TIMSS 2007: Erste Ergebnisse - Bifie

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2.4 Inhaltsbereiche: Biologie, Physik und Erdkunde Andrea Grafendorfer & Bettina Toferer Naturwissenschaftskompetenz im internationalen Vergleich Bereits in der Grundschule ist die Vermittlung von Basiswissen in Naturwissenschaft essenziell, um Weichenstellungen für die zukünftige Entwicklung von solchen Fähigkeiten zu setzen. In Österreich werden naturwissenschaftliche Themen als ein Erfahrungs- und Lernbereich von Sachunterricht behandelt, in anderen Ländern hingegen gibt es dazu ein eigenständiges Fach. Für TIMSS werden aus dem Gebiet der Naturwissenschaft drei inhaltliche Bereiche für die Grundschule als relevant erachtet: Biologie, Physik und Erdkunde. Um Stärken und Schwächen der Länder sichtbar zu machen, ermöglicht dieses Kapitel eine Analyse der drei Aspekte. Österreichs Schüler/innen schneiden mit einem Mittelwert von 514 im Teilbereich Physik vergleichsweise schwach ab. In den beiden anderen Gebieten liegen die Leistungen im Bereich des Gesamtmittelwerts in Naturwissenschaft. 650 hoch 600 Biologie Physik Erdkunde 550 Naturwissenschaftskompetenz 500 450 400 350 niedrig 300 250 SGP TWN HKG JPN RUS LET GBR (E) USA HUN ITA KAZ DEU AUS SVK AUT SWE NLD SLO DNK CZE LIT NZL GBR (S) ARM NOR UKR IRN GEO COL SLV DZA KWT TUN MAR QAT Teilnehmerländer absteigend nach dem MIttelwert auf der Naturwissenschafts-Gesamtskala gereiht Abb. 2.4 A: Naturwissenschaftliche Inhalte: Mittelwerte im Vergleich zur Naturwissenschafts-Gesamtskala in den TIMSS-Teilnehmerländern SGP 582 585 554 ITA 549 521 526 DNK 527 502 522 GEO 427 414 432 TWN 541 559 553 KAZ 528 528 534 CZE 520 511 518 COL 408 411 401 HKG 532 558 560 DEU 529 524 524 LIT 516 514 511 SLV 410 392 393 JPN 530 564 529 AUS 528 522 534 NZL 506 498 515 DZA 351 377 365 RUS 539 547 536 SVK 532 513 530 GBR (S) 504 499 508 KWT 353 345 363 LET 535 544 536 AUT 526 514 532 ARM 489 492 479 TUN 323 340 325 GBR (E) 532 543 538 SWE 531 508 535 NOR 487 469 497 MAR 292 324 293 USA 540 534 533 NLD 536 503 524 UKR 482 475 474 QAT 291 303 305 HUN 548 529 517 SLO 511 530 517 IRN 442 454 433 Abb. 2.4 B: Mittelwerte für die naturwissenschaftlichen Inhalte
TIMSS 2007: Erste Ergebnisse 33 Die Mittelwerte der Naturwissenschafts-Gesamtskala lassen einen ersten Einblick in das Abschneiden der teilnehmenden Länder zu und bieten eine Möglichkeit, diese im Überblick miteinander zu vergleichen. Für ein detaillierteres Bild ist es sinnvoll, die einzelnen naturwissenschaftlichen Inhalte getrennt zu analysieren. TIMSS unterscheidet für Naturwissenschaft drei inhaltliche Schwerpunkte: Biologie, Physik und Erdkunde. Somit können Aussagen über Stärken und Schwächen der einzelnen Länder in den verschiedenen Bereichen gemacht werden. Die Subskala Biologie Der Teilbereich Biologie umfasst bei TIMSS Charakteristika und Stoffwechselprozesse von Lebewesen, deren Interaktionen mit der Umwelt sowie deren Lebenszyklen. Als wichtig erachtet wird auch Wissen zu Ökosystemen und Gesundheit. Von Schülerinnen und Schülern wird erwartet, dass sie etwa den Unterschied zwischen Lebewesen und unbelebten Dingen nennen können. Auch der Zusammenhang zwischen Mensch, Pflanzen, Tieren und Umwelt sowie Umweltschutz und -zerstörung sind zentrale Themen. Beispielhaft für das Gebiet Gesundheit sollen Schüler/innen wissen, wie die Übertragung von Infektionskrankheiten verhindert werden kann. Zu den Spitzenreitern im Schwerpunkt Biologie zählen Singapur (582), Italien (549) und Ungarn (548). Österreich positioniert sich mit 526 Punkten im Mittelfeld und zeigt im Vergleich mit dem Schnitt der teilnehmenden EU-Länder (528) keine Besonderheiten. Der österreichische Mittelwert für den Themenbereich Biologie unterscheidet sich nicht vom Landesmittelwert für Naturwissenschaft. Daher kann man weder von einer Stärke noch von einer Schwäche bei dieser Subskala sprechen. Betrachtet man nun die Ergebnisse im Detail und schließt somit auf Stärken bzw. Schwächen der Länder, so liegen in Ungarn, Italien, den Niederlanden und El Salvador die Leistungen deutlich über dem jeweiligen Landesmittelwert. Anders verhält es sich in Taiwan, Hongkong und Katar. Dort liegt der Mittelwert dieses Bereichs deutlich unter ihrem Naturwissenschafts-Gesamtmittelwert, allerdings muss darauf hingewiesen werden, dass Taiwan und Hongkong insgesamt zu den Spitzenreitern in Naturwissenschaft zählen und der Biologiemittelwert im internationalen Vergleich trotzdem sehr hoch liegt. Lesehinweis: Die Aufgaben des TIMSS-Naturwissenschaftstests sind unterschiedlich auf die drei Inhaltsbereiche verteilt: 45 % der Testzeit entfällt auf den Bereich Biologie, 35 % auf Physik und 20 % der Bearbeitungszeit auf Erdkunde. Deshalb ist es auch nicht möglich, mit den Werten der Teilbereiche direkt den Gesamtmittelwert für Naturwissenschaft zu berechnen. Die Subskala Physik Die Subskala Physik behandelt bei TIMSS Grundgedanken zu Materie und Energieformen. Dazu zählen die Eigenschaften und Veränderungen von Stoffen, Temperatur, Licht sowie Schall. Die Auseinandersetzung mit Elektrizität und Magnetismus sowie mit Kräften und Bewegung sind weitere wichtige Teilaspekte. Für den Teilbereich Physik sollen Schüler/innen verstehen, wie z. B. Wasser von einem Aggregatzustand in einen anderen umgewandelt werden kann. Weiters wird etwa ein intuitives Verständnis für Magnetismus erwartet. Auch das Wissen über gängige Energiequellen wird getestet. Die Länder mit den höchsten Physikmittelwerten sind Singapur (585), Japan (564), Taiwan (559) und Hongkong (558). In Österreich liegen die Leistungen der Schüler/innen mit 514 Punkten deutlich unter den Gesamtleistungen in Naturwissenschaft. Werden diese Leistungen dem EU- Schnitt (518) gegenübergestellt, liegt Österreich auch hier darunter. Die Subskala Physik ist somit für österreichische Schüler/innen der schwächste Bereich. Schüler/innen in Japan, Slowenien und Marokko erreichen im Vergleich zum jeweiligen Landesschnitt maßgeblich höhere Leistungen im Teilbereich Physik. Eine deutlich erkennbare Schwäche im Schwerpunkt Physik weisen neben Österreich auch die Slowakische Republik, die Niederlande sowie die skandinavischen Länder mit Schweden, Dänemark und Norwegen auf. Die Subskala Erdkunde Die Erde, deren Aufbau und ihre Stellung im Sonnensystem stehen im Mittelpunkt der Subskala Erdkunde, in den physikalische Eigenschaften und Rohstoffe sowie Prozesse, Zyklen und die Erdgeschichte miteinfließen. Für diesen Teilbereich werden Fragen zur Nutzung und Bewahrung von Ressourcen, im Besonderen zu Wasser und Boden, genauso gestellt wie zur Entstehung von Wetter, z. B. Wolkenbildung, oder zu Fossilien. Ein weiteres bedeutendes Thema von Erdkunde ist die Beziehung Erde-Sonne-Mond, der Wechsel von Tag und Nacht, der Unterschied zwischen Sonne und Mond und deren Einfluss auf die Erde. Hongkong (560), Singapur (554) und Taiwan (553) führen die Erdkundeskala an. Österreich erreicht hier einen Mittelwert von 532 Punkten und liegt damit statistisch gesehen im Bereich des Landesmittelwertes sowie deutlich über dem EU-Schnitt von 524 Punkten. Die Analyse der Daten zeigt vergleichsweise höhere Fähigkeiten in dieser Subdomäne der 9-/10-Jährigen in Neuseeland, Norwegen und Georgien auf. Somit kann man in diesen Ländern von einer relativen Stärke sprechen. Schüler/ innen aus Singapur und Ungarn schneiden in diesem Teilaspekt schlechter ab als im jeweiligen Naturwissenschafts- Gesamtschnitt.
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