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TIMSS 2007: Erste Ergebnisse - Bifie

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2.2 Veränderungen in

2.2 Veränderungen in der Naturwissenschaftskompetenz zwischen 1995 und 2007 Birgit Suchan Naturwissenschaftskompetenz im internationalen Vergleich Auch im Hinblick auf die Naturwissenschaftskompetenz ist es möglich, die Leistungen der Schüler/innen im Zeitverlauf zu analysieren. Die für Österreich festgestellte Abnahme in der durchschnittlichen Leistung beschränkt sich nicht auf die Mathematikkompetenz. Die Trendanalyse im Bereich der Naturwissenschaft weist für 2007 ebenfalls einen geringeren Mittelwert aus als für die erste Testung im Jahr 1995. Neben Österreich verschlechterte sich die Naturwissenschaftskompetenz von vier weiteren Ländern signifikant. In sieben Ländern kann 2007 hingegen eine signifikant bessere Leistung als 1995 beobachtet werden. hoch 700 SGP HKG JPN LET GBR (E) USA HUN AUS AUT NLD SLO CZE NZL GBR (S) NOR IRN 600 Naturwissenschaftskompetenz niedrig 500 400 300 200 1995 2007 Land 1995 2007 1995 Perzentile (%) 2007 5. 25 Ṃittelwert 75. 95. } Konfidenzintervall (+/- 1.96 SE) 1995 2007 1995 2007 1995 2007 1995 2007 Teilnehmerländer absteigend nach dem Mittelwert auf der Naturwissenschafts-Gesamtskala gereiht Abb. 2.2 A: Mittelwert und Streuung der Naturwissenschaftskompetenz: 1995 vs. 2007 Mittelwert Mittelwert Differenz Land Mittelwert Mittelwert Differenz 1995 (SE) 2007 (SE) 2007-1995 (SE) 1995 (SE) 2007 (SE) 2007-1995 (SE) SGP 523 (4.8) 587 (4.1) 64 (6.4) AUT 538 (3.6) 526 (2.5) HKG 508 (3.3) 554 (3.5) 46 (4.8) NLD 530 (3.2) 523 (2.6) JPN 553 (1.8) 548 (2.1) -5 (2.6) SLO 464 (3.1) 518 (1.9) LET 486 (4.9) 542 (2.3) 56 (5.4) CZE 532 (3.0) 515 (3.1) GBR (E) 528 (3.1) 542 (2.9) 14 (4.2) NZL 505 (5.3) 504 (2.6) USA 542 (3.3) 539 (2.7) -3 (4.3) GBR (S) 514 (4.5) 500 (2.3) HUN 508 (3.4) 536 (3.3) 28 (4.5) NOR 504 (3.7) 477 (3.5) AUS 521 (3.8) 527 (3.3) 6 (4.9) IRN 380 (4.6) 436 (4.3) 1995 signifikante Leistungszunahme zwischen TIMSS 1995 und 2007 Abb. 2.2 B: Mittelwerte von TIMSS 1995 und TIMSS 2007 im Vergleich 2007 1995 2007 1995 2007 1995 2007 1995 2007 1995 2007 1995 2007 1995 2007 ´95 -12 (4.4) -7 (4.0) 54 (3.6) -17 (4.3) -1 (5.9) -14 (5.0) -27 (5.2) 56 (6.3) 2007 signifikante Leistungsabnahme zwischen TIMSS 1995 und 2007

TIMSS 2007: Erste Ergebnisse 29 Analog zur Verankerung der Mathematikdaten auf der Skala von 1995 muss dies auch für die Naturwissenschaftsskala erfolgen. Hierfür wurde bei der ersten Erhebung im Jahr 1995 der Naturwissenschaftsmittelwert aller Teilnehmerländer in der 4. Schulstufe auf einen Wert von 500 und eine Standardabweichung von 100 transformiert. Die Verankerung aller weiteren Testungen auf diesem Skalenmittelwert ermöglicht es, Entwicklungstrends in der Leistung der Schüler/innen zu analysieren. Details dazu finden sich in Olson, Martin & Mullis (2008). In diesem Kompetenzbereich wurde auf den Einsatz spezieller nationaler Testhefte mit Naturwissenschaftsaufgaben aus TIMSS 1995 verzichtet (siehe Abschnitt 1.2). Abbildung 2.2 A zeigt die Naturwissenschaftsleistungen der Schüler/innen von TIMSS 1995 im Vergleich zu jenen von TIMSS 2007. Dargestellt ist der Mittelwert (inklusive Konfidenzintervall) und die Streuung jener Länder, die sich wie Österreich sowohl an TIMSS 1995 als auch an TIMSS 2007 beteiligt haben. Mittelwert und Konfidenzintervall sind in Form einer Box abgebildet. Die weiße horizontale Linie kennzeichnet die Punktschätzung des Mittelwerts; die orange Box kennzeichnet jenen Wertebereich, innerhalb dessen sich der tatsächliche Populationsmittelwert mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % befindet. Neben dem Mittelwert beinhaltet die Abbildung 2.2 A auch die Streuung. Sie liefert wesentliche Informationen über die Verteilung der Leistung innerhalb eines Landes und wird in Form des 5., 25., 75. und 95. Perzentils dargestellt. Perzentile kennzeichnen jenen Wert, unterhalb dessen sich ein bestimmter Anteil einer getesteten Gruppe befindet (z. B. unter dem 75. Perzentil liegen 75 % der Werte). Die gesamte Länge der Balken (5.–95. Perzentil) kennzeichnet somit den Abstand zwischen den besten und schwächsten Schülerinnen und Schülern eines Landes (exklusive der besten und schwächsten 5 %). Die Länder sind absteigend nach ihrem Naturwissenschaftsmittelwert 2007 sortiert. Die Mittelwertsdifferenz zwischen 1995 und 2007 ist in Abbildung 2.2 B in tabellarischer Form dargestellt. Veränderung in der durchschnittlichen Naturwissenschaftskompetenz: 1995/2007 Analog zu Mathematik kann für insgesamt 16 Länder die Naturwissenschaftskompetenz von 1995 mit jener aus der Erhebung im Jahr 2007 verglichen werden. In sieben Ländern hat sich die mittlere Naturwissenschaftskompetenz der Schüler/innen in diesem Zeitraum deutlich verbessert. In Singapur ist der Leistungszuwachs am größten. Der Mittelwert von TIMSS 1995 lag bei 523 Punkten. Im Jahr 2007 ist er um 64 Punkte auf 587 gestiegen. Aber auch in Lettland, im Iran und in Slowenien hat sich der Durchschnittswert in Naturwissenschaft erheblich verbessert (zwischen 54 und 56 Punkte). Österreich zählt wie bei Mathematik auch im Bereich der Naturwissenschaft zu jenen drei Ländern, in denen sich die Durchschnittsleistung verschlechtert hat. 1995 lag der Mittelwert aller getesteten Schüler/innen in Österreich bei 538 Punkten. 2007 beträgt er 12 Leistungspunkte weniger (526). Die Leistungsdifferenz ist damit zwar nicht so stark ausgeprägt wie in Mathematik, sie ist aber dennoch statistisch signifikant. Neben Österreich hat auch die Tschechische Republik in beiden Kompetenzbereichen schlechter abgeschnitten als 12 Jahre zuvor. Der Durchschnittswert von TIMSS 2007 liegt 17 Punkte unter jenem von 1995. Weitere Länder mit einem signifikanten Leistungsabfall auf der Naturwissenschaftsskala sind Japan (5 Punkte), Schottland (14 Punkte) und Norwegen (27 Punkte). In den übrigen vier Ländern ist die Naturwissenschaftskompetenz der Schüler/innen über beide Zeitpunkte hinweg vergleichbar. Veränderung in der Streuung der Naturwissenschaftskompetenz: 1995/2007 Auch in der Testdomäne Naturwissenschaft ist die durchschnittliche Streuung aller in Abbildung 2.2 A dargestellten Länder bei TIMSS 2007 etwas geringer (258 Punkte) als 12 Jahre zuvor (287 Punkte). Ein erstrebenswertes Ziel für Schulsysteme ist eine möglichst geringe Streuung (homogene Leistungen der Schüler/innen) bei gleichzeitig hohem Mittelwert. Die Leistungen der niederländischen Schüler/ innen sind wie in Mathematik zu beiden Erhebungszeitpunkten am homogensten. 196 (TIMSS 2007) bzw. 205 Punkte (TIMSS 1995) liegen zwischen den besten und schwächsten Schülerinnen und Schülern. Hinsichtlich des Mittelwerts rangieren die Niederlande allerdings in der unteren Hälfte der hier dargestellten Länder. Auffällige Veränderungen in der Streuung zeigen sich z. B. in Schottland und England. In beiden Fällen ist diese bei der aktuellen Testung um 71 bzw. 60 Punkte geringer. In Schottland geht diese geringere Streuung allerdings auch mit einer Abnahme der durchschnittlichen Kompetenz einher. In Österreich sind die Leistungen homogener als noch vor 12 Jahren (256 vs. 272 Punkte) – allerdings ist dies wieder mit einem Leistungsabfall kombiniert. Es zeigt sich abermals eine Abnahme im oberen Leistungsbereich: 1995 reichten die Leistungen der besten Schüler/innen (gemessen am Wertebereich zwischen dem 75. und 95. Perzentil) von 592 bis 667 Punkte, wohingegen dieser Wertebereich bei TIMSS 2007 zwischen 580 und 644 Punkten liegt. Im Leistungsbereich der schwächsten Schüler/innen (Wertebereich zwischen 5. und 25. Perzentil) lässt sich wie in Mathematik nur eine geringe Leistungsabnahme feststellen.

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