteten Grundschülerinnen und Grundschüler stabile und in ihrer Größenordnung bedeutsame Effekte von Migration und sozialer Herkunft. Diese Effekte bleiben auch bei multivariater Betrachtung stabil. Zwar verringert sich der Effekt des Migrationshintergrundes in der gleichzeitigen Analyse mit Indikatoren der soziokulturellen Herkunft der Kinder, jedoch bleibt ein eigenständiger und substantieller Effekt bestehen.

Der internationale Vergleich zeigt, dass die Schülerinnen und Schüler am Ende der 4. Jahr gangsstufe der Grundschule in Deutschland sowohl in Mathematik als auch in den Naturwissenschaften Ergebnisse erreichen, die an sich eine gute Ausgangslage für die weitere Entwicklung in der Sekundarstufe I darstellen. Warum die weitere Kom-petenzförderung dort nicht in dem Maße gelingen mag, wie es wünschenswert wäre, ist an anderer Stelle zu diskutieren. Trotz der insgesamt recht erfreulichen Ergebnisse zei-gen die Resultate der TIMS-Studie, dass auch die Entwicklung des Grundschulbereichs in Deutschland insgesamt noch weiterer Anstrengung und Unterstützung bedarf.


II Zentrale Abbildungen und Tabellen

Anmerkungen zur Darstellung:

Zur besseren Einordnung der Ergebnisse Deutschlands werden in den nachfolgenden Tabellen unter anderem zusammengefasste Ergebnisse verschiedener Vergleichsgruppen (VG) ausgewiesen. Für die Vergleichsgruppe EU (VGEU) und die Vergleichsgruppe OECD (VGOECD) wird das durchschnittliche Ergebnis aller EU- bzw. OECD-Teilnehmerstaaten angegeben.Der internationale Mittelwert bildet immer das durchschnittliche Ergebnis aller an TIMSS 2007 teilnehmenden Staaten.Teilnehmende Regionen werden nur in den Übersichten zum allgemeinen Leistungsvergleich in Mathematik beziehungsweise in den Naturwissenschaften aufgeführt, von der weiteren Berichterstattung aber ausgenommen. Sie fl ießen nicht in die Berechnung des internationalen Mittelwerts ein.Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird die Berichterstattung in den meisten Tabellen und Abbildungen auf diejenigen Staaten reduziert, die entweder einer der beiden Vergleichsgruppen (VGEU bzw. VGOECD) angehören oder im internationalen Vergleich einen Rangplatz vor Deutschland belegen.


USA

Kanada (BC)

Kanada (A)

Kanada (O)

Kanada (Q)

Schweden

Norwegen

Schottland

England

Dänemark

Niederlande

Marokko

Katar

Kuwait

Ungarn

Deutschland

Lettland

Litauen

Iran

Russ. Föderation

Neuseeland

Singapur

Hongkong

Rep. China a. Taiwan

Japan

Georgien

Kasachstan

Australien

Tschechische Republik Armenien

Kolumbien

El Salvador

Slowakei

Ukraine

ItalienÖsterreichSlowenien

Algerien

Tunesien

Jemen

Dubai

MassachusettsMinnesota

Abbildung 1.1: Staaten und Regionen, die an der Erhebung in der 4. Klasse teilnehmen

IEA: Trends in International Mathematics and Science Study © TIMSS 2007

An TIMSS 2007 nahmen 37 Staaten und 7 Regionen mit insgesamt 183 150 Schülerinnen und Schülern teil. Die Mongolei wird von der Berichterstattung ausgenommen, weil sie die erforderlichen Dokumentationen der Studiendurchführung nicht erbracht hat.

Die teilnehmenden Staaten im Überblick: AlgerienArmenienAustralienDänemarkDeutschlandEl SalvadorEnglandGeorgienHongkongIranItalienJapan

Jemen KasachstanKatarKolumbienKuwaitLettlandLitauenMarokkoNeuseelandNiederlandeNorwegenÖsterreich

Rep. China a. TaiwanRuss. Föderation SchottlandSchwedenSingapurSlowakeiSlowenienTschechische RepublikTunesienUkraineUngarnUSA

Die teilnehmenden Regionen im Überblick: Kanada (Alberta)Kanada (British Columbia)Kanada (Ontario)Kanada (Québec)

USA (Massachusetts)USA (Minnesota)Verein. arab. Emirate (Dubai)

1 Einführung in die Studie


Abbildung 1.2: Organisationsstruktur von TIMSS 2007

An TIMSS 2007 sind auf internationaler wie nationaler Ebene zahlreiche Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Expertengruppen und Institutionen beteiligt.

Mathematik NaturwissenschaftenQuote in % Staat N M (SE) SD M (SE) SD

1.3 Deutschland 5200 525 (2.3) 68 528 (2.4) 795.0 Österreich 5005 532 (1.8) 60 536 (2.0) 705.1 Norwegen 5000 532 (1.8) 60 536 (2.0) 695.3 Italien, Kasachstan 4989 533 (1.8) 59 536 (1.9) 69

5.4Hongkong, Litauen, Neuseeland

4984 533 (1.8) 59 536 (1.9) 69

9.2 USA 4784 538 (1.5) 56 542 (1.8) 65

Tabelle 1.1: Höhe der deutschen Leistungsmittelwerte bei zunehmendem Ausschluss von Schülerinnen und Schülern mit geringen Kompetenzwerten


Deutschland hat im Vergleich zu anderen Staaten nur einen relativ geringen Prozentsatz der Schülerschaft von der Testteilnahme ausgeschlossen (1.3 %).Unterstellt man, dass in allen Staaten die Ausschlüsse eher Kinder mit geringen Kompetenzen betreffen, so würde der deutsche Mittelwert im Mathematik- bzw. im Naturwissenschaftstest bei einer höheren Ausschlussquote entsprechend höher ausfallen. Läge die Ausschlussquote bei 5.4 % wie z. B. in Hongkong würde sich Deutschland demnach auf MM = 533 bzw. MN = 536 Punkte verbessern (s. auch Bos et al., 2008, Kap. 2, Abschnitt 3.1).

SS t ä n d i g e r R e p r ä s e n t a n t d e s I n s t i t u t s z u r

QQ u a l i t ä t s e n t w i c k l u n g i m B i l d u n g s w e s e n

(( I Q B ) , H u m b o l d t - U n i v e r s i t ä t z u B e r l i n

P r o f . D r . O l a f K ö l l e r



2 Mathematische Kompetenz im internationalen Vergleich

Tabelle 2.1: Beschreibung der Kompetenzstufen für die Gesamtskala Mathematik

Kompetenzstufe V (ab 625)

Die Schülerinnen und Schüler wenden ihre mathematischen Fertigkeiten und Fähigkeiten verständig beim Lösen verhältnismäßig komplexer Probleme an und erläutern ihr Vorgehen. Sie nutzen die Einsicht in proportionale Beziehungen in vielfältigen Kontexten. Sie lassen ein fortschreitendes Verständnis für Brüche und Dezimalbrüche erkennen. Bei mehrschrittig zu lösenden Sachaufgaben werden dem Aufgabentext die erforderlichen Informationen entnommen. Eine zwischen Zahlen oder geometrischen Objekten bestehende Beziehung kann durch eine Regel ausgedrückt werden. Sie setzen ihr geometrisches Wissen und Können im Bereich zwei- und dreidimensionaler Figuren in vielfältigen Situationen ein. Sie strukturieren, interpretieren und stellen Daten zur Lösung von Problemen dar.

Kompetenzstufe IV (550–624)

Die Schülerinnen und Schüler wenden ihre mathematischen Fertigkeiten und Fähigkeiten verständig beim Lösen einfacher Probleme an. Sie lösen mit Hilfe der Grundrechenarten mehrschrittige Textaufgaben. Die Division kann in verschiedenen Situationen genutzt werden. Das Stellenwertprinzip und der Umgang mit einfachen Brüchen werden verstanden. Sie können Zahlenmuster fortsetzen und zu einer Reihe von gegebenen Zahlenpaaren das zugrunde liegende Bildungsgesetz angeben. Sie können elementares Wissen aus der Geometrie anwenden. Sie können Daten aus Graphiken und Tabellen entnehmen und interpretieren, um Probleme zu lösen.

Kompetenzstufe III (475–549)

Die Schülerinnen und Schüler wenden elementares mathematisches Wissen sowie elementare mathe-matische Fertigkeiten und Fähigkeiten in einfachen Situationen an. Sie zeigen grundlegende Zahl- und Opera tionsvorstellungen. Sie können einfache Zahlenmuster und geometrische Muster fortsetzen. Sie sind mit wichtigen geometrischen Figuren der ebenen Geometrie vertraut. Sie können Daten, die auf verschiedene Weisen dargestellt sind, ablesen und interpretieren.

Kompetenzstufe II (400–474)

Die Schülerinnen und Schüler verfügen über elementares mathematisches Wissen sowie elementare mathematische Fertigkeiten und Fähigkeiten. Sie lösen einfache Additions- und Subtraktionsaufgaben. Sie sind mit Dreiecken vertraut und können in konkreten Situationen mit einem Koordinatensystem umgehen. Sie entnehmen einfachen Balkendiagrammen und Tabellen Informationen.

Kompetenzstufe I (unter 400)

Die Schülerinnen und Schüler verfügen über rudimentäres schulisches Anfangswissen. Auf dieser Kompetenzstufe können viele Kinder einfache Routineaufgaben mit Grundrechenarten ausführen, jedoch selbst einfache Aufgaben der Kompetenzstufe II nur gelegentlich oder ansatzweise lösen.



Abbildung 2.1: Kompetenzstufen in Mathematik mit Beispielaufgaben

III

II

475

400

550

IV

V

625

(.15)

(.32)

(.38)

(.42)

Kompetenz-stufen

In Deutschland überschreiten 96 % der Schülerinnen und Schüler die Schwelle zur Kompetenzstufe II.

Die Werte in Klammern geben die relativen internationalen Lösungshäufigkeiten an.

1

Nach Stefans Regel kann man die Zahl im aus der Zahl im berechnen.Wie lautet die Regel?

Antwort: _____________________________

Man verdoppelt die Zahl und addiert 1.Beispiel: 2 . 4 = 8 8 + 1 = 9

In Klasse A und Klasse B sind jeweils 40 Kinder.

In Klasse A sind mehr Mädchen als in Klasse B. Wie viele mehr?

14

16

24

30

X

Diese Abbildung zeigt den Punktestand von 4 Fahrern bei der Formel-1-Weltmeisterschaft. Montoya ist auf Platz 1. Alonso ist auf Platz 3. Zeichneeinen Balken in die Abbildung, der zeigt, wie viele Punkte Alonso hat.

Mario hat die Substraktionsaufgabe oben als Hausaufgabe gerechnet. Er hataber etwas Saft darauf verschüttet. Eine Ziffer kann man nicht mehr lesen. SeinErgebnis „415“ war richtig. Wie lautet die fehlende Ziffer?

Antwort: ______________2

1

I



(.54)

(.60)

(.71)

(.72)

III

II

475

400

550

IV

V

625

1

Kompetenz-stufen

Du siehst hier zwei Seiten eines Rechtecks. Zeichne die anderen beiden Seitendazu.

Andi will herausfinden, wie schwer seine Katze ist. Er stellt sich selbst auf dieWaage und sieht, dass die Waage 57 kg anzeigt. Dann stellt er sich gemeinsam mitseiner Katze auf die Waage. Jetzt zeigt die Waage 62 kg an.

Wie schwer ist die Katze?

Antwort: ________________ Kilogramm5

Welche Zahl ist 3 Einer + 2 Zehner + 4 Hunderter?

432

423

324

234

X

Das Quadrat wurde in 7 Stücke geschnitten. Male ein X in jedes der beidenDreiecke, die dieselbe Größe und Form haben.

X

X



1

I

Einfachste Routineaufgaben, die mit Grundrechenarten zu lösen sind.


Fortsetzung von Abbildung 2.1:


Abbildung 2.2: Testleistungen der Schülerinnen und Schüler im internationalen Vergleich – Gesamtskala Mathematik

Zu Besonderheiten der Untersuchungspopulationen und der Stichproben vgl. Tabelle 2.3 in Kapitel 2 (Bos et al., 2008).

Die Regionen werden für die Berechnung des internationalen Mittelwerts nicht berücksichtigt.

Nicht statistisch signifikant vom deutschen Mittelwert abweichende Staaten (p < .05).

Perzentile: 5% 25% 75% 95%

Mittelwert und Konfidenzintervall (± 2 SE)

Kompetenzstufen Staat M SD (SE)

Hongkong 607 67 (1.4)

Singapur 599 84 (2.1)

Rep. China a.Taiwan 576 69 (0.9)

Japan 568 76 (1.4)

Kasachstan 549 84 (3.7)

Russ. Föderation 544 83 (2.4)

England 541 86 (1.6)

Lettland 537 72 (1.3)

Niederlande 535 61 (1.4)

Litauen 530 76 (1.8)

USA 529 75 (1.2)

Deutschland 525 68 (1.2)

Dänemark 523 71 (1.4)

Australien 516 83 (2.0)

VGEU514 74 (0.5)

VGOECD513 76 (0.4)

Ungarn 510 91 (2.3)

Italien 507 77 (1.8)

Österreich 505 68 (1.0)

Schweden 503 66 (1.2)

Slowenien 502 71 (1.0)

Armenien 500 90 (2.0)Slowakei 496 85 (4.0)

Schottland 494 79 (1.4)

Neuseeland 492 86 (2.0)

Tschechische Republik 486 71 (1.3)

Internationaler Mittelwert 473 82 (0.4)

Norwegen 473 76 (1.3)

Ukraine 469 84 (1.6)

Georgien 438 88 (2.1)

Iran 402 84 (2.2)

Algerien 378 90 (2.9)

Kolumbien 355 90 (2.6)

Marokko 341 95 (2.7)

El Salvador 330 91 (2.1)

Tunesien 327 111 (2.3)

Kuwait 316 99 (2.2)

Katar 296 90 (0.7)

Jemen 224 110 (2.7)

Region

Massachusetts 572 70 (1.8)

Minnesota 554 78 (3.6)

Kanada (Q) 519 67 (1.1)

Kanada (O) 512 68 (1.8)

Kanada (A) 505 66 (1.8)

Kanada (BC) 505 71 (1.5)

Dubai 444

(SE)

(3.6)

(3.7)

(1.7)

(2.1)

(7.1)

(4.9)

(2.9)

(2.3)

(2.1)

(2.4)

(2.4)

(2.3)

(2.4)

(3.5)

(0.7)

(0.7)

(3.5)

(3.1)

(2.0)

(2.5)

(1.8)

(4.3)(4.5)

(2.2)

(2.3)

(2.8)

(0.6)

(2.5)

(2.9)

(4.2)

(4.1)

(5.2)

(5.0)

(4.7)

(4.1)

(4.5)

(3.6)

(1.0)

(6.0)

(3.5)

(5.9)

(3.0)

(3.1)

(3.0)

(2.7)

(2.1) 90 (2.2)

II III IV VI

0 100 200 300 400 500 600 700



Im internationalen Vergleich liegt die durchschnittliche Mathematikleistung der Schülerinnen und Schüler am Ende der Grundschulzeit in Deutschland im oberen Drittel der Rangreihe.Mit einem Mittelwert von 525 Punkten liegen die Schülerinnen und Schüler in Deutschland signifi kant über dem internationalen Durchschnitt von 473 Punkten und den durchschnittlichen Kompetenzwerten der Kinder aus OECD- und EU-Staaten (514 bzw. 513 Punkte).Für Deutschland ergibt sich allerdings ein deutlicher Abstand zu den Staaten mit den höchsten Kompetenzwerten in Mathematik. So erreichen in Hongkong und Singapur, aber auch im EU-Nachbarstaat England die Schülerinnen und Schüler eine deutlich höhere mathematische Kompetenz als in Deutschland.Deutschland liegt zusammen mit Dänemark, Litauen und den USA in einer Gruppe von Staaten mit nicht wesentlich unterschiedlichen durchschnittlichen Kompetenzwerten.Die Leistungsstreuung (Standardabweichung) ist in Deutschland mit 68 Leistungspunkten vergleichsweise gering. Auch die Leistungsspanne zwischen besonders leistungsschwachen und leistungsstarken Kindern ist vergleichsweise gering.


Abbildung 2.3: Prozentuale Verteilung der Schülerinnen und Schüler auf die fünf Kompetenzstufen (Mathematik) im internationalen Vergleich

Staat V IV III II

Singapur 41 74 92 98

Hongkong 40 81 97 100

Rep. China a. Taiwan 24 66 92 99

Japan 23 61 89 98

Kasachstan 19 52 81 95

England 16 48 79 94

Russ. Föderation 16 48 81 95

Lettland 11 44 81 97

USA 10 40 77 95

Litauen 10 42 77 94

Ungarn 9 35 67 88

Australien 9 35 71 91

Dänemark 7 36 76 95

Niederlande 7 42 84 98

Deutschland 6 37 78 96

Italien 6 29 67 91

Neuseeland 5 26 61 85

Slowakei 5 26 63 88

Schottland 4 25 62 88

Slowenien 3 25 67 92

Österreich 3 26 69 93

Schweden 3 24 68 93

Tschechische Republik 2 19 59 88

Norwegen 2 15 52 83


% der Schüler,die mindestens

Schülerinnen undfolgende

Kompetenzstufe erreichen

0 20 40 60 80 100

Die dargestellten Prozentbänder bilden die genauen Anteile der Schülerinnen und Schüler in den einzelnen Kompetenzstufen ab.

Die numerischen Werte geben die kumulierten Prozentsätze der Schülerinnen und Schüler in den einzelnen Kompetenzstufen an.

% der Schülerinnen und Schüler, die genau Kompetenzstufe V erreichen

% der Schüler, die genau Kompetenzstufe IV erreichenSchülerinnen und

% der Schüler, die genau Kompetenzstufe III erreichenSchülerinnen und

% der Schüler, die genau Kompetenzstufe II erreichenSchülerinnen und

% der Schüler, die genau Kompetenzstufe I erreichenSchülerinnen und


In Deutschland befi ndet sich ein Fünftel der Schülerinnen und Schüler auf Kompetenzstufe I und II. Diese Kinder verfügen allenfalls über elementares mathematisches Wissen sowie über elementare mathematische Fähigkeiten und Fertigkeiten.Die knapp 75 % der Grundschülerinnen und -schüler auf den beiden mittleren Kompetenzstufen III und IV wenden elementares mathematisches Wissen und elementare mathematische Fähigkeiten und Fertigkeiten in einfachen Situationen und bei der Lösung von mehrschrittigen Aufgaben mit inner- oder außermathematischem Kontextbezug an.Die 6 % der Schülerinnen und Schüler auf der höchsten Kompetenzstufe V verfügen über mathematische Fähigkeiten und Fertigkeiten zur Lösung verhältnismäßig komplexer Probleme und können ihr Vorgehen erläutern.Im Vergleich zu Deutschland gelingt es Staaten der internationalen Leistungsspitze (z. B. Hongkong und Japan, aber auch England und Lettland), sowohl den Anteil der Kinder auf der untersten Kompetenzstufe geringer zu halten als auch die Potentiale von leistungsstarken Schülerinnen und Schülern besser auszuschöpfen.


Litauen 49 530 (2.8) 51 530 (3.2) 0

England 49 541 (3.2) 51 542 (3.6) 0

Japan 49 568 (2.5) 51 568 (2.7) 0

Internationaler Mittelwert 49 473 (0.7) 51 473 (0.7) 0

Neuseeland 50 492 (2.4) 50 493 (3.1) 1

Rep. China a. Taiwan 48 575 (2.0) 52 577 (2.0) 2

Lettland 48 539 (2.9) 52 536 (3.0) -3

Ungarn 51 508 (4.6) 49 511 (3.8) 3

Hongkong 49 605 (3.2) 51 609 (4.4) 4

Slowenien 49 499 (2.4) 51 504 (2.1) 5

Australien 51 513 (4.2) 49 519 (3.6) 6

USA 51 526 (2.7) 49 532 (2.7) 6

Tschechische Republik 47 483 (3.3) 53 489 (3.0) 6

Singapur 49 603 (3.8) 51 596 (4.1) -6

Schweden 50 499 (2.4) 50 506 (3.1) 6

Slowakei 49 493 (4.6) 51 499 (4.7) 6

VGEU 49 511 (0.8) 51 517 (0.8) 6

Dänemark 51 520 (2.9) 49 526 (3.2) 7

Norwegen 50 470 (3.2) 50 477 (3.0) 7

Russ. Föderation 50 548 (5.5) 50 540 (4.9) -7

VGOECD 50 509 (0.8) 50 516 (0.8) 7

Kasachstan 51 553 (6.7) 49 545 (7.9) -8

Schottland 51 490 (2.6) 49 499 (2.8) 9

Niederlande 48 530 (2.7) 52 540 (2.4) 10

Deutschland 49 519 (2.5) 51 531 (2.5) 12

Österreich 48 498 (2.5) 52 512 (2.3) 14

Italien 49 499 (3.2) 51 514 (3.6) 15

30 0 1515 30

Staat Mädchen Jungen

Vorsprung

zugunsten der

%

JungenMädchen

% MjMm Mj-M m(SE) (SE)


Aufgeführte Differenzen können rundungsbedingt von den Differenzen der Mittelwerte abweichen.

Statistisch nicht signifikante Unterschiede zwischen (Mädchen und Jungen p < .05).

Statistisch signifikante Unterschiede zwischen und (Mädchen Jungen p < .05).

Abbildung 2.4: Mathematikleistung nach Geschlecht


Betrachtet man die internationalen Mittelwerte, so lassen sich keine geschlechtsspezifi schen Leistungsunterschiede zwischen Mädchen und Jungen im Bereich der Mathematik feststellen. Deutschland gehört zu dem Drittel der Teilnehmerstaaten, in denen die Jungen in Mathematik gegenüber den Mädchen einen signifi kanten Vorsprung haben (531 gegenüber 519 Punkten).


Abbildung 2.5: Mathematisches Selbstkonzept und Einstellung zur Mathematik von Schülerinnen und Schülern in Deutschland

1

2

3

4

I II III IV V

Kompetenzstufen

An

two

rta

us

prä

gu

ng

Fachspezifisches Selbstkonzept Mathematik

Einstellung zu Mathematik


Nahezu unabhängig von der erreichten Kompetenzstufe gelingt es der deutschen Grundschule offenbar, eine positive Einstellung gegenüber der Mathematik zu vermitteln.Zudem besteht ein positiver Zusammenhang zwischen dem mathematischen Fähigkeitsselbstkonzept und den Leistungen der Schülerinnen und Schüler.


3 Naturwissenschaftliche Kompetenz im internationalen Vergleich

Kompetenzstufe V (ab 625)Die Schülerinnen und Schüler weisen ein grundlegendes Verständnis über den Prozess naturwissenschaftlichen Arbeitens auf und können ihr Wissen über naturwissenschaftliche Prozesse und Zusammenhänge an-wenden. Sie teilen ihr Verständnis über Eigenschaften und Prozesse von Organismen sowie über Faktoren ge sundheitsbezogener Lebensführung aktiv mit. Sie zeigen ein Verständnis über Zusammenhänge ver-schie dener physikalischer Eigenschaften bekannter Materialien und Stoffe und besitzen praktisches Wissen im Bereich der Elektrizität. Sie weisen ein grundlegendes Verständnis über das Sonnensystem sowie über Landschaftsmerkmale und Vorgänge der Erde auf. Die Schülerinnen und Schüler besitzen die grundsätzliche Kom petenz, Forschungsergebnisse zu interpretieren, Schlüsse zu ziehen, Argumente zu bewerten und diese zu vertreten.Kompetenzstufe IV (550 – 624)Die Schülerinnen und Schüler können mit ihrem Wissen und Verständnis alltägliche Phänomene erklären. Sie besitzen ein grundlegendes Verständnis über den Aufbau von Pfl anzen und über den Körperbau von Tieren und besitzen Wissen über natürliche Prozesse und über die Umwelt. Außerdem verfügen sie über grundlegende Kenntnisse im Hinblick auf Eigenschaften von Materialien und physikalischer Phänomene. Die Schülerinnen und Schüler besitzen grundlegendes Wissen über das Sonnensystem und die Struktur, Vorgänge und Ressourcen der Erde. Sie verfügen über die grundlegende Kompetenz, wissenschaftliche Aufgaben auszuführen, und geben kurze Erläuterungen, bei denen sie ihr Wissen über naturwissenschaftliche Konzepte und alltägliche Erfahrungen mit physikalischen und biologischen Vorgängen miteinander verbinden.Kompetenzstufe III (475 – 549)Die Schülerinnen und Schüler können Basiswissen und grundlegendes Verständnis auf naturwissenschaftsbezogene Situationen anwenden. Sie kennen grundlegende Begriffe der belebten Natur und ihrer Interaktion mit der Umwelt und weisen ein grundsätzliches Verständnis über die Biologie und die Gesundheit des Menschen auf. Darüber hinaus verfügen sie über ein grundlegendes Verständnis einfacher physikalischer Phänomene und kennen Basisfakten über das Sonnensystem und die Ressourcen der Erde. Sie verfügen über die grundsätzliche Kompetenz, Informationen aus Bilddiagrammen zu interpretieren und Faktenwissen auf naturwissenschaftsbezogene Situationen anzuwenden.Kompetenzstufe II (400 – 474)Die Schülerinnen und Schüler besitzen Elementarwissen in Biologie und Physik. Sie besitzen Wissen über einfache Fakten zur menschlichen Gesundheit sowie zu Verhalten und Körperbau von Tieren. Die Schülerinnen und Schüler kennen einige Eigenschaften von Materialen und entwickeln ein erstes Verständnis von Kräften. Sie erkennen beschriftete Bilder und einfache Diagramme, vervollständigen einfache Tabellen und geben kurze schriftliche Erläuterungen auf Fragen nach naturwissenschaftlichen Fakten.Kompetenzstufe I (unter 400)Die Schülerinnen und Schüler verfügen über rudimentäres schulisches Anfangswissen. Selbst einfache Aufgaben werden nur gelegentlich oder ansatzweise gelöst.

Tabelle 3.1: Beschreibung der Kompetenzstufen für die Gesamtskala Naturwissenschaften



(.30)

(.39)

(.57)

Kompetenz-stufen



1

III

II

475

400

550

IV

V

625

1

Susi hat drei unterschiedlich große Eiswürfel. Sie gibt jeden Eiswürfel in einenvon drei gleich großen Bechern. In den Bechern ist gleich viel Wasser. Du siehstdas im folgenden Bild.

Was passiert mit den Eiswürfeln, wenn man sie in das Wasser gibt?

Würfel 1, 2 und 3 werden sinken.

Würfel 1, 2 und 3 werden schwimmen.

Würfel 1 wird schwimmen und Würfel 2 und 3 werden sinken.

Würfel 1 und 2 werden schwimmen und Würfel 3 wird sinken.

X

Es gibt eine Riesenschildkröte Oscar, die auf einer Insel wohnt. Oscar ist dieeinzige noch lebende Schildkröte einer speziellen Art von Riesenschildkröten.

Kann er sich fortpflanzen, damit diese Art von Schildkröten nicht ausstirbt?

(Kreuze ein Kästchen an.)

Ja

Nein

Erkläre deine Antwort.

X

Schildkröten können sich nicht alleine fortpflanzen.Für die Fortpflanzung sind ein Weibchen und ein Männchen nötig.

Wie in der Abbildung oben gezeigt, werden Bohnen mit Hilfe von Butter aufeinem Lineal aus Metall befestigt. Das Lineal wird an einem Ende durch dieKerze erhitzt. In welcher Reihenfolge werden die Bohnen herunterfallen?

1, 2, 3, 4, 5

1, 3, 5, 4, 2

5, 4, 3, 2, 1

Alle gleichzeitig

XI

Abbildung 3.1: Kompetenzstufen in den Naturwissenschaften mit Beispielaufgaben



Kompetenz-stufen

(.80)

III

II

475

400

550

IV

V

625

1

(.63)

(.68)

Welches dieser Tiere lebt am ehesten in der Wüste?

X

Die drei Objekte unten haben dieselbe Form und sind gleich groß.

Welche Aussage über das Gewicht der Objekte ist richtig?

Das Objekt aus Holz ist am schwersten.

Das Objekt aus Eisen ist am schwersten.

Das Objekt aus Styropor ist am schwersten.

Alle drei Objekte sind gleich schwer.

X

Karl und Anna hatten beide je einen Sonnenblumenkern von derselben Pflanze.Sie nahmen zwei gleiche Töpfe und gaben Blumenerde hinein.Dann pflanzten sie in jedem Topf einen Kern. Karl hat sich bei ihm zu Hauseum einen Topf gekümmert und Anna hat sich bei ihr zu Hauseum den anderen gekümmert.Nach einiger Zeit haben sie die Pflanzen verglichen. Sie haben gesehen,dass es einen großen Unterschied in ihrem Wachstum gibt.Das siehst du in der folgenden Abbildung.

Was könnte Karl bei der Pflege seiner Pflanzen anders gemacht haben als Annabei ihrer?Schreibe eine Möglichkeit auf.

Karl gab seiner Pflanze mehr Licht und Wasser.

I

Einfachste Routineaufgaben, die mit Alltagswissen zu lösen sind.



1


Fortsetzung von Abbildung 3.1:


KompetenzstufenStaat M (SE) SD (SE) 5% 25% 75% 95%

Singapur 587 (4.1) 93 (2.3) 418 531 652 727

Rep. China a. Taiwan 557 (2.0) 77 (1.3) 423 508 609 679

Hongkong 554 (3.5) 68 (1.5) 437 511 601 659

Japan 548 (2.1) 70 (1.1) 428 505 595 655

Russ. Föderation 546 (4.8) 81 (2.5) 407 495 601 672

Lettland 542 (2.3) 67 (1.7) 428 499 589 645

England 542 (2.9) 80 (1.8) 403 491 596 666

USA 539 (2.7) 84 (1.4) 392 484 597 668

Ungarn 536 (3.3) 85 (2.0) 383 485 595 661

Italien 535 (3.2) 81 (1.8) 395 484 590 664

Kasachstan 533 (5.6) 74 (2.6) 400 486 585 646

Deutschland 528 (2.4) 79 (1.5) 393 479 582 647

Australien 527 (3.3) 80 (2.0) 384 478 583 651

Slowakei 526 (4.8) 87 (4.8) 376 476 584 652

Österreich 526 (2.5) 77 (1.3) 388 477 580 644

Schweden 525 (2.9) 74 (1.3) 400 478 575 642

VGEU 525 (0.8) 76 (0.5) 393 477 577 641

Niederlande 523 (2.6) 60 (1.5) 421 484 565 617

VGOECD 523 (0.7) 78 (0.5) 387 474 577 643

Slowenien 518 (1.9) 76 (1.3) 383 471 571 634

Dänemark 517 (2.9) 77 (1.8) 383 468 570 636

Tschechische Republik 515 (3.1) 76 (1.5) 386 467 567 635

Litauen 514 (2.4) 65 (1.1) 401 473 559 615

Neuseeland 504 (2.6) 90 (1.6) 344 447 568 643

Schottland 500 (2.3) 76 (1.5) 367 452 552 619

Armenien 484 (5.7) 119 (3.9) 294 406 558 690

Norwegen 477 (3.5) 77 (1.8) 343 429 530 593

Internationaler Mittelwert 476 (0.6) 88 (0.4) 324 418 537 615

Ukraine 474 (3.1) 83 (1.6) 327 421 532 601

Iran 436 (4.3) 97 (2.1) 267 371 506 587

Georgien 418 (4.6) 85 (2.1) 273 361 477 552

Kolumbien 400 (5.4) 97 (2.7) 237 335 467 556

El Salvador 390 (3.4) 93 (1.7) 232 327 454 538

Algerien 354 (6.0) 102 (3.3) 183 286 424 517

Kuwait 348 (4.4) 123 (2.5) 137 261 440 538

Tunesien 318 (5.9) 141 (2.1) 68 214 428 533

Marokko 297 (5.9) 124 (3.6) 98 209 383 508

Katar 294 (2.6) 129 (1.6) 75 201 391 502

Jemen 197 (7.2) 130 (2.5) 5 94 287 430

Region

Massachusetts 571 (4.3) 69 (1.8) 451 526 618 679

Minnesota 551 (6.1) 80 (4.3) 411 503 607 671

Kanada (A) 543 (3.8) 74 (1.8) 415 495 593 657

Kanada (BC) 537 (2.7) 73 (1.6) 409 491 586 650

Kanada (O) 536 (3.7) 78 (2.5) 396 487 590 657

Kanada (Q) 517 (2.7) 67 (1.5) 405 474 563 623

Dubai 460 (2.8) 107 (2.3) 267 390 537 620

Zu Besonderheiten der Untersuchungspopulationen und der Stichproben vgl. Tabelle 2.3 in Kapitel 2 .(Bos et al., 2008)

Die Regionen werden für die Berechnung des internationalen Mittelwerts nicht berücksichtigt.

0 100 200 300 400 500 600 700

II III IV VI

Perzentile: 5% 25% 75% 95%

Mittelwert und Konfidenzintervall (± 2 SE)

Nicht statistisch signifikant vom deutschen Mittelwert abweichende Staaten (p < .05).

Abbildung 3.2: Naturwissenschaftliche Kompetenz im internationalen Vergleich



Die Kompetenz von Grundschülerinnen und -schülern in den Naturwissenschaften in Deutschland liegt mit 528 Punkten im oberen Leistungsdrittel aller Teilnehmerstaaten.Sie liegt somit deutlich über dem internationalen Mittelwert von 476 Punkten, während der Abstand zum OECD-Durchschnitt von 523 Punkten zwar statistisch bedeutsam, aber gering ist. Der Abstand zum zusammengefassten Mittelwert der an TIMSS teilnehmenden Staaten der EU erweist sich als nicht signifi kant.Allerdings zeigen die deutschen Schülerinnen und Schüler einen erheblichen Abstand in der mittleren Leistung zu den Staaten mit den höchsten Kompetenzwerten in den Naturwissenschaften. So erreichen Kinder aus Singapur und Japan, aber auch aus dem EU-Nachbarstaat England eine deutlich höhere naturwissenschaftliche Kompetenz als Kinder aus Deutschland.Ähnliche naturwissenschaftsbezogene Ergebnisse wie die Schülerinnen und Schüler in Deutschland erreichen die Kinder in Italien, Kasachstan, Australien, der Slowakei, Österreich, Schweden und in den Niederlanden.Der Unterschied zwischen den kompetenzschwächeren und kompetenzstärkeren Schülerinnen und Schülern ist in Deutschland im Vergleich zu anderen Staaten im naturwissenschaftlichen Bereich gering.


Abbildung 3.3: Prozentuale Verteilung der Schülerinnen und Schüler auf die naturwissenschaftlichen Kompetenzstufen

StaatV IV III II I

Singapur 36 32 20 8 4

Rep. China a. Taiwan 19 36 31 11 3

Russ. Föderation 16 33 33 14 4

USA 15 32 31 16 6

England 14 34 33 14 5

Hongkong 14 41 33 10 2

Ungarn 13 34 31 15 7

Italien 13 31 34 16 6

Japan 12 39 35 11 3

Slowakei 11 31 33 17 8

Kasachstan 10 34 35 16 5

Lettland 10 37 37 14 2

Australien 10 31 35 17 7

Deutschland 10 31 35 18 6

Österreich 9 30 37 17 7

Neuseeland 8 24 33 22 13

Schweden 8 29 39 19 5

Dänemark 7 28 37 21 7

Tschechische Republik 7 26 39 21 7

Slowenien 6 30 38 19 7

Niederlande 4 30 45 18 3

Schottland 4 22 39 25 10

Litauen 3 27 44 21 5

Norwegen 1 16 37 30 16


% der Schülerinnen und Schüler,die genau folgende

Kompetenzstufe erreichen

0 20 40 60 80 100

% der Schülerinnen und Schüler, die genau Kompetenzstufe V erreichen

% der Schülerinnen und Schüler, die genau Kompetenzstufe IV erreichen

% der Schülerinnen und Schüler, die genau Kompetenzstufe III erreichen

% der Schülerinnen und Schüler, die genau Kompetenzstufe II erreichen

% der Schülerinnen und Schüler, die genau Kompetenzstufe I erreichen


In Deutschland zeigt sich, dass etwa ein Viertel aller Schülerinnen und Schüler nur Kompetenzstufe I und II erreicht. Diese Schülerinnen und Schüler besitzen somit höchstens elementares Wissen über naturwissenschaftliche Sachverhalte und haben Schwierigkeiten, dieses Wissen produktiv anzuwenden.Etwa zwei Drittel aller Schülerinnen und Schüler in Deutschland können ihr Basiswissen auf naturwissenschaftsbezogene Situationen anwenden und alltägliche Phänomene erklären. Sie befi nden sich somit auf den Kompetenzstufen III und IV.10 % der Schülerinnen und Schüler in Deutschland erreichen die fünfte Kompetenzstufe und sind am Ende ihrer Grundschulzeit in der Lage, naturwissenschaftliche Zusammenhänge zu verstehen und zu begründen sowie einfache Versuchsanordnungen zu interpretieren und Schlussfolgerungen zu ziehen.Verglichen mit Deutschland gelingt es Staaten der internationalen Leistungsspitze (z. B. Singapur und Japan, aber auch den USA und England), sowohl den Anteil der Kinder auf der untersten Kompetenzstufe geringer zu halten als auch die Potentiale von leistungsstarken Schülerinnen und Schülern besser auszuschöpfen.


Abbildung 3.4: Naturwissenschaftliche Kompetenz von Mädchen und Jungen

Slowenien 49 518 (2.4) 51 518 (2.4) 0

Singapur 49 587 (4.3) 51 587 (4.4) 0

Japan 49 548 (2.5) 51 547 (2.4) -1

Kasachstan 51 533 (5.5) 49 532 (6.3) -1

Schottland 51 500 (3.0) 49 501 (2.4) 2

Schweden 50 526 (2.7) 50 524 (3.7) -2

Rep. China a. Taiwan 48 556 (2.3) 52 558 (2.4) 2

Norwegen 50 475 (3.8) 50 478 (4.2) 2

Ungarn 51 535 (4.4) 49 538 (3.6) 3

Hongkong 49 553 (3.6) 51 556 (4.3) 3

England 49 543 (3.1) 51 540 (3.4) -3

Internationaler Mittelwert 49 477 (0.7) 51 474 (0.7) -3

Russ. Föderation 50 548 (5.1) 50 544 (5.0) -4

Litauen 49 516 (2.7) 51 512 (2.9) -4

Neuseeland 50 506 (2.8) 50 502 (3.5) -4

VGEU 49 523 (0.9) 51 527 (0.9) 4

USA 51 536 (3.0) 49 541 (3.1) 5

Australien 51 525 (4.0) 49 530 (3.5) 5

VGOECD 50 520 (0.8) 50 525 (1.0) 5

Dänemark 51 514 (3.2) 49 520 (3.6) 6

Lettland 48 545 (2.8) 52 539 (3.0) -6

Tschechische Republik 47 511 (3.7) 53 518 (3.4) 7

Slowakei 49 521 (5.2) 51 530 (4.8) 8

Niederlande 48 518 (3.0) 52 528 (2.8) 11

Italien 49 529 (3.2) 51 541 (3.7) 13

Österreich 48 519 (2.7) 52 532 (2.9) 13

Deutschland 49 520 (2.6) 51 535 (2.9) 15

30 0 301515


Vorsprung

zugunsten der

%

JungenMädchen




Statistisch nicht signifikante Unterschiede zwischen Mädchen und Jungen( < .05).p

Statistisch signifikante Unterschiede zwischen und (Mädchen Jungen < .05).p


Betrachtet man die Unterschiede zwischen Jungen und Mädchen, so zeigt sich, dass Deutschland derjenige Staat unter den teilnehmenden OECD- und EU-Staaten mit den größten Geschlechterdifferenzen in den naturwissenschaftlichen Kompetenzen ist (Mm = 520 gegenüber Mj = 535).


4 Mathematik- und naturwissenschaftsbezogene Einstellungen und das Fähigkeitsselbstkonzept von Jungen und Mädchen


Norwegen 50 3.14 (0.02) 50 3.17 (0.02) 0.03

Schweden 50 3.25 (0.01) 50 3.29 (0.02) 0.04

Schottland 51 3.09 (0.02) 49 3.15 (0.02) 0.06

Russ. Föderation 50 2.89 (0.03) 50 2.96 (0.02) 0.07

Kasachstan 51 3.24 (0.03) 49 3.17 (0.03) -0.07

Slowenien 49 3.13 (0.02) 51 3.21 (0.02) 0.08

Neuseeland 50 2.87 (0.02) 50 2.96 (0.01) 0.09

Internationaler Mittelwert 49 2.95 (0.00) 51 3.05 (0.00) 0.09

USA 51 3.09 (0.02) 49 3.21 (0.02) 0.12

Ungarn 51 3.02 (0.02) 49 3.15 (0.02) 0.13

Italien 49 3.01 (0.02) 51 3.14 (0.02) 0.13

Litauen 49 2.93 (0.02) 51 3.07 (0.02) 0.14

Slowakei 49 2.96 (0.02) 51 3.10 (0.02) 0.14

Tschechische Republik 47 2.89 (0.02) 53 3.04 (0.02) 0.15

Australien 51 3.01 (0.03) 49 3.16 (0.03) 0.15

VGEU 49 3.02 (0.01) 51 3.17 (0.01) 0.15

VGOECD 50 3.01 (0.01) 50 3.15 (0.01) 0.15

Dänemark 52 3.10 (0.03) 48 3.26 (0.02) 0.16

England 49 2.99 (0.02) 51 3.17 (0.02) 0.18

Lettland 48 2.79 (0.02) 52 2.97 (0.02) 0.18

Singapur 49 2.68 (0.02) 51 2.87 (0.02) 0.19

Niederlande 48 2.92 (0.02) 52 3.15 (0.02) 0.23

Deutschland 50 3.06 (0.02) 50 3.30 (0.02) 0.24

Österreich 48 3.11 (0.02) 52 3.35 (0.02) 0.24

Hongkong 49 2.68 (0.02) 51 2.93 (0.02) 0.25

Rep. China a. Taiwan 49 2.48 (0.02) 51 2.73 (0.02) 0.25

Japan 49 2.61 (0.02) 51 2.87 (0.02) 0.26

Vorsprung

zugunsten der

0.30 0 0.300.150.15

%

JungenMädchen






Abbildung 4.1: Geschlechterunterschiede im mathematikbezogenen Fähigkeitsselbstkonzept


Die in TIMSS untersuchten Schülerinnen und Schüler in deutschen Grundschulen lassen im Durchschnitt ein hohes mathematikbezogenes Fähigkeitsselbstkonzept erkennen.Bezogen auf das mathematische Fähigkeitsselbstkonzept ergeben sich in fast allen Staaten größere Unterschiede zugunsten der Jungen. Deutschland zählt zu den Staaten mit den höchsten Differenzen.



Australien 51 3.06 (0.02) 49 3.06 (0.03) 0.00

Schottland 51 3.04 (0.03) 49 3.04 (0.02) 0.00

Schweden 50 3.26 (0.01) 50 3.26 (0.02) 0.00

Slowenien 50 3.13 (0.02) 50 3.12 (0.02) -0.01

Ungarn 51 3.15 (0.03) 49 3.14 (0.02) -0.01

VGEU 49 3.13 (0.01) 51 3.14 (0.01) 0.01

Internationaler Mittelwert 50 3.08 (0.00) 50 3.07 (0.00) -0.01

Hongkong 49 2.90 (0.02) 51 2.88 (0.02) -0.02

Italien 49 3.12 (0.01) 51 3.14 (0.02) 0.02

Neuseeland 50 2.87 (0.02) 50 2.90 (0.02) 0.03

VGOECD 50 3.09 (0.01) 50 3.12 (0.01) 0.03

England 49 2.91 (0.02) 51 2.95 (0.02) 0.04

Norwegen 50 3.14 (0.02) 50 3.10 (0.02) -0.04

Österreich 48 3.34 (0.02) 52 3.38 (0.02) 0.04

Slowakei 49 3.21 (0.03) 51 3.25 (0.02) 0.04

USA 51 3.18 (0.02) 49 3.23 (0.02) 0.05

Niederlande 48 3.01 (0.02) 52 3.06 (0.02) 0.05

Lettland 48 3.04 (0.02) 52 2.98 (0.03) -0.06

Deutschland 50 3.25 (0.02) 50 3.33 (0.02) 0.08

Tschechische Republik 47 3.01 (0.02) 53 2.93 (0.02) -0.08

Russ. Föderation 50 3.14 (0.03) 50 3.06 (0.03) -0.08

Kasachstan 51 3.36 (0.04) 49 3.27 (0.03) -0.09

Dänemark 52 3.08 (0.03) 48 3.18 (0.03) 0.10

Litauen 49 3.26 (0.02) 51 3.15 (0.02) -0.11

Japan 49 2.84 (0.02) 51 2.98 (0.02) 0.14

Rep. China a. Taiwan 49 2.94 (0.02) 51 3.08 (0.02) 0.14

Singapur 49 2.63 (0.02) 51 2.81 (0.02) 0.18

Vorsprung

zugunsten der

-0.30 0 0.300.15-0.15

%

JungenMädchen






Abbildung 4.2: Geschlechterunterschiede im naturwissenschaftsbezogenen Fähigkeitsselbstkonzept


Die äußerst positive Grundhaltung der Kinder gegenüber dem naturwissenschaftlichen Unterricht spiegelt sich auch im Vertrauen in ihre eigenen Kompetenzen wider: Die in TIMSS untersuchten Schülerinnen und Schüler in deutschen Grundschulen lassen im Durchschnitt ein hohes naturwissenschaftsbezogenes Fähigkeitsselbstkonzept erkennen.In den meisten Staaten sind die Unterschiede zwischen Jungen und Mädchen im naturwissen schaftsbezogenen Fähigkeitsselbstkonzept statistisch nicht bedeutsam. Signifi kante Unterschiede zugunsten der Jungen lassen sich lediglich in Singapur, Taiwan, Japan, Dänemark und Deutschland feststellen.Insgesamt sind aber auch diese Differenzen eher klein.


5 Soziale Herkunft


Abbildung 5.1: Leistungspunktvorsprung von Kindern aus Familien mit mehr als 100 Büchern vor denen mit weniger als 100 Büchern im internationalen Vergleich (Schülerangabe; sortiert nach Punktvorsprung in Mathematik)

Staat Mathematik

Naturwissen-

schaften

Ungarn 57 53

England 48 47

Neuseeland 44 51

Deutschland 41 51

Japan 41 34

Singapur 40 48

Rep. China a. Taiwan 39 43

Österreich 37 43

Schottland 36 42

USA 35 37

VGOECD 35 39

Australien 33 39

VGEU 32 36

Internationaler Mittelwert 32 35

Tschechische Republik 32 33

Schweden 31 41

Slowakei 31 34

Dänemark 30 37

Lettland 28 25

Norwegen 24 24

Slowenien 24 26

Hongkong 22 16

Litauen 22 18

Russ. Föderation 22 18

Niederlande 21 30

Italien 15 22

Kasachstan 11 21


Alle Differenzen – mit Ausnahme der Mathematikleistungsdifferenz in Kasachstan – sind statistisch signifikant ( < .05).p

Differenz

0 20 40 60

Mathematikleistungsdifferenz

Naturwissenschaftsleistungsdifferenz

Staaten, in denen die Mathematikleistungsdifferenz nicht statistisch signifikant von der deutschen Differenz abweicht (p < .05).

In Deutschland zeigen Schülerinnen und Schüler, die angeben, dass in ihrer Familie mehr als 100 Bücher verfügbar sind, deutlich höhere Kompetenzen als Kinder aus Haushalten mit weniger als 100 Büchern. In Deutschland beträgt die Differenz zwischen beiden Gruppen in Mathematik 41 Punkte, in den Natur wissenschaften 51 Punkte. Diese Differenzen verweisen auf unterschiedliche Lernstände von Kindern, die in anderen Domänen durchaus im Bereich von einem Lernjahr liegen können.


Aus vertiefenden Analysen geht zudem hervor:

Im Vergleich zu Deutschland ( R2M = .15 und R2

N = .18) ist der Zusammenhang zwischen Buchbesitz und Kompetenz im mathematischen Bereich nur in Ungarn (R2

M = .18) stärker ausgeprägt. Im naturwissenschaftlichen Bereich ist der Zusammenhang in keinem der TIMSS-Teilnehmerstaaten enger.Der internationale Vergleich zeigt, dass ein hohes Kompetenzniveau auch im Grund- schulbereich nicht allein unter Inkaufnahme starker sozialer Unterschiede erreicht wird. Es lassen sich Staaten identifi zieren – zum Beispiel die Niederlande –, in denen der sozioökonomische Status nur eine geringe Vorhersagekraft für die Kompetenzen hat und in denen die Schülerinnen und Schüler der 4. Jahrgangsstufe ein hohes durchschnittliches Kompetenzniveau erreichen.


6 Schülerinnen und Schüler mit Migrationshintergrund

Abbildung 6.1: Leistungsdifferenzen in der mathematischen Kompetenz zwischen Schülerinnen und Schülern, deren Eltern beide im Ausland geboren wurden, gegenüber denjenigen ohne Migrationshintergrund im in-ternationalen Vergleich

Staat Differenz

mit Migrations-

hintergrund

ohne Migrations-

hintergrund

Slowakei 61

Rep. China a. Taiwan 59

Niederlande 48

Dänemark 47

Deutschland 46

Österreich 45

Schottland 45

Russ. Föderation 40

VGEU 39

Norwegen 35

Schweden 34

England 33

Lettland 31

Slowenien 31

VGOECD 31

Tschechische Republik 30

Ungarn 30

Internationaler Mittelwert 26

Italien 20

USA 18

Neuseeland -1

Kasachstan -2

Singapur -8

Hongkong -9

Australien -23


Japan und Litauen werden aufgrund eines zu geringen Rücklaufs nicht dargestellt.

Leistungsvorsprung von Kindern

-80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80

Staaten mit signifikanter Mittelwertdifferenz ( < .05).p

Staaten ohne signifikante Mittelwertdifferenz ( < .05).p


In Deutschland beträgt der Kompetenzunterschied zwischen Kindern mit und ohne Migrations hintergrund 46 Leistungspunkte für Mathematik und entspricht somit knapp einer halben Standardabweichung des TIMSS-Skalenmittelwertes (was durchaus dem Lernzuwachs von schätzungsweise einem Jahr entsprechen kann).Fast identische Unterschiede fi nden sich in den Niederlanden, Dänemark, Österreich und Schottland.In klassischen Einwanderungsstaaten wie den USA, Neuseeland und Australien sind sehr viel geringere Differenzen zwischen Kindern mit und ohne Migrationshintergrund zu beobachten.



Staat Differenz

mit Migrations-

hintergrund

ohne Migrations-

hintergrund

Österreich 74

Deutschland 72

Rep. China a. Taiwan 68

Dänemark 62

Schweden 60

Slowakei 57

Niederlande 55

Norwegen 50

50

Schottland 49

44

England 43

Lettland 42

Russ. Föderation 42

USA 42

Tschechische Republik 40

Slowenien 34

Internationaler Mittelwert 30

Ungarn 27

Italien 26

Neuseeland 8

Kasachstan 2

Singapur 0

Australien -6

Hongkong -8

Leistungsvorsprung von Kindern

-80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80


Japan und Litauen werden aufgrund eines zu geringen Rücklaufs nicht dargestellt.

Staaten mit signifikanter Mittelwertdifferenz ( < .05).p

Staaten ohne signifikante Mittelwertdifferenz ( < .05).p

VGEU

VGOECD

Abbildung 6.2: Leistungsdifferenzen in der naturwissenschaftlichen Kompetenz zwischen Schülerinnen und Schülern, deren Eltern beide im Ausland geboren wurden, gegenüber denjenigen ohne Migrationshintergrund im internationalen Vergleich

Im naturwissenschaftlichen Bereich zeigt sich in Deutschland eine noch größere Differenz zwischen Kindern mit und ohne Migrationshintergrund als in Mathematik.Mit 72 Leistungspunkten beträgt der Unterschied zwischen beiden Gruppen in Deutschland mehr als drei Viertel einer Standardabweichung des TIMSS-Skalenmittelwertes. Dies entspricht dem Unterschied von schätzungsweise eineinhalb Lernjahren.Größere Unterschiede zwischen den beiden Gruppen lassen sich nur in Österreich beobachten.


Für den mathematischen wie auch den naturwissenschaftlichen Kompetenzbereich gilt:

Sowohl international als auch in Deutschland zeigt sich, dass die Schülerinnen und Schüler die höchsten Kompetenzen erreichen, deren Eltern beide im jeweiligen Testland geboren wurden. Schülerinnen und Schüler mit nur einem im Testland geborenen Elternteil zeigen demgegenüber geringere Leistungen; Kinder, deren Elternteile beide nicht im Testland geboren wurden, lassen noch schwächere Kompetenzen erkennen.Zwar erreichen Schülerinnen und Schüler in Deutschland insgesamt im internationalen Vergleich ein relativ hohes durchschnittliches Kompetenzniveau, es zeigen sich jedoch große Differenzen im Leistungsstand zwischen Kindern mit und ohne Migrationshintergrund.Sowohl für die mathematische als auch die naturwissenschaftliche Kompetenz der in Deutschland getesteten Grundschülerinnen und Grundschüler zeigen sich stabile und in ihrer Größenordnung bedeutsame Effekte von Migration und sozialer Herkunft.Diese Effekte bleiben auch bei multivariater Betrachtung stabil. Zwar verringert sich der Effekt des Migrationshintergrundes in der gleichzeitigen Analyse mit Indikatoren der soziokulturellen Herkunft der Kinder, jedoch bleibt ein eigenständiger und substantieller Effekt bestehen.


III Inhalt der CD

Pressemappe grün- und graustufi g als pdf-Dokument Fließtext der Pressemappe (Zusammenfassung) als Word-Dokument Alle Abbildungen und Tabellen der Pressemappe grün- und graustufi g als pdf-Dokument Alle Abbildungen und Tabellen der Pressemappe grünstufi g als In-Design-Dokument oder als CorelDraw-DokumentHinweis: Die Dateinamen der Abbildungen und Tabellen richten sich nach der Nummerierung in der Pressemappe. Der Inhalt bzw. die Beschriftung der betreffenden Abbildung/Tabelle lässt sich aber auch schon im Windows-Explorer-Fenster ersehen, wenn man bei der Ansicht des Ordners die Titel der Dateien einblendet (Ansicht Details auswählen … „Titel“ mit Haken versehen).

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