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Der Ländervergleich in den naturwissenschaftlichen Fächern
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so groß ausfiel wie in den Jahrgangsstufen 9 und 10 (vgl. Grube, 2010, S. 72).
Anhand der Ergebnisse bisheriger empirischer Untersuchungen kann für die
im Ländervergleich untersuchte Schülerschaft am Ende der Sekundarstufe I in
den naturwissenschaftlichen Fächer ein durchschnittlicher Lernzuwachs von
25–30 Punkten pro Schuljahr als Orientierungsgröße verwendet werden (Beaton
et al., 1996; Grube, 2010; Köller & Baumert, 2012; NCES, 1995; Walter et al.,
2006). Setzt man die oben berichteten Mittelwertsdifferenzen zwischen den
Ländern hierzu in Beziehung, so entspricht der größte beobachtete Unterschied
einem Lernvorsprung von etwa zwei Schuljahren.
Des Weiteren zeigt sich innerhalb der einzelnen Länder ein recht homogenes
Ergebnismuster für die mittleren Kompetenzstände auf den sechs naturwissenschaftlichen
Skalen (siehe Abbildung 5.12). Weichen die Kompetenzstände der
Schülerinnen und Schüler eines Landes in einem Kompetenzbereich statistisch
bedeutsam vom deutschen Mittelwert ab, so ist eine signifikante Abweichung
in derselben Richtung häufig auch in den anderen Kompetenzbereichen zu
verzeichnen. So erzielen Schülerinnen und Schüler in den Ländern Bremen,
Hamburg und Nordrhein-Westfalen in allen sechs naturwissenschaftlichen
Kompetenz bereichen signifikant unterdurchschnittliche Ergebnisse. Demgegen
über liegen die Kompetenzstände der Schülerinnen und Schüler in den
Ländern Brandenburg, Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen in sämtlichen
Bereichen signifikant oberhalb des deutschen Mittelwerts. Ausgeprägte Stärken-
Schwächen-Profile in dem Sinne, dass Schülerinnen und Schüler eines Landes
hohe Kompetenzstände in dem einen Kompetenzbereich, aber signifikant unterdurchschnittliche
Kompetenzstände in den anderen Kompetenzbereichen aufweisen,
lassen sich nicht feststellen. Selbst in Ländern wie Bayern, Hessen oder
Rheinland-Pfalz, in denen die mittleren Kompetenzwerte der Schülerinnen
und Schüler in einem Kompetenzbereich vom deutschen Durchschnitt abweichen,
in einem anderen jedoch nicht, liegen die Ergebnisse so nahe beieinander,
dass nicht von einem akzentuierten Profil gesprochen werden kann. D iese
Homogenität der Befunde über die Fächer und Kompetenzbereiche steht im
Einklang mit vorhergehenden Untersuchungen zur Struktur naturwissenschaftlicher
Kompetenzen (Senkbeil, Rost, Carstensen & Walter, 2005; Kampa, 2012).
Im Folgenden werden die von den Schülerinnen und Schülern erreichten
Kompetenzen in den naturwissenschaftlichen Fächern nicht nur in Bezug
auf ihren Mittelwert, sondern auch hinsichtlich ihrer Streuung genauer dargestellt.
In Ergänzung zu Tabelle 5.3 und Abbildung 5.12 sind dazu in den
Abbildungen 5.13 bis 5.18 die Länder nach durchschnittlich erreichtem
Kompetenz stand der Schülerinnen und Schüler in absteigender Reihenfolge
angeordnet. Neben den Mittelwerten (M) sind darin als Streuungsmaße die
Standard abweichung (SD) und Perzentile sowie die Differenz zwischen dem 95.
und dem 5. Perzentil (95-5) angegeben. Um die Kompetenzverteilungen in den
Ländern zu veranschaulichen, sind diese zusätzlich grafisch dargestellt. Für jeden
Kompetenzbereich werden die Länder drei Leistungsgruppen zugeordnet:
a) einer Gruppe von Ländern, deren Mittelwerte signifikant über dem gesamtdeutschen
Durchschnitt liegen, b) einer Gruppe von Ländern, deren Mittelwerte
sich nicht signifikant vom gesamtdeutschen Durchschnitt unterscheiden, und
c) einer Gruppe von Ländern mit signifikant unterhalb des gesamtdeutschen
Durchschnitts liegenden Mittelwerten. Um Redundanzen in der Beschreibung
der Ländervergleiche für die sechs naturwissenschaftlichen Skalen zu vermeiden,
werden die Kompetenzbereiche Fachwissen und Erkenntnisgewinnung jeweils
für ein Fach gemeinsam dargestellt.