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Ulrich Schroeders, Thilo Siegle, Sebastian Weirich und Hans Anand Pant
den mit Hilfe konventioneller Regressionsanalysen schulartspezifische Effekte:
In Schulformen, die zum Erwerb der Matura qualifizieren, war der Zusammenhang
kurvilinear, wobei mehr Unterrichtsstunden zumeist auch mit höheren
Kom petenz ständen einhergingen; in den anderen Schulformen hingegen war
kein nennenswerter Effekt der Lernzeit zu verzeichnen. Bei der Bestimmung
des Einflusses der naturwissenschaftlichen Lernzeit auf die Kompetenzen ist
es deshalb angezeigt, den möglichen Einfluss der Schulart zu berücksichtigen.
Drittens konnte in PISA 2006 lediglich die Anzahl der zum Zeitpunkt der
Testung unterrichteten Stunden durch Schülerbefragung erhoben werden. Es
handelt sich also um querschnittliche Daten, die eine Momentaufnahme zum
Ende der Sekundarstufe I darstellen. Der Erwerb von Kompetenzen erfolgt jedoch
kumulativ über die gesamte Schullaufbahn und sollte dementsprechend
möglichst über die gesamte Zeitspanne erfasst werden. Viertens wurden wegen
der punktuellen Lernzeiterfassung in den vertiefenden Analysen der nationalen
Stichprobe von PISA 2006 Extremgruppen – weniger als zwei Stunden versus
mehr als vier Stunden naturwissenschaftlichen Unterricht – miteinander verglichen,
was mit einem Informationsverlust einhergeht (vgl. Kobarg et al., 2011).
Fünftens können wegen der auf das Lebensalter der Schülerinnen und Schüler
bezogenen Stichprobenziehung 7 in PISA die Lernzeitangaben auf Schülerebene
nicht zu Angaben auf Klassenebene zusammengefasst und als Kontextvariable
auf Klassenebene konzeptualisiert werden (siehe auch Seidel et al., 2007). Im
Ländervergleich 2012 wurde versucht, durch die Erfassung der Lernzeiten auf
Klassenebene, und zwar über den Verlauf der gesamten Sekundarschulzeit, und
die Wahl der Analysemethode diesen methodischen Herausforderungen zu begegnen.
10.2 Der naturwissenschaftliche Unterricht in Deutschland
Im Vergleich zu den Fächern Mathematik, Deutsch oder der ersten Fremdsprache
werden die Naturwissenschaften in den Ländern der Bundesrepublik Deutschland
laut den entsprechenden Rahmenlehrplänen sehr heterogen unterrichtet. Riquarts
und Wadewitz (2003) sehen in den unterschiedlichen Vorgaben der normativen
Lernzeit einen der Hauptunterschiede in der naturwissenschaftlichen Schulbildung
zwischen den Ländern. In einigen Ländern wie beispielsweise Hessen
oder Sachsen-Anhalt werden naturwissenschaftliche Themen ab der 5. Jahrgangsstufe
getrennt für die Fächer Biologie, Chemie und Physik unterrichtet.
Neben dieser traditionellen Einteilung werden die Naturwissenschaften insbesondere
an nicht gymnasialen Schularten zunehmend im Fächerverbund unterrichtet,
beispielsweise an den Stadtteilschulen in Hamburg im sogenannten Lernbereich
„Naturwissenschaften und Technik“. In den meisten Ländern werden die beiden
Unterrichtsansätze – unabhängig von der Schulart – kombiniert, sodass in den
Jahrgangsstufen 5 und 6 fächerübergreifend und anschließend separat unterrichtet
wird.
7 In den PISA-Studien wird in jeder teilnehmenden Schule eine zufällige Stichprobe
15-jähriger Schülerinnen und Schüler gezogen, und zwar unabhängig von ihrer Zugehörigkeit
zu einer Klasse oder einer Jahrgangsstufe. Dieses Vorgehen erlaubt prinzipiell eine
Zerlegung der Varianz in einen Anteil zwischen den Schulen und einen Anteil innerhalb
der Schulen, nicht jedoch zwischen Klassen. Die Leistungsstreuung in einer zufälligen
Altersstichprobe ist gemeinhin höher als in einer Stichprobe, bei der komplette Klassen
innerhalb eines Jahrgangs einbezogen werden (OECD, 2009; S. 221).