Erstellung von Testitems und deren Erwartungsbild für informatisches

Erstellung von Testitems und deren Erwartungsbild für 

informatisches Systemverständnis (K1.2) basierend auf dem 

empirisch verfeinerten Kompetenzmodell zum informatischen 

Modellieren und Systemverständnis. 

Schriftliche Hausarbeit im Rahmen der Ersten Staatsprüfung für das 

Lehramt an Gymnasien und Gesamtschulen 

dem Landesprüfungsamt für Erste Staatsprüfungen für Lehrämter an 

Schulen – Geschäftsstelle Siegen – vorgelegt von: 

Andre Hetzel 

Ottfingen, 22.08.2011 

Gutachterin: Prof. Dr. Sigrid Schubert 

Didaktik der Informatik und E-Learning 

Universität Siegen

Inhaltsverzeichnis i 

Inhaltsverzeichnis 

1 Motivation .............................................................................................. 1 

1.1 Motivation und Zielsetzung .................................................................... 1 

1.2 Struktur und Aufbau der Arbeit .............................................................. 2 

2 Von der Input- zur Outputorientierung .................................................... 3 

2.1 Bildungsstandards .................................................................................. 3 

2.2 Der Kompetenzbegriff ............................................................................ 4 

2.3 Kompetenzmodelle ................................................................................ 5 

3 Das Forschungsprojekt MoKoM ................................................................ 6 

3.1 Bedarf & Zielsetzung ............................................................................... 6 

3.2 Struktur und Entstehungsprozess des theoretisch 

fundierten Kompetenzmodells ............................................................... 8 

3.3 Experteninterviews zur Ausdifferenzierung 

der Kompetenzprofile ............................................................................. 10 

4 Taxonomien als Klassifikationsschema ..................................................... 14 

4.1 Definition, Legitimierung & Zielsetzung .................................................. 14 

4.2 Die Lernzieltaxonomie von Anderson und Krathwohl............................. 18 

4.2.1 Die Wissensdimension .................................................................. 19 

4.2.2 Die kognitiven Prozesse ................................................................ 19 

4.2.3 Rahmenkriterien zur Einordnung der 

Kompetenzformulierungen .......................................................... 24 

4.2.4 Existenz einer Schwierigkeitshierarchie?...................................... 25 

4.2.5 Methodik der Einordnung ............................................................ 26 

5 Klassifikation der Kompetenzformulierungen 

zum informatischen Systemverständnis .................................................... 28 

6 Aufgaben als zentrales Moment der Kompetenzerfassung ........................ 36 

6.1 Lern- und Testaufgaben .......................................................................... 37 

6.2 Funktionen und Einsatzbereiche von Testverfahren............................... 37 

6.3 Psychometrische Gütekriterien ............................................................... 39 

6.4 Item-Formate .......................................................................................... 40 

6.4.1 Charakteristika geschlossener Item-Formate ............................... 40 

6.4.2 Charakteristika offener Item-Formate.......................................... 41 

6.5 Prinzipien der Testentwicklung ............................................................... 43 

6.6 Zusammenfassung und Prozess der Aufgabenentwicklung .................... 44 

7 Konstruktion von Testitems und deren Erwartungsbild 

zur Kompetenzerfassung................................................................................ 46 

7.1 Aufgabe eins: Autovermietung – Ratingalgorithmus .......................... 46 

7.1.1 Entstehungsprozess und Rahmenbedingungen des Testitems .... 46 

7.1.2 Die Aufgabenstellung .................................................................... 47 

7.1.3 Erwartungsbild und Kodierungsanweisungen .............................. 48 

7.1.4 Einordnung in die Taxonomietabelle 

von Anderson und Krathwohl ...................................................... 50 

7.2 Aufgabe zwei: digitale Fahrstuhlanzeige ........................................... 50 


7.1.2 Die Aufgabenstellung .................................................................... 51

Inhaltsverzeichnis ii 




7.3 Aufgabe drei: Computerorganisation und Funktionalität ................... 56 






7.4 Aufgabe vier: Kino - Sitzplatzreservierung ........................................ 62 






8 Zusammenfassung und Ausblick ............................................................... 69 

9 Literaturverzeichnis ................................................................................. 71 

10 Abbildungs- und Tabellenverzeichnis ...................................................... 77 

10.1 Abbildungsverzeichnis ............................................................................ 77 

10.2 Tabellenverzeichnis ................................................................................ 77 

11 Abkürzungsverzeichnis ........................................................................... 78 

12 Anhang .................................................................................................. 79 

A1: Übersetzung der Taxonomietabelle von Anderson und 

Krathwohl – kognitive Prozesse ............................................................... 79 

A2: Kognitive Prozesse der Taxonomietabelle von Anderson und 

Krathwohl – Synonyme und Beschreibungen .......................................... 80 

A3: Formulierungen der Kompetenzprofile der Dimension 

K1.2-Systemverständnis ........................................................................... 82 

A4: Übersichtsblatt über die wichtigsten Gesetze und Axiome 

der booleschen Algebra ........................................................................... 85 

A5: Übersicht über die wichtigsten Schaltsymbole ........................................ 86 

A6: Beiliegender Quellcode zu Aufgabe 1: Autovermietung ......................... 87 

A7: Lösung zu Aufgabe 1 ................................................................................ 90 

A8: Musterlösung für die alternative Funktion aus Aufgabe zwei: 

digitale Fahrstuhlanzeige, Teilabschnitt d ............................................... 90 

A9: Schaltbild der Funktion Cy ........................................................................ 90 

A10: Vereinfachter Befehlszyklus der Zentraleinheit..................................... 90 

A11: Gegenüberstellung der kognitiven Prozesse der Testitems und 

der zu messenden Kompetenzdimensionen .......................................... 91 

A12: GUI der Kino-Sitzplatzreservierung ........................................................ 92 

A13: Klassendiagramm der Kino-Sitzplatzreservierung ................................. 93 

A14: Ziele und weiterführende Forschungsschritte im Rahmen 

von MoKoM II ......................................................................................... 94 

A15: Programm der Kino-Sitzplatzreservierung auf CD-Rom ........................ 94 

13 Erklärung ............................................................................................... 95

1 Einleitung 1 

1 Einleitung 

1.1 Motivation und Zielsetzung 

Seit den Veröffentlichungen der TIMSS-Studien (Lehmann et al. 1997; Baumert et al. 1997/2000 a, b) 

wird in Deutschland erneut über die Qualität von Schule und Unterricht gesprochen. Insbesondere 

PISA 2000 (Baumert et al. 2001/2002; OECD 2001) bildet die Ausgangslage einer breiten und bis 

heute andauernden Diskussion über den Zustand und die Entwicklungsperspektiven des deutschen 

Bildungssystems (vgl. Klieme et al. 2007, S. 11). In diesem Kontext ist es zu einem Umdenken 

gekommen, dass als Paradigmenwechsel von der Input- zur Outputorientierung zu betiteln ist. 

Wurde die Schulentwicklung bislang ausschließlich durch Lehrpläne und Rahmenrichtlinien gesteuert, 

konzentriert sich der Output nun an den Leistungen und Lernergebnissen der Schülerinnen und 

Schüler, welche durch Kompetenzen und den jeweils zugrundeliegenden Kompetenzmodellen 

beschrieben werden, die wiederum die Grundlage für nationale Bildungsstandards bilden. Bislang 

liegen ausgearbeitete und erprobte Kompetenzmodelle nur für die Kernfächer Deutsch, Mathematik 

sowie die erste Fremdsprache und Naturwissenschaften vor, obwohl ein entsprechender Bedarf 

ebenfalls für die Informatik existiert (vgl. Klieme et al. 2007, S. 11,12, 72). Unter diesem Hintergrund 

wurde im Rahmen des Forschungsprojektes MoKoM erstmals der Versuch unternommen, ein 

theoretisch fundiertes Kompetenzstrukturmodell für die Sekundarstufe II zum informatischen 

Modellieren und Systemverständnis zu erstellen bzw. zu entwickeln und empirisch zu validieren (vgl. 

Lehner et al. 2010, S. 222; Magenheim et al. 2010). Dieses Modell bildet die Grundlage der hier 

vorliegenden Arbeit, die den Prozess der Modelloperationalisierung in Form von Testaufgaben und 

dessen Erwartungsbild zum Inhalt hat (vgl. Knigge 2007, S. 3). Darüber hinaus erfolgt auf Basis der 

jeweils individuell vorhandenen Kompetenzformulierungen eine Analyse der zu erwartenden 

kognitiven Prozesse, welche von den Schülerinnen und Schülern zur Erlangung der 

zugrundeliegenden Kompetenzdimensionen existent sein müssen. Daraus ergeben sich folgende 

übergeordnete Ziele der Arbeit: 

� Die Klassifizierung und Einordnung der Kompetenzprofile zum informatischen 

Systemverständnis in die Taxonomietabelle von Anderson und Krathwohl mit besonderem 

Fokus auf die kognitive Prozessdimension (Anderson et al. 2001). 

� Die Konzeption, Durchführung und Dokumentation eines Prozesses zur Entwicklung von 

Testaufgaben, der psychometrische Gütekriterien der Test- und Aufgabenentwicklung 

konsequent berücksichtigt (vgl. Knigge 2007, S. 3). 

� Die Generierung von vier Testitems und deren Erwartungsbild zu ausgewählten 

Anforderungsbereichen der Dimension K1.2 des theoretisch sowie empirisch fundierten 

Kompetenzstrukturmodells, welches im Rahmen des Forschungsprojekts MoKoM entstanden 

ist, einschließlich der Erstellung essenzieller Kodieranweisungen, um eine objektive 

Auswertung zu ermöglichen (vgl. Schubert & Stechert 2010, S. 10). 

� Die Untersuchung, welche kognitiven Teilprozesse von einer Aufgabe konkret erfasst bzw. für 

dessen Lösung benötigt werden, so dass über die Absicherung der psychometrischen 

Qualitätskriterien hinaus eine Divergenz zwischen den zu messenden Kompetenzprofilen und 

der zugrundeliegenden Aufgabe im Kontext der erforderlichen Prozessdimensionen 

auszuschließen ist.

1 Einleitung 2 

1.2 Struktur und Aufbau der Arbeit 

Die vorliegende Arbeit umfasst 8 Kapitel, die sich in mehrere theoretische und praktisch angewandte 

Teile gliedert und dessen Aufbau sich wie folgt darstellt: 

Das zweite Kapitel führt in den konzeptuellen Rahmen der aktuellen Bildungsdiskussion ein, unter 

dessen Hintergrund das Projekt MoKoM entstanden ist. Von zentraler Bedeutung sind in diesem 

Kontext „Bildungsstandards“, „Kompetenzmodelle“ sowie der Kompetenzbegriff nach Weinert, 

dessen inhaltlichen Beschreibungen kurz und prägnant skizziert werden, um eine wissenschaftliche 

Basis für deren begriffliche Verwendung zu schaffen. Das Kapitel schließt mit einer Betrachtung der 

aktuellen Gesamtsituation zur Fachdidaktik, wie sie sich in Bezug auf die Diskussion der standard- 

und kompetenzorientierten Reformprozesse innerhalb der Informatik darstellt (vgl. Knigge 2007, S. 

3/4). 

Eine detaillierte konzeptionelle Beschreibung des Forschungsprojektes „Entwicklung von qualitativen 

und quantitativen Messverfahren zu Lehr-Lern-Prozessen für Modellierung und Systemverständnis in 

der Informatik“ (MoKoM) erfolgt in Kapitel drei dieser Arbeit. Nach einer Beschreibung der 

inhaltlichen Zielsetzungen wird die Forschungsmethode, der bisherige Projektverlauf, als auch der 

Entstehungsprozess der Kompetenzdimension K1.2 zum informatischen Systemverständnis skizziert. 

Eine der Zielsetzungen der Arbeit besteht in der Analyse der inhaltlichen Beschreibungen der 

Kompetenzprofile in Hinblick auf die darin enthaltenen kognitiven Prozesse. In Kapitel vier wird diese 

Zielsetzung legitimiert und die Lernzieltaxonomie von Anderson und Krathwohl einschließlich deren 

Inhalts- und Prozessbereiche beschrieben, welche darauf folgend als Klassifizierungsschema dienen. 

Der praktische Teil der Arbeit und die eigentliche Klassifikation der Kompetenzprofile beginnen mit 

dem fünften Kapitel. Ausgehend von den vorangegangenen theoretischen Vorüberlegungen und 

Konzeptionsbeschreibungen der Taxonomietabelle werden alle inhaltlichen Beschreibungen der 

Kompetenzdimension K1.2 zum informatischen Systemverständnis konkretisiert und in Bezug auf die 

darin enthaltenen Prozessbereiche – im Sinne der Normierung von Anderson und Krathwohl – 

analysiert und unter Begründung der Plausibilität in eine oder ggf. mehrere Zellen des 

Klassifikationsschemas eingeordnet. 

Das sechste Kapitel umfasst zunächst eine theoretische Beschreibung der psychometrischen 

Qualitäts- und Gütekriterien der Test- und Aufgabenentwicklung. Anschließend wird die Konzeption, 

Durchführung und Dokumentation eines Prozesses zur Entwicklung von Testaufgaben beschrieben, 

welche im Rahmen dieser Arbeit entstehen sollen und als Aufgabe die Überprüfung der Existenz 

ausgewählter Kompetenzprofile bei den Schülerinnen und Schülern zum Inhalt haben. 

Kapitel sieben wendet sich erneut dem praktischen Teil der Arbeit zu. Es werden vier Testitems 

einschließlich deren Entstehungsprozesse, Erwartungsbilder und Kodierungshinweise zu dessen 

Auswertung skizziert. Darüber hinaus erfolgt eine Begründung der zugrundeliegenden 

Antwortformate sowie eine Analyse der zu erwartenden kognitiven Prozesse, um eine mögliche 

Divergenz zwischen den Testaufgaben und den zu überprüfenden Kompetenzprofilen aufzudecken. 

Kapitel acht bildet den Schluss der Arbeit und beinhaltet eine kurze Zusammenfassung aller neu 

gewonnenen Erkenntnisse und gibt einen kurzen Ausblick auf die weiterführenden 

Forschungsschritte, welche im Rahmen des Projekts MoKoM für die nahe Zukunft geplant sind.

2 Von der Input- zur Outputorientierung 3 

2 Von der Input- zur Outputorientierung 

2.1 Bildungsstandards 

Wie bereits in der Einleitung angeklungen, haben die Ergebnisse der PISA und TIMSS Studie auf 

teilweise gravierende Defizite im deutschen Bildungssystem aufmerksam gemacht. Neben dem 

mäßigen Abschneiden deutscher Schüler 1 im internationalen Vergleich, haben große Disparitäten 

zwischen Kindern aus unterschiedlichen sozialen Schichten oder Regionen – bzw. denen mit und 

ohne Migrationshintergrund – erneut Anlass gegeben, verstärkt über den Zustand und die 

Entwicklungsperspektiven des Bildungssystems zu debattieren. Das Ergebnis dieser Diskussion stellt 

eine Wende innerhalb der deutschen Bildungspolitik dar, welche häufig als Paradigmenwechsel von 

der Input- zur Outputorientierung bezeichnet wird (vgl. Klieme et al. 2007, S. 11-14). 

„Wurde unser Bildungssystem bislang ausschließlich durch den „„Input““ gesteuert, d.h. durch 

Haushaltspläne, Lehrpläne und Rahmenrichtlinien, Ausbildungsbestimmungen für Lehrpersonen, 

Prüfungsrichtlinien usw., so ist nun immer häufiger davon die Rede, die Bildungspolitik und die 

Schulentwicklung sollten sich am „„Output““ orientieren, d.h. an den Leistungen der Schule, vor 

allem an den Lernergebnissen der Schülerinnen und Schüler“ (vgl. Klieme et al. 2007, S. 11/12). 

Unter diesem Hintergrund beschloss die „Ständige Konferenz der Kultusminister der Länder der 

Bundesrepublik Deutschland“ (KMK) am 25. Juni 2002 die Einführung nationaler Bildungsstandards, 

welche gemäß der Expertise des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, die sich in weiten 

Teilen des wissenschaftlichen und politischen Diskurses als maßgeblich erwiesen hat, wie folgt 

definiert sind (vgl. Klieme et al. 2007; Knigge 2007, S. 8): 

� „Bildungsstandards orientieren sich an Bildungszielen, denen schulisches Lernen folgen soll, 

und setzen diese in konkrete Anforderungen um“ (Klieme et al. 2007, S. 20, Hervorgehoben 

im Original). 

� „Bildungsstandards konkretisieren die Ziele in Form von Kompetenzanforderungen. Sie legen 

fest, über welche Kompetenzen ein Schüler, eine Schülerin verfügen muss, wenn wichtige 

Ziele der Schule als erreicht gelten sollen. Systematisch geordnet werden diese 

Anforderungen in Kompetenzmodellen, die Aspekte, Abstufungen und Entwicklungsverläufe 

von Kompetenzen darstellen“ (Klieme et al. 2007, S. 21, Hervorgehoben im Original). 

� „Bildungsstandards als Ergebnisse von Lernprozessen werden konkretisiert in Aufgabenstellungen 

und schließlich Verfahren, mit denen das Kompetenzniveau, das Schülerinnen und 

Schüler tatsächlich erreicht haben, empirisch zuverlässig erfasst werden kann“ (Klieme et al. 

2007, S. 23, Hervorgehoben im Original) 

Folglich greift das Konzept von Bildungsstandards drei Dimensionen auf: (1) Bildungsziele, (2) 

Kompetenzen und Kompetenzmodelle sowie (3) deren Überprüfung durch geeignete Testverfahren 

(vgl. Oelkers & Reusser 2008, S. 42; Criblez et al. S. 33). 

Zunächst kommt der Konkretisierung allgemeiner Bildungsziele eine Orientierungsfunktion zu. Das 

Bundesministerium für Bildung und Forschung formuliert, dass Bildungsstandards „in klarer und 

konzentrierter Form herausarbeiten, worauf es in unserem Schulsystem ankommt“(Klieme et al. 

2007, S. 47, Kursiv im Original), so dass eine Zielklarheit für Lehrer, Schüler und dessen Eltern 

geschaffen wird, welche der Qualitätsentwicklung von Schule auf institutioneller Ebene beiträgt. 

Darüber hinaus schaffen normativ gesetzte Ziele mehr Klarheit, größere Objektivität und eine höhere 

1 Alle Personenbezeichnungen gelten gleichermaßen für die männliche und weibliche Form.


Verbindlichkeit als abstrakt formulierte Rahmenrichtlinien der bisherigen Inputorientierung (vgl. 

Blum 2006, S. 16; Knigge 2007, S. 9). 

Ferner erlauben die im Rahmen des Bildungsmonitoring und der Schulevaluation durchgeführten 

Testverfahren, die Einhaltung der in den Bildungsstandards festgelegten Zielsetzungen empirisch 

valide zu überprüfen. Folglich kommt den Standards eine Rückmeldefunktion zu, welche Schule und 

Politik dazu verpflichtet, die zuvor festgesetzten Anforderungen einzuhalten. Zeitgleich wird im 

Rahmen der Expertise explizit darauf hingewiesen, dass eine Einführung von Standards keine 

Steigerung des individuellen Leistungs- und Selektionsdrucks auf Schülerinnen und Schüler nach sich 

ziehen darf (vgl. Klieme et al 2007, S. 49). Testerhebungen sind nur dann sinnvoll, wenn sie dazu 

beitragen, „die Professionalität der Lehrenden zu fördern und die Qualität von Schule und Unterricht 

weiterzuentwickeln“ (Klieme et al 2007, S. 47). Sofern eine Schule oder Schulgemeinde ihren Auftrag 

nicht erfüllt, ist zu überprüfen, ob externe Interventionsmaßnahmen zur Unterstützung notwendig 

sind, um die Wirksamkeit der Schule zu erhöhen (vgl. Criblez et al. 2009, S. 45/46). 

Die Umsetzung der Transformation abstrakter Bildungsziele in konkrete Leistungsanforderungen 

erfolgt auf Basis von Kompetenzmodellen, welche dem Kompetenzbegriff zugrunde liegen. Da im 

Rahmen des Forschungsprojekts MoKoM ein Kompetenzmodell entstehen soll und die vorliegende 

Arbeit die Entwicklung von vier Testitems zur Kompetenzmessung zum Inhalt hat, werden in dem 

folgenden Abschnitt beide Begrifflichkeiten hinsichtlich ihrer Bedeutung, Struktur und Konzeption 

näher spezifiziert und beschrieben. 

2.2 Der Kompetenzbegriff 

Der Erziehungswissenschaftler und Psychologe Franz E. Weinert konnte in einer Überblicksarbeit 

zeigen, dass der Kompetenzbegriff im fachdidaktischen Diskurs einer Vielzahl von Definitionen 

unterliegt (Weinert 2001, S. 27f.). Die Spannweite der inhaltlichen Beschreibungen reicht von 

angeborenen Persönlichkeitsmerkmalen bis hin zu erworbenem fächerübergreifendem und 

domänenspezifischem Wissensbesitz (vgl. Klieme et al. 2007, S. 72). Um zu einem tragfähigen und 

einheitlichen Kompetenzbegriff zu gelangen, stützt sich die Arbeit auf die aus der Expertiseforschung 

entlehnte Definition Weinerts, welche ebenfalls dem Forschungsprojekt MoKoM und der Klieme- 

Expertise zugrunde liegt (vgl. Fellermayr 2009, S. 30; Nelles et al. 2010, S. 45/46; Klieme et al. 2007, S. 

72): 

In Übereinstimmung mit (Weinert 2001, S. 27f.) verstehen wir unter Kompetenzen die bei Individuen 

verfügbaren oder von ihnen erlernbaren kognitiven Fähigkeiten und Fertigkeiten, bestimmte 

Probleme zu lösen, sowie die damit verbundenen motivationalen, volitionalen und sozialen 

Bereitschaften und Fähigkeiten, die Problemlösungen in variablen Situationen erfolgreich und 

verantwortungsvoll nutzen zu können" (Klieme et al. 2007, S. 70). 

Dieser Definition ist zu entnehmen, dass der Kompetenzbegriff nach Weinert neben den fachlichen 

und kognitiven Fähigkeiten, ebenfalls non-kognitive Aspekte in Form von motivationalen und sozialkommunikativen 

Fähigkeiten beinhaltet, „die zum selbständigen Lösen domänenrelevanter Probleme 

notwendig sind“ (Stechert 2009, S. 18) und die in Anlehnung an Heymann „gesellschaftlich 

bedeutsam sein sollen“ (Heymann 2004, S. 8). Folglich muss die Überprüfung, Illustration oder 

Operationalisierung des Anforderungsbereiches einer Kompetenz immer in Kontext bzw. in 

Verbindung mit konkreten Handlungssituationen erfolgen, mit denen die Schüler innerhalb der 

fachlichen Domäne konfrontiert werden (vgl. Criblez et al. 2009, S. 36; Klieme et al. 2007, S. 73). 

Darüber hinaus bildet sich die inhaltliche Konzeption auf sieben Facetten ab, welche die individuelle 

Ausprägung einer Kompetenz näher spezifizieren: Fähigkeit, Wissen, Verstehen, Können, Handeln, 

Erfahrung und Motivation (vgl. Klieme et al. 2007, S. 73). Der damit verbundene breit angelegte 

Rahmen legt bereits nahe, dass die inhaltliche Beschreibung einer Kompetenz ein komplexes


Anforderungsgefüge beinhaltet, dass sich nicht durch einzelne Fähigkeiten und Fertigkeiten abbilden 

oder erfassen lässt. Um das gesamte Leistungsspektrum in voller Breite abzudecken und jeder der 

oben beschriebenen Facetten gerecht zu werden, müssen entsprechend viele Aufgabenstellungen, 

Transfersituationen und Lernkontexte zur Verfügung stehen bzw. entwickelt werden (vgl. Klieme et 

al. 2007, S. 73). 

Kompetenzen vs. Lernziele 

Wenngleich Kompetenzen langfristige Entwicklungsverläufe in verschiedenen Lernbereichen oder 

fachlichen Domänen beschreiben, adressieren Lernziele kleinschrittige Einheiten, welche durch 

einzelne isolierte Leistungen darstellbar sind und dessen Kontext zu realen Handlungssituationen 

nicht immer gegeben ist. Die Legitimation der Eingrenzung einer inhaltlichen Beschreibung eines 

Lernziels auf einen singulären Aspekt, wie z.B. „Fähigkeit“, „Wissen“, „Verstehen“ etc., ist bei einer 

Kompetenzformulierung nicht gegeben, welche stets die Gesamtheit eines umfangreichen 

Anforderungsgefüges im Blick haben muss (vgl. LISA, 2005, S. 10-20; Fellermayr 2009, S. 31). 

„Vielmehr markieren Lernziele Etappen des Kompetenzaufbaus. So kann man eine konkrete 

Kompetenz als eine Art Aggregation von Lernzielen auffassen, welche es für den Erwerb dieser 

Kompetenz zu erreichen gilt. […] In der Summe weisen Kompetenzen eine völlig andere Granularität 

als Lernziele auf, was sich bei Planung und Durchführung von Unterricht zwangsläufig auch in der 

Zeitdimension niederschlagen muss“ (Fellermayr 2009, S. 31). 

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass sich eine Kompetenz durch ihren Bezug zu einer realen 

Handlungssituation aber vor allem durch ihre Komplexität von einem Lernziel unterscheidet. Aus 

diesem Grund wird im Folgenden eine klare begriffliche Unterscheidung zwischen diesen 

Begrifflichkeiten vorgenommen. 

2.3 Kompetenzmodelle 

Das Medium, welches die Beziehung zwischen den Bildungsstandards und den Kompetenzen 

konkretisiert sowie darüber hinaus die allgemeinen Bildungsziele in konkrete 

Leistungsanforderungen transformiert, ist durch Kompetenzmodelle gegeben. Um dieser Aufgabe 

gerecht zu werden, beschreiben Kompetenzmodelle „das Gefüge der Anforderungen, deren 

Bewältigung von Schülerinnen und Schülern erwartet wird“ (vgl. Klieme et al. 2007, S. 74). Darüber 

hinaus „liefern sie wissenschaftlich begründete Vorstellungen darüber, welche Abstufungen eine 

Kompetenz annehmen kann bzw. welche Grade oder Niveaustufen sich bei den einzelnen 

Schülerinnen und Schülern feststellen lassen“ (vgl. Klieme et al. 2007, S. 74). 

Dabei ist auf konzeptueller Ebene zwischen Kompetenzniveaumodellen, Kompetenzentwicklungsmodellen 

und Strukturmodellen zu unterscheiden, die jeweils unterschiedliche Aspekte einer 

Kompetenzstruktur adressieren, die jedoch nicht ineinander aufgehen sondern sich idealerweise 

ergänzen, da sie keiner konträren Wechselwirkung unterliegen (vgl. Fellermayr 2009, S. 13; Hartig & 

Klieme 2006, S. 132-136; Winther 2010, S. 38-42). 

Kompetenzniveaumodelle befassen sich mit der Beschreibung konkreter Inhalte empirisch erfasster 

Kompetenzen. Zentrales Moment ist dabei die Frage, welchen Grad der Kompetenzausprägung ein 

Schüler besitzt und welches Anforderungsniveau dieser noch erreicht bzw. welches 

Anforderungsgefüge einer Handlungssituation die Leistungen des Individuums übersteigt (vgl. 

Winther 2010, S. 40). 

Davon abzugrenzen sind Kompetenzstrukturmodelle, welche im Kontext der vorliegenden Arbeit die 

wichtigste bzw. relevanteste Struktur eines domänenspezifischen Kompetenzgefüges wiederspiegeln, 

da im Rahmen des Forschungsprojekts MoKoM ein theoretisch wie empirisch fundiertes

3 Das Forschungsprojekt MoKoM 6 

Kompetenzstrukturmodell zum informatischen Modellieren und Systemverständnis entstanden ist, 

dessen inhaltliche Konzeption die Grundlage für den Prozess der Modelloperationalisierung in Form 

von Testaufgaben darstellt. Der zentrale Gegenstand im Zentrum eines Kompetenzstrukturmodells 

ist die Frage nach der Dimensionalität und Differenzierbarkeit einer Kompetenz sowie deren 

korrelativen Zusammenhänge zwischen den einzelnen Teildimensionen (vgl. Bayrhuber 2009, S. 12). 

Die Strukturierung kann auf zwei Ebenen erfolgen: „auf übergeordneter Ebene einer Domäne 

(Differenzierung von verschiedenen Kompetenzbereichen und deren Zusammenhänge) oder aber 

innerhalb eines einzelnen Kompetenzbereichs (Differenzierung von Teilkompetenzen und deren 

Zusammenhänge)“ (vgl. Fellermayr 2009, S. 14). Auf beiden Ebenen ist die Identifizierung von 

Kompetenzbereichen sowie deren inhaltlich-systematische Ausgestaltung essentiell, wobei die 

Teilkomponenten mit einer hinreichenden korrelativen Unabhängigkeit eine eigene Dimension bilden 

(vgl. Winther 2010, S. 38; Hartig & Klieme 2006, S. 132). 

Kompetenzentwicklungsmodelle spezifizieren den Prozess des Kompetenzerwerbs- bzw. Aufbaus und 

dienen folglich primär der Planung von Lern-Lehrprozessen. Die einzelnen Kompetenzstufen- und 

Niveaus werden einer entwicklungspsychologischen Betrachtung unterzogen, so dass sich die 

Struktur der Entwicklungsverläufe herauskristallisiert (vgl. Winther 2010, S. 42/43). 

3 Das Forschungsprojekt MoKoM 

3.1 Bedarf & Zielsetzung 

Wie in Kapitel zwei bereits herausgestellt, ist die deutsche Bildungspolitik aktuell einem Wandel 

zugunsten einer Aufwertung der Outputorientierung unterzogen, innerhalb dessen weniger die 

Haushaltspläne, Lehrpläne, Rahmen- und Prüfungsrichtlinien im Vordergrund stehen, sondern 

vielmehr die Lernergebnisse der Schüler. Durch Bildungsstandards werden Kompetenzen 

beschrieben, welche Voraussetzungen für die erfolgreiche Lösung komplexer und 

domänenspezifischer Aufgaben wiederspiegeln (vgl. Kapitel zwei). 

Als Antwort auf den aktuellen bildungspolitischen Diskurs verabschiedete das Präsidium der 

„Gesellschaft für Informatik e. V.“ ein Grundsatzpapier für die informatische Bildung in der 

Sekundarstufe I, welches den Status einer Empfehlung trägt. Das Dokument gliedert sich ein zwei 

übergeordnete Teilbereiche, die jeweils eine differenzierte Zielsetzung beinhalten. Der erste 

Abschnitt greift Rahmenbedingungen wie z.B. den Technikeinsatz, das Curriculum oder die Art des 

Lehrens auf, um die Grundlagen eines erfolgreichen und zeitgemäßen Informatikunterrichts zu 

schaffen. Folglich ist auf konzeptioneller Ebene von opportunity-to-learn-Standards zu sprechen, 

welche die institutionelle Basis für ein zielorientiertes Lernen schaffen, auf denen die Schüler 

aufbauen können (vgl. GI 2008, S. V; Fellermayr 2009, S. 38). 

Der zweite Abschnitt beschreibt die Kompetenzen, die am Ende der siebten und zehnten 

Jahrgangsstufe erreicht sein sollen und beinhaltet folglich als zentrales Moment eine 

Outputorientierung. Inhaltlich wird zwischen Kompetenzen über alle Jahrgangsstufen als auch 

Kompetenzen bestimmter Jahrgangsstufen unterschieden. Darüber hinaus erfolgt eine 

Differenzierung zwischen Kompetenz- und Prozessbereiche, dessen Elemente streng verzahnt sind 

und einer Wechselwirkung unterliegen. Konträr zu der Empfehlung der Expertise des 

Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) handelt es sich nicht um Regelstandards – 

welche ein durchschnittliches bzw. mittleres Erwartungsniveau benennen und einer 

Normalverteilung unterliegen, bei dem die Mehrheit der Schüler eben diese Regelstandards erreicht 

– sondern um Mindeststandards, die ein basales Erwartungsniveau bzw. ein Minimum an Kompetenz 

festlegen, das alle Schüler zu einem bestimmten Zeitpunkt in ihrer Schullaufbahn erwerben müssen, 

sofern sie den benannten Leistungen des zugrundeliegenden Kompetenzmodells respektive der 

Output-Standards gerecht werden wollen (vgl. GI 2008, Criblez 2009, S. 29/30).

Darüber hinaus ist in der Klieme-Expertise explizit angegeben, dass ausgearbeitete, empirisch 

gestützte Kompetenzmodelle, welche die Beziehung zwischen Bildungsstandards und Kompetenzen 

formulieren, nur für einzelne Lernbereiche, Altersgruppen und Schülerpopulationen vorliegen (vgl. 

Klieme et al. 2007, S. 71). Von dieser Situation ist ebenfalls der Fachbereich Informatik betroffen. 

Wogegen in Mathematik die Entwicklung zur Outputorientierung stark vorangeschritten ist und 

bereits Testitems zur Überprüfung der einzelnen Kompetenzstufen im Rahmen der PISA-Studie 

Anwendung finden, fehlt in der Informatik etwas Vergleichbares (vgl. NCTM; Stechert 2009, S. 19). 

Obwohl für die Sekundarstufe I bereits ein Grundstein für eine Orientierung an Bildungsstandards 

gelegt wurde, existiert für die höheren Jahrgansstufen respektive die Sekundarstufe II bislang kein 

empirisch entwickeltes und validiertes Kompetenzmodell zum informatischen Modellieren und 

Systemverständnis, wenngleich ein entsprechender Bedarf formuliert wird, der sich nicht auf 

bestimmte Altersgruppen, Fachdisziplinen oder Schülerpopulationen beschränkt (vgl. Lehner et al. 

2010; Magenheim et al 2010): 

„Aber als generelle Prämisse für die Teilhabe an gesellschaftlicher Kommunikation reicht die 

Dimension der einfachen Kulturtechniken nicht mehr aus. Die Heranwachsenden müssen vielmehr 

fähig werden für den Gebrauch der Computer, für den Umgang mit Medien, für die 

Herausforderungen einer multikulturellen Welt, und sie müssen zugleich in der Form der 

Welterfahrung von den einfachen Formen des Ich-zentrierten Umgangs mit Welt auf die 

grundlegenden wissenschaftlichen Modi der Welterfahrung übergehen können" (Klieme et al. 2007, S. 

67). 

Auf Grund dieser Forschungslücke im Rahmen der Entwicklung zu einer Outputorientierung im 

Kontext der informatischen Bildung für die Sekundarstufe II fördert die deutsche 

Forschungsgemeinschaft seit August 2008 das Projekt „Entwicklung von qualitativen und 

quantitativen Messverfahren zu Lehr-Lern-Prozessen für Modellierung und Systemverständnis in der 

Informatik“ (MoKoM), an welchem die Professuren der Universitäten Siegen und Paderborn im 

Bereich der Didaktik sowie die Arbeits- und Organisationspsychologie der Universität Paderborn 

beteiligt sind (vgl. Nelles et al. 2010, S. 45). Dabei sollen insb. drei Projektziele verfolgt bzw. erreicht 

werden: 

1. „Entwicklung eines theoretisch wie empirisch fundierten Kompetenzmodells für die beiden 

Domänen Informatisches Modellieren und Systemverständnis bzgl. SuS der Sekundarstufe II.“ 

2. „Entwicklung und Erprobung von Instrumenten zur Kompetenzmessung.“ 

3. „Gestaltung und Evaluation von wirksamen Lernumgebungen für die beiden Domänen“ (Nelles 

2010, S. 3) (vgl. Lehner 2010, S. 222; Schubert & Stechert 2010, S. 1). 

In Hinblick auf die Verlagerung zur Outputorientierung des deutschen Schulsystems kann MoKoM als 

Basis für die Entwicklung von Bildungsstandards innerhalb der informatischen Domäne und im 

Kontext des Modellierens und Systemverständnis angesehen werden (vgl. Lehner 2010, S. 222). 

Im folgenden Abschnitt wird der geplante sowie der bisher durchgeführte Projektverlauf 

chronologische skizziert. Darüber hinaus erfolg eine Betrachtung der bisher erzielten 

Forschungsergebnisse bzgl. eines empirisch überprüften Kompetenzmodells in Bezug auf ein 

informatisches Systemverständnis. Ein kurzer Ausblick auf die in Zukunft durchzuführenden 

Arbeitsschritte und Aufgabenbereiche erfolgt im Rahmen des letzten Kapitels „Zusammenfassung 

und Ausblick“. 

7

3.2 Struktur und Entstehungsprozess des theoretisch fundierten 

Kompetenzmodells 

Abbildung 3.1: Ziele und Forschungsmethodik des Projekts MoKoM (Schubert & Stechert 2010 (2), S. 4) 

Ausgangspunkt stellte die Betrachtung internationaler Bildungs- und Lehrpläne sowie die Analyse von 

Fachartikeln bzgl. des Systemverständnisses in der Informatik dar. Auf Basis der gewonnenen 

Erkenntnisse entstand ein vorläufiges Kompetenzrahmenmodell hinsichtlich der zwei Domänen 

informatisches Modellieren und Systemverständnis, welches auf theoretischen und rationalen 

Überlegungen begründet ist (vgl. Magenheim et al. 2010, S. 513). 

Aus dem Kompetenzrahmen „The European Qualifications Framework (EQF)” der Europäischen 

Union (EU, 2008) und dem international angesehenen Curriculum „Computing Curriculum 2001” von 

ACM und IEEE (Cross & Denning, 2001) als auch dem „Model Curriculum for K-12 Computer Science“ 

(Tucker et al., 2006) entstanden die vier primären Kompetenzdimensionen „Basiskompetenzen“, 

„Nutzung informatischer Sichten“, „Komplexität“ und „Nicht-kognitive Kompetenzen“ 2 , welche das 

Grundgerüst des theoretisch abgeleiteten Kompetenzmodells bilden (vgl. Schubert & Stechert 2010, 

S. 2/3). 

„Basiskompetenzen“ ist in drei Teilbereiche untergliedert. Erstere bildet die Unterkategorie System 

Anwenden, in dessen Kontextrahmen die effektive und zielorientierte Nutzung eines 

Informatiksystems im Vordergrund steht. Innerhalb des zweiten Unterabschnitts Systemverständnis, 

welcher auf den Ergebnissen des von 2005 bis 2009 durchgeführten Forschungsprojektes 

„Fachdidaktische Diskussion von Informatiksystemen und der Kompetenzentwicklung im 

Informatikunterricht“ von Peer Stechert (Stechert 2009) beruht, ist insb. ein grundlegendes 

Verständnis der Struktur, der internen Abläufe, der Prozesse sowie der einzelnen Komponenten 

eines Informatiksystems von Bedeutung. System entwickeln bildet die letzte Unterkategorie im 

Rahmen der Dimension „Basiskompetenzen“ und beinhaltet als zentrales Moment den Entwurf und 

die Implementierung eines Informatiksystems (vgl. Schubert & Stechert 2010). 

2 

Übersetzt aus dem Englischen. Im Original: K1: Basic Competencies, K2: Informatics views, K3: Complexity, 

K4: Non-Cognitive Skills 

8

Durch eine genaue Analyse des Vorgehensmodells zur Softwareentwicklung des Rational Unified 

Process (RUP, 1998) gelang es dem Forschungsteam um MoKoM, die Kompetenzdimension System 

entwickeln weiter zu spezifizieren (vgl. Magenheim et al. 2010, S. 514; Schubert & Stechert 2010, S. 

2). 

Die zweite Dimension „Nutzung informatischer Sichten“ beschreibt sowohl innere als auch äußere 

Aspekte eines Informatiksystems. Die erfolgreiche Bewältigung von komplexen Aufgaben verlangt 

von den Lernenden, ein Informatiksystem unter verschiedenen Aspekten und unter Berücksichtigung 

diverser informatischer Sichten zu betrachten (vgl. Lehner 2010, S. 223). 

Abbildung 3.2: Kompetenzdimension K1 und K2 des theoretisch entwickelten Kompetenzmodells (Schubert 

& Stechert 2010, S. 2) 

Um den unterschiedlichen Fähigkeiten der einzelnen Schüler gerecht zu werden, haben sich die 

Professuren der Universitäten Siegen und Paderborn für die Hinzunahme der Kompetenzdimension 

„Komplexität“ entschieden. Die Kompetenzanforderungen können bzgl. ihres Schwierigkeitsgrades 

stark variieren und korrelieren mit der Komplexität und dem Umfang eines Informatiksystems. 

„Requirements regarding informatics competence vary because of the complexity and intricacy of an 

IS“ (Lehner 2010, S. 224). 

Wenngleich die ersten drei Dimensionen primär die kognitiven Aspekte in Bezug auf informatisches 

Systemverständnis und Modellierung beschreiben, widmet sich die vierte Dimension (Nichtkognitive 

Kompetenzen) den motivationalen und volitionalen Aspekten. Darunter zählen zeitgleich 

Einstellungen, Werthaltungen, Sichtweisen und Erwartungen gegenüber dem Fach Informatik als 

auch sozial-kommunikative Fähigkeiten. Auf Grund der Hinzunahme bzw. der Existenz von K4 wird 

das theoretische Kompetenzmodell in vollem Umfang dem allgemeinen Kompetenzbegriff in 

Übereinstimmung nach Weinert (2001) gerecht, da neben den kognitiven Facetten auch die 

motivationalen, volitionalen und sozialen Bereitschaften und Fähigkeiten beschrieben werden, 

Problemlösungen in variablen Situationen erfolgreich und verantwortungsvoll nutzen zu können. 

Abbildung 3.3: Kompetenzdimension K3 und K4 des theoretisch entwickelten Kompetenzmodells (Schubert 

& Stechert 2010, S. 3) 

9

3.3 Experteninterviews zur Ausdifferenzierung der 

Kompetenzprofile 

Eine ausschließliche Beschränkung auf die Auswahl und Existenz der einzelnen Kompetenzprofile, die 

nur auf theoretischen Überlegungen beruhen respektive daraus abgeleitet sind, ist jedoch nicht 

ratsam oder erstrebenswert, da sie die Gefahr bzw. ein gewisses Risiko beinhalten, dass der Bezug zu 

komplexen und realen Situationen und den damit verbundenen Kompetenzanforderungen bzgl. des 

Problemlöseprozesses vernachlässigt oder gar übersehen wird. Aus diesem Grund ist ein zusätzlicher 

Forschungsschritt notwendig, der sich an einem empirischen Zugang für die zuverlässige 

Bestimmung, Konkretisierung und Ausdifferenzierung der wichtigsten Kompetenzdimensionen 

orientiert (vgl. Magenheim et al. 2010, S. 513). 

Die Professuren der Universitäten Siegen und Paderborn haben sich für die Methode und 

Durchführung von Experteninterviews mit Einbeziehung der auf Flanagan (1954) zurückzuführenden 

Critical Incident Technique (CIT) entschieden, da sie ein adäquates Verfahren für die empirische 

Annäherung, Ergänzung und Verfeinerung des auf Theorie basierenden Kompetenzrahmenmodells 

darstellt (vgl. Flanagan, 1954; Magenheim et al. 2010, S. 513). 

Innerhalb der Vorgehensweise der CIT wird ein Experte bzgl. einer fachwissenschaftlichen Domäne 

mit einem hypothetischen Szenario oder einem Problemkontext konfrontiert, zu welchem er seine 

persönliche Vorgehensweise zur Lösung das anwendungsspezifischen Problems erläutern soll. 

“By an incident is meant any observable human activity that is sufficiently complete in itself to permit 

inferences and predictions to be made about the person performing the act. To be critical, an 

incident must occur in a situation where the purpose or intent of the act seems fairly clear to the 

observer and when its consequences are sufficiently definite to leave little doubt concerning its 

effects” (Flanagan 1954, S. 327). 

Primäres Ziel stellt somit die Entdeckung von Handlungen dar, die so bedeutsam und prägnant sind, 

dass durch sie Kompetenzen beschrieben werden, welche Voraussetzung für die erfolgreiche 

Bewältigung der beschriebenen Anwendungssituation sind. Ferner soll die zugrundeliegende 

Situation möglichst klar und objektiv dargestellt werden, um die zu interviewende Person nicht im 

Vorfeld zu beeinflussen oder in eine bestimmte Richtung hinsichtlich der Vorgehensweise in Bezug 

auf den Prozess des Problemlösens zu lenken (vgl. Böhm 2008, S. 192). 

Insgesamt wurden 30 Experten der Informatik befragt, welche in drei gleichwertige Gruppen 

aufgeteilt werden können. Darunter zählten jeweils zehn Fachwissenschaftler, Didaktiker und 

Fachleiter, um ein möglichst großes Spektrum informatischer und didaktischer Expertise zu 

berücksichtigen. Die einzelnen Interviews basierten auf einem strukturellen Fragebogen, welcher den 

Status der Experten berücksichtigte und dem jeweils spezifischen Inhaltskontext des Szenariums 

angepasst war. Zusammenfassend wurden zwölf unterschiedliche Problemstellungen beschrieben, 

welche u.a. die Anwendung, Testung, Modifizierung und Entwicklung eines Informatiksystem bzw. 

einer Software als Kontextrahmen aufgreifen. Auf Grund der umfangreichen Anzahl der 

hypothetischen Szenarien wurde jeder Experte mit vier ausgewählten Problembeschreibungen 

konfrontiert, um die Interviewzeit auf eine akzeptable Durchführungsdauer von 60 bis 90 Minuten zu 

beschränken. Die einzelnen Interviews liefen nach folgendem Schema ab (vgl. Magenheim et al. 

2010, S. 513): 

(1) Zunächst wurden die Experten begrüßt und über die zu Grunde liegende Vorstellung des 

Kompetenzbegriffs und der Critical Incident Technique instruiert. 

(2) Anschließend fand die Präsentation der einzelnen zuvor ausgewählten Szenarien statt, mit 

der anschließenden Aufforderung, dass der jeweils zu interviewende Experte seine 

persönliche Vorgehensweise zur Lösung des informatischen Problems schildern sollte. 

(3) Zuletzt wurden die Experten über ihre individuelle Beurteilung bzgl. der ihnen vorgestellten 

Szenarien und deren repräsentativen Charakter befragt. 

10

Im Anschluss an die 30 durchgeführten Experteninterviews zum informatischen Systemverständnis 

und Modellieren wurden diese vollständig transkribiert und anhand der qualitativen Inhaltsanalyse 

nach Mayring (2008) analysiert, dessen primäres Ziel die Reduzierung des umfangreichen 

Textmaterials auf eine überschaubare Größe ist. Es ist darauf zu achten, dass innerhalb des 

Komprimierungsprozesses keine wichtigen Informationen verloren gehen oder einer spekulativen 

und zu breit gefächerten Interpretation unterzogen werden. Zusammenfassend stehen im Rahmen 

der qualitativen Inhaltsanalyse nach Mayring drei Methoden zur Verfügung, welche alle im Rahmen 

des Forschungsprojektes MoKoM zur Anwendung kamen, da sie sich untereinander optimal 

ergänzen. Dazu zählen im Einzelnen die Zusammenfassung, die Explikation und die Strukturierung 

(vgl. Mayring 2008, S. 58). Durch die Anwendung der ersten Methodentechnik wurde das 

transkribierte Textmaterial der Experteninterviews gefiltert, so dass die verdichtete Zusammenfassung 

noch immer die Inhalte der Originaltexte widerspiegeln. Innerhalb der Explikation wurden 

unklare Textstellen durch weitere Erklärungen und Informationen erläutert, um ihren Sinnzusammenhang 

zu verstehen, wohingegen in der dritten Methode eine bestimmte Struktur 

systematisch aus dem Text abstrahiert wurde, um sie dem Rahmenkonzept der Kompetenzdimensionen 

des theoretisch abgeleiteten Kompetenzmodells anzupassen (vgl. Magenheim et al. 

2010, S. 513). 

Bereits seit einigen Jahren besteht in der informatischen Allgemeinbildung der Konsens, dass die 

Kategorien K1.1 (System application), K1.2 (System comprehension) und K1.3 (System development) 

die Basiskompetenzen „K1-Basic competencies“ darstellen (vgl. Tinsley & Weert, 1994; Weert, 2009). 

Ferner bildet die Kategorie K1 die Kerndimension des vollständigen Kompetenzmodells und wird aus 

diesem Grund im Rahmen der hier vorliegenden Arbeit einer besonderen Betrachtung unterzogen 

(vgl. Lehner et al. 2010, S. 232). 

Diesbezüglich findet im Folgenden eine exemplarische Auswertung und Analyse der 

Experteninterviews statt, um den Entstehungsprozess der Kompetenzprofile aufzuzeigen, welche im 

Anschluss klassifiziert und für dessen Überprüfung Testitems generiert werden. 

Um das theoretisch abgeleitete Kompetenzrahmenmodell bzgl. des Systemverständnisses zu 

verfeinern oder durch zusätzliche Aspekte zu ergänzen, kamen insb. drei Szenarien zum Einsatz, 

welche auf Grund der ähnlichen Ergebnisse der qualitativen Inhaltsanalyse zu einem Szenario 

„Testing of Unknown Software“ (Testen unbekannter Software) generalisiert bzw. zusammengefasst 

wurden. Die Problembeschreibung und die damit verbundenen Interviewfragen sind aus Abbildung 

3.4 zu entnehmen: 

Szenario 5 + 7: Sie wurden von einem Kollegen gefragt seine Software zu testen, welche für die Lösung von 

Konfigurationsproblemen entwickelt wurde, wie z.B. die Einrichtung eines neues Autos oder eines neuen 

Computers. 

Frage 1: Was ist Ihre Teststrategie um das Problem zu lösen? Welche Aspekte müssen Sie berücksichtigen? 

Frage 2: Welche kognitiven Kenntnisse und Fähigkeiten sind für die Untersuchung der Software notwendig? 

Frage 2.1: Welche informatischen Sichten sind für diese Aufgabe wichtig? 

Frage 2.2: Welche Komplexität würden Sie der Aufgabe zuordnen? 

Frage 3: Welche Einstellungen oder sozial-kommunikative und kooperative Fähigkeiten sind für die Vollendung 

des beschriebenen Problems notwendig? 

Frage 4: Welche unterschiedliche Kompetenzniveaus würden Sie zwischen einem Anfänger und einem Experten 

erwarten? 

Frage 5: Wie können Sie als Tester bei der Aufgabe unterstützt werden? 

Frage 6: Können Sie sich die potentielle Vorgehensweise eines Schülers vorstellen, um das Problem zu lösen? 

Frage 7: Welche Hindernisse müssen die Schüler bewältigen? 

Abbildung 3.4: Aus dem Englischen übersetzte Interviewfragen (Schubert & Stechert 2010, S. 4) 

Insgesamt fanden 8 Experteninterviews mit Bezug auf ein derartiges Szenario statt, welche 

anschließend mit der oben beschriebenen qualitativen Inhaltsanalyse nach Mayring analysiert und 

11

ausgewertet wurden. Dazu gehörte die Strukturierung gemäß den Dimensionen des theoretisch 

abgeleiteten Kompetenzmodells sowie die Auffindung geschlossener Sinneinheiten und 

Beziehungsrelationen einzelner Kompetenzen (vgl. Magenheim et al. 2010, S. 513). 

Zunächst ist festzuhalten, dass alle repräsentativen Expertengruppen die Unterkategorie K1.2- 

Systemverständnis der Kompetenzdimension K1-Basiskompetenzen im Rahmen der Inhaltsanalyse 

bestätigten, wie folgende Antworten belegen: 

„Then you need to understand fundamental mechanisms or relations or concepts, correctness of 

software, termination, knowledge about software ergonomics.“ 

“I need a kind of model-view on the informatics system to explain the system’s reactions that could 

be surprising. That means I need a model of processes behind the GUI.” 

“I will use my increasing system comprehension to plan the input-output relations.” (Magenheim et 

al. 2010, S. 515) 

Ferner eignet sich die gewählte Forschungsmethode insbesondere für die Verfeinerung respektive 

Ausdifferenzierung bereits vorhandener oder bestätigter Kompetenzprofile und dient zeitgleich als 

wichtige Hilfestellung bei der Konstruktion neuer Kompetenzfacetten innerhalb eines 

Dimensionssegments. Alle repräsentativen Expertengruppen bestätigen nicht nur die Unterkategorie 

K1.2- Systemverständnis, sondern spezifizieren die Inhalte mit einer solchen Präzision, dass aus den 

unmittelbaren Antworten neue - zuvor unberücksichtigte - Kompetenzdimensionen entstanden sind: 

Antwort eines Fachleiters: „Necessary is to check requirements and to compare them with the final 

system.” 

Weitere Expertenantwort: „You have to compare the real system’s behavior with the definition of its 

requirements” (Lehner et al. 2010, S. 226). 

� K1.2.1 Anforderungsdefinitionen anwenden und analysieren 

Antwort eines Fachwissenschaftlers: „I recommend systematic testing of software. Testing is a very 

difficult task, especially if the tester knows only partly the semantic relations of the functionality of 

the system” (Lehner et al. 2010, S. 226). 

� K1.2.2 Systematisches Testen 

Antwort eines Didaktikers: „Inevitable is the evaluation of the quality of the software with criteria, 

e.g., correctness, usability, security” (Lehner et al. 2010, S. 226). 

� K1.2.4 Bewerten der Qualität von Software 

An dieser Stelle ist jedoch anzumerken, dass die Zuordnung und Einteilung der neu entstandenen 

Kompetenzprofile nicht immer eindeutig ist, da die drei Dimensionen System Anwenden, - Verstehen 

und - Entwickeln in Wechselwirkung zueinander stehen und sich gegenseitig intern beeinflussen. Alle 

Kompetenzfacetten, welche zur erfolgreichen Anwendung eines Informatiksystems beitragen, 

fördern gleichzeitig das Systemverständnis, welches wiederrum hilfreich bei der Konstruktion und 

Implementierung eines Informatiksystems oder einer Software ist. Besonders deutlich wird das 

Problem bei der eindeutigen Zuordnung der neu entstandenen Kompetenzkategorie System 

exploration, welche im Rahmen von Szenario vier und sieben von den Experten genannt wurde: 

“When I want to choose free software, then I download and explore it“ 

“In this case, we have to use software exploration” (Schubert & Stechert 2010, S. 6). 

Aus diesem Grund haben sich die Professuren der Universität Siegen und Paderborn dafür 

entschieden, System exploration in jeden Kompetenzbereich der Dimension K1 zu integrieren (vgl. 

Schubert & Stechert 2010, S. 6; Abbildung 3.5). 

Die beschriebene Methode der Experteninterviews mit einer anschließenden Inhaltsanalyse nach 

Mayring bietet dennoch einen eingeschränkten Rahmen für die Verfeinerung, Differenzierung und 

Bestätigung des theoretisch abgeleiteten Kompetenzmodells, welcher im Wesentlichen auf zwei 

Aspekten beruht. Der erste Grund ist darin zu finden, dass die wichtigsten Kompetenzfacetten nur 

12

selektiv anhand der gewählten Szenarien bestimmt werden können. Dem ungeachtet liefern die 

Experteninterviews nur verbale Beschreibungen in Bezug auf die genaue Vorgehensweise bei der 

Bewältigung einer realen Problemsituation. Diese müssen nicht zwangsläufig den realen 

Anforderungen in jedem Aspekt gerecht werden oder den Problemlöseprozesses uneingeschränkt 

wiederspiegeln. Zuletzt ist zu erwähnen, dass das theoretisch abgeleitete Kompetenzrahmenmodell 

auf international angesehenen Curricula und Lehrplänen beruht sowie die qualitative Inhaltsanalyse 

anhand nachvollziehbarer methodischer Regeln und Prinzipien durchgeführt wurde, ein gewisser 

interpretativer Prozess jedoch nicht ausgeschlossen ist, welcher die Objektivität, die Zuverlässigkeit 

und Aussagekraft beeinträchtigen kann. Basierend auf diesen Gründen waren weitere empirische 

Forschungsschritte notwendig, um die Inhalte des Kompetenzmodells auf ihre Gültigkeit zu 

überprüfen. Zunächst sollten Informatikexperten aus unterschiedlichen Fachrichtungen die Relevanz, 

Schwierigkeit und Differenzierung der ermittelten Kompetenzen und deren repräsentativen 

Charakter beurteilen. In einem zweiten Schritt folgte die Entwicklung von Messinstrumenten, auf 

dessen Basis überprüft werden kann, in welchem Umfang die einzelnen Kompetenzbereiche bei den 

Schülern existent sind (vgl. Magenheim et al. 2010, S. 520). „Based on these measurements, then the 

correlations between the levels of competence on the one hand and the successful problem solving 

behavior as criteria on the other hand can be interpreted as criteria validity indicators of the 

competence model“ (Magenheim et al. 2010, S. 520/521). 

Abbildung 3.5: Kompetenzdimension K1 des empirisch verfeinerten Kompetenzmodells (Schubert & Stechert 

2010, S. 10) 

Im Rahmen dieser Arbeit steht die Klassifizierung ausgewählter Kompetenzbereiche der 

Kompetenzdimension K1.2-Systemverständnis im Vordergrund, um in einem zweiten Schritt vier 

weitere Testitems zur Kompetenzmessung zu erstellen, welche jeweils speziell auf die einzelnen 

kognitiven Anforderungsbereiche zugeschnitten sind und somit eine Ergänzung der bereits 

vorliegenden Messinstrumente darstellen. 

13

4 Taxonomien als Klassifikationsschemata 14 

Im Folgenden wird die Wahl eines geeigneten Klassifikationsschemas, dessen Anwendungsaspekte 

und schließlich die vorzunehmende Taxonomierung ausführlich beschrieben, bevor sich Kapitel 

sieben den zu erstellenden Messinstrumenten widmet, nachdem einige theoretische Grundlagen und 

Rahmenbedingungen zur Testkonstruktion geschaffen wurden, um auf einem wissenschaftlichen 

Konstrukt aufzubauen. 

4 Taxonomien als Klassifikationsschemata 

4.1 Definition, Legitimierung & Zielsetzung 

„Der Begriff Taxonomie […] wird in sehr vielfältigem Zusammenhang gebraucht und steht in dieser 

allgemeinen Form für ein System zur Klassifizierung und Kategorisierung“ (Fellermayr 2009, S. 11). 

Eine etwas genauere Definition gibt Wolfgang J. Koschnik im Standardwörterbuch für die 

Sozialwissenschaften: 

„Eine Taxonomie (altgr. táxi , Ordnung und nómos, Gesetz) oder Klassifikationsschema ist ein 

einheitliches Verfahren oder Modell, um Objekte eines gewissen Bereichs (ggf. unter Zuhilfenahme 

eines Klassifikationsinstruments) nach bestimmten Kriterien zu klassifizieren, das heißt sie in 

bestimmte Kategorien oder Klassen (auch Taxa genannt) einzuordnen“ (Koschnik 1993). 

Auf Basis der von Wolfgang J. Koschnik gegebenen Definition kann im Kontext der Lernzieltaxonomie 

innerhalb der Fachwissenschaft Informatik abgeleitet werden, dass die beschriebenen Objekte, im 

spezifischen Fall einer Lernzieltaxonomie, konkrete Lernziele darstellen, welche durch ein 

Klassifikationsschema in zuvor festgelegte Klassen und Kategorien eingeordnet und somit klassifiziert 

werden. 

Im sozialwissenschaftlichen Bereich der Didaktik hat sich insb. die 1956 entstandene 

Lernzieltaxonomie des US-amerikanischen Lernpsychologen Benjamin Bloom etabliert, welche neben 

den USA auch in vielen anderen Ländern Verwendung fand (vgl. Anderson et al. 2001, S. XXI). Darin 

werden kognitive Lernziele in sechs hierarchische Kategorien (Knowledge, Comprehension, 

Application, Analysis, Synthesis, Evaluation) unterteilt und geben damit Aufschluss über mentale 

Prozesse, die für ein Erreichen des Lernziels bei den Schülern – oder allgemeiner den Lernenden – 

ablaufen müssen (vgl. Bloom et al. 1956/1971; Fellermayr 2009, S. 11). Die Kategorisierung und 

Klassifizierung übernimmt dabei weder Selbstzweck, noch ist sie ausschließlich akademischer Natur. 

„Biggs […]sieht die Hauptaufgabe von Lernzieltaxonomien darin, Lehrende beim „„Verstehen des 

Verstehens““ sowie bei der Kommunikation über dieses Verstehen zu unterstützen. In gewisser 

Weise kann man also von einer Metadimension sprechen“ (Fellermayr 2009, S. 12; vgl. Biggs, 1999). 

In Bezug auf die Existenzfrage und dem Nutzen der Taxonomierung geben Anderson und Krathwohl 

die kurze und pragmatische Antwort: "It makes life easier!“ (Anderson et al. 2001, S. 35). Dabei 

stützen sie sich auf vier Grundfragen bei der Planung von Unterricht, für dessen Beantwortung die 

Lernzieltaxonomie respektive die Klassifizierung der Lernziele herangezogen werden kann (vgl. 

Anderson et al. 2001, S. 6): 

1. Die „Lernfrage“ (learning question) 

Was sollen die Schüler in der vorgegebenen Zeit im Unterricht behandeln? 

2. Die „Unterrichtsfrage“ (instruction question) 

Wie ist der Unterricht zu planen, durchzuführen oder zu gestalten und welche Aufgaben 

sollen für eine effektive Umsetzung der vorgegebenen Lernziele und Kompetenzen 

eingesetzt werde. 

3. Die „Bewertungsfrage“ (assessment question)


Wie kann die Leistung der Schüler in adäquater Weise gemessen und damit bewertet werden 

und welche charakterlichen Merkmale zeichnet ein sinnvolles Messinstrument aus? 

4. Die „Abstimmungs- bzw. Übereinstimmungsfrage“ (alignment question) 

Wie kann abgesichert werden, dass Lernziele, Unterricht, Bewertung und die zu erreichenden 

Kompetenzen miteinander vereinbar sind? (vgl. Witzorky 2008, S. 5/6) 

Die Frage nach der spezifischen Bedeutung bzgl. der Anwendung eines Klassifikationsschemas für das 

Forschungsprojekt MoKoM bleibt durch die genannten und teilweise sehr abstrakten 

Nutzungsmotive bisher allerdings weitgehend offen und soll im Folgenden konkretisiert werden. 

S. Schubert, Mitarbeiterin des Forschungsprojekts um MoKoM, formuliert im Rahmen eines 

Vortrages zur aktuellen Entwicklung in der Didaktik der Informatik, dass standardisierte Operatoren 

zum Beschreiben jeder einzelnen Kompetenzkomponente erforderlich sind, um die zugehörigen 

Aufgaben für die Messung der Kompetenzen zu gestalten (vgl. Schubert 2011, S. 36). Diese 

Beschreibungen können für die Sekundarstufe insb. mit Hilfe von Lernzieltaxonomien durchgeführt 

werden, da mit ihnen reichhaltige Erfahrungen vorliegen. Weit verbreitet ist die Einordnung 

vorhandener oder erwünschter Kenntnisse, Fähigkeiten und Kompetenzen in die kognitiven Bereiche 

Reproduktion/Wissen, Reorganisation/ Anwenden und Transfer/Gestalten. Diese Einteilung spiegelt 

zugleich die Unterteilung der Anforderungsbereiche I, II und III der einheitlichen Prüfungsanforderungen 

in der Abiturprüfung (EPA) im Fach Informatik wieder, welche im Jahre 2004 in einer 

Kultusministerkonferenz beschlossen würde (vgl. Stechert 2009, S. 25; KMK 2004). 

Eine genauere und differenziertere Einordnung der im Rahmen von MoKoM entwickelten 

Kompetenzen, bietet die Taxonomie von Anderson und Krathwohl, welche erstmals im Jahre 2001 

unter dem Titel „A Taxonomy for Learning, Teaching, and Assessing: A Revision of Bloom's Taxonomy 

of Educational Objectives“ vorgestellt wurde. Entsprechend der Namensgebung handelt es sich um 

eine Überarbeitung der bereits vorgestellten 40 Jahre jüngeren Bloom’schen Lernzieltaxonomie. Im 

Gegensatz zu Bloom und Mitarbeitern konstruierten Anderson und Krathwohl eine Unterteilung in 

zwei zueinander orthogonale Dimensionen. Auf der waagerechten Skala ist eine sechs gestufte 

Segmentierung von kognitiven Prozessen bzw. Erkenntnisdimensionen vorzufinden, wogegen die 

senkrechte Skala vier unterschiedliche Wissensdimensionen unterscheidet, die jeweils entsprechend 

ihrer Komplexität angeordnet sind (vgl. Anderson et al. 2001). Eine genauere Beschreibung der 

Lernzieltaxonomie von Anderson und Krathwohl erfolgt im nachfolgenden Kapitel 4.2, da zunächst 

primär die Legitimation der Existenz einer Klassifizierung im Rahmen des Entwicklungsprozesses zum 

Aufbau eines Kompetenzmodells im Vordergrund steht. 

Zunächst ist festzuhalten, dass sich Lernzieltaxonomien – entgegengesetzt der vorhandenen Syntax 

des Begriffes – nicht ausschließlich auf die Einordnung von Lernzielen in ein Klassifikationsschema 

beschränken, sondern ebenso auf Kompetenzformulierungen übertragbar sind. Im „Handbuch“ zur 

Bloom’schen Lernzieltaxonomie geben die Autoren explizit an, dass sie sich auf die gewünschten 

Lernergebnisse der Schüler im Erziehungsprozess beziehen: 

„Obwohl Lernziele, Testmaterial und Prüfungstechniken in nahezu unbegrenzt vielen Formen beschrieben 

werden können, meinen wir, daß das Verhalten der Schüler, des bei diesen Zielen eine Rolle spielt, durch eine 

relativ kleine Zahl von Klassen zu erfassen ist. Deshalb ist diese Taxonomie eine Klassifikation des 

Schülerverhaltens, das die beabsichtigten Ergebnisse des Erziehungsprozesses repräsentiert. […] Es soll betont 

werden, daß wir nicht versuchen, die Unterrichtsmethoden, die von Lehrern benutzt werden zu klassifizieren, 

nicht die Art und Weise, in der sich Lehrer ihren Schülern verständlich machen, oder die verschiedenen benutzen 

Unterrichtsmaterialien“ (Bloom et al. 1972, S. 26). 

Auch „Anderson und Krathwohl sind vorrangig an Lernergebnissen (learning outcomes) interessiert, 

daran, was Schülerinnen und Schüler zu bestimmten Zeitpunkten können sollen“ (Granzer et al. 

2008, S 31). Sie formulieren allgemein: 

„In our Taxonomy we are classifying objectives“(Anderson et al. 2001, S. 4).


Diese Aussagen machen deutlich, dass die beschriebenen (Lernziel-)Taxonomien auf die 

Kompetenzformulierungen übertragbar sind, welche im Rahmen des Projekts MoKoM auf Basis 

theoretischer und empirischer Methoden entstanden sind, da Kompetenzen ebenfalls – im Kontext 

des Problemlösens – das Verhalten der Schüler beschreiben. Ebenso orientieren sich die 

Kompetenzformulierungen am Output des Bildungsprozesses und damit an den Lernergebnissen der 

Schüler (Klieme et al. 2007, S. 17). 

Die Expertise zur Entwicklung nationaler Bildungsstandards gibt vor, dass Kompetenzen so konkret 

beschrieben werden sollen, dass sie „in Aufgabenstellungen umgesetzt und prinzipiell mit Hilfe von 

Testverfahren erfasst werden können“ (Klieme et al. 2007, S. 9). Die Anwendung einer 

Taxonomisierung auf ein bestehendes Kompetenzmodell kann dabei helfen, diese Zielvorgabe zu 

erreichen. Falls es gelingt, die vorhandenen Kompetenzbeschreibungen, welche am Ende einer zuvor 

festgelegten Jahrgangsstufe zu erreichen sind, in ein bestehendes Klassifizierungsschema 

einzuordnen, ist ein deutliches Indiz gegeben, dass die zugrunde liegende Kompetenzbeschreibung in 

einer so deutlichen Art und Weise formuliert worden ist, um diese im Rahmen eines Testverfahrens 

abzufragen bzw. zu erfassen. Fällt die spezifische Einordnung jedoch schwer, sind die beschriebenen 

Lernergebnisse aus Sicht einer außenstehenden Person womöglich zu abstrakt und unzureichend 

formuliert, um dieser Zielvorgabe gerecht zu werden. 

In Bezug auf die von Anderson und Krathwohl formulierte Lernfrage (learning question), trifft das 

Kultusministerium oder der Lehrer die Entscheidung, was gelernt werden soll, jedoch hilft die 

Einordnung der beschriebenen Lernergebnisse, welche im Allgemeinen durch die Formulierung einer 

professionellen Kompetenz erfolgt, den möglichen Unterrichtsstoff besser zu beurteilen (vgl. Laika 

2007, S. 27). Für die Einordnung in die von Anderson und Krathwohl gegebene Taxonomie, welche 

eine Einteilung in verschiedene kognitive Dimensionen als auch diverse Formen des Wissen 

vornimmt, bedeutet dies, dass zwei gleich klassifizierte Kompetenzen womöglich stark korrelieren, 

auch wenn diese auf den ersten Blick unterschiedliche Themenbereiche innerhalb der Fachdomäne 

ansprechen (vgl. Anderson et al 2001, S. 6/7). 

Ein weiterer Aspekt ist die Unterrichtsfrage, in der die Gestaltung des Lehrprozesses eine wesentliche 

Rolle spielt und die passende Auswahl an Schüleraktivitäten zu treffen ist. „Gleich klassifizierte 

Lernziele […][oder Kompetenzen] können oft durch einen ähnlichen Unterrichtsansatz gelehrt 

werden“ (Laika 2007, S. 27). Lernzieltaxonomien können aus diesem Grund wichtiges Hilfsmittel bei 

der Unterrichtsplanung sein, um die Schüler gezielt bei dem Prozess des Kompetenzaufbaus zu 

unterstützen. 

Einen besonders wichtigen Stellenwert nimmt die Bewertungsfrage „assessment question“ ein, da im 

Rahmen dieser Arbeit Messinstrument für eine Überprüfung der in K1.2 gegebenen 

Kompetenzprofile des in Kapitel drei vorgestellten theoretisch und empirisch fundierten 

Kompetenzmodells entwickelt werden. In dessen Zentrum der Fragestellung steht die Entscheidung 

zur Auswahl der passenden Testitems, um gezielt die Existenz der einzelnen Kompetenzen bei den 

Oberstufenschülern der Sekundarstufe II zu ermitteln. „Analog zum vorigen Punkt kann auch hier 

davon ausgegangen werden, dass Lernziele derselben Taxonomieeinordnung [Wort geändert] oft 

durch ähnlich strukturierte Aufgaben überprüfbar sind“ (Laika 2007, S. 27). Die Anwendung eines 

Klassifikationsschemas stellt daher ein wichtiges Hilfsmittel bei der Präzisierung vorhandener 

Kompetenzprofile dar, um aus dieser Präzisierung heraus, welche in Form einer kognitiven 

Beschreibung der zu erwartenden Fähigkeiten ausgedrückt werden kann, genau abgestimmte 

Testitems zu entwerfen. 

Die Abstimmungs- bzw. Übereinstimmungsfrage (the alignment question) greift wiederholt alle 

vorausgehenden Aspekte zur erfolgreichen Unterrichtsplanung und -gestaltung auf. Durch die 

Einordnung vorhandener Lernziele, Kompetenzformulierungen, Unterrichtsaktivitäten und 

Prüfungsaufgaben in ein visuelles Klassifikationsschema lässt sich bereits optisch erkennen, in wie 

weit sich die Aspekte des Bildungswesens decken und in welchem Umfang sie die gleichen kognitiven 

Dimensionen als auch Formen des Wissens repräsentieren, falls die Lernzieltaxonomie von Anderson 

und Krathwohl zu Grunde liegt. 

Die „Einheitlichen Prüfungsanforderungen in der Abiturprüfung“ (EPA) für Informatik gibt im Rahmen 

der Anforderungsbereiche I, II und III folgenden allgemeinen Hinweis:


„Die Abiturprüfung soll das Leistungsvermögen der Prüflinge möglichst differenziert erfassen. […] Obwohl sich 

weder die Anforderungsbereiche scharf gegeneinander abgrenzen noch die zur Lösung einer Prüfungsaufgabe 

erforderlichen Teilleistungen in jedem Einzelfall eindeutig einem bestimmten Anforderungsbereich zuordnen 

lassen, kann die Berücksichtigung der Anforderungsbereiche wesentlich dazu beitragen, Einseitigkeiten zu 

vermeiden und die Durchschaubarkeit und Vergleichbarkeit der Prüfungsaufgaben sowie der Bewertung der 

Prüfungsleistungen zu erhöhen“ (KMK 2004, S. 9). 

Der Aspekt zur Gestaltung der Prüfungsaufgaben wurde bereits im Rahmen der Bewertungsfrage 

diskutiert und erläutert. Erwähnenswert bleibt jedoch die Forderung, Einseitigkeit zu vermeiden und 

ein möglichst breites Leistungsvermögen zu differenzieren. So wie die Abiturprüfung durch 

Klassifikation der Testaufgaben in die drei Anforderungsbereiche I, II und III auf ihre Einseitigkeit 

überprüft wird, so lässt sich ebenfalls das durch MoKoM entwickelte Kompetenzmodell auf ein 

möglichst breites Anforderungsspektrum untersuchen. Es wird der Gefahr einer übermäßigen 

Fokussierung auf die Inhaltsbereiche vorgebeugt, da parallel diverse kognitive Aspekte der 

Kompetenzanforderungen zu berücksichtigen sind, welche bei den Taxonomien von Anderson und 

Krathwohl sowie Bloom eine Ebene der Klassifizierung bilden. 

„An entire row or column that has no entries can alert us to the possibility of including objectives that 

heretofore had not been considered” (Anderson et al. 2001, S. 7). 

In der unten aufgeführten Tabelle sind zusammenfassend alle skizzierten Argumente für die 

Notwendigkeit einer Taxonomierung respektive die Motivationsaspekte zur Einordnung der 

Kompetenzen in ein Klassifizierungsschema gegeben: 

Tabelle 4.1: Motivationsaspekte für eine Klassifizierung 

Motivationsaspekte und Nutzungsmotive für die Durchführung 

einer Klassifizierung 

Für MoKoM Allgemein 

Taxonomien geben einen Hinweis darauf, ob die 

Kompetenzen spezifisch genug oder zu allgemein 

und abstrakt formuliert sind. 

Unterstützen das Verständnis einzelner 

Kompetenzkomponenten und deren 

Zusammenwirken. 

Unterstützen die Entscheidung zur Auswahl der 

passenden Testitems zur Überprüfung der 

einzelnen Kompetenzkomponenten. 

Bestehende Testaufgaben können in Bezug auf 

ihre Eignung überprüft werden. 

Taxonomien helfen bei der passenden Auswahl 

an Schüleraktivitäten und Übungsaufgaben. 

Helfen den Unterrichtsstoff besser zu beurteilen. 

Helfen bei der Überprüfung, ob vorhandene 

Lernziele, Kompetenzformulierungen, 

Unterrichtsaktivitäten und Prüfungsaufgaben gut 

auf einander abgestimmt sind. 

Können dazu beitragen, Einseitigkeit der 

Schüleraktivitäten, Übungs- und Abituraufgaben 

zu vermeiden. 

Präzisieren die Kompetenzformulierungen. Erhöhen die Durchschaubarkeit und 

Vergleichbarkeit der Prüfungsaufgaben sowie 

der Bewertung der Prüfungsleistungen. 

Steuern einer übermäßigen Fokussierung auf die 

Inhaltsbereiche entgegen, um eine Einseitigkeit 

in Bezug auf die kognitiven Anforderungen der 

geforderten Kompetenzen zu vermeiden. 

Spiegeln eine überproportionale Verteilung der 

kognitiven Komplexität und – je nach gewählten 

Klassifikationsschema – der Wissensdimension 

des Kompetenzmodells wieder.


4.2 Die Lernzieltaxonomie von Anderson und Krathwohl 

Bei der 2001 vorgestellten Lernzieltaxonomie von Anderson und Krathwohl handelt es sich um eine 

Revision der von Bloom und Mitarbeitern entwickelten Lernzieltaxonomie aus dem Jahre 1956, 

welche bis heute auf Grund ihrer Bedeutung in über 20 Sprachen übersetzt wurde und eine 

Unterteilung der kognitiven Dimension in die sechs Komplexitätsabstufungen Wissen, Verstehen, 

Anwendung, Analyse, Synthese und Evaluation vornimmt (vgl. Anderson et al. 2001, S. XXI). Als 

Grund für die Überarbeitung führen Anderson und Krathwohl zwei primäre Motivationsaspekte auf: 

Zunächst streben sie an, dass sich heutige Pädagogen zurück auf den Wert der Bloom’schen 

Lernzieltaxonomie besinnen sollen, da das original Handbuch auch für heutige Lehrer viele wichtige 

Ideen enthält, welche für Pädagogen bei der Konfrontation zur Erstellung und Umsetzung von 

standardbasierten Curricula und authentischen Bewertungen behilflich sein können. Ferner 

erwähnen die Psychologen, dass in der heutigen Zeit im Vergleich zu 1956 ein differenzierterer und 

genauerer Kenntnisstand darüber existiert, wie sich Kinder entwickeln, wie sie lernen und in welcher 

Weise Lehrer ihren Unterricht planen und gestalten. Aus diesem Grund ist es an der Zeit bzw. halten 

sie es für notwendig, die neu gewonnenen Erkenntnisse und Gedanken in ein überarbeitetes 

Rahmenmodell zu integrieren (vgl. Anderson et al. 2001, S. XXI/XXII) 

Im Gegensatz zur Lernzieltaxonomie von Bloom und Mitarbeitern (1956), ist das Klassifikationsschema 

von Anderson und Krathwohl (2001) zweidimensional angelegt (Anderson et al. 2001, S. 5). 

Wie bereits in Kapitel 4.1 erläutert, liegt eine Segregierung in die zwei zu einander orthogonal 

liegende Dimensionsbereiche Wissen (knowledge) und kognitive Prozesse (cognitive processes) vor, 

dargestellt in Tabelle 4.2. Alle deutschen Übersetzungen der in der überarbeiteten Taxonomie 

verwendeten Begriffe inklusive operationalisierter Verben stammen aus einem didaktischen Projekt 

der Universität Hannover, welches von Schobel und Holdt im Jahre 2004 durchgeführt wurde(vgl. 

Schobel und Holdt 2004, S. 19). 

Tabelle 4.2: Klassifikationsschema der Lernzieltaxonomie nach Anderson und Krathwohl (vgl. Fellermayr 

2009, S. 15, Anderson et al. 2001, S. 28) 

Dimensionen für den kognitiven Prozess 

Taxonomie-Tabelle 

Erinnern Verstehen Anwenden Analysieren Bewerten Erschaffen 

Wissensdimension 

Faktenwissen 

Begriffliches 

Wissen 

Prozedurales 

Wissen 3 

Metakognitives 

Wissen 

Auf der waagerechten Skala ist eine sechs gestufte Segmentierung in die sechs kognitiven 

Prozessbereiche Erinnern, Verstehen, Anwenden, Analysieren, Bewerten und Erschaffen vorzufinden, 

wogegen die Wissensdimension in die Kategorien Faktenwissen, begriffliches Wissen, prozedurales 

Wissen und metakognitives Wissen unterteilt ist, die im Folgenden näher spezifiziert und analysiert 

werden, um im Anschluss eine eindeutige Zuordnung der in K1.2 gegebenen Kompetenzformulierungen 

in die Taxonomie von Anderson und Krathwohl vorzunehmen. 

3 

Bei Schobel und Hold wird diese Wissensdimension als „Verfahrensorientiertes Wissen“ bezeichnet (Schobel 

und Holdt 2004, S. 19).


4.2.1 Die Wissensdimension 

Die Wissensdimension findet im späteren Verlauf dieser Arbeit keine weitere Berücksichtigung, da 

die Einordnung der Kompetenzprofile aus der Dimension K1.2 des theoretisch sowie empirisch 

entwickelten Kompetenzstrukturmodells zum informatischen Modellieren und Systemverständnis 

ausschließlich auf kognitiver Ebene erfolgt, dessen Entscheidungsgrund im späteren Verlauf näher 

thematisiert wird. Dennoch erscheint es im Zuge der Vollständigkeit sinnvoll, die einzelnen Ebenen 

der Wissensdimension, welche hinsichtlich ihres Anspruchs in einem Kontinuum an Komplexität 

zunehmen, näher zu spezifizieren, um deren inhaltliche Bedeutung zu erfassen (vgl. Fellermayr 2009, 

S. 14). 

Das Faktenwissen umgibt die Basiselemente, welche für eine Kommunikation innerhalb einer 

Fachdomäne zwingend erforderlich sind. Diese Ebene umfasst Kenntnisse über isolierte Elemente 

bzw. Informationen wie z.B. die Komponenten der Von-Neumann-Rechnerarchitektur, Geburtsdaten 

oder die Aufzählung der Ebenen zum Internetschichtenmodell (vgl. Anderson et al. 2001, S. 45; 

Granzer et al. 2008, S. 33). 

Begriffliches Wissen geht über isolierte Fakten hinaus und beinhaltet zusammenhängende, 

vernetzte, geordnete Informationen über Kategorien, Prinzipien, Theorien oder Modelle. Darunter 

zählt z.B. ein Verständnis über das Zusammenwirken der Komponenten zur Von-Neumann- 

Rechnerarchitektur (vgl. Anderson et. al. 2001, S. 48; Granzer et al. 2008, S. 33). 

„Prozedurales Wissen ist im Spiel, wenn es darum geht, wie eine Handlung, ein Verhalten 

auszuführen ist [..]“(Granzer et al. 2008, S. 34). Häufig geht es dabei um Kenntnisse spezifischer 

Handlungsabläufe, die im Rahmen einer routinemäßigen Problemlöseprozedur angewendet werden 

müssen. Darunter zählt Wissen über algorithmische Verfahren, wie z.B. zur Berechnung minimaler 

Spannbäume mit Hilfe des Kruskal Algorithmus, (vgl. Turau 2009, S. 81) aber auch Wissen über 

fachwissenschaftliche Methoden, worunter das Wasserfallmodell als nicht iterative Vorgehensweise 

zur Softwareentwicklung zählt (vgl. Anderson et al. 2001, S. 52/53; Grande 2011, S. 112). 

Metakognitives Wissen ist Wissen über Kognitionen im Allgemeinen, aber auch das Bewusstsein 

über die eigene Kognition, z.B. darüber, mit welchem Ziel ein Gegenstandsbereich bearbeitet wird 

und wann dieser unter persönlichen Gesichtspunkten inhaltlich und zusammenhängend verstanden 

wurde (vgl. Granzer et al. 2008, S. 34). Dem ungeachtet zählen Lernstrategien ebenfalls in die 

Kategorie des metakognitiven Wissens. Diese reichen von ständigen Wiederholungen eines Begriffes 

oder eines Sachverhaltes über Eselsbrücken zur Erinnerungserleichterung bis hin zu strukturierten 

Techniken zur Zusammenfassung, Umschreibung und Auswahl der wichtigsten Informationen eines 

Textes (vgl. Anderson et al. 2001, S. 55-57). 

4.2.2 Die kognitiven Prozesse 

Erinnern kann mit dem vertrauten Begriff der Reproduktion gleichgesetzt werden, bei dem es um 

den Abruf und die Reproduktion von Informationen aus dem Langzeitgedächtnis geht, die in 

annähernd identischer Form auch gelernt wurden. Dieser kognitive Prozess kann in Verbindung mit 

allen Komplexitätsstufen der Wissensdimension auftreten (vgl. Granzer et al. 2008, S. 35). Wann 

wurde John von Neumann geboren (Faktenwissen)? Was versteht man unter der Von-Neumann- 

Rechnerarchitektur und wie ist das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten (begriffliches 

Wissen)? Aus welchen Schritten besteht der Kruskal oder Dijkstra Algorithmus (prozedurales 

Wissen)? Durch welche Lernstrategie strukturiere ich neue mir unbekannte Texte? (metakognitives 

Wissen )? Diese Fragen repräsentieren alle Kombinationsfelder zwischen dem Prozess des Erinnerns 

und den einzelnen Wissensdimensionen. 

Anderson und Krathwohl unterscheiden zwischen den Subkategorien Erkennen und Wiederaufrufen. 

Erstere liegt vor, wenn relevante Informationen aus dem Langzeitgedächtnis mit einem präsentierten 

Informationsmaterial zu vergleichen sind. Dabei rufen die Lernenden Erinnerungen über einzelne


Wissenselemente auf, um diese einem exakten oder sehr ähnlichen Segment des 

Anschauungsmaterials zuzuordnen. Als Beispiel ist die Verbindung von Vokabelübersetzungen zu 

nennen, bei der in einer Spalte die deutschen Wörter und in einer anderen Spalte die äquivalenten 

Begriffe in der jeweiligen Fremdsprache abgebildet sind, die anschließend entsprechend ihrer 

Übersetzung richtig kombiniert werden müssen. Als klassisches Beispiel sind ebenso Multiple-Choice 

Tests aufzuführen (vgl. Anderson et al. 2001, S. 69). 

Wiederaufrufen beinhaltet die Wiederherstellung von bekanntem Wissen aus dem 

Langzeitgedächtnis, wenn die Lernenden z.B. im Rahmen einer Prüfungsaufgabe dazu aufgefordert 

werden. Im Gegensatz zu der Kategorie Erkennen, bekommen die Schüler keine vorgegebenen 

Lösungsalternativen, sondern müssen eine Fragestellung allein auf Basis ihrer Erinnerungsleistung 

ohne die Inanspruchnahme von externen Hilfsmitteln beantworten (vgl. Anderson et al. 2001, S. 

69/70). Zwei charakteristische Fragen, welche die Kategorie des Wiederaufrufens repräsentieren, 

sind wie folgt gegeben: (1) Nenne alle Ebenen der Internetschichtenarchitektur. (2) Benenne die 

Definition des Kompetenzbegriffs in Übereinstimmung nach Weinert. 

Verstehen ist der am häufigsten angesprochene Lernzielbereich, der in den transfer-basierten 

Bildungszielen angesprochen wird. Den Begriff des Verstehens beschreiben Anderson et al. als die 

Konstruktion von Verbindungen zwischen neuem und vorangegangenem Wissen. Neue Erkenntnisse 

werden in existierende Schemata und kognitive Rahmenmodelle integriert, so dass ein 

übergeordneter und globaler Zusammenhang zwischen den einzelnen Wissenskomponenten 

entsteht (vgl. Anderson et al. 2001, S. 69/70). Im Einzelnen werden Interpretieren, Exemplifizieren, 

Klassifizieren, Zusammenfassen, Folgern, Vergleichen und Erklären unterschieden, welche in diesem 

Anwendungskontext in ihrer Bedeutung stark normiert sind, im allgemeinen Sprachgebrauch jedoch 

eine deutlich größere Bandbreite besitzen (vgl. Granzer et al. 2008, S. 36). 

Unter Interpretieren klassifizieren Anderson et al. die Konvertierung und Umwandlung von 

Informationen aus einer gegebenen Repräsentationsform in eine andere. Damit sind Relationen wie 

Wörter zu Wörter oder Bilder zu Wörter gemeint, wobei es sich um eine Zusammenfassung oder 

Bildbeschreibung handeln kann. Es ist zu beachten, dass die Informationen, welche in der 

Aufgabenstellung präsentiert werden, neu sein müssen, da es sich andernfalls um eine 

Erinnerungsaufgabe handelt, insbesondere, falls die identische Problembeschreibung einschließlich 

der präsentierten Informationen oder Lösungsalternativen bereits in einer zuvor durchgeführten 

Unterrichtsstunde behandelt wurden (vgl. Anderson et al. 2001, S. 69/70). Innerhalb dieser 

Kategorie wird die Normierung besonders deutlich, da in einem anderen Situationskontext, wie z.B. 

der Sekundarstufe II im Deutschunterricht, unter der Interpretation eines Gedichtes eine andere 

Tätigkeitsart als die Konvertierung von Repräsentationsformen zugrunde liegt und erwartet wird (vgl. 

Granzer et al. 2008, S. 36). 

Exemplifizieren liegt vor, falls ein Schüler ein spezielles Beispiel zu einem allgemeinen Konzept oder 

Prinzip konstruieren oder dieses aus einer vorgegebenen Menge von Lösungsalternativen auswählen 

muss. Dazu gehört ebenfalls die Identifikation der charakterlichen Merkmale eines übergeordneten 

Begriffs oder Konzepts wie z.B. die Erkenntnis, dass in einem gleichschenkligen Dreieck stets zwei 

Seiten die exakt gleiche Länge besitzen. Eine typische Aufgabe, welche in diesem 

Anwendungskontext auf das Exemplifizieren zielt, ist die Konstruktion eines gleichschenkligen 

Dreiecks oder die Auswahl eines eben solchen aus einer vorgegebenen Menge zufallsgenerierter 

Dreiecke, wobei eines die besondere Eigenschaft der zwei gleich langen Seiten aufweist (Anderson et 

al. 2001, S. 71/72). 

Klassifizieren ist der komplementäre Prozess zur Exemplifikation. Wogegen Exemplifizieren von 

allgemeinen Konzepten, Prinzipien oder Begriffen ausgeht, zu denen die Lernenden spezifische 

Instanzen angeben müssen, verlangt die Klassifizierung von den Schülern, dass auf Basis 

vorgegebener Beispiele übereinstimmende charakteristische Merkmale gefunden werden, um daraus 

ein übergeordnetes Prinzip abzuleiten. In der naturwissenschaftlichen Domäne fällt darunter z.B. die


Gruppierung prähistorischer Tieren anhand ihrer Spezies oder die Unterscheidung von positiven, 

negativen, ganzen, reellen oder abstrakten Zahlen im Bereich der Mathematik (vgl. Anderson et al. 

2001, S. 72/73; Granzer et al. 2008, S. 36/37). 

Beim Zusammenfassen geht um die Verdichtung von Informationen und die Auswahl geeigneter 

Repräsentationsformen wie z.B. Grafiken oder Diagramme, um komplexe Sachverhalte kurz und 

prägnant darzustellen (vgl. Granzer et al. 2008, S. 37). Als klassisches Beispiel sind 

Zusammenfassungen von Texten, Gedichten oder Essays im Deutschunterricht zu nennen, jedoch 

wenden sich Anderson und Krathwohl gleichermaßen explizit dem Bereich der Informatik zu. Die 

Erstellung einzeiliger Beschreibungen über die Zielfunktionen singulärer Segmente eines 

vorgegebenen Programms ist nach Angabe der Autoren ebenfalls der Kategorie des 

Zusammenfassens zugeordnet (vgl. Anderson et al. 2001, S. 73). 

Folgern beinhaltet die Auffindung von Mustern, Regeln oder Merkmalen, nach denen eine Serie oder 

Reihe von Fällen miteinander verknüpft sind respektive in Beziehung zu einander stehen. 

Zahlenreihen, wie 1,2,4,8,16 oder 1,5,6,11,17,28,45,73, die häufig in sog. Intelligenztests 

vorkommen, sind einfache Beispiele für die Taxonomiekategorie des Folgerns. Falls ein Individuum 

bzw. ein Schüler die Konstruktionsregel verstanden hat, zeigt sich dies insb. dadurch, dass die 

nachfolgende Zahl von der zu testenden Person ergänzt werden kann. Auf Grund der Tatsache, dass 

meist eine einfache Formel als Verknüpfungsregel zu Grunde liegt, die anschließend ausgeführt wird, 

liegt in vielen Fällen zeitglich die kognitive Kompetenzdimension Anwenden vor. „Inferring and 

executing are often used together on cognitive task” (Anderson et al. 2001, S. 74). 

Vergleichen zielt auf das Aufspüren von Ähnlichkeiten, Differenzen und Gemeinsamkeiten von zwei 

oder mehreren Objekten, Ereignissen, Ideen, Problemen oder Situationen. Es müssen nicht 

zwangsläufig „Ganzheiten“ betrachtet werden, da ebenso Teilaspekte oder Elemente eines 

Gesamtsystems jeglicher Art mit einander in Beziehung stehen können, so dass deren Vergleich auf 

Basis der übereinstimmenden charakterlichen Merkmale möglich ist (vgl. Granzer et al. 2008, S. 38). 

Zuordnungsaufgaben, wie z.B. die Auswahl der passenden Verbindung zwischen den physikalischen 

Begriffen Batterie, Draht und Wiederstand zu deren durch eine übereinstimmende Eigenschaft 

gegebenen Äquivalente Pumpe, Röhre und Rohrkonstruktionen eines Wasser-Pipelinesystems, 

eignen sich besonders gut zur Überprüfung der hier vorgestellten kognitiven Prozessdimension des 

Vergleichens (vgl. Anderson et al. 2001, S. 75). 

Die letzte Klasse, welche unter der Kategorie des Verstehens firmiert, ist das Erklären. Im 

Anwendungskontext der Lernzieltaxonomie beinhaltet diese das Aufstellen eines Modells, um die 

Ursachen und Wirkungen eines beschriebenen Systems zu erläutern. Die Konstruktion dieses Modells 

ergründet sich auf Basis von theoretischem Hintergrundwissen, Forschung oder Erfahrung. Dazu 

gehört ebenfalls die Erkenntnis, wie sich Änderungen an einem Teilsystem auf die übrigen 

Komponenten auswirken. Als Beispiel nennen Anderson und Krathwohl die Fragestellung: „Warum 

gelangt Luft in eine Fahrradschlauchpumpe, wenn deren Pumpteleskop herausgezogen wird?“ Zur 

Beantwortung der Frage müssen die Lernenden zunächst eine Vorstellung über den Aufbau einer 

einfachen Fahrradpumpe besitzen und darüber hinaus mit den physikalischen Begriffen Über- und 

Unterdruck vertraut sein (vgl. Anderson et al. 2001, S. 75/76). (Eine Antwort wie: „Die Luft wird 

herein gepresst, da der Luftdruck im Inneren der Pumpe deutlich geringer ist als außerhalb des 

Gehäuses“, ist in diesem Fall als legitim anzusehen.) 

Anwenden beinhaltet die Benutzung und Ausführung von Prozeduren, Algorithmen oder Methoden, 

um auf dessen Basis Übungsaufgaben oder theoretische und praktische Problemsituationen zu lösen. 

Diese kognitive Prozessdimension ist stark mit prozeduralem Wissen verbunden, da die Ausübung 

eines allgemeinen Algorithmus, Kenntnisse über dessen Ablaufsequenz der Ausführungsschritte 

voraussetzt. Anderson et al. unterscheiden zwischen den zwei Kategorien Ausführen und 

Implementieren (vgl. Anderson et al. 2001, S. 77).


Erstere beschreibt einen routinierten Prozess, der im Falle einer bekannten Übungsaufgabe oder 

Problemsituation zur Anwendung kommt. Dieser Prozess besteht aus einem zuvor festgelegten und 

nach festen Regeln auszuführenden Algorithmus und weniger aus Methoden, mit deren Hilfe 

überwiegend neue bzw. unbekannte Problemsituationen erkundet, analysiert oder bzgl. des 

bestehenden Problems gelöst werden können (vgl. Anderson et al. 2001, S. 77-79). In die Kategorie 

Ausführen zählt z.B. das Lösen einer quadratischen Gleichung mit Hilfe der P-Q-Formel oder 

quadratischer Ergänzung. Im Bereich der Informatik wäre der Dijkstra-Algorithmus zu nennen, 

welcher zur Berechnung eines kürzesten Pfades zwischen einem Startknoten und einem oder 

mehreren beliebigen Knoten in einem kantengewichteten Graphen dient (vgl. Mahlmann & 

Schindelhauer 2007, S. 19-22). 

Im Gegensatz zur Prozessdimension des Anwendens bezieht sich Implementieren auf die Ausführung 

einer Methode oder einer Prozedur in unbekannten Situationen, in welchen zunächst die Auswahl für 

einen geeigneten Algorithmus getroffen werden muss. Falls die Aufgabe prozedurales Wissen 

erfordert, jedoch keine passende oder bekannte Prozedur zur Lösung der Problemsituation beitragen 

kann, sind zusätzliche Modifikationen der prozeduralen Wissensstrukturen erforderlich. Demnach ist 

Implementieren in den meisten Fällen kognitiv herausfordernder als die routinierte Ausführung eines 

bekannten Algorithmus auf eine bereits oft aufgetretene Situation oder Übungsaufgabe (vgl. 

Anderson et al. 2001, S. 78-79). 

Unter Analysieren verstehen Anderson und Krathwohl die Zerlegung komplexen Materials in 

einzelne Bestandteile einschließlich der Bestimmung dessen Beziehung untereinander sowie zum 

Gesamtsystem. Im Einzelnen unterscheiden sie zwischen den kognitiven Prozessen Differenzieren, 

Organisieren und Zuschreiben (vgl. Granzer et al. 2008, S. 39). 

Unter Differenzieren wird die Identifikation von Teilsystemen oder -Aspekten und die Einschätzung 

deren Relevanz und Bedeutung im Rahmen ihrer Gesamtstruktur zusammengefasst. Im Gegensatz zu 

Vergleichen – eine Unterkategorie der Prozessdimension Verstehen – bezieht sich Differenzieren auf 

einen größeren Umgebungskontext, innerhalb dessen keine einzelnen Aspekte im Fokus stehen, 

sondern der Bezug zur Gesamtheit zu betrachten ist (vgl. Granzer et al. 2008, S. 39; Anderson et al. 

2001, S. 80-81). Die Unterstreichung der wichtigsten Informationen eines Sachtextes zum Von- 

Neumann-Rechner zielt auf die Überprüfung der hier beschriebenen Prozessdimension. 

Differenzieren wird in der Regel von der Tätigkeit des Organisierens begleitet. Zunächst identifizieren 

die Lernenden relevante und wichtige Elemente eines präsentierten Informationsträgers (Sachtexte, 

mathematische Verfahren oder Informatiksysteme), um in einem zweiten Schritt eine übergeordnete 

Struktur der Gesamtheit zu entwickeln, in welche die gefundenen und für wichtig erachteten 

Elemente eingeordnet werden können. Organisieren bezieht sich demnach auf die Identifikation des 

Zusammenwirkens und der systematischen Beziehungen zwischen den Teilaspekten einer komplexen 

Information oder eines Produktes wie z.B. einem Informatiksystem (Anderson et al. 2001, S. 81-82). 

„Wer in der Lage ist, die Perspektive, die Intention, die Wertorientierung einer Autorin oder z.B. auch 

literarischer Figuren zu ermitteln, kann zuschreiben“ (Granzer et al. 2008, S. 40). Konträr zu der 

kognitiven Prozesskategorie des Interpretierens, in welcher ein Grundverständnis der präsentierten 

Information angestrebt wird, müssen die Lernenden bei der Zuschreibung die Fähigkeit besitzen, 

Schlussfolgerungen ziehen, die über die explizit gegebenen Informationen hinausgehen. 

In der Terminologie der Autoren ist die Prozesskategorie des Bewertens definiert als das Aufstellen 

von Beurteilungen hinsichtlich der Qualität, Effektivität, Effizienz und Beständigkeit bzgl. eines 

zugrunde liegenden Gegenstandsbereichs. Der Prozess der Urteilsbildung basiert auf eindeutigen und 

klar formulierten Kriterien und Standards, die vorgegeben oder von den Schülern bzw. Lernenden 

selber entwickelt werden können. Im Einzelnen erfolgt eine Differenzierung in die zwei 

Teildimensionen Überprüfen und Kritisieren. Anderson und Krathwohl weisen explizit darauf hin, dass 

nicht alle Beurteilungen, die ein Schüler treffen und aufstellen muss – wie z.B. die Entscheidung, ob


eine Prozedur für ein spezifisches Problem angemessen ist oder ob zwei gegebene Objekte 

Ähnlichkeiten oder Differenzen aufweisen – implizit der Kategorie des Bewertens zuzuordnen sind, 

da keine normierte Dimension von Standards oder Qualitätskriterien zu Grunde liegt (vgl. Anderson 

et al. 2001, S. 83; Granzer et al. 2008, S. 40). 

Innerhalb der Prozessdimension des Überprüfens untersuchen die Lernenden ein physisches oder 

kognitives Produkt, wie z.B. ein Informationstext, ein Programm oder eine eigenständig formulierte 

Hypothese, auf interne Wiedersprüche, Fehler und Inkonsistenz. Eine Beispielaufgabe kann z.B. aus 

der Beurteilung bestehen, ob eine gegebene Schlussfolgerung aus den Ergebnissen eines zuvor 

durchgeführten Experiments richtig gezogen wurde oder in welchem Umfang eine Hypothese durch 

die zugrundeliegenden Daten unterstützt oder wiederlegt wird (Anderson et al. 2001, S. 83/84). Im 

Rahmen der informatischen Domäne kann ebenso das Testen eines vorgegebenen Programms auf 

interne Fehler oder dessen Effizienz bei der Verarbeitung großer Datenmengen als Aufgabe für den 

Prozess des Überprüfens herangezogen werden. 

Kritisieren beinhaltet die Beurteilung eines Produktes oder einer Operation, wie z.B. fachliche 

Methoden oder Algorithmen, auf Basis externer Kriterien und Standards, mit deren Hilfe sich die 

Lernenden positive als auch negative Eigenschaften des zu untersuchenden Gegenstandsbereiches 

notieren und gegenüberstellen. Darunter zählt z.B. die Auswahl eines geeigneten Programms oder 

einer Prozedur, um eine Problemsituation zu bewältigen, falls die getroffene Entscheidung auf einem 

vorgegebenem oder selbst entwickeltem Kriterienkatalog beruht, dessen gewichtete Pro- und 

Kontra- Argumente die durchgeführte Ermessensentscheidung maßgeblich beeinfluss haben (vgl. 

Anderson et al. 2001, S. 84). 

Erschaffen bildet die letze und damit auch komplexeste kognitive Prozessdimension im Rahmen der 

Lernzieltaxonomie von Anderson und Krathwohl. Um diese kognitive Stufe bzw. Kategorie zu 

erreichen, müssen die Lernenden keinesfalls zu einer elitären Personengruppe gehören oder eine 

sonstige außergewöhnliche Begabung besitzen, da nicht zwangsläufig die Kreierung bzw. Entwicklung 

von Produkten angestrebt wird, die eine besondere Einzigartigkeit besitzen, sondern die Erschaffung 

von Erzeugnissen oder Strukturen im Vordergrund stehen, die prinzipiell von allen Schülern mit 

entsprechenden Grundkenntnissen entwickelt werden können. Im Kontext der Lernzieltaxonomie 

beinhaltet die kognitive Prozessdimension des Eschaffens u.a. die Verknüpfung bereits bekannter 

Elemente oder Teilsysteme zu einer übergeordneten Struktur, die eine funktionale Ganzheitlichkeit 

in Form eines Produktes darstellt, welches zuvor nicht im Unterricht präsentiert wurde. 

Obwohl gewisse Relationen zu den Kategorien Verstehen, Anwenden und Analysieren vorliegen, 

unterscheidet sich der Prozess des Erschaffens durch die Konstruktion eines neuartigen Produktes. 

Wogegen im Rahmen der übrigen Kategorien Elemente eines einzigen Gesamtsystems betrachtet 

und zu einander in Beziehung gesetzt werden, um ein Verständnis der zugrundeliegenden 

übergeordneten Struktur zu fördern, beinhaltet die hier beschriebene Dimension des Erschaffens die 

Betrachtung von Elementen aus mehreren Ursprungsquellen, die anschließend so mit einander 

verknüpft und evtl. auch modifiziert werden, dass ein neues nicht zuvor präsentiertes Produkt 

entsteht, welches ein Zugewinn an Funktionalität gegenüber dem Ausgangsmaterial darstellt (vgl. 

Anderson et al. 2001, S. 84/86). 

In Übereinstimmung mit der von Anderson et al. vorgenommenen Normierung der 

Prozessdimensionen, lässt sich der kreative Prozess des Erschaffens in die drei Phasen Generieren, 

Planen und Produzieren zerlegen (vgl. Anderson et al. 2001, S. 85). 

Die Kategorie des Generierens, als erste Phase der Dimension des Erschaffens, beschreibt einen 

divergenten Prozess, dessen oberstes Ziel die Kreierung einer Vielzahl von Lösungsmöglichkeiten 

bzgl. einer vorangegangenen Problemstellung darstellt. Darin inbegriffen ist das Aufstellen von 

Variationen bzgl. der Aufgabenstellung, da deren Repräsentationsform einen impliziten Einfluss auf 

die Wahl der möglichen Lösungsalternativen besitzen kann. Davon abzugrenzen sind erzeugende 

Prozesse, wie sie z.B. in den Teilkategorien Exemplifizieren, Vergleichen oder Klassifizieren zur


Anwendung kommen, innerhalb derer eine konvergente Vorgehensweise angestrebt wird, an dessen 

Ende eine singuläre Lösung oder Bedeutungseinheit zu finden ist (vgl. Anderson et al. 2001, S. 86/87). 

Eine Aufgabe aus dem Bereich der Informatik, welche auf den Prozess des Generierens gerichtete ist, 

stellt z.B. die Auffindung möglicher Scheduling-Algorithmen dar, ohne zuvor die tatsächlich 

existierenden Verfahren im Unterricht behandelt zu haben. Die Schüler müssten in diesem Kontext 

verschiedene Lösungsideen entwickeln, innerhalb dessen die Fragestellung im Vordergrund steht, 

welche Prozesse zu welchem Zeitpunkt an der Reihe sind und wie viel Prozessorzeit diese erhalten. 

Zusätzlich ist es notwendig allgemeine und für alle Schüler bekannte Bewertungskriterien 

aufzustellen, anhand derer sie ihre eigenen Lösungsideen beurteilen können. Im vorliegenden 

Beispiel wären das z.B. Durchsatz, Effizienz, Fairness und Terminierung (Mandel 2010, S. 99ff.). 

Im Rahmen der Planung sollen die Lernenden ihre zuvor getroffene Idee schriftlich ausgestalten, 

strukturieren und gliedern. Darunter zählt u.a. die Festlegung von Teilzielen oder die Unterteilung 

der Tätigkeitsbereiche. Nicht selten kommt es vor, dass der zuständige Fachlehrer die Planungsphase 

überspringt, so dass der feinkörnig untergliederte Entwurf implizit im kognitiven Prozesse des 

Produzierens enthalten ist. Die Dimension des Planens stoppt kurz vor der Ausführung der einzelnen 

Arbeitsschritte, um das zugrundeliegende Problem zu lösen (Anderson et al. 2001, S. 87). 

Mit der Phase des Produzierens, in welcher die Ausführung eines Lösungsplans im Vordergrund steht, 

schließt die Taxonomie von Krathwohl und Anderson ab. Ein Schüler, der diesen 

Anforderungsbereich erreichen will, muss in der Lage sein, aus einer funktionalen Zielbeschreibung 

heraus ein Produkt zu entwickeln, welches den Anforderungen der gegebenen Zielbeschreibung 

genügt. Es kann nur von der kognitiven Prozessdimension des Produzierens gesprochen werden, falls 

ein neues Erzeugnis entsteht, das nicht bereits zuvor im Unterricht behandelt wurde (vgl. Anderson 

et al. 2001, S. 86/87). Eine charakteristische Aufgabe in der Informatik ist die Konstruktion und 

Implementierung eines Anwenderprogramms, welches die Erfüllung der vom Kunden, dem Lehrer 

oder der eigenständig festgelegten Spezifikationen erfüllen muss, sofern dessen Umsetzung nicht 

explizit beschrieben oder aus einer zuvor gemachten Erfahrung heraus im Langzeitgedächtnis 

gespeichert ist. 

4.2.3 Rahmenkriterien zur Einordnung der Kompetenzformulierungen 

Nachdem die einzelnen Wissensdimensionen und kognitiven Prozesse in umfangreicher Form 

analysiert, betrachtet und teilweise auf Basis einer charakteristischen Aufgabenstellung beschrieben 

wurden, sind im Folgenden einige Rahmenbedingungen aufzustellen, die bei der Einordnung der 

Kompetenzformulierungen und Testitems in die Lernzieltaxonomie von Anderson und Krathwohl 

zwangsläufig beachtet werden müssen, um Missverständnissen entgegenzuwirken und einen 

gemeinsamen Konsens zu finden. 

� Für eine genaue und eindeutige Zuordnung von Kompetenzformulierungen in die 

Taxonomietabelle von Anderson et al. ist in jedem Fall Kontextwissen von Seiten des Interpreten 

notwendig, da dieses in entscheidendem Umfang Auswirkungen auf die vorgenommene 

Taxonomierung haben kann (vgl. Granzer et al. 2008, S. 42). „Dieser Einwand gilt in 

unterschiedlichem Ausmaß für alle Fächer und ist auch in der Anderson-Taxonomie nur 

eingeschränkt berücksichtigt“ (Fellermayr 2009, S. 26). Es müssen z.B. Vermutungen über 

Erfahrungen und das Vorwissen der Schüler aufgestellt werden, da nur auf dessen Basis entschieden 

werden kann, ob eine Aufgabe bereits in identischer Form im Unterricht behandelt wurde und 

folglich einem Erinnerungsprozess zuzuordnen ist oder ob diese eine neue Problemsituation 

aufgreift, wodurch u.a. Aspekte des Implementierens angesprochen werden, welche die Auswahl 

eines passenden Algorithmus beinhalten oder Modifikationen bekannter Prozeduren voraussetzen.


� Teilweise fehlt es an Trennschärfe zwischen den einzelnen kognitiven Kategorien, wodurch 

es zu unterschiedlichen Klassifizierungen kommen kann, obwohl ein einheitlicher Kontext bzgl. der 

Kompetenzformulierung oder dem Testitem bekannt ist oder zuvor festgelegt wurde. Wie bereits im 

vorangegangen Kapitel erläutert, ist das Vergleichen als eine Variante des Verstehens von Anderson 

und Krathwohl folgendermaßen definiert: „Comparing includes finding one-to-one correspondences 

between elements and patterns in one object, event, or idea and those in another object, event, or 

idea“ (Anderson et al. 2001, S. 75). Bevor die einzelnen Elemente von zwei Objekten, Vorgängen etc. 

mit einander vergleichen werden können, müssen diese jedoch aus den entsprechenden Ganzheiten 

herauskristallisiert werden, wodurch zeitglich der Prozess des Analysierens zur Anwendung kommt, 

da eine Zerlegung komplexen Materials in konstitutive Elemente stattfindet. Daraus lässt sich folgern, 

dass der kognitive Prozess des Analysierens als Teil des Vergleichens zu erfassen ist respektive diesem 

vorausgeht (vgl. Granzer et al. 2008, S. 42). 

� Alle Begriffe besitzen im Kontext der Lernzieltaxonomie von Anderson et al. eine genau 

festgelegte Normierung, obwohl die einzelnen Verben im allgemeinen Sprachgebrauch und in 

unterschiedlichen Domänen eine breitere Verwendung finden. Aus diesem Grund ist es nicht 

jederzeit möglich, vorhandene Lernziele, die in ihrer Beschreibung ein bestimmtes Verb enthalten, 

welches eine eigenständige Kategorie in der Taxonomie bildet, entsprechend in diese Kategorie des 

Klassifikationsschemas einzuordnen (vgl. Granzer et al. 2008, S. 42). 

Besonders deutlich wird das Problem bei dem kognitiven Prozess des Identifizierens als Synonym für 

Erkennen, welcher dem Erinnern zugeordnet ist. Die Aufgabenstellung „Identifiziere alle wichtigen 

Aspekte des Informationstextes zur Internetschichtenarchitektur“ beinhaltet keine 

Erinnerungsprozesse, sofern das Thema nicht zuvor im Unterricht behandelt wurde, sondern bezieht 

sich auf das Differenzieren, da die Identifizierung von Teilinformationen und die Einschätzung deren 

Relevanz im Hinblick auf das Ganze primär im Vordergrund steht. Folglich ist die Aufgabe – entgegen 

der ersten Einschätzung – dem Analysieren zuzuordnen. 

� Wie bereits angedeutet, ist die Einordnung eines Lernziels oder eines Testitems in eine 

eindeutige und singuläre Taxonomiezelle des Klassifizierungsschemas nicht immer möglich, da 

allgemeine Kompetenzformulierungen durchaus mehrere Wissensdimensionen und kognitive 

Prozesse adressieren können (Anderson et al. 2001). 

4.2.4 Existenz einer Schwierigkeitshierarchie? 

Entgegen der allgemein anzunehmenden Vermutung handelt es sich bei dem stufenweisen Aufstieg 

der kognitiven Prozessdimensionen, angefangen bei Erinnern bis hin zu der Kategorie des kreativen 

Schaffen, nicht um Niveaustufen im Sinne einer steigenden Schwierigkeitshierarchie, obwohl die 

Komplexität in einem Kontinuum zunimmt. Dieser auf dem ersten Blick befremdende 

Zusammenhang ist unter anderem darin begründet, dass die Lernzieltaxonomie von Anderson und 

Krathwohl – im Gegensatz zu dessen ursprünglichem Klassifizierungsschema von Bloom und 

Mitarbeitern – nicht kumulativ aufgebaut ist. Dies bedeutet, dass die Fähigkeiten zur Erlangung einer 

komplexeren Prozessdimension nicht ebensolche auf den darunter liegenden Kategorien 

voraussetzen bzw. diese nicht bereits auf begrifflicher Ebene mit einschließen. Nach eigenen 

Angaben von Anderson et al. wurde eine kumulative Ordnung und eine damit einhergehende 

Schwierigkeitshierarchie auf empirischem Wege nur für die drei mittleren Kategorien Verstehen, 

Anwenden und Analysieren bestätigt (vgl. Anderson et al. 2001, S. 267). Eine entsprechende Studie 

liegt von Kottke und Schuster aus dem Jahr 1990 vor, welche die Lösungshäufigkeiten für die sechs 

kognitiven Prozesse untersuchte, wobei die Lösungswahrscheinlichkeiten für die vier höheren 

Prozesse alle im Bereich zwischen 14% und 18% lagen (vgl. Kottke & Schuster, 1990). Darin zeigt sich 

bereits, dass eine Schwierigkeitshierarchie anhand der fast identischen Lösungswahrscheinlichkeiten 

nur schwer zu vertreten wäre. Insbesondere konnten die zwei höchsten Kategorien Synthese 

(Erschaffen) und Evaluation (Bewerten) bisher in den meisten Studien nicht in eine eindeutige


Rangreihe gebracht werden, wodurch deren Komplexitätsanordnung weiterhin umstritten bleibt und 

einer empirischen Überprüfung bedarf, welche jedoch auf Grund von Konstruktionsproblemen der 

Testaufgaben nur mit großem Aufwand umzusetzen ist (vgl. Schabram 2007, S. 53; Anderson et al. 

2001, S. 267; Hancock 1994; Kreitzer & Madaus 1994). „Kropp und Stoker (1966) konnten zeigen, 

dass sich die Itemkonstruktion für die kognitiven Prozesse „Synthese“ und „Evaluation“ als sehr 

schwierig erwies. Diese Items führten ausschließlich zu Bodeneffekten“ (Schabram 2007, S. 53). 

„Kreitzer und Madaus (1994) fassen die empirischen Untersuchungen zur Bloom´schen Taxonomie dahingehend 

zusammen, dass die Reihenfolge der ersten Kategorien Wissen, Verstehen, Anwendung und Analyse meist bestätigt 

wurde und es empirische Evidenz für die Annahme der ansteigenden Schwierigkeit für diese Kategorien gibt, jedoch 

nach den bisherigen Ergebnissen die Reihenfolge von Synthese und Evaluation noch nicht abschließend beantwortet 

werden kann (Anderson et al., 2001; Helmke, 2004; Kreitzer & Madaus, 1994; Mietzel, 2003)“ (Schabram 2007, S. 54). 

Obwohl sich einige Forscher wie z.B. De Landsheere (1977) oder Lienert & Raatz (1998) zur 

Lernzieltaxonomie von Anderson et al. im Sinner einer Schwierigkeitshierarchie zur Konstruktion von 

Test- und Übungsaufgaben bekannt haben, wird in der hier vorliegenden Arbeit nur von 

Komplexitätsstufen gesprochen und somit dem Rat der Psychologen Anderson und Krathwohl 

gefolgt, dass kein kumulativer Aufbau der kognitiven Prozessdimensionen vorliegt (vgl. Schabram 

2007, S. 54; Anderson et al. 2001, S. 267). 

4.2.5 Methodik der Einordnung 

Gemäß der Lernzieltaxonomie und dem Klassifikationsschema ist jedes Lernziel oder eine allgemeine 

Kompetenzformulierung mit einer bestimmten Art des Wissens (Wissensdimension) und mit einem 

am Lernenden beobachtbaren Verhalten (kognitiver Prozess) verknüpft. Für den Prozess der 

Kategorisierung kann bereits auf sprachlicher Ebene eine Klassifizierung erfolgen. Das verwendete 

Verb bezieht sich auf einen der sechs kognitiven Prozesse Erinnern, Verstehen, Anwenden, 

Analysieren, Bewerten und Erschaffen, wogegen das Nomen die spezifische Einteilung in eine der vier 

Wissensdimensionen Faktenwissen, begriffliches Wissen, prozedurales Wissen und metakognitives 

Wissen unterstützt. 

[…] the verb indicates the cognitive process and the noun generally indicates the knowledge 

(Anderson et al. 2001, S. 23). 

Gleichzeitig benennen die Nomen den fachlichen Gegenstandsbereich, auf welchen sich die 

jeweiligen Kompetenzformulierungen beziehen. Eben dieser Gegenstandsbereich bestimmt darüber 

hinaus die inhaltliche Grundlage der zu entwickelnden Testaufgaben, um domänenspezifisch die 

gleichen Themenbereiche wie die zu messende Kompetenz aufzugreifen. Auf Basis dieser Schematik 

wird bereits deutlich, warum eine Einordnung in eine der vier Wissensdimensionen nicht zwingend 

erforderlich ist, da durch die bestehende Kongruenz der inhaltlichen Fachgebiete zwischen Testitem 

und Kompetenzformulierung eine Übereinstimmung der Wissensdimensionen garantiert ist. 

Mitunter kann für eine genaue Klassifizierung die Betrachtung der jeweiligen Unterkategorien im 

Sinne der zwei zueinander orthogonal angeordneten Dimensionsbereiche sehr hilfreich sein, da diese 

die einzelnen Lerngegenstände bzw. Prozessbereiche näher spezifizieren und folglich eine stärkere 

Präzisierung im Vergleich zu deren übergeordneten Vertreten schaffen. Auf Basis der 

herausgefilterten Verben erfolgt anschließend die Klassifizierung, dessen Vorgehensweise im 

Folgenden anhand einer beispielhaften Lernzielformulierung aus dem Bereich der theoretischen 

Informatik illustriert wird.


Lernziel: Die Schüler sind in der Lage den Algorithmus von Kruskal zur Auffindung eines minimalen 

Spannbaums in einem gewichteten Graphen anzuwenden. 

Das Verb ist „anwenden“ und repräsentiert damit bereits eine der sechs übergeordneten kognitiven 

Komplexitätsstufen, wodurch eine weitere Betrachtung der spezifischeren Prozessdimensionen für 

eine Klassifizierung auf kognitiver Ebene nicht zwingend erforderlich ist. Unter der Voraussetzung, 

dass der Algorithmus von Kruskal bereits zuvor im Unterricht behandelt wurde, handelt es sich um 

eine vertraute und einschlägige Prozedur, die in routinierten Arbeitsschritten von den Schülern 

ausgeführt werden kann. Aus diesem Grund wäre der kognitive Prozess des beschriebenen Lernziels 

im Kontext einer präzisieren und feineren Klassifikation der Unterkategorie Ausführen zuzuordnen. 

Der „Algorithmus von Kruskal“ bezeichnet das Nomen der Lernzielformulierung und ist dem 

prozeduralem Wissen zugeordnet. Es handelt es sich um Wissen von Tätigkeits- und Arbeitsabläufen, 

da ein Algorithmus als eine aus endlich vielen Schritten bestehende eindeutige Handlungsvorschrift 

zur Lösung eines Problems definiert ist. Kenntnisse spezifischer Arbeitstechniken, Methoden oder 

Anwendungskriterien werden primär nicht angesprochen, da für das vorliegende Problem zur 

Auffindung eines minimalen Spannbaums in einem gewichteten Graphen nur ein Algorithmus zur 

Auswahl steht und somit keine Güte- oder Auswahlkriterien notwendig sind. 

Taxonomie-Tabelle 


Lernziel: Die Schüler sind in der Lage, den Algorithmus von Kruskal zur 

Auffindung eines minimalen Spannbaums in einem gewichteten Graphen 

anzuwenden. 

Nomen 

Der Algorithmus von 

Kruskal 


A: Faktenwissen 

B: Begriffliches Wissen 

C: Prozedurales Wissen 

(verfahrensorientiertes Wissen) 

(Der Algorithmus von Kruskal) 

D: Metakognitives Wissen 

Faktenwissen 

Begriffliches 

Wissen 

Prozedurales 

Wissen 

Metakognitives 

Wissen 

Dimensionen für die kognitiven Prozesse 

Erinnern Verstehen Anwenden Analysieren Bewerten Erschaffen 

Abbildung 4.1: Klassifikationsschema nach der Verb- Substantiv-Methode 

Verb 

Anwenden 

Dimension der kognitiven Prozesse 

1. Erinnern 

2. Verstehen 

3. Anwenden (Anwenden) 

4. Analysieren 

5. Bewerten 

6. Erschaffen 

Lernziel

5 Klassifikation der Kompetenzformulierungen zum informatischen Systemverständnis 28 

Eine derart einfache Klassifizierung ist jedoch nicht immer möglich, da Lernziel- oder 

Kompetenzbeschreibungen neben den verwendeten Verben und Nomen oft noch weitere 

Konditionen enthalten, wie folgende Lernzielformulierung illustriert: „Die Schülerinnen und Schüler 

verstehen (das Konzept von) Angebot und Nachfrage in der freien Marktwirtschaft“ (Laika 2007, S. 

24). Der kleine Zusatz „in der freien Marktwirtschaft“ stellt eine Bedingung dar, an welcher sich der 

fachwissenschaftlichen Lerngegenständ und damit auch die Aufgaben zur Überprüfung des Lernziels 

orientieren müssen. Dennoch ist die zusätzliche Bedingung für eine Klassifizierung irrelevant und 

kann daher vernachlässigt werden. Es bleibt festzuhalten, dass zwangsläufig nicht alle Informationen 

der Kompetenzformulierungen für eine Taxonomierung von zentraler Bedeutung sind und diese ggf. 

herausgefiltert werden müssen, um einen verstärkten Fokus auf die hinweisgebenden Begriffe zu 

schaffen. 

Ein zweiter Aspekt, welcher eine Einordnung in das Klassifikationsschema erschwert, stellt die 

Mehrdeutigkeit bestimmter Verben im Kontext der kognitiven Prozesse dar, wie das folgende 

abstrakt formulierte und auf keine spezielle Fachdomäne bezogene Lernziel verdeutlich: „Die Schüler 

sind in der Lage die Veränderungen eines Gegenstandsbereiches und dessen Gründe für den 

Veränderungsprozess zu beschreiben“. Das Wort „beschreiben“ kann in einem sehr großen 

Gebrauchsspektrum Anwendung finden, da einfache Erinnerungen über Interpretationen und 

Erklärungen bis hin zu selbstständig generiertem Wissen einer Beschreibung von Seiten der Schüler 

unterliegen können. Dabei werden unterschiedliche kognitive Prozesse angesprochen, so dass eine 

eindeutige Zuordnung ohne zusätzliche Annahmen über die konzeptuellen Rahmenbedingungen des 

Lernkontextes nicht möglich ist. 

5 Klassifikation der Kompetenzformulierungen zum 

informatischen Systemverständnis 

In der im Anhang zu findenden Tabelle A1 sind die auf Deutsch übersetzten Kompetenzprofile der 

Dimension K1.2 des auf Theorie sowie Empirie fundierten Kompetenzstrukturmodells zu finden, 

welches im Rahmen des Forschungsprojektes MoKoM entstanden ist. Darin inbegriffen ist jeweils 

eine kurze Beschreibung der einzelnen Kompetenzfacetten, welche im Rahmen dieses Kapitels in die 

Taxonomie von Anderson und Krathwohl eingeordnet werden. Im Vergleich zu der in Kapitel drei 

vorgestellten Übersicht der Dimension K1-Basiskompetenzen wurde die Kategorie K1.2.2-Test 

zusätzlich um den Unterpunkt Anwendung bewährter Teststrategien erweitert. Ferner erfolgt keine 

Betrachtung respektive Klassifizierung der Kategorien K1.2.6-Net-Centric Computing und K1.2.7- 

Programming Language. Die tabellarische Auflistung der Kompetenzprofile wird im Folgenden als 

Referenzrahmen bzw. Bezugsquelle für die Taxonomierung verwendet. 

K1.2.1 Anforderungsdefinitionen anwenden und analysieren 

Die Lernenden sind in der Lage Anforderungsdefinitionen zu erläutern und implementieren, 

sowie deren Umsetzung zu beurteilen. 

Die erste Kompetenzformulierung besteht aus zwei Satzteilen, die getrennt voneinander betrachtet 

werden, da sie unterschiedliche kognitive Prozessdimensionen ansprechen. Das Verb „erläutern“ 

besitzt eine gewisse Mehrdeutigkeit und wird von Anderson und Krathwohl nicht als Synonym einer 

vergleichbaren Prozesskategorie verwendet. Die Schüler können sowohl vorgegebene 

Anforderungsdefinitionen erläutern als auch jene, die sie selbst aufgestellt haben und für wichtig 

bzw. notwendig erachten. Schobel und Holdt betrachten das Verb „erläutern“ als Synonym für den 

kognitiven Prozess des Verstehens, dessen Zuordnung im Rahmen dieser Arbeit gefolgt wird (Schobel 

und Holdt 2004, S. 20). Sofern Erläutern im Sinne von Veranschaulichen aufzufassen ist, kommt der 

Begriff der Unterkategorie des Exemplifizierens gleich, nach dessen Normierung ein vorgegebener


Gegenstandsbereich von den Schülern durch die Konstruktion eines konkreten Beispiels – oder die 

Auswahl eines eben solchen aus einer Reihe von Antwortmöglichkeiten – zu illustrieren ist (Anderson 

et al. 2001, S. 72). 

Gleichzeitig wird darüber hinaus innerhalb der Kompetenzformulierung die Implementierung der 

selbst generierten oder vorgegebenen Anforderungsdefinitionen gefordert, dessen Prozess über eine 

einfache Erklärung bzw. Beschreibung hinausgeht. Im Duden Informatik ist der Begriff 

Implementieren wie folgt definiert: 

„Unter Implementierung versteht man die Erstellung eines lauffähigen Programms, das in seinem 

Ein- und Ausgabeverhalten der Spezifikation entspricht“ (Duden Informatik 2001, S. 628/629). 

Der konkreten Realisierung des spezifizierten Softwareprodukts geht eine Entwurfsphase voraus, in 

der sich die Schüler alternative Lösungsmöglichkeiten, Abläufe oder Algorithmen überlegen, um den 

geforderten Anforderungen, die an das Informatiksystem gestellt werden, gerecht zu werden (vgl. 

Duden Informatik 2001, S. 626). Die Entwurfsphase entspricht folglich dem normierten Prozess des 

Generierens, einer Unterkategorie von Erschaffen, welche ebenfalls durch einen divergenten Prozess 

der Auffindung einer Vielzahl von Möglichkeiten charakterisiert ist (vgl. Kap 4.2.2). Anschließend wird 

im Rahmen der Implementierung ein lauffähiges Program erstellt (siehe obige Definition), dessen 

Konstruktionsphase dem Produzieren gleichkommt, da am Ende ein Produkt entsteht, welches zuvor 

nicht in identischer Form im Unterricht behandelt wurde. Dem geht die Annahme voraus, dass die 

vorliegenden Spezifikationen keiner vorangegangenen Aufgabenstellung zu Grunde liegen, da sonst 

im Wesentlichen nur auf Erinnerungsprozesse zurückzugreifen ist. 

Ferner beschreiben Anderson und Krathwohl die Kategorie des Produzierens wie folgt: 

„In producing, a student is given a functional description of a goal and must create a product that 

satisfies the description” (Anderson et al. 2001, S. 88) 

“A common task for assessing producing is a design task, in which students are asked to create a 

product that corresponds to certain specifications” (Anderson et al. 2001, S. 88). 

Die darin angesprochene „funktionale Beschreibung 4 “ ist durch die in der Kompetenzformulierung 

benannten vorliegenden Spezifikation bzw. Anforderungsdefinition gegeben. Die „Kreierung eines 

Produktes, welches der funktionalen Beschreibung genügt 5 “, wird durch die geforderte 

Implementierung beschrieben, welche nach obiger Definition die Erstellung eines Softwaresystems – 

welches natürlich auch ein Zielprodukt darstellt – mit Beachtung der vorliegenden Spezifikation – bei 

der es sich um die funktionale Beschreibung handelt – umfasst. Folglich entspricht die 

Kompetenzformulierung exakt der inhaltlichen Beschreibung des Produzierens. 

Zusammenfassend werden daher sowohl Aspekte des Generierens als auch des Produzierens 

adressiert, welche in übereinstimmender Weise der kognitiven Prozesskategorie des Erschaffens 

zugeordnet sind. Es ist zu berücksichtigen, dass die gegebenen Anforderungsdefinitionen einen 

entscheidenden Einfluss auf die anzusprechenden kognitiven Prozesse ausüben. Sofern die 

Spezifikationen bereits eine genaue Beschreibung der Umsetzung in Form eines Pseudocodes 

enthält, entfällt die Entwurfsphase, wodurch die kognitive Dimension des Generierens nicht weiter 

existent ist. In diesem Kontext erscheint eine Einordnung in die Prozesskateogorie des Anwendens 

[mit einer Ausprägung beider Teildimensionen] als angemessener, da kein kreativer Prozess 

zugrunde liegt, der eine Zuordnung der Kompetenzformulierung in die komplexeste Dimension der 

Taxonomietabelle auf kognitiver Ebene rechtfertigt. Im Allgemeinen ist jedoch davon auszugehen, 

dass die Anforderungsdefinitionen nur eine Zielbeschreibung des Produktes oder einer 

Problemlösung beinhaltet, wobei deren spezifische Umsetzung selber zu entwickeln ist, sofern eine 

realitätsnahe Ausgangssituation zugrunde liegt. 

4 Übersetzt in die deutsche Sprache. Im Orig.: functional description 

5 Übersetzt in die deutsche Sprache. Im Orig. create a product that satisfies the description


Der zweite Teil der Kompetenzformulierung „[…], sowie deren Umsetzung zu beurteilen“ beinhaltet 

das Verb „beurteilen“ und wird daher auf kognitiver Ebene dem Prozess Bewerten zugeordnet. 

„Evalutate is defined as making judgements based on criteria and standards“ (Anderson et al. 2001, 

S. 83). 

In diesem Kontext ist eine Einordnung in beide Teildimensionen Überprüfen und Kritisieren möglich, 

da die Implementierung bzw. die eigenständig entwickelten Programmelemente sowohl intern auf 

Widersprüche, Fehler und Inkonsistenz überprüft werden können, als auch eine Beurteilung von 

außen anhand vorgegebener oder eigenständig aufgestellter Kriterien erfolgen kann. 

Generieren 

Produzieren 

(Er-)Schaffen Überprüfen 

Kritisieren 

Bewerten Exemplifizieren Verstehen 

K1.2.2.1 Lernen aus Fehlern 

Die Lernenden sind in der Lage systemgenerierte Fehler zu identifizieren, differenzieren und 

beurteilen. Das so entstandene Wissen wird von ihnen zur Fehlervermeidung und Verbesserung 

der Tests angewendet. 

Für die Klassifizierung dieser Kompetenzanforderung ist insb. der erste Satz von Bedeutung. Als 

Verben können die Begriffe „identifizieren, differenzieren und beurteilen“ herausgefiltert werden. 

Obwohl das Verb „identifizieren“ von Anderson und Krathwohl als Synonym für Erkennen – einer 

Unterkategorie von Erinnern – eingestuft ist, sind kaum Erinnerungsprozesse zu verzeichnen, da es 

nicht um das Aufrufen von Wissen aus dem Langzeitgedächtnis geht, welches mit Hilfe von Multiple- 

Choice-Test oder Antwortformaten im Sinne von wahr-falsch Entscheidungen überprüfbar ist. 

Vielmehr wird die Auffindung von systemgenerierten Fehlern angesprochen, die anschließend 

anhand ihres Typs, ihres Ursprungs oder der Extensität ihrer Schwerwiegigkeit differenziert und 

beurteilt werden. 

Sowohl „Differenzieren“ als auch „Beurteilen“ als Synonym von Kritisieren bilden die Namensgeber 

von zwei Prozesskategorien und stimmen in ihrer Bedeutung im Kontext der hier beschriebenen 

Kompetenzformulierung mit den von Anderson und Krathwohl vorgenommenen Normierungen der 

jeweiligen Prozessdimension in großem Umfang überein (vgl. Kap. 4.2.2). Die Unterscheidung bzw. 

Differenzierung der Fehler findet überwiegend im Rahmen der Gesamtstruktur und der 

Gesamtfunktion des Softwaresystems statt und grenzt sich somit von dem Prozess des elementaren 

Vergleichens (eine Unterkategorie von Verstehen) ab (vgl. Anderson et al. 2001, S. 80). In Anlehnung 

an Anderson et al. ist insbesondere eine Unterscheidung der Relevanz der identifizierten Fehler – und 

ggf. deren Bestandteile – vorzunehmen. 

Eine Einordnung der Kompetenzformulierung in die Kategorie Kritisieren setzt zwingend die Existenz 

vorgegebener oder autonom formulierter Kriterien voraus, welche im vorliegenden Fall z.B. die 

Dauer, Ursache, Häufigkeit, Relevanz oder Intensität des Fehlers darstellen können (vgl. Anderson et 

al. 2001, S. 83/84). 

Der zweite Satz der Kompetenzformulierung: „Das so entstandene Wissen wird von ihnen zur 

Fehlervermeidung und Verbesserung der Tests angewendet“, stellt eine Bedingung dar, die an das 

neu entstandene Wissen gestellt wird, ohne zeitgleich die Einordnung auf kognitiver Ebene 

maßgeblich zu beeinflussen. 

Differenzieren Analysieren Beurteilen Kritisieren Bewerten 

Syn.


K1.2.2.2 Anwenden bewährter Teststrategien: 

Die Lernenden sind in der Lage Softwaretests anhand bewährter Teststrategien durchzuführen und 

zu beurteilen. Sie können „Versuch und Irrtum“ als ineffiziente Methodik, sowie den Mehrwert 

strategischen Testens erläutern und Vor- und Nachteile der einzelnen Teststrategien erklären. 

Das Verb „durchführen“ ist als Synonym von „ausführen“ zu verstehen, welches Namensgeber des 

kognitiven Prozesses 3.1 ist und somit eine Unterkategorie von Anwenden darstellt. Allgemein 

beinhaltet diese das Ausführen von Prozeduren, welche im vorliegenden Fall durch die „bewährten 

Teststrategien“ dargestellt werden. 

Es ist zu beachten, dass zugleich Aspekte des Implementierens zu verzeichnen sind (vgl. Kap. 4.2.2), 

da die Ausführung von Methoden bzw. Softwaretests im Vordergrund steht, welche ebenfalls auf 

neue Situationen wie z.B. bisher unbekannte Softwareprogramme oder Informatiksysteme 

angewendet werden müssen und eine entsprechende Auswahl für einen geeigneten Algorithmus 

erforderlich machen. 

Das zweite zentrale Verb ist „bewerten“, womit die Kompetenzformulierung zeitgleich in die 

namensgleiche kognitive Prozesskategorie fünf einzuordnen ist. Die Formulierung, dass die Schüler 

„Vor- und Nachteile benennen können“, lässt darauf schließen, dass der Prozess des Kritisierens als 

Anforderungsdefinition gefordert ist, da die Konsistenz der Teststrategien auf Basis externer Kriterien 

und Standards von außen überprüft wird, mit deren Hilfe sich die Lernenden positive als auch 

negative Eigenschaften notieren und gegenüberstellen. Folglich wird der Mehrwert des strategischen 

Testens im Sinne einer Waagschale, die sich auf Grund einer Gewichtung der Vor- und Nachteile auf 

eine Seite neigt, deutlich (vgl. Granzer et al. 2008 S. 40). Auf dieser Basis kann eine begründete 

Einschätzung der „Versuch und Irrtum“ Strategie als ineffiziente Methode von den Schülern 

herausgestellt werden. 

Ausführen 

Implementieren 

Anwenden Kritisieren Bewerten 

K1.2.3 Systemexploration 

(1) Die Lernenden sind in der Lage Systeme eigenständig explorativ zu analysieren. Dazu können sie 

ein System anwenden, die Struktur und Bestandteile des Systems identifizieren und deren 

Zusammenwirken erläutern. (2) Sie können in Experimenten selbstständig Hypothesen aufstellen 

und diese systematisch testen. Die Lernenden sind in der Lage Möglichkeiten und Grenzen eines 

Systems zu erläutern und beobachtetes Verhalten durchdacht zu illustrieren. 

Auf Grund des Umfangs der Kompetenzanforderung, erfolgt deren Analyse und Einordnung in das 

Klassifikationsschema in zwei Schritten, welche nach der chronologischen Reihenfolge der 

Satzkonstruktion ausgerichtet sind, dargestellt durch die Zahlen (1) und (2). 

Die ersten zwei Sätze der Kompetenzformulierung beinhalten kognitive Prozesse, welche sich in der 

Kategorie Analysieren wiederfinden. Zunächst ist das gleichnamige Verb als deutlicher Hinweisgeber 

für die Klassifizierung als sehr relevant einzuschätzen, da dieses im vorliegenden Kontext die gleiche 

Bedeutung besitzt, wie in der Normierung von Anderson et al. festgelegt. Besonders deutlich wird 

dieser Sachverhalt im darauf folgenden Satz, welcher zwei kognitive Prozesse vereint, die sich genau 

mit den Unterkategorien 4.1-Differenzieren und 4.2-Organisieren decken. Erstere beinhaltet die 

Identifikation von Teilsystemen oder -Aspekten und die Einschätzung deren Relevanz und Bedeutung 

innerhalb ihrer Gesamtstruktur (vgl. Kap. 4.2.2). Auch wenn die Einschätzung der Bestandteile eines 

Systems auf deren Relevanz nicht explizit gefordert ist, erscheint eine Zuordnung in die Kategorie 

des Differenzierens als angemessen, da sowohl die Kompetenzformulierung als auch die Normierung 

von Anderson et al. eine Zerlegung des Gesamtsystems in seine Bestandteile vorsieht. 

Durch den Zusatz, dass die Lernenden den Zusammenhang zwischen den einzelnen Elementen oder 

Komponenten des Informatiksystems erläutern sollen, wird das Differenzieren von der Tätigkeit des


Organisierens begleitet, welche ebenfalls durch das übergeordnete Ziel eines vertieften 

Verständnisses von dem Zusammenwirken und der systematischen Beziehung zwischen den 

Teilaspekten des zu untersuchenden [allgemeinen] Systems charakterisiert ist (Anderson et al. 2001, 

S. 81). Folglich spiegelt die Normierung den exakten Tätigkeitsbereich der Kompetenzanforderung 

wieder, wodurch die Einordnung als gesichert gilt. 

Obwohl nicht auf dem ersten Blick zu vermuten, enthält der zweite Teilabschnitt der 

Kompetenzformulierung Aspekte der Prozessdimension Bewerten respektive dessen Unterkategorie 

Überprüfen. Anderson und Krathwohl führen aus: 

“For example, checking occurs when a student tests […] whether data support or discount a 

hypothesis […]” (Anderson et al. 2001, S. 83). 

Nachdem die Lernenden ihre eigenen Hypothesen aufgestellt haben, müssen diese durch gezielte 

Eingaben bzw. Test überprüft werden, welche wiederum Daten in Form von erwarteten oder 

unerwarteten Ausgaben liefern, welche mit den aufgestellten Hypothesen in Einklang gebracht 

werden müssen. Folglich findet eine Bewertung der Hypothesen auf Plausibilität statt, dessen 

Vorgang in die Kategorie Überprüfen fällt, wie das obige Zitat belegt. Ferner geben Anderson et al. 

an, dass das Verb „testen“ als Synonym oder als alternativer Ausdruck für den Prozess des 

Überprüfens angesehen werden kann (Anderson et al. 2001, S. 83). 

Differenzieren 

Organisieren 

Analysieren Überprüfen Bewerten 

K 1.2.4 Bewerten der Qualität von Software 

Die einzelnen Teilkompetenzen der übergeordneten Struktur „K1.2.4-Bewerten der Qualität von 

Software“ weisen in ihrer Summe, einschließlich der verwendeten Wortwahl, eine große 

Übereinstimmung auf, da sie sich im Wesentlichen nur anhand ihres Lerninhaltes unterscheiden. Die 

kognitiven Prozesse, welche in großem Umfang durch die verwendeten Verben zu bestimmen sind, 

können aus diesem Grund exemplarisch auf Basis einer Kompetenzformulierung abgeleitet werden 

und stehen stellvertretend für alle Kompetenzanforderungen aus dem Bereich 1.2.4. 

K 1.2.4.1 Korrektheit 

Die Lernenden sind in der Lage Korrektheit als ein Qualitätskriterium von Software zu 

klassifizieren. Sie können dieses Kriterium zur Bewertung einer konkreten Software benutzen und 

sind in der Lage deren Korrektheit, im Sinne der Fehlerfreiheit und der Erfüllung der 

Anforderungsdefinitionen, zu analysieren. 

Alle Kompetenzformulierungen haben gemein, dass die Lernenden das jeweilige Qualitätskriterium 

wie z.B. Korrektheit, Effizienz, Kompatibilität etc. als solches klassifizieren sollen. Das Verb 

„klassifizieren“ bildet eine Unterkategorie von Verstehen und steht folglich stellvertretend für eine 

kognitive Prozessdimension, dessen existentielle Ausprägung jedoch nur in geringem Maße zu 

berücksichtigen ist. Im hier verwendeten Kontext verlangt die Klassifizierung von den Schülern, dass 

sie ausgehend von den Begriffen Korrektheit, Effizient, Modifizierbarkeit oder Wartbarkeit 

übereinstimmende Merkmale finden, wie z.B. die Tatsache, dass alle zur Qualitätssicherung von 

Software beitragen, um daraus ein übergeordnetes Prinzip abzuleiten, welches im hier vorliegenden 

Fall durch die allgemeine Klasse des Qualitätskriteriums gegeben ist. 

Sofern die einzelnen Kriterien bereits innerhalb der Unterrichtsreihe unter der Gesamtüberschrift der 

Qualitätskriterien firmieren, ist eine explizite Einordnung in die kognitive Prozessdimension des 

Klassifizierens unter Berücksichtigung der Normierung von Anderson und Krathwohl indes kritisch zu 

hinterfragen, da aller Voraussicht nach viele Schüler in der Lage sein werden, die oben genannten 

Begriffe als Qualitätskriterien zu klassifizieren, ohne die kognitiven Prozesse zu durchlaufen, welche 

von Anderson et al. für eine Einordnung in die Prozessdimension des Klassifizierens verlangt werden.


Vielmehr würden Erinnerungsprozesse angeregt, da die Schüler keine übereinstimmenden Merkmale 

unbekannter Begriffe oder Beispiele benennen müssen, sondern nur eine einfache Zuordnung 

zwischen dem singulären konkreten Kriterien (z.B. Korrektheit) und dem übergeordneten Prinzip 

(Qualitätskriterium) stattfindet, dessen Zusammenhang bereits im Langzeitgedächtnis gespeichert 

wurde. 

Bedeutsamer ist dagegen der Anforderungsbereich im darauf folgenden Satz, in welchem die 

Bewertung einer konkreten Software im Vordergrund steht und der eine eindeutige Zuordnung der 

Kompetenzformulierung in die Prozessdimensionen Überprüfen und Kritisieren erlaubt. Letztere 

beinhaltet die Beurteilung eines Produkts – welches im vorliegenden Fall die konkrete Software 

darstellt – auf Basis externer Kriterien, die im hier beschriebenen Kontext jeweils durch die einzelnen 

Kompetenzbeschreibungen geben sind. Im Rahmen des betrachteten Beispiels liegt das 

exemplarische Qualitäts- und Bewertungskriterium der „Korrektheit“ vor. 

Die weitere Forderung, dass die Schüler in der Lage sein sollen, die Korrektheit der Software, im 

Sinne der Fehlerfreiheit und der Erfüllung der Anforderungsdefinitionen, zu analysieren, spricht für 

den Prozess des Überprüfens. Anderson und Krathwohl geben an, dass diese Kategorie durch das 

Kontrollieren auf interne Wiedersprüche, Fehler oder Inkonsistenz charakterisiert ist. Die Liste der 

Aspekte, welche überprüft werden sollen, lässt sich beliebig erweitern und kann durch die einzelnen 

Qualitätskriterien der Kompetenzformulierungen ergänzt werden, dessen Umsetzung von den 

Schülern zu beurteilen ist. 

Analysieren im klassischen Sinne liegt nicht vor, da innerhalb dieser Kompetenzanforderung weniger 

die Zerlegung von Software im Vordergrund steht, als vielmehr die Überprüfung der Software im 

Hinblick auf die zugrundeliegenden Qualitätskriterien. Ausschließlich die Kompetenzdimensionen 

„1.2.4.6-Wohlstrukturiertheit und Modularisierung“ als auch „1.2.4.4-Wiederverwendbarkeit“ 

können mit dem Prozess des Analysierens adressiert werden, da eine Überprüfung der 

Qualitätskriterien eine Zerlegung des Gesamtsystems in zusammenhängende Teilelemente, den 

sogenannten Modulen, erforderlich macht. Als Teildimension lässt sich die Kategorie des 

Differenzierens bestimmen, welche in Anlehnung an die Normierung von Anderson et al. die 

Identifikation von Teilsystemen einer Gesamtstruktur einschließlich einer Einschätzung deren 

Relevanz beschreibt (vgl. Anderson et al. 2001, S. 80). Im Kontext eines Softwareproduktes ist unter 

der Gesamtstruktur das vollständige Programm zu verstehen, wobei die zu identifizierenden 

Teilsysteme die Module darstellen, welche z.B. aus einem Verbund von Klassen bestehen können, die 

wiederum eine komplette Einheit bilden. Die Beurteilung der Modularisierung oder der 

Wiederverwendbarkeit einzelner Programmausschnitte setzt eine vorhergehende Identifizierung 

dieser voraus. 

Überprüfen 

Kritisieren 

Bewerten Klassifizieren Verstehen Differenzieren Analysieren 

(Erkennen) 

ohne Vorkenntnisse 

mit Vorkenntnisse 

(Erinnern) 

1.2.4.4 und 1.2.4.6 

K1.2.5.1 Digitale Logik und Datenrepräsentation 

(1) Die Lernenden sind in der Lage, verschiedene Datenrepräsentationen zu vergleichen, aus diesen 

Informationen abzuleiten und zu gegebenen Daten eine passende Repräsentation auszuwählen. (2) 

Sie haben die Funktionsweise boolscher[!] Logik und Operatoren begriffen und können diese sicher 

anwenden. 

Auf Grund der zwei unterschiedlichen Themenbereiche „digitale Logik“ und „Datenrepräsentation“, 

welche aus der Kompetenzformulierung zu entnehmen sind, erfolgt die Taxonomierung in zwei 

Schritten, die sich jeweils auf einen Teilbereich beziehen, um den vorhandenen kognitiven Prozessen 

separat in vollem Umfang gerecht zu werden.


Die kognitiven Prozesse, welche im ersten Satz der Kompetenzformulierung beschrieben werden, 

lassen sich den Kategorien Verstehen und Bewerten zuordnen, da sich zugleich mehrere 

Tätigkeitsarten herauskristallisieren, die als Teildimensionen des Verstehensprozesses fungieren und 

Aspekte des Kritisierens aufweisen. Das Verb „vergleichen“ kann unter zwei Gesichtspunkten 

betrachtet werden, die jeweils eine differenzierte Einordnung in die Taxonomietabelle zur Folge 

haben. Zunächst gibt der Begriff bereits den Hinweis, dass eine Klassifizierung in die gleichnamige 

Prozessdimension als plausibel und angemessen erscheint. Es müssen Analogien zwischen den 

verschiedenen Datenrepräsentationen gefunden werden, dessen Tätigkeitsmuster mit der von 

Anderson et al. vorgenommenen Normierung der kognitiven Prozessdimension „Vergleichen“ 

übereinstimmt. Auf der anderen Seite impliziert die Gesamtbetrachtung des ersten Satzes der 

Kompetenzformulierung, dass die einzelnen Datenrepräsentationenen hinsichtlich ihrer Vor- und 

Nachteile zu vergleichen sind, um zu gegebenen Daten eine passende Repräsentationsform 

auszuwählen. Folglich findet eine Beurteilung auf Basis einer Gegenüberstellung der Pro- und Contra- 

Argumente für oder gegen eine Darstellungsform statt, um diese als geeignet oder inadäquat zu 

klassifizieren, so dass die Wahl einer angemessenen Repräsentationsform auf einer begründeten 

Entscheidung beruhen kann. Der Beurteilungsprozess ist der kognitiven Teildimension des Kritisierens 

und somit dem Bewerten zugeordnet. 

Darüber hinaus sollen die Lernenden aus den Datenrepräsentationen Informationen ableiten und 

eine geeignete Repräsentationsform finden, wobei von den Schülern Aspekte des Interpretierens 

abverlangt werden. Eine Konvertierung und Umwandlung von Informationen aus einer gegebenen 

Repräsentationsform in eine andere ist unerlässlich, falls erstere von den Schülern als unangemessen 

eingestuft wird. Die Konvertierung impliziert ebenfalls eine Ableitung von Informationen aus einer 

gegebenen Datenrepräsentation, um eine geeignete und verlustfreie Relation zwischen den 

Informationsträgern bzw. Repräsentationsformen zu generieren. 

Der zweite Teil der Kompetenzformulierung widmet sich der Funktionsweise boolescher Logik und 

Operatoren, dessen kognitive Klassifizierung keinen trivialen Arbeitsschritt darstellt. Durch das 

verwendete Verb „anwenden“ erscheint eine Einordnung in die gleichnamige Prozessdimension am 

sinnvollsten, obwohl weniger die Ausführung eines routinierten Prozesses oder die Anwendung eines 

einfachen Algorithmus im Vordergrund steht, als vielmehr der Umgang mit den Axiomen boolescher 

Logik und Operatoren. Dennoch kommen auch Regeln oder Rechengesetze zur Anwendung, wie z.B. 

die Regel von De Morgen oder das Assoziativ-, Kommutativ- und Absorptionsgesetz, auf dessen Basis 

ein boolescher Ausdruck umgeformt respektive vereinfacht werden kann. Folglich finden Abläufe 

statt, die sich nach festen Regeln orientieren und deren Anwendungsreihenfolge je nach 

Anforderungsdefinition und Aufgabenart variiert oder zuvor festgelegt ist. Daraus kann abgeleitet 

werden, dass sowohl Aspekte des Ausführens als auch des Implementierens Anwendung finden, da 

neben der Durchführung der Operationen auch deren Auswahl zu dem Erwartungsbild zählt. 

Interpretieren 

Vergleichen 

Verstehen 

Ausführen 



K1.2.5.2 Schnittstelle und E/A-Strategien 

Die Lernenden sind in der Lage, Schnittstellen zur Modularisierung und Kommunikation zu 

benutzen und die Funktion einer konkreten Schnittstellen[!] zu erklären. Sie können E/A-Strategien 

identifizieren und hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile vergleichen. 

Auf kognitiver Ebene ist die Kompetenzanforderung zunächst in die Prozessdimension Verstehen 

einzuordnen, da u.a. die Tätigkeitsbereiche Erklären und Vergleichen als Anforderungsdefinitionen 

von den Lernenden verlangt werden. Im Sinne der Normierung weicht die Bedeutung der Begriffe im 

hier vorliegenden Kontext leicht von der gegebenen Inhaltsbeschreibung von Anderson et al. ab. Die 

Erläuterung der Funktionsweise einer konkreten Schnittstelle setzt z.B. nicht zwangsläufig die


Aufstellung eines Ursache-Wirkung-Modells voraus, da kein dynamischer Prozess beschrieben wird, 

sofern sich die Erklärung auf ein singuläres Modul begrenzt. 

„Software-Schnittstellen definiert man zwischen Programmen und zwischen in sich abgeschlossenen 

Programmteilen, [den sog. Modulen]. Hierzu formuliert man die auszuführenden Aufgaben, die erforderlichen 

Attribute, die bereitgestellten Funktionen einschließlich ihrer Parameter, die Zugriffmöglichkeiten auf Daten […] 

usw.“ (Duden Informatik 2006, S. 600). 

Falls die geforderte Erklärung jedoch einen Bezug zu dem Gesamtsystems entwickelt, entspricht das 

Tätigkeitsschema in verstärktem Umfang der inhaltlichen Normierung der Prozessdimension. Mit 

Erfüllung der Anforderungsdefinition sollten die Lernenden auf Basis ihres erworbenen Wissens in 

der Lage sein, ein Ursache-Wirkungs-Modell aufzustellen, um z.B. die fehlerhafte Kommunikation 

zwischen zwei Modulen eines Softwaresystems auf Basis ihrer formalen Schnittstellendeklaration zu 

erklären (vgl. Duden Informatik 2006, S. 600). 

Die Tätigkeit des Vergleichens, in Verbindung mit der geforderten Gegenüberstellung einzelner Vor- 

und Nachteile einer E/A-Strategie, kann im Sinne von Anderson und Krathwohl ebenfalls der 

Prozessdimension Bewerten zugeordnet werden, da eine Beurteilung auf Basis externer Kriterien 

erfolgt, welche durch die positiven als auch negativen Eigenschaften der einzelnen E/A-Strategien 

gegeben sind. Folglich entspricht ein Aspekt der in der Kompetenzformulierung gegebenen 

Prozessanforderungen der kognitiven Unterkategorie 5.2-Kritisieren. 

Die Verwendung des Begriffs „benutzen“ verleitet zu der Annahme, dass ebenfalls der kognitive 

Prozess Anwenden erforderlich ist. Dessen Existenz ist jedoch kritisch zu hinterfragen, da keine festen 

Arbeitsabläufe, Prozesse, Methoden oder Regeln ausgeführt werden oder zur Anwendung kommen. 

Die strittige Diskussion über die Einordnung der kognitiven Prozesse in die Taxonomietabelle von 

Anderson und Krathwohl verdeutlicht, dass eine eindeutige Klassifikation der hier betrachteten 

Kompetenzformulierung nur erschwert möglich ist. Nach Abwägung aller Aspekte, welche jeweils für 

oder gegen eine bestimmte Teildimension auf kognitiver Ebene sprechen, wird der Kern des 

Anforderungsbereiches der Kategorie Verstehen zugeordnet, obwohl kein Prozess exakt mit der 

Normierung einer Unterkategorie von Verstehen übereinstimmt. Dennoch wird der Aufbau eines 

grundlegenden Verständnisses über Schnittstellen und E/A-Strategien als wichtigstes Ziel erachtet, da 

nur auf dessen Basis die Funktionen einer Schnittstelle von den Schülern beschrieben werden 

können, wobei das Wort „beschreiben“ im allgemeinen Sinne zu verstehen ist, welches sich nicht auf 

die Normierung von Anderson und Krathwohl beschränkt. 

Exemplifizieren Verstehen Kritisieren Bewerten 

K1.2.5.3 Strukturierte Computerorganisation und Funktionalität 

Die Lernenden sind in der Lage, die Funktionalität eines Computers zu erklären. Dazu können sie 

Hardwarekomponenten erinnern sowie deren Funktions- und Kommunikationsweisen illustrieren. 

Sie sind in der Lage die innere Struktur eines Systems zu modellieren. 

Die Verben „erklären, illustrieren und modellieren“ geben einen eindeutigen Hinweis darauf, dass die 

geforderten Prozesse der Kompetenzbeschreibung auf kognitiver Ebene der Kategorie Verstehen 

zuzuordnen sind. 

Der Begriff „illustrieren“ ist im Kontext der Taxonomietabelle von Anderson und Krathwohl als 

Synonym der Teildimension Exemplifizieren aufzufassen, innerhalb dessen ein spezielles Beispiel zu 

einem allgemeinen Konzept oder Prinzip konstruiert oder dieses aus einer vorgegebenen Menge von 

Lösungsalternativen auszuwählen ist (vgl. Anderson et al. 2001, S. 71/72). Im Sinne dieser 

Normierung müssen die Schüler die Funktions- und Kommunikationsweise der Hardware-

6 Aufgaben als zentrales Moment der Kompetenzerfassung 36 

komponenten an einem konkreten Beispiel beschreiben, um die Kompetenzformulierungen in 

diesem spezifischen Punkt und im Kontext des kognitiven Prozess des Exemplifizierens zu erfüllen. 

Erklären und Modellieren bilden in Anlehnung an Anderson et al. im Rahmen der Klassifizierung eine 

geschlossene Einheit, da sie in äquivalenter Form zu gebrauchen sind und folglich der gleichen 

Teildimension angehören. Die Erklärung der Funktionalität eines Computers muss auf Basis eines 

eigenständig generieren Ursache-Wirkungs-Modells erfolgen, welches u.a. die innere Struktur eines 

Systems einschließlich deren wichtigsten Elemente abbildet, um der Normierung der kognitiven 

Teildimension des Erklärens im Sinne von Anderson et al. gerecht zu werden (Anderson et al. 2001, S. 

75/76). Zeitgleich wird die Konstruktion eines geeigneten Modells über die innere Struktur eines 

Systems explizit in der Kompetenzformulierung gefordert. Zudem kann auf Basis einer geeigneten 

Modellierung die untereinander bestehende wechselseitige Wirkung der einzelnen Hardware- 

Elemente illustriert und deren Beziehung veranschaulicht werden, um die innere Struktur eines 

Informatiksystems besser zu verstehen und folglich erklären zu können. In diesem Sinne wird 

zunächst die Äquivalenzbeziehung bzw. die Korrelation der Begrifflichkeiten „Erklären“ sowie 

„Modellieren“ deutlich, aber auch die angemessene Einordnung der Kompetenzformulierung in diese 

Taxonomiezelle des Klassifikationsschemas von Anderson und Krathwohl. 

Die Anforderungsbeschreibung, dass sich die Lernenden an Hardwarekomponenten erinnern sollen, 

bezieht sich auf die Teildimension des Wiederaufrufens, welche als Unterkategorie des kognitiven 

Prozesses Erinnern firmiert. Die Lernenden müssen ohne explizite Hilfe in der Lage sein, ihr Wissen 

über die Existenz der Hardwarekomponenten aus dem Langzeitgedächtnis zu reaktivieren bzw. 

abzurufen. Dem geht die Annahme voraus, dass den Schülern keine vorgegebenen 

Antwortmöglichkeiten präsentiert werden, aus denen sie die jeweils korrekten Alternativen 

identifizieren müssen, da andernfalls die Teildimension Erkennen angesprochen wird. In diesem Fall 

müsste das Wissen aus dem Langzeitgedächtnis „nur“ mit dem vorliegenden Material in Einklang 

gebracht werden. Dem ungeachtet ist es unerheblich, welche Annahme vorausgeht, da in jedem Fall 

eine Einordnung in die Prozessdimension Erinnern erfolgt. 

Exemplifizieren 

Erklären 

Verstehen Wiederaufrufen Erinnern 

6 Aufgaben als zentrales Moment der 

Kompetenzerfassung 

Das Kompetenzstrukturmodell, welches im Rahmen des Forschungsprojektes MoKoM entwickelt, 

verfeinert und auf Basis von Expertenbefragungen auf Plausibilität untersucht wurde, übernimmt 

keinen Selbstzweck, sondern stellt ein wissenschaftliches Konstrukt dar, mit denen Bildungsstandards 

für die Praxis zu operationalisieren respektive zu messen sind. Aus diesem Grund ist es unerlässlich, 

die einzelnen Kompetenzformulierungen und Anforderungsbereiche in konkrete Beispiele, Aufgaben 

und Testverfahren umzusetzen, damit die Kompetenzmodelle ihre Aufgabe als Bindeglied zwischen 

dem Konstrukt „Kompetenz“ und den realen Aufgaben wahrnehmen können (vgl. Criblez et al. 2009, 

S. 38). Zusätzlich bedarf es einer „empirischen Überprüfung, in der erhoben wird, ob sich die im 

Modell formulierten Aspekte tatsächlich bei den Schüler/innen nachweisen lassen“ (Bayrhuber 2009, 

S. 11). Da in jüngster Zeit der Diskurs zum Thema „Aufgaben“ im Kontext der kompetenz- und 

standardbasierten Reformprozesse an Dynamik gewonnen hat, sind die Anforderungs- und 

Einsatzbereiche, charakteristische Formattypen oder Erwartungen, die mit den unterschiedlichen 

Formen von (Test-) Aufgaben korrelieren, besonders umfassend (vgl. Knigge 2010, S. 32; Thonhauser 

2008). Aus diesem Grund erscheint es zunächst unabdinglich, ein theoretisches Grundlagenmodell zu 

schaffen, um die Testaufgaben, welche im Rahmen dieser Arbeit konstruiert werden, näher zu 

spezifizieren und den Generierungsprozess fachwissenschaftlich zu begründen. Insbesondere, da


trotz der bedeutenden Rolle der Kompetenzmessung im Zuge der Bildungspraxis und der 

Bildungspolitik, noch heute unterschätzt wird, „wie anspruchsvoll die empirische Erfassung von 

Kompetenzen aus theoretischer und methodischer Perspektive ist“ (Hartig & Jude 2007, S. 17). 

6.1 Lern- und Testaufgaben 

Zunächst ist eine Unterscheidung respektive Abgrenzung zwischen Test- und Lernaufgaben 

vorzunehmen, da im Rahmen dieser Arbeit ausschließlich erstere in Bezug auf ihre allgemeinen 

Funktionen, Einsatzbereiche und Gütekriterien analysiert, beschrieben und anschließend generiert 

werden. „Kompetenzorientierte (Lern-)Aufgaben haben auf Unterrichtsebene die Funktion, 

Kompetenzaufbau und -förderung zu ermöglichen“ (Knigge 2010, S. 32) und sollen daher komplexer 

sein, einen integrativen Charakter besitzen und sich stärker an den Interessen der Lernenden 

orientieren (vgl. Granzer et al. 2008, S. 16). Wogegen bei Unterrichtsaufgaben das Lernpotential im 

Vordergrund steht, versteht man unter einem Test im Rahmen der pädagogischen und 

psychologischen Diagnostik (vgl. Hartig & Jude 2007, S. 18): 

„ein wissenschaftliches Routineverfahren zur Untersuchung eines oder mehrerer empirisch 

abgrenzbarer Persönlichkeitsmerkmale, mit dem Ziel einer möglichst quantitativen Aussage über den 

Grad der individuellen Merkmalsausprägung“ (Lienert & Raatz 1998, S. 1). 

Ein Test muss daher ein möglichst „geeignetes Instrument darstellen, um aus den Schülerantworten 

tatsächlich ein quantitatives Maß für den Grad der Kompetenzausprägung zu ermitteln und somit die 

fragliche Kompetenz messbar zu machen (Mislevy et al. 2002)“ (Granzer et al. 2008, S. 16). Aus 

diesem Grund sollen die Testaufgaben möglichst kurz ausfallen, eine geringere Komplexität besitzen 

und möglichst eine Teilkompetenz fokussieren. 

6.2 Funktionen und Einsatzbereiche von Testverfahren 

Im Kontext der kompetenzorientierten Bildungspolitik werden den Aufgabenstellungen mehrere 

zentrale Funktionen zugewiesen, die im Folgenden kurz skizziert werden, um die Notwendigkeit für 

eine Generierung von Aufgabenstellungen und die Durchführung von Testverfahren zu begründen 

sowie die einzelnen Einsatzgebiete voneinander abzugrenzen (vgl. Knigge 2010, S. 32). 

Auf curricularer Ebene bzw. auf Ebene der Kompetenzmodelle sollen die verbal formulierten 

Anforderungsbereiche der Kompetenzprofile mit Hilfe von Testaufgaben näher konkretisiert, 

spezifiziert und insbesondere an einem Beispiel illustriert werden (vgl. Klieme 2007, S. 81; Knigge 

2010, S. 32). Durch eine umfangreiche Menge von Testitems sind die Lehrpersonen in der Lage, die 

teilweise relativ abstrakt beschriebenen Kompetenzfacetten und Niveauabstufungen gezielter mit 

Inhalt zu füllen und somit feiner zu präzisieren. In diesem Sinne übernehmen die Testitems eine 

ähnliche Funktion wie die zuvor durchgeführte Klassifizierung des Kompetenzstrukturmodells, 

welches im Rahmen des Forschungsprojektes MoKoM entstanden ist. Beide sind durch die 

funktionelle Aufgabe vereint, dass durch sie die Kompetenzformulierungen näher spezifiziert bzw. 

konkretisiert werden und folglich eine verstärkte Orientierung für die Lehrperson bieten respektive 

für eine kompetenzorientierte Unterrichtsentwicklung beitragen (vgl. Knigge 2010, S. 32). Nur falls 

die kognitiven Prozesse der einzelnen Anforderungsbereiche bekannt sind, können die zu 

erstellenden Testitems in angemessener Weise die Kompetenz wiederspiegeln und als Orientierung 

für kompetenzorientierte Unterrichtsentwicklung dienen. 

Ein weiterer Einsatzbereich von Testaufgaben besteht in der empirischen Überprüfung und 

Validierung eines theoretisch entwickelten Kompetenzmodells, wie es z.B. im Rahmen von MoKoM 

auf Basis internationaler Lehrpläne, Curricula und Experteninterviews entstanden ist (Criblez et al. 

2009, S. 46). Folglich können Bildungsstandards, welche sich auf differenzierte Kompetenzmodelle


beziehen, erst aufgrund von Testergebnissen bestätigt werden, die empirisch belegen, dass „diese 

Modelle tatsächlich die Aspekte der Kompetenzen von Lernenden, ihre Niveaustufung und ggf. ihre 

Entwicklung angemessen widerspiegeln“ (Klieme et al. 2007, S. 82). Eine derartige Untersuchung 

stellt die Voraussetzung für den Einsatz von Testinstrumenten im Bildungsmonitoring auf allen 

Ebenen dar. 

Das womöglich wichtigste Einsatzgebiet von (Test-)Aufgaben besteht darin, die Existenz und 

Ausprägung von Kompetenzen bei den Schülern – oder allgemein den Lernenden – zu überprüfen. 

Dabei wird im Einzelnen zwischen der Makro-, Meso- und Mikroebene unterschieden (Criblez et al. 

2009, S. 45/46). 

Auf der Makroebene des Bildungssystems leisten Teststudien, wie z.B. TIMSS oder PISA, einen Beitrag 

zum Bildungs- bzw. Systemmonitoring, „um Aussagen über das Kompetenzniveau von Schülerinnen 

und Schülern zu machen und Zusammenhänge mit schulischen wie außerschulischen Bedingungen 

aufzudecken“ (Klieme et al. 2007, S. 82). Mit Hilfe der Ergebnisse in Form von empirischen Daten 

können Aussagen darüber gemacht werden, inwieweit Bildungsstandards tatsächlich eingelöst 

werden, d.h. in welchem Umfang die geforderten Kompetenzen tatsächlich bei den Schülern existent 

sind (vgl. Klieme et al. 2007, S. 83). 

Die Mesoebene beschränkt sich auf eine Schule oder Schulgemeinde, um zu prüfen, inwieweit diese 

ihre pädagogischen Ziele erreicht und somit ihrem Auftrag bei der Vermittlung bzw. dem Aufbau von 

Kompetenzen gerecht wird. Häufig wird in diesem Kontext der Begriff Selbstevaluation verwendet, 

wenngleich die Testverfahren nicht als Schulkontrolle zu bewerten sind (vgl. Klieme et al. 2007, S. 

83/84). Vielmehr sollen Bildungsstandards und die einhergehende Messung der Umsetzung zur 

Qualitätsentwicklung und zur Verbesserung der Unterrichtsergebnisse beitragen. Falls eine Schule 

das zu erwartende Leistungsniveau nicht vermitteln kann, „muss geprüft werden, ob die 

Rahmenbedingungen (im Sinne von Opportunity-to-learn-Standards), in denen die Schülerinnen und 

Schüler unterrichtet werden, ausreichend sind und ob externe Interventionen und Unterstützung 

notwendig sind, um die Wirksamkeit der Schule zu erhöhen (vgl. Burkhard/Orth 2005, S. 140f.)“ 

(Criblez et al. 2009, S. 45/46). Die helfende Intervention kann z.B. in Form von 

Fortbildungsmaßnahmen organisiert werden. 

Auf der Mikroebene dient die Durchführung und Auswertung von Tests der Individualdiagnostik, um 

Aussagen über die spezifischen Stärken und Schwächen der einzelnen Schüler zu machen und darauf 

folgend einen entsprechenden Förderbedarf zu organisieren und individuell, je nach 

Leistungsskalierung, zu strukturieren. In der Expertise zur Entwicklung nationaler Bildungsstandards 

wird explizit darauf verwiesen, dass im Kontext dieses Einsatzbereiches primär kleine 

Kompetenzbereiche detailliert zu erfassen sind, „als das gesamte Spektrum eines Systemmonitorings 

mit relativ wenigen Aufgaben pro Schüler abzudecken“ (Klieme et al. 2007, S. 83). Ferner ist auf der 

Mikroebene die Stärkung der diagnostischen Kompetenz der Lehrperson anzusiedeln, da sie neben 

ihren eigenen Leistungseinschätzungen zusätzliche Resultate in Form unabhängiger 

Leistungsmessungen erhält, mit dem Ziel, die Fähigkeiten der Schüler anschließend besser zu 

beurteilen (vgl. Criblez et al. 2009, S. 46). 

Im Rahmen des Forschungsprojekts MoKoM liegt der funktionelle Aufgabenbereich der zu 

entwickelnden Testitems bzw. Aufgaben primär auf der Validierung und Überprüfung des empirisch 

verfeinerten Kompetenzstrukturmodells (vgl. Lehner et al. 2010, S. 222/223; Magenheim et al. 2010, 

S. 520/521). Sekundäre Faktoren wie z.B. die Konkretisierung der Kompetenzformulierungen oder - 

Profile sind jedoch nicht ausgeschlossen. Ferner kann auf Basis der gewonnenen Ergebnisse einer 

umfangreichen Schülerstichprobe auf Makroebene eine Normierung der Lösungswahrscheinlichkeiten 

abgeleitet werden, um den Vergleich der Messwerte mit einer Referenzpopulation zu 

erlauben und das Kompetenzmodell im Hinblick auf ein Kompetenzniveaumodell weiter zu 

entwickeln (vgl. Kapitel sieben). Falls sich die Aufgaben in der Praxis in dem Sinne als angemessen 

erweisen, dass sie gewissen Qualitätskriterien entsprechen, im größeren Rahmen umsetzbar sind und 

die Kompetenzen angemessen wiederspielen, können diese anschließend evtl. in einem größeren 

Rahmen der Bildungsevaluation Anwendung finden.


6.3 Psychometrische Gütekriterien 

Damit die Tests tatsächlich ein geeignetes Instrumentarium für die quantitative Messung der 

Kompetenzausprägung darstellen und somit die fragliche Kompetenz messbar machen, müssen sie 

bestimmten psychometrischen Anforderungen unterliegen, die im Einzelnen durch die drei 

sogenannten Hauptgütekriterien Objektivität, Reliabilität und Validität gegeben sind (vgl. Lienert & 

Raatz 1998, S. 7). 

Unter der Objektivität eines Tests wird der Grad verstanden, „in dem die Ergebnisse eines Tests 

unabhängig vom Untersucher sind“ (Lienert & Raatz 1998, S. 7). Zunächst hängt die Erfüllung des 

Kriteriums in entscheidendem Umfang von der objektiven Durchführung und den 

Rahmenbedingungen wie z.B. der Zeitbegrenzung, den erlaubten Hilfsmitteln oder den gegebenen 

Instruktionen und Hinweisen des Übungsleiters ab (vgl. Bühner 2006, S. 34). Ferner muss für die 

Umsetzung des Gütekriteriums eine objektive Auswertung der Schülerantworten gewährleistet sein, 

d.h. verschiedene Personen müssen einem identischen Ergebnis die gleichen Punkt- oder 

Leistungswerte zuordnen. „Die geläufigste Strategie, die Objektivität eines diagnostischen Verfahrens 

sicherzustellen, ist die gründliche Standardisierung und Dokumentation aller Schritte, die bei 

Testdurchführung, Auswertung und Interpretation notwendig sind“ (Hartig & Jude 2007, S. 20). Die 

Generierung von Testaufgaben, die im Rahmen dieser Arbeit zu erstellen sind, impliziert im Hinblick 

auf die Erfüllung des Gütekriteriums der Objektivität die Angabe eines spezifischen 

Erwartungshorizontes, aus dem explizit hervorgeht, wann eine Aufgabe in Bezug auf die zu messende 

Kompetenz als gelöst oder nicht gelöst gilt. 

Die Reliabilität (Zuverlässigkeit) bezeichnet „den Grad der Genauigkeit, mit dem ein Test ein 

bestimmtes Merkmal misst, unabhängig davon, ob er dieses Merkmal auch zu messen beansprucht“ 

(Bühner 2006, S. 35). Im Einzelnen können die drei Aspekte Paralleltest-Reliabilität, Retest-Reliabilität 

und innere Konsistenz unterschieden werden, die jeweils mit statistischen Verfahren zu überprüfen 

sind. Eine Bewertung der zu generierenden Testitems ist in Hinblick auf das hier beschriebene 

Gütekriterium nicht möglich, da eine Überprüfung auf Reliabilität nicht auf theoretischen 

Vorüberlegungen beruhen kann, sondern einer Testdurchführung bedarf, auf dessen Basis 

empirische Ergebnisdaten gewonnen werden, die anschließend unter mehreren 

Beobachtungsaspekten mit einander zu vergleichen sind (vgl. Lienert & Raatz 1998, S. 9/10). Ein 

weiterer Aspekt dem Reliabilitätskriterium gerecht zu werden, besteht in der Generierung möglichst 

vieler Aufgaben, welche die gleiche Kompetenz erfassen. Im Umkehrschluss ist daraus abzuleiten, 

dass wenige Aufgaben für die Erfassung ein und derselben Kompetenz im Allgemeinen weit weniger 

zuverlässig sind (vgl. Granzer et al. 2008, S. 18). Eine Konstruktion vollständiger Testreihen würde 

jedoch den Rahmen und den Umfang dieser Arbeit weit überschreiten und kann daher nicht 

angestrebt werden. 

„Unter Validität versteht man im eigentlichen Sinne das Ausmaß, in dem ein Test das misst, was er zu 

messen vorgibt“ (Bühner 2006, S. 36). Erneut können mehrere Aspekte, wie inhaltliche Validität, 

Konstruktvalidität und kriterienbezogene Validität unterschieden werden, wobei nach Murphy und 

Davidshofer (2001) insbesondere erstere der obigen Definition entspricht. Inhaltsvalidität ist 

gegeben, falls ein Test das zu messende Merkmal, wie z.B. eine Kompetenzausprägung, hinreichend 

genau erfasst und die Bandbreite der verschiedener Anforderungen, welche die angezielte 

Kompetenz beinhaltet, möglichst vollständig und entsprechend ihrer Relevanz abfragt (vgl. Bühner 

2006, S. 36). In diesem Zusammenhang ist die Klassifikation der Kompetenzprofile der Dimension 

K1.2 des empirisch verfeinerten Kompetenzmodells zum informatischen Modellieren und Systemverständnis 

heranzuziehen, in der bereits eine Analyse der Anforderungen auf kognitiver 

Prozessebene erfolgte. Entsprechend müssen sich die zu erstellenden Aufgaben neben den 

fachwissenschaftlichen Inhalten ebenso an den Prozess- und Wissensanforderungen orientieren, um 

die vollständige Bandbreite einer Kompetenzausprägung zu erfassen und dem Validitätskriterium zu 

entsprechen. Ferner ist nach Möglichkeit auf eine komplizierte und stark textlastige Instruktion zu 

verzichten, da die Schüler unter Umständen auf Grund sprachlicher Probleme, Barrieren oder 

Mehrdeutigkeiten eine Aufgabe nicht verstehen oder missinterpretierten, obwohl das benötigte 

Wissen und Können des fachwissenschaftlichen Anforderungsbereichs der Informatik vorhanden ist.


In diesem Fall würde überwiegend die sprachliche Kompetenz getestet und weniger das zu 

untersuchende Lernziel respektive die ursprünglich zu messende Kompetenzausprägung (vgl. Granzer 

et al. 2008, S. 18). 

Zwischen den Testgütekriterien Objektivität, Validität und Reliabilität bestehen wechselseitige 

Abhängigkeiten, die bestimmten Regeln genügen, welche von Lienert/Raatz beschrieben und in 

einem Diagramm veranschaulicht werden. Es sei nur kurz erwähnt, dass die Grundvoraussetzung für 

eine zufriedenstellende Reliabilität nur dann gegeben ist, falls zuvor die Objektivität hinreichend 

erfüllt wurde. Ferner kann nur ein zuverlässiger Test die Basis für eine sichergestellte Validität 

schaffen (vgl. Lienert & Raatz 1998, S. 13). 

Damit die standardisierten Tests und die darin verwendeten Testaufgaben den Gütekriterien 

entsprechen und eine zuverlässige Messung der anvisierten Kompetenzen sicherstellen, müssen „die 

Aufgabenentwickler unbedingt vor der Formulierung eines Items eine klare Entscheidung treffen, 

welche (Teil-)Kompetenz sie innerhalb welchen Anforderungsbereichs mithilfe dieses Items messbar 

machen wollen“ (Granzer et al. 2008, S. 19). Übertragen auf die hier vorliegende Arbeit ist es daher 

unerlässlich, zunächst eine eindeutige Kompetenz aus der Dimension K1.2 des empirisch verfeinerten 

Kompetenzmodells zu benennen, für die anschließend eine spezifische Testaufgabe konstruiert wird. 

Im Rahmen des Entwicklungsprozesses muss das primäre Ziel, die vorab eindeutig definierte 

Kompetenz zu messen, stets präsent und handlungsleitend sein. Da eine Kompetenz nur selten 

komplett isoliert zu betrachten bzw. zu messen ist, muss „stets berücksichtigt werden, welche nicht 

intendierten Kompetenzbereiche durch ein neu entwickeltes Item möglicherweise ebenfalls 

angesprochen werden könnten“ (Granzer et al. 2008, S. 19). 

Zuletzt sei erwähnt, dass die drei Gütekriterien und die optimale Erfassung der angezielten 

Kompetenz stark von der Wahl des Aufgabenformates abhängen. Eine kurze Übersicht über die 

existierenden Item-Typen, wie sie z.B. im Rahmen der PISA Studie zur Anwendung kommen, ihre Vor- 

und Nachteile sowie deren Korrelation zu den Gütekriterien soll in dem nachfolgendem Unterkapitel 

Erwähnung finden, um eine fundierte Entscheidung bzgl. der Wahl eines passenden 

Aufgabenformates bei der Konstruktion der Testitems vorzunehmen. 

6.4 Item-Formate 

Alle Item-Typen lassen sich den drei übergeordneten Klassen der geschlossenen, halboffenen und 

offenen Aufgabenformate zuordnen. Abbildung 6.1 gibt einen zusammenfassenden Überblick der 

wichtigsten Item-Formate, deren funktionelle Beschreibung, Einordnung und der tendenziellen Vor- 

und Nachteile, durch welche sie charakteristisch ausgezeichnet sind. Eine Entscheidung für oder 

gegen ein bestimmtes Aufgabenformat bedarf immer einer Berücksichtigung der spezifischen 

Charakteristika, welche für die Durchführung, Auswertung und Ökonomie eines Tests als sehr 

bedeutsam anzusehen sind (vgl. Lienert & Raatz 1998 S. 18; Granzer et al. 2008, S. 20). Im Folgenden 

werden die offenen und geschlossenen Item-Formate idealtypisch gegenübergestellt, um deren 

Einsatzbereiche, aber auch deren Stärken und Schwächen im Kontext der Gütekriterien zu 

beleuchten. 

6.4.1 Charakteristika geschlossener Item-Formate 

Die geschlossenen oder auch gebundenen Aufgabenformate zeichnen sich durch die Vorgabe 

konkreter Lösungsmöglichkeiten oder Antwortalternativen aus, die keinen Freiraum für eigene 

Antworten, Meinungen oder Wertungen lassen (vgl. Bühner 2006, S. 53/54). Einer der wichtigsten 

Vorteile der geschlossenen Aufgabenformate besteht in der signifikant ausgeprägten Objektivität, da 

alle Fragen eine eindeutige Antwort besitzen und stringent als richtig oder falsch klassifiziert werden 

können, wodurch die Auswertung schnell und zuverlässig erfolgen kann. Ferner ist unter 

Voraussetzung der erforderlichen technischen Ausstattung oftmals eine automatische Auswertung


möglich. Dem ungeachtet wird die häufig streng limitierte Testzeit sehr ökonomisch genutzt, da 

innerhalb eines kurzen Zeitintervalls viele Fragen von den zu testenden Personen beantwortet 

werden können (vgl. Granzer et al. 2008, S. 20/21). Als Nachteil ist eine hohe Rate an Zufallslösungen 

zu nennen, die bei einfachen Ja-Nein-Items auf bis zu 50 Prozent ansteigen und welche die 

Reliabilität bzw. den Grad der Genauigkeit, mit dem ein Test ein bestimmtes Merkmal misst, negativ 

beeinflussen kann (vgl. Lienert & Raatz 1998 S. 18). Obwohl die Antwortalternativen und 

Fragegestellungen meist sehr kurz ausfallen, erweist sich die Konstruktion als sehr anspruchsvoll, da 

ein Problem so zu formulieren ist, dass es eindeutig mit „Ja“ oder „Nein“ beantwortet werden kann 

(vgl. Duit et al. 2001, S. 176). 

Neben der Korrelation zwischen den Item-Formaten und den Gütekriterien muss darauf geachtet 

werden, „dass das gewählte Aufgabenformat und die anvisierte Kompetenz in einem 

entsprechenden Passungsverhältnis zueinander stehen, um eine ökonomische, aber gleichzeitig 

möglichst objektive und valide Messung zu gewährleisten“ (Knigge 2010, S. 37). Insbesondere 

müssen die kognitiven Prozessbereichen, welche zur Erfüllung einer Kompetenz notwendig sind, mit 

den gewählten Aufgabenformaten überprüfbar sein. Geschlossene Item-Formate zeichnen sich 

speziell für die Verifizierung von Faktenwissen aus, welches von den Schülern aus dem 

Langzeitgedächtnis reproduziert werden muss (vgl. Weinert 2001, S. 182). In Anlehnung an Anderson 

und Krathwohl sind Multiple-Choice Tests das verbreiteteste Format, falls der kognitive Prozess des 

Erinnerns bzw. dessen Teildimension des Erkennens anzusprechen ist, wogegen die Fähigkeit der 

Reproduktion nicht von den Schülern verlangt wird, da alle Antwortalternativen bereits vorgegeben 

sind (vgl. Anderson et al. 2001, S. 69). Allgemein ist anzunehmen, dass geschlossene Item-Formate 

eine starke Fokussierung der niedrigen Prozessbereiche vornehmen, da sie die Kreativität der Schüler 

in der Beantwortung der Testaufgaben einschränken (vgl. Granzer et al. 2008, S. 20). Es liegt auf der 

Hand, dass sich Item-Formate mit vorgegebenen Lösungsmöglichkeiten nicht dafür eigenen, den 

anspruchsvollen kognitiven Anforderungen wie z.B. dem Erschaffen gerecht zu werden. Ferner ist 

durch Zuordnungs- oder Richtig-Falsch-Items nur schwer zu überprüfen, ob die Schüler den 

Lerninhalt verstanden haben und ihn anwenden können. Das ist nur mit einem offenen Item-Format 

möglich (vgl. Häfele 1995; Schabram 2007, S. 56). Dem ungeachtet stellt sich bei der Erfassung von 

Kompetenzen die Frage, „ob von der künstlichen Situation vorgegebenen Antwortkategorien auf die 

Bewältigung realer Anforderungssituationen geschlossen werden kann, d.h. ob eine derartige 

Messung valide ist“ (Hartig & Jude 2007, S. 30). 

6.4.2 Charakteristika offener Item-Formate 

Offene Aufgabentypen können als Inverse der geschlossenen Item-Formate angesehen werden, da 

die getestete Person eine Antwort frei produzieren und in der Regel schriftlich Dokumentieren muss, 

ohne das eine gewisse Anzahl an Lösungsalternativen vorgegeben ist. Entsprechend kehren sich die 

Vor- und Nachteile strukturell um. Aufgaben mit offenem Antwortformat eignen sich gut für die 

„Erfassung von Leistungen im Bereich komplexer Anforderungen, wie Verallgemeinern und 

Reflektieren“ (Granzer et al. 2008, S. 21), aber auch für die Evaluierung und Verifizierung von 

Generierungsprozessen, wie sie in der letzte Stufe der kognitiven Prozessdimension im Rahmen der 

Taxonomie von Anderson et al. auftreten, bei denen ein hohes Maß an Kreativität gefragt ist. 

Darüber hinaus sind Aufgaben mit offenem Antwortformat leichter zu konstruieren, da sich die 

geforderten komplexen Verhaltensmuster trivialer auf reale Situationen übertragen lassen. Dem 

gegenüber steht eine aufwendige Erstellung von Kodierungsanweisungen bzw. Bewertungskriterien, 

um eine objektive und reliable Auswertung zu gewährleisten, die den Einsatz von geschulten 

Mitarbeitern voraussetzt, da ggf. eine interpretative Auswertung der Schülerergebnisse notwendig 

erscheint (Hartig & Jude 2007, S. 30; Knigge 2010, S. 37). Folglich erreicht die angestrebte 

Objektivität nicht die gleiche Niveaustufe wie der Einsatz von Multiple-Choice oder 

Zuordnungsaufgaben. Auch ist die Bearbeitung der offenen Aufgaben für die zu testende Person sehr 

Arbeitsintensiv, so dass Wissensbestände respektive deren Erinnerungsprozesse vorrangig mit 

geschlossenen oder halboffenen Aufgaben zu überprüfen sind, um eine optimale Nutzung der


limitieren Testzeit zu gewährleisten. „Mit anderen Worten sollen offene Aufgaben dort zum Einsatz 

kommen, wo Multiple-Choice-Items keine zufriedenstellende Messung gestatten (Mullis et al. 2004)“ 

(Granzer et al. 2008, S. 22). Je nach Anwendungssituation ist ebenfalls der Einsatz computerbasierter 

Testverfahren möglich, da seit den 90er Jahren, parallel zum technischen Fortschritt, gleichermaßen 

die Nutzung technischer Erhebungsverfahren an Intensität gewann. Es entstanden 

„Anwendungskontexte auch in diagnostischen Settings, die zuvor von Papier-Bleistift-Tests oder 

Beobachtungsverfahren geprägt waren“ (Jude & Wirth 2007, S. 49). Insbesondere für die Erfassung 

von Problemlösefähigkeiten, die über rein kognitive Wissensinhalte hinausgehen, eignet sich die 

Verwendung technologiebasierter Testverfahren, da auf deren Basis eine Dynamik dargestellt 

werden kann, welche dem Handeln in realen prozessorientierten Situationen sehr nahe kommt (vgl. 

Jude & Wirth 2007, S. 49/50). 

Item- Formate und -Typen Vor- und Nachteile 

1. Geschlossene Item-Formate 

1.1 Richtig-Falsch-Items 

Diese Items bestehen aus einem Item-Stamm, der als Frage oder Aussage 

formuliert sein kann, und zwei Antwortalternativen, bspw. ‚Ja/Nein’ oder 

‚Richtig/Falsch’, von denen immer eine wahr und die andere unwahr ist. Die 

Ratewahrscheinlichkeit von 50 % ist ein schwerwiegender Nachteil dieses Item- 

Typs. 

1.2 Multiple-Choice-ltems 

MC-ltems bestehen aus einem Item-Stamm, der als Frage oder zu 

vervollständigende Aussage formuliert sein kann, und ca. vier 

Antwortalternativen, wobei die korrekte Antwortalternative als „Target“ oder 

„Schlüsselantwort“ und die falschen Antwortmöglichkeiten als „Distraktoren“ 

bezeichnet werden. 

1.3 Matching- bzw. Zuordnungs-Items 

Bei Zuordnungs-Items sollen Elemente zweier Kategorien einander zugeordnet 

werden, bspw. Kontrollstrukturen in JavaScript den entsprechenden 

Struktogrammen. 

1.4 Umordnungs-Items: 

Bei Umordnungs-Items müssen z.B. Befehlsfolgen in die richtige Reihenfolge 

gebracht werden, damit das gewünschte und angestrebte Verhalten erreicht 

wird. 

2. Halboffene-Item-Formate 

2.1 Kurzantwort-Items 

Bei diesen Items werden die Schüler gebeten, zur Beantwortung einer Frage 

einzelne Wörter, Zahlen oder Symbole anzugeben oder einen Satz zu 

vervollständigen. 

2.2 Lückentexte 

Diese Aufgabe besteht aus Texten, in denen einzelne Wörter oder Wortgruppen 

fehlen. Diese sind sinngemäß zu ergänzen, indem entweder frei geantwortet 

oder aus einer Liste möglicher Antworten gewählt wird. 

2.3 Korrektur- und Verbesserungsaufgaben 

Bei Korrekturaufgaben sollen Fehler, bspw. Syntax- oder Semantikfehler, 

Darstellungsfehler in Klassendiagrammen etc., von den Schülern identifiziert 

und korrigiert werden. 

3. Offenes-Item-Format 

Die Schüler werden durch freies Antworten auf ein Item dazu aufgefordert, eine 

umfassende eigenständige Leistung zu erbringen. Um eine objektive 

Auswertung gewährleisten zu können, sind detaillierte Kodieranweisungen 

unerlässlich. 

+ einfache 

Auswertung 

+ hohe Objektivität 

+ schnell zu 

beantworten 

- anspruchsvolle 

Konstruktion 

- fragliche Validität 

+ hohe Inhalts- 

validität 

+ einfach zu 

konstruieren 

- zeitaufwendige 

Beantwortung 

- aufwendige 

Auswertung 

- fragliche 

Objektivität 

Abbildung 5.1: Item-Formate und -Typen (vgl. Granzer et al. 2008, S. 20; Hartig & Jude 2007; S. 30, Knigge 

2010, S. 36)


6.5 Prinzipien der Testentwicklung 

Bevor die Konstruktion der Testitems zur Messung ausgewählter Kompetenzprofile der Dimension 

K1.2 des empirisch verfeinerten Kompetenzmodells erfolgt, wird dem Rat der Expertise zur 

Entwicklung nationaler Bildungsstandards gefolgt, indem zunächst vier grundlegende Prinzipien der 

Testentwicklung im Zentrum stehen, „die jeweils einer Entscheidung bedürfen, wenn man ein 

konkretes Testinstrument für eine bestimmte Zielsetzung entwickelt“ (Klieme et al. 2007, S. 84). 

(1) Sollen die Testergebnisse im Vergleich zu den Testergebnissen anderer Schüler bzw. Schulen 

interpretiert werden (man spricht dann von „verteilungsorientierter“ – oder „normorientierter“ 

Testinterpretation) oder in bezug auf ein inhaltliches Kriterium („kriteriumsorientiert“)? (Klieme et al. 

2007, S. 84) 

Die erste Frage lässt sich bereits auf Basis der Bedeutung von kriteriumsorientierten Tests sowie der 

inhaltlichen Zielsetzung und Konzeption von Bildungsstandards und den zugrundeliegenden 

Kompetenzmodellen eindeutig beantworten. Im Unterschied zu einer Bezugsnormorientierung wird 

ein kriteriumsorientiertes Testergebnis dahingehend interpretiert, ob ein bestimmtes, vorher 

festgelegtes Kriterium, welches z.B. im Kontext der pädagogischen Diagnostik in den 

Bildungsstandards definiert ist, als erfüllt anzusehen ist (vgl. Hartig & Jude 2007, S. 24). In wie fern 

einzelne Schüler oder Schülergruppen relativ zu den anderen Schülern einer Vergleichspopulation 

abgeschnitten haben, ist für die Einschätzung unerheblich, da der Referenzrahmen für die 

Interpretation der Ergebnisse nicht die Verteilung der Ergebnisse in der Gesamtbevölkerung bildet, 

sondern allein durch die in den Bildungsstandards definierten Kriterien festgesetzt ist (vgl. Klieme et 

al. 2007, S. 84). „Das individuelle Erreichen oder Nichterreichen eines Standards darf nicht davon 

abhängen, wie viele Schüler diesen Standard erreicht haben“ (Klieme et al. 2007, S. 84). 

(2) Soll die Kompetenz innerhalb eines Lernbereichs/Faches auf einer einzigen Gesamtskala 

(„eindimensional“) erfasst werden, oder sollen mehrere Teilkompetenzen unterschieden und getrennt 

erfasst werden („mehrdimensionale Skalierung“)? (Klieme et al. 2007, S. 84) 

Zunächst ist in der Expertise skizziert, dass eine mehrdimensionale Messung der Beschreibung von 

Bildungsstandards in größerem Maße gerecht wird, als eine eindimensionale Erfassung, da auf Basis 

einer Messung vieler Kompetenzbereiche eine differenzierte Angabe über die Ausprägung und 

Entwicklung einer Kompetenz gemacht werden kann. Zudem werden Defizitbereiche einzelner 

Teildistrikte deutlich, so dass eine zielorientierte Qualitätssicherung ansetzen kann, für die ein 

singuläres und kompetenzübergreifendes Rating weniger hilfreich wäre (vgl. Klieme et al. 2007, S. 

86). Ferner entstammen die zu überprüfenden Kompetenzen, für welche im Rahmen dieser Arbeit 

vier neue Testitems entstehen sollen, einem Kompetenzstrukturmodell, welches eine Unterteilung in 

vier übergeordnete Hauptdimensionen vornimmt, die sich intrinsisch erneut ausdifferenzieren (siehe 

Kapitel zwei: Das Forschungsprojekt MoKoM). Die zu generierenden Messinstrumente beziehen sich 

jeweils nur auf die untersten Ebenen einer Teildimension aus der Kategorie K1.2 des empirisch 

verfeinerten Kompetenzmodells, um der Forderung einer exakten Abbildung der 

Anforderungsbereiche einer spezifischen Kompetenz gerecht zu werden. Daraus lässt sich implizit 

deduzieren, dass mehrere Teilkompetenzen unterschieden respektive getrennt erfasst werden und 

folglich eine mehrdimensionale Skalierung vorliegt. 

(3) Bearbeiten alle Schülerinnen und Schüler dieselben Testaufgaben, oder werden – durch 

sogenannte „Rotation“ von Testversionen innerhalb einer Klasse – den Schülerinnen und Schülern 

unterschiedliche Aufgaben vorgelegt, damit insgesamt mehr Aufgaben eingesetzt werden können? 

(Klieme et al. 2007, S. 84) 

Allgemein ist festzuhalten, dass zum Zweck der Individualdiagnostik jeder Schüler alle relevanten 

Testaufgaben bearbeiten muss, um dessen Stärken und Schwächen im Kontext eines spezifischen 

fachwissenschaftlichen Anwendungsbereichs zu analysieren. Entgegengesetzt verhält es sich bei der 

Erhebung zum Systemmonitoring, bei dem jeder Schüler nur ein Teil der Testaufgaben bearbeitet, 

um das Spektrum der erfassten Leistungen zu verbreitern. Als Folge nimmt die Validität der


Ergebnisse auf dem Aggregationsniveau von Klassen, Schülern oder Ländern zu, wogegen die 

Vergleichbarkeit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse auf Individualniveau eingeschränkt ist (vgl. 

Klieme et al. 2007, S. 86/87). Die zu entwickelnden Testitems können jedoch nicht unmittelbar nach 

der Generierung zur Erhebung des Systemmonitoring eingesetzt werden, da die Anforderungsprofile 

der Aufgaben zunächst empirisch überprüft werden müssen, um sicherzustellen, dass tatsächlich die 

Anforderungsbereiche gemessen werden, die im Kompetenzmodell beschrieben sind (vgl. Klieme et 

al. 2007, S. 86). Im Rahmen des Forschungsprojektes MoKoM erscheint es ratsam, die im Kontext 

dieser Arbeit entwickelten Testitems allen Schülern aus der Untersuchungsgruppe vorzulegen, damit 

ein möglichst breites Spektrum an Testergebnissen vorliegt, auf dessen Basis eine begründete 

Entscheidung getroffen werden kann, ob eine Aufgabe verifiziert wurde und damit für eine 

Leistungsmessung geeignet ist oder auf Grund existierender Defizite modifiziert oder gar verworfen 

werden muss. 

(4) Soll ein und derselbe Test für alle Kompetenzniveaus und Schulformen gelten, oder verwendet man 

Aufgaben, die an das Leistungsvermögen der Gruppe bzw. des/der Einzelnen angepasst sind 

(„verzweigtes“ bzw. „adaptives Testen“)? (Klieme et al. 2007, S. 84) 

Diese Frage lässt sich teilweise bereits unter Beachtung der Zielsetzung von MoKoM beantworten. 

Die Entwicklung des theoretisch wie empirisch fundierten Kompetenzmodells für die beiden 

Domänen „Informatisches Modellieren“ und „Systemverständnis“ ist hinsichtlich der Sekundarstufe II 

ausgelegt (vgl. Nelles et al. 2010, S. 45). Folglich ist eine Betrachtung bzw. Berücksichtigung der 

Haupt- und Realschulen, als nebenläufige Schulformen zum Gymnasium, nicht zwingend erforderlich. 

Die zu entwickelnden Testitems werden mit der Zielsetzung konzipiert, dass sie prinzipiell allen 

Schülern der entsprechenden Jahrgangsstufen vorgelegt werden können, sofern sie die inhaltlichen 

Voraussetzung für die Bearbeitung der Aufgabe erfüllen bzw. die fachlichen Inhalte bereits im 

Unterricht behandelt wurden, so dass die Schüler ihre individuellen Lösungen auf einer 

Wissensgrundlage aufbauen können. Je nach Aufgabenstellung und Themenbereich werden im 

Rahmen dieser Arbeit leichte Modifikationsmöglichkeiten der Testitems vorgeschlagen, um das 

Schwierigkeitsniveau dem Leistungsstand und Vorwissen der Schüler anzupassen. 

6.6 Zusammenfassung und Prozess der Aufgabenentwicklung 

Die Betrachtung der unterschiedlichen Einsatzbereiche und Variationsmöglichkeiten von 

Testanwendungen hat verdeutlicht, dass es nicht um die Entwicklung des einen universellen 

Testinstruments geht, sondern die jeweilige Zielsetzung zu berücksichtigen ist. Es bleibt festzuhalten, 

dass die zu entwickelnden Aufgaben jeweils nur eine Teilkompetenz erfassen, so dass unter 

Hinzunahme aller Ergebnisse eine mehrdimensionale Skalierung entsteht, durch welche keinesfalls 

die Gesamtkompetenz bzgl. eines Faches bzw. der informatischen Domäne erfasst wird. Vielmehr 

spiegeln die zu entwickelnden Aufgaben nur einen spezifischen Kompetenzbereich zum 

informatischen Systemverständnis wieder. Ferner werden die Testitems für den Einsatz in der 

Sekundarstufe II konzipiert, sollen möglichst von allen Schülern gelöst werden und bedürfen einer 

kriteriumsorientierten Interpretation der Ergebnisse, dessen Auswertung keinen inkonsistenten 

Einflüssen unterliegen darf (vgl. Kapitel 6.5). Nach dieser theoretischen Einordnung wird im 

Folgenden auf eine modellbasierte Aufgaben- bzw. Testentwicklung zurückgegriffen, damit sich die 

Leistungserhebung nicht an einer willkürlichen Auswahl von Aufgaben orientiert. Modellbasiert 

bezeichnet in diesem Zusammenhang, dass der Entwicklungsprozess in Korrelation zu dem 

theoretisch wie empirisch fundierten Kompetenzmodell zum informatischen Modellieren und 

Systemverständnis steht. Zunächst ist festzulegen, welche Kompetenz aus der Dimension K1.2 es zu 

messen gilt, die anschließend als Grundlage für die Generierung eines Testitems dient. Im Anschluss 

daran werden die zugrundeliegenden fachlichen Inhalte der Kompetenzbeschreibung dahingehend 

spezifiziert und konkretisiert, dass diese in eine Aufgabenstellung transferiert werden können. Eine 

Analyse der Prozessinhalte der zu messenden Kompetenzen wurde bereits im Rahmen der


Klassifizierung und Taxonomierung vorgenommen, dessen Ergebnisse eine fundierte Entscheidung 

für oder gegen ein bestimmtes Item-Format ermöglichen. Entsprechend müssen sich die zu 

erstellenden Aufgaben neben den fachwissenschaftlichen Inhalten ebenso an den 

Prozessanforderungen orientieren, um die vollständige Bandbreite einer Kompetenzausprägung zu 

erfassen. Nach der Aufgabenkonstruktion steht die Generierung von Kodieranweisungen im 

Vordergrund, zu der ebenfalls die Angabe eines detailierten Erwartungsbildes zählt, um eine 

objektive Auswertung der Testergebnisse zu gewährleisten. Zuletzt erfolgt eine Klassifizierung bzw. 

Einordnung der Aufgabenstellung in die Taxonomietabelle von Anderson und Krathwohl, in der 

kritisch reflektiert wird, ob die kognitiven Prozesse der zu messenden Kompetenz mit den zu 

erbringenden Anforderungen des Testitems übereinstimmen. 

Thematische Einordnung 

- kriteriumsorientierte Testitems 

- kriteriumsorienterte Auswertung der 

Testergebnisse 

- keine Rotation von Testversionen (alle Schüler 

erhalten die gleichen Testaufgaben) 

- kein adaptives Testen (Testaufgaben sind für die 

Sekundarstufe II ausgelegt) 

- Ergebnisse sind auf einer mehrdimensionalen 

Skalierung anzuordnen 

Auswahl der zu testenden Kompetenz 

Die Selektion begrenzt sich auf jeweils eine Kompetenz 

der Dimension K1.2 des empirisch verfeinerten 

Kompetenzmodells. 

Spezifizierung der fachlichen Inhalte 

Der innerfachliche Gegenstandsbereich wird so 

weit konkretisiert, dass eine Transformation in 

eine Aufgabenstellung ermöglicht wird. 

Analyse der kognitiven Prozesse der zu messenden Kompetenz 

Dieser Arbeitsschritt wurde bereits im Rahmen der Einordnung der 

Kompetenzformulierungen in die Taxonomietabelle von Anderson und 

Krathwohl vorgenommen. 

Abbildung 5.2: Entwicklungsprozess der Itemkonstruktion 

Reflexion der Aufgabenstellung 

Das jeweilige Testitem wird in die Taxonomietabelle 

von Anderson und Krathwohl eingeordnet, um das 

Passungsverhältnis zwischen den geforderten 

kognitiven Prozessen der Aufgabenstellung und der 

zu messenden Kompetenz (-Formulierung) zu 

bestimmen. 

Generierung des Testitems 

Unter Beachtung aller vorhergehenden 

Überlegungen und Auswahlentscheidungen 

erfolgt die Erstellung eines (theoretisch) 

geeigneten Testitems zur Messung der zuvor 

ausgewählten Kompetenz (-Ausprägung). 

Auswahl eines geeigneten Item-Formats 

Die Entscheidung beruht auf einer Abwägung der 

jeweiligen Vor- und Nachteile der Item-Formate 

sowie auf Basis der geforderten kognitiven 

Prozessanforderungen.

7 Konstruktion von Testitems und deren Erwartungsbild zur Kompetenzerfassung 46 

7 Konstruktion von Testitems und deren Erwartungsbild 

zur Kompetenzerfassung 

7.1 Aufgabe eins: Autovermietung – Ratingalgorithmus 

7.1.1 Entstehungsprozess und Rahmenbedingungen des Testitems 

Die erste Kategorie aus der Dimension K1.2-Systemverständnis, für welche im Rahmen dieser Arbeit 

ein Testitem erstellt wird, bildet die Kompetenz K1.2.1- Anforderungsdefinitionen anwenden und 

analysieren: Die Lernenden sind in der Lage Anforderungsdefinitionen zu erläutern und 

implementieren, sowie deren Umsetzung zu beurteilen. Zunächst ist es notwendig, die inhaltliche 

Beschreibung zu konkretisieren und auf ein Fallbeispiel zu übertragen, um eine Transformation in 

eine konkrete Aufgabenstellung zu ermöglichen. Dabei gilt zu beachten, dass Kompetenzen nicht 

abstrakt definiert und überprüf werden können, „sondern stets nur berufsbezogen und im Kontext 

der jeweiligen Handlungssituation“ (Frieling et al. 2000, S. 37). Daraus ist abzuleiten, dass zunächst 

eine weitgehend reale Handlungssituation geschaffen oder wenigstens simuliert werden muss, in 

denen die Akteure oder die zu überprüfenden Schüler ihre Kompetenzausprägung anwenden und 

zeigen können (vgl. Frieling et al. 2000, S. 37). Der konzeptuelle Rahmen bildet die Software für eine 

Autovermietung, in der ausgehend von einem Kundenwunsch ein möglichst passendes Fahrzeug aus 

einer Datenbank von Autos gefunden werden soll. Die Aufgabe erscheint Realitätsnah, da ein 

Problembereich geschildert wird, der durchaus in der realen Praxis auftritt und insb. den älteren 

Schülern bekannt vorkommen sollte, sofern sie gerade den Führerschein erwerben und sich aus 

Interesse nach einem geeigneten Auto umsehen, welches ihre persönlich gesetzten Kriterien erfüllt. 

Eine genaue Beschreibung der zu implementierenden Anforderungsdefinition sowie der 

Bewertungsmaßstäbe ist aus der Aufgabenstellung und dem zu erbringendem Erwartungsbild zu 

entnehmen. 

Im Rahmen der Klassifikation der zu messenden Kompetenz K1.2.1, wurden bereits die kognitiven 

Prozesse (Er-)Schaffen sowie Bewerten identifiziert, die jeweils in ihren Teildimensionen bzw. 

Unterausprägungen Generieren und Produzieren respektive Überprüfen und Kritisieren auftreten 

können (vgl. Kapitel fünf). Da (Er-)Schaffen den komplexesten Prozessbereich innerhalb der 

Lernzieltaxonomie von Anderson et al. darstellt, erscheinen geschlossene Aufgabenformate wie 

Multiple-Choice-Items als ungeeignet, da durch sie bereits Antworten vorgegeben sind und nicht 

selber hergeleitet werden müssen (vgl. Schabram 2007, S. 54; Lienert & Raatz 1998). Eine stärkere 

Aussagekraft für die Erfassung der Kompetenzausprägung der zu messenden Kompetenz K1.2.1 

liefern offene Item-Formate, da die Implementierung der gegebenen Anforderungsdefinitionen und 

dessen Bewertung eine umfassende, kreative und eigenständige Leistung darstellt, welche durch 

vorgegebene Antwortalternativen nicht der von Anderson et al. vorgegebenen Normierung der 

kognitiven Prozesse Generieren und Produzieren entspricht (vgl. Anderson et al. 2001, S. 84-89). Es ist 

darauf zu achten, den Komplexitätsgrad der Aufgabe bzw. der zu implementierenden 

Anforderungsdefinitionen einzuschränken, um einer unverhältnismäßigen Beantwortungszeit 

entgegenzuwirken. Um das Problem der fraglichen Objektivität offener Item-Formate einzudämmen 

wird darüber hinaus weitgehend exakt festgelegt, wann die Anforderungsdefinition als erfolgreich 

implementiert anzusehen ist und welche Kriterien von den Schülern für eine angemessene 

Beurteilung ihrer individuellen Implementierung heranzuziehen sind. 

Tabelle 7.1: Rahmenbedingungen der Testaufgabe 1 

Zu messende Kompetenz K1.2.1- Anforderungsdefinitionen anwenden und 

analysieren 

Handlungssituation / konzeptueller Rahmen Software für eine Autovermietung, in der 

ausgehend von einem Kundenwunsch ein 

möglichst passendes Fahrzeug aus einer 

Datenbank von Autos gefunden werden soll.


Anzusprechende kognitive Prozesse (Er-)Schaffen und Bewerten 

Aufgabentyp offenes Item-Format 

Besondere Zielsetzung der Komplexitätsgrad darf nicht überschritten 

werden; es sind genaue Kodierungsanweisungen 

zu erstellen 

Hilfsmittel Klassendokumentation der ArrayList, ggf. 

Softwareentwicklungsumgebung 

7.1.2 Die Aufgabenstellung 

Stell dir vor, du arbeitest in einem Team eines Softwareentwicklungsunternehmens. Ihr habt von 

einer Fahrzeugvermietung den Auftrag bekommen, ein geeignetes Programm für deren 

Autoverwaltung zu entwerfen. Deine Kollegen haben bereits die Klassen Auto, Kunde und 

Kundenwunsch mit den entsprechenden Attributen, Konstruktoren sowie den Getter-und Setter- 

Methoden vorimplementiert. Abbildung 7.1 stellt das entsprechende Klassendiagramm des 

vorläufigen Programms dar. Zudem liegen dir alle bisher erstellen Quelltexte vor. 6 

Abbildung 7.1: UML – Klassendiagramm der Autovermietungssoftware 

Deine Aufgabe besteht darin, die Methode bewerteAutos() zu implementieren, welche in der Klasse 

Verwaltung zu finden ist. Es werden folgende Anforderungen an die Methode gestellt: 

Ausgehend von einem beliebigen Kunden und einer Liste von Autos, welche jeweils der Methode zu 

übergeben sind, sollen alle Autos entsprechend des Kundenwunsches bewertet werden. Die 

Bewertung wird in dem Attribut kundenrating der Klasse Auto festgehalten. Je höher der Wert des 

Attributs kundenrating, desto besser ist das Auto für den Kunden geeignet. Alle Wünsche des Kunden 

sind in dem Attribut kundenwunsch der Klasse Kunde gespeichert. Da erfahrungsgemäß die 

Preisvorstellungen und der Herstellerwunsch für den Kunden besonders wichtig sind, sollen diese 

Merkmale des Autos eine stärkere Gewichtung erhalten. 

6 Aus Platzgründen sind die Quelltexte im Anhang unter A6 zu finden.


Eine genauere Beschreibung, in welcher Form die Autos bewertet werden sollen, kann der 

Auftraggeber der Fahrzeugvermietung nicht angeben. Daher ist es deine Aufgabe, alle 

Implementierungsentscheidungen bzw. die Gesamtumsetzung der Methode entsprechend zu 

begründen und zu bewerten. 

Folgende Bewertungskriterien sind zu beachten: 

(1) Entspricht die Implementierung den formalen Anforderungsdefinitionen der Methode? 

(2) Kann der Algorithmus weiter verfeinert werden, um eine genauere Einschätzung bzgl. der 

Eignung eines Fahrzeuges für einen Kunden widerzuspiegeln? 

(3) Wird der Algorithmus durch gewisse Eingabedaten ungewollt negativ beeinflusst? 

Klasse Verwaltung: 

import java.util.*; 

public class Verwaltung { 

public void bewerteAutos(________________________) //formale Parameter müssen 

ergänzt werden 

{ 

//hier soll deine Lösung stehen 

} 

} 

7.1.3 Erwartungsbild und Kodierungsanweisungen 

Zunächst wird von den Prüflingen erwartet, die Methode bewerteAutos() um ihre formalen 

Parameter zu ergänzen, um die Übergabe eines konkreten Kunden und der vorhandenen Autoliste in 

Form von aktuellen Parametern zu ermöglichen. Anschließend ist ein kompletter Durchlauf der 

Collection erforderlich, innerhalb dessen jede Eigenschaft des betrachteten Autos mit dem 

passenden Attribut des übergebenen Kundenwunsches mit einer if-Abfrage zu vergleichen und 

entsprechend zu bewerten ist. Ferner beinhaltet dieser Aufgabenbereich die Auswahl eines 

geeigneten Vergleichsparameters, der je nach Kontext und Datentyp in seiner Verwendung variieren 

kann. Für eine Überprüfung des Passungsverhältnisses zwischen dem jeweiligen Hersteller des Autos 

und den Wunschvorstellungen des Kunden, bietet sich der Einsatz der vorimplementierten Methode 

equalsIgnoreCase an, um eine Unterscheidung zwischen Groß- und Kleinschreibung zu unterbinden. 

Demzufolge ist für den späteren Nutzer der Software unerheblich, ob dieser den Begriff „Audi“ oder 

„audi“ in das Softwaresystem eintippt. 

Sofern das betrachtete Attribut in das Wunschspektrum passt bzw. die if-Abfrage erfüllt ist, muss das 

Ergebnis zu einer Aufwertung des zugrundeliegenden Fahrzeuges beitragen. Darüber hinaus ist zu 

untersuchen, ob innerhalb der Implementierung des Prüflings eine stärkere Gewichtung der 

Attribute „hersteller“ und „preis“ erfolgt. Andernfalls gilt die Methode als unvollständig, da sie nicht 

in vollem Umfang der geforderten Anforderungsdefinition entspricht. Eine Möglichkeit, den 

Algorithmus zur Auffindung eines geeigneten Automobils zu verfeinern, besteht in der Skalierung der 

numerischen Kundenwünsche. Ein Auto, welches nur leicht die Preisvorstellungen des Kunden 

übersteigt, sollte in der Ratingskala des Preises entsprechend stärker berücksichtigt werden, als ein 

vergleichbares Automobil, dessen Wert um ein vielfaches höher angesetzt ist und damit für den 

Kunden unbezahlbar wird. 

Neben der Implementierung hat der Prüfling die Aufgabe, alle Entscheidungen entsprechend zu 

begründen, um eine reflektierte Bewertung der Gesamtumsetzung bzgl. der vorgegebenen 

Anforderungsdefinition anzugeben. In der nachfolgenden Tabelle ist ein Kodierungsraster gegeben, 

welches als Rahmenmodell für die Auswertung der Schülerlösung herangezogen werden kann. Die 

Zahlen, welche jeweils hinter den möglichen Begründungen der Schüler vermerkt sind, adressieren 

jeweils das Bewertungskriterium, auf welches sie sich beziehen. Eine Musterlösung der Aufgabe ist 

im Anhang unter A7 zu finden.


Tabelle 7.2: Erwartungshorizont und Kodierungsanweisungen 

Die zu messende Kompetenz K1.2.1 gilt im Kontext der Aufgabenstellung als Existent, sofern die folgenden Rahmenbedingungen erfüllt sind. 

Anforderungen an die Implementierung Mögliche Begründung des Prüflings Bemerkung 

Die formalen Parameter Kunde kunde sowie 

Die Anforderungsdefinition bzgl. der Ausgangsdaten wurde 

ArrayList Autoliste sind der Methode 

erfüllt, da der Algorithmus auf der Autoliste und dem 

bewerteAutos() hinzuzufügen. 

Kundenwunsch aufbaut. (1) 

Alle Fahrzeuge innerhalb der übergebenen Autoliste Sofern nicht alle Kombinationen zwischen den Attributen des Dieser Schritt gilt als elementares Element des 

und dessen Attribute müssen durchlaufen werden. Kundenwunsches und den äquivalten Attributen des Autos zu erstellenden Algorithmus. Eine fehlende 

Es sind alle Eigenschaften des Kundenwunsches mit vergleichen werden, erfolgt keine zuverlässige Bewertung, da Begründung von Seiten des Prüflings kann evtl. 

den Attributwerten der Autos zu vergleichen. 

entweder einige Fahrzeuge oder diverse Kundenwünsche 

nicht in die Bewertung mit einfließen. 

vernachlässigt werden. 

Sofern ein Wunschmerkmal mit dem Wert eines Die Anforderungsdefinition der Methode wurde in dem Sinne Um welchen Wert das Attribut kundenrating 

Fahrzeugattributs übereinstimmt, steigt das 

erfüllt, dass die Eignung eines Autos bezogen auf einen erhöht wird, ist bei der Auswertung der 

kundenrating des entsprechenden Autos. 

Kundenwunsch in dem Attribut kundenrating gespeichert Schülerantwort von dem Prüfer zu 

wird. (1) 

vernachlässigen. 

Für ein Vergleich des Datentyps „String“ wird als Die Groß- und Kleinschreibung ist unerheblich, da im 

In der zweiten Alternative wird nicht 

Operator „==“ oder die Methode „equal()“ verwendet. Endprodukt alle Strings über ein Auswahlfeld vom 

berücksichtigt, dass neben der Schreibweise 

Systembenutzer selektiert werden sollen, wodurch eine ebenfalls die Wortwahl variieren kann. Es muss 

einheitliche Schreibweise garantiert ist (3) 

sichergestellt werden, dass der Algorithmus z.B. 

Alternativ: 

Alternativ: 

den Unterschied zwischen „VW“ und 

Für ein Vergleich des Datentyps „String“ wird als Die Groß- und Kleinschreibung bei der Eingabe neuer Daten „Volkswagen“ vernachlässigt. 

Operator die Methode „equalsIgnoreCase“ 

von Seiten des Systembenutzers kann sich durch die 

verwendet. 

Verwendung der Methode „equalsIgnoreCase“ nicht negativ 

auf den Algorithmus auswirken. (3) 

Es erfolgt eine Abstufung der Bewertungskriterien. Die Die Anforderungsdefinition der Methode wird in dem Sinne Sofern die Attribute preis und hersteller stärker 

Attribute preis und hersteller bekommen eine höhere entsprochen, dass die Attribute preis und hersteller stärker in berücksichtigt werden, gilt dieser Teilaspekt als 

Gewichtung. 

die Gewichtung integriert werden. (1) 

erfüllt. Um welchen Faktor sich die Bewertung 

von den übrigen unterscheidet, ist nicht 

vorgegeben und daher für die Bewertung 

unerheblich. 

Es erfolgt eine Skalierung der Attributwerte des Durch die Skalierung der Attributwerte spiegelt das Rating in Diese Implementierungsentscheidung ist nicht 

Kundenwunsches 

höherem Maße die Zielvorstellung des Kunden wieder. (2) zwingend für die Erfüllung der Aufgabe 

Beispiel: 

Durch eine feinere Skalierung aller Attributwerte kann der notwendig, da sie in der Anforderungsdefinition 

Der Preis des Autos entspricht in vollem Umfang dem Algorithmus stets weiter verbessert werden. Zudem sind nicht explizit gefordert wurde. Dennoch ist eine 

Kundenwunsch: +6 Punkte 

weitere Angaben des Auftraggebers notwendig, um zu Beurteilung im Rahmen des 2. Bewertungs- 

Der Preis des Autos ist 10% zu hoch: +4 Punkte erfahren, auf welche Fahrzeugeigenschaften die Kunden der kriteriums notwendig, um der Aufgabenstellung 

Der Preis des Autos ist 20% zu hoch: +2 Punkte 

Der Preis des Autos ist 30% zu hoch: +1 Punkt 

Autovermietung besonderen Wert legen. (2) 

in vollem Umfang gerecht zu werden.


7.1.4 Einordnung in die Taxonomietabelle von Anderson und Krathwohl 

Da in der Aufgabenstellung nicht explizit angegeben ist, wie der Algorithmus zur Bewertung der 

Autos strukturiert, aufgebaut oder zu implementieren ist, müssen die Prüflinge zunächst 

eigenständig in einem kreativen Prozess mehrere Lösungsmöglichkeiten oder -Variationen 

generieren und planen, von denen letztlich eine auszuwählen und umzusetzen ist. Es entsteht ein 

Zielprodukt, welches durch die zu implementierende Methode bewerteAutos() gegeben ist, die einen 

Zugewinn an Funktionalität gegenüber dem Ausgangsmaterial bzw. dem ursprünglichen Programm 

darstellt. Folglich wird auf kognitiver Ebene der Prozess der Erschaffens adressiert, wobei die drei 

Teildimension Generieren, Planen und Produzieren zyklisch ihrer Reihenfolge einmal linear 

durchlaufen werden, bis die fertige Methode entsprechend ihrer Anforderungsdefinition konstruiert 

wurde. Der geforderte Prozess geht über eine einfache Anwendung hinaus, da in der 

Anforderungsdefinition keine verbale Beschreibung oder ein Pseudocode der Algorithmenstruktur 

existent ist, der nach einem festen Schema in Quellcode transferiert bzw. implementiert werden 

kann. 

Anschließend erfolg eine Bewertung der implementierten Umsetzung, dessen Prozess in die 

gleichnamige kognitive Kategorie der Taxonomietabelle einzuordnen ist, da eine normierte 

Dimension von Qualitätskriterien zu Grunde liegt, die innerhalb der Aufgabenstellung explizit 

genannt wird und an welcher sich der Prüfling orientieren muss. Als Teilprozesse sind sowohl 

Aspekte des Überprüfens als auch des Kritisierens zu verzeichnen, da die Methode zunächst intern 

auf die Erfüllung der formalen Anforderungsdefinitionen überprüft wird, als auch externe Kriterien 

vorliegen, auf denen eine Beurteilung der Implementierung aufbaut. 

Auffallend ist, dass der Prozess des Exemplifizierens bzw. des Erläuterns nicht explizit von den 

Prüflungen verlangt wird. Im Kontext der Aufgabenstellung erscheint es jedoch unzweckmäßig, dass 

die Prüflinge die Anforderungsdefinitionen an einem konkreten Beispiel illustrieren sollen, da eine 

inhaltliche Beschreibung bzgl. der Umsetzung der Methode, auf welche sich die Anforderungen 

beziehen, nicht existent ist. Darüber hinaus setzt eine erfolgreiche Implementierung bereits ein 

grundlegendes Verständnis der Programm- bzw. Methodenanforderungen voraus. 

Generieren 

Planen 

Produzieren 

(Er-)Schaffen 

Überprüfen 

Kritisieren 

Bewerten 

7.2 Aufgabe zwei: digitale Fahrstuhlanzeige 


Humbert konnte in empirischen Studien nachweisen, dass sich Schüler eines Informatikkurses von 

Rechnern bedroht fühlen. Daraus ist abzuleiten, dass eines der wichtigsten Bildungsziele, den 

Rechner zu entmystifizieren, nicht an Aktualität eingebüßt hat (Schubert & Schwill 2004, S. 253; 

Humbert 2003). Der Aufbau eines grundlegenden und elementaren Verständnisses über die 

Funktionsweise boolescher Logik kann als bedeutender Schritt für die übergeordnete Zielsetzung des 

Kompetenzerwerbs zum Systemverständnis und damit der Entmystifizierung angesehen werden, da 

„digitale Logik“ die unterste Hierarchie des Ebenenmodells der Computerarchitektur darstellt und 

somit den grundlegenden Baustein bildet, auf dem alle andern Ebenen aufbauen (Tannenbaum 2006, 

S. 156). Aus diesem Grund bezieht sich das zweite Testitem, welches im Rahmen dieser Arbeit 

entsteht, auf die Kompetenzdimension K1.2.5.1- Digitale Logik und Datenrepräsentation, welche der 

übergeordneten Kategorie Architektur und Organisation des theoretisch sowie empirisch fundierten 

Kompetenzstrukturmodells zugeordnet ist. Um die Kompetenz im Rahmen eines Testitems messbar 

zu machen, soll die Schaltung einer digitalen Fahrstuhletagenanzeige entworfen werden, zu der 

entsprechende Aufgabenstellungen zu generieren sind, welche die Anwendung boolescher 

Operatoren und den Vergleich verschiedener Datenrepräsentationen beinhalten, um in vollem 

Umfang der inhaltlichen Beschreibung der Kompetenzformulierung gerecht zu werden. Im Rahmen


der Taxonomierung hat sich die Existenz der kognitive Prozesse Anwenden, Verstehen und Bewerten 

herauskristallisiert, wobei letztere insbesondere durch die Teildimensionen Kritisieren und 

Interpretieren geprägt sind. Im Zentrum der Aufgabenstellung stehen daher Transferierungsprozesse, 

im Rahmen dessen Informationen bzw. Daten in verschiedene Darstellungsformen zu konvertieren 

sind 7 , die anschließend unter Berücksichtigung ihrer spezifischen Vor- und Nachteile in Hinblick auf 

dessen Eignung vergleichen und gegenübergestellt werden, um eine Bewertung ihrer 

Angemessenheit aufzustellen. Für den kognitiven Prozess des Vergleichens empfehlen Anderson und 

Krathwohl die Verwendung von Zuordnungs-Items, bei denen Objekte zu verbinden sind, welche die 

gleichen charakteristischen Merkmale aufweisen (vgl. Anderson et al, 2001, S. 75). Im Kontext der 

Kompetenzformulierung müssen jedoch ebenfalls die spezifischen Vor- und Nachteile einer 

Darstellungsform vergleichen werden, um eine passende Repräsentation auszuwählen. Aus diesem 

Grund erscheint der Gebrauch eines Zuordnungs-Item unzweckmäßig, da ein Vergleich der 

Datenrepräsentationen eine Bewertung zur Folgte hat und folglich einen komplexen kognitiven 

Prozess darstellt. Ebenso kann die Anwendung der booleschen Logik und Operatoren sowie die 

Konvertierung bzw. Umwandlung von Informationen aus einer gegebenen Repräsentationsform in 

eine andere nicht im Rahmen einer geschlossenen- oder halboffenen Aufgabenstellung gemessen 

werden, da es sich um komplexe kognitive Prozesse handelt, die nicht durch das Ankreuzen eines 

vorgegebenen Items oder die Ergänzung eines Wortes zu überprüfen sind. Theoretisch wäre es 

denkbar eine Logikfunktion mit Hilfe der booleschen Algebra vereinfachen zu lassen und 

verschiedene Endergebnisse vorzugeben, von denen eines im Rahmen einer Multiple-Choice Aufgabe 

von dem Prüfling als richtig zu klassifizieren ist, um die Kompetenz im Umgang mit den booleschen 

Operatoren zu ermitteln. In diesem Fall ginge jedoch der komplette Lösungsweg verloren, welcher 

ebenfalls maßgeblich für die Kompetenzmessung und ggf. für die Ermittlung von 

Kompetenzabstufung ist. Aus diesem Grund kommt erneut das offene Antwortformat zur 

Anwendung, wobei die Endergebnisse soweit vorbestimmt sind, dass eine angemessene Objektivität 

als gesichert anzusehen ist. 


Zu messende Kompetenz K1.2.5.1- Digitale Logik und Datenrepräsentation 

Handlungssituation / konzeptueller Rahmen Entwicklung einer Schaltung für eine digitale 

Fahrstuhletagenanzeige 

Anzusprechende kognitive Prozesse Anwenden, Verstehen und Bewerten 

Aufgabentyp offenes Item-Format 

Hilfsmittel Übersichtsblatt über die wichtigsten Gesetze 

und Axiome der booleschen Algebra (Anhang 

A4). 


Für einen Fahrstuhl in einem 6-stöckigen Gebäude (Etage 0 bis Etage 5) soll die Ansteuerungsschaltung 

für die Etagenanzeige entworfen werden. Die Anzeigetafel für die Etagennummer besteht 

aus 7 LEDs, welche durch die booleschen Variablen c1, c2, …, c3 angesteuert werden und hat folgende 

Anordnung: 

7 Entspricht der Normierung der kognitiven Prozessdimension des Interpretierens.


Für die Darstellung von Etage 3 leuchten z.B. alle LEDs außer c2 und c5 auf (LED leuchtet = 1). Die 

Ansteuerungsgleichungen werden von 3 Steuerleitungen s2, s1, s0 angesprochen, wobei (s2s1s0)2 die 

zugehörige Dualdarstellung der anzuzeigenden Etagenzahl ist. Falls durch die Steuerleitungen eine 

Dualzahl größer 5 abgebildet wird, leuchtet nur LED C4 auf. 

a) Überlege dir zunächst, welche LEDs aufleuchten müssen, um die Zahlen 0,1,2,3,4,5 

darzustellen. Stelle anschließend die Funktionstabelle auf. 

Etage s2 s1 s0 C1 C2 C3 C3 C4 C5 C6 C7 

0 0 0 1 

0 0 1 1 

0 1 0 1 

0 1 1 1 

1 0 0 1 

1 0 1 0 

1 1 0 0 

1 1 1 0 

b) Übertrage die Funktion C3 in ein KV-Diagramm und vereinfache die Funktion. 

c) Stelle die Funktion C3 auf Basis der Funktionstabelle in disjunktiver Normalform dar. 

d) Vereinfache die Funktion C3 ausgehend von der disjunktiven Normalform mit Hilfe der 

Axiome und Gesetze der booleschen Algebra. Beschreibe in jedem Schritt, welche Regeln du 

verwendet hast. Eine direkte Übernahme des Endergebnisses aus Aufgabe b ist nicht erlaubt 

und dient lediglich zu deiner eigenen Überprüfung. 

Hinweis: Falls du Aufgabe c) nicht gemacht hast, vereinfache die folgende Funktion: 

𝐶 x = 𝑠 �2 s1𝑠 0� + s2𝑠 1� 𝑠 0� + s2𝑠 1� s0 + s2s1𝑠 0� + s2s1s0 e) Zeichne das zugehörige Schaltbild der minimierten Funktion C3. 

Hinweis: Falls du die minimierte Funktion C3 nicht ermittelt hast, verwende die Funktion 

Cy = s2� s1� + s0� . 

f) Vergleiche alle verwendeten Darstellungsformen indem du jeweils mind. einen positiven als 

auch negativen Aspekt für dessen Verwendung schilderst. 

(i) Darstellung als Funktionstabelle 

(ii) Darstellung als KV-Diagramm 

(iii) Darstellung als Funktion in disjunktiver Normalform 

(iv) Darstellung als minimierte Funktionsgleichung 

(v) Darstellung als Schaltbild 


a) 

Für eine erfolgreiche Bearbeitung der ersten Teilaufgabe ist ein grundlegendes Verständnis der 

Funktionsweise des Gesamtsystems notwendig. Die dargestellte Schalttabelle dient den Prüflingen 

als Orientierung, verdeutlicht die Aufgabenstellung und sorgt für eine zeitliche Optimierung der 

Testzeit, da von den Schülern nicht erwartet wird, zunächst einige Minuten für die Erstellung einer 

Tabelle aufzuwenden. Die vorgegebene Belegung der Funktion C3 dient als Kontrollmöglichkeit für 

die Prüflinge bzgl. ihrer angenommenen Lösung und ist notwendig, um die darauf folgenden 

Teilaufgaben zu bearbeiten. Bei der Auswertung ist darauf zu achten, das Gesamtergebnis der 

Schülerlösung in den Vordergrund zu stellen. Die Angabe einer falschen 0 oder 1 darf nur zu einem 

minimalen Punktabzug führen, sofern die übrigen Schaltfunktionen korrekt angegeben sind, da in 

diesem Fall davon auszugehen ist, dass der Prüfling das Gesamtverhalten der Schaltfunktion sowie 

den Aufbau und die Struktur der Schalttabelle verstanden hat und die Informationen der 

Aufgabenstellung erfolgreich in eine alternative Darstellungsform transferieren konnte. Die 

Kompetenz einer Informationsableitung aus einer gegebenen Repräsentationsform ist folglich im


Kontext der ersten Teilaufgabe als erfüllt anzusehen. Das Zielkriterium der Objektivität gilt als 

weitgehend sichergestellt, da alle Ergebnisse eindeutig vorbestimmt sind und keiner Interpretation 

bedürfen. 

Etage s2 s1 s0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 

0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 

1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 

2 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 

3 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 

4 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 

5 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 

- 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 

- 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 

b) 

Teilaufgabe b) spricht erneut die Kompetenz der Informationsableitung und die Transformation in 

eine alternative Darstellungsform an. Zudem wird ersichtlich, in wie fern die Repräsentationsform 

der Daten die daraus abzuleitende Informationsgewinnung beeinflussen kann, da im Gegensatz zu 

einer Schalttabelle die funktionalen Abhängigkeiten in einem KV-Diagramm bereits visuell deutlich 

werden und eine Schaltfunktion entsprechend leicht zu vereinfachen ist. In welchem Umfang die 

Prüflinge die Vor- und Nachteile der verschiedenen Repräsentationsformen erkannt haben, wird in 

Teilaufgabe f) explizit geprüft. Ferner unterliegen die vom Prüfling verwendeten Geltungsbereiche 

der Variablen einer besonderen Kontrolle, da eine der Musterlösung gegenüber abweichende 

Positionierung innerhalb des KV-Diagramms zu einer veränderten inneren Belegung der 

Wahrheitswerte führt. Die Aufgabe gilt als korrekt gelöst, sofern das KV-Diagramm in vollem Umfang 

mit der Funktion C3 übereinstimmt. Falls das KV-Diagramm Inkorrektheit aufweist, die daraus 

abgeleitet minimale Funktion jedoch richtig abgeleitet wurde, so ist dies als Folgefehler zu werten 

und darf keinen weiteren Punktabzug zur Folge haben, da eine erfolgreiche Interpretation des KV- 

Diagramms stattgefunden hat und der Prüfling die daraus abgeleiteten Informationen erfolgreich in 

eine Funktionsgleichung transformieren konnte. 

C3: 

Minimierte Funktion: 𝐶 3 = 𝑠 � 2 + 𝑠 1� 𝑠 0� 

c) 

Neben der Tatsache, dass zunächst erneut Informationen aus der Funktionstabelle abgeleitet und in 

eine dritte Darstellungsform zu transformieren sind, dient die Aufgabe u.a. ebenfalls der 

Überprüfung des Wissensbestandes über die booleschen Operator NOT, AND sowie OR. 

𝐶 3 = 𝑠 � 2𝑠 

1� 𝑠 0� + 𝑠 � 2𝑠 

1� 𝑠 0 + 𝑠 � 2𝑠 

1𝑠 0� + 𝑠 � 2𝑠 

1𝑠 0 + 𝑠 2𝑠 1� 𝑠 0� 

d) 

Ein primärer Aspekt in der Kompetenzformulierung besteht in der Forderung über einen fundierten 

Kenntnisstand der Funktionsweisen boolescher Logik und Operatoren sowie dessen Anwendung. Auf 

diesen Aspekt bezieht sich die hier beschriebene Aufgabenstellung, für dessen erfolgreiche 

Bearbeitung die Prüflinge die Axiome und Gesetze der booleschen Algebra kennen und anwenden 

müssen, welche sich auf den Umgang und die Rechenvorschriften der booleschen Operatoren 

beziehen. Es ist anzumerken, dass verschiedene Vorgehensweisen und Umformungsschritte 

existieren, um die Zielvorgabe der minimierten Schaltfunktion zu erreichen. Daher bedarf jede 

Schülerlösung eine genaue Betrachtung, wobei die Objektivität in großem Umfang sichergestellt ist, 

da alle Umformungsschritte festen axiomatischen Regeln genügen. Sofern sich die abgegebene


Endlösung des Prüflings weiter vereinfachen lässt, ist ein entsprechend proportionaler Punktabzug 

notwendig. Um allen Schülern die gleichen Lösungschancen zu gewährleisten, handelt es sich bei der 

alternativen Funktion um eine Punktspiegelung des KV-Diagramms der ursprünglichen Funktion C3. 8 

𝐶 3 = 𝑠 � 2𝑠 

1� 𝑠 0� + 𝑠 � 2𝑠 

1� 𝑠 0 + 𝑠 � 2𝑠 

1𝑠 0� + 𝑠 � 2𝑠 

1𝑠 0 + 𝑠 2𝑠 1� 𝑠 0� |Distributivgesetz 

𝐶 3 = 𝑠 � 2(𝑠 

1� 𝑠 0� + 𝑠 1� 𝑠 0 + 𝑠 1𝑠 0� + 𝑠 1𝑠 0) + 𝑠 2𝑠 1� 𝑠 0� |Distributivgesetz 

𝐶 3 = 𝑠 � 2(𝑠 

1� (𝑠 0� + 𝑠 0) + 𝑠 1(𝑠 0� + 𝑠 0)) + 𝑠 2𝑠 1� 𝑠 0� |Komplementregel 

𝐶 3 = 𝑠 � 2(𝑠 

1� + 𝑠 2) + 𝑠 2𝑠 1� 𝑠 0� |Komplementregel 

𝐶 3 = 𝑠 � 2 + 𝑠 2𝑠 1� 𝑠 0� |R15 

𝐶 3 = 𝑠 � 2 + 𝑠 1� 𝑠 0� 

e) 

In Teilaufgabe e) ist nach der letzten Repräsentationsform einer Schaltfunktion gefragt, um allen 

Darstellungsformen gerecht zu werden und einen abschließenden Vergleich zu ermöglichen. Die 

primäre Aufgabe besteht in der Transformation der booleschen Operatoren in die entsprechenden 

Gatter eines realen Schaltnetzes. Sowohl die Funktion C3 als auch die alternative Funktion weisen 

einen komparablen Schwierigkeitsgrad auf, da beide durch den Gebrauch eins AND, NOR und 

mehreren NOT-Gattern gekennzeichnet sind. Ferner besitzen sie die gleiche Anzahl an 

Steckverbindungen. 9 Die Kennzeichnung einer Steuerleitung (s2,s1,s0 ) als negierten Eingang ist nicht 

gestattet, da in der Realität NOT-Gatter zu verwenden sind. 

Darstellung von 𝑠 � 2: 

Abbildung 7.2: korrekte Darstellung 

von 𝒔 �� 

𝟐 

𝒔 �� 𝟐 

f) 

Da in der Kompetenzformulierung explizit gefordert ist, dass die Schüler bzw. die Prüflinge zu 

gegebenen Daten eine passende Repräsentation auswählen sollen, dient die letzte Aufgabe dem 

Vergleich aller Datenrepräsentationen, welche in der Aufgabenstellung Verwendung finden, um 

dessen Verwendungszweck je nach Zielvorhaben zu ermitteln. Mit der Nennung eines negativen 

Verwendungsaspektes bezogen auf eine Datenrepräsentation sind die Prüflinge in der Lage, eine 

unvorteilhafte Darstellungsform als solche zu klassifizieren. 

Tabelle 7.4: Vergleich der Darstellungsformen 

Darstellungsform Positive (Verwendungs-) Eigenschaften Negative (Verwendungs-) 

Eigenschaften 

Funktionstabelle + Sofern alle Funktionen in der Funktionstabelle - Ungeeignet, um eine singuläre 

abgebildet sind, kann zu jedem Eingangssignal Schaltfunktion zu vereinfachen. 

(spezielle Kombination der Steuerleitungen) das - Ausgehend von der 

Gesamtverhalten der Schaltung angegeben Funktionstabelle kann kein 

werden bzw. welche LEDs im Einzelnen 

Schaltplan entworfen werden, 

aufleuchten, wobei eine Zeile waagerecht zu der eine minimale Anzahl von 

lesen ist. 

Gattern aufweist, da zunächst nur 

8 Die Musterlösung der alternativen Funktion Cx befindet sich im Anhang unter A8. 

9 Das Schaltbild der Funktion Cy befindet sich im Anhang unter A9. 

S0 

S1 

S2 

Abbildung 7.3: Schaltbild der Funktion C3 

C3


+ Aus einer Problemstellung heraus kann mit 

Hilfe einer Funktionstabelle die gesamte 

Schaltung sehr schnell konstruiert werden, da 

ausgehend von einem Eingangssignal das 

Verhalten jeder einzelnen Funktion innerhalb 

der selben Zeile zu notieren ist. 

+ Das Gesamtverhalten der Schaltung ist leicht 

zu erkennen. 

KV-Diagramm + Eignet sich optimal, um eine Funktion zu 

vereinfachen bzw. zu minimieren, da bereits 

visuell zu erkennen ist, welche Eingangssignale 

funktional abhängig und damit verknüpfbar 

sind. 

Funktionsgleichung 

in disjunktiver 

Normalform 

minimierte 

Funktionsgleichung 

+ Es werden nur die Kombinationsbelegungen 

der Steuerleitungen angegeben, bei denen die 

Funktion positiv geschaltet ist bzw. die 

anzusprechende LED Anzeige aufleuchtet. 

+ Bildet eine gute Ausgangsbasis für die 

Vereinfachung der Schaltfunktion mit Hilfe der 

Axiome und Gesetze der booleschen Algebra. 

+ Eignet sich hervorragend, um auf dessen Basis 

einen Schaltplan zu entwerfen, da jede 

Schaltfunktion eine minimale Anzahl von 

Operatoren aufweist und somit die Anzahl der 

Gatter nicht weiter zu minimieren ist. 

Schaltbild + Auf Basis eines Schaltbildes kann ohne 

weitere Transformation in eine andere 

Darstellungsform das reale System 

zusammengestellt, gebaut und durch Gatter 

entworfen werden. 

die disjunktiven Normalformen 

der Funktion abzulesen sind, die 

jedoch in der Regel stark 

vereinfacht werden können. 

- Da jede singuläre Funktion in 

einem separaten KV-Diagramm 

dargestellt wird, ist das 

Gesamtverhalten der Schaltung 

nicht bzw. nur unter großen 

Aufwendungen ersichtlich. 

- Auf Basis eines Eingangssignals 

ist nur auf das Verhalten einer 

LED- Anzeige zu schließen, sofern 

nicht alle KV-Diagramme einer 

Betrachtung unterzogen werden. 

- Eine Darstellung in disjunktiver 

Normalform kann in der Regel 

stark vereinfacht werden und 

sollte daher nicht als Grundlage 

für einen Schaltplanentwurf 

dienen, da eine Vereinfachung 

der Schaltfunktion ebenfalls eine 

Reduzierung der verwendeten 

Gatter zur Folge hat. 

- Das Gesamtverhalten des 

Schaltnetzes ist nicht ersichtlich, 

da bereits viele Kombinationsbelegungen 

der Steuerleitungen 

zusammengefasst wurden. 

- Es ist nicht ersichtlich, ob alle 

Schaltfunktionen minimiert 

wurden und ob folglich eine 

minimale Anzahl an Gattern 

vorliegt. 


Die Aufgabenstellungen a, b, c und e lassen sich auf kognitiver Ebene der Prozesskategorie 

Interpretieren zuordnen. Zunächst ist es notwendig aus der konzeptuellen und verbalen 

Beschreibung der zu erstellenden Schaltung Informationen abzuleiten, um deren Zielsetzung zu 

bestimmen und auf dessen Basis eine Schalttabelle für die einzeln anzusprechenden LEDs zu 

entwerfen. Die verbalen Informationen der ursprünglichen Zielbeschreibung werden folglich in eine 

andere Darstellungsform transferiert. Darüber hinaus wird von den Prüflingen verlangt, die 

Etagennummern als Dezimalzahl, Dualzahl oder als aufzuleuchtende LEDs der Anzeigetafel zu 

betrachten sowie diese Repräsentationsformen ineinander zu überführen. Äquivalent verhält es sich 

bei den Teilaufgaben b,c und e, bei denen es jeweils notwendig ist, aus einer vorangegangenen


Darstellung Informationen abzuleiten und diese verlustfrei in eine gleichwerte Repräsentationsform 

zu transferieren. 

Die Vereinfachung einer Schaltfunktion mit Hilfe der Axiome und Gesetze der booleschen Algebra 

basiert auf dem kognitiven Prozess des Implementierens, welcher als Teildimension des Anwendens 

firmiert. Der Prozess des Ausführens rückt dagegen leicht in den Hintergrund, da zuvor nicht 

feststeht, welche Regel auf die vorgegebene boolesche Funktion anzuwenden ist, um diese 

zielorientiert umzuformen. Folglich muss der Prüfling nach jedem Schritt erneut eine Entscheidung 

darüber fällen, welche Axiome sich in der spezifischen Situation für den individuellen Gebrauch 

eignen, die anschließend nach festgesetzten Regeln umzusetzen sind. Es liegt auf der Hand, dass 

ebenfalls eine Transformation der Darstellungsform zu vollziehen ist, wobei die Anwendung der 

Axiome und Gesetze der booleschen Algebra den primären Aspekt einnimmt, da aus der 

Funktionsgleichung, welche in disjunktiver Normalform gegeben ist, keine Informationen im 

Sachzusammenhang abgeleitet werden müssen, sondern die Umformung im Vordergrund steht, 

welche nach festen Regeln operiert. 

Die letzte Teilaufgabe kann sowohl dem Vergleichen als euch dem Bewerten im Sinne von Kritisieren 

zugeordnet werden. Die Prüflinge überlegen sich Vor- und Nachteile für eine Eignung der 

Darstellungsformen in den unterschiedlichen Anwendungsbereichen. Sie müssen die 

Repräsentationsformen in Abhängigkeit ihrer Zielsetzungen bewerten, um diese als angemessen 

oder ungeeignet im Kontext einer Anwendungssituation zu klassifizieren. Es ist darauf hinzuweisen, 

dass von den Prüflingen nicht erwartet wird, ihre eigenständig aufgestellten Ergebnisse zu bewerten 

oder zu überprüfen, sondern eine allgemeine Beurteilung der Darstellungsformen von außen auf 

Basis externer Kriterien erfolgt. Daraus ist zu konkludieren, dass die kognitive Teildimension des 

Kontrollierens nicht existent oder nur in schwacher Ausprägung vorhanden ist, wogegen die 

Kategorie des Kritisierens im Sinne von Beurteilen in vollem Umfang erfüllt wird. 

Im Hinblick auf die Gesamtbetrachtung der letzen Aufgabenstellung findet ebenfalls ein 

übergeordneter Vergleich der Darstellungsformen statt. Zunächst erfolgt eine spezifische 

Gegenüberstellung der Vor- und Nachteile der einzelnen Datenrepräsentationen. Ferner werden im 

Rahmen der Vergleichstabelle bzw. der Nennung von positiven als auch negativen Aspekten 

bestehende Gemeinsamkeiten als auch Unterschiede der Darstellungsformen hinsichtlich ihrer 

Eignung und Zielsetzung deutlich. 


Vergleichen 

Verstehen 

(Ausführen) 



7.3 Aufgabe drei: Computerorganisation und Funktionalität 


Die dritte zu generierende Testaufgabe bezieht sich auf den Kompetenzbereich K1.2.5.3- 

Strukturierte Computerorganisation und Funktionalität, innerhalb dessen die Funktions- und 

Kommunikationsweisen einzelner Hardwarekomponenten zu illustrieren sind sowie die Generierung 

eines Modells über die innere Struktur eines Systems im Vordergrund steht. Für die notwendige 

Spezifizierung und Konkretisierung auf einen fachlichen Gegenstandsbereich eignet sich vornehmlich 

das im Jahre 1946 vorgeschlagenen Konzept der Von-Neumann-Rechnerarchitektur, da sich die 

heutigen Rechenanlagen bis in die Gegenwart hinein an der Struktur dieses klassischen 

Universalrechners orientieren (Duden Informatik 2006, S. 732). Gegenstand der Messinstrumente 

soll insbesondere die Existenz und der Zusammenhang der fünf grundlegenden Komponenten 

Steuerwerk, Rechenwerk, Arbeitsspeicher, Eingabewerk und Ausgabewerk sowie deren 

Kommunikationsweise über das Bussystem sein. Die prinzipielle Funktionsweise eines Rechners bei 

der Ausführung eines elementaren und singulären Befehls wird exemplarisch an dem konkreten 

Ablauf eines Befehlszyklus illustriert bzw. im Rahmen des Testitems abgefragt.


Auf kognitiver Ebene haben sich im Rahmen der Einordnung der Kompetenzformulierung in die 

Taxonomietabelle von Anderson und Krathwohl die Prozesse Erinnern und Verstehen mit ihren 

Teildimensionen Wiederaufrufen, Exempfifizieren sowie Erklären herausgebildet (vgl. Kapitel fünf). 

Für den Prozess des Wiederaufrufens, im Sinne von erinnern, eignet sich der Einsatz des halboffenen 

Item-Formats der Kurzantworten, im Rahmen dessen für die Beantwortung einer Frage einzelne 

Wörter, Zahlen oder Symbole anzugeben sind oder ein Satz zu vervollständigen ist (vgl. Anderson et 

al. 2001, S. 69/70; Granzer et al. 2008, S. 20). Im Kontext der Kompetenzbeschreibung spielen 

weniger mathematische Begrifflichkeiten oder Symbole eine übergeordnete Rolle, sondern vielmehr 

die Hardwarekomponenten der Von-Neumann-Rechnerorganisation, welche die Prüflinge nach einer 

vorhergehenden Aufforderung angeben oder in ein Schema übertragen müssen. Für dieses singuläre 

Testitem ist es nicht notwendig, die übergeordnete Struktur der Von-Neumann- 

Rechnerkomponenten und dessen Zusammenwirken abzufragen, da zunächst nur der kognitive 

Prozess des Erinnerns als zentrales Moment der Kompetenzerfassung im Vordergrund steht. 

Der kognitive Prozess des Exemplifizieren kann im Sinne von Anderson et al. mit Hilfe von 

konstruierenden Aufgaben – in welchen die Prüflinge ein Beispiel zu einem übergeordneten Schema 

konstruieren müssen – oder durch den Einsatz von Multiple-Choice-Items – in denen aus einer Reihe 

von Antwortmöglichkeiten ein korrektes Beispiel zu einem übergeordneten Schema auszuwählen ist 

– überprüft werden (vgl. Anderson et al. 2001, S. 72). Um die Funktions- und Kommunikationsweise 

der Hardwarekomponenten zu illustrieren, wird jedoch dem Gebrauch einer Umordnungsaufgabe 

dem Vorzug gegeben, welche die Aspekte beider Antwortformate aufgreift. Zunächst ist ein 

konstruierender Prozess erforderlich, da keine vorgegebenen Gesamtlösungen vorhanden sind, die 

es auszuwählen gilt, wogegen zeitgleich im Sinne der Multiple-Choice-Aufgaben Informationen 

präsentiert werden, welche die konkreten Befehle und Ablaufschritte einer Befehlsausführung 

beschreiben. Der Gebrauch einer rein konstruierenden Aufgabe, welche dem offenen Item-Format 

angehört, erscheint als unangemessen, da die Beschreibung einer Ablaufreihenfolge eines konkreten 

Befehls sehr differenziert und auf mehreren Abstraktionsebenen und Detailierungsgraden erfolgen 

kann, so dass eine objektive Auswertung nur schwer umzusetzen ist. 

Die Erklärung der Funktionalität eines Computers muss im Sinne der Normierung der 

Prozessdimension auf Basis eines Ursache-Wirkungs-Modells erfolgen (vgl. Anderson et al. 2001, S. 

75). Zeitgleich wird die Modellierung der inneren Struktur eines Systems explizit in der 

Kompetenzformulierung gefordert und liegt einem kognitiven Prozess zugrunde, der nicht durch 

vorgegebene Antwortalternativen oder die Angabe eines Wortes respektive dem Einsatz von 

geschlossenen oder halboffenen Item-Formaten zu überprüfen ist. Für den Modellbildungsprozess 

eignen sich offene Item-Formate, wobei die Antwort gewissen Rahmenbedingungen unterliegen 

muss, um eine objektive Auswertung zu gewährleisten. Aus diesem Grund wird in der Fragestellung 

die Struktur des zu erstellenden Modells vorgegeben, wobei der funktionelle Zusammenhang der 

einzelnen Komponenten durch den Prüfling frei – unter Beachtung der syntaktischen Vorgaben – zu 

modellieren ist. 


Zu messende Kompetenz K1.2.5.3- Strukturierte Computerorganisation und Funktionalität 

Handlungssituation / - Komponenten der Von-Neumannkonzeptueller 

Rahmen Rechnerarchitektur und deren Kommunikation 

über das Bussystem 

- Hardware der Ein- und Ausgabe sowie der Speicherhierarchie 

- Ablauf eines Befehlszyklus innerhalb der CPU 

Anzusprechende 

Erinnern und Verstehen 

kognitive Prozesse 

Aufgabentyp Umordnungs-Items, Kurzantwort-Items, offenes Item-Format 

Besondere Zielsetzung Die Struktur der zu erstellenden Modelle über die innere Struktur eines 

Systems soll vorgegeben werden, um eine objektive Auswertung zu 

gewährleisten. 

Hilfsmittel keine



a: Hardwarekomponenten 

Gibt pro Tabellenzeile jeweils ein Beispiel für eine Hardwarekomponente an, welche in die 

übergeordnete Kategorie passt: 

Tabellen 7.6: Hardwarekomponenten & Speicherebenen 

Eingabegeräte 

Name (Beispiel) 

Ausgabegeräte 


Speicherhierarchie 

Ebene 1 

Ebene 2 

Ebene 3 

Ebene 4 

Ebene 5 


b: Von-Neumann-Rechner 

(i) Trage die 5 Komponenten und ggf. deren Bestandteile eines Von-Neumann-Rechners in 

das unten aufgeführte Strukturmodell ein. 

(ii) Kennzeichne anschließend durch Pfeile die Verbindung zwischen den einzelnen 

Komponenten des Von-Neumann-Rechners und dem Bussystem (siehe bereits 

eingezeichneten Pfeil). Beachte, dass über die Pfeilrichtung ebenfalls die 

Übertragungsrichtung der Daten bzw. der Signale beschrieben wird. 

Steuerbus 

Adressbus 

Datenbus 

Abbildung 7.4: Komponenten der Von-Neumann-Rechnerarchitektur und deren Zusammenwirken 

(Ausfüllungsschema) 

Ausgabewerk 

c: Befehlszyklus der Zentraleinheit 

Im Folgenden sollen zwei Zahlen addiert werden, wobei der erste Operand bereits im Akkumulator 

der ALU gespeichert ist. Beschreibe, wie der Befehlszyklus der CPU für die Bereitstellung des zweiten 

Operanden aussieht, indem du die unten aufgeführten Befehlsschritte gemäß ihrer korrekten 

Ausführungsreihenfolge anordnest.


Hinweis: 

(i) der Befehl für die Bereitstellung des zweiten Operanden liegt noch nicht vor und muss 

zunächst in das Befehlsregister geladen werden. 

(ii) Der Befehl enthält nicht den Wert des zweiten Operanden, sondern nur die Adresse einer 

Speicherzelle im Hauptspeicher, in welcher der Wert gespeichert ist. 

1) Befehlsdekodierung und Interpretation (es soll ein Operand aus dem Speicher geladen und der 

ALU zur Verfügung gestellt werden). 

2) Ausführung der Addition in der ALU. 

3) Der Speicher treibt den Datenbus mit dem verlangten Wert. Der rechte Eingang der ALU wird an 

den Datenbus geschaltet. Zusätzlich wird der linke Eingang der ALU mit dem Wert des 

Akkumulators getrieben. 

4) Aktuelle Befehlsadresse aus Befehlszählregister auf Adressbus legen. 

5) Befehlszählregister um 1 erhöhen. 

6) Der Wert des Datenbusses, also das neue Befehlswort, wird in das Befehlsregister geladen. 

7) Gesamtergebnis wird von Akkumulator auf Datenbus gestellt. 

8) Der Speicher treibt den Datenbus mit dem verlangten Wert. 

9) Das berechnete Ergebnis der Addition wird auf den Ausgang der ALU geschaltet. 

10) Die Adresse des zweiten bereitzustellenden Operanden bzw. des zweiten Summanden wird von 

dem Befehlsregister auf den Adressbus gelegt. 

11) Die Bereitstellung des neuen Befehlswortes aus dem Speicher ist abgeschlossen. 

12) Endergebnisspeicherung im Akkumulator. 

Trage hier die Ziffern der Arbeitsschritte gemäß ihrer korrekten Ausführungsreihenfolge ein: 

__ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ 

d: Modellierung der ALU 

Modelliere die Struktur des Rechenwerks bzw. der ALU. Verbinde dazu die Elemente Datenbus, 

Rechenlogik, Akkumulator, Ablaufsteuerung und Steuerwerk entsprechend ihres Datenaustausches 

mit (Verbindungs-)Pfeilen. 


a) 

Die erste Aufgabe bezieht sich vorwiegend auf die Forderung, dass sich die Schüler an 

Hardwarekomponenten erinnern und diese benennen sollen. Die zwei Kategorien Ein- und 

Ausgabegeräte sind bzgl. ihrer Schwierigkeit einer unteren Niveaustufe einzuordnen, dienen jedoch 

der Vollständigkeit, um einige Beispielobjekte zu benennen, die mit dem Ein- und Ausgabewerk 

verbunden sind. Die Grundkomponenten der Von-Neumann-Rechnerarchitektur sind nicht 

Gegenstand der ersten Teilaufgabe, da die Prüflinge in den weiterführenden Fragestellungen dazu 

aufgefordert werden, diese explizit zu benennen. In der Musterlösung sind einige Beispiele für Ein- 

und Ausgabegeräte gegeben, welche als mögliche Schülerlösung zu akzeptieren sind. Die Liste erhebt 

jedoch nicht den Anspruch auf Vollständigkeit und kann ggf. durch weitere akzeptable 

Schülerantworten erweitert werden. Dagegen sind die gültigen Nennungen im Bereich der 

Speicherhierarchie in großem Umfang vorbestimmt, da einzig auf Ebene fünf im Bereich der 

Wechseldatenträger mehrere Nennungen möglich sind. 

Eingabegeräte: Maus, Tastatur, Joystick, Grafiktablett, Digitalstift, Gamepad, Fernbedienung, Scanner, digitale 

Kameras / Camcorder, lesbare Speicherkarten, Mikrofon etc. 

Ausgabegeräte: Drucker, Bildschirm, Lautsprecher, FAX, Beamer, Headset, Plotter, etc. 

Speicherhierarchie: 1) Register 2) Cache 3) Arbeitsspeicher 4) Festplatte 5) CD, DVD, USB-Stick, Diskette, 

Speicherkarte etc.


b) 

Die zweite Teilaufgabe bezieht sich fachlich auf die Struktur und die Elemente der Von-Neumann- 

Architektur mit einem besonderen Augenmerk auf dessen Kommunikationsweise, welche durch die 

Übertragung von Daten, Steuersignale und Adressen über das Bussystem geprägt ist. Die einzelnen 

Komponenten sind explizit nicht vorbenannt, um der Forderung nachzukommen, dass sich die 

Schüler eigenständig an die Hardwarekomponenten erinnern sollen. 

Abbildung 7.5: Komponenten der Von-Neumann-Rechnerarchitektur und deren Zusammenwirken 

(Musterlösung) 

Da einige Elemente alternative Namensbezeichnungen haben, sind entsprechend alle Äquivalenzformen 

als korrekt aufzufassen. 

Befehlszählregister � Programmzähler � Befehlszähler � Instruction Pointer � program counter 

(PC) 

Befehlsdekoder � Dekoder 

Rechenwerk � Recheneinheit � ALU � Arithmetic Logic Unit 

Zentrale Recheneinheit � Central Processing Unit � CPU 

c) 

Durch die Anordnung der korrekten Befehls- und Ausführungsreihenfolge der Zentraleinheit soll die 

Existenz eines vertieften Verständnisses über die Arbeits- und Funktionsweise der Zentraleinheit bei 

den Schülern überprüft werden. Ferner beschreibt der korrekte Arbeitsablauf erneut die 

Kommunikationsweise der einzelnen Von-Neumann-Rechner-Komponenten über das BUS-System, 

einschließlich der spezifischen Daten, Steuersignale und Adressen, die zwischen dem 

Befehlszählregister, Befehlsregister, Speicher, ALU und Akkumulator übertragen werden. 

Lösung: 4, 8, 6, 11, 5, 1, 10, 3, 2, 9, 12, 7 

Sofern im Rahmen der Ausführung und Evaluierung des Testitems festzustellen ist, dass die Schüler 

mit der Aufgabe kognitiv oder intellektuell überfordert sind, kann alternativ auch die im Anhang 

unter A10 vorgestellte vereinfachten Ausführungsreihenfolge herangezogen werden, welche im 

Vergleich zu der ursprünglichen Aufgabe fünf Ausführungspunkte weniger aufweist, die gemäß ihrer 

korrekten Reihenfolge anzuordnen sind. 

d) 

Zuletzt soll die innere Struktur der ALU (Arithmetic Logic Unit) einschließlich ihrer Datenein- und 

Ausgänge modelliert werden. Die einzuzeichnenden Elemente sind bereits vorgegeben, um den


konzeptuellen Rahmen der Erwartungslösung näher zu spezifizieren und eine objektive Auswertung 

zu ermöglichen. Ferner dienen die zu verwendenden Begriffe den Prüflingen als Orientierung, um die 

Weitläufigkeit und Grenzen des zu modellierenden Rechenwerks abzuschätzen. Als 

Bewertungsrahmen kann z.B. jeder richtig gesetzte Pfeil zu einer Steigerung der Punktzahl beitragen, 

wobei falsch gesetzte Pfeile, welche einen nicht existenten Datenfluss repräsentieren, ggf. zu einem 

Punktabzug führen müssen. 

Akkumulator 

Rechenlogik 

2. Operand 

Abbildung 7.6: Struktur der ALU (Musterlösung) 

Ablauf- 

Steuerung 

Steuerwerk 


Die erste Teilaufgabe kann in Abhängigkeit der vorhandenen Vorkenntnisse der Prüflinge auf 

kognitiver Ebene in die Kategorien Exemplifizieren oder Wiederaufrufen eingeordnet werden. Sofern 

die Schüler die spezifischen Beispiele für Ein- und Ausgabegeräte nicht zuvor im Unterricht 

thematisiert und besprochen haben, liegt die Prozessdimension des Exemplifizierens vor: „In 

exemplifying, a student is given a concept or principle and must select or produce a specific example 

or instance or fit that was not encountered during instruction” (Anderson et al. 2001, S. 72). Mit 

großer Wahrscheinlichkeit kann jedoch die Annahme vorausgesetzt werden, dass im Rahmen der 

Unterrichtssequenz zur strukturierten Computerorganisation im Allgemeinen oder der Von- 

Neumann-Rechnerarchitektur im Speziellen bereits einige exemplarische Beispiele der Ein- und 

Ausgabegeräte Erwähnung fanden, so dass die Prüflinge die benötigten Informationen zunächst nur 

aus dem Langzeitgedächtnis abrufen müssen und ein Erinnerungsprozess zugrunde liegt. Zudem sind 

insbesondere die unteren Ebenen der Speicherhierarchie eindeutig vorbestimmt und lassen sich nur 

durch entsprechende Vorkenntnisse durch ein Beispiel belegen. 

Die Eintragung der Komponenten zur Von-Neumann-Rechnerarchitektur in das vorgegebene 

Strukturmodell lässt sich ebenfalls dem Wiederaufrufen im Sinne von erinnern zuordnen, da der 

Zusammenhang und die Funktionsweise der einzelnen Elemente von dem Prüfling zunächst nicht zu 

beschreiben ist. Im Rahmen der darauf folgenden Teilaufgabe soll jedoch die Kommunikationsweise 

und der Daten-, Adress-, und Signalaustausch über das Bussystem angegeben und in das 

Strukturmodell eingezeichnet werden, wobei das Zielergebnis ein Modell über die innere Struktur 

des Gesamtsystems bzw. eines Universalrechners darstellt. Folglich ist der zweite Abschnitt der 

Aufgabenstellung b) dem Erklären zuzuordnen, dessen äquivalente inhaltliche Beschreibung durch 

die Generierung bzw. Konstruktion eines Modells gegeben ist (vgl. Anderson et al. 2001, S. 76). In 

eben diese Kategorie ist gleichermaßen die letzte Aufgabenstellung einzuordnen, da erneut die 

Konstruktion eines Modells im Vordergrund steht, wobei die Prüflinge in diesem spezifischen Fall die 

Recheneinheit und deren Verbindung zu dem Datenbus und der Steuereinheit modellieren müssen.


Die Angabe der korrekten Reihenfolge der Ausführungsschritte eines Befehlszyklus der CPU, 

einschließlich der Kommunikation über das Bussystem, kann dem Exemplifizieren zugeordnet 

werden, da die Bearbeitung eines konkreten Befehls durch ein Beispiel illustriert wird. Auf der 

anderen Seite muss für eine erfolgreiche Aufgabenbearbeitung ein kognitives Modell über die 

Zusammenhänge sowie der Funktions- und Aufgabenbereiche der einzelnen Komponenten der Von- 

Neumann-Rechnerarchitektur bei den Schülern existent sein, um den korrekten Zyklus der 

Befehlsausführung zu rekonstruieren. Dem geht die Annahme voraus, dass die Schüler die 

identischen Ausführungsschritte nicht zuvor im Unterricht behandelt haben, da sie andernfalls nur 

auf das Langzeitgedächtnis zugreifen müssen, ohne eine Vorstellung über die innere Struktur eines 

Systems aufzubauen. 

(Exemplifizieren) 

Erklären 

Verstehen Wiederaufrufen Erinnern 

7.4 Aufgabe vier: Kino - Sitzplatzreservierung 


Das letzte Testitem adressiert den Kompetenzbereich K1.2.4-Bewerten der Qualität von Software und 

bezieht sich auf die Teildimensionen Korrektheit, Robustheit, Benutzerfreundlichkeit als auch 

Informationssicherheit. Im Kontext der Klassifizierung haben sich auf kognitiver Ebene insbesondere 

die Prozesse Kontrollieren und Kritisieren herauskristallisiert, welche als Unterkategorien von 

Bewerten fungieren (vgl. Kapitel fünf). Anderson et al. weisen für eine Überprüfung der 

Prozessdimension auf keine Anwendung eines spezifischen Item-Formats hin, geben darüber hinaus 

jedoch einen eindeutigen Hinweis für dessen Konkretisierung: 

“Checking task can involve operations or products given to the students or ones created by the 

students” (Anderson et al. 2001, S. 84). 

“Critiquing involves judging a product or operation based on externally imposed criteria and 

standards” (Anderson et al. 2001, S. 84). 

Folglich muss den Schülern ein vordefiniertes oder ein von ihnen eigenständig generiertes Produkt 

vorgelegt werden, um die Kompetenzformulierung auf eine Handlungssituation zu übertragen, in 

denen die Akteure oder die zu überprüfenden Schüler ihre Kompetenzausprägung anwenden und 

zeigen können. Da insgesamt die Qualität von Software zu bewerten ist, besteht das beschriebene 

Produkt aus einem konkreten Programm. Gegenüber der Bewertung einer eigenständig 

implementierten Software erscheint der Einsatz eines vordefinierten Programms als angemessener, 

zumal andernfalls weitere kognitive Prozesse, wie z.B. das Produzieren, adressiert werden, die nicht 

explizit aus den Kompetenzformulierungen zu entnehmen sind (vgl. Kapitel fünf). 

Der konzeptuelle Rahmen der Software bildet die Sitzplatzreservierung eines Kinosaals, dessen 

Anwendungskontext zwei Vorteile vereint. Zunächst weist die zugrundeliegende Problemstellung 

eine große Aktualität für den Lebensabschnitt der Schüler auf, da Kinobesuche eine beliebte 

Freizeitaktivität für die Heranwachsenden darstellen, mit der sich aller Voraussicht nach jeder 

Schüler identifizieren kann (vgl. JIM-Studie 2010, S. 11). Darüber hinaus besitzt das Programm eine 

mittlere Komplexität der Anforderungsdefinitionen, ohne die Funktionalität unter Inkaufnahme eines 

Realitätsverlustes zu stark einzuschränken. Daraus ergibt sich ein angemessener Funktionsumfang, 

der eine Analyse der Qualitätskriterien von Software unter Berücksichtigung der eingeschränkten 

bzw. limitierten Testzeit erlaubt. 

Die Aufgabe ist erneut durch den Einsatz eines offenen Item-Formats gekennzeichnet. Dabei ist zu 

berücksichtigen, dass die Tätigkeit des Bewertens eine der komplexesten kognitiven Prozesse 

innerhalb der Taxonomietabelle von Anderson und Krathwohl (2001) darstellt und folglich nur unter 

gewissen Einschränkungen durch geschlossene oder halboffene Item-Formate zu überprüfen ist, da 

bereits vorgegebene Antwortalternativen existent sind und aus fachdidaktischer Perspektive


mitunter kritisiert wird, dass deren Einsatz die Kreativität der Schüler „in der Beantwortung der 

Testaufgaben einschränken und nur zur Überprüfung von oberflächlichen Wissensbeständen, nicht 

jedoch für die Erfassung komplexer Schlussfolgerungen geeignet seien“ (Granzer et al. 2008, S. 20). 

Zeitgleich würde durch den Einsatz von geschlossenen oder halboffenen Aufgabenstellungen der 

negative Seiteneffekt entstehen, sehr wenig differenzierte Informationen über den Kenntnisstand 

und die zugrundeliegenden Überlegungen des Schülers zu erhalten (vgl. Bühner 2006, S. 50). Darüber 

hinaus lässt sich die Bewertung eines Qualitätskriteriums nicht immer in Form einer eindeutigen Zahl 

oder eines singulären Items in Form einer wahr-falsch Antwort festhalten. 

Für die Überprüfung des kognitiven Prozesses des Klassifizierens, welcher ebenfalls durch die 

inhaltlichen Beschreibungen der Kompetenzformulierungen unter K1.2.4-Bewerten der Qualität von 

Software adresswirt wird, schlagen Anderson et al. den Einsatz von halboffenen Items, in denen zu 

einer gegebenen Instanz ein übergeordnetes Prinzip abzuleiten und in Form einer Kurzantwort 

anzugeben ist, als auch die Verwendung von geschlossenen Items vor. Letztere beinhalten neben den 

vorgegebenen Instanzen bereits die begrifflichen Konzeptbeschreibungen, welche aus einer Liste zu 

selektieren und den Instanzen zuzuordnen sind (vgl. Anderson et al. 2001, S. 73). 

„In a sorting task, a student is given a set of instances and must determine which ones belong in a 

specified category and which ones do not, must place each instance into one of multiple categories.” 

(Anderson et al. 2001, S. 73). Auf Grund der Tatsache, dass nur die übergeordnete Kategorie des 

Qualitätskriteriums als allgemeines Konzept zu klassifizieren ist, beschränkt sich das Tätigkeitsfeld der 

Prüflinge auf die Entscheidung, ob eine vorgegebene Instanz die charakteristischen Eigenschaften 

eines Qualitätskriteriums erfüllt und folglich in diese allgemeine Klasse einzuordnen ist. Daraus lässt 

sich ableiten, dass aus der ursprünglichen Matching- bzw. Zuordnungs-Aufgabe ein Richtig-Falsch- 

Item resultiert. 


Teil 1: 

Entscheide für jede Programmeigenschaft, ob es sich jeweils um ein Qualitätskriterium handelt und 

trage deine Ergebnisse in die rechte Spalte der unten aufgeführten Tabelle ein. 

Hinweis: Falsche Antworten werden negativ bewertet und führen zu Punktabzug. 

Tabelle 7.7: Klassifizierung von Programmeigenschaften als Qualitätskriterien (incl. Lösung) 

Eigenschaft des Programms Qualitätskriterium 

(ja/nein) 

Wohlstrukturiertheit und Modularisierung Ja 

Informationssicherheit Ja 

Verwendete Programmiersprache Nein 

Umfang in Codezeilen Nein 

Erfahrung des Entwicklungsteams Nein 

Korrektheit Ja 

Arbeitsaufwand für die Erstellung Nein 

Größe des Entwicklungsteams Nein 

Wiederverwendbarkeit Ja 

Robustheit Ja 

Kosten Nein 

Kompatibilität Ja 

Anzahl der verwendeten Klassen Nein 

Benutzerfreundlichkeit Ja 

Teil 2: 

Stell dir vor, du arbeitest in einem Entwicklerteam, welches von dem Unternehmen „Movie-Cinema“ 

damit beauftragt wurde, eine elektronische Software für eine Online-Sitzplatzreservierung eines 

Kinosaals zu erstellen. Die Benutzersicht der Sitzplatz-Reservierungssoftware wurde bereits


implementiert und du erhältst von einem Kollegen den Auftrag, die Qualität des Programms zu 

bewerten. Dir steht die komplette Projektdatei zur Verfügung, welche du mit der 

Softwareentwicklungsumgebung „Eclipse“ öffnen und ausführen kannst (Anhang A15). 

a) 

Zunächst sollst du bewerten, ob das Programm korrekt im Sinne der Erfüllung der Anforderungs- 

definitionen implementiert wurde, sofern diese wie folgt an die Software gestellt werden: 

Neue Kinobesucher sollen jederzeit die Möglichkeit besitzen, sich neu zu registrieren, wobei sie ihren Vor- und 

Zunamen als auch ihre Adresse angeben müssen. Um die Kunden vor Missbrauch zu schützen, muss jeder 

registrierte Kinobesucher ein eigenes Passwort besitzen, über welches er sich unter Hinzunahme einer 

Kundennummer einloggen kann. Zusätzlich muss den Besuchern die Möglichkeit geboten werden, einen Film 

ihrer Wahl zu selektieren sowie die Anzahl der Erwachsenen und Kinder anzugeben, um den Gesamtpreis zu 

erfahren als auch einen passenden Vorschlag für eine Sitzplatzreservierung gemäß der Gruppengröße zu 

erhalten. Falls der angemeldete Kunde mit dem Reservierungsvorschlag nicht zufrieden ist, hat dieser jederzeit 

die Gelegenheit einen alternativen Vorschlag anzufordern, sofern mindestens eine weitere 

Belegungsmöglichkeit der noch freien Sitzplätze existiert. Für den Fall, dass sich ein Kunde für eine 

Reservierung entscheidet, erhält dieser eine Reservierungsnummer, über die er seine Reservierung jederzeit 

abrufen kann, um erneut die wichtigsten Kerninformationen zu erhalten. 

Für eine angemessene Benutzerfreundlichkeit stellt „Movie-Cinema“ zusätzlich die Forderung, dass der 

komplette Kinosaal grafisch darzustellen ist, wobei die freien, belegten sowie individuell vorgeschlagenen 

Plätze jeweils visuell zu unterscheiden sind. 

Betrachte jeden Aspekt der Anforderungsdefinition und schildere Stichpunktartig, ob und in welcher 

Form dieser in dem vorliegenden Programm realisiert wurde. Gib abschließend ein Gesamtresümee 

darüber ab, ob die Software korrekt oder inkorrekt, im Sinne der Konsistenz zu ihrer Spezifikation, ist. 

b) 

Bewerte die Robustheit des Programms im Sinne der Toleranz gegenüber unerwarteten Eingaben 

bzw. Ereignissen sowie Sonderfällen und Randbedingungen. Schildere stichpunktartig alle getesteten 

Randbedingungen und Eingabevariationen, die prinzipiell nicht von einem Besucher erwartet werden 

und gib jeweils an, ob das System tolerant gegenüber diesem Zustand reagiert. 

Beispiel: Eingabe einer nicht existierenden Kundennummer: System reagiert tolerant / System bleibt 

robust 

c) 

Wie ist die Benutzerfreundlichkeit zu bewerten? Nenne dazu mind. vier konkrete Aspekte, welche die 

Interaktion mit der vorliegenden Software positiv beeinflussen als auch fünf negative Eigenschaften, 

welche der Benutzerfreundlichkeit entgegenwirken und stelle ein abschließendes kurzes 

Gesamtresümee auf. 

Hinweis: alle optischen Aspekte der Benutzeroberfläche, wie z.B. die Farbe der Bedienelemente, sind 

zu vernachlässigen. 

d) 

Bewerte die Informationssicherheit des Programms in Hinblick auf die folgenden Zielsetzungen: 

• Vertraulichkeit 

• Integrität 

• Authentizität des Senders zu einer gegebenen Reservierung. Beantworte dazu die zwei 

Teilfragen: 

(i) Lässt sich eine Reservierung eindeutig einem Accountbesitzer zuordnen? 

(ii) Lässt sich eine Reservierung eindeutig einer real existierenden Person zuordnen? 

Zur Vereinfachung kann angenommen werden, dass alle Daten sicher auf dem Server des 

Kinobetreibers gespeichert werden und die Datenübertragung nicht abhörbar oder manipulierbar ist.



Teil 1 

Der erste Teil der Aufgabenstellung bezieht sich auf die inhaltliche Forderung der 

Kompetenzbeschreibung, dass die Lernenden in der Lage sein sollen, die einzelnen Qualitätskriterien 

wie z.B. Korrektheit, Modularisierung oder Kompatibilität als solche zu klassifizieren. Die negative 

Bewertung falscher Antworten soll die Prüflinge davon abhalten ihre Antworten systematisch zu 

raten, wodurch dem Nachteil eines hohen Prozentsatzes an Zufallslösungen entgegengewirkt wird. 

(vgl. Bühner 2006, S. 56). Gleichzeitig resultiert daraus die Gefahr, dass ängstliche Schüler aus Furcht 

vor einer falschen Antwort ein Item offen lassen, obwohl sie tendenziell die richtige Lösung wissen. 

Teil 2: 

Die nachfolgenden Teilaufgaben beziehen sich auf die Bewertung eines vorgegebenen Programms 

und greifen folglich die Schlüsselkompetenz der Dimension K1.2.4-Bewerten der Qualität von 

Software des theoretisch wie empirisch fundierten Kompetenzstrukturmodells auf. 

a) 

Die Überprüfung der Korrektheit von Software, im Sinne der Erfüllung der Anforderungsdefinitionen, 

gilt als Elementar und kann als wichtigstes Qualitätskriterium angesehen werden (vgl. Hromkovic 

2008, S. 132). Falls ein Programm nicht das gewünschte Verhalten zeigt, ist deren Effizienz, 

Benutzerfreundlichkeit etc. unerheblich, da es auf Grund der mangelnden Funktionalität nicht zur 

Anwendung kommt, sofern die Problemsituation als ungelöst gilt. Folglich gilt diese 

Kompetenzdimension als zentral und bedarf einer Überprüfung mittels eines geeigneten Testitems. 

Die nachfolgende Tabelle greift jeden Aspekt der gegebenen Anforderungsdefinition einschließlich 

der zu erwartenden bzw. erwünschten Schülerantworten auf, die als korrekt anzusehen sind. 

Tabelle 7.8: Realisierung der Anforderungsdefinition & Musterlösung 

Anforderung an die Software Konkrete Realisierung 

Neue Besucher sollen die 

Anforderung erfüllt; über den Button „registrieren“ können sich 

Möglichkeit bekommen, sich neu zu 

registrieren 

neue Besucher jederzeit neu anmelden 

Besucher sollen ihren Vor- und Anforderung erfüllt; es stehen entsprechende Textfelder für die 

Nachnamen sowie ihre Adresse Eintragung des Namens, Vornamens, Straße, Hausnummer sowie 

angeben 

PLZ bereit, die korrekt eingelesen werden 

Jeder registrierte Benutzer erhält ein Anforderung erfüllt; das Passwort kann von dem Kunden bei der 

Passwort 

Registrierung eigenständig gewählt werden und ist zwingend für 

eine Anmeldung notwendig 

Jeder registrierte Benutzer erhält Anforderung erfüllt; die Kundennummer wird dem Kinobesucher 

eine Kundennummer 

automatisch bei der Registrierung zugewiesen und angezeigt 

Ein Kunde kann sich mittels 

Anforderung erfüllt; für die Eingabe der Kundennummer und dem 

Kundennummer und Passwort in das 

System einloggen 

Passwort stehen entsprechende Textfelder bereit 

Die Benutzer können einen Film Anforderung erfüllt; über ein ausklappbares Feld kann zwischen 

ihrer Wahl selektieren. 

allen Filmen gewählt werden 

Die Anzahl der Erwachsenen und Anforderung erfüllt; für die Angabe der Personenzahlen stehen zwei 

Kinder kann von dem Benutzer frei 

angegeben werden 

Textfelder für Erwachsene und Kinder bereit. 

Es müssen automatisch 

Anforderung erfüllt; der Vorschlag der Reservierungsplätze erfolgt 

Reservierungsplätze vom System 

vorgeschlagen werden 

über den Button „Reservierung vorschlagen“ 

Das System muss alternative Anforderung erfüllt; durch mehrmaliges drücken des Buttons 

Reservierungsplätze vorschlagen „Reservierung vorschlagen“ werden alle Sitzplatzalternativen vom


Jeder Kunde soll zu einer 

Reservierung eine Nummer erhalten, 

über die er seine Reservierung 

jederzeit neu abrufen kann 

Der Kinosaal soll grafisch dargestellt 

werden, wobei die freien, belegten 

sowie individuell vorgeschlagenen 

Plätze zu unterscheiden sind 

System aufgezeigt 

Anforderung erfüllt; die Reservierungsnummer wird in dem rechten 

Textfeld angezeigt; nach Eingabe der Reservierungsnummer in das 

entsprechende Feld und durch drücken der Taste „Reservierung 

anzeigen“ erscheinen die Kerndaten der Reservierung in dem 

rechten Textfeld 

Anforderung erfüllt; der komplette Kinosaal befindet sich in der 

Mitte des Anwendungsfensters; freie Plätze sind weiß, belegte sind 

rot und die vorgeschlagenen Plätze sind rot umrandet 

Die Software gilt insgesamt als Korrekt, da alle Aspekte der Anforderungsdefinition berücksichtigt 

und funktionsfähig implementiert wurden. 

b) 

Die Angabe der untersuchten Fälle wird explizit von den Prüflingen eingefordert, um deren Leistung 

objektiv zu beurteilen und eine genaue Differenzierung der Schülerantworten vorzunehmen. Durch 

ein einfaches Statement bzgl. der Robustheit des zugrundeliegenden Programms ist nicht 

rekapitulierbar, in welchem Umfang die Toleranz gegenüber unerwarteten Eingaben von dem 

Prüfling untersucht wurde. Die Nichtbeachtung eines kritischen Interaktionsfalles wäre folglich für 

den Prüfer nachträglich uneinsehbar. 

Folgende Randbedingungen und Eingabevariationen sind von den Prüflingen zu betrachten, um der 

vollständigen Lösung der Aufgabe gerecht zu werden: 

� Eingabe einer falsche Kundennummer 

� Eingabe einer Zeichenkette, die nicht ausschließlich aus Zahlen besteht, in die folgenden 

Eingabefelder: Kundennummer , Reservierungsnummer, Hausnummer, PLZ, Anzahl der 

Erwachsenen, Anzahl der Kinder 

� Eingabe eines falschen Passwortes zu einer gegebenen Kundennummer 

� Die Gesamtzahl der Personen, für die ein Sitzplatz zu reservieren ist, beträgt null 

� Die Gesamtzahl der Personen, für die ein Sitzplatz zu reservieren ist, übersteigt sechs 

� Eingabe einer negativen Personenzahl 

� Es sind keine freien und zusammenhängende Plätze gemäß der Gruppengröße verfügbar 

� Es wird der Versuch unternommen, bereits belegte Plätze doppelt zu reservieren 

(Doppelklick auf den Button „Plätze reservieren“) 

� Eingabe einer nicht existierenden Reservierungsnummer 

� [Es wird ein Reservierungsvorschlag angefordert, anschließend der Film, die Zahl der 

Erwachsenen und Kinder geändert sowie darauf folgend auf den Button „Plätze reservieren“ 

geklickt] 

c) 

Die vorletzte Teilaufgabe adressiert die Kompetenzdimension K1.2.4.7-Benutzerfreundlichkeit. Um 

eine objektive und differenzierte Beurteilung der Schülerlösungen zu ermöglichen, sollen die 

Prüflinge mehrere Aspekte benennen, welche die Benutzerfreundlichkeit der vorliegenden Software 

positiv als auch negativ beeinflussen. Durch diese Anforderung wird zudem der inhaltlichen 

Beschreibung der kognitiven Prozessdimension des Kritisierens bzw. Beurteilens im Sinne von 

Anderson und Krathwohl entsprochen, da sie explizit einfordern, dass die Schüler die positiven als 

auch negativen Eigenschaften eines Produkts benennen sollen (vgl. Anderson et al. 2001, S. 84). 

Folglich wird sichergestellt, dass die Bewertung des Qualitätskriteriums der Benutzerfreundlichkeit 

auf einer Abwägung der Vor- und Nachteile des vorliegenden Programms aufbaut. Dem ungeachtet 

ist eine Vergleichbarkeit einer in Fließtext vorliegenden Schülerantworten nur schwer und ggf. unter 

Objektivitätsverlust umzusetzen. Die nachfolgenden Kriterien listen einige mögliche 

Schülerantworten auf, welche als korrekt anzusehen sind. Davon ausgeschlossen sind subjektive 

Beurteilungen, wie z.B. die Farbgebung der Oberfläche oder die Schriftart, da sie die Interaktion


zwischen Mensch und Maschine nicht effektiv beeinflussen und subjektiven Meinungen unterliegen, 

die je nach Individuum variieren. 

Positive Aspekte 

� Alle Button besitzen eine eindeutige Beschriftung und verwenden die üblichen Begriffe, wie z.B. 

„registrieren“, die einen allgemeinen Konsens in ihrer Verwendung und Bedeutung aufweisen 

sowie aus der Nutzung anderer Systeme bekannt sind. 

� Der Kunde kann jederzeit erkennen, unter welchem Account er eingeloggt ist und sieht 

permanent seine persönlichen Daten, welche auf Aktualität und Korrektheit überprüft werden 

können. 

� Zu jeder falschen Eingabe wird durch eine Meldung oder Textnachricht angezeigt, worin der 

Fehler besteht. 

� Es können bereits ohne Registrierung oder Anmeldung alle Platzbelegungen eingesehen sowie 

ein Reservierungsvorschlag angefordert werden, so dass ein kurzer Blick über die noch zur 

Verfügung stehenden Plätze keine vorhergehende Anmeldung oder Eingabe der Kundendaten 

erfordert. 

� Die optische Darstellung des Kinosaals und die Unterscheidung der Sitzfarben liefert bereits 

visuell einen komfortablen Überblick über die aktuelle Sitzplatzbelegung. 

� Über die Reservierungsnummer kann der Kunde jederzeit seine Reservierung prüfen. 

� Nach der Reservierung ist der Gesamtpreis sofort einsehbar und muss nicht eigenständig von 

dem Kunden berechnet werden. 

Negative Aspekte 

� Sofern noch alle Sitzplätze frei sind, muss der Benutzer unter Umständen bis zu 55-mal auf den 

Button „Plätze vorschlagen“ klicken, bis dieser den letzten frei zur Verfügung stehenden 

Sitzplatz erreicht. 

� Aus den Textfeldern, in welchen die Kundennummer und das Passwort einzugeben ist, müssen 

die zuvor eingetragenen Zeichenketten „Kundennummer…“ und „Passwort…“ zunächst gelöscht 

werden und verursachen bei dem Besucher einen kleinen aber dennoch störenden 

Mehraufwand. 

� Sofern keine Erwachsene oder Kinder zu der Personengruppe gehören, müssen die 

entsprechenden Textfelder zunächst mit dem Wert „0“ belegt werden, um einen Vorschlag für 

eine Sitzplatzreservierung zu erhalten. Durch eine vordefinierte Null ist eine Eintragung des 

Kunden einzusparen. 

� Der potentielle Kinobesucher erhält zunächst keine Informationen über den ausgewählten Film. 

Erst nach der Reservierung ist angegeben, ob der Film in 3D läuft oder wie teuer der 

Gesamtpreis ist. 

� Der Einzelkartenpreis für einen Erwachsenen oder ein Kind wird nie explizit angegeben, da nur 

der Gesamtpreis von dem System angezeigt wird. 

� Ein frei zu wählender Benutzername wäre leichter zu merken als eine beliebige Kundennummer, 

welche sich der Kunde wahrscheinlich explizit notieren muss, um diese nicht zu vergessen. 

� Im Falle einer Anmeldung müssen zunächst alle Zeichenketten aus den Textfeldern gelöscht 

werden und verursachen damit einen unnötigen Mehraufwand für den neuen Besucher. 

� Nachträglich hat der Kunde keine Möglichkeit, seine Stammdaten wie z.B. die Adresse 

abzuändern oder zu aktualisieren, so dass dieser ggf. einen neuen Account anlegen muss. 

� In dem Anzeigefeld, in welchem die Kerndaten zu einer Reservierung stehen, erfolgt die 

Ausgabe, ob ein Film in 3D abgespielt wird, über die Wörter „true“ und „false“, welche nicht für 

alle Kunden eine Bedeutung besitzen. 

d) 

Die letzte Teilaufgabe bezieht sich auf das Qualitätskriterium der Informationssicherheit und 

überprüft folglich die Existenz bzw. Ausprägung der Kompetenz K1.2.4 des theoretisch wie empirisch 

fundierten Kompetenzstrukturmodells. Zunächst ist auffallend, dass die Zielsetzung der Verfügbarkeit


keine Erwähnung in der Aufgabenstellung findet. Dabei gilt zu berücksichtigen, dass bereits im 

Rahmen der Voraussetzung erwähnt wird, dass alle Daten auf dem Server des Kinobetreibers 

gespeichert werden und diese folglich – sofern keine Störung vorliegt – tendenziell immer verfügbar 

sind. Durch die im Rahmen der Aufgabenstellung geforderten Begründungen ist sichergestellt, dass 

alle korrekten Lösungen der Prüflinge nicht auf einer willkürlichen Zufallsantwort beruhen, sondern 

vielmehr das Ergebnis einer logischen Schlussfolgerung wiederspiegeln. Eine fehlende Begründung 

muss einen erheblichen Punktabzug für den entsprechenden Teilbereich nach sich ziehen, da für die 

richtige Antwort eine 50-prozentige Lösungswahrscheinlichkeit besteht. 

Vertraulichkeit: Die Daten der angemeldeten Besucher sind nicht vertraulich, da jeder Benutzer des 

Systems durch Eingabe einer existierenden Reservierungsnummer Einblick in alle Kerndaten dieser 

Reservierung erhält. Dazu gehört insb. der Vor- und Zunamen derjenigen Person, welche die besagte 

Reservierung getätigt hat. 

Integrität: Die Integrität gilt als erfüllt, da keine unautorisierte Person – nicht einmal der 

Accountinhaber selbst – die Daten eines registrierten Nutzers nachträglich gegenüber den 

Originaldaten verändern kann. 

Authentizität: 

(i) 

Da zu jeder Reservierung eine Kundennummer gespeichert wird, ist folglich der zugrundeliegende 

Account, welcher die Reservierung getätigt hat, eindeutig zu identifizieren. Dieser ist wiederum nur 

für den Inhaber zugänglich, da eine unautorisierte Nutzung des Benutzerkontos durch die gesicherte 

Passwortabfrage nicht möglich ist. Daraus ist insgesamt zu folgern, dass eine Reservierung eindeutig 

einem Accountbesitzer zuzuordnen ist. 

(ii) 

Alle angegebenen Accountdaten können rein fiktiv sein und müssen nicht zwangsläufig auf den 

realen Besitzer des Benutzerkontos verweisen. Folglich lässt sich durch die fehlende Verifizierung der 

Personendaten, eine Reservierung nicht eindeutig einer real existierenden Person zuordnen. 

7.4.4 Einordung in die Taxonomietabelle von Anderson und Krathwohl 

Teil eins der Aufgabenstellung ist dem kognitiven Prozess des Klassifizierens zugeordnet. Die 

Prüflinge müssen für jede vorgegebene Instanz, wie z.B. Informationssicherheit, verwendete 

Programmiersprache, Kosten etc., jeweils individuell entscheiden, ob die charakteristischen 

Merkmale eines Qualitätskriteriums erfüllt sind und diese entsprechend klassifizieren. Daraus ist zu 

folgern, dass der geforderte kognitive Prozess exakt mit der Tätigkeitsbeschreibung von Anderson 

und Krathwohl übereinstimmt: „In a sorting task, a student is given a set of instances and must 

determine which ones belong in a specified category and which ones do not, must place each 

instance into one of multiple categories” (Anderson et al. 2001, S. 73). Wie bereits im Rahmen der 

Entstehung der Aufgabenstellung festgehalten, liegen nicht mehrere Klassifizierungskategorien vor, 

sondern einzig das übergeordnete Prinzip eines allgemeinen Qualitätskriteriums. Dennoch bleibt die 

geforderte Grundtätigkeit bestehen, dass die Prüflinge zu einem konkreten Beispiel die Entscheidung 

treffen müssen, ob dieses einer spezifizierten Kategorie zugehörig ist oder dessen Eigenschaften 

nicht erfüllt. Wie bereits bei der Klassifizierung der zu überprüfenden Kompetenzdimensionen 

deutlich herausgestellt, hängt die Zuordnung einer Prozessdimension von den Vorerfahrungen und 

dem Vorwissen der Schüler ab. Falls die in Teil eins erwähnten Qualitätskriterien bereits im 

Unterricht als solche klassifiziert wurden, müssen die Prüflinge die gespeicherte Erinnerung nur aus 

dem Gedächtnis abrufen, so dass vielmehr der Prozess des Erinnerns in seiner Teildimension des 

(Wieder-)Erkennens dominiert. Dennoch ist unter dieser Annahme weiterhin der Prozess des 

Klassifizierens existent, da jene Instanzen, welche kein Qualitätskriterium darstellen, weiterhin einer

7 Zusammenfassung und Ausblick 69 

eigenständigen Entscheidung der Schüler bedürfen, ob diese die Eigenschaften der 

Qualitätssicherung von Software erfüllen. 

Teil zwei adressiert in seiner Gesamtbetrachtung die kognitive Kategorie Bewerten, da aufbauend auf 

mehreren Kriterien eine Beurteilung hinsichtlich verschiedener Aspekte wie z.B. 

Wiederverwendbarkeit oder Benutzerfreundlichkeit erfolgt. Eine strikte Zuordnung der einzelnen 

Aufgabenstellungen in eine der zwei Teildimensionen Überprüfen oder Kritisieren erscheint nicht 

zwingend erforderlich, da deren Differenzierung die Qualität der Testitems nicht maßgeblich 

beeinflusst. Dennoch wird auf Grund der Vollständigkeit der Versuch unternommen, einige 

charakteristische Merkmale der spezifischen Testitems bzw. Teilfragen herauszukristallisieren, 

welche für eine präferierende Zuordnung in eine der zwei Teildimension hindeuten. 

Das erste Testitems, welches sich auf die Bewertung der Qualität von Software bezieht und das 

Kriterium der Korrektheit behandelt, spricht primär den Prozess des Überprüfens an, da ähnlich einer 

Checkliste alle Aspekte der Anforderungsdefinition mit den Funktionalitäten des Programms 

verglichen und kognitiv bzw. gedanklich abgehakt werden. Die Korrektheit ist ein boolesches 

Kriterium, welches entweder als erfüllt oder nicht erfüllt gilt. Es findet folglich keine Bewertung oder 

Beurteilung statt, dessen Begründung auf Basis aufgestellter Vor- und Nachteile beruht, sondern eine 

eindeutige Kontrolle bzw. Überprüfung der zuvor genau festgelten Spezifikation. Äquivalent verhält 

es sich bei den Zielsetzungen der Informationssicherheit, die ebenfalls auf ihre Erfüllung zu 

überprüfen sind und sich nicht an einer Gegenüberstellung positiver als auch negativer Aspekte 

orientieren. Davon abweichend ist Teilaufgabe d) zu nennen, in welcher die Bewertung der 

Benutzerfreundlichkeit im Vordergrund steht. Durch die Angabe der Vor- und Nachteile[als auch der 

geforderten Gesamtbewertung] wird inhaltlich der Normierung des kognitiven Prozesses des 

Kritisierens entsprochen: „In critiquing, a student notes the positive and negative features of a 

product and makes a judgment based at least partly on those features“ (Anderson et. al. 2001, S. 84). 

Überprüfen 

Kritisieren 

Bewerten Klassifizieren Verstehen Erkennen Erinnern 

7 Zusammenfassung und Ausblick 

Vorerfahrung 

Im Rahmen dieser Arbeit ist es gelungen alle Kompetenzformulierungen der Dimension K1.2- 

Systemverständnis des auf Theorie sowie Empirie basierenden Kompetenzstrukturmodells auf 

kognitiver Ebene in die Taxonomie-Tabelle von Anderson und Krathwohl einzuordnen. Als Folge der 

gelungenen Klassifizierung und Itemgenerierung lässt sich deduzieren, dass die 

Kompetenzdimensionen in ihrer übergeordneten Struktur nicht zu abstrakt formuliert sind, sondern 

in ihrer Summe eine grundlegende Konkretisierung aufweisen, die es externen Pädagogen bzw. 

Lehrpersonen erlaub, die einzelnen Anforderungen, welche an die Schüler gestellt werden, mit 

konkreten Lerninhalten zu füllen. 

Es hat sich gezeigt, dass sich die einzelnen Kompetenzfacetten nicht auf einen singulären kognitiven 

Prozess beziehen, sondern zeitgleich mehrere internale Prozesse auf unterschiedlichem 

Komplexitätsniveau adressieren. Diese Erkenntnis gilt gleichermaßen für die untersten Ebenen des 

intrinsisch ausdifferenzierten Kompetenzstrukturmodells als auch für den übergeordneten 

konzeptuellen Rahmen der Dimension K1.2-Systemverständnis, welche von Erinnern bis Erschaffen 

alle kognitiven Prozessbereiche aufgreift. Dabei gilt zu beachten, das die Ausprägungen einzelner 

Teilprozesse innerhalb einer Kompetenzformulierung stark in ihrer Extensität und Prägnanz variieren 

und partiell gewissen Vorannahmen unterliegen, die nicht als gesichert gelten, sondern im Rahmen 

einer Evaluation zu überprüfen sind.

7 Zusammenfassung und Ausblick 70 

Darüber hinaus lässt sich festhalten, dass die erstellten Testitems aus theoretischer Sicht, neben ihrer 

Absicherung der psychometrischen Gütekriterien hinaus, eine große Übereinstimmung in ihren 

kognitiven Prozessbereichen mit den zu messenden Kompetenzprofilen aufweisen (vgl. Tabelle A11). 

Einzig im Rahmen von K1.2.1-Anforderungsdefinitionen anwenden und analysieren wird der Prozess 

Verstehen bzw. dessen Unterausprägung Exemplifizieren nicht explizit abgefragt, jedoch ist davon 

auszugehen, dass ein implizites Verständnis der im Rahmen der Kompetenzformulierung benannten 

Anforderungsdefinition vorhanden sein muss, um die Aufgabe zielgerichtet zu lösen (vgl. Kapitel 7.1). 

Für die weiteren Forschungsschritte ist es unerlässlich, die entwickelten Testitems empirisch auf ihre 

Eignung, Effizient und auf die Erfüllung der psychometrischen Gütekriterien zu überprüfen. 

Insbesondere die Reliabilität bedarf einer Testdurchführung und kann nicht auf Basis theoretischer 

Vorüberlegungen abgesichert werden (vgl. Lienert & Raatz 1998, S. 9/10). Darüber hinaus bedarf 

gleichwohl die Verifizierung des Kompetenzstrukturmodells eine Testdurchführung, auf dessen Basis 

zu entscheiden ist, ob die Kriterien und Anforderungen, welche an die Schüler gestellt werden, 

weiterhin Bestand haben oder eine Überarbeitung voraussetzen (vgl. Lehner et al. 2010, S. 222/223; 

Magenheim et al. 2010, S. 520/521; Anhang A14). Auf Grundlage dieser Erhebung eröffnet sich 

gleichwohl die Möglichkeit, das Kompetenzstrukturmodell in Hinblick auf ein 

Kompetenzniveaumodell weiter zu entwickeln sowie die Testitems hinsichtlich ihrer Schwierigkeit zu 

bewerten. Eine theoretische Analyse des Schwierigkeitsindexes ist nicht möglich, da sich die 

Lösungswahrscheinlichkeit aus dem Verhältnis zwischen der Anzahl aller Probanden und denen, 

welche die Aufgabe richtig gelöst haben, berechnet (vgl. Bühner 2006, S. 83-86). 

Als Antwort auf den geschilderten Gesamtbedarf einer Testdurchführung anhand einer 

umfangreichen Schülerstichprobe hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft dem Antrag auf eine 

Fortsetzung des Projektes MoKoM stattgegeben. Zu den weiteren Forschungsschritten, welche für 

die nahe Zukunft geplant sind, gehört neben der Überprüfung des Kompetenzmodells und dessen 

Weiterentwicklung zu einem Kompetenzniveaumodell ebenso die Ermittlung von Einflussfaktoren, 

die sich unmittelbar auf den Prozess des Kompetenzerwerbs auswirken. Darin inbegriffen ist die 

Identifizierung und Beschreibung einzelner Stufen, die von den Schülern auf dem Weg des 

Kompetenzaufbaus (im Sinne eines Kompetenzstufenmodells) durchlaufen werden. „Anhand dieser 

Analysen werden drittens Lehr-Lernarrangements zuerst evaluiert und darauf aufbauend so 

weiterentwickelt, dass sie zur Förderung entsprechender Kompetenzerwerbsprozesse bzw. 

Ausschnitte des Kompetenzerwerbs geeignet sind. Abschließend werden in einem vierten Schritt 

Implikationen der vorangegangenen empirischen Untersuchungsschritte für die fachdidaktische 

Theoriebildung und Unterrichtsgestaltung zur Förderung des Kompetenzerwerbs im 

Informatikunterricht abgeleitet bzw. verallgemeinert“ (MoKoM II 2011, Anhang A14).

8 Literaturverzeichnis 71 

8 Literaturverzeichnis 

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9 Abbildungs- und Tabellenverzeichnis 

9.1 Abbildungsverzeichnis 

3.1: Ziele und Forschungsmethodik des Projekts MoKoM .................................................... 8 

3.2: Kompetenzdimension K1 und K2 des theoretisch entwickelten 

Kompetenzmodells ........................................................................................................ 9 

3.3: Kompetenzdimension K3 und K4 des theoretisch entwickelten 

Kompetenzmodells ........................................................................................................ 9 

3.4: Aus dem englischen übersetzte Interviewfragen ........................................................... 11 

3.5: Kompetenzdimension K1 des empirisch verfeinerten Kompetenzmodells ................... 13 

4.1: Klassifikationsschema nach der Verb- Substantiv-Methode .......................................... 27 

5.1: Item-Formate und -Typen .............................................................................................. 42 

5.2: Entwicklungsprozess der Itemkonstruktion ................................................................... 46 

7.1: UML – Klassendiagramm der Autovermietungssoftware .............................................. 47 

7.2: korrekte Darstellung von 𝑠 � 2 ........................................................................................... 54 

7.3: Schaltbild der Funktion C3 .............................................................................................. 54 

7.4: Komponenten der Von-Neumann-Rechnerarchitektur und deren Zusammenwirken 

(Ausfüllungsschema) ...................................................................................................... 58 

7.5: Komponenten der Von-Neumann-Rechnerarchitektur und deren Zusammenwirken 

(Musterlösung) ............................................................................................................... 60 

7.6: Struktur der ALU (Musterlösung) ................................................................................... 61 

9.2 Tabellenverzeichnis 

4.1: Motivationsaspekte für eine Klassifizierung .................................................................. 17 

4.2: Klassifikationsschema der Lernzieltaxonomie nach Anderson und Krathwohl ............. 

7.1: Rahmenbedingungen der Testaufgabe 1 ....................................................................... 46 

7.2: Erwartungshorizont und Codierungsanweisungen ........................................................ 49 

7.3 Rahmenbedingungen der Testaufgabe 2 ........................................................................ 51 

7.4: Vergleich der Darstellungsformen ................................................................................. 54 

7.5: Rahmenbedingungen der Testaufgabe 3 ....................................................................... 57 

7.6: Hardwarekomponenten & Speicherebenen .................................................................. 58 

7.7: Klassifizierung von Programmeigenschaften als Qualitätskriterien (incl. Lösung) ........ 63 

7.8: Realisierung der Anforderungsdefinition & Musterlösung ............................................ 65

10 Abkürzungsverzeichnis 78 

10 Abkürzungsverzeichnis 

ACM ..................................... Association for Computing Machinery 

ALU ...................................... Arithmetic Logic Unit 

BMBF ................................... Bundesministerium für Bildung und Forschung 

CIT ........................................ Critical Incident Technique 

CPU ...................................... Central Processing Unit 

EPA ....................................... Einheitliche Prüfungsanforderungen in der Abiturprüfung 

EQF ...................................... The European Qualifications Framework 

EU ........................................ Europäische Union 

IEEE ...................................... Institute of Electrical and Electronics Engineers 

KMK ..................................... Ständige Konferenz der Kultusminister der Länder in der Bundesrepublik 

MC ....................................... Multiple-Choice 

MoKoM ................................ Entwicklung von qualitativen und quantitativen Messverfahren zu Lehr- 

Lern-Prozessen für Modellierung und Systemverständnis in der 

Informatik 

PC ......................................... program counter / (Personal Computer) 

PISA ...................................... Programme for International Student Assessmen 

RUP ...................................... Rational Unified Process 

SuS ....................................... Schülerinnen und Schuler 

TIMSS ................................... Third International Mathematics and Science Study

11 Anhang 79 

11 Anhang 

A1: Übersetzung der Taxonomietabelle von Anderson und Krathwohl – 

kognitive Prozesse 

Englisch Deutsch 

1. Remember 1. Erinnern 

1.1 Recognizing 

identifying 

1.2 Recalling 

retrieving 

2. Understand 2. Verstehen 

2.1 Interpreting 

clarifying, paraphrasing, 

representing, translating 

2.2 Exeplifying 

illustrating, instantiating 

2.3 Classifying 

categorizing, subsuming 

2.4 Summarizing 

abstracting, generalizing 

2.5 Interring 

concluding, extrapolating, 

interpolating, predicting 

2.6 Comparing 

contrasting, mapping, 

matching 

2.7 Explaining 

constructing modells 

1.1 Erkennen 

wieder erfassen (i.S.v. 

wiederherstellen) 

1.2 Wiederaufrufen 

wieder erfassen (i.S.v. 

wiederherstellen) 

2.1 Interpretieren 

klarstellen (i.S.v. verdeutlichen), 

umschreiben, darstellen, übersetzen 

2.2 Exemplifizieren 

illustrieren, instanziieren 

2.3 Klassifizieren 

kategorisieren, subsummieren 

2.4 Zusammenfassen 

abstrahieren, generalisieren 

2.4 Folgern 

ableiten, fortschreiten, 

interpolieren, vorhersagen 

2.6 Vergleichen 

kontrastieren, abbilden, 

abgleichen 

2.7 Erklären 

modellieren 

3. Apply 3. Anwenden 

3.1 Executing 

3.1 Ausführen 

carrying out 

durchführen 

3.2 Implementing 

3.2 Implementieren 

using 

benutzen 

4. Analyze 4. Analysieren 

4.1 Differentiating 

4.1 Differenzieren 

fiscriminating, distinguishing, 

unterscheiden, kennzeichnen, 

focusing, selecting 

konzentrieren, auswählen 

4.2 Organizing 

4.2 Organisieren 

finding, coherence, 

Finden (i.S.v. erkennen), 

intergrating, outlining, 

kohärieren, integrieren, 

parsing, structuring 

abgrenzen, analysieren, 

strukturieren 

4.3 Attributing 

4.3 Zuschreiben 

deconstructing 

dekonstruieren 

5. Evaluate 5. Bewerten 

5.1 Checking 

5.1 Überprüfen 

coordinating, detecting, 

koordinieren, entdecken 

monitoring, testing 

(i.S.v. erkennen), überwachen, 

testen

11 Anhang 80 

5.2 Critiquing 

5.2 Kritisieren 

judging 

beurteilen 

6. Create 6. Erschaffen 

6.1 Generating 

6.1 Generieren 

hypothesizing 

Annehmen (i.S.v. Hypothesen 

aufstellen) 

6.2 Planning 

6.2 Planen 

designing 

entwerfen 

6.3 Producing 

6.3 Produzieren 

constructing 

konstruieren 

A2: Kognitive Prozesse der Taxonomietabelle von Anderson und Krathwohl – 

Synonyme und Beschreibungen 

Kognitive Prozesskategorien 

Synonyme 10 Beschreibung 

1. Erinnern: Relevantes Wissen aus dem Langzeitgedächtnis abrufen 

1.1. Erkennen 

identifizieren Es wird Wissen aus dem Langzeitgedächtnis 

geholt, welches mit dem vorliegenden 

1.2. Wiederaufrufen 

wiederherstellen, 

wiederholen, 

reproduzieren, 

abrufen, zurückrufen, 

auflisten 

Material in Einklang steht. 

Sachbezogenes Wissen wird aus dem 

Langzeitgedächtnis abgerufen. 

2. Verstehen: Bedeutung/Relevanz von Wissen erkennen und herstellen, indem zum Beispiel neues 

mit altem Wissen verknüpft wird 

2.1. Interpretieren paraphrasieren, 

Das Material wird in eine andere 

übersetzen, darstellen Repräsentationsart umgewandelt (z.B. 

von verbaler in numerische Form). 

2.2. Exemplifizieren illustrieren, erläutern Für ein Konzept oder ein Prinzip wird ein 

Beispiel gefunden. 

2.3. Klassifizieren kategorisieren, 

Es wird bestimmt, ob etwas zu einer 

subsumieren 

Kategorie gehört. 

2.4. Zusammenfassen 

2.5. Folgern 

2.6. Vergleichen 

2.7. Erklären 

abstrahieren, 

generalisieren 

schließen, interpolieren, 

extrapolieren, voraussagen 

kontrastieren, (auf 

einander) abbilden, 

abgleichen 

modellieren, 

beschreiben 

10 Alle Synonyme sind an Schobel und Holdt 2004, S. 19/20 angelehnt 

Der oder die Hauptpunkte werden durch 

Abstrahieren gewonnen. 

Ein (logischer) Schluss wird aus der 

vorliegenden Information gezogen. 

Analogien zwischen zwei Ideen, 

Konzepten o.ä. werden erkannt. 

Ein Ursache-Wirkungs-Modell eines 

Systems wird erstellt.

11 Anhang 81 

3. Anwenden: Bestimmte Verfahren in bestimmten Situationen verwenden 

3.1. Ausführen 

3.2. Implementieren 

durchführen, umsetzen, 

demonstrieren 

benutzen, übertragen, 

lösen 

Ein Verfahren wird auf eine (bekannte) 

Aufgabe anwendet. 

Ein Verfahren wird auf ein (neues) 

Problem angewendet. 

4. Analysieren: Gliederung eines Materials in seine konstituierenden Teile und Bestimmung ihrer 

Interrelation und ihrer Relation zu einer übergeordneten Struktur 

4.1. Differenzieren 

4.2. Organisieren 

4.3. Zuschreiben 

unterscheiden, 

kennzeichnen, 

auswählen, auslesen 

strukturieren, 

Zusammenhänge erkennen 

attribuieren, zurückführen 

auf, zuschreiben 

5. Bewerten: Urteile anhand von Kriterien und Standards fällen 

5.1. Überprüfen 

5.2. Kritisieren 

. 

abstimmen, ermitteln, 

überwachen, testen 

Wichtige wird von unwichtiger bzw. 

sachdienliche wird von unnützer 

Information abgegrenzt. 

Es wird herausgearbeitet, wie die Teile 

einer Struktur zusammenpassen bzw. 

funktionieren. 

Eine Meinung/ Tendenz/ Absicht/ 

Wertung wird im zugrunde liegenden 

Material bestimmt. 

Inkonsistenzen oder Fehlschlüsse in 

einem Prozess oder Produkt werden 

erkannt; die Effektivität eines Verfahrens 

wird während seiner Ausführung beurteilt. 

evaluieren, einschätzen Die Konsistenz eines Produktes aus der 

Außensicht wird beurteilt; die Eignung eines 

Verfahrens für ein bestimmtes Problem 

wird bestimmt. 

6. (Er-)Schaffen: Elemente zu einem neuen, kohärenten, funktionierenden Ganzen zusammenführen 

bzw. umgestalten 

6.1. Generieren kreieren, zusammenstellen Einen Alternativvorschlag wird mittels 

bestimmter Kriterien erarbeitet. 

6.2. Entwerfen konzipieren Ein Verfahren zum Bewältigen einer 

Aufgabe wird ersonnen. 

6.3. Produzieren konstruieren, entwickeln Ein Produkt wird erfunden. 

Quelle: Leika 2007, S. 94/95

11 Anhang 82 

A3: Formulierungen der Kompetenzprofile der Dimension K1.2-Systemverständnis 

Nr. Kompetenz 

K 1 Aufgabenbereiche 

K 1.2 Systemverständnis 

Die Lernenden sind in der Lage (Informatik-)Systeme explorativ zu analysieren und bewerten diese qualitativ anhand von 

kategorisierten Kriterien. Sie können Anforderungsdefinitionen bewerten sowie systematische Tests durchführen und 

beurteilen. 

K 1.2.1 Anforderungsdefinitionen anwenden und analysieren 

Die Lernenden sind in der Lage Anforderungsdefinitionen zu erläutern und implementieren, sowie deren 

Umsetzung zu beurteilen. 

K 1.2.2 Systematisches Testen 

K 1.2.2.1 Lernen aus Fehlern 

Die Lernenden sind in der Lage systemgenerierte Fehler zu identifizieren, differenzieren und 

beurteilen. Das so entstandene Wissen wird von ihnen zur Fehlervermeidung und Verbesserung der 

Tests angewendet. 

K 1.2.2.2 Anwendung bewährter Teststrategien 

Die Lernenden sind in der Lage Softwaretests anhand bewährter Teststrategien durchzuführen und 

zu beurteilen. Sie können „Versuch und Irrtum“ als ineffiziente Methodik, sowie den Mehrwert 

strategischen Testens erläutern und Vor- und Nachteile der einzelnen Teststrategien erklären. 

K 1.2.3 Systemexploration 

Die Lernenden sind in der Lage Systeme eigenständig explorativ zu analysieren. Dazu können sie ein System 

anwenden, die Struktur und Bestandteile des Systems identifizieren und deren Zusammenwirken erläutern. Sie 

können in Experimenten selbstständig Hypothesen aufstellen und diese systematisch testen. Die Lernenden sind 

in der Lage Möglichkeiten und Grenzen eines Systems zu erläutern und beobachtetes Verhalten durchdacht zu 

illustrieren. 

K 1.2.4 Bewerten der Qualität von Software 

K 1.2.4.1 Korrektheit 

Die Lernenden sind in der Lage Korrektheit als ein Qualitätskriterium von Software zu klassifizieren. 

Sie können dieses Kriterium zur Bewertung einer konkreten Software benutzen und sind in der Lage

11 Anhang 83 

deren Korrektheit, im Sinne der Fehlerfreiheit und der Erfüllung der Anforderungsdefinitionen, zu 

analysieren. 

K 1.2.4.2 Effizienz 

Die Lernenden sind in der Lage Effizienz als ein Qualitätskriterium von Software zu klassifizieren. Sie 

können dieses Kriterium zur Bewertung einer konkreten Software benutzen und sind in der Lage 

deren Effizienz, im Sinne der effektiven Nutzung von Hardware, zu analysieren. 

K 1.2.4.3 Robustheit 

Die Lernenden sind in der Lage Robustheit als ein Qualitätskriterium von Software zu klassifizieren. 

Sie können dieses Kriterium zur Bewertung einer konkreten Software benutzen und sind in der Lage 

deren Robustheit, im Sinne der Toleranz gegenüber unerwarteten Eingaben bzw. Ereignissen sowie 

Sonderfällen und Randbedingungen, zu analysieren. 

K 1.2.4.4 Wiederverwendbarkeit 

Die Lernenden sind in der Lage Wiederverwendbarkeit als ein Qualitätskriterium von Software zu 


sind in der Lage deren Wiederverwendbarkeit, im Sinne der Anwendung einer Software zur Lösung 

neuer Probleme und erneuten Nutzung einzelner Module in einer anderen Software, zu analysieren. 

K 1.2.4.5 Kompatibilität 

Die Lernenden sind in der Lage Kompatibilität als ein Qualitätskriterium von Software zu 


sind in der Lage deren Kompatibilität, sowohl zu Vorgängerversionen als auch zu alternativen Hard- 

und Softwarekomponenten, zu analysieren. 

K 1.2.4.6 Wohlstrukturiertheit und Modularisierung 

Lernenden sind in der Lage Wohlstrukturiertheit und Modularisierung als ein Qualitätskriterium von 

Software zu klassifizieren. Sie können dieses Kriterium zur Bewertung einer konkreten Software 

benutzen und sind in der Lage deren Wohlstrukturiertheit und Modularisierung, anhand von 

Schnittstellendefinitionen und Diagrammen, zu analysieren. 

K 1.2.4.7 Benutzungsfreundlichkeit 

Die Lernenden sind in der Lage Benutzungsfreundlichkeit als ein Qualitätskriterium von Software zu 


sind in der Lage deren Benutzungsfreundlichkeit, im Sinne der Qualität, Intuitivität und Transparenz 

der Interaktion, zu analysieren. 

K 1.2.4.8 Modifizierbarkeit oder Wartbarkeit

11 Anhang 84 

K 1.2.4.9 Informationssicherheit 

Die Lernenden sind in der Lage Informationssicherheit als ein Qualitätskriterium von Software zu 


sind in der Lage deren Informationssicherheit, im Sinne der Vertraulichkeit, Verfügbarkeit und 

Integrität, zu analysieren. 

K 1.2.5 Architektur und Organisation 

K 1.2.5.1 Digitale Logik und Datenrepräsentation 

Die Lernenden sind in der Lage, verschiedene Datenrepräsentationen zu vergleichen, aus diesen 

Informationen abzuleiten und zu gegebenen Daten eine passende Repräsentation auszuwählen. Sie 

haben die Funktionsweise boolscher Logik und Operatoren begriffen und können diese sicher 

anwenden. 

K 1.2.5.2 Schnittstelle und E/A-Strategien 

Die Lernenden sind in der Lage, Schnittstellen zur Modularisierung und Kommunikation zu benutzen 

und die Funktion einer konkreten Schnittstellen zu erklären. Sie können E/A-Strategien identifizieren 

und hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile vergleichen. 

K 1.2.5.3 Strukturierte Computerorganisation und Funktionalität 

Die Lernenden sind in der Lage, die Funktionalität eines Computers zu erklären. Dazu können sie 

Hardwarekomponenten erinnern sowie deren Funktions- und Kommunikationsweisen illustrieren. Sie 

sind in der Lage die innere Struktur eines Systems zu modellieren.

11 Anhang 85 

A4: Übersichtsblatt über die wichtigsten Gesetze und Axiome der booleschen 

Algebra 

Quelle: Wojtkowiak, H.: Aus der Vorlesung: Schaltwerke und Rechnerorganisation. Universität Siegen, 

WS 2006/2007

11 Anhang 86 

A5: Übersicht über die wichtigsten Schaltsymbole 

Quelle: Wojtkowiak, H.: Aus der Vorlesung: Schaltwerke und Rechnerorganisation. Universität 

Siegen, WS 2006/2007

11 Anhang 87 

A6: Beiliegender Quellcode zu Aufgabe 1: Autovermietung 

Klasse Auto: 

public class Auto { 

//Attribute des Autos 

private String hersteller; //z.B. Audi, VW, BMW 

private int preis; 

private int baujahr; 

private boolean klimaanlage; //true, falls eine Klimaanlage vorhanden ist 

private int kundenrating; //für die spätere Bewertung des Autos 

} 

Klasse Kunde 

public Auto(String hersteller, String typ, int preis, int baujahr, int 

gefahrene_km, boolean klimaanlage) 

{ 

this.hersteller=hersteller; 

this.preis=preis; 

this.baujahr=baujahr; 

this.klimaanlage=klimaanlage; 

} 

public String getHersteller() { 

return hersteller; 

} 

public void setHersteller(String hersteller) { 

this.hersteller = hersteller; 

} 

public int getBaujahr() { 

return baujahr; 

} 

public void setBaujahr(int baujahr) { 

this.baujahr = baujahr; 

} 

public boolean getKlimaanlage() { 

return klimaanlage; 

} 

public void setKlimaanlage(boolean klimaanlage) { 

this.klimaanlage = klimaanlage; 

} 

public int getPreis() { 

return preis; 

} 

public void setPreis(int preis) { 

this.preis = preis; 

} 

public int getKundenrating() { 

return kundenrating; 

} 

public void setKundenrating(int kundenrating) { 

this.kundenrating = kundenrating; 

} 

public class Kunde { 

private String name; 

private String vorname; 

private String straße; 

private int hausnummer; 

private int geburtsdatum; 

private Kundenwunsch kundenwusch; 

public Kunde(String name, String vorname, String straße, int hausnummer, int 

geburtsdatum) 

{ 

this.name=name;

} 

11 Anhang 88 

} 

this.vorname=vorname; 

this.straße=straße; 

this.hausnummer=hausnummer; 

this.geburtsdatum=geburtsdatum; 

public String getName() { 

return name; 

} 

public void setName(String name) { 

this.name = name; 

} 

public Kundenwunsch getKundenwusch() { 

return kundenwusch; 

} 

public void setKundenwusch(Kundenwunsch kundenwusch) { 

this.kundenwusch = kundenwusch; 

} 

public String getVorname() { 

return vorname; 

} 

public void setVorname(String vorname) { 

this.vorname = vorname; 

} 

public String getStraße() { 

return straße; 

} 

public void setStraße(String straße) { 

this.straße = straße; 

} 

public int getHausnummer() { 

return hausnummer; 

} 

public void setHausnummer(int hausnummer) { 

this.hausnummer = hausnummer; 

} 

public int getGeburtsdatum() { 

return geburtsdatum; 

} 

public void setGeburtsdatum(int geburtsdatum) { 

this.geburtsdatum = geburtsdatum; 

} 

Klasse Kundenwunsch 

public class Kundenwunsch { 

private String hersteller; 

private int baujahr_ab; //es werden Autos ab diesem Baujahr favorisiert 

private int baujahr_bis; //es werden Autos bis zu diesem Baujahr favorisiert 

private int preis_max; //Autos bis zu dieser Preisgrenze werden gewünscht 

private boolean klimaanlage; //true, falls eine Klimaanlage gewünscht ist 

public Kundenwunsch(String hersteller, int baujahr_ab, int baujahr_bis, int 

preis_max, boolean klimaanlage) 

{ 

this.hersteller=hersteller; 

this.baujahr_ab=baujahr_ab; 

this.baujahr_bis=baujahr_bis; 

this.preis_max=preis_max; 

this.klimaanlage=klimaanlage; 

} 

public int getBaujahr_ab() { 

return baujahr_ab; 

} 

public void setBaujahr_ab(int baujahr_ab) {

} 

11 Anhang 89 

this.baujahr_ab = baujahr_ab; 

} 

public int getBaujahr_bis() { 

return baujahr_bis; 

} 

public void setBaujahr_bis(int baujahr_bis) { 

this.baujahr_bis = baujahr_bis; 

} 

public int getPreis_max() { 

return preis_max; 

} 

public void setPreis_max(int preis_max) { 

this.preis_max = preis_max; 

} 

public boolean getKlimaanlage() { 

return klimaanlage; 

} 

public void setKlimaanlage(boolean klimaanlage) { 

this.klimaanlage = klimaanlage; 

} 

public String getHersteller() { 

return hersteller; 

} 

public void setHersteller(String hersteller) { 

this.hersteller = hersteller; 

} 

Klasse Verwaltung: 

import java.util.ArrayList; 

import java.util.Iterator; 

public class Verwaltung { 

} 

public void bewerteAutos(________________________) //formale Parameter müssen 

ergänzt werden 

{ 

} 

//hier soll deine Lösung stehen 

A7: Lösung zu Aufgabe 1 

public void bewerteAutos(Kunde kunde, ArrayList Autoliste) 

{ 

Iterator i = Autoliste.iterator();

} 

11 Anhang 90 

while (i.hasNext()) { 

Auto auto = i.next(); 

} 

if(kunde.getKundenwusch().getHersteller().equalsIgnoreCase(auto.getHersteller) 

auto.setKundenrating(auto.getKundenrating()+6); 

if(kunde.getKundenwusch().getBaujahr_ab()=auto.getBaujahr()) 

auto.setKundenrating(auto.getKundenrating()+1); 

if(kunde.getKundenwusch().getPreis_max()

11 Anhang 91 

6) Der Speicher treibt den Datenbus mit dem verlangten Wert. Der rechte Eingang der ALU wird an 

den Datenbus geschaltet. Zusätzlich wird der linke Eingang der ALU mit dem Wert des 

Akkumulators getrieben. 

7) Ausführung der Addition in der ALU. 

8) Endergebnisspeicherung im Akkumulator. 

A11: Gegenüberstellung der kognitiven Prozesse der Testitems und der zu 

messenden Kompetenzdimensionen 

Kompetenzdimension Kognitive Prozesse der zu 

messenden Kompetenzdimension 

K1.2.1 

Generieren 

Erschaffen 

Anforderungsdefinitionen Produzieren 

anwenden und 

analysieren 

Überprüfen 

Bewerten 

Kritisieren 

K1.2.5.1 

Digitale Logik und 

Datenrepräsentation 

K1.2.5.3 

Strukturierte 

Computerorganisation 

und Funktionalität 

K1.2.4 

Bewerten der Qualität 

von Software 

Exemplifizieren -> Verstehen 


Verstehen 

Vergleichen 

Ausführen 


Kognitive Prozesse des 

Testitems 

Generieren 

Planen Erschaffen 

Produzieren 

Überprüfen 

Kritisieren 


Vergleichen 

Ausführen 


Kritisieren -> Bewerten 

Kritisieren -> Bewerten 


Erklären 

Verstehen 


Erklären 

Verstehen 

Wiederaufrufen -> Erinnern 

Erkennen -> Erinnern 

Klassifizieren -> Verstehen 

Überprüfen 

Kritisieren 

Anwenden 

Bewerten 

Verstehen 

Ausführen 

Wiederaufrufen -> Erinnern 

Erkennen -> Erinnern 

Klassifizieren -> Verstehen 

Überprüfen 

Bewerten Bewerten 

Kritisieren

11 Anhang 92 

A12: GUI der Kino-Sitzplatzreservierung

11 Anhang 93 

A13: Klassendiagramm der Kino-Sitzplatzreservierung

A15: Programm der Kino-Sitzplatzreservierung auf CD-Rom 94 

A14: Ziele und weiterführende Forschungsschritte im Rahmen von MoKoM II 

(Auszug aus der Homepage der Universität Siegen in dem Bereich „Didaktik der Informatik“) 

DFG-Fortsetzungsantrag bewilligt: Entwicklung von qualitativen und quantitativen 

Messverfahren zu Lehr-Lern-Prozessen für Modellierung und Systemverständnis in der 

Informatik (MoKoM II) 

In der Fortsetzung erfolgt im ersten Schritt auf der Basis des im ersten Projektzeitraum entwickelten 

Kompetenzmodells und Testinstrumentariums zum informatischen Systemverständnis und 

informatischen Modellieren die Überprüfung und Validierung des Kompetenzmodells und 

Instrumentariums anhand einer umfangreichen Schülerstichprobe. Auf der Grundlage dieser 

Erhebungen wird das Kompetenzmodell im Hinblick auf ein Kompetenzniveaumodell weiter 

entwickelt. In einem zweiten empirischen Analyseschritt werden Einflussfaktoren des 

Kompetenzerwerbs untersucht und Stufen des Kompetenzerwerbs im Sinne eines 

Kompetenzstufenmodells identifiziert und beschrieben. Anhand dieser Analysen werden drittens 

Lehr-Lernarrangements zuerst evaluiert und darauf aufbauend so weiterentwickelt, dass sie zur 

Förderung entsprechender Kompetenzerwerbsprozesse bzw. Ausschnitte des Kompetenzerwerbs 

geeignet sind. Abschließend werden in einem vierten Schritt Implikationen der vorangegangenen 

empirischen Untersuchungsschritte für die fachdidaktische Theoriebildung und Unterrichtsgestaltung 

zur Förderung des Kompetenzerwerbs im Informatikunterricht abgeleitet bzw. verallgemeinert. 

URL: http://www.die.informatik.uni-siegen.de/ [Letztes Zugriffsdatum: 17.08.2011] 

A15: Programm der Kino-Sitzplatzreservierung auf CD-Rom 

Eclipse-Projektdatei + Quellcode der einzelnen Klassen

13 Erklärung 95 

13 Erklärung 

Ich versichere, dass ich die schriftliche Hausarbeit – einschließlich beigefügter Zeichnungen, 

Kartenskizzen und Darstellungen – selbstständig verfasst und keine anderen als die angegebenen 

Quellen und Hilfsmittel benutzt habe. Alle Stellen der Arbeit, die dem Wortlaut oder dem Sinne nach 

anderen Werken entnommen sind, habe ich in jedem Fall unter Angabe der Quelle deutlich als 

Entlehnung kenntlich gemacht.

Erstellung von Testitems und deren Erwartungsbild für informatisches

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